JP6602015B2 - ワークの除塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、不織布や布、紙など（以下、総称として不織布という）内部に空隙を多く含む被除塵物体(ワーク)に付着した異物および微小部品である被除塵物体（ワーク）に付着した異物を除去するワークの除塵装置に関する。

被除塵物体に付着した塵を除去する装置が実願平０１−０２８９８９号公報に記載されている。この公報に記載の考案では、被除塵物体である、例えば、シートの表面に付着した塵を除去する装置に向けられており、除塵のための吐出空気部に超音波発生装置を設けられており、超音波を含む空気をシートの表面に当て、表面から塵を吸引する吸引口が設けられたものである。

他の従来例としては、特開平０５−１６８８３２号公報に記載の発明がある。この発明は、乾式濾布の表面に蓄積したダストを低周波音波による振動によって振い落す装置に向けられたものである。

実願平０１−０２８９８９号公報

特開平０５−１６８８３２号公報

従来例では、シートまたは濾布の表面に付着、堆積した塵を除去するものであり、不織布のような被除塵物体の内部の異物（塵等）を除去する装置は存在しなかった。

したがって、本発明の目的は、空気などの空隙を多く含む不織布である被除塵物体に付着している異物（特に、内部で付着している異物）を無風で被除塵物体から剥離し、被除塵物体から剥離された異物を被除塵物体の表裏間の気圧差による気流で、または、振動で被除塵物体の外部に掃きだし、被除塵物体の外部に掃きだされた異物を気流で回収する除塵装置を提供することにある。また、本発明の目的は、微小部品に付着した異物を除去する除塵装置を提供することにある。

本発明の除塵装置は、平面状の被除塵物体を除塵装置内で垂直に立て下から上に動かして被除塵物体に付着している異物を除塵装置内に配置した音波発生器によって横方向から音波を当てて無風で除塵する。

空隙を多く含む不織布または布または紙などの被除塵物体に付着している異物の除去は、従来は人手により異物を見つけて、ピンセットなどで摘み出すしか方法がなかったが、本案は人手を介することなく自動で異物除去を可能にできる。

実施例１を説明するための図である。 実施例２を説明するための図である。 実施例３を説明するための図である。 実施例４を説明するための図である。 実施例５を説明するための図である。 実施例６を説明するための図である。 実施例７を説明するための図である。 実施例８を説明するための図である。 実施例９を説明するための図である。 実施例１０を説明するための図である。 実施例１０の変形例を説明するための図である。 実施例１１の原理を説明するための図である。 実施例１１の具体例を説明するための図であり、実施例１１の正面図（断面図）である。 実施例１１の具体例を説明するための図であり、実施例１１の側面図（断面図である。 実施例１２を説明するための図である。 実施例１２の他の例を説明するための図である。 実施例１３を説明するための図であり、実施例１３の正面図（断面図）である。 実施例１３を説明するための図であり、実施例１３の側面図（断面図）である。 実施例１４を説明するための図であり、実施例１４の正面図（部分断面図）である。 実施例１４を説明するための図であり、実施例１４の側面図（部分断面図）である。

除塵装置は被除塵物体（例えば、不織布）の表面および内部に付着している異物を音波で振動させて異物を被除塵物体から剥離する音波発生器を有する。好ましくは、音波発生器が超音波振動子または可聴周波数用スピーカーであり、除塵装置は、被除塵物体を支える支持体を有し、音波発生器から発生した音波を不織布に導く導波管を有し、静電気を除電する装置を有する。

実施例１を、図１を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明する図である。空隙を多く含む不織布または布または紙など（以下、不織布という）の被除塵物体１０の表面または内部の繊維１２に付着している異物１４の除去は以下の３つの段階で行う。
まず第１に被除塵物体（すなわち、不織布）１０の繊維１２から異物１４を剥離する。
第２に剥離した異物１４を被除塵物体１０の外部に掃きだす。
第３に掃きだした異物１４を集塵する。

実施例２を、図２を参照して説明する。図２は本発明の無風で除塵する原理を説明するための図である。被除塵物体１０の上部に音波体（スピーカーまたは超音波振動子）２２を内部に有する音波発生器２０を配置し、発生して出て来た音波２４で被除塵物体１０と異物１４を振動させる。この音波２４はエアブローや真空吸引のように風を起こさないため、柔らかな不織布でも変形させたり風紋を付けることなく除塵処理できる。しかし音波を発生し外部に漏れるため騒音となり問題となることもある。

実施例３を、図３を参照して説明する。図３は音波発生器の反対側にも別の音波発生装置を設け、被除塵物体の位置で双方から発射された音波が互いに逆位相に衝突するように配置する。これにより、被除塵物体１０と異物１４は双方からの音波でプッシュプルされるため、激しく加振され、異物は繊維から強力に剥離される。さらに、逆位相同士の音波がぶつかり合うため、互いに打ち消し合う結果となり、騒音は大幅に小さくなり騒音問題は解決できる。

実施例４を、図４を参照して説明する。図４は除電器を使用して振動により被除塵物体に発生する静電気を中和する図である。除電器は無風でイオンを放射するものが好ましい。除電器２６は音波発生装置の前方の内部または近傍に配置されている。除電器２６で発生されたイオン２８は不織布（被除電物体）１０の両側から不織布内に導かれ、不織布や異物に発生した静電気を中和する、すなわち、除電する。

実施例５を、図５を参照して説明する。図５はプッシュプル効果を単一のスピーカーの音波発生器２０で実現する方法を示す図である。音波発生器２０の両側から導波管３２を用いて、音波を不織布１０の両側に導く。被除塵物体の表側の気圧Ｐ１と裏側の気圧Ｐ２間に、気圧差ΔＰ（＝ｐ１−ｐ２）を発生させる場合、スピーカーである音波発生器２０のコーン紙３０に気圧差がかかるため、音波発生器２０にはバイアス圧力が発生する。したがってバイアス圧力に耐えうる音波発生器を用いるのが好ましい。なお、導波管は音波発生器と被除塵物体間の距離を音波の周波数に応じて、異物を最も強く振動させる長さを有することが好ましく、また、導波管は音波発生装置と被除塵物体間の空間を音波の周波数と、被除塵物体の大きさに応じて、異物を最も強く振動させる形状であることが好ましい。

実施例６を、図６を参照して説明する。被除塵物体１０を重力に対して支える支持体３４が配置されている。支持体３４は金網などである。その金網は音波に対し負荷にならない程度にメッシュが荒いことが好ましい。

実施例７を、図７を参照して説明する。図７は被除塵物体の繊維から剥離された異物を被除塵物体の表裏の気圧差で掃きだした後の集塵法を示す。被除塵物体１０の上側の音波発生器２０は清浄空気供給器３６の内部に配置され、フィルタ３８は音波発生器２０の上部に配置されている。清浄空気供給器３６において、外気はフィルタ３８を通して清浄な空気として内部に吸入される。

被除塵物体の下側の音波発生器２０は集塵機４６の内部に配置され、フィルタ４０が集塵機４６の底部に配置されており、フィルタ４０の下端にはファン４２が配置されている。集塵機４６において、導入された異物を含む空気はファン４２によって吸引され、フィルタ４０において、異物が集塵される。

集塵機４６が動作すると、集塵機内部が負圧になるため、清浄空気供給器３６から負圧に向かって被除塵物体を横切る気流が発生する。被除塵物体の繊維から剥離された異物は被除塵物体の外部に掃きだされる。掃きだされた異物は集塵風に乗って集められフィルタ４０によって濾過・捕捉される。被除塵物体から異物を掃きだすために重力を有効に活用するため、清浄空気供給器が上になり集塵機側が下になるのが好ましい。また被除塵物体は音波による振動で大きな静電気が発生するため無風型のイオナイザ２６で静電気を中和しつつ除塵するのが好ましい。

実施例８を、図８を用いて説明する。図８は被除塵物体の表裏を同時にクリーニングする方法を示す。表面のみクリーニングが終えた後でロール状に巻くと裏面の異物が折角きれいにした表面に乗り移り台無しにしてしまう。したがって片面のクリーニング後、巻き取ることなくそのまま反対面のクリーニングをすることが重要である。まず表面側をクリーニングしたら、そのまま被除塵物体を反転させて裏面側をクリーニングする。クリーニング装置は集塵機が下側になるように配置するのが好ましい。弱い被除塵物体を支持しながら搬送する金網（チェーン）コンベアを被除塵物体の下側に配するのが好ましい。

すなわち、不織布１０がそのロール１０ａから引き出され、金網チェーンのようなコンベヤ４８によって裏面用清浄空気供給器３６と裏面用集塵機４６の間を移送され、主に不織布１０の裏面側の塵が集塵される。裏面用清浄空気供給器３６と裏面用集塵機４６は、実施例７に記載の清浄空気供給器３６と集塵機４６と同一の構成である。次に、不織布１０は、裏面用清浄空気供給器３６と裏面用集塵機４６と同一構成の表面用清浄空気供給器３６と表面用集塵機４６の間をコンベヤ５０によって移送され、主に不織布１０の表面側の塵が集塵される。最後に、表裏の塵が除去された不織布１０はロール１０ｂとして巻き取られる。

実施例９を、図９を用いて説明する。図３〜図８において音波発生器を落下異物から守る方法を示す。
図９ａは音波発生器を用いたものを示し、図９ｂは導波管を用いたものを示す。それぞれの上部に上から落下してくる異物１４を受けるための薄いフィルム５２を設ける。このフィルム５２は音波の伝搬に抵抗にならない程度に薄いものであることが好ましい。なお、前述の実施例５、６、８でもイオナイザが用いられてもよいものである。

実施例１０を、図１０、図１１を用いて説明する。図１０ａは全体の構成を示し、図１０ｂ、図１１ａは発音体２２Ａ、２２Ｂに印加する電流波形であり、音波体２２Ａ、２２Ｂの出力音波波形を示し、図１０ｃ、図１１ｂは不織布を通って流れる空気流を示す。図１０ａにおいて、被除塵物体（不織布）の上側（表側）から音波体２２Ａに図１０ｂまたは図１１ａの音波体２２Ａに印加する電流波形の電流を印加する。図１０ｂまたは図１１ａの下向き音波の作り方には発音体に印加する電流を整流する場合（図１０ｂ）とバイアス電流を流して実現する場合（図１１ａ）がある。すると、同形状の音波が出力される。被除塵物体には下向きの音波だけが印加される。同時に、図１０ｂまたは図１１ａの音波体２２Ｂに印加する電流波形の電流を印加する。すると、同形状の音波が出力される。被除塵物体には下向きの音波だけが印加される。

結果として、図１０ｃまたは図１１ｂの整流波形またはバイアス波形のように、被除塵物体には上下から下向きの音波だけが印加されるため、その波形の平均値ΔＦに相当する下向きの空気流が流されることになる。この方式によれば、図７に示す清浄空気供給器３６や集塵機４６は不要になる。ただし、最終的に除塵した異物を集める集塵機は別途設けるのが好ましい。

実施例１１を、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は原理を説明するためのものであり、図１３および図１４は具体例を説明するためのものである。図１２に示すように、被除塵物体１０を垂直に立てた状態で、下から上に引き上げつつ除塵する。音波発生器２０から発生された音波により振動を受けて被除塵物体から剥離された異物（ホコリ等）１４は重力により下に向かって落ちると共に、上部から下部に向かって吹く風（図示せず）に乗って下降し集塵される。

図１３はワークを垂直に立てて下から上に動かす場合の正面図（断面図）であり、図１４は側面図（断面図）である。ワークを挟むように、音波発生器２０、イオナイザ２６等からなる除塵装置を配置する。音波発生器２０は除塵装置の中央に配置され、上部のＡから清浄風を入れて下部のＢで除塵した異物を含んだ汚染風を回収する。風力源７０は上部のＡから清浄風を入れて下部のＢで除塵した異物を含んだ汚染風を回収するためのものであり、フィルタ７２、ファン７４、フィルタ７６から成る。ここで、風力源７０から風が外部に逃げないように除塵装置の容器には被除塵物体に密接したフード６２を有することが望ましい。

この時、ワークを貫通する風（気流）が吹くとワークから剥離して外部に出てきた異物を再び内部に押し込むことになる。そのため、左右の風力源は同じものを用い、気圧差が発生しないようにする。音波発生器２０とワーク１０の間で、やや風上にイオナイザ２６を配置する。ワークや異物は音波を受けて振動し静電気を発生するため、このイオナイザ２０のイオン２８で静電気を中和しつつ除塵動作を行う。

実施例１２を、図１５、図１６を用いて説明する。図１５、図１６は被除塵物体を垂直に立てた状態で、横方向に（水平に）動かしつつ除塵する場合を示す。音波発生器２０からの音波の振動を受けて被除塵物体１０から剥離されてホコリ等の異物１４は重力により下方に向かって落ちるとともに、上部から下部に向かって吹く風（図示せず）に乗って下降して集塵される。

図１５は狭幅の被除塵物体が垂直に立てられ状態で、右手から左手に動きつつ除塵する場合を示す。異物１４は除塵装置の音波発生器２０によりワーク（被除塵物体）１０から剥離され、重力とともに、上から吹き込む清浄なイオン風（図示せず）で下方に掃き出され、集塵器（図示せず）で集塵される。

図１６は広幅の被除塵物体が垂直に立てられ状態で、右手から左手に動きつつ除塵する場合を示す。広幅のため除塵装置が複数台（図１６の場合２台）用いられる。異物１４は除塵装置の音波発生器２０によりワーク（被除塵物体）１０から剥離され、重力とともに、上から吹き込む清浄なイオン風（図示せず）で下方に掃き出され、集塵器（図示せず）で集塵される。

このとき、ワークの上部除塵装置で除塵された異物１４は下方に落ち集塵されるが、上部除塵で集塵残りが発生した場合、下段の除塵装置で再度集塵し完全な集塵をするため、下段の集塵装置は上段の集塵装置の下流に位置するのが好ましい。

実施例１３を、図１７および図１８を用いて説明する。図１７はワークを垂直に立てて横に（水平に）動かす場合（図面の右から左に動かす場合）の正面図（断面図）であり、図１８は側面図（断面図）である。

ワークを挟むように左右に除塵装置を配置する。除塵装置の中央に音波発生器２０を配置し、上部（Ａ）から清浄風を入れて下部（Ｂ）で除塵した異物１４を含んだ汚染風を回収する。風力源（図示せず）（図１４参照）からの正圧や負圧が外部に逃げないように除塵装置の容器には被除塵物体１０に密接したフード６２を有することが望ましい。

この時、ワークを貫通する風が吹くとワークから剥離して外部に出てきた異物を再び内部に押し込むことになる。そのため、左右の風力源は同じものを用い、気圧差が発生しないようにする。音波発生器２０とワーク１０の間で、やや風上にイオナイザ２６を配置する。ワークや異物は音波を受けて振動し静電気を発生するため、このイオナイザ２０のイオン２８で静電気を中和しつつ除塵動作を行う。

実施例１４を、図１９および図２０を用いて説明する。実施例１４は半導体のチップなど０．１ｍｍ角程の微小部品の除塵を行うための除塵装置に向けられたものであり、図１９は正面図（部分断面図）であり、図２０は側面図（部分断面図）である。微小部品は小径の真空吸引装置（ワーク保持機構：バキュウームチャック）８２で保持され、運搬される。この時、微小部品に付着した異物をクリーニング（除去）したいが、エアブローまたは真空吸引すると小径故に保持力が弱いため、ワークが飛散したり外れてしまう。従って、ここで風を用いることはできずいままでは、適切な解決策がなかった。実施例１４は微小部品を音波を用いて無風でクリーニングする除塵装置である。

被除塵対象物（例えば、微小部品）を左右に挟むように除塵装置を配置し、各除塵装置の上下方向中央部に音波発生器２０を有し、上部の清浄吹出し箇所９０から清浄な風を供給し、音波発生器２０の中央部でワーク（微小部品）８０に音波を当て除塵する。除塵された異物１４は重力と下降する清浄なイオン風で下降し、下部に配置されたフィルタ７２によって集塵される。ここで、イオン風はイオナイザ２６で発生されたイオン２８と後述する風力源７０に吸引される風から形成される。

別途、清浄な空気を供給し、または異物を集塵する風力源７０を有する。風力源で吸引する風はフィルタでろ過して清浄風として循環するのが好ましい。清浄吹出し箇所９０にイオナイザ２６を配置し、イオン風にして静電気を中和しつつ除塵動作をするのが好ましい。空気源からの正圧や負圧が外部に逃げないように除塵装置の容器には除塵域を覆うフード６２を有するのが好ましい。

１０ 不織布
１２ 繊維
１４ 異物（塵等）
２０ 音波発生器
２２ 音波体（スピーカーまたは超音波振動子）
２４ 音波
２６ イオナイザ
２８ イオン
３２ 導波管
３４ 金網
３６ 清浄空気供給器
４６ 集塵機
５２ フィルム
６２ フード
７０ 風力源

Claims (9)

1. 平面状の被除塵物体を除塵装置内で垂直に立て下から上に動かして被除塵物体に付着している異物を除塵装置内に配置した音波発生器によって横方向から音波を当てて無風で除塵する除塵装置であって、前記被除塵物体の表裏面について、除塵された異物を回収するための清浄風を発生する風力源を備え、前記風力源は、前記被除塵物体の表裏に気圧差が生じないように、均等なものが使用され、これによって前記表裏間を貫通する風が吹かないことを特徴とする除塵装置。
2. 請求項１記載の除塵装置において、除塵装置の上方から除塵装置内に清浄風を入れて除塵装置の下方で集塵することを特徴とする除塵装置。
3. 請求項１または２に記載の除塵装置において、風力源を有し、風力源からの正圧や負圧が外部に逃げないように除塵装置には被除塵物体に密接したフードを有することを特徴とする除塵装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の除塵装置において、移動中の被除塵物体にイオンを当てるように音波発生器と被除塵物体との間の位置にイオナイザを配置したことを特徴とする除塵装置。
5. 平面状の被除塵物体を除塵装置内で垂直に立て横方向に動かして被除塵物体に付着している異物を除塵装置内に配置した音波発生器によって横方向から音波を当てて無風で除塵する除塵装置であって、前記被除塵物体の表裏面について、除塵された異物を回収するための清浄風を発生する風力源を備え、前記風力源は、前記被除塵物体の表裏に気圧差が生じないように、均等なものが使用され、これによって前記表裏間を貫通する風が吹かないことを特徴とする除塵装置。
6. 請求項５記載の除塵装置において、除塵装置の上方から除塵装置内に清浄風を入れて除塵装置の下方で集塵することを特徴とする除塵装置。
7. 請求項５または６に記載の除塵装置において、被除塵物体が幅広の場合、被除塵物体の幅を覆うように音波発生器を上下方向に複数並べて配置し、被除塵物体の上部を先に除塵するように上部の音波発生器を上流側に配置することを特徴とする除塵装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１つに記載の除塵装置において、風力源を有し、風力源からの正圧や負圧が外部に逃げないように除塵装置には被除塵物体に密接したフードを有することを特徴とする除塵装置。
9. 請求項５〜８のいずれか１つに記載の除塵装置において、移動中の被除塵物体にイオンを与えるように音波発生器と被除塵物体の間の位置にイオナイザを配置したことを特徴とする除塵装置。
   

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