JPS63264643A - 垂下型放電電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、コロナ放電処理装置などに用いられる垂下
型放電電極に関する。

〔背景技術〕

垂下型放電電極は、たとえば、ポリオレフィン材料など
からなる自動車用バンパーの表面性状を改善するために
使われているコロナ放電処理装置などに用いられている
。コロナ放電処理装置は、周知のように、ベース電極と
放電電極とを備え、放電電極を被処理体に接触、掃引さ
せ、前記両電極間に高電圧を印加した時に生じるコロナ
放電現象を利用して被処理体の被処理面を活性化するよ
うになっているものである。

このようなコロナ放電処理装置などに用いられる垂下型
の放電電極として、金属線や弾性ばねが取付部材から多
数本垂れ下がったものが知られている。ところが、この
垂下型放電電極を用いてコロナ放電処理を行った場合、
金属線や弾性ばねが被処理体に強く接触しすぎて、それ
らの先端が傷んだり、被処理体の表面を傷めたりする不
都合が起こっていた。

この問題を解消するため、金属製のチェーンを取付部材
から多数本垂れ下げた垂下型放電電極が開発されたが、
チェーンが高価であり、しかも、この電極でコロナ放電
処理を行った場合、チェーンがその構造上、導電性の点
で金属線などに比べてやや劣るため、処理効果が若干悪
くなるという欠点があった。

そこで、発明者らは、通電性で極微小な直径を有する単
繊維の多数本が１本のひも状となるように撚り合わされ
て形成された電極線が取付部材から多数本垂れ下がった
垂下型放電電極を開発した。この垂下型放電電極の縫糸
状電極線は、チェーンと比べて安価であり、導電性の点
でも優れていた。したがって、この垂下型放電電極を用
いてコロナ放電処理を行った場合、優れた処理効果を得
ることができた。しかも、電極線が柔軟なものであるた
め、電極線の先端が傷んだり、被処理体の表面を傷めた
りすることがなく、かつ、電極線が軽微なタッチで被処
理体の表面に接触するため、電極線と被処理体との接触
が安定確実になって、安定かつ確実に放電処理を行うこ
とができた。

ところが、上記垂下型放電電極を用いた場合、被処理体
との接触、掃引を繰り返すうちに、電極線同士が絡み合
い、もつれてしまうことにより被処理体に均一に接触し
なくなってしまい、放電処理むらが起こっていた。

〔発明の目的〕

以上の事情に鑑みて、この発明は、安価で、電極自体は
もちろん被処理体の表面を傷めたりすることがな（、安
定かつ確実に放電処理を行うことができ、しかも、優れ
た処理効果が得られ、むらのない放電処理ができる垂下
型放電電極を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、導電性を有し、
かつ、柔軟な電極線が多数本垂れ下がっている垂下型放
電電極であって、前記電極線の所々に重り（おもり）が
設けられていることを特徴とする垂下型放電電極をその
要旨としている。

以下に、この発明を、その一実施例をあられす図面を参
照しながら詳しく説明する。

第１図（ａ）、　（ｂｌはこの発明にかかる垂下型放電
電極の一実施例を使用したコロナ放電処理装置をあられ
していて、第２図はそのコロナ放電処理装置の原理を模
式的にあられしている。これらの図にみるように、この
コロナ放電処理装置は、被処理体Ａに接触量るベース電
極１と、このベース電極との間に高電圧を印加するため
の垂下型放電電極２と、ベース電極１と被処理体Ａとを
載置する操作台３とを備えている。ここでは、被処理体
Ａは、ポリオレフィン樹脂材料からなる自動車用バンパ
ーであり、向きの異なる被処理面を多数持っている。ベ
ース電極１は、被処理体Ａの内面形状に適合した表面形
状を有し、被処理体Ａの内面に沿って接触するようにな
っていて、操作台３を介して接地（アース）されている
。このベース電極１は、プラスチック金型とこれの被処
理体に向かう面に導電性被膜を施すことによって形成さ
れた導電性金属屑とからなっている。

操作台３は、ベース電極１および被処理体Ａを載置する
ヘッド部３０を備えている。ヘッド部３０には、アース
接続部３０１が設けられているとともに、クッション付
のトルクアクチュエータ３０２によって軸３０３回りに
９０”回動可能なようになっている。ヘッド部３０は、
３点停止クッション付トルクアクチュエータ３１０のロ
ータ３１１に取り付けられていて、ロータ３１１回りに
（前後に）１８０°　（片側９０°）傾倒可能なように
なっている。ロータ３１１を挟んでヘッド部３０と反対
側には、バランスウェイト３１２がロータ３１１に取り
付けられていて、ヘッド部とバランスをとってヘッド部
３０の傾倒が円滑になるようにしている。トルクアクチ
ュエータ３１０は、上下振動台３２に載置されている。

この上下撮動台３２の下面には、前後移動台３３に固定
された油圧シリンダ３３１のロンドとガイドバー３３０
とが取り付けられている。ガイドバー３３０は、前後移
動台３３のガイド筒３３２に通されていて、上下に摺動
可能なようになっている。この上下振動台３２は、油圧
シリンダ３３１の働きにより、上下に振動するようにな
っている。前後移動台３３は、スライドベアリング３３
３およびスライドレール３３４を介して左右移動台３４
に載置されていて、左右移動台３４に固定された油圧シ
リンダ３３５の働きにより、前後に移動するようになっ
ている。左右移動台３４は、スライドベアリング３４３
およびスライドレール３４４を介して水平振動台３５に
載置されていて、水平振動台３５に固定された油圧シリ
ンダ３５５の働きにより、左右に移動するようになって
いる。水平振動台３５は、リンクボール３５０を介して
上下移動台３６に載置されていて、上下移動台３６に固
定された三相ギヤモータ３６０の動力がスプロケット３
６１．３６２を介して伝達されることにより、水平方向
に振動するようになっている。上下移動台３６は、油圧
リフタ３６３を介して搬入用台３７に載置されていて、
油圧リフタ３６３の働きにより、上下に移動するように
なっている。搬入用台３７は、スライドベアリング３７
０およびスライドレール３７１を介して基台３８に載置
されている。基台３８には、ボールネジ３８１がスライ
ドレール３７１に沿う方向に配備されている。

このボールネジ３８１は、三相ブレーキ付ギヤモータ３
８２により回転させられるようになっている。ボールネ
ジ３８１には、ボールネジ用ナンド３８３が通されてい
る。このボールネジ用ナツト３８３は、搬入用台３７に
固定されている。搬入用台３７は、ボールネジ３８１が
正逆回転することにより、前後に移動するようになって
いる。この移動運動は、被処理体Ａをこの装置から用人
出する際に使用される。

操作台３は、以上にみるように、回転運動、傾倒運動、
上下振動運動２前後移動運動、左右移動運動、水平移動
運動、水平振動運動、上下移動運動、搬人出運動を行う
ようになっている。操作台３上に設置されたベース電極
１および被処理体Ａは、操作台３がこれらの運動を行う
ことにより動かされるようになっている。

垂下型放電電極２は、第３図（ａｌ、　（ｂ）にもみる
ように、取付部材２０とこれから垂れ下がるようにして
取り付けられた多数本の電極線２１とで構成されている
。取付部材２０は、電極線支持プレート２００と電極線
押さえプレート２０１とからなっていて、Ｕ字形に屈曲
された１本の電極線２１の屈曲部分を両プレー１−２０
０，２０１で挟むようにしている。垂下型放電電極２は
、電極取付枠２３に取り付けられている。この電極取付
枠２３には、窓２３１が多数個形成されている。各窓２
３１には、それぞれ３個ずつ垂下型放電電極２が取り付
けられる。この取付は、電極取付枠２３と取付部材２０
との間にゴムからなるスペーサ２３２を介装し、電極取
付枠２３と取付部材２０とをボルト２３３とナツト２３
４およびワッシャ２３５とで締め付けるようにして行わ
れている。垂下型放電電極２の取付をこのようにするこ
とにより、垂下型放電電極２を必要な位置に必要な広さ
だけ設けることが可能である。垂下型放電電極２は、高
周波高電圧電源Ｂと接続されていて、電極線２１から高
電圧を印加できるようになっている。

電極取付枠２３は、絶縁性碍子２４を介して処理ハウジ
ング２５に取り付けられた支持フレーム２６に懸架され
ている。垂下型放電電極２および電極取付枠２３は、電
極線２１の先端部を除いてアクリル坂２７で取り囲まれ
ている。以上のように、垂下型放電電極２は、高周波高
電圧電源Ｂと接続され、不動のものとなって高所に配置
されている。

電極線２１は、第４図にみるように、導電性を備えたス
テンレス鋼を素材としてできた極微小な直径を有する単
繊維（フィラメン））２１ａの多数本が１本のひも状と
なるように１然り合わせて形成されている。すなわち、
縫糸状になっていて、通電性で、かつ、柔軟なくしなや
かな）ものになっている。単繊維２１ａは、たとえば、
日本精線株式会社製の商品名「ナスロン」なるオーステ
ナイト系のステンレス鋼繊維（、Ｊ　Ｉ　Ｓ規格ＳＵＳ
　２７〜４３）を用いている。撚り合わせ本数は、１０
〜３０００本程度である。また、単繊維２１ａの直径は
、４〜５０μｍ程度である。

電極線２■には、第５図にもみるように、所々に金属製
の重り（おもり）２１１が設けられている。この重り２
１１は、電極線２１を取り巻くようにして電極線２１に
固着されていて、その両端部が先細りとなるように絞ら
れている。この絞りにより、重り両端部の角が取られて
いる。重り２１１を電極線２１に固着させるには、所定
の寸法にカットされた金属製円管（重りとなる）に電極
線２１を通した後、第５図中、Ｃ方向からプレスし、管
壁で電極線を挟み付けるようにして行う。

なお、プレスの際、同時に正り２１１の両端部を絞るこ
とも行われる。また、第６図にみるように、重り２１１
を、その−側方が開いたような形状にしておいて、その
開き内に電極線２１を配置した後、その開きを閉じるよ
うにすることにより、重り２１１で電極線′２１をくわ
え込むようにして固着させてもよい。

このコロナ放電処理装置は、以上にみるように構成され
ていて、ベース電極１と垂下型放電電極２との間に高電
圧を印加するとともに、たとえば、第７図にみるように
、被処理体Ａの被処理面を垂下型放電電極２の電極線２
１に掃引、接触させることにより、被処理体Ａの被処理
面を活性化するようになっている。つまり、操作台３の
種々の運動を駆使することにより、被処理体Ａの各被処
理面をそれぞれ垂下型放電電極２の電極線２１に掃引、
接触させ、被処理体Ａの全被処理面を活性化するように
なっている。

以上にみるように、このコロナ放電処理装置の垂下型放
電電極２は、通電性で、かつ、柔軟な電極線２１が多数
本垂れ下がっている。このように、電極線２１が柔軟な
ものであるので、軽微なタッチで被処理体表面に接触す
るようになり、安定、かつ、確実に放電処理を行うこと
ができる。また、電極線２１が傷つくこともなく、被処
理体Ａを傷つけることもない。そのうえ、チェーンのよ
うに、導電性に劣ることもないので、優れた処理効果を
得ることができる。

しかも、この垂下型放電電極２は、多数本の電極線２１
の所々に重り２１１が設けられている。

この重り２１１は、重力の作用によって、電極線２１に
、常にすだれ状に垂れ下がった状態に戻ろうとする力を
与えている。そのため、電極線２１同士が絡み合って、
もつれてしまうようなことがなく、たとえ、少々絡み合
ったとしても、すぐに捌けるようになる。したがって、
電極線２１の絡み、もつれが防止され、電極線２１の一
本一本がほぼ一定間隔で被処理体Ａの表面に接触するよ
うになって、均一でむらのない放電処理を行うことがで
きる。また、電極線の所々に重りを設けただけの構成な
ので、チェーンと比べて、安価に構成することもできる
。

この発明に用いられる電極線は、前記実施例のごとく、
通電性で極微小な直径を有する単繊維の多数本が１本の
ひも状となるように撚り合わされて形成されたものに限
られない。通電性で、かつ、柔軟なものであれば良い。

電極線の材質としては、ステンレス、鉄、アルミニウム
、真鍮などが挙げられるが、酸化されにくいなどの理由
により、ステンレスが好ましい。重りの材質としては、
導電性を有するものが望ましく、ニッケル、アルミニウ
ム、銅、鉄などやそれらの合金などが挙げられるが、電
極線同様、ステンレスが好ましい。

特に、電極線と材質を合わせ、電極線と重りとの導電性
を同じようにすることが、放電処理効果を高める点で好
ましい。重りは、電極線を取り巻くようにして電極線に
固定されていなくてもよく、単に電極線に設けられてい
ればよい。重りの形状も、特に限定されるものではない
が、前記実施例のごとく、両端部を絞って端面の角を取
るようにすれば、被処理体との引っ掛かりが防止される
ため、好ましい。重りの外径は、１Ｑｕｅ以下にするこ
とが好ましく、２〜５ｍがより好ましい。なぜなら、外
径が大きすぎると、被処理体の細かな凹部への入り込み
が悪くなるからである。重りの長さは、２０ｍ以下にす
ることが好ましく、２〜５龍がより好ましい。なぜなら
、長くなりすぎると、電極線の放電領域をせばめてしま
うとともに、電極線の柔軟性も損なってしまうからであ
る。重りの個数は、電極線の長さく第２図中、ｐ寸法）
を重りの長さで割った値未満、たとえば、電極線の長さ
が１５０　ｍｍ、重りの長さが５　ｍｍであれば、３０
個未満となるが、２〜５個が好ましい。なぜなら、絡み
やもつれを防止する点では重りの個数が多いほど良いが
、多すぎると、重りの長さが長い場合と同じく、電極線
の放電領域をせばめてしまうとともに、電極線の柔軟性
も損なってしまうからである。

なお、コロナ放電処理効果を高めるために、電極線を取
り付けている取付部材から被処理体の表面に向けて気体
が吹き出されるようになっていてもよい。コロナ放電処
理に用いる高電圧電源は、電圧が通常１０ｋＶ〜５０ｋ
Ｖ（より好ましくは１０ｋＶ〜３０ｋｖ）、周波数がｌ
　ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであるのが好ましい。電源出力
は目的に応じて適宜に選択すればよい。電源回路として
は、従来公知のものを使用することができるが、プラズ
マの発生をもたらす放電電流を負荷に応じて任意に制御
しうろこと、ならびに、高電圧電源の周波数および出力
を最適レベルに調整しうるちのであることが望ましい。

また、タイマーの設定により高電圧出力の時間を任意に
設定することによって、処理時間を一定に制御しうろこ
とが望ましい。

高電圧を印加するための電気回路に安定化電源を設けて
おくことも望ましい。

前記コロナ放電処理装置では、垂下型放電電極を不動の
ものとして使用していたが、第８図（ａ）。

（ｂ）にみるように、垂下型放電電極を動かすようにし
てもよい。

すなわち、第８図（ａ）、　（ｂ）にみるように、処理
ハウジング（図示省略）に取り付けられている上部支持
プレート１１６には、ガイドバー１１７によって上下す
るように支持フレーム１２３が取り付けられている。支
持フレーム１２３は、上下位置設定用モータ１１８によ
って駆動される上下位置設定用ジャンキー１１９によっ
て上下に位置調節されるようになっている。支持フレー
ム１２３が上下に位置調節されることにより、垂下型放
電電極２も上下に移動されるようになっている。減速機
付の上下運動用モータ１２４によって回転アーム１２０
が回転され、それをクランクパー１２１によって伝えて
、上下動シャフト１２５を上下に撮動させるようにして
いる。これにより、垂下型放電電極２が上下に振動され
る。また、揺動用モータ１２６を駆動源として、その回
転運動をリンクボール１２７によって揺動運動に変えて
揺動部１２８を揺動し、この運動によって垂下型放電電
極２が水平に振動されるようになっている。

以上のように、垂下型放電電極２を上下移動。

上下振動、水平振動などさせるようにしてもよい。この
ようにした場合、垂下型放電電極の上記動きによる電極
線の絡みおよびもつれの防止にも効果がある。なお、レ
シプロ装置などによって垂下型放電電極を前後、左右に
移動させるようにしてもよい。

また、第９図にみるように、複数台の操作台３を用いて
複数個の被処理体Ａを連続的に処理するようにしたコロ
ナ放電処理装置に用いるようにしてもよい。図にみるよ
うに１、このコロナ放電処理装置では、移送手段（コン
ベア）５の移送方向Ｓに沿って垂下型放電電極２が多数
個配置されている。これらの垂下型放電電極２の各々は
、高周波高電圧電源に接続されているとともに不動のも
のとなって高所に配備されていて、被処理体の被処理面
の一部のみの活性化を行うようになっている。すなわち
、移送方向に沿って配置された垂下型放電電極２は、順
次、被処理体Ａの第１側面ａ、上面ｂ、第２側面Ｃ１第
１外側面ｄ、第２外側面ｅの活性化を担当するようにな
っている。これらの垂下型放電電極２が配置された領域
は、移送方向Ｓに順次、第１側面処理ゾーン、上面処理
ゾーン、第２側面処理ゾーン、第１立ち上がり処理ゾー
ン、第２立ち上がり処理ゾーンとなっている。コンベア
式の移送手段５の上には、操作台３が多数個載せられて
いる。これら操作台３は、矢印Ｒで示すように、移送手
段５の終端部と始端部に接続されるように設置された２
つの載せ替えコンベア６．７とこれらコンベア６．７間
を接続するリターンコンベア８とによって構成されてい
る環状ラインによって循環移送されている。これら移送
手段５．放電電極２等は処理ハウジング（図示省略）内
に収められている。ベース電極１は、被処理体Ａと一体
的に固定されていて、操作台３を介してアースされてい
る。被処理体Ａは、上記移送手段５に対し、第９図中、
矢印Ｐ方向から導入されて矢印Ｓ方向に順次送られ、そ
の間に、第１側面処理ゾーンでは第１側面ａが、上面処
理ゾーンでは上面すが、第２側面処理ゾーンでは第２側
面Ｃが、第１立ち上がり処理ゾーンでは第１外側面ｄが
、第２立ち上がり処理ゾーンでは第２外側面ｅがそれぞ
れ上を向くように傾斜される。そして、各処理ゾーンで
は、操作台３が所望の運動を行うことにより垂下型放電
電極２の電極線２１と被処理体Ａの被処理面とが接触す
るようにされる。このようにしてベース電極１と垂下型
放電電極２との間に高電圧が印加されると、垂下型放電
電極２の電極線２１に接触する被処理体Ａ表面が放電処
理されるようになっている。各処理ゾーンで表面処理さ
れた被処理体Ａは、第９図中、矢印Ｑ方向へと取り出さ
れるようになっている。以上、第９図に示したように、
連続ラインによりコロナ放電処理を行うようになってい
る装置にこの発明にかかる垂下型放電電極を用いるよう
にしてもよい。

なお、第９図に示したコロナ放電処理装置において、垂
下型放電電極を不動のものとせず、左右移動、上下振動
など動かすようにしてもよいことは言うまでもない。

この発明にかかる垂下型放電電極を用いたコロナ放電処
理装置で被処理体のコロナ放電処理を行った時の処理効
果をみるため、以下のような試験を行った。

コロナ放電処理装置としては、第１図（ａ）、　（ｂｌ
ないし第５図に示した装置を使用した。電極線２１の寸
法は、第２図で、１＝１５０鶴、　　１１　＝５０鶴、
Ｊ、＝５Ｑｗ、１．＝５ｍとした。電極線としては、単
繊維がステンレス鋼繊維（日本精線株式会社製ナスロン
、直径１２〜１００μｍ）であるものを用いた。重りの
長さは２０ｍｍ、外径は１０１１とした。

以上のように構成されたコロナ放電処理装置で、被処理
体（自動車用ポリオレフィンバンパー）の被処理面にコ
ロナ放電処理を１０秒間施した。

その後、被処理面に上塗り塗装を施した。

塗装された被処理体について、被処理面上の塗料の剥離
強度を、１８０°ピ一リング強度測定法゛　により測定
した。なお、測定には、東洋ボールドウィン社製引張試
験機テンシロンを使用した。

測定の結果、被処理面のどの部位においても均一に１０
００ｇ／ｃｍ以上の剥離強度が得られた。

この結果から、電極線の所々におもりを設けるようにす
れば、安定かつ確実に、むらがなく放電処理を行うこと
ができるとともに、優れた処理効果を得ることができる
ようになることがわかる。

この発明にかかる垂下型放電電極は、前記実施例に限定
されない。垂下型放電電極は、以上に示したように、コ
ロナ放電処理装置に用いることができるが、グロー放電
処理装置などの他のプラズマ処理装置に用いることもで
きる。

〔発明の効果〕

以上に説明してきたように、この発明にかかる垂下型放
電電極は、導電性を有し、かつ、柔軟な電極線が多数本
垂れ下がっている垂下型放電電極であって、前記電極線
の所々に重りが設けられていることを特徴としているた
め、安価であり、これを用いて放電処理を行った場合、
電極自体はもちろん被処理体の表面を傷めたりすること
がな（、安定かつ確実に放電処理を行うことができ、し
かも、優れた処理効果が得られ、むらのない放電処理が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる垂下型放電電極の一実施例を
用いたコロナ放電処理装置をあられしていて、同図（ａ
ｌはその正面図、同図（ｂｌはその側面図、第２図はそ
のコロナ放電処理装置の原理図、第３図はそのコロナ放
電処理装置の垂下型放電電極（実施例）と取付部材の一
部とをあられしていて、同図（ａ）はその平面図、同図
（ｂ）はそのｘ−ｘ　’線での断面図、第４図は第１図
に示した実施例の電極線の拡大図、第５図は第１図に示
した実施例の電極線と重りとをあられす斜視図、第６図
は垂下型放電電極の電極線に重りを固着させる様子をあ
られす説明図、第７図は第１図に示した実施例の放電処
理時の状態を模式的にあられした説明図、第８図はこの
発明にかかる垂下型放電電極を可動タイプとして用いた
コロナ放電処理装置の要部をあられしていて、同図（ａ
ｌはその正面圓、同図（ｂｌはその側面図、第９図はこ
の発明にかかる垂下型放電電極を複数個用いて連続ライ
ンにより放電処理を行うようにしたコロナ放電処理装置
を模式的にあられす斜視図である。 ２・・・垂下型放電電極　２１・・・電極線　２１ａ・
・・単繊維　２１１・・・重り 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 ［ｂ）　　　　　　　　　　　第１　■３８′ （ｂ） 第４図 第５図　　　　　　第６図 第８図 第８図 （ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性を有し、かつ、柔軟な電極線が多数本垂れ
   下がっている垂下型放電電極であって、前記電極線の所
   々に重り（おもり）が設けられていることを特徴とする
   垂下型放電電極。
2. （２）重りが、電極線と同じ材質で形成されている特許
   請求の範囲第１項記載の垂下型放電電極。
3. （３）重りが、電極線を取り巻くようにして固着されて
   いるとともに、その両端部が絞られている特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の垂下型放電電極。
4. （４）電極線が、通電性で極微小な直径を有する単繊維
   の多数本が１本の細いひも状となるように撚り合わされ
   てなる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の垂下型放電電極。
5. （５）金属繊維がステンレス鋼を素材としている特許請
   求の範囲第４項記載の垂下型放電電極。