JP4963624B2 - 除電器 - Google Patents

Description

本発明は除電器に関し、詳しくは、正イオン及び負イオンを発生させて被除電物の除電を行う除電器に関する。

一般的な従来の除電器は、例えば、従来型除電器の場合では、先鋭な針形状のイオン発生電極に高電圧電源より高電圧を印加して、コロナ放電を生じさせ、空気をイオン化する。針形状のイオン発生電極は、対極する接地電極との間で、コロナ放電を効率的に発生する必要があるため、ある一定の絶縁距離を確保することが必要となり、イオン発生を構成するためのスペースに制約があり、効率的な除電器の小型化に限界が生じるという課題を有していた。

また、長期間の使用により、針形状のイオン発生電極は、チリなどの堆積や物理スパッタリングによる摩耗などの影響により、コロナ放電が生じ難くなり、イオン発生効率が低下する傾向にあった。また、針形状のイオン発生電極と対向し、放電を安定させるために設けられた接地電極についても、高電圧による静電吸着及びイオン発生電極の物理スパッタリングなどにより、チリなどの堆積が生じ表面の汚れが進行し、イオン発生効率を低下させる要因ともなっていた。

したがって使用者は定期的に、針形状のイオン発生電極先鋭部の清掃または交換、さらに接地電極及びその周辺の清掃を行ない、イオン発生効率を改善するためのメンテナンス作業を強いられることになる。かかるメンテナンス作業は、先鋭部を有する構造体内部の清掃であり、さらに高電圧が印加されている部分でもあるため、作業は危険かつ煩わしいものとなっている。

そこで、イオン発生電極を針形状ではなく板状の誘電体に放電電極と誘導電極を配設した板状のイオン発生素子が開発され、更に発生する正イオンと負イオンの中和による発生効率の低下を抑制するために、板状の誘電体の一方の面から正イオン、他方の面から負イオンを発生させた技術が提案されている（特許文献１〜４参照）。

また、本願出願人も同様の技術を既に提案している（特許文献５〜７参照）。

特開２００６−２６０９６３ 特開２００５−２４３４０８ 特開平０９−７７３５ 特開平０３−１０８２９２ 特開２００６−２２８６４１ 特開２００６−２２８６４６ 特開２００６−２２８６８１

特許文献１〜７に示す技術を説明すると、図８（Ａ）に示すように板状の誘電体２２の表裏面の一方から正イオン、他方から負イオンを発生させることで正イオンと負イオンとが板状の誘電体２２によって空間的に分離された状態で発生するため、中和（相殺）が低減されるのでイオン発生効率が高い。更に、正イオンと負イオンを生成する位置関係が常に一定しているため、発生能力のバラツキが少なく安定した技術である。

尚、図８（Ｂ）に示すように、被除電物６に向き合うように、且つ、正イオンを発生する放電電極２３と負イオンを発生する放電電極２４とを並設配置した態様や、図８（Ｃ）に示すように、正イオンと負イオンを発生する放電電極２３・２４とを向き合うように配置した態様では、生成されたイオン同士の中和（相殺）によりイオン発生効率が低減する。図８（Ａ）〜（Ｃ）において、符号２Ａはイオン発生素子、符号２２は板状の誘電体、符号２３・２４は放電電極、符号２５は誘導電極、符号６は被除電物を各々示す。

しかし、本発明者の研究によれば、上記図８（Ａ）に示す構成であっても、除電すべき被除電物の種類、除電作業を行う環境等の影響等の外乱等によって除電効果が低下する場合があることを突き止めた。また、被除電物以外へもイオンが送出されてしまことにより被除電物に対する除電効果が低下する場合もあることを突き止めた。

そこで本発明の課題は、外乱からの影響による除電効果の低下が抑制され、非除電物以外へイオンが送出されてしまうのを、できるだけ抑制できる除電器を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、下記構成を有する。

１．背中合わせの面を有する板状の誘電体と、該誘電体の背中合わせの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有し、正イオンと負イオンとを誘電体の背中合わせの面で発生させる構成のイオン発生素子と、
非導電性材料から主として形成され、前記イオン発生素子を被覆する構成の絶縁隔壁体と、を有してなり、
前記放電電極が設けられている前記誘電体の面に対し略直角方向に配置される被除電物を除電する構成の除電器であって、
前記絶縁隔壁体が、
前記イオン発生素子の一方の放電電極が配設された面を被覆する第１絶縁隔壁板と、前記イオン発生素子の他方の放電電極が配設された面を被覆する第２絶縁隔壁板とから構成されると共に、前記イオン発生素子の後面部分に位置する除電器本体の構成部材が前記絶縁隔壁体の一構成部材として機能し絶縁する構成であり、
前記第１絶縁隔壁板と第２絶縁隔壁板には、前記イオン発生素子の放電電極の各々と向き合う部分に側面開口部が各々形成されており、
被除電物に向き合う部分には絶縁隔壁体による被覆はなく全面開放部である前面開口部が形成されていることを特徴とする除電器。

２．前記絶縁隔壁体の側面開口部が、透孔、スリット、メッシュ孔のいずれかであることを特徴とする上記１に記載の除電器。

３．前記イオン発生素子の放電電極が、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成されていることを特徴とする上記１又は２に記載の除電器。

４．前記誘導電極が、前記放電電極に対向する線状の導電材を用いて構成されていることを特徴とする上記３に記載の除電器。

５．前記イオン発生素子が、１つの誘電体の背中合わせの面の夫々に放電電極が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極が負イオンを発生する構成であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の除電器。

６．前記イオン発生素子が、２つの誘電体の背中合わせの面の夫々に放電電極が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極が負イオンを発生する構成であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の除電器。

７．前記イオン発生素子が、該イオン発生素子に通電するソケット型電源部に脱着可能なプラグ部を有し、該プラグ部には前記放電電極及び誘導電極の電極接点が設けられていることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の除電器。

８．発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられていることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の除電器。

請求項１に示す発明によれば、外乱からの影響による除電効果の低下が抑制され、非除電物以外へイオンが送出されてしまうのを、できるだけ抑制できる除電器を提供することができる。

特に請求項１によれば、非導電性材料から主として形成された絶縁隔壁体により、除電作業を行う環境等の外乱からの影響を受け難くなり、しかも、該絶縁隔壁体には放電電極と対峙する近傍部分に側面開口部が形成されているのでイオン発生効率が阻害されることがなく、更には、被除電物に対する部分に前面開口部が形成されていることで発生したイオンは被除電物目掛けて送出され、被除電物以外への送出が制限されるので除電効果が極めて高い。従って、例えば、１００ｍｍ以下の至近距離であれば、送出手段等を付加することなく被除電物の除電を行うことができる。
更に、被除電物に対して効率的にイオンを送出することができるので、被除電物の除電効果が高い。

請求項２に示す発明によれば、イオン発生素子を絶縁隔壁体で被覆した状態で開口部を設けることが可能でなる。

請求項３に示す発明によれば、放電電極が微細で複数であることにより、小型省スペース化や低電力化に寄与する。

請求項４に示す発明によれば、誘導電極が放電電極に対向する線状の導電材を用いて構成されていることにより、放電電極に対する誘導電極の位置関係が一定となり安定したイオン発生が得られる。

請求項５に示す発明によれば、１つのイオン発生素子で正イオンと負イオンの両イオンを発生させることができるので、除電器における実装スペースの省スペース化が可能となるだけでなく、イオン発生素子の交換・清掃等のメンテナンス工数も低減される。

請求項６に示す発明によれば、正イオン及び／又は負イオンを片面で発生する構成の事公知公用のイオン発生素子と同様の構成のものを用いることができるので、イオン発生素子の製作が極めて容易である。

請求項７に示す発明によれば、イオン発生素子の脱着時の配線作業が不要であるため、配線トラブルが生じ難く、交換・清掃等のメンテナンス性が良好となる。

請求項８に示す発明によれば、発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられているので、発生したイオンを遠くまで容易に送出することができる。

以下、本発明の除電器の詳細について添付図面に基づき説明する。
図１は本発明の除電器の一実施例を示す斜視図、図２は図１に示す除電器の要部の概略断面図、図３は図１に示す除電器の要部の分解拡散斜視図、図４は本発明の除電器に好ましく用いられるイオン発生素子の一例を示す概略正面図、図５は図４に示すイオン発生素子の概略側面図、図６は放電電極の突起形状の複数例を示す説明図、図７は誘導電極の形状の複数例を示す説明図、図８はイオン発生素子の配置例を示す概略側面図である。

図１〜図３に示すように本発明に係る除電器１は、イオン発生素子２と、該イオン発生素子２を被覆する絶縁隔壁体３とを有してなり、イオン発生素子２から生成される正イオン及び／又は負イオンにより被除電物（図２に示す符号６）の除電を行うものである。尚、図中の符号４はイオン発生素子２及び絶縁隔壁体３が取り付けられる除電器本体部であり、符号５は除電器１に通電する配線である。尚また、図２において、除電器本体部４の内部機構は図示を省略している。

イオン発生素子２は、図２、図４及び図５に示すように、誘電体２２と、該誘電体２２の背中合わせの面に配設される２つの放電電極２３・２４と、前記誘電体２２の内部に配設されて前記２つの放電電極２３・２４の作用を受ける誘導電極２５とを有し、正イオンと負イオンとを誘電体２２の背中合わせの面で発生させる構成を有する。図２に示すように、該イオン発生素子２から発生される正イオンと負イオンとによって除電される被除電物６は 前記放電電極２３・２４が設けられている前記誘電体２２の面に対し略直角方向に配置されることになる。即ち、前述した図８（Ａ）に示す態様と同様の配置関係となる。

絶縁隔壁体３は、イオン生成を阻害しないように非導電性材料から主として形成されており、イオン発生素子２の放電電極２３が配設された面を被覆する第１絶縁隔壁板３２と、放電電極２４が配設された面を被覆する第２絶縁隔壁板３３とから構成されている。第１絶縁隔壁板３２と第２絶縁隔壁板３３には、前記イオン発生素子２の放電電極２３・２４の各々と向き合う部分に側面開口部３４・３５が各々形成されている。

第１絶縁隔壁板３２と第２絶縁隔壁板３３の各々に形成される側面開口部３４・３５は、被覆されているイオン発生素子２の放電電極２３・２４の近傍に設けられることでイオン発生効率の低下を抑制する。該側面開口部３４・３５の形状としては、本実施例に示される矩形透孔に限定されず、他の形状の透孔、スリット、メッシュ孔等であってもよい。また、該側面開口部３４・３５の大きさは、メンテナンス時等の安全性も考慮して、例えば、縦又は横のいずれかを１０ｍｍ以下程度とすることが好ましく、７ｍｍ以下とすることがより好ましい。

また、イオン発生素子２の放電電極２３・２４が設けられている誘電体２２の面に対し略直角方向であって且つ被除電物６に向き合う部分については、絶縁隔壁体３による被覆はなく全面開放部とすることで前面開口部３１を形成している。被除電物６と向き合う前面部分に前面開口部３１を形成することで、イオン発生素子２によって発生される正イオンと負イオンは何ら制限を受けることなく前面開口部３１から被除電物６に向けて送出することになる。尚、メンテナンス時等の安全性も考慮して、イオン発生素子２の両面と第１絶縁隔壁体３１・第２絶縁隔壁体３２との間隔は１０ｍｍ以下程度とすることが好ましく、７ｍｍ以下とすることがより好ましい。

尚、後面部分については、後面部分に位置する除電器本体部４等の構成部材が絶縁隔壁体３の一構成部材して機能し絶縁することになる。

絶縁隔壁体３を構成する非導電性材料としては、除電器を含むこの種の電気機械器具等に用いられる絶縁材として公知公用のものを用いることができる。また、絶縁隔壁体３は合成樹脂等の非導電性材料のみで形成してもよいし、金属等の導電性を有する板材等を基体とし、該基体を非導電性材料からなるフィルムないしシートや塗膜等で被覆することで実質的に非導電性としてもよい。

本発明の除電器１に好ましく用いられるイオン発生素子２は、例えば、前述した本願出願人による先提案技術（特許文献５〜７等）に記載のものと同様の構成を有するイオン発生素子を用いることができ、具体的には、図４及び図５に示すように、誘電体２２と、該誘電体２２の背中合わせの面に配設される少なくとも２つの放電電極２３・２４と、前記誘電体２２の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極２３・２４の作用を受ける誘導電極２５とを有し、正イオンと負イオンとを誘電体２２の背中合わせの面で発生させる構成を有する。

また、イオン発生素子２の放電電極２３・２４及び誘導電極２５の構成についても同先提案技術に記載の構成と同様の構成を採ったものを用いることができ、放電電極２３・２４は、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成されていることが好ましく、誘導電極２５は、前記放電電極２３・２４に対向する線状の導電材を用いて構成されていることが好ましい。

放電電極２３・２４の材質としては、導電性を有するものであれば特に制限するものではなく、例えば、ステンレス、タングステン、導電性セラミックス、チタン等がある。放電電極２３・２４は放電により劣化、溶融などし難い材料が望ましい。放電電極２３・２４の材質や使用用途などに応じて、表面コーティングなどの絶縁保護層で放電電極２３・２４を覆うようにして形成し保護すれば、放電電極２３・２４の耐久寿命を延ばすことも可能なり、同時に放電電極２３・２４からの発塵の低減及びメンテナンスの簡略化も可能となる。表面コーティングの材料としては、シリコンコーティング、ガラスコーティング、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）薄膜コーティング、エポキシ系の絶縁材などがある。

放電電極２３・２４の形状としては、微細な突起を複数有する線状のものが望ましく、微細な突起は０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。突起の形状は、イオン発生可能な形状であれば特に制限されるものでなく、例えば、図６の（ａ）に示すような形状でもよいし、その他の波状、円状、格子状等の形状でもよい。イオン発生効率は、放電電極２３・２４の形状依存に比べ、対極する誘導電極２５と放電電極２３・２４の微細な突起物との距離及びその突起形状による関係において、最も影響することがわかっている。なお、その形状は電界集中が有効に生じ易い形状であれば、特に制限するものではなく、例えば、図６（ｂ）〜（ｇ）に示す形状が挙げられる。尚、図６の（ｂ）〜（ｇ）は部分拡大図である。

誘電体２２は、放電電極２３・２４をそれぞれ各面に形成し、誘導電極２５を囲むように形成した構成となっている。各面に形成されている放電電極２３・２４と、囲むように形成されている誘導電極２５との距離は、誘電体２２の厚みによって制御され、誘電体２２の誘電率によってその厚みを決定するが、０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。誘電体２２の材質としては、アルミナ、ガラス、マイカなどの誘電材料が挙げられる。成形に際しては、誘電材料を積層することで材料のピンホール等による絶縁破壊を抑制することができ、絶縁耐圧等を向上させることができる。

誘電体２２への放電電極２３・２４の形成は、公知公用の手段を採ることもできるが、本発明ではインクジェット印刷やシルク印刷、スクリーン印刷によって形成することが好ましい。

誘導電極２５は、誘電体２２に囲まれたように形成されており、それぞれの放電電極２３・２４に対向し形成されている共通な電極として作用している。誘導電極２５の材料としては、導電性を有するものであれば特に制限するものではなく、例えば、ステンレス、タングステン、導電性セラミックス、チタン等が挙げられる。

誘導電極２５の形状としては、放電電極２３・２４に対向した電極構造であれば、その形状については特に制限されるものでなく、例えば、図７（ａ）〜（ｄ）に示す種々の形状を採ることができる。

以上の本実施例では、１つのイオン発生素子で正イオンと負イオンの両方を発生させる構成、即ち、１つの誘電体２２の背中合わせの面の夫々に放電電極２３・２４が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極２３（又は２４）が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極２４（又は２３）が負イオンを発生する構成であるが、本発明はこれに限定されず、図８（Ａ）に示すように、背中合わせに配置した２つのイオン発生素子で正イオンと負イオンを発生させる構成、即ち、２つの誘電体の背中合わせの面の夫々に放電電極が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極が負イオンを発生する構成であってもよい。

尚、本実施例では、１つの誘電体２２の背中合わせの面の夫々に放電電極を１つずつ配設した構成であるが、本発明はこれに限定されず、２つ以上ずつ配設した構成であってもよい。

また、イオン発生素子２の電源（ＤＣ型電源、ＡＣ型電源）や、イオンバランスの調整（出力電圧のＯＮ・ＯＦＦ制御、出力電流制御、電源のバイアス制御、誘導電極のバイアス制御等）等についても前述の先提案技術（特許文献５〜７）等を参照することができる。

本発明に好ましく用いられるイオン発生素子２は上記構成を有することにより、放電電極２３・２４と誘導電極２５の電極間に駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、正イオンがいずれか一方の面から発生、負イオンが他方の面から発生することにより、正イオンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生するため、中和（相殺）が低減され、イオン発生効率がよい。

上記構成を有するイオン発生素子２の除電器本体部４への取付手段としては、図３に示すように、イオン発生素子２に設けられたプラグ部２１・２１を、除電器本体部４に設けられたソケット部４１・４１に装着することで取り付ける構成であることが好ましい。プラグ部２１・２１には、放電電極２３・２４及び誘導電極２５の電極接点（図示は省略）が設けられ、ソケット部４１・４１は内部配線（図示は省略）と配線５を介して電源（図示せず）に接続することで通電可能となる。プラグ部２１・ソケット部４１の具体的構成については先提案技術（特許文献６）を参照することができる。

本発明の除電器１は、発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられていることが好ましく、イオン発生素子１の正イオンを発生する面と負イオンを発生する面の両面が、等量の気流環境下となるように、気流方向に直行する両側に前記両面が振り分けられるようにイオン発生素子２を気流方向に沿って配設する構成を有することが好ましい。かかる構成によって、正イオンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生され、中和（相殺）が低減された良好な発生効率を維持した状態で、振り分けられた気流によって、正イオンと負イオンとが運ばれることになる。従って、イオン送出効率が高く、被除電物６と除電器１との距離が離れていても除電が可能となる。

送出手段としては、前述の先提案技術（特許文献５〜７等）に記載のファンによって気流を送出する構成、圧縮エアーによって気流を送出する構成等を挙げることができる。

本発明の除電器の一実施例を示す斜視図 図１に示す除電器の要部の概略断面図 図１に示す除電器の要部の分解拡散斜視図 本発明の除電器に好ましく用いられるイオン発生素子の一例を示す概略正面図 図４に示すイオン発生素子の概略側面図 放電電極の突起形状の複数例を示す説明図 誘導電極の形状の複数例を示す説明図 イオン発生素子の配置例を示す概略側面図

符号の説明

１ 除電器
２・２Ａ イオン発生素子
２１ プラグ部
２２ 誘電体
２３・２４ 放電電極
２５ 誘導電極
３ 絶縁隔壁体
３１ 前面開口部
３２ 第１絶縁隔壁板
３３ 第２絶縁隔壁板
３４・３５ 側面開口部
４ 除電器本体部
４１ ソケット部
５ 配線
６ 被除電物

Claims (8)

1. 背中合わせの面を有する板状の誘電体と、該誘電体の背中合わせの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有し、正イオンと負イオンとを誘電体の背中合わせの面で発生させる構成のイオン発生素子と、
   非導電性材料から主として形成され、前記イオン発生素子を被覆する構成の絶縁隔壁体と、を有してなり、
   前記放電電極が設けられている前記誘電体の面に対し略直角方向に配置される被除電物を除電する構成の除電器であって、
   前記絶縁隔壁体が、
   前記イオン発生素子の一方の放電電極が配設された面を被覆する第１絶縁隔壁板と、前記イオン発生素子の他方の放電電極が配設された面を被覆する第２絶縁隔壁板とから構成されると共に、前記イオン発生素子の後面部分に位置する除電器本体の構成部材が前記絶縁隔壁体の一構成部材として機能し絶縁する構成であり、
   前記第１絶縁隔壁板と第２絶縁隔壁板には、前記イオン発生素子の放電電極の各々と向き合う部分に側面開口部が各々形成されており、
   被除電物に向き合う部分には絶縁隔壁体による被覆はなく全面開放部である前面開口部が形成されていることを特徴とする除電器。
2. 前記絶縁隔壁体の側面開口部が、透孔、スリット、メッシュ孔のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の除電器。
3. 前記イオン発生素子の放電電極が、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の除電器。
4. 前記誘導電極が、前記放電電極に対向する線状の導電材を用いて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の除電器。
5. 前記イオン発生素子が、１つの誘電体の背中合わせの面の夫々に放電電極が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極が負イオンを発生する構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除電器。
6. 前記イオン発生素子が、２つの誘電体の背中合わせの面の夫々に放電電極が配設され、該背中合わせの面の一方の面に配設された放電電極が正イオンを発生し、他方の面に配設された放電電極が負イオンを発生する構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除電器。
7. 前記イオン発生素子が、該イオン発生素子に通電するソケット型電源部に脱着可能なプラグ部を有し、該プラグ部には前記放電電極及び誘導電極の電極接点が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除電器。
8. 発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の除電器。

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