JP5947598B2

JP5947598B2 - 電気集塵機

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Publication number: JP5947598B2
Application number: JP2012083702A
Authority: JP
Inventors: 優治巻嶋; 祥平中川; 喜則伊藤; 芳浩田中
Original assignee: Amano Corp
Current assignee: Amano Corp
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-04-02
Also published as: JP2013212455A

Description

本発明は、溶接作業時に発生する溶接ヒューム等の塵埃を吸引して工場内での空気浄化を行う産業用の電気集塵機に関し、特に、この電気集塵機に設けられた集塵電極等から塵埃を除去する技術に関する。

従来、塵埃を吸引して工場内の空気浄化を行うために、産業用の電気集塵機が利用されている。この電気集塵機は、例えば、吸引された塵埃をコロナ放電によって帯電させる荷電極（例えば、針電極）と、この荷電極の下流側に配置されて荷電極によって帯電された塵埃を捕集する集塵電極（例えば、回転電極板）と、この集塵電極の下方に配置される塵埃回収用のホッパーと、を備えている。このような電気集塵機では、塵埃の吸引と並行して集塵電極に塵埃を捕集できるようになっており、塵埃が一定以上集塵電極に堆積する前に塵埃をホッパーに落下させて回収する工夫をすることで、電気集塵機の連続的な稼働が可能となっている。

例えば、特許文献１には、駆動モータの駆動力で回転する複数個の集塵電極（「回転電極板２３」参照）と、この集塵電極に当接するクリーニング手段（「粉塵除去部材２２」参照）と、を備え、各集塵電極に捕集された粉塵をクリーニング手段で除去する構成が開示されている。また、特許文献２には、集塵電極（「集塵板４」参照）を槌打して集塵電極に付着したダスト層を落下させる槌打ハンマが開示されている。更に、特許文献３には、集塵電極（「集塵電極板６ａ、６ｂ」参照）に高周波振動子を連接し、この高周波振動子から伝達される高周波振動によってダストを集塵電極から剥離させる構成が開示されている。

特開平８−２１５６０５号公報特開２０００−３０１０２６号公報特開平６−１１４２８７号公報

溶接工場などで大量に発生する溶接ヒューム等の塵埃を電気集塵機に吸引する場合には、吸引される塵埃の粘性が比較的低いため、回転式の集塵電極に捕集された塵埃をクリーニング手段によって集塵電極から除去し、ホッパー内に回収する方法（特許文献１参照）が容易且つ一般的である。

しかしながら、電気集塵機を長時間稼働させていくと、これに伴って集塵電極以外の部材（例えば、荷電極や、荷電極に電力を供給する給電板や、荷電極及び集塵電極を保持する電極枠）に塵埃が付着し、堆積していく。この集塵電極以外の部材に堆積した塵埃は、集塵電極のクリーニングのみでは十分に除去することができない。特に、上記給電板に塵埃が付着して堆積してくると、異常な放電や絶縁破壊の危険性がある。このような事情により、集塵電極以外の部材を定期メンテナンス時に取り外して洗浄したり、槌打ハンマによる打撃（特許文献２参照）や高周波振動（特許文献３参照）等の手段を用いたりして、集塵電極以外の部材から塵埃を払い落とす必要があった。これに伴って、電気集塵機のメンテナンス作業の煩雑化を招いていた。

また、回転可能な集塵電極を備えた電気集塵機では、上記した槌打ハンマによる打撃や高周波振動に伴う衝撃が集塵電極の駆動手段（例えば、駆動モータ）に伝達されると、駆動手段が摩耗したり破損したりする虞が有る。そのため、槌打ハンマや高周波振動子等の振動手段によって加振される部材と集塵電極の駆動手段を構造的に切り離す必要が有り、これに伴って電気集塵機の構造が複雑化するという欠点があった。また、集塵電極の駆動手段と振動手段の双方を作動させるために、複雑な動力伝達機構が必要となり、これに伴って、荷電極や集塵電極をユニット化して電気集塵機の組み立ての容易化を図ることが困難になっていた。

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、集塵電極によって捕集された塵埃を効率的に除去しつつ荷電極や電極枠等の集塵電極以外の部材への塵埃の堆積も防止し、電気集塵機のメンテナンス作業を容易化することを目的とする。

（１）上記した目的を達成するため、本発明の第１の電気集塵機は、塵埃を帯電させる荷電極と、該荷電極によって帯電された塵埃を捕集する集塵電極と、前記荷電極及び前記集塵電極を保持する電極枠と、を備えた電気集塵機であって、前記集塵電極の表面から塵埃を除去する第１のクリーニング手段と、該第１のクリーニング手段とは別個に設けられて前記電極枠を振動させる第２のクリーニング手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明の第１の電気集塵機によれば、集塵電極に捕集された塵埃を第１のクリーニング手段によって除去することが可能になるとともに、必要に応じて選択的に第２のクリーニング手段を稼働させることで、荷電極や電極枠等の集塵電極以外の部材に徐々に堆積してくる塵埃をも一気に除去することが可能となる。そのため、集塵電極以外の部材の取り外し洗浄等を行うことなく電気集塵機を長期間に亘って使用することが可能となり、作業員等によるメンテナンス作業を容易化し、場合によってはメンテナンスフリーの電気集塵機を実現することも可能となる。

（２）本発明の第２の電気集塵機は、前記（１）に記載の電気集塵機において、前記電極枠と該電極枠が取り付けられるケーシングとの間にダンパが介装されていることを特徴とする。

本発明の第２の電気集塵機によれば、第２のクリーニング手段によって電極枠を振動させた場合に、この振動がケーシングに伝達されてケーシングが振動するのを防止することが可能となる。これに伴って、外部に騒音や振動が漏れるのを抑制することができる。

（３）本発明の第３の電気集塵機は、前記（２）に記載の電気集塵機において、前記集塵電極は、水平方向に延びる回転軸に対して垂直に取り付けられて該回転軸を中心に回転可能な回転電極板であり、前記第２のクリーニング手段は、前記回転軸の軸方向と直交し、且つ、水平方向に延びるモータ軸と、該モータ軸に固定される偏芯振動子と、を有し、前記電極枠を前記回転軸の軸方向及び上下方向に振動させる振動モータであり、前記ダンパは、前記回転軸の軸方向の剛性が上下方向の剛性よりも低いことを特徴とする。

本発明の第３の電気集塵機によれば、振動モータによって回転電極板の回転軸の軸方向に電極枠及び回転電極板を振動させることができるため、回転電極板の表面に付着した溶接ヒュームなどの比較的粘度の低い塵埃を効率的に振り落とすことができる。また、ダンパによって電極枠の上下方向の振動が抑制されるため、回転電極板をその回転軸の軸方向に振動させることに振動成分を集中させることができ、塵埃の除去効率を一層高めることが可能となる。

（４）本発明の第４の電気集塵機は、前記（３）に記載の電気集塵機において、前記ケーシングに取り付けられる駆動モータと、該駆動モータの回転に伴って回転する駆動部材と、前記回転軸の軸方向に移動可能な状態で前記駆動部材に連結され、該駆動部材の回転を前記回転軸に伝達する従動部材と、を備えていることを特徴とする。

本発明の第４の電気集塵機によれば、回転電極板の回転軸の軸方向に電極枠が振動したとしても、駆動部材と従動部材の連結状態を保持することができる。そのため、電極枠の振動によって駆動部材と従動部材の連結が解除されて回転軸への回転の伝達が不能となるような不具合を回避することが可能となる。また、電極枠の振動を駆動部材と従動部材の連結部分で吸収することが可能となるため、駆動モータに振動が伝達されて駆動モータが摩耗したり破損したりするような不具合が発生する虞もなく、電気集塵機の動作不良を防止することが可能となる。

（５）本発明の第５の電気集塵機は、前記（３）又は前記（４）に記載の電気集塵機において、前記荷電極と該荷電極に電力を供給する電源部との間、および前記集塵電極と該集塵電極に電力を供給する前記電源部との間の夫々に介装される給電バネを備え、該給電バネは、前記回転軸の軸方向に伸縮可能に設けられていることを特徴とする。

本発明の第５の電気集塵機によれば、回転電極板の回転軸の軸方向に電極枠が振動したとしても、この振動を給電バネの伸縮力で吸収することが可能となる。そのため、給電バネとバネ当接部との当接部分において摺動による摩耗が発生するのを極力抑えることができる。

本発明によれば、集塵電極によって捕集された塵埃を効率的に除去しつつ荷電極や電極枠等の集塵電極以外の部材への塵埃の堆積も防止し、電気集塵機のメンテナンス作業を容易化することができる。

本発明の一実施形態に係る電気集塵機の外観を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、荷電極ユニット及び集塵電極ユニットをケーシングから取り外した状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機の内部構成図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、電極枠の取り付け構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、（ａ）は電極枠の非振動時の状態を示すダンパ周辺の内部構造図であり、（ｂ）は電極枠の振動時の状態を示すダンパ周辺の内部構造図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、電極枠を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、電極枠周辺の構成を示す平断面図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、電極回転伝達用の駆動羽根及び従動羽根を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、荷電極ユニットを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、集塵電極ユニットを示す左前側からの斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、集塵電極ユニットを示す左後側からの斜視図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、（ａ）は各従動羽根の非回転時（正常なかみ合いでない）の状態を示す断面図であり、（ｂ）は各従動羽根の回転時の状態を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る電気集塵機において、振動モータの稼働時の状態を示す内部構成図である。

以下に、上述した本発明に係る回転電極式電気集塵機１（以下、「電気集塵機１」と略称する。）の実施形態を図面と共に説明するが、この実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。

なお、本実施形態では説明の便宜上、図１における右手前側を電気集塵機１の正面側（前側）とする。また、各図に適宜付される矢印Ａは電気集塵機１の前後方向を示し、矢印Ｂは電気集塵機１の上下方向を示している。

図１に示されるように、電気集塵機１は縦長形状のケーシング２を備えており、ケーシング２の上部には筐体３が設けられている。筐体３の左面には吸気口４が開口され、この吸気口４には吸気ダクト５が接続されている。吸気ダクト５は、図示しない作業スペース（溶接作業現場）と連通している。吸気口４のすぐ内側には図示しないエリミネータ（一次捕集フィルタ）が取り付けられており、比較的粗い塵埃や水滴や油分は筐体３の内部に吸引せずにエリミネータによって捕集する様に構成されている。図２に示されるように、筐体３の前面には、挿入開口部６が設けられると共に開閉可能な扉７が取り付けられている。図３に示されるように、筐体３の右面には排気口８が設けられている。排気口８には、多数の連通穴が形成されたパンチングメタル（図示せず）が取り付けられている。

ケーシング２には、筐体３の右側に排気口８を覆うようにしてブロアカバー９が設けられている。ブロアカバー９は箱型形状を成しており、ブロアカバー９にはブロア１０が固定されている。ブロアカバー９の上側には、右上方に向かって斜めに延びる排気ダクト１１が接続されている。

図２及び図３に示されるように、ケーシング２には、筐体３の下側にホッパー１２が設けられている。ホッパー１２は、下側に向かって窄む四角筒形状（漏斗状）を成しており、ホッパー１２の内部空間は、筐体３の内部空間と連通している。ケーシング２には、ホッパー１２の下側にダストボックス１３が設けられ、ダストボックス１３の下端にはキャスター１４が取り付けられている。ホッパー１２及びダストボックス１３の外周には、ケーシング２を支持する４本の支持脚１５が上下方向に設けられ、各支持脚１５の下端にはキャスター１６が取り付けられている。図４に示されるように、ホッパー１２の上端部の左右両端には前後方向に延びるブラケット１７がそれぞれ固定されている。

各ブラケット１７の上面の前後両端部にはダンパ１８がそれぞれ固定されている。ダンパ１８は、ホッパー１２の上端の四隅にそれぞれ配置されている。図５に最も良く示されるように、各ダンパ１８は、円柱状（又は円筒状）の防振ゴム２０と、防振ゴム２０の下面に固定される金属製の下側フランジ板２１と、防振ゴム２０の上面に固定される金属製の上側フランジ板２２と、によって構成されている。

防振ゴム２０は、前後方向の剛性Ｋｘ（左右方向の剛性Ｋｙを含む）と上下方向の剛性Ｋｚの比（Ｋｘ／Ｋｚ）が、０．１〜０．１５程度となっている。つまり、防振ゴム２０は、前後方向の剛性Ｋｘが上下方向の剛性Ｋｚよりも著しく低くなっている。そのため、防振ゴム２０は、上下方向の振動に大きく追従することは出来ないが、前後方向の振動には比較的大きく追従可能となっている。換言すると、防振ゴム２０は、前後方向の振動を許容し、上下方向の振動を抑制するように構成されている。

下側フランジ板２１には、複数のネジ止め穴（図示せず）が上下方向に穿設されており、このネジ止め穴を貫通するネジ２３によって、下側フランジ板２１がブラケット１７に固定されている。上側フランジ板２２には固定板２４が取り付けられている。固定板２４の一端側（図面上は左端側）には上方に向かってガイド軸２５が突設され、固定板２４の他端側（図面上は右端側）には上方に向かってストッパ２６が突設されている。

図４に示されるように各ダンパ１８には、筐体３に取り付けられる箱型形状の電極枠２７の下端４隅が支持されている。この支持構造について説明すると、図５に最も良く示されるように、電極枠２７の下面には滑り板２８が固定されている。滑り板２８の一端側（図面上左端側）には、前後方向に長い長孔状のガイド穴３０が穿設され、このガイド穴３０に固定板２４のガイド軸２５が前後方向に係合位置を可変な状態で係合している。滑り板２８の他端側（図面上右端側）の下面には、固定板２４のストッパ２６の上端部が当接している。滑り板２８の下面と固定板２４の上面の間には、圧縮コイルバネ３１が介装されている。以上の記載から明らかなように、ダンパ１８は、電極枠２７とケーシング２のホッパー１２との間に介装されている。

電極枠２７は、ケーシング２の筐体３に直接的には固定されておらず、電極枠２７の外面と筐体３の内面の間には隙間が形成されている。図４に示されるように、電極枠２７の左面には吸気枠口３２が形成されており、筐体３の吸気口４（図２等参照）及び電極枠２７の吸気枠口３２を介して、吸気ダクト５（図１等参照）の内部空間と電極枠２７の内部空間が連通している。電極枠２７の右面には排気枠口３３が形成されており、この排気枠口３３及び前記パンチングメタル（図示せず）の多数の連通穴を介して、電極枠２７の内部空間とケーシング２のブロアカバー９の内部空間が連通している。電極枠２７の左側部には、電極枠２７の内部空間を左右に仕切る仕切枠３４が前後方向に設けられ、仕切枠３４には仕切枠口３５が設けられている。なお、吸気口４と吸気枠口３２、および、排気枠口３３と排気口８の間には、図示しない伸縮式接触ダクトが介装されており、気流の漏れを防止している。

図６に示されるように、電極枠２７の前面には挿入枠口３６が設けられ、挿入枠口３６の下端には開閉可能な横扉３７が設けられている。電極枠２７の後面には円形のバネ挿通穴３８が左右一対で設けられると共に、右側のバネ挿通穴３８の右方には略正八角形状の駆動羽根用開口部４０が設けられている。

電極枠２７の下面には下側開口部４１が設けられ、この下側開口部４１を介して、電極枠２７の内部空間がホッパー１２の内部空間と連通している。下側開口部４１の前後方向中央には、左右方向に延びる下側中心枠４２が固定されている。図５に最も良く示されるように、下側中心枠４２の下面には第２のクリーニング手段としての振動モータ４３が取り付けられている。振動モータ４３は、左右方向（図５では紙面に垂直な方向）に延びるモータ軸４４を有しており、モータ軸４４には偏芯振動子（図示せず）が固定されている。振動モータ４３は、高速回転によって電極枠２７を前後方向及び上下方向に振動させるように構成されている。

図７に最も良く示されるように、ケーシング２には、筐体３の後側に箱型形状のモータカバー４６が設けられている。モータカバー４６の右側部には前後方向に延びる隔壁４７が設けられ、この隔壁４７の左方において、第１給電碍子４８と第２給電碍子４９がモータカバー４６で覆われた内部の筐体３の後面に絶縁状態で取り付けられている。各給電碍子４８、４９には給電端子（図示せず）が収容されており、この給電端子は、各給電碍子４８、４９の前方に取り付けられた第１給電バネ５０と第２給電バネ５１に電気的に接続されている。これにより、電源部としての高電圧回路（図示せず）からの高電圧電源が、各給電碍子４８、４９内の給電端子から各給電バネ５０、５１に夫々所定の極性を以って供給されるようになっている。各給電バネ５０、５１は、前後方向に伸縮可能な圧縮コイルバネ（円錐バネ）である。図６に示されるように、各給電バネ５０、５１は、電極枠２７に設けられたバネ挿通穴３８に挿通され、電極枠２７の内側に突出している。

図７に示されるように、モータカバー４６の内部の筐体３の後面には、隔壁４７の右方において駆動モータ５２が取り付けられている。駆動モータ５２は、前後方向に延びる出力軸５３を有している。図８に示されるように、出力軸５３の先端にはＳ字状を成す駆動部材としての駆動羽根５４が固定されている。駆動羽根５４は、電極枠２７の駆動羽根用開口部４０の中央に位置している。駆動羽根５４は、Ｓ字の中央部が出力軸５３に固定されるとともに、Ｓ字の両端に押圧部５５が設けられている。

図１に示されるように、ケーシング２には、筐体３の上側に電装カバー５６が設けられ、電装カバー５６の内部には電装部品が収納されている。電装カバー５６の前面には、操作パネル５７が設けられている。操作パネル５７には、例えば、電気集塵機１の電源スイッチ、ブロア１０の吸引風量を切り替える風量切り替えスイッチ等の各種スイッチや、電気集塵機１の異常を知らせる異常ランプ等の各種表示機器が設けられている。

図２に示されるように、以上のように構成されたケーシング２には、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２が着脱可能に装着されている。なお、図４及び図６では、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２の記載が省略されている。

まず、荷電極ユニット６１について説明する。荷電極ユニット６１は、電極枠２７における仕切枠３４よりも左側の空間に収容されており、電極枠２７に保持されている。図９に示されるように、荷電極ユニット６１は、方形枠状を成している。荷電極ユニット６１の後端面には第１バネ当接部６３（図７参照）が設けられ、第１バネ当接部６３には第１給電バネ５０が前後方向に十分に圧縮された状態で圧接している。

図９に示されるように、荷電極ユニット６１には、前後方向に間隔をおいて複数枚の接地極板６４が設けられており、後述の如く含塵空気が集塵機１に吸引された際には、各接地極板６４の間を含塵空気が通過するように構成されている。各接地極板６４間の中間位置には荷電極支持基板６５が設けられ、各荷電極支持基板６５には上下方向に間隔をおいて複数の荷電極（針電極）６６が支持されている。各荷電極６６は、第１バネ当接部６３と電気的に接続されている。

次に、集塵電極ユニット６２について説明する。図２に示されるように、集塵電極ユニット６２は、電極枠２７における仕切枠３４よりも右側の空間に収容されており、電極枠２７に保持されている。図１０に示されるように、集塵電極ユニット６２は、箱型形状の外枠６７と、この外枠６７内に連設される集塵電極としての複数枚の回転電極板６８と、この複数枚の回転電極板６８の間に介装される複数枚の固定電極板７０と、回転電極板６８及び固定電極板７０の中心部から左端部にかけて配置される第１のクリーニング手段としての掻き取り板７１と、を備えている。

図１１に示されるように、外枠６７の後面には第２バネ当接部７２が設けられている。図７に示されるように、第２バネ当接部７２には第２給電バネ５１が前後方向に十分に圧縮された状態で圧接している。

図１０に示されるように、各回転電極板６８は、円盤状を成している。各回転電極板６８は、前後方向に延びる回転軸７３に対して垂直に取り付けられており、回転軸７３を中心に一体的に回転可能となっている。各回転電極板６８は、回転軸７３の軸方向（本実施形態では前後方向）に所定の間隔をおいて連設されている。回転電極板６８の回転軸７３の軸方向（前後方向）と振動モータ４３のモータ軸４４の軸方向（左右方向）は、両方とも水平方向であり、且つ、互いに直交しているが、互いの軸中心の高さ位置は異なっている。なお、図６の出力軸中心と図１１の回転軸中心は一致している。つまり、回転軸７３は、駆動モータ５２の出力軸５３と同軸上に配置されている（図７参照）。なお、振動モータ４３は荷電極ユニット６１と集塵電極ユニット６２を含めた電極枠２７の重心位置の下方に配置されている。

図８に示されるように、回転軸７３の後端部には従動部材としての一対の従動羽根７５が固定されている。各従動羽根７５は、横軸７６を介して回転軸７３に軸支されており、傘が開いた様な開放姿勢（図１２（ａ）参照）と傘が窄まった様な傾斜姿勢（図１２（ｂ）参照）の間で横軸７６を支点に回転可能となっている。各従動羽根７５にはトーションバネ７７が当接している。トーションバネ７７は、開放姿勢を取るように各従動羽根７５を付勢している。各従動羽根７５には、駆動羽根５４が連結されており、駆動羽根５４の回転が従動羽根７５によって回転軸７３に伝達されるようになっている。各従動羽根７５の先端部には平板状の被押圧部７８が設けられており、この被押圧部７８には駆動羽根５４の押圧部５５が当接している（図１２（ａ）参照）。被押圧部７８は押圧部５５よりも前後方向の長さが長くなるように形成されており、通常使用状態（振動モータ４３が稼働していない状態）では、押圧部５５が被押圧部７８の前後方向略中央に位置している。これにより、従動羽根７５は、前後方向に移動可能な状態で回転方向にのみ駆動羽根５４と連結されている。

図１０に示されるように、各固定電極板７０は、平板状を成している。各固定電極板７０は、外枠６７内の空間において、回転電極板６８の設置間隔に回転電極板６８と平行に配置されている。各固定電極板７０には、その中央部から左端部まで凹部８０が形成されている。

掻き取り板７１は、含塵空気の通過方向と平行な方向（本実施形態では左右方向）に延伸しており、各固定電極板７０の凹部８０に挿入されている。掻き取り板７１は、各回転電極板６８の表面に近接しており、各回転電極板６８の表面に堆積した塵埃を掻き取ることができるように多数のスリットを有した櫛状となっている。

このように構成されたものにおいて、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２をケーシング２に装着する方法について説明する。まず、図２に示されるように筐体３の扉７と電極枠２７の横扉３７を開放する。そして、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２を電極枠２７に前方から挿入する。次に、電極枠２７の横扉３７を、その下端側を支点に上方に回転させて閉止する。これにより、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２が正規の位置で電極枠２７に保持される。

これに伴って、図７に示されるように、第１給電バネ５０が第１バネ当接部６３に当接して荷電極ユニット６１への給電が可能となると共に、第２給電バネ５１が第２バネ当接部７２に当接して集塵電極ユニット６２への給電が可能となる。また、図１２（ａ）に示されるように、駆動羽根５４の押圧部５５が各従動羽根７５の被押圧部７８に当接して、駆動羽根５４から各従動羽根７５への回転の伝達が可能となる。

その後、筐体３の扉７を横方向に回転させて閉止することで、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２のケーシング２への装着が完了する。なお、ケーシング２に装着した荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２を取り外すには、筐体３の扉７を横方向に回転させて開放した後に電極枠２７の横扉３７を下方に回転させて開放し、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２を電極枠２７から引き出せば良い。

ところで、集塵電極ユニット６２を筐体３から取り外して再装着した際には、駆動羽根５４と各従動羽根７５の位相が合っていない場合も考えられる。このような場合には、図１２（ｂ）に示されるように、駆動羽根５４が各従動羽根７５を前方（図面上は右方）に押圧する。これにより、一旦は傘が閉じる様に各従動羽根７５が回転し、各従動羽根７５が傾斜姿勢に移行する。この状態から、駆動モータ５２の回転に伴って駆動羽根５４が各従動羽根７５と干渉しない位置まで回転すると、各従動羽根７５がトーションバネ７７の付勢力により開放姿勢に復元し、駆動羽根５４の押圧部５５が各従動羽根７５の被押圧部７８に当接する（図１２（ａ）参照）。これにより、駆動羽根５４の回転を従動羽根７５に伝達可能となる。

本実施形態では、荷電極６６が荷電極ユニット６１としてユニット化されるとともに回転電極板６８が集塵電極ユニット６２としてユニット化されている。そのため、電気集塵機１の組み立てを容易に行うことが可能となり、電気集塵機１のメンテナンス性を高めることが可能となる。

次に、電気集塵機１を用いて溶接ヒューム等の塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と称す）を清浄化する作用について説明する。

含塵空気を清浄化するには、高電圧電源回路から第１給電バネ５０及び第１バネ当接部６３を介して荷電極６６に供給される電力によって、荷電極６６と接地極板６４との間にコロナ放電が発生し、コロナ放電によって塵埃が帯電する。また、高電圧電源回路から第２給電バネ５１及び第２バネ当接部７２を介して各固定電極板７０に供給される電力によって、各固定電極板７０も荷電極６６と同様に帯電する。

この状態で、ケーシング２のブロア１０を稼働させると、図３に示されるように、ブロア１０の吸引作用により、吸気ダクト５、筐体３の吸気口４及び電極枠２７の吸気枠口３２を介して外部の含塵空気が電極枠２７の内部空間に流入する。このように電極枠２７の内部空間に流入した含塵空気中の塵埃は、荷電極ユニット６１を通過する時点で、荷電極６６からのコロナ放電により帯電する。この帯電した塵埃は、荷電極６６の下流側に設けられた複数の固定電極板７０の帯電によって反発され、同時にアース設置状態にある複数の回転電極板６８に吸着され、捕集される。各回転電極板６８に捕集されて堆積した塵埃は、次第に堆積凝集していき、回転電極板６８の表面に徐々に厚く堆積した状態となっていく。また、塵埃を除去されて清浄化された空気は、電極枠２７の排気枠口３３及びパンチングメタル（図示せず）に設けられた多数の連通穴を介してブロアカバー９の内部空間に流入し、ブロアカバー９の内部空間を通過して排気ダクト１１から外部に排出される。

その後は一定時間間隔や、選択的に操作ボタン等で操作することで、ブロア１０を停止させて、第１のクリーニング手段を開始する。まず駆動モータ５２を稼働させ、駆動モータ５２の出力軸５３を図８の矢印方向（正面視で時計方向）に回転させる。これに伴って、駆動モータ５２の出力軸５３に固定された駆動羽根５４が回転し、駆動羽根５４の押圧部５５が各従動羽根７５の被押圧部７８を押圧する。この押圧により各従動羽根７５が駆動羽根５４と同一の方向に回転し、回転軸７３及び各回転電極板６８が低速（本実施形態では１〜２ｒｐｍ程度）で一体的に回転する。その後、掻き取り板７１の下面の端部によって塵埃が掻き取られて各回転電極板６８の表面から除去され、自重によりホッパー１２内へと落下し、ダストボックス１３に収集され、結果的に回転電極板６８上の塵埃が除去される。

一方で、電気集塵機１を長時間稼働させていくと、これに伴って回転電極板６８以外の部材（例えば、電極枠２７や荷電極ユニット６１や固定電極板７０）に塵埃が付着していく。回転電極板６８以外の部材に付着した塵埃は、回転電極板６８の上記掻き取板７１による第１のクリーニング手段のみでは除去することができない。そこで、このような場合には、選択的に（所望のタイミングで）振動モータ４３を稼働させる。これに伴って、図５（ｂ）に矢印Ｘで示されるように振動モータ４３のモータ軸４４及び偏芯振動子（図示せず）が高速回転し、電極枠２７が前後方向及び上下方向に振動する。これに伴って、電極枠２７、荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２が振動し、これらの部材に堆積した塵埃が払い落とされる。

本実施形態では、前後方向の剛性Ｋｘと上下方向の剛性Ｋｚの比が０．１〜０．１５程度の防振ゴム２０がダンパ１８に使用されているため、電極枠２７の前後方向の振動が許容され、電極枠２７の上下方向の振動が抑制される。（前後方向と上下方向の振動比は防振ゴム２０の剛性比とほぼ等しくなるため、前後方向の振幅に対して上下方向の振幅は１０分の１程度になる。）結果として、電極枠２７が前後方向に大きく振動し、それによって回転電極板６８の表面に堆積した塵埃は払い落とされ、電極枠２７や荷電極ユニット６１や固定電極板７０に長時間かけて堆積した塵埃も、一気に払い落とされる。

その際、駆動モータ５２の出力軸５３に固定された駆動羽根５４と回転電極板６８の回転軸７３に固定された従動羽根７５は、前後方向に係合位置を可変な状態で回転方向にのみ係合しているため、駆動羽根５４と従動羽根７５の係合部分が磨耗するといった不具合も発生しない。また、各給電バネ５０、５１は、電極枠２７の振動方向（前後方向）と同じ方向に伸縮可能であるから、振動の前後で給電状態も正常に維持することができ、各給電バネ５０、５１と各バネ当接部６３、７２の当接部分の磨耗の問題もない。なお、駆動羽根５４と従動羽根７５の被押圧部７８が鉛直姿勢（図８、図１１に示す姿勢）となるような位相で駆動モータ５２を停止させたうえで、振動モータ４３の回転による加振をおこなうようにすれば、電極枠２７に若干でも上下方向の振動が発生した場合でも、被押圧部７８が磨耗することがない。

また、電極枠２７の前後方向以外の振動が抑制されるため、駆動モータ５２の摺動による磨耗や、給電端子（図示せず）の摺動による磨耗も発生しにくい。そのため、回転電極板６８以外の部材が振動によって摺動して磨耗するという振動式セルフクリーニング特有の欠点を克服し、電気集塵機１の動作不良を抑制することが可能となる。

特に、電極枠２７の振動に伴って、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、固定板２４のガイド軸２５が滑り板２８のガイド穴３０内を前後方向に移動すると共に、固定板２４のストッパ２６が滑り板２８の下面に沿って前後方向に摺動する。これにより、電極枠２７の前後方向の振動をより一層吸収しやすくなり、各部材の振動による摩耗等を更に効果的に抑制することが可能となる。

さらに圧縮コイルバネ３１を固定板２４と滑り板２８間に介装しているため、圧縮コイルバネ３１による上方向の弾発力が電極枠２７、荷電極ユニット６１および集塵電極ユニット６２の重量を相殺する様に作用するため、滑り板２８とストッパ２６の先端の摺動部の負荷が著しく減少され、振動動作が軽やかに実現する。その際に、圧縮コイルバネ３１の上下端は夫々固定板２４と滑り板２８との間で摺動することは無く、図５（ｂ）に説明した如く、ある程度の使用長と巻き数を有するコイル部が矢印Ａで示した方向に上下端面が食い違う様に撓むことで、軽々と振幅に追従する様になっている。

なお、圧縮コイルバネ３１の４箇所総合した荷重を、電極枠２７、荷電極ユニット６１および集塵電極ユニット６２の重量よりも大きくし、ストッパ２６の上面から滑り板２８が離間しやすいようにして、電極枠２７の上下振動をある程度許容するようにし、振動によるクリーニング効果を増強させてもよい。その場合には、ストッパ２６は電極枠２７の下方向への振幅を制限するよう作用することになる。

また、電極枠２７の振動に伴って従動羽根７５が前後方向に大きく変位しても、駆動羽根５４の押圧部５５が従動羽根７５の被押圧部７８からはみださないように構成されている。したがって、振動モータ４３の稼働によって駆動羽根５４と従動羽根７５の係合位置がずれて回転伝達が不能となるおそれもない。そのため、例えば、ブロア１０及び駆動モータ５２を稼働させて通常の集塵動作を継続しつつ、振動モータ４３を稼働させて振動式のセルフクリーニングを行うことも可能であり、溶接ヒュームの集塵以外の用途での応用も見込まれる。

以上のように本実施形態では、掻き取り式の第１のクリーニング手段（掻き取り板７１）とは別個に振動式の第２のクリーニング手段（振動モータ４３）を設けている。そのため、回転電極板６８以外の部材の取り外し洗浄等を行うことなく電気集塵機１を長期間に亘って使用することが可能となり、作業員等によるメンテナンス作業を容易化し、場合によってはメンテナンスフリーの電気集塵機１を実現することも可能となる。

また、掻き取り板７１が配置される方向（左右方向）と含塵空気の流入方向（左右方向）が平行であるため、含塵空気を流入させながら、掻き取り板７１によるセルフクリーニングを行うことも可能となる。溶接ヒューム以外で粘性の高い塵埃を集塵する場合などは、この含塵空気の吸入による集塵と掻き取り板７１によるセルフクリーニングの同時実施が効果的である。

本実施形態では、ブロア１０の稼動を停止させて駆動モータ５２を稼働させて第１のクリーニング手段（掻き取り板７１）によるセルフクリーニングを行い、さらにブロア１０および駆動モータ５２とも停止させて、振動モータ４３を稼働させて振動式のセルフクリーニングを行う実施方法を述べた。一方で、他の異なる実施形態では、一旦ブロア１０及び駆動モータ５２の稼働を同時に行い、その後これらを停止させて振動モータ４３による振動式のクリーニングを行ったあとで、ブロア１０及び駆動モータ５２を再稼働させて集塵動作を行っても良い。さらには、ブロア１０および駆動モータ５２を稼動させて集塵動作を継続しつつ、振動式のセルフクリーニングをおこなうことも可能である。

本実施形態では、固定式の掻き取り板７１を第１のクリーニング手段として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えば回転式のベルトをクリーニング手段として用いても良い。

本実施形態では、荷電極ユニット６１と集塵電極ユニット６２をそれぞれ１個ずつ用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、荷電極ユニット６１と集塵電極ユニット６２を回転軸７３の軸方向に長いケーシング２に複数個ずつ直列に配置し、集塵可能容積を拡大して集塵能力の向上を図っても良い。この場合には、すでに図１０に示されているように一の集塵電極ユニット６２の回転軸７３の前端に設けられた駆動羽根（本実施形態の駆動羽根７４参照）に他の集塵電極ユニット６２の回転軸７３に設けられた従動羽根７５を係合させることで、１個の駆動モータ５２のみによって複数個の集塵電極ユニット６２の回転軸７３及び回転電極板６８を回転させることができる。

本実施形態では、ダンパ１８と電極枠２７の間に、ガイド軸２５やストッパ２６や圧縮コイルバネ３１等を備えた防振機構を介装する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ダンパ１８と電極枠２７の間に円筒状（又は円柱状）のスペーサーのみを介装したり、ダンパ１８を電極枠２７に直接固定したりしても良い。

本実施形態では、荷電極６６と回転電極板６８がそれぞれ別々にユニット化されている（荷電極ユニット６１及び集塵電極ユニット６２参照）。一方で、他の異なる実施形態では、荷電極６６と回転電極板６８を一ユニット化し、このユニットの上流側に荷電極６６を配置すると共にこのユニットの下流側に回転電極板６８を配置しても良い。

本実施形態では、回転電極板６８を有する回転電極式電気集塵機１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、回転電極板６８を有しない固定電極式電気集塵機１に本発明の構成を適用しても良い。

本発明の技術は、加工工場で発生する塵埃を吸引して捕集する電気集塵機に採用されることが見込まれるものである。特に溶接工場における溶接ヒュームの吸引に利用して好適な技術である。

１電気集塵機
２ケーシング
１８ダンパ
２７電極枠
４３振動モータ（第２のクリーニング手段）
４４モータ軸
５０第１給電バネ
５２駆動モータ
６６荷電極
６８回転電極板（集塵電極）
７１掻き取り板（第１のクリーニング手段）
７３回転軸
７４駆動羽根（駆動部材）
７５従動羽根（従動部材）

Claims

塵埃を帯電させる荷電極と、
該荷電極によって帯電された塵埃を捕集する集塵電極と、
前記荷電極及び前記集塵電極を保持する電極枠と、を備えた電気集塵機であって、
前記集塵電極の表面から塵埃を除去する第１のクリーニング手段と、
該第１のクリーニング手段とは別個に設けられて前記電極枠を振動させる第２のクリーニング手段と、を備えていることを特徴とする電気集塵機。
前記電極枠と該電極枠が取り付けられるケーシングとの間にダンパが介装されていることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵機。
前記集塵電極は、水平方向に延びる回転軸に対して垂直に取り付けられて該回転軸を中心に回転可能な回転電極板であり、
前記第２のクリーニング手段は、前記回転軸の軸方向と直交し、且つ、水平方向に延びるモータ軸と、該モータ軸に固定される偏芯振動子と、を有し、前記電極枠を前記回転軸の軸方向及び上下方向に振動させる振動モータであり、
前記ダンパは、前記回転軸の軸方向の剛性が上下方向の剛性よりも低いことを特徴とする請求項２に記載の電気集塵機。
前記ケーシングに取り付けられる駆動モータと、
該駆動モータの回転に伴って回転する駆動部材と、
前記回転軸の軸方向に移動可能な状態で前記駆動部材に連結され、該駆動部材の回転を前記回転軸に伝達する従動部材と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の電気集塵機。
前記荷電極と該荷電極に電力を供給する電源部との間、および前記集塵電極と該集塵電極に電力を供給する前記電源部との間の夫々に介装される給電バネを備え、該給電バネは、前記回転軸の軸方向に伸縮可能に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気集塵機。