JP6129827B2 - 誘電体で遮断されたガス放電のための電極アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、中央領域および縁部領域と、高電圧電位を伝導する平坦な電極であって、上面および接触面を形成する平坦な誘電体の中に埋め込まれている電極とを有する、誘電体で遮断されたガス放電のための、可撓性の、平坦な電極アセンブリに関する。

誘電体で遮断されたガス放電は、多数の用途のために使用される。特許文献１によって、３次元のワークピースの表面を処理し、例えば、活性化し、または洗浄することは公知である。いわゆるバリア放電によって、オイル層を、最小限のオイルコーティングにまで減じることができる。しかしながら、ここでは、表面の均一な処理がなされることが重要である。この目的のために、プラズマの均一な形成が必要である。但し、複数のプラズマ放電が、互いに間隔をあけた細いフィラメントに生じるという想定がある。このことは、不規則的に３次元に形成された表面の場合には、問題である。従って、特許文献１では、ワークピースの表面から、誘電体で雌型を形成することが意図されており、該誘電体は、従って、成形可能な、例えば押圧可能な、または深絞り可能なプラスチックからなる。ここでは、更に、誘電体を、中空層と共に、ワークピースの表面に直に成形することができるように、中間層が使用されることが意図される。次に、中間層を除去する。その目的は、誘電体と電極との間の、プラズマを形成することができる中間空間を保証するためである。誘電体は、処理される表面から離隔した面で、導電性材料で被覆される。導電性材料には、交流電圧の形態の必要な高い電圧が供給可能である。

特許文献２によって、中空繊維を、誘電性の材料から形成することができることは公知であり、中空繊維の内部に、金属導電性のコーティングを備えることができる。その目的は、中空繊維が、誘電体を、内部で遮蔽された電極と共に形成するためである。誘電体は、導電体の、対向電極として用いられる表面と共に、プラズマ場を形成することができる。ここでは、不規則的な表面、特に、人体の皮膚表面に平坦に載せることができる織物（Gewebe）を、中空繊維で形成することも意図されている。このことによって、皮膚表面の不規則的な位相に適合可能であり、かつ、プラズマ処理を実行するための電極アセンブリという利点が生じる。しかしながら、この電極アセンブリの欠点は、織物を形成する中空繊維を形成するための高い製造費である。これらの中空繊維の中空空間が、可撓性の電極を有することが意図されている。その目的は、皮膚の表面への適合のために必要な、電極用織物の可撓性を保証するためである。

誘電体で遮断されたガス放電またはプラズマ放電は、本発明によれば、不規則的に３次元に形成された身体のためにも、特に、生物の皮膚の表面のためにも可能であることが意図される。この場合、処理される表面は、この表面が例えば電気的に接地されていることによって、対向電極として機能することができる。しかしまた、電極アセンブリにより、自らの対向電極を形成することも可能である。それ故に、不規則的に形成された平坦な身体のための、導電体で遮断されたプラズマ処理は、電極アセンブリと対向電極との間の中間空間でも、可能である。

製造技術上の問題は、処理される表面の大きさが、しばしば予め知られていないことである。従って、平坦な電極を、予め定められた、必要な場合には複数の大きさで製造することは知られている。この場合、電極の大きさと、処理される表面の大きさとの間の相違を甘受せねばならないことがある。表面全体を処理するためには、場合によって、電極アセンブリを、しばしば、種々の位置に、配置せねばならない。逆の場合に、配置された電極アセンブリが処理されるべき表面に余りに大きいときは、プラズマを発生させるためには不必要な大きな場が、生起される。

DE 195 32 105 C2 DE 10 2007 030 915 A1

従って、容易かつ安価に製造することができ、かつ、作用面を、処理される表面の大きさいに適合あせることができる、平坦な、可撓性のある電極アセンブリを提供するという課題が、本発明の基礎になっている。

上記課題は、本発明により、明細書の最初の部分に記載したタイプの、可撓性の、平坦な電極アセンブリを用いて、平坦な誘電体が、少なくとも縁部領域で、螺旋状に巻きつけられたストリップの形状を有し、および、電極は、巻きつけられたストリップの長手方向に延びており、かつストリップの端面につながる少なくとも１つの電気伝導体によって形成されていることによって、解決される。

本発明に係わる平坦な電極アセンブリは、従って、最大限に必要な大きさで製造され、かつ、特別な用途のために、螺旋状に巻きつけられたストリップの一部分が所定の長さに切断されることによって、小さくされる。少なくとも１つの電気伝導体によって形成された電極は、ストリップの端面へと延びており、かつ、ストリップの端部で、安全かつ確実に接触されることが可能である。その目的は、高電圧電源との接続を保証するためである。このためには、平坦な誘電体の除去によって、電気伝導体を剥ぎ取り、次に、共通の接続手段と接触することが、考えられる。しかしながら、誘電体を変わらずに維持し、かつ、圧接接点によって接触を形成する ことは好ましい。該圧接接点は、大きな表面のストリップの端部領域で、誘電体に食い込んで、かくして、電気伝導体との金属接触を形成する。このような接点装置は、電気伝導体に供給された高電圧に対する電極アセンブリの確実な絶縁が、簡単な方法で保証されているという利点を有する。

平坦な誘電体に埋め込まれた電気伝導体は、多数の実施の形態で形成されていてもよい。例えば、伝導体を、金属格子ストリップとして、螺旋状に巻きつけられた平坦な誘電体ストリップに埋めこむことが可能である。

製造技術的に有利な実施の形態では、伝導体は、少なくとも１つの狭い伝導体であり、該伝導体は、ストリップ内で、端面から中央領域へおよびそこから端面へと戻って延びている。このような狭い伝導体は、該伝導体が、円形または楕円形の断面を有する導線として形成されているとき、特にそのとき、螺旋状に巻きつけられた誘電体ストリップの曲率に容易に適合されることができ、加えて、電力線の配線のように、容易な方法で接触される。本発明に係わる電極は、端面の領域で、接点装置と接触されることは好ましく、かつ、環境に対し絶縁される。このことは、知られた接点装置によって、容易に達成される。この接点装置は、一側が開いているハウジングを有する。接点装置へは、螺旋状に巻きつけられたストリップの端面が、押し込まれており、ハウジングが、端面と、上面および下面と、ストリップの、端面に隣接した端部領域の、その短辺とを絶縁状態で有し、かつ、接点装置が、平坦な電極に接触するための、上面および/または下面から誘電体へ食い込むように入り込む圧接接点を有するのである。

本発明に係わる可撓性の平坦な電極アセンブリは、好ましい実施の形態では、処理される表面上での設置のために形成されている。表面は、電極アセンブリに含まれておりかつ高電圧を導く電極に対する対向電極である。この場合、ストリップが、自らの接触面に形成されかつ当接面を定める突出部を有し、該突出部の中間空間が、プラズマを形成するためのガス空間として適切であることは、有利である。かくして、プラズマの発生は、誘電体の複数の突出部の間の中間空間でなされる。更なる好ましい実施の形態では、ストリップは、接触面から上面へ通る複数の貫通孔を有する。該貫通孔を、中間空間によって形成されたガス空間からの流体のための吸引手段に接続することは好ましい。このことによって、傷の表面のプラズマ処理を実行し、かつ、例えば、傷からの分泌物を、貫通孔を介して吸引することが、特に可能である。当然ながら、この貫通孔を介して、適切な材料、特にガス状の材料を、複数の突起部の間のプラズマ空間に導入することも考えることができる。

本発明に係わる電極アセンブリは、電極アセンブリの一部である別個の対向電極の実施の形態を可能にする。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳述する。
高電圧を供給するための略示した接続手段を有する電極アセンブリの接触面における斜視略図を示す。 図１に示す電極アセンブリの上面における斜視略図を示す。 電極アセンブリの内部に延びておりかつ電極を形成する導線を示す、図１に示す電極アセンブリの接触面の平面図を示す。 図３の線Ａ-Ａに沿った断面図を示す。 電極アセンブリを形成するストリップの端面の領域で延びている導線に接触させるための特別な接触要素を有する平坦な電極アセンブリの他の実施の形態の斜視略図を示す。 線Ａ-Ａに沿った垂直断面図、および第１の状態にある接触装置の平面図を示す。 ストリップの挿入状態にある、図６に示す接触装置の図を示す。 圧接接点のための回動可能なホルダが下降した位置にある、図７に示した接触装置の図を示す。 図８に示す図を示す。回動可能なホルダは、該ホルダに被さるスライダによって、ロックされている。 接触されかつロックされた接触要素を有する、図５に示す斜視略図を示す。

本発明に係わる平坦な電極アセンブリの、図１に示した実施の形態では、該電極アセンブリは、螺旋状に巻きつけられた平坦なストリップ１からなる。このストリップは、丸みをつけた端部２と共に、電極アセンブリの中央領域３を形成し、該中央領域に続いて、以下のように、すなわち、この中央領域が、互いに接触している螺旋状の巻き４を形成し、これらの巻きによって、縁部領域が定められるように、形成されている。ストリップの巻きが、形成して取り付けられたスペーサ５を介して互いに接触している。

ストリップ１は、誘電材料からなり、かつ、電極アセンブリの誘電体を形成する。図１に認められる面は、接触面６を表わし、接触面上で、ストリップ１は、多数の突出部７を備える。該突出部は、図示した実施の形態では、丸い小突起として形成されている。これらの突出部はすべて、同一の高さを有し、かつ、突出部の上面が、（図示しない）対向電極のための接触面を定める。この接触面が、処理される面によって形成されていてもよいのは、この面が例えば接地されているときである。突出部７は、接触面６のわずかな面積割合のみを占める。それ故に、接触面の、はるかに大きな割合は、複数の突出部７の間の中間空間８からなる。突出部の面積割合は、接触面６の５ないし４０％であり、他方、中間空間８は、６０ないし９５％、好ましくは７５と９５％の間の面積割合である。

図１は、更に、ストリップ１には、好ましくはストリップの面に亘って配設されている小さな貫通孔９が形成されていることを示す。これらの貫通孔は、接触面６から、反対側の上面１０へ延びている（図２を参照せよ）。貫通孔９が中間空間８から流体を吸い取ることを可能にすることは有利である。中間空間では、電極アセンブリの作動中にプラズマが形成されることが意図される。

プラズマを形成するために、ストリップ１によって形成された誘電体には、電極が埋め込まれている。図１では、該電極が、２本の導線１１を介して、高電圧電源１２に接続されていることが略示されている。

図２は、ストリップ１によって形成された電極アセンブリの上面１０の図を示す。上面１０からは、貫通孔９のみが見える。

図３の図は、導線１１が、ストリップ１内でストリップの長手方向に、しかも、ストリップ１の丸い端部２によって形成された中央領域３へと延びていることを示す。中央領域３には、導線が、丸い端部２に適合して１８０°に曲げられており。かつ、互いに平行に、伝導体の中に延びていて端面１３まで戻る。端面１３は、ストリップ１の外側自由端を表わし、かつ、ストリップ１の長手方向に直角に（径方向に）向けられていてもよい。しかし、ストリップ１の長手方向延在部分に対し任意の角度で端面を形成することも可能である。

図３は、ストリップ１の長手方向に行き帰りして延びている２本の導線１１が、ストリップによって形成された誘電体に埋めこまれた電極１４を形成し、該電極は、従って、図示した実施の形態では、導線１１の、互いに平行に延びている４つの部分によって形成されていることを示す。

電極１４の導線１１は、同一の高電圧電位にある高電圧電源１２に接続されている。従って、これらの導線は、高電圧電位にある電極を形成する。この電極は、例えば処理されるべきかつ接地されている面によって形成されている対向電極と共に、図示した電極では複数の突出部７の間の中間空間８によって形成されている処理空間を形成する。電極１４は、端面１３のみを除き、ストリップ１によってぐるりと区画されている。

図１ないし図３に略示された、導線１１の、高電圧電源１２との接続では、当然ながら、端面１３の外側では、導線１１の絶縁が、端面１３自体と同じように、必要である。

図４の断面図は、端面１３の図、更に、ストリップ１の複数の巻き４の間の、スペーサ５によって形成されかつ螺旋状に延びている中間空間、および多数の突出部７を示す。該突出部の同一の高さは、当接面１５を形成する。

ストリップの内部に延びている導線１１の、図式的のみならず、実際上の接触は、図５に示されている。ここでは、高電圧電源１２は、絶縁された高電圧ケーブル１６を介して、回動可能に取り付けられたホルダ８およびロックスライダ１９を有する接触要素１７に接続されている。ホルダ８およびロックスライダ１９は、ハウジング２０に位置している。該ハウジングは、ぐるりと絶縁状態で閉じられており、かつ、ストリップの、端面１３を有する端部領域のための、挿入口２１を、具備する。図５は、ストリップの端部領域が挿入口２１に挿入されていることを明示する。

図６の描写は、ストリップ１の端部領域を示す。該端部領域は、ストッパ２２に抗して、ハウジング２０の挿入口２１に押し込まれている。ストッパは、長手方向に移動可能にハウジング２０内に取り付けられており、かつ、圧縮ばね２３によって、静止位置に保持される。図６の断面図は、更に、回動自在なホルダ１８が、回転軸２４を中心として回動自在であり、該回転軸は、挿入口２１に対し平行に、しかし、ストリップの長手方向延在部分に垂直に整列されていることを示す。圧縮ばね２５は、ホルダを、図６に示した上昇位置に押圧する。この上昇位置では、ホルダ１８の端部でかつホルダの下面に保持された金属製の圧接接点２６が、ストッパ２２の上方に位置している。
図６は、操作を容易にするために、ホルダ１８の上面には、複数の平行なリブ２７が形成されているのみならず、ロックスライダ１９の上面にも、複数の平行なリブ２８が形成されていることを示す。

図７は、ストリップ１の、図６に示した第１の位置に比較して、挿入口２１により奥に挿入され、かつ、ストッパ２２を、図６に示した圧縮ばね２３の力に抗して軸方向に押し込んで、ストリップ１の端部およびストッパ２２を押圧する端面１３が、圧接接点２６の下方に位置することを明示する。
図８は、ストリップ１の内部に延びている導線１１との接触が、今や、以下のことによって、すなわち、回動可能なホルダ１８が、自らの上面への圧力によって、圧縮ばね２５の力に抗して下方へ回動され、従って、圧接接点２６が、上面１０からストリップ１の材料部分に食い込んで、金属製の導線１１と、金属性の、すなわち導電性の接触が形成されることによって、なされることを明示する。ホルダ１８への圧力を保ちつつ、図９に示すように、ロックスライダ１９が長手方向に移動される。それ故に、ロックスライダは、今や、ホルダ１８に被さるように突き出ている。それ故に、ホルダは、圧縮ばね２３の復帰力に抗して、接触位置にロックされている。当然ながら、接触要素１７のホルダ１８、ロックスライダ１９、ハウジング２０等は、非導電性の材料、例えばプラスチックからなる。それ故に、四方の確実な絶縁が保証されており、かつ、電極１４の部分の接触によって生じる高電圧の非遮断誘導の危険性が生じない。

ストリップ１の電極１４と接触している接触要素１７の、完全に接触した状況が、図１０に示されている。

接触要素１７の中には、高電圧電源１２によって高電圧ケーブル１６を介して供給される高電圧電位が、知られた方法で、圧接接点２６へ導かれる。それ故に、電極１４は、圧接接点２６を介して、高電圧電位に接続される。

接触要素１７によって実行される接触が、容易かつ安全であること、しかし、当業者にはよく知られた他の接触可能性も、同様に、接触による誘導に対する高電圧圧電位の確実な絶縁へのすべての要件を保証することが容易に見て取れる。

図示した電極アセンブリの特別な利点は、ストリップを、任意な個所で、容易な方法で、所定の長さに切ることができることであって、その目的は、接触面６の大きさを、処理される面の大きさに適合させることができるためである。ストリップ１の、所定の長さでの切断は、電極１４の機能を損なうことなく可能である。何故ならば、電極が、ストリップの中で、ストリップの長手方向に延びており、好ましくは、中央領域３の中まで延びているからである。電極１４は、容易な方法で、所定の長さでの切断によって形成された端面１３を有する、ストリップの端部領域に、好ましくは接触要素１７によって、接触可能である。電極アセンブリの面積の大きさの、面の処理のために必要な作用面に適合させることは、従って、容易な方法でかつ複雑化なしに、単にストリップ１を所定の長さに切ることによって、実現可能である。

ストリップ１が、可撓性のある、誘電性の材料から構成されることは好ましい。それ故に、ストリップ１によって形成される電極アセンブリは、不規則な、３次元に延びる表面に適合可能である。このことには、ストリップ１の複数の巻き４の間の、螺旋状に延びておりかつスペーサ５によって定められるわずかな間隔も、寄与する。

中空空間８によって形成されている処理空間からの流体の吸引が、特定の用途のために、不要であるときは、図示した複数の実施の形態で存在する貫通孔９が必ずしも必要でないことは、分かる。しかしながら、流体の吸引が、例えば、傷の治療を促進するための傷の治療のためには有利であり得ることは知られている。

少なくとも１本の導線１１によって、電極を、図示した実施の形態に示すように実現することは、本発明を実施するためには必ずしも必要ではない。例えば可能であるのは、電極を、ストリップに埋め込まれた可撓性の金網によって実現することである。この金網は、導線１１と類似の方法で、例えば接触要素１７の圧接接点２６によって、接触可能である。

ストリップ１の誘電性の材料としては、十分な（ausweichend）絶縁性をもった可撓性材料、例えばプラスチック材料、特に発泡材料が適切である。独立気泡のプラスチック発泡体またはエラストマ発泡体が好ましい。何故ならば、開いた孔構造に浸入する液体による電気的短絡の危険性が、これらの発泡体によって、除外されているからである。適切なプラスチック材料は、発泡ポリウレタンまたはシリカあるいは独立気泡のゴムである。このような列挙は、網羅的なものではない。

１ ストリップ
３ 中央領域
６ 接触面
１０ 上面
１３ 端面
１４ 電極

Claims (7)

1. 誘電体で遮断されたガス放電のための、可撓性の、平坦な電極アセンブリであって、中
   央領域（３）および縁部領域と、高電圧電位を伝導する平坦な電極（１４）とを具備し、
   該電極は、上面（１０）および接触面（６）を有する平坦な誘電体の中に埋め込まれて
   いる、電極アセンブリにおいて、
   前記平坦な誘電体は、少なくとも前記縁部領域の所で、螺旋状に巻かれた平坦なスト
   リップ（１）を形成し、
   前記電極(１４)は、前記ストリップ（１）の長手方向に延びており、かつ前記ストリップ（１）の端面（１３）に端部が露出しており、前記端面の領域で、接触要素(１７)の、誘電体の中に食い込むように駆動される導電性の接点(２６)に電気的に接続される少なくとも１つの電気伝導体によって形成されており、
   前記接点(２６)は、高電圧電源(１２)に接続されることを特徴する電極アセンブリ。
2. 前記少なくとも１つの電気伝導体は、前記ストリップ（１）の前記端面（１３）から前記中央領域（３）へと延び、又、中央領域から前記端面（１３）へ戻るように延びている電気伝導体であることを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
3. 前記少なくとも１つの電気伝導体は、円形か楕円形の断面を有する導線（１１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の電極アセンブリ。
4. 前記接触要素（１７）は、一側が開いているハウジング（２０）を有し、前記ストリッ
   プ（１）の前記端面（１３）は、前記ハウジング（２０）が、前記ストリップ（１）の前記端面（１３）と、前記上面（１０）と、前記端面（１３）に隣り合った側面とに電気的に絶縁するようにして、前記ハウジングに挿入され、そして、前記接触要素（１７）の接点(２６)は、ハウジングに対して移動可能設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
5. 前記ストリップ（１）は、自らの接触面（６）に形成されかつ当接面（１５）を定める複数の突出部（７）を有し、該突出部間の中間空間（８）は、プラズマを形成するためのガス空間を規定していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
6. 前記ストリップ（１）は、前記誘電体を前記接触面（６）から前記上面（１０）へ貫通
   し、かつ流体を吸引するための貫通孔（９）を有することを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
7. 前記ストリップ(１)と、このストリップの中に埋め込まれている前記電極(１４)とは、前記接触面(６)を所定の大きさにするように、一緒に切断可能であり、ストリップのこの切断された面が前記端面を形成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。

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