JP5734097B2 - 電極ホルダー - Google Patents
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そして、これら除電あるいは帯電装置として、高電圧発生回路に接続した高電圧線及び放電電極用接点を形成した基板を保持したケーシングに、放電電極を保持した電極ホルダーを取りつけることによって放電電極と高電圧線とを接続するものが知られている。
例えば、特許文献1,2に記載された装置に用いる電極ホルダーは、中央に放電電極を貫通させて保持し、電極ホルダーの端部から突出した放電電極の基端を上記ケーシングに設けた基板に直接接触させるようにしたものである。
なお、これらの電極ホルダーを用いた装置は、ケーシング外から導いたガスを、放電電極の周囲に沿って吐出させることができるものである。
一方で、放電電極の基端と高電圧線とを確実に接続させるため、上記基板の高電圧線上に放電電極に接触するばね部材などを設けて、電気的接触を確保することも考えられる。しかし、この場合には、上記基板上に別部材を取り付けたり、高圧線そのものに加工をしたりする必要がある。
いずれにしても、寸法精度を有する加工で、製造コストが嵩むという問題があった。
この発明の目的は、放電電極の長さなどの厳密な寸法管理が必要なく、加工コストを抑えながら、放電電極と高電圧線との電気的接触を確実にすることができる電極ホルダーを提供することである。
そのため、放電電極やホルダーの加工コストを抑えながら、放電電極に高電圧を確実に印加でき、これを用いた帯電装置や除電装置の性能を維持できる。
また、放電電極の基端側を挟持部材で挟持しているので、その挟持状態を維持したまま放電電極を軸方向に移動させることができる。従って、放電電極先端の突出量を簡単に微調整することができ、放電性能を調整することもできる。
この除電装置は、図1に示すように、プラス側の高周波電圧を昇圧する高周波昇圧トランスT1と、マイナス側の高周波電圧を昇圧する高周波昇圧トランスT2とを備え、これら高周波昇圧トランスT1,T2の二次側にはそれぞれ倍電圧整流回路1,2を接続している。
なお、上記昇圧トランスT1、T2は、高周波電圧を昇圧する機能を有するものであり、その一次側には、図示していないが、高周波電圧源と、高周波電圧の入力をプラス側とマイナス側とに交互に切り換えるスイッチ機構とが接続されている。
また、上記プラス側倍電圧整流回路1及びマイナス側倍電圧整流回路2の各段にはコンデンサCを備えるとともに、プラス側倍電圧整流回路1及びマイナス側倍電圧整流回路2におけるそれぞれの最終段のダイオードDに抵抗Rを直列に接続している。
なお、各放電電極針6とアースとの間には浮遊容量が発生するので、図1では、この浮遊容量をコンデンサの記号を用い、浮遊容量cfとして図示している。
この電極基板ユニットUには、上記プラス側倍電圧整流回路1及びマイナス側倍電圧整流回路2の出力電圧に応じて、プラスあるいはマイナスのイオンを出力する放電電極針6を複数接続している。
なお、上記プラス側及びマイナス側倍電圧整流回路1,2、トランスT1,T2、及びトランスの一次側回路によって高電圧発生回路を構成している。
但し、上記電極基板ユニットUに対して必要な高電圧を印加できれば、高電圧発生回路はどのようなものでもかまわない。
このように、各放電電極針6に直列に電流制限抵抗rを接続したのは、放電電極針6に大電流が流れないようにするためである。
このように電流制限抵抗rを接続すれば、高電圧を印加している放電電極針6に人が誤って接触するようなことがあっても、大電流が流れるようなことがなく、人に対する安全性を確保することができる。
さらに、電流制限抵抗rを、放電電極針6ごとに接続しているので、各放電電極針6に対向する面の帯電電位が異なっていても、放電電流値を個別に制御することになる。
図2は、この実施形態の電極基板ユニットUを内装したケーシング20外観図である。このケーシング20は、ケース本体8にカバー9を取り付けたものである。
そして、ケース本体8には、上記電極基板ユニットUのうち、放電電極針6を除いた基板部分を固定している。
また、カバー9には取付孔9aを形成し、この取付孔9aに、後で説明する電極ホルダーH(図3参照)を取り付けて、帯電装置または除電装置用の電極基板ユニットUを完成している。上記カバー9の取付孔9aの内周には、上記電極ホルダーHを結合するため、雌ねじ状にした結合凹部9bを形成している。
但し、この実施形態では、カバー9の一端の連結部9cを別のケーシング20の連結部9dの内側に挿入することによって、上記電極基板ユニットUを長手方向に複数連結して用いることができるようにしている。
この電極ホルダーHは、絶縁性材料である樹脂製の保持部材10と放電電極針6の先端の外周を囲む把持部材11とを備えている。
この支持部材12は、図5に示すように、両端からそれぞれ軸方向に延びる凹部12a,12bを備えた部材である。但し、上記両端から形成された凹部の中間には隔壁12cが形成され、上記凹部12a,12bを区画している。
そして挟持部材13の挟持片13aの弾性力によって外周を挟持された放電電極針6は、その挟持状態で軸方向に移動可能である。つまり、放電電極針6は、その全長を厳密に管理しなくても、この電極ホルダーHからの先端側の突出量を最適長さにすることもできる。
なお、このプランジャ14の外周には段部14aを設けるとともに、支持部材12の端部に止め段部12dを設け、上記プランジャ14が支持部材12から脱落しないようにしている。
また、図10は、上記電極ホルダーHを一つだけ取り付けた状態の断面図である。但し、図10では、電極ホルダーHの内部構造は一部省略している。また、図4、図10中、符号19はOリングである。
このようにした電極ホルダーHでは、それをケーシング20に取り付けたとき、放電電極針6の基端が直接放電電極用接点16に接触するのではなく、放電電極針6と電気的に導通している上記プランジャ14が放電電極用接点16に、上記ばね部材sによって確実に接触するようにしている。そのため、放電電極針6及びプランジャ14の寸法を厳密に管理しなくても、放電電極針6に高圧を安定的に印加することができる。
また、上記外筒部10aの端部には上記支持部材12側に向かって先細りにしたテーパー部10fを形成している(図3,4参照)。このテーパー部10fは、必須の構成要素ではないが、ケース本体8に設けた、後で説明する基板15上の電極ガイド筒8aに保持部材10を挿入しやすくするためのものである。
上記把持部材11は、この発明の把持部であるフランジ部11aを備え、このフランジ部11aは電極ホルダーHを上記カバー9に取り付ける際に、作業者が把持するための部分である。そして、この実施形態ではフランジ部11aの外形を、真円ではなく楕円にしている。
さらに、把持部材11は、上記フランジ部11aと反対側に筒部11bを設け、この筒部11bを、上記保持部材10の大径部10bの外周に設けている。
このようにケーシング20の結合凹部9bに、電極ホルダーHを取り付ける際、上記フランジ部11aが楕円、すなわち非円形なので、それを把持して回しやすい。もし、フランジ部11aが真円だと、回す際にすべってしまい、取り付けの作業がしにくいことがあるが、この実施形態のフランジ部11aなら取り付け作業の作業性がよい。
上記放電電極針6に高電圧を印加した状態で、この小孔10eからエア導入空間10cにエアを導入すれば、放電電極針6に沿ったエア流が形成され、それによってイオン流が放出されることになる。
図7は、図2のケーシング20からカバー9を取り外したケース本体8の斜視図であり、プリント基板15を内包して一体的に成形された電極基板ユニットUである。
上記ケース本体8と一体化しているプリント基板15は、図8,9に示すように、一方の面15a側には放電電極用接点16と抵抗用接点17とを備え、これら放電電極用接点16と抵抗用接点17とのそれぞれに、電流制限抵抗r(図1の参照)のリード端子ra,rbを接続している。
さらに、上記電流抵抗rの周囲には貫通孔18を形成している。
また、このプリント基板15の他方の面15bには、各電極リード7a,7bから内側に突出した接点部7cを形成し、この接点部7cの先端をスルーホール15cに接続している。このスルーホール15c(図9,10参照)によって、上記電極リード7a,7bを上記一方の面15a側の抵抗用接点17に接続している。つまり、上記電流制限抵抗rが、高電圧線7と放電電極用接点16との間に接続される。
このケース本体8は、上記プリント基板15の一方の面15a上に、電極ガイド筒8a及び抵抗被覆部8bを備えている。
上記電極ガイド筒8aは、図3の電極ホルダーHの外筒部10を挿入保持するものである。なお、この実施形態の電極ホルダーHでは、上記外筒部10の端部にテーパー部10fを形成して、上記外筒部10aを上記電極ガイド筒8aに挿入しやすくしている。
なお、外筒部10aと電極ガイド筒8aの内周との間に隙間がなくなる寸法関係を維持した場合には、上記外筒部10aを電極ガイド筒8aに挿入する過程で電極ガイド筒8a内が密閉され、外筒部10aを押し込む際に抵抗となるが、上記のように隙間を維持すればそのようなことはない。但し、上記電極ガイド筒8a内が密閉されないようにするためには、外筒部10aの外周あるいは電極ガイド筒8aの内周のいずれかに軸方向にのびる凹凸を形成するだけでもよい。
なお、基板の他方の面15b側においても、ケース本体8を構成する上記絶縁性樹脂材によって、上記電極リード7a,7b及び接点7cを覆うようにしている。
しかも、射出成形工程だけで高絶縁性を有するケース本体8が形成できるので、別部材として製造したケース本体8に後から基板を取り付ける場合と比べて生産性が高いというメリットがある。
上記したように、この実施形態では、絶縁性樹脂を用いた射出形成でケース本体8を形成するが、その工程で、成形型内に設けたプリント基板15が溶融してしまうことがないように、プリント基板15を構成する樹脂材の溶融温度は、上記絶縁性樹脂材の溶融温度よりも高くなければならない。通常は、プリント基板15の基板本体には、融点の高いガラスエポキシ樹脂などを用い、ケース用の絶縁性樹脂材にはそれよりも融点が低いABS(アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂などを用いる。
このような異素材では熱膨張率も異なるため、製造過程で基板が一方に反ってしまうのである。
この実施形態では、リード端子ra,rbを備えた電流制限抵抗rを用い、上記外力をリード端子ra,rbの部分で吸収して抵抗素子の破損を防止するようにしている。
例えば、リード端子ra,rbを持たない表面実装タイプの抵抗素子を用いた場合には、プリント基板15の変形が大きくなったときには、上記抵抗素子が破損してしまったり、接点が破断してしまったりすることがある。
この実施形態では、上記電流制限抵抗rとしてリード端子ra,rb付きの抵抗素子を用いることで、電流制限抵抗の破損や接続不良の発生を防止できる。
また、上記貫通孔18を、電流制限抵抗rの抵抗用接点17と同電位のスルーホール15cと電極リード7a,7bとの間に介在させているので、抵抗用接点17と高電圧線である電極リード7a,7b間での放電を確実に防止できる。
但し、上記電極ホルダーHを取り付けて用いるケーシングとしては、ケース本体とプリント基板15とを一体成型したものに限らない。上記電極ホルダーHを取り付けたとき、上記プランジャ14に対応する位置に、高電圧を導く放電電極用接点16を備えていれば、その他の構成はこの実施形態に限らない。
なお、上記したようにバー状の除電装置を構成し、例えば図10の矢印Aのように、上記電極基板ユニットUの一方の端部からその内部へエア流を供給すれば、そのエアを、上記電極ホルダーHの小孔10eから上記エア導入空間10c及び隙間11eを介して放電電極針6に沿って流出させることができる。この実施形態では、上記ケーシング20が、放電電極針6に沿ったエア流を形成するためのエア供給用のダクトとして利用できるため、エア供給用のダクトを別に設ける必要がない。
さらに、この実施形態の電極ホルダーHは、その高電圧発生回路を変更した帯電装置にも適用できる。
7 高電圧線
8 ケース本体
8a 電極ガイド筒
9 カバー
9b 結合凹部
H 電極ホルダー
10 保持部材
10a 外筒部
10c エア導入空間
10e 小孔
11 把持部材
11a フランジ部
11c 結合凸部
11e 隙間
12 支持部材
12a 凹部
12b 凹部
13 挟持部材
13a 挟持片
14 プランジャ
s ばね部材
15 プリント基板
16 放電電極用接点
20 ケーシング
Claims (2)
- 基板本体に、高電圧発生回路に接続した高電圧線と、上記高電圧発生回路の出力電圧に応じてイオン流を放出する針状の放電電極の基端側を電気的に接続するための放電電極用接点とを形成した基板を保持するケーシングに、上記放電電極を結合するための電極ホルダーにおいて、
上記放電電極の基端側を挿入する絶縁性材料からなる外筒部と、その中央部から上記放電電極の先端側を突出させるとともに上記放電電極に沿ってガスを吐出させるためのガス吐出孔を備えた絶縁性材料からなるフランジ状の把持部と、この把持部と上記外筒部との間に設け、上記ケーシングに結合する結合部とを備え、
上記外筒部内には、
両端からそれぞれ軸方向に延びる一対の凹部を備えた支持部材と、
この支持部材の一方の凹部内に挿入され、複数の挟持片によって上記放電電極と電気的導通状態を保ちながら上記放電電極の外周を挟持する挟持部材と、
上記支持部材の他方の凹部内において上記支持部材と電気的導通状態を保ち、その一端を上記放電電極と反対側に突出させながら上記支持部材の軸方向に移動可能なプランジャと、
このプランジャと上記支持部材との間に介在させたばね部材とを備え、
上記挟持部材は上記挟持片の弾性力によって上記放電電極を保持するとともに、
上記結合部をケーシングに取り付けたとき、上記ばね部材が上記プランジャをケーシング側の上記放電電極用接点に押圧する弾性力を発揮する構成にした電極ホルダー。 - 上記外筒部における上記プランジャ側の端部を、ケーシング側の上記放電電極用接点の周囲に形成された電極ガイド筒に挿入可能にするとともに、上記電極ガイド筒に挿入した上記外筒部の外周と上記電極ガイド筒の内周との間に隙間が形成される構成にした請求項1に記載の電極ホルダー。
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