JP6393561B2 - 除電装置 - Google Patents

Description

本発明は、除電装置に関するものである。

除電装置は、放電電極に電圧を印加してコロナ放電を発生させ、その際に生成されるイオンを除電対象物に向けて放出することにより除電対象物の除電を行う装置である。
例えば特許文献１に示す除電装置（除電器）は、スポット型の除電装置であり、放電電極を有するヘッド部と本体コントローラとが別体で互いを可撓性を有する接続ケーブルで繋いで構成されている。また、ヘッド部の放電電極の周囲には、コロナ放電により生じるイオンを除電対象物に向けて効率良く移送させるために、除電対象物に向けてエアを放出する構成となっている。従って、ヘッド部と本体コントローラとを繋ぐ接続ケーブルは、本体コントローラからヘッド部に高電圧を供給する高電圧ケーブルと共に、圧縮エアを供給するエアチューブが備えられている。

特開２００５−２０３２９１号公報

特許文献１の除電装置のように、イオンをエア流に乗せて移送させるものでは、ヘッド部の構造として径方向中央部に放電電極が配置され、その周囲に複数のエア放出孔（ヘッド部内の通路）が配置されて構成されている。これを踏まえ、ヘッド部と本体コントローラとを繋ぐ接続ケーブルにおいては、放電電極とエア放出孔（通路）の位置関係に対応させて、高電圧ケーブルを中心部に、その周囲にエア供給のための空隙を有するようにしてエアチューブを同軸的に配置する構造としたことが推察される。また、高電圧ケーブルを用いることでシールド構造とする必要があり、特許文献１の除電装置では、エアチューブの外側が金属製ネット等の可撓金属製のシールド部材にて被覆されている。

しかしながら、エアチューブ内に高電圧ケーブルを挿通する構成としていることで、エアチューブの直径が大きくなり、更にその外側の可撓金属製のシールド部材の直径が大きくなるため、接続ケーブルとしては曲げ難い構造となっていることが懸念される。接続ケーブルが曲げ難いと、ヘッド部を適切な位置に配置する際の位置決めが行い難い状況となる。

また、高電圧ケーブルには例えば数ｋＶの交流高電圧が印加されることから、エアチューブの外側の可撓金属製のシールド部材との間で放電が生じることがある。放電が生じると、高電圧ケーブルと可撓金属製のシールド部材との間に位置する樹脂製のエアチューブが影響を受け、エアチューブの劣化が進行して寿命が短くなってしまう。また、高電圧ケーブルとエアチューブとの間の空隙はエア供給路であって圧縮エアが流通することから、放電により圧縮エアがオゾン化することも懸念するところである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ヘッド部と本体コントローラを繋ぐ接続ケーブルの構成を見直し、接続ケーブルの曲げ易さの向上を図り、また高電圧ケーブルにて生じる放電によるエアチューブの劣化の抑制や圧縮エアのオゾン化の抑制を図ることができる除電装置を提供することにある。

上記課題を解決する除電装置は、放電電極及びエア放出孔を有するヘッド部と本体コントローラとを接続ケーブルを介して接続し、前記本体コントローラ側からの高電圧の供給と圧縮エアの供給とを前記接続ケーブルを介して行い、前記ヘッド部において、前記高電圧の供給による前記放電電極での放電に基づいて除電イオンを生成すると共に、前記圧縮エアの供給に基づいて前記エア放出孔から圧縮エアを放出し、放出する圧縮エアに乗せて除電イオンを除電対象物に供給する除電装置において、前記接続ケーブルは、前記高電圧の供給を行う高電圧ケーブルと、前記圧縮エアの供給を行うエアチューブと備え、前記高電圧ケーブルの外周を可撓金属製のシールド材にて覆うと共にこの高電圧ケーブルと前記エアチューブとを別体で並設し、これらを１つの外側樹脂チューブ内に共に挿通して構成される。

この構成によれば、ヘッド部と本体コントローラとを繋ぐ接続ケーブルは、高電圧ケーブルの外周を可撓金属製のシールド材にて覆うと共にこの高電圧ケーブルとエアチューブとが別体で並設され、これらが１つの外側樹脂チューブ内に共に挿通されてなる。高電圧ケーブルをエアチューブ内に挿通しその外側に可撓金属製のシールド材にて覆う態様の接続ケーブル等と比べても、高電圧ケーブルを覆うのみの可撓金属製のシールド材は小径で構成でき、また高電圧ケーブルと別体としたエアチューブについても小径で構成できることから、それぞれの曲げ荷重が小さく、接続ケーブル全体としての曲げ易さが向上する。また、可撓金属製のシールド材を含む高電圧ケーブルとエアチューブとが別体として構成されることから、高電圧ケーブルにて発生する放電の影響がエアチューブ側に及ぶことが抑えられ、放電によるエアチューブの劣化の抑制やエアチューブ内を流通する圧縮エアのオゾン化の抑制等が図られる。

上記の除電装置において、前記接続ケーブルは、前記外側樹脂チューブ内に前記高電圧ケーブルと前記エアチューブとが挿通され、それ以外の空隙に前記接続ケーブルを何れの方向に曲げてもその曲げ荷重を平均化させるための詰め物がなされて構成されることが好ましい。

この構成によれば、高電圧ケーブルとエアチューブとが挿通される外側樹脂チューブ内の空隙に詰め物がなされ、接続ケーブルを何れの方向に曲げてもその曲げ荷重が平均的となるため、接続ケーブルの取り扱い（取り回し）が行い易い等の効果が期待できる。

上記の除電装置において、前記接続ケーブルは、前記ヘッド部との連結部分において、前記外側樹脂チューブ内への前記圧縮エアの逆流を抑制するための封止部材による封止がなされることが好ましい。

この構成によれば、外側樹脂チューブ内に高電圧ケーブルとエアチューブとが挿通される接続ケーブルの構造上、ヘッド部との連結部分において外側樹脂チューブ内への圧縮エアの逆流が生じ得るが、封止部材による封止にてその逆流が抑制されるため、ヘッド部に設けられるエア放出孔に対し効率良く圧縮エアを供給することが可能である。

上記の除電装置において、前記外側樹脂チューブ内に前記高電圧ケーブルと前記エアチューブとを並設してなる前記接続ケーブルに対し、径方向中央部に保持される前記放電電極と前記放電電極の周囲に設けられる前記エア放出孔とを備えてなる前記ヘッド部が連結されて構成されることが好ましい。

この構成によれば、径方向中央部に保持される放電電極とその周囲に設けられるエア放出孔とを備えてなるヘッド部と連結する接続ケーブルを、敢えて外側樹脂チューブ内に高電圧ケーブルとエアチューブとを並設する構成とし、接続ケーブルの曲げ易さの向上、放電によるエアチューブの劣化の抑制や圧縮エアのオゾン化の抑制が図られる。

上記の除電装置において、前記接続ケーブルの先端には、前記ヘッド部と連結するための円筒状の連結部材が装着され、前記ヘッド部は、前記連結部材に装着される円筒状の対向電極と、前記対向電極の先端部に装着され、前記放電電極を径方向中央部にて保持する電極ホルダと前記高電圧ケーブルの先端部分を保持する保持部材とを有し、前記保持部材の先端部には、前記高電圧ケーブルの芯線に装着する端子部材と、前記放電電極の基端部に固定され前記端子部材と接触する接触子とが備えられ、前記保持部材には前記エアチューブからの圧縮エアを、前記エア放出孔と連通するエア供給通路へ放出する貫通孔が形成されてなることが好ましい。

この構成によれば、保持部材の貫通孔を含むエア供給通路は絶縁パイプ、対向電極と電極ホルダとによって構成され、さらに電極ホルダの先端部に設けたエア放出孔と連通している。よってヘッド部内に圧縮エアが供給されると、圧縮エアは、保持部材の貫通孔からエア供給通路に流入し、流入した圧縮エアはエア供給通路とエア放出孔とを通過することで、放電電極の周囲に圧縮エアを供給することができる。

本発明の除電装置によれば、ヘッド部と本体コントローラを繋ぐ接続ケーブルの構成を見直し、接続ケーブルの曲げ易さの向上を図り、また高電圧ケーブルにて生じる放電によるエアチューブの劣化の抑制や圧縮エアのオゾン化の抑制を図ることができる。

実施形態の除電装置のヘッド部及び接続ケーブルの縦断面図である。 除電装置の接続ケーブルの横断面図（図１の２−２断面図）である。

以下、除電装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、除電装置１０は、本体コントローラ１１と、本体コントローラ１１から延び可撓性を有する接続ケーブル１２と、接続ケーブル１２の先端に装着されるヘッド部１３とを備え、ヘッド部１３から除電イオンを圧縮エアに乗せて除電対象物にスポット的に供給するスポット型の除電装置１０として構成されている。

本体コントローラ１１は、コロナ放電によるイオン生成のための例えば数ｋＶの交流高電圧を生成する電源生成部と、外部から供給される圧縮エアの流量を調整するエア供給部とを備えている。

図１及び図２に示すように、本体コントローラ１１から延びる外形円形状の可撓性を有する接続ケーブル１２は、外側を覆う外側樹脂チューブ１４内に、交流高電圧をヘッド部１３に供給する高電圧ケーブル１５と圧縮エアをヘッド部１３に供給するエアチューブ１６とが並設されて挿通されている。つまり、高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とは別体であるが、両者が共に外側樹脂チューブ１４内に挿通されることで、１本の接続ケーブル１２として構成されている。

また、外側樹脂チューブ１４は円筒状をなしており、その外側樹脂チューブ１４内に外形円形状の高電圧ケーブル１５と円筒状のエアチューブ１６とが挿通されることで、これら以外の部分に空隙が生じるが、その空隙には綿部材１７が敷き詰められている。つまり、高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが並ぶ方向とそれと直交する方向とで接続ケーブル１２の曲げ荷重の差が比較的大きいが、綿部材１７を敷き詰めることで何れの方向に接続ケーブル１２を曲げてもその曲げ荷重の差が小さくなるようにしている。

また、接続ケーブル１２の先端には、ヘッド部１３と連結するための円筒状の連結部材１８が装着されている。連結部材１８の開口部からは高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが導出され、それ以外の開口部分が樹脂性の封止剤１９にて封止されている。封止剤１９は、接続ケーブル１２（連結部材１８）と連結するヘッド部１３に対して供給された圧縮エアの一部が連結部材１８の開口部から接続ケーブル１２の外側樹脂チューブ１４内の空隙（綿部材１７の部分）に進入（逆流）しないようにしている。なお、高電圧ケーブル１５の後述のシールド部２０は、その封止剤１９の手前部分で捲られている。

ここで、高電圧ケーブル１５は、芯線２１と、その外周を覆い芯線２１に印加される数ｋＶの交流高電圧との絶縁を図る絶縁部２２と、更にその外周を覆う金属製ネット（可撓金属製のシールド材）を含むシールド部２０とを有して構成されている。芯線２１は銅線、絶縁部２２はシリコン系、フッ素系樹脂、シールド部２０は芯線２１に流れる交流高電圧による放電が高電圧ケーブル１５の外部に生じないようにシールドする。エアチューブ１６は、主として圧縮エアの圧力に耐え得るウレタン系樹脂にて形成されている。高電圧ケーブル１５及びエアチューブ１６を覆う外側樹脂チューブ１４は、ウレタン系樹脂にて形成されている。

このような本実施形態の接続ケーブル１２に対して、高電圧ケーブルを中心部にその周囲にエア供給のための空隙を有するようにしてエアチューブを同軸的に配置し、更にその外側に金属製ネットの可撓金属製のシールド部材にて被覆する先行技術文献（特許文献１）にあるような接続ケーブルと比較してみる。この比較例では、エアチューブ内に高電圧ケーブルを挿通する構成としていることで、エアチューブの直径が大きくなり、更にその外側の可撓金属製のシールド部材の直径が大きくなるため、接続ケーブルとしては曲げ難い構造であることが懸念材料としてある。

これに対して、本実施形態の接続ケーブル１２では、その可撓金属製のシールド部材に相当するシールド部２０が高電圧ケーブル１５を覆うのみの小径で形成され、またエアチューブ１６についても高電圧ケーブル１５と別体となっているため、小径で形成されている。そのため、本実施形態の接続ケーブル１２の方が比較例よりも曲げ荷重が小さく構成可能である。

加えて、本実施形態では、エアチューブ１６がシールド部２０を含む高電圧ケーブル１５と別体となっていることから、エアチューブ１６には放電に対する耐性を考慮する必要がない。そのため、エアチューブ１６にウレタン系の軟質な樹脂材料を用いることが可能で、このことでも接続ケーブル１２の曲げ荷重を小さくすることに貢献する。更に、最外の外側樹脂チューブ１４についても、エアの圧力耐性や放電耐性を考慮する必要がないため、ウレタン系の軟質な樹脂材料を用いることが可能で、このことでも接続ケーブル１２の曲げ荷重を小さくすることに貢献する。

このような接続ケーブル１２の先端部には、接続ケーブル１２と略同一の径を有する外形円形状のヘッド部１３が一体的に装着されている。
ヘッド部１３は、接続ケーブル１２の先端の連結部材１８に装着される円筒状の対向電極２３と、対向電極２３の先端部に装着され針状の放電電極２４を径方向中央部にて保持する電極ホルダ２５とによって外殻部分が構成されている。また、対向電極２３の内側には、高電圧ケーブル１５のシールド部２０を剥がした先端部分を保持する保持ブロック２６が収容保持されている。保持ブロック２６の先端部には、高電圧ケーブル１５の芯線２１、芯線２１に装着する端子部材２７、放電電極２４の基端部に固定され端子部材２７と接触するコイルばね状の接触子２８、及びその放電電極２４の基端部とを覆うように電極ホルダ２５まで延びる円筒状の絶縁パイプ２９が保持されている。

なお、接続ケーブル１２（外側樹脂チューブ１４）内には、図示しないアース線も配線されており、アース線が封止剤１９の手前で連結部材１８と接触することで、連結部材１８と接触する対向電極２３もアース電位となっている。そして、高電圧ケーブル１５の芯線２１から端子部材２７及び接触子２８を介して放電電極２４に交流高電圧が供給されると、対向電極２３との関係で、放電電極２４の先端付近でコロナ放電が発生しイオンが生じる。

また、ヘッド部１３内には、保持ブロック２６の貫通孔３０を含むエア供給通路３１が絶縁パイプ２９等によって高電圧印加部分と隔離されて構成されている。ヘッド部１３内のエア供給通路３１は、電極ホルダ２５の先端部に設けたエア放出孔３２と連通している。エア放出孔３２は、径方向中央部に保持される放電電極２４の周囲に複数設けられている。そして、放電電極２４でのコロナ放電と連動してヘッド部１３内に圧縮エアが供給されると、エア放出孔３２から放出される圧縮エアに乗って除電イオンが除電対象物に対して供給されるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ヘッド部１３と本体コントローラ１１とを繋ぐ接続ケーブル１２は、高電圧ケーブル１５の外周を可撓金属製のシールド材（シールド部２０）にて覆うと共にこの高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが別体で並設され、これらが１つの外側樹脂チューブ１４内に共に挿通されて構成されている。高電圧ケーブルをエアチューブ内に挿通しその外側に可撓金属製のシールド材にて覆う態様の接続ケーブル等と比べても、高電圧ケーブル１５を覆うのみの可撓金属製のシールド材（シールド部２０）は小径で構成できる。また高電圧ケーブル１５と別体としたエアチューブ１６についても小径で構成できることからも、それぞれの曲げ荷重が小さく、接続ケーブル１２全体としての曲げ易さを向上させることができる。また、可撓金属製のシールド材（シールド部２０）を含む高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが別体として構成されることから、高電圧ケーブル１５にて発生する放電の影響がエアチューブ１６側に及ぶことが抑えられ、放電によるエアチューブ１６の劣化の抑制やエアチューブ１６内を流通する圧縮エアのオゾン化の抑制等を図ることができる。

（２）高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが挿通される外側樹脂チューブ１４内の空隙に綿部材１７の詰め物がなされ、接続ケーブル１２を何れの方向に曲げてもその曲げ荷重が平均的とされている。そのため、接続ケーブル１２の取り扱い（取り回し）が行い易い等の効果を得ることが期待できる。

（３）外側樹脂チューブ１４内に高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とが挿通される接続ケーブル１２の構造上、ヘッド部１３との連結部分において外側樹脂チューブ１４内への圧縮エアの逆流が生じ得るが、封止剤１９による封止にてその逆流が抑制されている。そのため、ヘッド部１３に設けられるエア放出孔３２に対し効率良く圧縮エアを供給することができる。

（４）径方向中央部に保持される放電電極２４とその周囲に設けられるエア放出孔３２（エア供給通路３１）とを備えてなるヘッド部１３と連結する接続ケーブル１２を、本実施形態では敢えて外側樹脂チューブ１４内に高電圧ケーブル１５とエアチューブ１６とを並設する構成としている。つまり、接続ケーブル１２の曲げ易さの向上、放電によるエアチューブ１６の劣化の抑制や圧縮エアのオゾン化の抑制を図ることを十分に考慮した構成となっている。また、エアチューブ１６や外側樹脂チューブ１４の材質の自由度は高いものとなっている。

（５）保持ブロック２６の貫通孔３０を含むエア供給通路３１は絶縁パイプ２９、対向電極２３と電極ホルダ２５とによって構成され、さらに電極ホルダ２５の先端部に設けたエア放出孔３２と連通している。よってヘッド部１３内に圧縮エアが供給されると、圧縮エアは、保持ブロック２６の貫通孔３０からエア供給通路に流入し、流入した圧縮エアはエア供給通路３１とエア放出孔３２とを通過することで、放電電極２４の周囲に圧縮エアを供給することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・接続ケーブル１２を構成する各種部材の材質は、上記実施形態で挙げた材質に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

・外側樹脂チューブ１４内の空隙に綿部材１７を詰めたが、これ以外の材料にて詰め物をしてもよく、また綿部材１７等の詰め物を省略してもよい。
・接続ケーブル１２の先端部（連結部材１８の開口部）を塗布型の封止剤１９を用いて封止したが、装着型の封止部材を用いてもよい。

・外側樹脂チューブ内に高電圧ケーブル１５、エアチューブ１６、アース線（図示略）を挿通する接続ケーブル１２の構成としたが、挿通させる配線やチューブの構成はこれに限らない。

・本体コントローラ１１は、高電圧の生成とエアの流量とを調整する機能を有するものであったが、備える機能はこれに限定されるものではない。

１１…本体コントローラ、１２…接続ケーブル、１３…ヘッド部、１４…外側樹脂チューブ、１５…高電圧ケーブル、１６…エアチューブ、１７…綿部材（詰め物）、１８…連結部材（連結部分）、１９…封止剤（封止部材）、２０…シールド部（シールド材）、２１…芯線、２３…対向電極、２４…放電電極、２５…電極ホルダ、２６…保持ブロック（保持部材）、２７…端子部材、２８…接触子、３０…貫通孔、３１…エア供給通路、３２…エア放出孔。

Claims (4)

1. 放電電極及びエア放出孔を有するヘッド部と本体コントローラとを接続ケーブルを介して接続し、前記本体コントローラ側からの高電圧の供給と圧縮エアの供給とを前記接続ケーブルを介して行い、前記ヘッド部において、前記高電圧の供給による前記放電電極での放電に基づいて除電イオンを生成すると共に、前記圧縮エアの供給に基づいて前記エア放出孔から圧縮エアを放出し、放出する圧縮エアに乗せて除電イオンを除電対象物に供給する除電装置において、
   前記接続ケーブルは、前記高電圧の供給を行う高電圧ケーブルと、前記圧縮エアの供給を行うエアチューブと備え、前記高電圧ケーブルの外周を可撓金属製のシールド材にて覆うと共にこの高電圧ケーブルと前記エアチューブとを別体で並設し、これらを１つの外側樹脂チューブ内に共に挿通して構成されており、
   前記接続ケーブルは、前記ヘッド部との連結部分において、前記外側樹脂チューブ内への前記圧縮エアの逆流を抑制するための封止部材による封止がなされていることを特徴とする除電装置。
2. 請求項１に記載の除電装置において、
   前記接続ケーブルは、前記外側樹脂チューブ内に前記高電圧ケーブルと前記エアチューブとが挿通され、それ以外の空隙に前記接続ケーブルを何れの方向に曲げてもその曲げ荷重を平均化させるための詰め物がなされて構成されていることを特徴とする除電装置。
3. 請求項１又は２に記載の除電装置において、
   前記外側樹脂チューブ内に前記高電圧ケーブルと前記エアチューブとを並設してなる前記接続ケーブルに対し、径方向中央部に保持される前記放電電極と前記放電電極の周囲に設けられる前記エア放出孔とを備えてなる前記ヘッド部が連結されて構成されていることを特徴とする除電装置。
4. 請求項３に記載の除電装置において、
   前記接続ケーブルの先端には、前記ヘッド部と連結するための円筒状の連結部材が装着され、前記ヘッド部は、前記連結部材に装着される円筒状の対向電極と、前記対向電極の先端部に装着され、前記放電電極を径方向中央部にて保持する電極ホルダと前記高電圧ケーブルの先端部分を保持する保持部材とを有し、前記保持部材の先端部には、前記高電圧ケーブルの芯線に装着する端子部材と、前記放電電極の基端部に固定され前記端子部材と接触する接触子とが備えられ、
   前記保持部材には前記エアチューブからの圧縮エアを、前記エア放出孔と連通するエア供給通路へ放出する貫通孔が形成されてなることを特徴とする除電装置。