JP4594111B2 - 除電装置および放電モジュール - Google Patents

Description

本発明は静電気が帯電した電子部品などを被処理物としてこれの静電気を除去するための除電装置および放電モジュールに関する。

電子部品の製造や組立を行う場合に、電子部品の製造や電子部品の組立を行う治具などに静電気が帯電していると、電子部品などにほこり等の異物が付着して不良品が発生したり、搬送過程の電子部品が相互に吸引接触して円滑に搬送することができなくなる。そこで、イオナイザーないしイオン発生器とも言われる除電装置を用いて静電気が帯電した部位や部品を被処理物としてこれにイオン化された空気を吹き付けるようにしている。電気エネルギーにより空気をイオン化するには、針状の放電電極に高電圧を印加して放電電極の回りに不平等電界を発生させることにより不平等電界の部分でコロナ放電を発生させ、コロナ放電によりその周囲の空気をイオン化している。放電電極にプラスの高電圧を印加すると電極近傍の空気の電子を吸収して空気はプラスの電荷を持つイオンとなり、マイナスの高電圧を印加すると電子を放出するために空気はマイナスの電荷を持つイオンとなる。

放電電極に交流高電圧を印加するとプラスマイナスの空気イオンが基本的に等量発生し、これを帯電した被処理物に吹き付けると、被処理物は同極性のイオンとは反発し、反対極性のイオンを吸収する。これにより、反対極性のイオンが被処理物に接触すると徐々に帯電電荷が減少して同量のプラスマイナスイオンが接触するようになり、被処理物は低い電位で平衡状態となり中和される。

このような除電装置としては、特許文献１に記載されるように、ファンにより被処理物に向けて吹き付けられる空気を放電電極によりイオン化するようにしたファンタイプとも言われものがある。
特開２００４−２５３１９２号公報

コロナ放電により空気をイオン化させると、放電電極の先端には空気中から析出した異物などの絶縁物質が付着するので、定期的にこれを除去する必要があり、さらには放電電極の先端が摩耗したり劣化した場合には放電電極を交換する必要がある。そのため、上記文献に記載された除電装置においては、複数本の放電電極が相互に対向するように取り付けられる円形孔が形成され高圧電源部が取り付けられた枠状の脱着ユニットと、ファンが組み込まれ脱着ユニットが装着される本体ケースとにより除電装置を構成し、放電電極が摩耗した場合には脱着ユニットを交換するようにしている。脱着ユニットには、空気が流れる円形孔の内周面に円形孔中心部に向けて相互に対向させて放電電極が取り付けられており、イオン化された空気の流量を確保するためには円形孔の内径を大きくしなればならないので、脱着ユニットを大型化する必要があり、脱着ユニットが大型となることから、脱着ユニットに高圧電源部を搭載することができる。

しかしながら、摩耗した放電電極を新たな放電電極にするには、高圧電源部が取り付けられた大型の脱着ユニットを交換する必要があり、高圧電源部をも含めて脱着ユニットは廃棄されることになり、使用可能な高圧電源部も廃棄しなければならないので、正常なイオン発生を確保するための除電装置のメンテナンスコストが高くなる。しかも、脱着ユニットの本体ケースに対する脱着方向は空気の流れに対して直角方向となっているので、脱着ユニットが取り外される部分には脱着ユニット引出用のスペースを確保する必要があり、除電装置の据え付け場所が制限されるだけでなく、メンテナンス作業を容易に行うことができない。

本発明の目的は、除電装置における放電針の交換を可能とし、装置のメンテナンス性を向上させることにある。

本発明の除電装置は、帯電した被処理物に吹き付けられる空気をイオン化して被処理物の静電気を除去する除電装置であって、ファンにより供給された空気を軸方向に案内するとともに中心部にボス部が設けられる空気案内部材と、前記空気案内部材に設けられる対向電極と、前記ボス部に装着されるホルダーと前記空気案内部材に向けて径方向外方に突出して前記ホルダーに取り付けられる放電電極とを備え、前記ボス部に軸方向に着脱自在の放電モジュールと、前記ボス部の端面に設けられ、前記放電電極の基端部に接触する高電圧印加端子とを有し、前記モジュールの着脱方向が前記空気案内部材内を流れる空気の流れ方向であることを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記空気案内部材は中心部に前記ボス部が配置されるとともに前記対向電極が環状に設けられる筒状部を有し前記ボス部と前記筒状部との間で空気案内通路を形成する整流ダクトであることを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記ファンが設けられた送風機に隣接して前記整流ダクトを設けることを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記ホルダーは前記ボス部に嵌合する円筒部と、当該円筒部に一体となり前記ボス部の端面に対向する径方向壁部とを有し、前記ボス部の外周面に径方向外方に突出した係合突起に係合する係合溝を前記円筒部に形成することを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記高電圧印加端子は前記放電モジュールの着脱方向に弾性変形自在であることを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記端壁部に前記放電モジュールの着脱時に操作されるつまみを設けることを特徴とする。

本発明の放電モジュールは、環状の対向電極が設けられた筒状部と当該筒状部の中心に配置されるボス部とを有しファンにより供給された空気を案内する空気案内通路を形成する空気案内部材の前記ボス部に着脱自在に装着され、帯電した被処理物に吹き付けられる空気をイオン化する放電モジュールであって、前記ボス部に嵌合する円筒部と当該円筒部に一体となり前記ボス部の端面に対向する径方向壁部とを有し、前記ボス部に着脱自在に装着されるホルダーと、前記筒状部に向けて径方向外方に突出して前記ホルダーに取り付けられる放電電極とを有し、前記ボス部の外周面に径方向外方に突出した係合突起に係合する係合溝を前記円筒部に形成することを特徴とする。

本発明の放電モジュールは、前記ボス部の端面に着脱方向に弾性変形自在に設けられた高電圧印加端子に接触する大径の基端部を前記放電電極に設けることを特徴とする。

本発明の放電モジュールは、前記径方向壁部に着脱時に操作されるつまみを設けることを特徴とする。

本発明によれば、対向電極を有する空気案内部材の中心部に配置されるボス部に対して着脱自在に装着される放電モジュールは、ボス部に着脱自在のホルダーとこれに取り付けられた放電電極とを有しており、放電電極のメンテナンスの際に放電モジュールを容易にボス部から取り外すことができる。しかも、放電モジュールを交換する際にもこれを容易に取り外すことができる。取り外す際には、ボス部に嵌合される放電モジュールをイオン化空気の吹き出し方向に取り外すことになり、除電装置の外側に種々の部材が存在していても、その作業を容易に行うことができる。放電モジュールは放電電極とホルダーのみからなり、放電モジュールには高圧電源部が設けられておらず、放電電極が劣化した場合に放電モジュールを新品と交換するようにしても、装置のメンテナンスコストを高めることを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である除電装置の正面側を示す斜視図であり、図２は除電装置の背面図であり、図３は除電装置の一部切り欠き側面図である。

この除電装置は全体的にほぼ直方体形状となったケース体１１を備えており、ケース体１１は正面壁１１ａ、背面壁１１ｂ、左右の側壁１１ｃ，１１ｄ、天壁１１ｅおよび底壁１１ｆを有し、正面壁１１ａおよび左右の側壁１１ｃ，１１ｄが一体となった部材と、背面壁１１ｂ、天壁１１ｅおよび底壁１１ｆが一体となった部材とを組み合わせることにより構成される。ケース体１１にはスタンド１２が取り付けられこのスタンド１２により除電装置は使用箇所に配置される。

正面壁１１ａには空気吹き出し用の開口部１３が形成され、この開口部１３には多数の空気吹き出し口が形成された着脱ルーバ１４が取り外し自在に装着されるようになっている。正面壁１１ａには開口部１３に突出して係合突起１５が設けられ、着脱ルーバ１４には図３に示すように係合突起１５に係合する係合溝１６が形成されており、着脱ルーバ１４の背面を正面壁１１ａに突き当てた状態で上下方向に移動させることにより着脱ルーバ１４をケース体１１に装着したり取り外したりすることができる。

図２に示すように、ケース体１１の背面壁１１ｂには空気導入用の開口部１７が形成され、この開口部１７には多数の空気導入口が形成された固定ルーバ１８が固定されており、この固定ルーバ１８の外側には流入する空気中に含まれるごみ等の異物を除去するためのメッシュ状のフィルタ１９が取り付けられている。

ケース体１１内には空気案内部材としての整流ダクト２１と送風機２２とが取り付けられており、図３に示すように、整流ダクト２１は送風機２２よりもケース体１１の正面壁１１ａ側に配置されており、整流ダクト２１および送風機２２は固定ルーバ１８とともにねじ部材２３によりケース体１１の背面壁１１ｂに固定されている。

図４（Ａ）は送風機２２を示す正面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図であり、図４（Ｃ）は送風機２２のファンケース２４を示す斜視図である。図５（Ａ）は整流ダクト２１の正面図であり、図５（Ｂ）は整流ダクト２１の側面図である。

送風機２２のファンケース２４は合成樹脂により成形されており、内部には円形の貫通孔２５が設けられている。貫通孔２５の中心部に位置させてファンケース２４の前端部には円形の支持板２６が設けられており、この支持板２６は支持棒２７によりファンケース２４に一体となっている。支持板２６には円筒形状のファンボス２８とこれの外周に一体に設けられた複数のファンブレード２９とを有するファン３０が回転自在に装着されており、ファンボス２８の内部に組み込まれたモータ３１によりファン３０は回転駆動される。このファン３０をモータ３１により回転駆動することによって開口部１７から流入して整流ダクト２１に向かう空気流れが生成される。なお、ファンケース２４の四隅にはねじ部材２３が貫通する取付孔３２が形成されている。

整流ダクト２１は、絶縁材料である合成樹脂により成形されており、図５に示すように、取付孔３２に対応した取付孔３３を有するフランジ部３４が後端部に一体に設けられた筒状部３５を有し、筒状部３５の中心にはボス部３６が配置され、このボス部３６は３つの支持棒３７を介して筒状部３５に一体となっており、ボス部３６と筒状部３５との間に、ファン３０から供給された空気を開口部１３に向けて軸方向に案内する空気案内通路３８が形成される。筒状部３５の外側には導体である金属製の帯材からなる対向電極４１が環状に巻き付けられており、対向電極４１の両端部には対向電極４１を筒状部３５に締め付けるためのねじ部材４２が取り付けられ、このねじ部材４２にはリード線３９が取り付けられるようになっている。なお、整流ダクト２１の筒状部３５は円筒形状となっているが、四角形ないし多角形の筒形状としても良く、また対向電極４１は筒状部３５の内部に埋め込むようにしても良い。

図示する除電装置においては、送風機２２のファンケース２４とは別部材の整流ダクト２１を送風機２２に隣接して配置するようにしているが、ファンケース２４の正面側に筒状部３５に対応する部材をファンケース２４と一体に設けてその部材により空気案内部材を形成するようにしても良く、その場合にはファンケース２４の支持板２６の部分に放電モジュール４５が取り付けられるボス部３６を設けるようにしても良い。また、送風機２２と整流ダクト２１とを分離して空気案内部材としての整流ダクト２１に対してホースやパイプなどを介して整流ダクト２１に空気を供給するようにしても良い。

図６（Ａ）は図５（Ａ）における６Ａ−６Ａ線に沿う拡大断面図であり、ボス部３６は円筒部４３とこれの前端部側に一体となった径方向壁部４４とを有しており、ボス部３６には放電モジュール４５が着脱自在に装着されるようになっている。図６（Ｂ）はボス部３６に放電モジュール４５を装着した状態における図６（Ａ）と同様の部分を示す拡大断面図である。

放電モジュール４５は絶縁材料である合成樹脂により成形されたホルダー４６を有し、ホルダー４６はボス部３６の円筒部４３の外側に嵌合する円筒部４７とこの円筒部４７の前端部に一体となった端壁部４８とを有し、端壁部４８には円筒形状のつまみ４９が一体に設けられている。放電モジュール４５を整流ダクト２１のボス部３６に装着すると、放電モジュール４５の端壁部４８はボス部３６の径方向壁部４４に対向することになる。

図７（Ａ）は放電モジュール４５の側面図であり、図７（Ｂ）は放電モジュール４５の背面図であり、図７（Ｃ）は図７（Ｂ）における７Ｃ−７Ｃ線に沿う断面図である。

放電モジュール４５のホルダー４６には、これの円筒部４７を貫通して整流ダクト２１の筒状部３５に向けて径方向外方に突出する複数の放電電極５０が取り付けられている。それぞれの放電電極５０は先端が尖っており、基端部には大径部５１が設けられている。図７に示すように、放電モジュール４５には円筒部４７の円周方向に９０度置きに４つの放電電極５０が取り付けられている。図５および図６に示すように、ボス部３６の端面には４つの端子片５２ａが一体となった十字形状の高電圧印加端子５２が設けられ、ボス部３６に放電モジュール４５を装着すると、それぞれの放電電極５０の大径部５１が高電圧印加端子５２の端子片５２ａに接触するようになっており、高電圧印加端子５２はこれをボス部３６に固定するためのねじ部材５３を介してリード線５４に接続されている。

それぞれの端子片５２ａは放電モジュール４５の着脱方向つまり図６において左右方向に弾性変形自在となっており、図６（Ａ）に示すように、ボス部３６に放電モジュール４５が装着されていない状態のもとでは、それぞれの端子片５２ａはボス部３６の先端面から起きあがる方向に弾性変形する。したがって、ボス部３６に放電モジュール４５を装着すると、図６（Ｂ）に示すように高電圧印加端子５２のそれぞれの端子片５２ａは弾性変形して確実に放電電極５０の大径部５１に接触する。

ボス部３６の円筒部４３には図５（Ａ）に示すように径方向外方に突出する係合突起５５が一体に設けられており、係合突起５５はボス部３６の円周方向に１８０度の位相となって２つ設けられている。図７に示すように、放電モジュール４５の円筒部４７の内周面にはそれぞれ軸方向に延びる２つの係合溝５６が係合突起５５に対応させて形成され、それぞれの係合溝５６の軸方向外方端は円筒部４７の端面に連通し、それぞれの係合溝５６の軸方向内方端は、円周方向に延びて円筒部４７に形成された係合孔５７に連通している。したがって、放電モジュール４５をボス部３６に装着する際には、係合突起５５に係合溝５６を合わせて放電モジュール４５の円筒部４７をボス部３６の円筒部４３の外側に嵌合させて放電モジュール４５をボス部３６に押し込んだ後に、放電モジュール４５を回転させると、係合孔５７内に係合突起５５が入り込んで放電モジュール４５がボス部３６に装着される。この装着操作によって、端子片５２ａには放電電極５０の基端の大径部５１が押し付けられ、大径部５１には端子片５２ａの弾性力により押し付け力が加えられる。放電モジュール４５の装着操作を行う際には、作業者が放電モジュール４５をつまみの部分で手に持って押し込み操作と回転操作を行うことになる。

放電モジュール４５をボス部３６に対して着脱自在つまり取り外し自在に装着するために、図示する場合には係合突起５５と係合溝５６および係合孔５７とを係合させる構造としているが、これに代えてねじ部材により放電モジュール４５をボス部３６に装着するようにしても良い。

図８は上述した除電装置の通電回路を示す概略図であり、それぞれの放電電極５０と対向電極４１とに所定周波数の交流高電圧を印加するための高電圧電源ユニット６１がリード線３９，５４を介して接続されており、モータ３１にはリード線５８，５９を介してモータ電源ユニット６２が接続されている。これらの高電圧電源ユニット６１およびモータ電源ユニット６２はそれぞれケース体１１の下部にコントロールユニットとともに組み込まれている。

図１に示すように、それぞれの電源ユニット６１，６２をオンオフするための電源スイッチ６３と、モータ３１の回転数を調整してファン３０により生成される空気流の流速を変化させる速度調整ダイヤル６４とがケース体１１の正面壁１１ａに設けられている。なお、符号６５は除電装置が作動しているときに点灯する表示灯であり、符号６６は除電装置が非正常時に点灯する表示灯である。図２に示すように、背面壁１１ｂにはアース端子６７と電源端子６８とが設けられている。

上述した除電装置を用いて電子部品などを被処理物としてこれに向けてイオン化空気を吹き付けて被処理物に帯電した静電気を除去するには、被処理物に開口部１３を向けて除電装置を被処理物近傍に配置する。この状態のもとで、電源スイッチ６３を操作すると、ファン３０がモータ３１により回転して開口部１７から固定ルーバ１８を介してファンケース２４内に外部空気が流入し、開口部１３から着脱ルーバ１４を介して被処理物に向けて吹き出される空気流が生成され、ファンケース２４内から整流ダクト２１内の空気案内通路３８を通過した空気はイオン化されて被処理物に吹き付けられる。空気流の風量は速度調整ダイヤル６４を操作することにより調整される。電源スイッチ６３の操作により高電圧電源ユニット６１から対向電極４１とそれぞれの放電電極５０に所定周波数の高電圧が供給され、放電電極５０の回りにコロナ放電が発生する。これにより、空気案内通路３８を流れる空気は、プラスイオンとマイナスイオンを含むイオン化された空気となって被処理物に吹き付けられて、帯電していた被処理物はイオン化空気により中和される。

ファンボス２８の中にはモータ３１が組み込まれており、ファンボス２８の外側にファンブレード２９が設けられているので、ファン３０を回転させて空気流を生成する際には、ファンボス２８の部分では空気流が生成されることはないが、ファンボス２８の部分に対応させて放電モジュール４５が整流ダクト２１の中心部に配置されているので、除電装置を小型化しつつ所望の風量のイオン化空気を供給することができる。放電電極５０は対向電極４１に向けて径方向外方にホルダー４６から突出しており、放電モジュール４５は空気流を邪魔することなく、整流ダクト２１と放電モジュール４５との間の空気案内通路３８内を流れる空気を効率的にイオン化することができる。

放電電極５０の先端に異物などが析出したり付着した場合には、着脱ルーバ１４を図１に示すようにケース体１１から取り外し、放電モジュール４５をボス部３６から取り外すことになる。このときには、つまみ４９の部分を手に持って、係合溝５６が係合突起５５の位置となるまで放電モジュール４５を回転させた後に、放電モジュール４５を軸方向に引っ張ることにより容易に放電モジュール４５をボス部３６から取り外すことができる。この取り外しの際には、放電モジュール４５は樹脂製のホルダー４６と放電電極５０のみであり、容易に取り外し操作を行うことができる。同様に、放電電極５０が劣化した場合における放電モジュールの交換操作も容易に行うことができる。

図９（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ放電モジュール４５の変形例を示す正面図であり、図９（Ａ）に示す放電モジュール４５は６本の放電電極５０がホルダー４６に設けられ、図９（Ｂ）に示す放電モジュール４５は８本の放電電極５０がホルダー４６に設けられている。放電モジュール４５に取り付けられる放電電極５０の数は整流ダクト２１の内径などの条件によって任意の本数に設定することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、対向電極４１とそれぞれの放電電極５０とに直流電流を供給するようにしても良い。また、本発明はコロナ放電により空気流にオゾンを加えるためのオゾナイザとしても適用することができる。

本発明の一実施の形態である除電装置の正面側を示す斜視図である。 図１に示した除電装置の背面図である。 図１に示した除電装置の一部切り欠き側面図である。 （Ａ）は送風機を示す正面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）は送風機のファンケースを示す斜視図である。 （Ａ）は整流ダクトの正面図であり、（Ｂ）は整流ダクトの側面図である。 （Ａ）は図５（Ａ）における６Ａ−６Ａ線に沿う拡大断面図であり、（Ｂ）はボス部に放電モジュールを装着した状態における（Ａ）と同様の部分を示す拡大断面図である。 （Ａ）は放電モジュールの側面図であり、（Ｂ）は放電モジュールの背面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）における７Ｃ−７Ｃ線に沿う断面図である。 除電装置の通電回路を示す概略図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ放電モジュールの変形例を示す正面図である。

符号の説明

１１ ケース体
１２ スタンド
１３ 空気吹き出し用の開口部
１４ 着脱ルーバ
１５ 係合突起
１６ 係合溝
１７ 空気導入用の開口部
１８ 固定ルーバ
１９ フィルタ
２１ 整流ダクト
２２ 送風機
２３ ねじ部材
２４ ファンケース
２５ 貫通孔
２６ 支持板
２７ 支持棒
２８ ファンボス
２９ ファンブレード
３０ ファン
３１ モータ
３２，３３ 取付孔
３４ フランジ部
３５ 筒状部
３６ ボス部
３７ 支持棒
３８ 空気案内通路
３９ リード線
４１ 対向電極
４２ ねじ部材
４３ 円筒部
４４ 径方向壁部
４５ 放電モジュール
４６ ホルダー
４７ 円筒部
４８ 端壁部
４９ つまみ
５０ 放電電極
５１ 大径部
５２ 高電圧印加端子
５２ａ 端子片
５３ ねじ部材
５４ リード線
５５ 係合突起
５６ 係合溝
５７ 係合孔

Claims (9)

1. 帯電した被処理物に吹き付けられる空気をイオン化して被処理物の静電気を除去する除電装置であって、
   ファンにより供給された空気を軸方向に案内するとともに中心部にボス部が設けられる空気案内部材と、
   前記空気案内部材に設けられる対向電極と、
   前記ボス部に装着されるホルダーと前記空気案内部材に向けて径方向外方に突出して前記ホルダーに取り付けられる放電電極とを備え、前記ボス部に軸方向に着脱自在の放電モジュールと、
   前記ボス部の端面に設けられ、前記放電電極の基端部に接触する高電圧印加端子とを有し、
   前記モジュールの着脱方向が前記空気案内部材内を流れる空気の流れ方向であることを特徴とする除電装置。
2. 請求項１記載の除電装置において、前記空気案内部材は中心部に前記ボス部が配置されるとともに前記対向電極が環状に設けられる筒状部を有し前記ボス部と前記筒状部との間で空気案内通路を形成する整流ダクトであることを特徴とする除電装置。
3. 請求項２記載の除電装置において、前記ファンが設けられた送風機に隣接して前記整流ダクトを設けることを特徴とする除電装置。
4. 請求項１記載の除電装置において、前記ホルダーは前記ボス部に嵌合する円筒部と、当該円筒部に一体となり前記ボス部の端面に対向する端壁部とを有し、前記ボス部の外周面に径方向外方に突出した係合突起に係合する係合溝を前記円筒部に形成することを特徴とする除電装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の除電装置において、前記高電圧印加端子は前記放電モジュールの着脱方向に弾性変形自在であることを特徴とする除電装置。
6. 請求項４記載の除電装置において、前記端壁部に前記放電モジュールの着脱時に操作されるつまみを設けることを特徴とする除電装置。
7. 環状の対向電極が設けられた筒状部と当該筒状部の中心に配置されるボス部とを有しファンにより供給された空気を案内する空気案内通路を形成する空気案内部材の前記ボス部に着脱自在に装着され、帯電した被処理物に吹き付けられる空気をイオン化する放電モジュールであって、
   前記ボス部に嵌合する円筒部と当該円筒部に一体となり前記ボス部の端面に対向する径方向壁部とを有し、前記ボス部に着脱自在に装着されるホルダーと、
   前記筒状部に向けて径方向外方に突出して前記ホルダーに取り付けられる放電電極とを有し、
   前記ボス部の外周面に径方向外方に突出した係合突起に係合する係合溝を前記円筒部に形成することを特徴とする放電モジュール。
8. 請求項７記載の放電モジュールにおいて、前記ボス部の端面に着脱方向に弾性変形自在に設けられた高電圧印加端子に接触する大径の基端部を前記放電電極に設けることを特徴とする放電モジュール。
9. 請求項７または８記載の放電モジュールにおいて、前記径方向壁部に着脱時に操作されるつまみを設けることを特徴とする放電モジュール。
   

Images