WO2012137802A1 - 除電装置 - Google Patents

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WO2012137802A1
WO2012137802A1 PCT/JP2012/059158 JP2012059158W WO2012137802A1 WO 2012137802 A1 WO2012137802 A1 WO 2012137802A1 JP 2012059158 W JP2012059158 W JP 2012059158W WO 2012137802 A1 WO2012137802 A1 WO 2012137802A1
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WO
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needle
unit
electrode
housing
discharge
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PCT/JP2012/059158
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English (en)
French (fr)
Inventor
藤田司
今高哲平
Original Assignee
株式会社キーエンス
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

Definitions

  • the present invention relates to a static eliminator, and more particularly to an improvement in a static eliminator that generates positive ions and negative ions around an electrode needle by applying a voltage for corona discharge to the electrode needle.
  • a static eliminator is a device that removes excess electricity from a workpiece by supplying positive or negative ions to the workpiece charged by static electricity, etc.
  • a high voltage is applied to the electrode needle, it is applied to the tip of the electrode needle.
  • the electrode needle is contaminated by dust in the air and decomposition products of atmospheric gas due to discharge due to long-term use.
  • the electrode needle is provided with a finger guard for preventing the fingertip from touching during maintenance.
  • This finger guard is made of an annular member surrounding the electrode needle, and is made of an insulating member such as an insulating resin or ceramic (for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the finger guard is made of an annular member surrounding the electrode needle, there is a problem that it is not easy to clean the electrode needle.
  • a normal brush or adhesive roller interferes with the finger guard and cannot clean the electrode needle. If an electrode cleaner for cleaning the electrode needle is used, the electrode needle can be cleaned.
  • the suction part has to be inserted into the finger guard for each electrode needle, and workability is not good (for example, Patent Document 4). ).
  • Patent Document 5 discloses a structure in which a finger can be prevented from touching an electrode needle by arranging two rod-shaped pipes facing a rod-shaped housing on which a plurality of electrode needles are arranged. Although a static eliminator has been disclosed, the electrode needle cannot be attached or detached, and replacement of the electrode needle has been difficult.
  • the conventional finger guard is disposed in the vicinity of the electrode needle, ions generated in the vicinity of the electrode needle are easily attached. If the finger guard is charged by the adhesion of ions and has a non-zero potential, the electric field around the electrode needle is weakened and the intensity of corona discharge changes. Since the charge amount of the finger guard due to the adhesion of ions changes irregularly, there is a problem that the amount of generated ions becomes unstable and the ion balance fluctuates irregularly.
  • An object of the present invention is to provide a static eliminator capable of easily cleaning a plurality of electrode needles.
  • an object of the present invention is to provide a static eliminator capable of improving workability when cleaning an electrode needle while making the electrode needle replaceable. It is another object of the present invention to provide a static eliminator that can suppress irregular fluctuations in ion balance due to charging of a finger guard.
  • the static eliminator according to the first aspect of the present invention is a static eliminator in which three or more discharge needle units are detachably attached to a rod-shaped housing unit, and the discharge needle unit is arranged at the tip from the housing surface of the housing unit. Is disposed in a protruding state, and an electrode needle to which a voltage for corona discharge is applied, a housing mounting portion that accommodates the electrode needle, and an electrode needle that surrounds the electrode needle on a mounting surface of the housing mounting portion.
  • the finger guard is composed of three or more claw portions arranged along the periphery of the mounting surface, and the claw portion has a height from the mounting surface that is the electrode needle.
  • the housing unit is arranged on a substantially straight line in the longitudinal direction of the housing unit, and has a plurality of needle unit housing holes for housing the discharge needle units, Needle
  • the hole accommodating hole has needle unit fixing means for fixing the discharge needle unit so that the finger guard does not rotate with respect to the housing unit, and each discharge needle unit is a straight line connecting the tips of the electrode needles. Is fixed so as to pass between the claws.
  • the finger guard arranged so as to surround the electrode needle on the attachment surface is composed of a plurality of claw portions arranged along the periphery of the attachment surface, and the height from the attachment surface is the tip of the electrode needle Therefore, it is possible to prevent a finger or the like from touching the tip of the electrode needle.
  • a plurality of discharge needle units are fixed to the housing unit so that a straight line connecting the tips of the electrode needles passes between the claws, each discharge can be performed by moving the brush or adhesive roller in the longitudinal direction. The electrode needle in the needle unit can be easily cleaned.
  • the finger guard is composed of a plurality of claw portions arranged along the periphery of the mounting surface, the influence of charging of the finger guard due to the adhesion of ions can be suppressed as compared with the case where the finger guard is composed of an annular member. .
  • the finger guard in addition to the above configuration, includes the four claw portions arranged at substantially equal intervals along the periphery of the mounting surface, and the discharge needle unit
  • the two claw portions are configured to be fixed so as to be symmetrical with the other two claw portions with respect to the longitudinal direction.
  • each claw portion of the finger guard is arranged in line symmetry with the electrode needle interposed therebetween, so that the workability when cleaning the electrode needle using a brush or an adhesive roller is improved. Can do.
  • a static eliminator includes, in addition to the above configuration, the discharge needle unit provided so as to protrude from the mounting surface, and a nozzle having an air discharge port formed at a tip thereof.
  • the tip is protruded from the air discharge port and is accommodated in the nozzle, the claw portions are made of an insulating member, are arranged on the mounting surface so as to surround the nozzle, and the nozzle is electrically conductive. It is comprised so that it may consist of a sex member.
  • the plurality of discharge needle units are fixed to the housing unit so that the straight line connecting the tips of the electrode needles passes between the claws, so that the brush and the adhesive roller are moved in the longitudinal direction.
  • the electrode needles in each discharge needle unit can be easily cleaned. Therefore, it is possible to improve workability when cleaning the electrode needle while making the electrode needle replaceable. Furthermore, since the electric field around the electrode needle is suppressed from being weakened by the charging of the finger guard, it is possible to suppress the ion balance from fluctuating irregularly.
  • FIG. 1 is an external view showing a configuration example of a static eliminator 1 according to an embodiment of the present invention, and shows a static eliminator in which a plurality of discharge needle units 3 are attached to a rod-shaped housing unit 2.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where the discharge needle unit 3 of FIG. 1 is attached to the needle unit accommodation hole 23 of the housing unit 2. It is the figure which showed the detail of the discharge needle unit 3 of FIG. It is the perspective view which showed the electrode needle
  • FIG. 6 is a perspective view showing a step of press-fitting the electrode needle 34 of FIG. 4 into the air nozzle 33 of FIG. 5. It is the perspective view which showed the needle cap 30 of FIG. FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cut surface when the discharge needle unit 3 of FIG. 3 is cut along a CC cutting line.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cut surface when the static eliminator 1 of FIG. 1 is cut along an AA cutting line.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cut surface when the static eliminator 1 of FIG. 1 is cut along a BB cutting line.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a state when the electrode needles 34 of the respective discharge needle units 3 are cleaned using a brush 6 in the static eliminator 1 of FIG. 1. It is the figure which showed an example of the time fluctuation of the ion balance measured using the static eliminator 1 of FIG. 1 compared with the prior art example. It is the external view which showed the other structural example of the static eliminator 1 of FIG. 1, and the case where the finger guard 32 of each discharge needle unit 3 consists of three nail
  • FIG. 1 is an external view showing a configuration example of a static eliminator 1 according to an embodiment of the present invention, and shows a static eliminator in which a plurality of discharge needle units 3 are attached to a rod-shaped housing unit 2. .
  • (A) in the figure shows the side surface of the static eliminator 1, and (b) shows the lower surface.
  • the static eliminator 1 includes nine discharge needle units 3 and a casing unit 2 to which these discharge needle units 3 are attached. For example, a pulse in which a pulsed AC voltage is applied to each discharge needle unit 3. It is an AC ionizer.
  • the discharge needle unit 3 has an electrode needle to which a driving voltage for corona discharge is applied, and is an electrode needle module that can be attached to and detached from the housing unit 2.
  • the housing unit 2 is a main body unit having an elongated rectangular parallelepiped shape, and is provided with a conductive cover 21 and an air connector 22.
  • the conductive cover 21 is a ground electrode common to the discharge needle units 3 and is made of, for example, a conductive metal plate.
  • the conductive cover 21 is disposed on the lower surface of the housing unit 2.
  • the air connector 22 is a connection part for supplying clean air from the outside into the housing unit 2, and is provided on the left and right end faces of the housing unit 2.
  • the clean air is clean air for preventing the electrode needles from being contaminated by dust in the air or gas decomposition products due to discharge, and is discharged from each discharge needle unit 3.
  • the discharge needle units 3 are arranged at substantially regular intervals on a straight line parallel to the longitudinal direction of the housing unit 2 and are fixed with the electrode needles facing downward.
  • a power supply circuit and a control circuit for controlling the voltage value and application time of the drive voltage are arranged in the housing unit 2.
  • FIG. 2 is a perspective view showing how the discharge needle unit 3 of FIG. 1 is attached to the needle unit accommodation hole 23 of the housing unit 2.
  • the discharge needle unit 3 includes a discharge electrode needle 34, an air nozzle 33 for discharging clean air from the periphery of the electrode needle 34, and a needle cap 30 for preventing a finger or the like from touching the electrode needle 34. Become.
  • the needle cap 30 includes a housing attachment portion 31 having an attachment surface 31a formed at one end and a finger guard 32 formed on the attachment surface 31a, and is detachably attached to the housing unit 2.
  • the mounting surface 31 a is an end surface of the housing mounting portion 31.
  • the air nozzle 33 is disposed so as to protrude from the mounting surface 31a.
  • the electrode needle 34 is accommodated in the air nozzle 33 with the tip protruding from the air discharge port of the air nozzle 33.
  • the housing attachment portion 31 is formed of a flange-shaped cylindrical body, and an attachment surface 31a is formed on the one end side.
  • a protrusion 311 for preventing rotation is provided on the peripheral surface of the housing attachment portion 31.
  • the finger guard 32 includes four claw portions arranged so as to surround the air nozzle 33 on the attachment surface 31a.
  • the claw portions of the finger guard 32 are arranged at a substantially constant interval along the periphery of the mounting surface 31 a, and these claw portions all have a shape in which the height from the mounting surface 31 a is higher than the tip of the electrode needle 34. Become.
  • the conductive cover 21 of the housing unit 2 is provided with a through hole 211 through which the discharge needle unit 3 is inserted.
  • the through hole 211 has a circular shape and is formed for each discharge needle unit 3.
  • a needle unit housing hole 23 for housing the discharge needle unit 3 is provided in the internal housing of the housing unit 2.
  • the needle unit accommodation hole 23 is an attachment part for detachably attaching the discharge needle unit 3, and is provided with a needle unit receiving part 231, an engagement groove 232, and a stopper part 233.
  • the needle unit receiving part 231 is a flange contact part for contacting the flange part of the discharge needle unit 3 and is formed along the inner wall surface of the needle unit accommodation hole 23.
  • the engaging groove 232 is a groove for engaging with the protruding portion 311 of the housing mounting portion 31, and is formed in the insertion / extraction direction of the discharge needle unit 3 so as to cut out a part of the needle unit receiving portion 231.
  • the stopper portion 233 is a contact portion for fixing the discharge needle unit 3 so that the discharge needle unit 3 does not rotate with respect to the housing unit 2 by making contact with the protrusion 311.
  • the discharge needle unit 3 When the discharge needle unit 3 is attached to the housing unit 2, the discharge needle unit 3 is inserted into the needle unit accommodation hole 23 in a state where the position of the protrusion 311 is aligned with the engagement groove 232. Passing through the engaging groove 232, the flange portion of the housing mounting portion 31 comes into contact with the needle unit receiving portion 231. If the discharge needle unit 3 is rotated by a predetermined amount in a state where the flange portion of the housing mounting portion 31 is in contact with the needle unit receiving portion 231, the protruding portion 311 comes into contact with the stopper portion 233, and the discharge needle unit 3 is fixed to the housing unit 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing details of the discharge needle unit 3 of FIG. 1, (a) in the figure shows a state of the discharge needle unit 3 viewed from the horizontal direction, and (b) shows The view from below is shown.
  • the housing mounting portion 31 of the needle cap 30 is provided with four projecting portions 311, a flange portion 312 having a mounting surface 31 a, and four air supply holes 313.
  • the protrusion 311 is a columnar body that protrudes from the peripheral surface of the housing mounting portion 31.
  • the protrusions 311 are arranged at substantially constant intervals in the circumferential direction of the housing attachment portion 31.
  • the air supply hole 313 is a through hole for supplying clean air into the housing attachment portion 31.
  • the finger guard 32 is composed of a columnar body protruding from the mounting surface 31 a, and the width is narrower toward the center side of the flange portion 312.
  • the finger guard 32 has a shape in which the height from the mounting surface 31 a is higher than the tip of the electrode needle 34.
  • the air nozzle 33 is formed with an air discharge port 331 for discharging clean air at the tip thereof.
  • the electrode needle 34 is accommodated in the air nozzle 33 with the tip protruding from the air discharge port 331.
  • the electrode needle 34 is disposed substantially coaxially with respect to the air discharge port 331.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the electrode needle 34 of FIG.
  • the electrode needle 34 is an elongated rod-shaped discharge electrode to which a driving voltage for corona discharge is applied, and a discharge portion 341 is formed at the tip.
  • the discharge part 341 has a smaller diameter and a sharper tip.
  • the electrode needle 34 is made of a conductive metal, for example, a high melting point metal such as tungsten or titanium, or an alloy such as SUS (stainless steel).
  • FIG. 5 is a perspective view showing the air nozzle 33 of FIG.
  • the air nozzle 33 is a conical nozzle in which an air discharge port 331 is formed at the tip, and a tapered surface 332 having a smaller diameter toward the tip is formed.
  • the air nozzle 33 is made of a conductive metal, for example, SUS, or made of a conductive resin.
  • the conductive resin is a material obtained by mixing a conductive material such as carbon fiber, carbon powder, stainless steel fiber, silver powder, or nickel powder in an insulating resin such as polycarbonate.
  • the air nozzle 33 may be formed by plating a conductive metal such as nickel on the surface of an insulating resin.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a process of press-fitting the electrode needle 34 of FIG. 4 into the air nozzle 33 of FIG.
  • a needle contact portion 333 for holding the electrode needle 34 substantially coaxially by contacting the peripheral surface of the electrode needle 34 and an air flow path 334 for passing clean air are formed. ing.
  • the electrode needle 34 is fixed by press-fitting into the air nozzle 33 from the side opposite to the tip of the air nozzle 33. Since the electrode needle 34 and the air nozzle 33 are in contact with each other via the needle contact portion 333, the electrode needle 34 and the air nozzle 33 are maintained at substantially the same potential.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the needle cap 30 of FIG.
  • the needle cap 30 is made of an insulating resin such as an insulating resin such as polycarbonate or ceramic.
  • a through-hole 314 for inserting the air nozzle 33 is formed in the flange portion 312 of the housing attachment portion 31.
  • the through hole 314 is disposed at the center of the mounting surface 31a.
  • the air nozzle 33 can be protruded from the attachment surface 31 a by inserting the air nozzle 33 from the opposite side of the flange portion 312 with respect to the housing attachment portion 31.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cut surface when the discharge needle unit 3 of FIG. 3 is cut along a CC cutting line.
  • the electrode needle 34 press-fitted into the air nozzle 33 is held substantially coaxially with the central axis of the air nozzle 33 by the needle contact portion 333.
  • the air flow path 334 is narrow on the tip side.
  • the air nozzle 33 inserted into the housing attachment portion 31 is fixed by press-fitting the spacer 35 into the housing attachment portion 31 from the side opposite to the flange portion 312.
  • the spacer 35 is a cylindrical body in which a through hole for inserting the electrode needle 34 and a notch groove for allowing clean air to pass are formed, and is made of, for example, an insulating resin.
  • the distance d between the inner walls of the two finger guards 32 facing each other with the air nozzle 33 interposed therebetween is about 10 mm. For this reason, it is difficult for the fingertip to touch the tip of the electrode needle 34.
  • the clean air supplied from the air supply hole 313 flows to the air discharge port 331 of the air nozzle 33 via the air flow path 334 and is discharged to the outside.
  • Clean air discharged from the air discharge port 331 becomes a laminar flow that flows in the axial direction of the electrode needle 34 while entraining atmospheric gas around the air nozzle 33. For this reason, the atmospheric gas around the needle cap 30 flows between the finger guards 32 and flows onto the mounting surface 31a. At that time, the atmospheric gas flowing onto the mounting surface 31 a flows along the tapered surface 332 of the air nozzle 33, so that the dust in the atmospheric gas can be prevented from adhering to the tip of the electrode needle 34.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cut surface when the static eliminator 1 of FIG. 1 is cut along an AA cutting line.
  • the discharge needle unit 3 is depicted without being broken.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cut surface when the static eliminator 1 of FIG. 1 is cut along a BB cutting line.
  • the electrode needle 34 penetrates the air nozzle 33 and the needle cap 30 and is in contact with the common electrode 25.
  • the common electrode 25 is a power supply electrode common to the discharge needle units 3, and a driving voltage for discharge is supplied to the electrode needle 34 via the common electrode 25.
  • FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a state in which the electrode needle 34 of each discharge needle unit 3 is cleaned using the cleaning brush 6 in the static eliminator 1 of FIG. (A) in the figure shows a state in which a linear cleaning groove 4 extending in the longitudinal direction of the static eliminator 1 is formed. Further, (b) shows a state where the electrode needles 34 of the respective discharge needle units 3 are cleaned by moving the cleaning brush 6 in the longitudinal direction.
  • Each needle unit accommodation hole 23 of the housing unit 2 is disposed on the symmetry axis 5 parallel to the longitudinal direction of the housing unit 2.
  • the symmetry axis 5 is a long straight line connecting the tips of the electrode needles 34 and passes between the claw portions of the finger guard 32.
  • the electrode needle 34 is arranged in a state in which the tip protrudes from the housing surface 2 a of the housing unit 2.
  • Each needle unit accommodation hole 23 is formed with a stopper portion 233 for fixing the discharge needle unit 3 so that the finger guard 32 does not rotate with respect to the housing unit 2.
  • Each discharge needle unit 3 is fixed by a stopper portion 233 so that the cleaning groove 4 is formed.
  • the cleaning groove 4 is a linear virtual groove that extends between the claws of the finger guard 32 and extends in the longitudinal direction of the housing unit 2. That is, each discharge needle unit 3 is fixed so that the symmetry axis 5 passes between the claw portions of the finger guard 32.
  • the claw portions of the finger guard 32 are arranged at substantially equal intervals along the periphery of the mounting surface 31a, and the discharge needle unit 3 is symmetrical with respect to the symmetry axis 5 so that the two claw portions are symmetrical with the other two claw portions. So that it is fixed.
  • the cleaning brush 6 is a brush for cleaning the electrode needle 34, and the width is narrowed in accordance with the cleaning groove 4. If such a cleaning brush 6 is moved along the cleaning groove 4, the electrode needle 34 in each discharge needle unit 3 can be cleaned at a time.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the time variation of the ion balance measured using the static eliminator 1 of FIG. 1 in comparison with the conventional example, and FIG. 12 (a) uses the static eliminator 1 according to the present invention.
  • (B) shows a case where a conventional static eliminator in which the finger guard is formed of an annular member is used.
  • the ion balance around the static eliminator fluctuates irregularly in the range of ( ⁇ 30) to (+80) V in a time of about 5 minutes.
  • the fluctuation range of the ion balance is within the range of ( ⁇ 2) to (+5) V, and is stable.
  • the plurality of discharge needle units 3 are arranged in the housing such that the linear cleaning grooves 4 extending in the longitudinal direction of the housing unit 2 through the claw portions are formed by the finger guards 32. Since it is being fixed to the unit 2, the electrode needle 34 in each discharge needle unit 3 can be easily cleaned by moving the cleaning brush 6 or the adhesive roller in the longitudinal direction. In particular, since the claw portions of the finger guard 32 are arranged in line symmetry with the electrode needle 34 in between, the workability when the electrode needle 34 is cleaned using the cleaning brush 6 or the adhesive roller can be improved. it can.
  • the finger guard 32 is composed of a plurality of claw portions arranged along the periphery of the mounting surface 31a, the influence of charging of the finger guard 32 due to the adhesion of ions is suppressed as compared with the case where the finger guard is composed of an annular member. be able to.
  • the air nozzle 33 made of a conductive member is interposed between the electrode needle 34 and the finger guard 32, the ion balance can be prevented from irregularly changing due to the charging of the finger guard 32.
  • the present invention does not limit the configuration of the finger guard 32 to this.
  • FIG. 13 is an external view showing another configuration example of the static eliminator 1 of FIG. 1, and shows a case where the finger guard 32 of each discharge needle unit 3 is composed of three claw portions.
  • the finger guard 32 includes three claw portions arranged so as to surround the air nozzle 33 on the attachment surface 31a.
  • the claw portions of the finger guard 32 are arranged at substantially equal intervals along the periphery of the mounting surface 31a.
  • the discharge needle unit 3 is fixed so that two claw portions and the other one claw portion are opposite to each other with respect to the symmetry axis 5. Even in such a configuration, since the linear cleaning groove 4 extending in the longitudinal direction of the housing unit 2 through the claw portions is formed by the finger guard 32, the cleaning brush 6 or the adhesive roller is used.
  • the electrode needle 34 of each discharge needle unit 3 can be easily cleaned.

Landscapes

  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

【課題】　電極針を交換可能としつつ、電極針を清掃する際の作業性を向上させることができる除電装置を提供する。 【解決手段】　放電針ユニット３は、筐体面２ａから先端を突出させた状態で配置された電極針３４と、電極針３４を収容する筐体取付部３１と、取付面３１ａ上で電極針３４を取り囲むように配置されたフィンガーガード３２とからなる。フィンガーガード３２は、取付面３１ａの周縁に沿って配置された３以上の爪部からなり、爪部は、取付面３１ａからの高さが電極針３４の先端よりも高い形状からなる。筐体ユニット２は、放電針ユニット３を収容する針ユニット収容孔２３を有し、針ユニット収容孔２３は、筐体ユニット２に対しフィンガーガード３２が回転しないように放電針ユニット３を固定する針ユニット固定手段を有する。各放電針ユニット３は、電極針３４の先端を結ぶ直線が爪部間を通るように固定される。

Description

除電装置
　本発明は、除電装置に係り、さらに詳しくは、コロナ放電用の電圧を電極針に印加することによって、電極針の周辺に正イオン及び負イオンを発生させる除電装置の改良に関する。
　除電器は、静電気などによって帯電したワークに正イオン又は負イオンを供給することにより、ワークから余分な電気を除去する装置であり、電極針に高電圧を印加した際に、電極針の先端に生じるコロナ放電を利用するものなどがある。コロナ放電を利用する除電装置の場合、電極針は、長時間の使用により、空気中の塵埃や放電による雰囲気ガスの分解生成物によって汚染される。また、放電時のスパッタリングによって磨耗することから、定期的に電極針を清掃し、或いは、交換する必要がある。一方、電極針には、メンテナンス時に指先が触れるのを防止すためのフィンガーガードが設けられる。このフィンガーガードは、電極針を取り囲む環状部材からなり、絶縁樹脂やセラミックなどの絶縁性部材によって構成される（例えば、特許文献１～３）。
　上述した様な従来の除電装置では、フィンガーガードが電極針を取り囲む環状部材からなるので、電極針の清掃が容易ではないという課題があった。例えば、通常のブラシや粘着ローラでは、フィンガーガードと干渉し、電極針を掃除することができなかった。電極針を清掃するための電極清掃器を用いれば、電極針を清掃することができる。しかし、複数の電極針が棒状の筐体に配置された除電装置の場合、電極針ごとに吸引部をフィンガーガード内に挿入させなければならず、作業性がよくなかった（例えば、特許文献４）。なお、特許文献５には、複数の電極針が配置された棒状筐体に対向させて２つのロッド状のパイプを配置することにより、指が電極針に触れるのを防止することができる構造の除電装置が開示されているが、電極針を着脱することはできず、電極針の交換が困難であった。
さらに、従来のフィンガーガードは、電極針の近傍に配置されることから、電極針付近で発生したイオンが付着し易かった。イオンの付着によってフィンガーガードが帯電し、ゼロでない電位を有するようになれば、電極針周辺の電界が弱められ、コロナ放電の強さが変化してしまう。イオンの付着によるフィンガーガードの帯電量は不規則に変化することから、イオン発生量が不安定となり、イオンバランスが不規則に変動するという問題もあった。
特許第４５７３６３１号公報 特開２００２－２７３２０７号公報 特開２００８－１７６９５２号公報 実公平６－２９９１９号公報 特開２０００－１２３９５６号公報
　本発明は、複数の電極針を容易に清掃することができる除電装置を提供することを目的とする。
　特に、電極針を交換可能としつつ、電極針を清掃する際の作業性を向上させることができる除電装置を提供することを目的とする。また、フィンガーガードの帯電に起因してイオンバランスが不規則に変動するのを抑制することができる除電装置を提供することを目的とする。
　第１の本発明による除電装置は、３以上の放電針ユニットが棒状の筐体ユニットに着脱可能に取り付けられた除電装置であって、上記放電針ユニットが、上記筐体ユニットの筐体面から先端を突出させた状態で配置され、コロナ放電用の電圧が印加される電極針と、上記電極針を収容する筐体取付部と、上記筐体取付部の取付面上において上記電極針を取り囲むように配置されたフィンガーガードとからなり、上記フィンガーガードが、上記取付面の周縁に沿って配置された３以上の爪部からなり、上記爪部は、上記取付面からの高さが上記電極針の先端よりも高い形状からなり、上記筐体ユニットが、上記筐体ユニットの長尺方向の略直線上に配置され、上記放電針ユニットをそれぞれ収容する複数の針ユニット収容孔を有し、上記針ユニット収容孔が、上記筐体ユニットに対し上記フィンガーガードが回転しないように上記放電針ユニットを固定する針ユニット固定手段を有し、上記各放電針ユニットが、上記電極針の先端を結ぶ直線が上記爪部間を通るように固定されている。
　この除電装置では、取付面上で電極針を取り囲むように配置されるフィンガーガードが、取付面の周縁に沿って配置された複数の爪部からなり、取付面からの高さが電極針の先端よりも高いので、指などが電極針の先端に触れるのを防止することができる。さらに、電極針の先端を結ぶ直線が爪部間を通るように、複数の放電針ユニットが筐体ユニットに固定されているので、ブラシや粘着ローラを長尺方向に移動させることによって、各放電針ユニット内の電極針を容易に清掃することができる。また、フィンガーガードが取付面の周縁に沿って配置された複数の爪部からなるので、フィンガーガードが環状部材からなる場合に比べ、イオンの付着によるフィンガーガードの帯電の影響を抑制することができる。
　第２の本発明による除電装置は、上記構成に加え、上記フィンガーガードが、上記取付面の周縁に沿って略等間隔に配置された４つの上記爪部からなり、上記放電針ユニットが、上記長尺方向に関し、２つの爪部が他の２つの爪部と対称となるように固定されているように構成される。この様な構成によれば、フィンガーガードの各爪部が、電極針を挟んで線対称に配置されているので、ブラシや粘着ローラを使って電極針を清掃する際の作業性を向上させることができる。
　第３の本発明による除電装置は、上記構成に加え、上記放電針ユニットが、上記取付面から突出するように配置され、先端にエア吐出口が形成されたノズルを備え、上記電極針が、上記エア吐出口から先端を突出させた状態で上記ノズル内に収容され、上記各爪部が、絶縁性部材からなり、上記取付面上において上記ノズルを取り囲むように配置され、上記ノズルが、導電性部材からなるように構成される。
この様な構成によれば、導電性部材からなるノズルが電極針とフィンガーガードとの間に介在するので、イオンの付着によってフィンガーガードが帯電した場合に、帯電したフィンガーガードの影響を打ち消すように、静電誘導によってノズル内の電荷が移動する。このため、フィンガーガードの帯電によって電極針周辺の電界が弱められるのが抑えられるので、イオンバランスが不規則に変動するのを抑制することができる。
　本発明による除電装置では、電極針の先端を結ぶ直線が爪部間を通るように、複数の放電針ユニットが筐体ユニットに固定されているので、ブラシや粘着ローラを長尺方向に移動させることによって、各放電針ユニット内の電極針を容易に清掃することができる。従って、電極針を交換可能としつつ、電極針を清掃する際の作業性を向上させることができる。さらに、フィンガーガードの帯電によって電極針周辺の電界が弱められるのが抑えられるので、イオンバランスが不規則に変動するのを抑制することができる。
本発明の実施の形態による除電器１の一構成例を示した外観図であり、複数の放電針ユニット３が棒状の筐体ユニット２に取り付けられた除電装置が示されている。 図１の放電針ユニット３が筐体ユニット２の針ユニット収容孔２３に取り付けられる様子を示した斜視図である。 図１の放電針ユニット３の詳細を示した図である。 図３の電極針３４を示した斜視図である。 図３のエアノズル３３を示した斜視図である。 図４の電極針３４を図５のエアノズル３３内に圧入する工程を示した斜視図である。 図３の針キャップ３０を示した斜視図である。 図３の放電針ユニット３をＣ－Ｃ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。 図１の除電器１をＡ－Ａ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。 図１の除電器１をＢ－Ｂ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。 図１の除電器１において各放電針ユニット３の電極針３４をブラシ６を用いて清掃する際の様子を模式的に示した説明図である。 図１の除電器１を用いて測定されたイオンバランスの時間変動の一例を従来例と比較して示した図である。 図１の除電器１の他の構成例を示した外観図であり、各放電針ユニット３のフィンガーガード３２が３つの爪部からなる場合が示されている。
＜除電器１＞
　図１は、本発明の実施の形態による除電器１の一構成例を示した外観図であり、複数の放電針ユニット３が棒状の筐体ユニット２に取り付けられた除電装置が示されている。図中の（ａ）には、除電器１の側面が示され、（ｂ）には、下面が示されている。この除電器１は、９個の放電針ユニット３と、これらの放電針ユニット３が取り付けられる筐体ユニット２とからなり、例えば、パルス状の交流電圧が各放電針ユニット３に印加されるパルスＡＣ方式のイオナイザーである。
　放電針ユニット３は、コロナ放電のための駆動電圧が印加される電極針を有し、筐体ユニット２に対し、着脱可能な電極針モジュールである。筐体ユニット２は、細長い直方体形状からなる本体ユニットであり、導電カバー２１及びエアコネクタ２２が設けられている。
　導電カバー２１は、各放電針ユニット３に共通の接地電極であり、例えば、導電性を有する金属板からなる。導電カバー２１は、筐体ユニット２の下面に配置されている。エアコネクタ２２は、クリーンエアを外部から筐体ユニット２内に供給するための接続部であり、筐体ユニット２の左右の端面に設けられている。クリーンエアは、電極針が空気中の塵埃や放電によるガスの分解生成物によって汚染されるのを防ぐための清浄なエアであり、各放電針ユニット３から吐出される。
　各放電針ユニット３は、筐体ユニット２の長尺方向に平行な直線上に概ね一定間隔で配置され、それぞれ電極針を下に向けて固定されている。筐体ユニット２内には、電源回路、駆動電圧の電圧値や印加時間を制御するための制御回路が配置される。
＜放電針ユニット３の取付構造＞
図２は、図１の放電針ユニット３が筐体ユニット２の針ユニット収容孔２３に取り付けられる様子を示した斜視図である。放電針ユニット３は、放電用の電極針３４と、電極針３４の周囲からクリーンエアを吐出するためのエアノズル３３と、指などが電極針３４に触れるのを防止するための針キャップ３０とからなる。
　針キャップ３０は、一端に取付面３１ａが形成された筐体取付部３１と、取付面３１ａ上に形成されたフィンガーガード３２とからなり、筐体ユニット２に着脱可能に取り付けられる。取付面３１ａは、筐体取付部３１の端面である。エアノズル３３は、取付面３１ａから突出するように配置されている。電極針３４は、エアノズル３３のエア吐出口から先端を突出させた状態で、エアノズル３３内に収容されている。
　筐体取付部３１は、一端がフランジ形状の円筒体からなり、当該一端側に取付面３１ａが形成されている。また、筐体取付部３１の周面上には、まわり止め用の突起部３１１が設けられている。フィンガーガード３２は、取付面３１ａ上においてエアノズル３３を取り囲むように配置された４つの爪部からなる。
　フィンガーガード３２の各爪部は、取付面３１ａの周縁に沿って概ね一定間隔で配置され、これらの爪部は、いずれも取付面３１ａからの高さが電極針３４の先端よりも高い形状からなる。
　一方、筐体ユニット２の導電カバー２１には、放電針ユニット３を挿通させるための貫通孔２１１が設けられている。貫通孔２１１は、円形状からなり、放電針ユニット３ごとに形成されている。また、筐体ユニット２の内部筐体には、放電針ユニット３を収容するための針ユニット収容孔２３が設けられている。
　針ユニット収容孔２３は、放電針ユニット３を着脱可能に取り付けるための取付部であり、針ユニット受け部２３１、係合溝２３２及びストッパー部２３３が設けられている。針ユニット受け部２３１は、放電針ユニット３のフランジ部に当接させるためのフランジ当接部であり、針ユニット収容孔２３の内壁面に沿って形成されている。
係合溝２３２は、筐体取付部３１の突起部３１１と係合させるための溝であり、針ユニット受け部２３１の一部を切り欠くように、放電針ユニット３の挿抜方向に形成されている。ストッパー部２３３は、突起部３１１に当接させることにより、放電針ユニット３が筐体ユニット２に対して回転しないように当該放電針ユニット３を固定するための当接部である。
放電針ユニット３を筐体ユニット２に取り付ける場合、突起部３１１の位置を係合溝２３２に合わせた状態で、放電針ユニット３を針ユニット収容孔２３内に挿入することにより、突起部３１１が係合溝２３２を通過し、筐体取付部３１のフランジ部が針ユニット受け部２３１に当接する。そして、筐体取付部３１のフランジ部を針ユニット受け部２３１に接触させた状態で、放電針ユニット３を所定量だけ回転させれば、突起部３１１がストッパー部２３３に当接し、放電針ユニット３が筐体ユニット２に対し固定される。
＜放電針ユニット３＞
図３は、図１の放電針ユニット３の詳細を示した図であり、図中の（ａ）には、放電針ユニット３を水平方向から見た様子が示され、（ｂ）には、下方向から見た様子が示されている。針キャップ３０の筐体取付部３１には、４つの突起部３１１と、取付面３１ａを有するフランジ部３１２と、４つのエア供給孔３１３とが設けられている。
　突起部３１１は、筐体取付部３１の周面から突出する柱状体からなる。各突起部３１１は、筐体取付部３１の周方向に概ね一定間隔で配置されている。エア供給孔３１３は、クリーンエアを筐体取付部３１内に供給するための貫通孔である。
フィンガーガード３２は、取付面３１ａから突出する柱状体からなり、フランジ部３１２の中心側ほど幅が狭くなっている。また、フィンガーガード３２は、取付面３１ａからの高さが電極針３４の先端よりも高い形状からなる。
　エアノズル３３には、その先端にクリーンエアを吐出するためのエア吐出口３３１が形成されている。電極針３４は、エア吐出口３３１から先端を突出させた状態でエアノズル３３内に収容されている。電極針３４は、エア吐出口３３１に対し、略同軸に配置されている。
＜電極針３４＞
　図４は、図３の電極針３４を示した斜視図である。電極針３４は、コロナ放電のための駆動電圧が印加される細長い棒状の放電電極であり、先端に放電部３４１が形成されている。放電部３４１は、先端ほど径が小さく、尖っている。電極針３４は、導電性を有する金属、例えば、タングステンやチタンなどの高融点金属、又は、ＳＵＳ（ステンレススチール）などの合金からなる。
＜エアノズル３３＞
図５は、図３のエアノズル３３を示した斜視図である。エアノズル３３は、先端にエア吐出口３３１が形成された円錐体状のノズルであり、先端ほど径が小さなテーパー面３３２が形成されている。
エアノズル３３は、導電性を有する金属、例えば、ＳＵＳからなり、或いは、導電樹脂からなる。導電樹脂とは、ポリカーボネートなどの絶縁樹脂にカーボン繊維、カーボン粉末、ステンレス繊維、銀粉末、ニッケル粉末などの導電体を混合させたもののことである。或いは、絶縁樹脂の表面にニッケルなどの導電性金属をめっきしたものをエアノズル３３として用いても良い。
　図６は、図４の電極針３４を図５のエアノズル３３内に圧入する工程を示した斜視図である。エアノズル３３内には、電極針３４の周面に当接することによって、電極針３４を略同軸に保持するための針当接部３３３と、クリーンエアを通すためのエア流路３３４とが形成されている。
電極針３４は、エアノズル３３に対し、エアノズル３３の先端とは反対側から圧入することによって固定される。電極針３４とエアノズル３３とは、針当接部３３３を介して互いに接触しているので、略同電位に保たれる。
＜針キャップ３０＞
　図７は、図３の針キャップ３０を示した斜視図である。針キャップ３０は、ポリカーボネートなどの絶縁樹脂又はセラミックなどの絶縁性部材からなる。筐体取付部３１のフランジ部３１２には、エアノズル３３を挿通させるための貫通孔３１４が形成されている。
貫通孔３１４は、取付面３１ａの中央に配置されている。エアノズル３３は、筐体取付部３１に対し、フランジ部３１２とは反対側から挿入することにより、先端を取付面３１ａから突出させることができる。
　図８は、図３の放電針ユニット３をＣ－Ｃ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。エアノズル３３内に圧入された電極針３４は、針当接部３３３により、エアノズル３３の中心軸と略同軸に保持される。エア流路３３４は、先端側で狭くなっている。
　筐体取付部３１内に挿入されたエアノズル３３は、筐体取付部３１に対し、スペーサ３５をフランジ部３１２とは反対側から圧入することによって固定されている。スペーサ３５は、電極針３４を挿通させるための貫通孔や、クリーンエアを通すための切欠き溝が形成された円柱体であり、例えば、絶縁樹脂からなる。
エアノズル３３を挟んで対向する２つのフィンガーガード３２について、内壁間の距離ｄは、１０ｍｍ程度である。このため、指先が電極針３４の先端に触れにくくなっている。エア供給孔３１３から供給されたクリーンエアは、エア流路３３４を介してエアノズル３３のエア吐出口３３１へ流れ、外部へ吐出される。
　エア吐出口３３１から吐出されたクリーンエアは、エアノズル３３周辺の雰囲気ガスを巻き込みながら電極針３４の軸方向へ流れる層流となる。このため、針キャップ３０周辺の雰囲気ガスがフィンガーガード３２間を通って取付面３１ａ上に流れ込むことになる。その際、取付面３１ａ上に流れ込んだ雰囲気ガスは、エアノズル３３のテーパー面３３２に沿って流れるので、雰囲気ガス中の塵埃が電極針３４の先端に付着するのを抑制することができる。
　図９は、図１の除電器１をＡ－Ａ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。この図９には、放電針ユニット３が破断されずに描かれている。また、図１０は、図１の除電器１をＢ－Ｂ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。放電針ユニット３を筐体ユニット２の針ユニット収容孔２３内に収容させた状態では、フィンガーガード３２が導電カバー２１の貫通孔２１１から突出している。
　電極針３４は、エアノズル３３や針キャップ３０を貫通し、共通電極２５に当接している。共通電極２５は、各放電針ユニット３に共通の電源供給用電極であり、共通電極２５を介して、電極針３４に放電用の駆動電圧が供給される。
　エアコネクタ２２を介して筐体ユニット２内に供給されたクリーンエアは、エア流路２４を流れ、各放電針ユニット３へ供給される。そして、エア供給孔３１３を介して放電針ユニット３内に供給され、エアノズル３３から吐出される。
＜放電針ユニット３のメンテナンス＞
　図１１は、図１の除電器１において各放電針ユニット３の電極針３４を清掃ブラシ６を用いて清掃する際の様子を模式的に示した説明図である。図中の（ａ）には、除電器１の長尺方向に延びる直線状の清掃溝４が形成されている様子が示されている。また、（ｂ）には、清掃ブラシ６を長尺方向に移動させることによって、各放電針ユニット３の電極針３４が清掃される様子が示されている。
　筐体ユニット２の各針ユニット収容孔２３は、筐体ユニット２の長尺方向に平行な対称軸５上に配置されている。対称軸５は、電極針３４の先端を結ぶ長尺方向の直線であり、フィンガーガード３２の爪部間を通っている。電極針３４は、筐体ユニット２の筐体面２ａから先端を突出させた状態で配置されている。
　各針ユニット収容孔２３には、筐体ユニット２に対しフィンガーガード３２が回転しないように放電針ユニット３を固定するためのストッパー部２３３が形成されている。各放電針ユニット３は、ストッパー部２３３により、清掃溝４が形成されるように固定されている。この清掃溝４は、フィンガーガード３２の爪部間を通って、筐体ユニット２の長尺方向に延びる直線状の仮想的な溝である。つまり、各放電針ユニット３は、対称軸５がフィンガーガード３２の爪部間を通るように固定されている。フィンガーガード３２の各爪部は、取付面３１ａの周縁に沿って略等間隔に配置され、放電針ユニット３が、対称軸５に関し、２つの爪部が他の２つの爪部と対称となるように固定されている。
　清掃ブラシ６は、電極針３４を清掃するためのブラシであり、清掃溝４に合わせて幅が狭くなっている。この様な清掃ブラシ６を清掃溝４に沿って移動させれば、各放電針ユニット３内の電極針３４を一度に清掃することができる。
図１２は、図１の除電器１を用いて測定されたイオンバランスの時間変動の一例を従来例と比較して示した図であり、（ａ）には、本発明による除電器１を用いた場合が示され、（ｂ）には、フィンガーガードが環状部材からなる従来の除電装置を用いた場合が示されている。
　フィンガーガードが環状部材からなる除電装置の場合、除電装置周辺のイオンバランスは、５分程度の時間に、（－３０）～（＋８０）Ｖの範囲で不規則に変動している。
　これに対し、フィンガーガード３２が４つの爪部からなる除電器１の場合、イオンバランスは、その変動幅が（－２）～（＋５）Ｖの範囲内に収まっており、安定している。
　本実施の形態によれば、爪部間を通って筐体ユニット２の長尺方向に延びる直線状の清掃溝４がフィンガーガード３２によって形成されるように、複数の放電針ユニット３が筐体ユニット２に固定されているので、清掃ブラシ６や粘着ローラを長尺方向に移動させることによって、各放電針ユニット３内の電極針３４を容易に清掃することができる。特に、フィンガーガード３２の各爪部が、電極針３４を挟んで線対称に配置されているので、清掃ブラシ６や粘着ローラを使って電極針３４を清掃する際の作業性を向上させることができる。また、フィンガーガード３２が取付面３１ａの周縁に沿って配置された複数の爪部からなるので、フィンガーガードが環状部材からなる場合に比べ、イオンの付着によるフィンガーガード３２の帯電の影響を抑制することができる。
　さらに、導電性部材からなるエアノズル３３が電極針３４とフィンガーガード３２との間に介在するので、フィンガーガード３２の帯電によってイオンバランスが不規則に変動するのを抑制することができる。
　なお、本実施の形態では、放電針ユニット３のフィンガーガード３２が４つの爪部からなる場合の例について説明したが、本発明はフィンガーガード３２の構成をこれに限定するものではない。
図１３は、図１の除電器１の他の構成例を示した外観図であり、各放電針ユニット３のフィンガーガード３２が３つの爪部からなる場合が示されている。このフィンガーガード３２は、取付面３１ａ上においてエアノズル３３を取り囲むように配置された３つの爪部からなる。
フィンガーガード３２の各爪部は、取付面３１ａの周縁に沿って略等間隔に配置されている。放電針ユニット３は、２つの爪部と他の１つの爪部とが対称軸５に関して互いに反対側となるように固定されている。この様な構成であっても、爪部間を通って筐体ユニット２の長尺方向に延びる直線状の清掃溝４がフィンガーガード３２によって形成されるので、清掃ブラシ６や粘着ローラを用いて各放電針ユニット３の電極針３４を容易に清掃することができる。
１　除電器
２　筐体ユニット
２ａ　筐体面
２１　導電カバー
２２　エアコネクタ
２３　針ユニット収容孔
２３１　針ユニット受け部
２３２　係合溝
２３３　ストッパー部
２４　エア流路
２５　共通電極
３　放電針ユニット
３０　針キャップ
３１　筐体取付部
３１ａ　取付面
３１１　まわり止め用の突起部
３１２　フランジ部
３１３　エア供給孔
３２　フィンガーガード
３３　エアノズル
３３１　エア吐出口
３３２　テーパー面
３３３　針当接部
３３４　エア流路
３４　電極針
３４１　放電部
３５　スペーサ
４　清掃溝
５　対称軸
６　清掃ブラシ
６０　針キャップ
６１　筐体取付部
６１ａ　取付面
６２　フィンガーガード
６２１　リング部
６２２　柱部

Claims (3)

  1. 　３以上の放電針ユニットが棒状の筐体ユニットに着脱可能に取り付けられた除電装置において、
    　上記放電針ユニットは、上記筐体ユニットの筐体面から先端を突出させた状態で配置され、コロナ放電用の電圧が印加される電極針と、上記電極針を収容する筐体取付部と、上記筐体取付部の取付面上において上記電極針を取り囲むように配置されたフィンガーガードとからなり、
    上記フィンガーガードは、上記取付面の周縁に沿って配置された３以上の爪部からなり、上記爪部は、上記取付面からの高さが上記電極針の先端よりも高い形状からなり、
    上記筐体ユニットは、上記筐体ユニットの長尺方向の略直線上に配置され、上記放電針ユニットをそれぞれ収容する複数の針ユニット収容孔を有し、
    上記針ユニット収容孔は、上記筐体ユニットに対し上記フィンガーガードが回転しないように上記放電針ユニットを固定する針ユニット固定手段を有し、
    上記各放電針ユニットは、上記電極針の先端を結ぶ直線が上記爪部間を通るように固定されていることを特徴とする除電装置。
  2. 　上記フィンガーガードは、上記取付面の周縁に沿って略等間隔に配置された４つの上記爪部からなり、
    上記放電針ユニットは、上記長尺方向に関し、２つの爪部が他の２つの爪部と対称となるように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
  3. 　上記放電針ユニットは、上記取付面から突出するように配置され、先端にエア吐出口が形成されたノズルを備え、
    上記電極針は、上記エア吐出口から先端を突出させた状態で上記ノズル内に収容され、
    上記各爪部は、絶縁性部材からなり、上記取付面上において上記ノズルを取り囲むように配置され、
    上記ノズルは、導電性部材からなることを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
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