JP2008256545A - 除電性能検知器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、除電器の性能をそれとは非接触で簡便に測定できるとともに、周囲の電界や湿度、塵などの周囲環境による外乱を受けることが少なく、精度良く測定できる除電性能検知器を提供する。
【解決手段】表面電位センサ１７を内蔵した本体ケース１の外面上に、アース電極４と外部帯電電極６とがそれらの間に電極間絶縁部材５を介在させて配設されている。本体ケース１の内部には、高電圧を印加される内部帯電電極１０が、表面電位センサ１７と対向させて設置され、この内部帯電電極１０と外部帯電電極６とは、電荷を誘導するように本体ケース１の内外を貫通する導通部材１６により電気的に導通されている。
【選択図】図２

Description

本発明は除電器の性能を検知する除電性能検知器に関する。

従来、除電器の性能を調べる技術として次の特許文献１〜５に記載されたものがある。
＜特許文献１（特開平１１−２７１３７２号公報）＞
プローブを先端に有するとともに、電荷量測定部を内蔵したプローブユニットと、その外部に接続された計算・表示部とからなり、プローブは、帯電物に接触して電荷を電荷量測定部に入力し、電荷量測定部は、スイッチと、このスイッチに接続された抵抗と、この抵抗に一方の入力端が接続されたオペアンプと、このオペアンプの一方の入力端と他方の入力端との間に接続されたコンデンサとを有し、計算・表示部は、オペアンプの他方の入力端に対する電圧として出力されたオペアンプの出力を基に電荷量を計算し、これを表示する。

＜特許文献２（特開２００２−２８６７７６号公報）＞
コロナ放電を利用した除電器の接地電極に取付けられ、導電性の帯電板および除電器と帯電板が所定の位置関係を保つよう帯電板を支持する支持装置とを有するセンサユニットと、電圧発生ユニットとから構成されている。導電性を有する帯電板は、正または負のどちらか一方あるいは両方の電圧を印加できるよう構成されており、支持装置は、除電器の接地電極に取付けられ、接地電極にスライド可能に保持されるよう構成されている。

＜特許文献３（特開平５−２６４６２８号公報）＞
高圧が印加される除電電極とアース極の間にコロナ放電を起こさせて静電気を除去する除電器の外側にプローブを取付ける。このプローブに、除電電極の外側に位置する金属製の検知板と、この検知板の外側に位置するシールド板を設ける。プローブに電気的に接続した判別装置により、検知板の誘導電位を基準電圧と比較して除電器の動作の良否を判別する。

＜特許文献４（特開２００５−７７３４８号公報）＞
高電圧を出力する高電圧電源と、金属プレートと高電圧電源との通電／遮断を切り替えるスイッチと、金属プレートの電位を測定する電位計と、電位計の測定結果に基づいて、正・負イオンのバランスずれ値及び／又は金属プレートの電位減衰波形のスイングを考慮して除電時間等を求める演算処理をする演算部と、演算部の演算結果を外部出力する出力部とによって構成されている。記録部は、正・負イオンのバランスずれ値や除電時間等の演算部の演算結果を記録する。

＜特許文献５（特開２００１−１２４８１２号公報）＞
除電器により帯電される上金属プレートと下金属プレートとを絶縁体を介して対向させた第１のコンデンサと、これら上金属プレートと下金属プレートとの間にスイッチを介して接続された第２のコンデンサと、上・下金属プレートに高電圧を印加する高圧電源と、上金属プレートの表面電位を測定するために、この上金属プレートの表面上に離隔設置された表面電位センサと、その測定値をアナログデータとして表示・記録するオシロスコープなどの表示記録器とからなる。

しかし、これらはいずれも簡便かつ小型な構造とは言えない。また、周囲の電界や湿度、塵などの周囲環境による外乱を受けやすく、測定精度の変動が大きいなどの問題がある。
特開平１１−２７１３７２号公報 特開２００２−２８６７７６号公報 特開平５−２６４６２８号公報 特開２００５−７７３４８号公報 特開２００１−１２４８１２号公報

本発明の課題は、小型で、除電器の性能をそれとは非接触で簡便に測定できるとともに、周囲の電界や湿度、塵などの周囲環境による外乱を受けることが少なく、精度良く測定できる除電性能検知器を提供することにある。

請求項１に係る本発明による除電性能検知器は、表面電位センサを内蔵した本体ケースの外面上に、アース電極と外部帯電電極とがそれらの間に電極間絶縁部材を介在させて配設されているとともに、本体ケースの内部には、高電圧を印加される内部帯電電極が、表面電位センサと対向させて設置され、この内部帯電電極と外部帯電電極とは、電荷を誘導するように本体ケースの内外を貫通する導通部材により電気的に導通されている。

その好ましい構造である請求項２に係る発明は、アース電極と外部帯電電極と電極間絶縁部材とは、本体ケースの外面上に、アース電極、電極間絶縁部材、外部帯電電極の順で重合され、導通部材は、電極間絶縁部材を貫通するとともに、アース電極及び本体ケースとは非接触にこれらを貫通して外部帯電電極と内部帯電電極とを導通させている。

同じく請求項３に係る発明では、アース電極と外部帯電電極と電極間絶縁部材とがいずれも板状になっている。
同じく請求項４に係る発明では、導通部材が導電性のスプリングとなっている。

請求項５に係る発明は、本体ケース内に、その外部からの操作により内部帯電電極への高電圧の印加をオン・オフできるスイッチ回路が内蔵されている。

請求項６に係る発明は、本体ケースが角筒形で、アース電極が本体ケースの胴部の外面上に取り付けられ、該アース電極のＬ形に折曲形成された端部が、本体ケースの前端に添うアース線接続部となっている。

本発明の除電性能検知器よると、本体ケース内の内部帯電電極に高電圧を印加してこれを帯電させると、その電荷が、本体ケースの内外を貫通する導通部材により本体ケース外の外部帯電電極に誘導される。外部帯電電極に除電器からのイオンを当てると、本体ケースの外面上において外部帯電電極とアース電極との間に電極間絶縁部材が介在されているので、アース電極を基準とした外部帯電電極の電位が除電器の性能により変化（具体的には、イオン電流等により変化）して、導通部材を介して内部帯電電極に反映され、その電位変化が本体ケース内で表面電位センサにより間接的に検出されるので、周囲の電界や湿度、塵などの周囲環境による外乱を受けにくく、除電器の性能を精度良く測定できる。本体ケースの外面上に、アース電極と外部帯電電極とを、それらの間に電極間絶縁部材を介在させて配設した単純な構造であるので、小型化でき、取り扱いも容易である。

請求項２に係る発明によると、本体ケースの外面上に、アース電極、電極間絶縁部材、外部帯電電極の順で重合され、導通部材は、電極間絶縁部材を貫通するとともに、アース電極及び本体ケースとは非接触にこれらを貫通しているので、構造が一層単純となる。
請求項３に係る発明によると、アース電極と外部帯電電極と電極間絶縁部材とがいずれも板状であるので、一層の小型化が可能である。

請求項４に係る発明によると、導通部材が導電性のスプリングであるので、帯電電極が外部帯電電極と内部帯電電極とに分かれていても、内外の組み立てが容易である。
請求項５に係る発明によると、内部帯電電極への高電圧の印加を、本体ケースの外側で簡単にオン・オフできる。

請求項６に係る発明によると、本体ケースが角筒形で、アース電極が本体ケースの胴部の外面上に取り付けられ、該アース電極のＬ形に折曲形成された端部が、本体ケースの前端に添うアース線接続部となっているので、アース電極を本体ケースの外面上に安定して取り付けることができるとともに、アース配線が容易である。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例の除電性能検知器の外観斜視図で、この除電性能検知器は、その本体ケース１がアルミニューム製の角筒形、つまり、アルミニューム製角パイプ材を加工したもので、その前端開口と後端開口とは、同じくアルミニューム製の前カバー片２及び後カバー片３を嵌合させることで閉じられている。

この本体ケース１の上面（外面）の前端部上には、いずれも板状のアース電極４と電極間絶縁部材５と外部帯電電極６とが、この順序で重合させて取り付けられている。

アース電極４は、本体ケース１の幅員と同じ幅員のステンレス等の金属製板片で、先端部をＬ形に折曲してあり、本体ケース１の上面上に添う長方形の電極主部４ａと、本体ケース１の前端面、つまり、前カバー片２の前面に添う配線用端部４ｂとからなる。この配線用端部４ｂには、図示しないアース線を接続するためのアース線接続ねじ７が設けられている。

電極間絶縁部材５は、アース電極４の電極主部４ａと同じ大きさの長方形樹脂片で、外部帯電電極６は、電極間絶縁部材５と同じ大きさの長方形のステンレス等の金属製板片である。

図２及び図３にこの除電性能検知器の断面を示す。
アース電極４と電極間絶縁部材５と外部帯電電極６とは、外部帯電電極６の裏面（下面）の二箇所に固着されたナット８を、電極間絶縁部材５に形成された凹部５ａに嵌め、これらナット８に、アース電極４の電極主部４ａの裏側から、これに設けられた孔を通じて絶縁性のねじ９を螺合させることにより重合されている。

一方、本体ケース１内には、ステンレス等の長方形金属板片である内部帯電電極１０が、本体ケース１の上壁を挟んでアース電極４の電極主部４ａと対向するように、本体ケース１の上壁内面に絶縁シール１１を介して付設されている。その付設は、絶縁性のねじ１２によるねじ止めにて本体ケース１の外側から行われている。

外部帯電電極６の裏面（下面）の中央には、ステンレス等の金属製小管であるスプリングガイド１３が固着されている。このスプリングガイド１３は、電極間絶縁部材５を貫通しているとともに、アース電極４及び本体ケース１に接触することなく、アース電極４の電極主部４ａに設けられた孔１４を通じて本体ケース１に設けられた孔１５まで突入している。そして、これら外部帯電電極６と内部帯電電極１０とを電気的に導通させる導電部材として、金属製のコイルスプリング１６が、外部帯電電極６と内部帯電電極１０とで挟んでこれらで圧縮した状態にしてスプリングガイド１３内に挿入されている。

本体ケース１内には、回路基板１６が、その両端を前カバー片２と後カバー片３とで保持して設置されている。この回路基板１６には、表面電位センサ１７のほかに各種の回路部品が実装されている。

表面電位センサ１７は、例えば特許第３５１８８０９号公報に開示されているように、検出電極と、この検出電極と被測定物との間の電界をチョッピングする振動子とを、検出孔を有するセンサケースに内蔵し、振動子を振動子駆動回路にて振動させ、検出電極から生ずる交流電圧から被測定物の表面電位を検出する音叉型である。この表面電位センサ１７は、その検出孔を内部帯電電極１０と間隔をおいて対向させており、内部帯電電極１０に帯電された電荷の電位を本体ケース１内で非接触で検出する。その出力は増幅器で増幅され、Ｖ／Ｆ変換器で周波数信号に変換されてから、後カバー片３に接続したケーブル１８を通じて外部の表示器へ電送される。

回路基板１６上には、内部帯電電極１０に配線接続されたリレー１９と、本体ケース１の側面に設けられた小窓２０から押しボタン２１を突出させたスイッチ２２も実装されている。このスイッチ２２をオン・オフすると、リレー１９がオン・オフし、内部帯電電極１０への高電圧の印加を本体ケース１の外側でオン・オフ操作できるようになっている。

さらに、回路基板１６上には、動作表示ランプ（発光ダイオード）２３や、内部帯電電極１０へ印加する高電圧を調整する電圧調整ボリューム２４や、表面電位センサ１４による検出感度を調整する感度調整ボリューム２５等も実装され、これらは本体ケース１に設けられたそれぞれのための孔に臨んでいる。

この除電性能検知器はこのような構造になっているので、スイッチ２２をオンにして内部帯電電極１０に正又は負の高電圧を印加すると、その電荷が導電部材であるコイルスプリング１６を通じて外部帯電電極６に誘導され、これが帯電する。

そこで、除電器からのイオンを外部帯電電極６に当てると、外部帯電電極６及びこれと導通している内部帯電電極１０の電位が除電器の性能に応じて変化し、内部帯電電極１０の電位変化が、本体ケース１内で表面電位センサ１４により非接触で検出される。その際、本体ケース１が密閉構造となっているので、周囲の電界や湿度、塵などの周囲環境による外乱を受けにくい。

スイッチ２２をオフにすると、内部帯電電極１０へ高電圧が印加されなくなる。このとき、内部帯電電極１０をアースする構成にすることができる。

本発明の実施例である除電性能検知器の外観斜視図である。 その垂直断面図である。 同じく水平断面図である。

符号の説明

１ 本体ケース
２ 前カバー片
３ 後カバー片
４ アース電極
４ａ 電極主部
４ｂ 配線用端部
５ 電極間絶縁部材
５ａ 凹部
６ 外部帯電電極
７ アース線接続ねじ
８ ナット
９ ねじ
１０ 内部帯電電極
１１ 絶縁シール
１２ ねじ
１３ スプリングガイド
１４ 孔
１５ 孔
１６ コイルスプリング
１７ 表面電位センサ
１８ ケーブル
１９ リレー
２０ 小窓
２１ 押しボタン
２２ スイッチ
２３ 動作表示ランプ
２４ 電圧調整ボリューム
２５ 感度調整ボリューム

Claims (6)

1. 表面電位センサを内蔵した本体ケースの外面上に、アース電極と外部帯電電極とがそれらの間に電極間絶縁部材を介在させて配設されているとともに、本体ケースの内部には、高電圧を印加される内部帯電電極が、前記表面電位センサと対向させて設置され、この内部帯電電極と前記外部帯電電極とは、電荷を誘導するように本体ケースの内外を貫通する導通部材により電気的に導通されていることを特徴とする除電性能検知器。
2. アース電極と外部帯電電極と電極間絶縁部材とは、本体ケースの外面上に、アース電極、電極間絶縁部材、外部帯電電極の順で重合され、導通部材は、電極間絶縁部材を貫通するとともに、アース電極及び本体ケースとは非接触にこれらを貫通して外部帯電電極と内部帯電電極とを導通させていることを特徴とする請求項１に記載の除電性能検知器。
3. アース電極と外部帯電電極と電極間絶縁部材とがいずれも板状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の除電性能検知器。
4. 導通部材が導電性のスプリングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除電性能検知器。
5. 本体ケース内に、その外部からの操作により内部帯電電極への高電圧の印加をオン・オフできるスイッチ回路が内蔵されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除電性能検知器。
6. 本体ケースが角筒形で、アース電極が本体ケースの胴部の外面上に取り付けられ、該アース電極のＬ形に折曲形成された端部が、本体ケースの前端に添うアース線接続部となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の除電性能検知器。

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