イオン化装置
【課題】 ノズルによるイオン発生量の減少を抑えつつ放電電極への異物の付着を極力回避することのできるコロナ放電式イオン化装置を提供する。
【解決手段】 クリーンガスの供給を受けるガス通路ユニット１１は、電極組立体４０の内部クリーンガス通路５０、４８を通って、放電電極１２の先端と同軸のクリーンガス吐出口４８ａから噴出される。電極組立体４０は、放電電極１２の回りを囲むガードリング４６を有し、このガードリング４６は雰囲気エアの自由な通過を許す外部エア導入用開口部４６ｂを備えている。放電電極１２に沿って噴出したクリーンエアは、ガードリング４６の外部エア導入用開口部４６ｂから導入される雰囲気エアを巻き込んでイオン化エアとなる。
【解決手段】 クリーンガスの供給を受けるガス通路ユニット１１は、電極組立体４０の内部クリーンガス通路５０、４８を通って、放電電極１２の先端と同軸のクリーンガス吐出口４８ａから噴出される。電極組立体４０は、放電電極１２の回りを囲むガードリング４６を有し、このガードリング４６は雰囲気エアの自由な通過を許す外部エア導入用開口部４６ｂを備えている。放電電極１２に沿って噴出したクリーンエアは、ガードリング４６の外部エア導入用開口部４６ｂから導入される雰囲気エアを巻き込んでイオン化エアとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気中の静電気制御又はワークの除電に関し、より詳しくは、いわゆるイオン化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止の除電などの空気中の静電気制御やワークの除電のために、コロナ放電式のイオン化装置が多用されている。
【０００３】
図１４は、現在入手可能なＤＣ式イオン化装置に含まれる放電電極バーを示す。この放電電極バー１は、細長い筒状のケース２を有し、このケース２には、放電電極を囲む円筒状のノズル３が取り付けられ、これらノズル３は、長手方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。
【０００４】
なお、従来の放電電極バー１は、隣接するノズル３、３の間に高圧電源ユニット４又は制御ユニット５が配置され、また、各ノズル３から吐出されるクリーンガスは、ケース２の内部に配置された可撓性チューブ６を通じて供給される。図示のＤＣ式放電電極バー１の正極側のノズルには３ａを付し、負極側のノズルには３ｂを付して、図面上、識別してある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電電極の周りにノズルを設けた場合、ノズルが放電電極と同極で帯電することから、これにより放電電極の周囲の電界が緩和されてしまいイオン発生量が減少するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ノズルによるイオン発生量の減少を抑えることのできるコロナ放電式のイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、放電電極の汚染を防止することのできるイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、放電電極の汚染防止と十分なイオン発生量との確保との両立を図ることのできるイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる技術的課題は、本発明の第１の観点によれば、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
放電電極の先端と同軸のクリーンガス吐出口を有し、
該クリーンガス吐出口を通じてクリーンガスを噴出させることにより、このクリーンガス吐出口から噴出されるクリーンガスによって雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置を提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の観点によれば、クリーンガス吐出口から噴出したクリーンガスが、放電電極の近傍で雰囲気エアを巻き込み、この雰囲気エアと共にイオン化エアとなって流下することになる。
【００１１】
そして、放電電極の周りには従来のノズルが存在しない実質的に開放した状態にあることから、従来のノズルを備えたイオン化装置で問題となっていた、ノズルが同極に帯電することに伴う放電電極の周囲での電界の緩和も発生せず、これによりイオン発生量の低下を防止することができる。また、クリーンガス吐出口から放出されるクリーンガスが放電電極の先端に沿って流れることから、このクリーンガスによって放電電極の先端の汚染を防止することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態では、クリーンガス吐出口の中心線上に放電電極の先端が位置ち且つ放電電極の先端はクリーンガス吐出口から前方に突出している。これにより、クリーンガス吐出口から放出されるクリーンガスは、放電電極の先端を包囲しながら流出し、これによりバリアを形成して、外気が放電電極に触れるのを阻止する。外気つまり雰囲気エアは、クリーンガス吐出口から流出するクリーンガスの外周部分が外気を引き込み、放電電極の先端から僅かに離間した前方位置で外気と一緒になりながらイオン化エアとなって前方に放出される。このことに加えて、放電電極の先端をクリーンガス吐出口から前方に突出してあるため、放電電極の先端をクリーンガス吐出口の中に配置させた場合に比べてイオン化エア生成量を多くすることができ、これにより放電電極の汚染を防止しつつ十分なイオン化エアを確保することができる。クリーンガス吐出口から突出する放電電極の先端の突出量は、放電電極の汚染防止の観点と、必要とされるイオン化エアの生成量の観点とのバランスの上に立脚して決定すればよい。
【００１３】
本発明の第２の観点よれば、上記の技術的課題は、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置を提供することにより達成される。
【００１４】
この第２の観点の発明によれば、放電電極の先端の回りには、連続した壁を作る従来のスリーブとは異なり、外部エア導入用開口部を備えた複数の脚が存在しているだけであることから、脚が放電電極と同極に帯電する電荷量を低減することができる。したがって、従来の放電電極の回りにスリーブを備えたイオン化装置に比べて、放電電極の周囲での電界の緩和を抑制することができ、これによりイオン発生量の低下を抑制することができる。また、放電電極の先端の回りが、クリーンガスで包囲された状態にあることから、このクリーンガスによって放電電極の先端の汚染を防止することができる。また、この第２の観点により発明によれば、フィンガーガードによって、作業者が誤って放電電極の先端に指を触れてしまうのを防止することができる。
【００１５】
第２の観点のイオン化装置において、好ましくは、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、上記の技術的課題を達成すべく、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置に脱着可能に組み付けられる放電電極組立体であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする電極組立体が提供される。
【００１７】
この第３の観点による放電電極組立体によれば、これをイオン化装置に組み付けることで、上述した第２の観点のイオン化装置の作用効果を奏することは勿論のことであるが、放電電極が摩耗してイオン化装置の性能が低下したときには、放電電極組立体を交換することで、イオン化装置を初期性能まで戻すことができる。また、この交換作業の際に、作業員が指を誤って放電電極の先端に触れて怪我するのをフィンガーガードによって防止することができる。
【００１８】
第３の観点のイオン化装置において、好ましくは、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態では、放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の長手方向に沿って該放電電極の先端部分から外部に向けてクリーンガスを放出するためのガス通路を備えた電極支持部材と、
該電極支持部材から、前記放電電極の長手方向に所定距離隔てた位置に、前記電極支持部材から放出されるクリーンガスの流れを通過させる開口を有するリング本体と、該リング本体と前記電極支持体とに連結された複数の脚とを備えたガードリングとを有し、
前記リング本体が、周方向に連続した形状を有し、また、指先の侵入を防止可能な直径を有し、
前記放電電極の先端部分から放出されるクリーンガスが、互いに隣接する前記脚の間の外部エア導入用開口部を通じて前記ガードリング内に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態では、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００２１】
ガードリングは、リング本体によって、例えば放電電極の交換作業の際に放電電極の先端に指を触れるのを防止するフィンガーガード機能を有するだけでなく、周方向に連続した形状のリング本体つまりフィンガーガードはガードリングに剛性を付与し、放電電極を交換する際に、ガードリングを指先で把持したときにガードリングの変形を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
図１は、実施例のイオン化装置の放電電極バーの内部レイアウトを説明するための図であり、図２は、実施例の放電電極バー１００の外形を示す斜視図である。
【００２４】
放電電極バー１００は、上端を閉じた逆Ｕ字状断面のケース１０を有し、ケース１０の内部には、その下側領域にガス通路ユニット１１及び互いに離間した先端が尖った放電電極１２が複数配置されている。
【００２５】
他方、ケース１０の上側領域には、密閉ボックスに収容された高電圧ユニット１３と、電源回路や例えば表示回路やＣＰＵを含む制御ユニット１４とが配置されている。ケース１０の長手方向両端面には、クリーンガス用ポート１５が設けられ、このクリーンガス用ポート１５を通じて、図外のガス源から例えば窒素ガスなどの不活性ガスや大気中のゴミを濾過又は水分を除去した濾過エアからなるクリーンガス、より好ましくは、更に有機化合物を除去したクリーンガスがガス通路ユニット１１に供給され、ガス通路ユニット１１内のクリーンガスは、後に詳しく説明するように、各放電電極１２に沿って外部に吐出される。このクリーンガスの吐出により放電電極１２の先端を通過したクリーンガスは、雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアとなり、ワークに向かって流下する。これにより、例えばシロキサンなどの有機化合物を含むガスが放電電極１２に触れるとコロナ放電により有機化合物を分解し、これにより固体になった物質が放電電極に付着して何らかの原因で落下してしまうという問題を発生することになるが、有機化合物を含まないクリーンガスを放電電極１２の先端を通過させることにより、このような問題を解消することができる。
【００２６】
ケース１０の上側領域と下側領域とは、これら領域間での気体の流通を実質的に防ぐために、長手方向に延びる中間仕切壁１６（図１）によって区画されているのが好ましい。なお、参照符号１７は、隣接する放電電極バー１００同士を連結するためのモジュラコネクタを受け入れるための接続端子を示す。また、参照符号１８は、接地した対向電極プレートを示し、この対向電極プレート１８は、実質的にケース１０の一部を構成しており、この対向電極プレート１８によってケース１０の下端開口が閉じられている。
【００２７】
図３、図４は、ケース１０の長手方向に沿って配置される細長い形状のガス通路ユニット１１を示すものであり、図３は、２つのガス通路ユニット１１を連結した状態を示す斜視図であり、図４は、各ガス通路ユニット１１の分解斜視図である。
【００２８】
図３から理解できるように、ガス通路ユニット１１の長手方向の端壁には、可撓性の連結チューブ２０のためのジョイント２１が設けられ、このジョイント２１に連結チューブ２０を嵌合することにより隣接するガス通路ユニット１１同士が互いに連通され、また、クリーンガス用ポート１５（図１、図２）に連通される。
【００２９】
各ガス通路ユニット１１は、図４から理解できるように、水平方向に延びる細長い支持プレート２５と、上方に向けて開放したボックス状部材２６とを有する。支持プレート２５には、その下面に、矩形輪郭を有する溝２７が形成され、この溝２７にボックス状部材２６の上端縁を嵌合することにより密閉されたクリーンガス通路２８（図６）が構成され、このクリーンガス通路２８は、ボックス状部材２６の長手方向の各端壁に設けられた上述のジョイント２１に連通している。
【００３０】
支持プレート２５には、その上面に、長手方向に延びる細長い高電圧配板３０が配設され、この高電圧配板３０は支持プレート２５と、その上の固定プレート３１とで挟持される。高電圧配板３０は、各放電電極１２に対応した位置にバネ性の導電性接続口３２が設けられている。この導電性接続口３２に代えて、高電圧配板３０の一部を切り起こすことにより形成したバネ性の接触片であってもよい。支持プレート２５には、また、各導電性接続口３２に対応した位置に上下に延びる第１スリーブ３５が形成されている。
【００３１】
上述のボックス状部材２６は、支持プレート２５の第１スリーブ３５に対応する位置に配設された第２スリーブ３７を有し、この第２スリーブ３７は、その基端部分に、好ましくは、沿面距離を拡大するための円周フランジ３８を備えているのが好ましい。
【００３２】
図４、図６に参照符号４０で示す部材は電極組立体である。電極組立体４０は、放電電極１２を支持するための本体４１（図５）と、この本体４１の軸部４２に嵌装されたアタッチメント４３と、本体軸部４２の先端部分に嵌装されたゴムなどの弾性材料からなるシール部材４４とで構成されている。
【００３３】
電極本体４１は、放電電極１２の先端部分に位置する拡大ヘッド部分４５を有し、この拡大ヘッド部分４５は、放電電極１２の先端の周りを取り囲むと共に、放電電極１２の周囲からエアを放出するエアの進行を確保するための開口部を中央部分に有するガードリング４６を備えているのが好ましい。このガードリング４６は、拡大ヘッド部分４５に対する位置決め保持と、外部からのガードリング４６内への外部エアを導入するために、放電電極１２から所定の間隔を隔てて位置し且つ周方向に間隔を隔てて設けられた複数の脚部４６ａを有し、この脚部４６ａは拡大ヘッド部分４５に連結され、隣接する脚部４６ａ、４６ａ間に外部エア導入開口部４６ｂが形成されている。
【００３４】
ガードリング４６は、その先端に円形リング形状のフィンガーガードつまりリング本体４６ｃを有し、全体として、円柱状の外形輪郭を有しているが、放電電極１２の周囲からエアを放出するエアの進行を確保することができ且つ指の挿入防止機能を実現できる寸法であれば断面多角形の形状を有していてもよい。また、ガードリング４６の径方向の大きさは、拡大ヘッド部分４５の基部の径方向の大きさと実質的に同一又はそれ以下であってもよい。
【００３５】
また、上述した各脚部４６ａ間に形成される外部エア導入用開口部４６ｂは、図示のように何も存在しない空所で構成してもよいが、外部からの雰囲気エアの自由な通過を許容できる、例えば比較的大きな網目のネット状の構造を有していてもよく、また、柵状の構造を有していてもよい。このガードリング４６の設計においては、各脚部４６ａが占有する面積を抑えて、外部エア導入用開口部４６ｂの面積を大きく設定することが望ましい。
【００３６】
また、拡大ヘッド部分４５の先端面は、その外周部分から徐々に隆起した山の形状、つまり、放電電極１２の先端の周りの領域がフラットな水平面４５ａと、その外周縁から傾斜した傾斜面４５ｂとで構成されるのがよい。また、放電電極１２に雰囲気エアを積極的には接触させず且つイオン化エアの流下に雰囲気エアを活用するという観点から、外部エア導入用開口部４６ｂを通じて供給される外部からの雰囲気エアを放電電極１２の先端から所定距離離れた位置で且つガードリング４６の高さと実質的に同じか又はそれ以下の高さで、傾斜面４５ｂと、放電電極１２の軸線を延長した仮想軸線との交点が位置するように設定するのが好ましい。
【００３７】
電極本体４１は、放電電極１２の先端部分の周囲に沿って形成されたクリーンガス通路４８を有し、このクリーンガス通路４８は、放電電極１２の先端と同軸の小径吐出口４８ａを通じて外部に開放されている。すなわち、放電電極１２は、クリーンガス通路４８の中心軸と同軸に配設され、放電電極１２の先端は小径突出口４８ａから前方に僅かに突出している。この電極本体４１の軸部４２には、軸部４２に径方向に延びる入口４８ｂを有し、電極本体４１内のクリーンガス通路４８は、この軸部４２の入口４８ｂを通じて外部と連通可能である。
【００３８】
電極本体４１（軸部４２）の周りを取り囲むアタッチメント４３は、本体軸部４２との間の隙間でクリーンガス通路５０を形成し、この軸部周りのクリーンガス通路５０には、アタッチメント４３の先端部分に形成されたエア導入口５０ａを通じて、ガス通路ユニット１１内のクリーンガス通路２８からクリーンガスが導入される。
【００３９】
電極組立体４０をガス通路ユニット１１の第２スリーブ３７に挿入すると、放電電極１２の基端が、高電圧配板３０の接続口３２の中に嵌入して、高電圧配板３０と放電電極１２とが電気的に接続されると共に、本体軸部４２の先端に設けたシール部材４４の一部が第１スリーブ３５内に嵌入して、放電電極１２と高電圧配板３０との接続エリアが密封される。つまり、放電電極１２と高電圧配板３０との接続部分は、シール部材４４によってユニット１１内のクリーンガス通路２８から完全に隔離されているため、ガス通路ユニット１１内を通るクリーンガスに影響を及ぼすことはない。図６の参照符合５２はＯ-リングである。
【００４０】
図７は、放電電極バー１００の電気回路の概要を示すものである。放電電極バー１００は、同一の放電電極１２からプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＡＣ式イオン発生方式が採用されている。放電電極バー１００は、プラス側高電圧発生回路８０とマイナス側高電圧発生回路８１とを有し、これらの高電圧発生回路８０、８１で高電圧ユニット１３が構成されており、この高電圧ユニット１３は密閉ボックス（図示せず）の中に収容されている。
【００４１】
プラス側高電圧発生回路８０とマイナス側高電圧発生回路８１は、共に、トランス８２、８３の一次側コイルに接続された自励事例発信回路８４、８５と、二次側コイルに接続された例えば倍整流回路からなる昇圧回路８６、８７とを含む。高電圧発生回路８０、８１と放電電極１２との間には保護抵抗つまり第１抵抗Ｒ１が設けられている。
【００４２】
トランス８２、８３の二次コイルの接地端ＧＮＤと、フレームグランドＦＧとの間には、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３とが直列に接続され、また、対向電極プレート１８とフレームグランドＦＧとの間には、第４抵抗Ｒ４と上述した第３抵抗Ｒ３とが直列に接続されている。
【００４３】
第４抵抗Ｒ４を流れる電流をイオン電流検知回路８８で検出することにより、放電電極１２の近傍のイオンバランスを知ることができる。第３抵抗Ｒ３を流れる電流をイオン電流検知回路８８で検出することにより、ワーク又は帯電物の近傍のイオンバランスを知ることができる。第２抵抗Ｒ２を流れる電流を異常放電電流検知回路８９で検出することで、放電電極１２と対向電極プレート１８又はフレームグランドＦＧとの間の異常放電を検出することができ、ＣＰＵ１４で異常放電と判別したときには、アラーム手段である表示ＬＥＤ９０を点灯するなどして操作者に異常を知らせることができる。
【００４４】
以上、パルスＡＣ式放電電極バー１００の回路を説明したが、放電電極バーとしては、商用周波数でプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するＡＣ方式や、プラスイオンとマイナスイオンが同時に発生するＳＳＤＣ式であってもよく、プラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＤＣ式であってもよい。
【００４５】
放電電極バー１００は、その動作において、ガス通路ユニット１１内のクリーンガスが、アタッチメント４３のエア導入口５０ａから電極組立体４０の内部通路を構成するクリーンガス通路５０、４８内に入り、この内部クリーンガス通路５０，４８を通って、放電電極１２の先端周りの小径吐出口４８ａから吐出される。なお、図６に示す参照符号５１は、シール部材であり、このシール部材５１は、アタッチメント４３と、電極本体４１の拡大ヘッド部分４５との間をシールするものである。
【００４６】
上述した実施例によれば、放電電極１２の交換は、電極組立体４０又は本体４１を抜き差しするだけでよく、この交換作業は簡単に行うことができる。また、放電電極１２の先端の周りが従来のようにスリーブ状ノズルで囲まれておらず、実質的に外部に露出した状態にあるため、従来のスリーブ状ノズルが放電電極１２の電圧と同極に帯電することに伴う電極先端の周囲の電解が緩和されてしまうことを防止することができ、この結果、イオン発生量を増加させることができる。
【００４７】
また、ガス源からクリーンガス用ポート１５を通じて供給されるクリーンガスが放電電極１２の先端と同軸の小径吐出口４８ａから吐出され、この小径吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスによって放電電極１２の先端が覆われるため、放電電極１２の先端に対する異物の付着つまり放電電極１２の汚染を防止することができる。
【００４８】
なお、小径吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスは、放電電極１２を通過した直後でイオン化されるが、ガードリング４６を通過して供給される雰囲気エアつまり周囲に存在するエアを巻き込んで比較的大量のイオン化エアとなって流下することになる。クリーンガスが雰囲気エアを巻き込む効果は、この吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスの流速が４０m/sec以上であると効果的に現れる。
【００４９】
前述したように、放電電極１２は、クリーンガス通路４８の中心軸と同軸に配設され、放電電極１２の先端は、小径のガス吐出口４８ａの中心軸上に配置されて、このガス吐出口４８ａから前方に突出して配置されている。放電電極１２の先端をガス吐出口４８ａから前方に突出させることでイオン化エアの生成量を増大させることができるが、放電電極１２をガス吐出口４８ａから大きく突出させると放電電極１２の先端の汚染の問題が再現する。したがって、必要とされるイオン化エアの生成量と、放電電極１２の汚染の問題とをバランスさせることができるように、放電電極１２の突出量を決定すればよい。
【００５０】
また、放電電極１２の先端の周りに、雰囲気エアの自由な通過を許容するガードリング４６を設けた場合には、電極組立体４０の抜き差しの作業中に放電電極１２の先端に触れてしまうことを防止することができるため、安全性を高めることができる。この効果を確実なものにするのに、ガードリング４６ｂの高さを0.5mm〜14mm、直径を2.5mm〜10mmであるのが好ましい。
【００５１】
上述した放電電極１２の先端に異物が付着するのをクリーンガスによって防止する効果は、図８に示すように、放電電極１２の尖った先端を切り落とした切頭形状にすることで効果的なものになる。このよれば、電界集中部分が、尖がった端ではなくて、放電電極１２の先端面１２ａの周囲（図８中、丸で囲んだ部分）となり、この部分は、小径吐出口４８ａから噴出するクリーンガスが当たり易い領域であるため、クリーンガスによる異物付着防止効果を確実なものにすることができる。
【００５２】
図９〜図１３は、電極組立体４０の変形例１１０を示す。この変形例の電極組立体１１０は、第２スリーブ３７に対して、上述したアタッチメント４３無しで直接的に装着される。したがって、電極組立体１１０は、拡大ヘッド部分４５に連続する装着部１１１を有し、装着部１１１には、第２スリーブ３７を受け入れる凹所１１２（図１０、図１３）が形成されている。図１３の参照符合１１３は、上述したＯ-リング５２を受け入れる溝を示す。
【００５３】
装着部１１１の凹所１１２は、これを規定する壁面にＬ字状の鍵溝１１４が形成されている。この鍵溝１１４は、図１０から理解できるように、装着部１１１の端に開口している。この鍵溝１１４は、第２スリーブ３７に設けられた凸部（図示せず）を受け入れる。すなわち、電極組立体１１０を第２スリーブ３７に装着するときには、この第２スリーブ３７の凸部と鍵溝１１４とを一致させた状態で電極組立体１１０の中に第２スリーブ３７に挿入した後、電極組立体１１０を回転させることにより電極組立体１１０は第２スリーブ３７に軸方向に移動不能に固定される。
【００５４】
この変形例の電極組立体１１０にあっては、軸部４２のガス入口４８ｂに対して放電電極バー１００の内部クリーンガス通路２８（図６）からクリーンガスが供給され、ガス入口４８ｂに入ったクリーンガスは、放電電極１２回りのガス通路４８を通って放電電極１２の先端回りの小径吐出口４８ａを通じて外部に放出される。
【００５５】
図５、図６に図示の電極組立体４０及び図１１〜図１３に図示の電極組立体１１の要部の好ましい具体的な寸法は、水平面４５ａからリング本体４６ｃの先端面までの距離は約５mmであり、リング本体４６ｃの内径は約９mmであり、水平面４５ａから放電電極１２の先端の突出量は約０．５mmである。また、ガードリング４６の隣接する脚部４６ａ、４６ａ間の４つの外部エア導入開口部４６ｂの総面積は、脚部４６ａと外部エア導入開口部４６ｂとが占める仮想リング状壁の総面積に対して約６７％であり、換言すれば，４つの脚部４６ａの総面積は、上記の仮想リング状壁の総面積に対して約３３％である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例の放電電極バーの構造を説明するための図である。
【図２】実施例の放電電極バーの外形形態を示す斜視図である。
【図３】放電電極バーの内部の下方領域に配置される２つの互いに連結されたガス通路ユニットの斜視図である。
【図４】電極組立体を含むガス通路ユニットを分解して示す斜視図である。
【図５】電極組立体の本体の側面図である。
【図６】放電電極バーの下方領域及び電極組立体を抽出した断面図である。
【図７】放電電極バーの回路図である。
【図８】電極組立体に含まれる放電電極の先端部分の変形例を示す部分側面図である。
【図９】変形例の電極組立体を斜め正面から見た図である。
【図１０】図９の電極組立体を斜め背面から見た図である。
【図１１】図９の電極組立体の側面図である。
【図１２】図９の電極組立体の正面図である。
【図１３】図９の電極組立体の断面図である。
【図１４】従来のイオン化装置の放電電極バーの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 放電電極バー
１０ ケース
１１ ガス通路ユニット
１２ 放電電極
１８ 対向電極プレート
３０ 高電圧配板
３２ 導電性接続口
３８ 沿面距離拡大用の円周フランジ
４０ 電極組立体
４１ 電極本体
４５ａ 電極本体の水平面
４５ｂ 電極本体の傾斜面
４６ ガードリング
４６ａ ガードリングの脚部
４６ｂ 外部エア導入開口部
４６ｃ ガードリングのリング本体
４８ｂ クリーンガス吐出口
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気中の静電気制御又はワークの除電に関し、より詳しくは、いわゆるイオン化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止の除電などの空気中の静電気制御やワークの除電のために、コロナ放電式のイオン化装置が多用されている。
【０００３】
図１４は、現在入手可能なＤＣ式イオン化装置に含まれる放電電極バーを示す。この放電電極バー１は、細長い筒状のケース２を有し、このケース２には、放電電極を囲む円筒状のノズル３が取り付けられ、これらノズル３は、長手方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。
【０００４】
なお、従来の放電電極バー１は、隣接するノズル３、３の間に高圧電源ユニット４又は制御ユニット５が配置され、また、各ノズル３から吐出されるクリーンガスは、ケース２の内部に配置された可撓性チューブ６を通じて供給される。図示のＤＣ式放電電極バー１の正極側のノズルには３ａを付し、負極側のノズルには３ｂを付して、図面上、識別してある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電電極の周りにノズルを設けた場合、ノズルが放電電極と同極で帯電することから、これにより放電電極の周囲の電界が緩和されてしまいイオン発生量が減少するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ノズルによるイオン発生量の減少を抑えることのできるコロナ放電式のイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、放電電極の汚染を防止することのできるイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、放電電極の汚染防止と十分なイオン発生量との確保との両立を図ることのできるイオン化装置及びこれに組み付けられる放電電極組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる技術的課題は、本発明の第１の観点によれば、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
放電電極の先端と同軸のクリーンガス吐出口を有し、
該クリーンガス吐出口を通じてクリーンガスを噴出させることにより、このクリーンガス吐出口から噴出されるクリーンガスによって雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置を提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の観点によれば、クリーンガス吐出口から噴出したクリーンガスが、放電電極の近傍で雰囲気エアを巻き込み、この雰囲気エアと共にイオン化エアとなって流下することになる。
【００１１】
そして、放電電極の周りには従来のノズルが存在しない実質的に開放した状態にあることから、従来のノズルを備えたイオン化装置で問題となっていた、ノズルが同極に帯電することに伴う放電電極の周囲での電界の緩和も発生せず、これによりイオン発生量の低下を防止することができる。また、クリーンガス吐出口から放出されるクリーンガスが放電電極の先端に沿って流れることから、このクリーンガスによって放電電極の先端の汚染を防止することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態では、クリーンガス吐出口の中心線上に放電電極の先端が位置ち且つ放電電極の先端はクリーンガス吐出口から前方に突出している。これにより、クリーンガス吐出口から放出されるクリーンガスは、放電電極の先端を包囲しながら流出し、これによりバリアを形成して、外気が放電電極に触れるのを阻止する。外気つまり雰囲気エアは、クリーンガス吐出口から流出するクリーンガスの外周部分が外気を引き込み、放電電極の先端から僅かに離間した前方位置で外気と一緒になりながらイオン化エアとなって前方に放出される。このことに加えて、放電電極の先端をクリーンガス吐出口から前方に突出してあるため、放電電極の先端をクリーンガス吐出口の中に配置させた場合に比べてイオン化エア生成量を多くすることができ、これにより放電電極の汚染を防止しつつ十分なイオン化エアを確保することができる。クリーンガス吐出口から突出する放電電極の先端の突出量は、放電電極の汚染防止の観点と、必要とされるイオン化エアの生成量の観点とのバランスの上に立脚して決定すればよい。
【００１３】
本発明の第２の観点よれば、上記の技術的課題は、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置を提供することにより達成される。
【００１４】
この第２の観点の発明によれば、放電電極の先端の回りには、連続した壁を作る従来のスリーブとは異なり、外部エア導入用開口部を備えた複数の脚が存在しているだけであることから、脚が放電電極と同極に帯電する電荷量を低減することができる。したがって、従来の放電電極の回りにスリーブを備えたイオン化装置に比べて、放電電極の周囲での電界の緩和を抑制することができ、これによりイオン発生量の低下を抑制することができる。また、放電電極の先端の回りが、クリーンガスで包囲された状態にあることから、このクリーンガスによって放電電極の先端の汚染を防止することができる。また、この第２の観点により発明によれば、フィンガーガードによって、作業者が誤って放電電極の先端に指を触れてしまうのを防止することができる。
【００１５】
第２の観点のイオン化装置において、好ましくは、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、上記の技術的課題を達成すべく、
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置に脱着可能に組み付けられる放電電極組立体であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする電極組立体が提供される。
【００１７】
この第３の観点による放電電極組立体によれば、これをイオン化装置に組み付けることで、上述した第２の観点のイオン化装置の作用効果を奏することは勿論のことであるが、放電電極が摩耗してイオン化装置の性能が低下したときには、放電電極組立体を交換することで、イオン化装置を初期性能まで戻すことができる。また、この交換作業の際に、作業員が指を誤って放電電極の先端に触れて怪我するのをフィンガーガードによって防止することができる。
【００１８】
第３の観点のイオン化装置において、好ましくは、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態では、放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の長手方向に沿って該放電電極の先端部分から外部に向けてクリーンガスを放出するためのガス通路を備えた電極支持部材と、
該電極支持部材から、前記放電電極の長手方向に所定距離隔てた位置に、前記電極支持部材から放出されるクリーンガスの流れを通過させる開口を有するリング本体と、該リング本体と前記電極支持体とに連結された複数の脚とを備えたガードリングとを有し、
前記リング本体が、周方向に連続した形状を有し、また、指先の侵入を防止可能な直径を有し、
前記放電電極の先端部分から放出されるクリーンガスが、互いに隣接する前記脚の間の外部エア導入用開口部を通じて前記ガードリング内に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態では、ガス吐出口の中心に放電電極の先端部分が配置され、放電電極の先端部分に接しながらクリーンガスがガス吐出口から吐出される。更に好ましくは、放電電極の先端はガス吐出口から前方に僅かに突出して配置される。
【００２１】
ガードリングは、リング本体によって、例えば放電電極の交換作業の際に放電電極の先端に指を触れるのを防止するフィンガーガード機能を有するだけでなく、周方向に連続した形状のリング本体つまりフィンガーガードはガードリングに剛性を付与し、放電電極を交換する際に、ガードリングを指先で把持したときにガードリングの変形を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
図１は、実施例のイオン化装置の放電電極バーの内部レイアウトを説明するための図であり、図２は、実施例の放電電極バー１００の外形を示す斜視図である。
【００２４】
放電電極バー１００は、上端を閉じた逆Ｕ字状断面のケース１０を有し、ケース１０の内部には、その下側領域にガス通路ユニット１１及び互いに離間した先端が尖った放電電極１２が複数配置されている。
【００２５】
他方、ケース１０の上側領域には、密閉ボックスに収容された高電圧ユニット１３と、電源回路や例えば表示回路やＣＰＵを含む制御ユニット１４とが配置されている。ケース１０の長手方向両端面には、クリーンガス用ポート１５が設けられ、このクリーンガス用ポート１５を通じて、図外のガス源から例えば窒素ガスなどの不活性ガスや大気中のゴミを濾過又は水分を除去した濾過エアからなるクリーンガス、より好ましくは、更に有機化合物を除去したクリーンガスがガス通路ユニット１１に供給され、ガス通路ユニット１１内のクリーンガスは、後に詳しく説明するように、各放電電極１２に沿って外部に吐出される。このクリーンガスの吐出により放電電極１２の先端を通過したクリーンガスは、雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアとなり、ワークに向かって流下する。これにより、例えばシロキサンなどの有機化合物を含むガスが放電電極１２に触れるとコロナ放電により有機化合物を分解し、これにより固体になった物質が放電電極に付着して何らかの原因で落下してしまうという問題を発生することになるが、有機化合物を含まないクリーンガスを放電電極１２の先端を通過させることにより、このような問題を解消することができる。
【００２６】
ケース１０の上側領域と下側領域とは、これら領域間での気体の流通を実質的に防ぐために、長手方向に延びる中間仕切壁１６（図１）によって区画されているのが好ましい。なお、参照符号１７は、隣接する放電電極バー１００同士を連結するためのモジュラコネクタを受け入れるための接続端子を示す。また、参照符号１８は、接地した対向電極プレートを示し、この対向電極プレート１８は、実質的にケース１０の一部を構成しており、この対向電極プレート１８によってケース１０の下端開口が閉じられている。
【００２７】
図３、図４は、ケース１０の長手方向に沿って配置される細長い形状のガス通路ユニット１１を示すものであり、図３は、２つのガス通路ユニット１１を連結した状態を示す斜視図であり、図４は、各ガス通路ユニット１１の分解斜視図である。
【００２８】
図３から理解できるように、ガス通路ユニット１１の長手方向の端壁には、可撓性の連結チューブ２０のためのジョイント２１が設けられ、このジョイント２１に連結チューブ２０を嵌合することにより隣接するガス通路ユニット１１同士が互いに連通され、また、クリーンガス用ポート１５（図１、図２）に連通される。
【００２９】
各ガス通路ユニット１１は、図４から理解できるように、水平方向に延びる細長い支持プレート２５と、上方に向けて開放したボックス状部材２６とを有する。支持プレート２５には、その下面に、矩形輪郭を有する溝２７が形成され、この溝２７にボックス状部材２６の上端縁を嵌合することにより密閉されたクリーンガス通路２８（図６）が構成され、このクリーンガス通路２８は、ボックス状部材２６の長手方向の各端壁に設けられた上述のジョイント２１に連通している。
【００３０】
支持プレート２５には、その上面に、長手方向に延びる細長い高電圧配板３０が配設され、この高電圧配板３０は支持プレート２５と、その上の固定プレート３１とで挟持される。高電圧配板３０は、各放電電極１２に対応した位置にバネ性の導電性接続口３２が設けられている。この導電性接続口３２に代えて、高電圧配板３０の一部を切り起こすことにより形成したバネ性の接触片であってもよい。支持プレート２５には、また、各導電性接続口３２に対応した位置に上下に延びる第１スリーブ３５が形成されている。
【００３１】
上述のボックス状部材２６は、支持プレート２５の第１スリーブ３５に対応する位置に配設された第２スリーブ３７を有し、この第２スリーブ３７は、その基端部分に、好ましくは、沿面距離を拡大するための円周フランジ３８を備えているのが好ましい。
【００３２】
図４、図６に参照符号４０で示す部材は電極組立体である。電極組立体４０は、放電電極１２を支持するための本体４１（図５）と、この本体４１の軸部４２に嵌装されたアタッチメント４３と、本体軸部４２の先端部分に嵌装されたゴムなどの弾性材料からなるシール部材４４とで構成されている。
【００３３】
電極本体４１は、放電電極１２の先端部分に位置する拡大ヘッド部分４５を有し、この拡大ヘッド部分４５は、放電電極１２の先端の周りを取り囲むと共に、放電電極１２の周囲からエアを放出するエアの進行を確保するための開口部を中央部分に有するガードリング４６を備えているのが好ましい。このガードリング４６は、拡大ヘッド部分４５に対する位置決め保持と、外部からのガードリング４６内への外部エアを導入するために、放電電極１２から所定の間隔を隔てて位置し且つ周方向に間隔を隔てて設けられた複数の脚部４６ａを有し、この脚部４６ａは拡大ヘッド部分４５に連結され、隣接する脚部４６ａ、４６ａ間に外部エア導入開口部４６ｂが形成されている。
【００３４】
ガードリング４６は、その先端に円形リング形状のフィンガーガードつまりリング本体４６ｃを有し、全体として、円柱状の外形輪郭を有しているが、放電電極１２の周囲からエアを放出するエアの進行を確保することができ且つ指の挿入防止機能を実現できる寸法であれば断面多角形の形状を有していてもよい。また、ガードリング４６の径方向の大きさは、拡大ヘッド部分４５の基部の径方向の大きさと実質的に同一又はそれ以下であってもよい。
【００３５】
また、上述した各脚部４６ａ間に形成される外部エア導入用開口部４６ｂは、図示のように何も存在しない空所で構成してもよいが、外部からの雰囲気エアの自由な通過を許容できる、例えば比較的大きな網目のネット状の構造を有していてもよく、また、柵状の構造を有していてもよい。このガードリング４６の設計においては、各脚部４６ａが占有する面積を抑えて、外部エア導入用開口部４６ｂの面積を大きく設定することが望ましい。
【００３６】
また、拡大ヘッド部分４５の先端面は、その外周部分から徐々に隆起した山の形状、つまり、放電電極１２の先端の周りの領域がフラットな水平面４５ａと、その外周縁から傾斜した傾斜面４５ｂとで構成されるのがよい。また、放電電極１２に雰囲気エアを積極的には接触させず且つイオン化エアの流下に雰囲気エアを活用するという観点から、外部エア導入用開口部４６ｂを通じて供給される外部からの雰囲気エアを放電電極１２の先端から所定距離離れた位置で且つガードリング４６の高さと実質的に同じか又はそれ以下の高さで、傾斜面４５ｂと、放電電極１２の軸線を延長した仮想軸線との交点が位置するように設定するのが好ましい。
【００３７】
電極本体４１は、放電電極１２の先端部分の周囲に沿って形成されたクリーンガス通路４８を有し、このクリーンガス通路４８は、放電電極１２の先端と同軸の小径吐出口４８ａを通じて外部に開放されている。すなわち、放電電極１２は、クリーンガス通路４８の中心軸と同軸に配設され、放電電極１２の先端は小径突出口４８ａから前方に僅かに突出している。この電極本体４１の軸部４２には、軸部４２に径方向に延びる入口４８ｂを有し、電極本体４１内のクリーンガス通路４８は、この軸部４２の入口４８ｂを通じて外部と連通可能である。
【００３８】
電極本体４１（軸部４２）の周りを取り囲むアタッチメント４３は、本体軸部４２との間の隙間でクリーンガス通路５０を形成し、この軸部周りのクリーンガス通路５０には、アタッチメント４３の先端部分に形成されたエア導入口５０ａを通じて、ガス通路ユニット１１内のクリーンガス通路２８からクリーンガスが導入される。
【００３９】
電極組立体４０をガス通路ユニット１１の第２スリーブ３７に挿入すると、放電電極１２の基端が、高電圧配板３０の接続口３２の中に嵌入して、高電圧配板３０と放電電極１２とが電気的に接続されると共に、本体軸部４２の先端に設けたシール部材４４の一部が第１スリーブ３５内に嵌入して、放電電極１２と高電圧配板３０との接続エリアが密封される。つまり、放電電極１２と高電圧配板３０との接続部分は、シール部材４４によってユニット１１内のクリーンガス通路２８から完全に隔離されているため、ガス通路ユニット１１内を通るクリーンガスに影響を及ぼすことはない。図６の参照符合５２はＯ-リングである。
【００４０】
図７は、放電電極バー１００の電気回路の概要を示すものである。放電電極バー１００は、同一の放電電極１２からプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＡＣ式イオン発生方式が採用されている。放電電極バー１００は、プラス側高電圧発生回路８０とマイナス側高電圧発生回路８１とを有し、これらの高電圧発生回路８０、８１で高電圧ユニット１３が構成されており、この高電圧ユニット１３は密閉ボックス（図示せず）の中に収容されている。
【００４１】
プラス側高電圧発生回路８０とマイナス側高電圧発生回路８１は、共に、トランス８２、８３の一次側コイルに接続された自励事例発信回路８４、８５と、二次側コイルに接続された例えば倍整流回路からなる昇圧回路８６、８７とを含む。高電圧発生回路８０、８１と放電電極１２との間には保護抵抗つまり第１抵抗Ｒ１が設けられている。
【００４２】
トランス８２、８３の二次コイルの接地端ＧＮＤと、フレームグランドＦＧとの間には、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３とが直列に接続され、また、対向電極プレート１８とフレームグランドＦＧとの間には、第４抵抗Ｒ４と上述した第３抵抗Ｒ３とが直列に接続されている。
【００４３】
第４抵抗Ｒ４を流れる電流をイオン電流検知回路８８で検出することにより、放電電極１２の近傍のイオンバランスを知ることができる。第３抵抗Ｒ３を流れる電流をイオン電流検知回路８８で検出することにより、ワーク又は帯電物の近傍のイオンバランスを知ることができる。第２抵抗Ｒ２を流れる電流を異常放電電流検知回路８９で検出することで、放電電極１２と対向電極プレート１８又はフレームグランドＦＧとの間の異常放電を検出することができ、ＣＰＵ１４で異常放電と判別したときには、アラーム手段である表示ＬＥＤ９０を点灯するなどして操作者に異常を知らせることができる。
【００４４】
以上、パルスＡＣ式放電電極バー１００の回路を説明したが、放電電極バーとしては、商用周波数でプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するＡＣ方式や、プラスイオンとマイナスイオンが同時に発生するＳＳＤＣ式であってもよく、プラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＤＣ式であってもよい。
【００４５】
放電電極バー１００は、その動作において、ガス通路ユニット１１内のクリーンガスが、アタッチメント４３のエア導入口５０ａから電極組立体４０の内部通路を構成するクリーンガス通路５０、４８内に入り、この内部クリーンガス通路５０，４８を通って、放電電極１２の先端周りの小径吐出口４８ａから吐出される。なお、図６に示す参照符号５１は、シール部材であり、このシール部材５１は、アタッチメント４３と、電極本体４１の拡大ヘッド部分４５との間をシールするものである。
【００４６】
上述した実施例によれば、放電電極１２の交換は、電極組立体４０又は本体４１を抜き差しするだけでよく、この交換作業は簡単に行うことができる。また、放電電極１２の先端の周りが従来のようにスリーブ状ノズルで囲まれておらず、実質的に外部に露出した状態にあるため、従来のスリーブ状ノズルが放電電極１２の電圧と同極に帯電することに伴う電極先端の周囲の電解が緩和されてしまうことを防止することができ、この結果、イオン発生量を増加させることができる。
【００４７】
また、ガス源からクリーンガス用ポート１５を通じて供給されるクリーンガスが放電電極１２の先端と同軸の小径吐出口４８ａから吐出され、この小径吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスによって放電電極１２の先端が覆われるため、放電電極１２の先端に対する異物の付着つまり放電電極１２の汚染を防止することができる。
【００４８】
なお、小径吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスは、放電電極１２を通過した直後でイオン化されるが、ガードリング４６を通過して供給される雰囲気エアつまり周囲に存在するエアを巻き込んで比較的大量のイオン化エアとなって流下することになる。クリーンガスが雰囲気エアを巻き込む効果は、この吐出口４８ａから吐出されるクリーンガスの流速が４０m/sec以上であると効果的に現れる。
【００４９】
前述したように、放電電極１２は、クリーンガス通路４８の中心軸と同軸に配設され、放電電極１２の先端は、小径のガス吐出口４８ａの中心軸上に配置されて、このガス吐出口４８ａから前方に突出して配置されている。放電電極１２の先端をガス吐出口４８ａから前方に突出させることでイオン化エアの生成量を増大させることができるが、放電電極１２をガス吐出口４８ａから大きく突出させると放電電極１２の先端の汚染の問題が再現する。したがって、必要とされるイオン化エアの生成量と、放電電極１２の汚染の問題とをバランスさせることができるように、放電電極１２の突出量を決定すればよい。
【００５０】
また、放電電極１２の先端の周りに、雰囲気エアの自由な通過を許容するガードリング４６を設けた場合には、電極組立体４０の抜き差しの作業中に放電電極１２の先端に触れてしまうことを防止することができるため、安全性を高めることができる。この効果を確実なものにするのに、ガードリング４６ｂの高さを0.5mm〜14mm、直径を2.5mm〜10mmであるのが好ましい。
【００５１】
上述した放電電極１２の先端に異物が付着するのをクリーンガスによって防止する効果は、図８に示すように、放電電極１２の尖った先端を切り落とした切頭形状にすることで効果的なものになる。このよれば、電界集中部分が、尖がった端ではなくて、放電電極１２の先端面１２ａの周囲（図８中、丸で囲んだ部分）となり、この部分は、小径吐出口４８ａから噴出するクリーンガスが当たり易い領域であるため、クリーンガスによる異物付着防止効果を確実なものにすることができる。
【００５２】
図９〜図１３は、電極組立体４０の変形例１１０を示す。この変形例の電極組立体１１０は、第２スリーブ３７に対して、上述したアタッチメント４３無しで直接的に装着される。したがって、電極組立体１１０は、拡大ヘッド部分４５に連続する装着部１１１を有し、装着部１１１には、第２スリーブ３７を受け入れる凹所１１２（図１０、図１３）が形成されている。図１３の参照符合１１３は、上述したＯ-リング５２を受け入れる溝を示す。
【００５３】
装着部１１１の凹所１１２は、これを規定する壁面にＬ字状の鍵溝１１４が形成されている。この鍵溝１１４は、図１０から理解できるように、装着部１１１の端に開口している。この鍵溝１１４は、第２スリーブ３７に設けられた凸部（図示せず）を受け入れる。すなわち、電極組立体１１０を第２スリーブ３７に装着するときには、この第２スリーブ３７の凸部と鍵溝１１４とを一致させた状態で電極組立体１１０の中に第２スリーブ３７に挿入した後、電極組立体１１０を回転させることにより電極組立体１１０は第２スリーブ３７に軸方向に移動不能に固定される。
【００５４】
この変形例の電極組立体１１０にあっては、軸部４２のガス入口４８ｂに対して放電電極バー１００の内部クリーンガス通路２８（図６）からクリーンガスが供給され、ガス入口４８ｂに入ったクリーンガスは、放電電極１２回りのガス通路４８を通って放電電極１２の先端回りの小径吐出口４８ａを通じて外部に放出される。
【００５５】
図５、図６に図示の電極組立体４０及び図１１〜図１３に図示の電極組立体１１の要部の好ましい具体的な寸法は、水平面４５ａからリング本体４６ｃの先端面までの距離は約５mmであり、リング本体４６ｃの内径は約９mmであり、水平面４５ａから放電電極１２の先端の突出量は約０．５mmである。また、ガードリング４６の隣接する脚部４６ａ、４６ａ間の４つの外部エア導入開口部４６ｂの総面積は、脚部４６ａと外部エア導入開口部４６ｂとが占める仮想リング状壁の総面積に対して約６７％であり、換言すれば，４つの脚部４６ａの総面積は、上記の仮想リング状壁の総面積に対して約３３％である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例の放電電極バーの構造を説明するための図である。
【図２】実施例の放電電極バーの外形形態を示す斜視図である。
【図３】放電電極バーの内部の下方領域に配置される２つの互いに連結されたガス通路ユニットの斜視図である。
【図４】電極組立体を含むガス通路ユニットを分解して示す斜視図である。
【図５】電極組立体の本体の側面図である。
【図６】放電電極バーの下方領域及び電極組立体を抽出した断面図である。
【図７】放電電極バーの回路図である。
【図８】電極組立体に含まれる放電電極の先端部分の変形例を示す部分側面図である。
【図９】変形例の電極組立体を斜め正面から見た図である。
【図１０】図９の電極組立体を斜め背面から見た図である。
【図１１】図９の電極組立体の側面図である。
【図１２】図９の電極組立体の正面図である。
【図１３】図９の電極組立体の断面図である。
【図１４】従来のイオン化装置の放電電極バーの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 放電電極バー
１０ ケース
１１ ガス通路ユニット
１２ 放電電極
１８ 対向電極プレート
３０ 高電圧配板
３２ 導電性接続口
３８ 沿面距離拡大用の円周フランジ
４０ 電極組立体
４１ 電極本体
４５ａ 電極本体の水平面
４５ｂ 電極本体の傾斜面
４６ ガードリング
４６ａ ガードリングの脚部
４６ｂ 外部エア導入開口部
４６ｃ ガードリングのリング本体
４８ｂ クリーンガス吐出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
放電電極の先端と同軸のクリーンガス吐出口を有し、
該クリーンガス吐出口を通じてクリーンガスを噴出させることにより、このクリーンガス吐出口から噴出されるクリーンガスによって雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項２】
前記放電電極の先端が尖った端を切り落とした切頭形状を有する、請求項１に記載のイオン化装置。
【請求項３】
放電電極の先端の周りに設けられたガードリングを有し、
該ガードリングは雰囲気エアの自由な通過を許容する構造を備えている、請求項１又は２に記載のイオン化装置。
【請求項４】
前記ガードリングが、その先端に全周に亘って延び且つ指先の侵入を防止可能なリング本体を有する、請求項３に記載のイオン化装置。
【請求項５】
前記放電電極と、該放電電極を保持する電極本体とで電極組立体が構成され、
前記クリーンガス吐出口への前記クリーンガスの供給が前記電極組立体の内部通路を通じて行われる、請求項３又は４に記載のイオン化装置。
【請求項６】
前記電極本体は、前記放電電極の先端周りの水平面と、該水平面の外周縁から傾斜した傾斜面とを有する、請求項５に記載のイオン化装置。
【請求項７】
前記傾斜面の延長線と前記放電電極の軸線とが、該放電電極の先端から所定距離離れ且つ前記カードリングの高さと実質的に同じかそれ以下の高さ位置で合流するように、前記傾斜面の傾斜角度が設定されている、請求項６に記載のイオン化装置。
【請求項８】
前記イオン化装置が、複数の放電電極を互いに間隔を隔てて配置した放電電極バーからなり、
該放電電極バーには、その長手方向に延びる高電圧配板が内蔵されると共に、前記電極組立体を挿入可能なスリーブを有し、該スリーブに前記電極組立体を挿入することにより前記放電電極が前記高電圧配板と電気的に接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のイオン化装置。
【請求項９】
前記スリーブの基端に、沿面距離を拡大するためのフランジを有する、請求項７に記載のイオン化装置。
【請求項１０】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の長手方向に沿って該放電電極の先端部分から外部に向けてクリーンガスを放出するためのガス通路を備えた電極支持部材と、
該電極支持部材から、前記放電電極の長手方向に所定距離隔てた位置に、前記電極支持部材から放出されるクリーンガスの流れを通過させる開口を有するリング本体と、該リング本体と前記電極支持体とに連結された複数の脚とを備えたガードリングとを有し、
前記リング本体が、周方向に連続した形状を有し、また、指先の侵入を防止可能な直径を有し、
前記放電電極の先端部分から放出されるクリーンガスが、互いに隣接する前記脚の間の外部エア導入用開口部を通じて前記ガードリング内に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項１１】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項１２】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置に脱着可能に組み付けられる放電電極組立体であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする電極組立体。
【請求項１３】
前記フィンガーガードがリング状の形状を有する、請求項１２に記載の放電電極組立体。
【請求項１４】
前記ガス吐出口が、前記放電電極と同軸に配設されている、請求項１２又は１３に記載の放電電極組立体。
【請求項１５】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共にクリーンガスを放出するためのクリーンガス通路を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の前方に配置され、該放電電極の先端に指が接触するのを防止しつつ前記放電電極に高電圧を印可することにより生成されたイオン化エアを流出させることのできる開口を備えたフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持部材とに連結された複数の脚であって、隣接する脚が周方向に離間して隣接する脚間を外気が通過可能である複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端部分が、クリーンガス通路と同軸に配置され且つ該クリーンガス通路のガス吐出口の中心に前記放電電極の先端が位置すると共に該放電電極の先端が前記ガス吐出口から前方に突出していることからなるイオン化装置。
【請求項１６】
前記フィンガーガードがリング状の形状を有する、請求項１５に記載のイオン化装置。
【請求項１】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
放電電極の先端と同軸のクリーンガス吐出口を有し、
該クリーンガス吐出口を通じてクリーンガスを噴出させることにより、このクリーンガス吐出口から噴出されるクリーンガスによって雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項２】
前記放電電極の先端が尖った端を切り落とした切頭形状を有する、請求項１に記載のイオン化装置。
【請求項３】
放電電極の先端の周りに設けられたガードリングを有し、
該ガードリングは雰囲気エアの自由な通過を許容する構造を備えている、請求項１又は２に記載のイオン化装置。
【請求項４】
前記ガードリングが、その先端に全周に亘って延び且つ指先の侵入を防止可能なリング本体を有する、請求項３に記載のイオン化装置。
【請求項５】
前記放電電極と、該放電電極を保持する電極本体とで電極組立体が構成され、
前記クリーンガス吐出口への前記クリーンガスの供給が前記電極組立体の内部通路を通じて行われる、請求項３又は４に記載のイオン化装置。
【請求項６】
前記電極本体は、前記放電電極の先端周りの水平面と、該水平面の外周縁から傾斜した傾斜面とを有する、請求項５に記載のイオン化装置。
【請求項７】
前記傾斜面の延長線と前記放電電極の軸線とが、該放電電極の先端から所定距離離れ且つ前記カードリングの高さと実質的に同じかそれ以下の高さ位置で合流するように、前記傾斜面の傾斜角度が設定されている、請求項６に記載のイオン化装置。
【請求項８】
前記イオン化装置が、複数の放電電極を互いに間隔を隔てて配置した放電電極バーからなり、
該放電電極バーには、その長手方向に延びる高電圧配板が内蔵されると共に、前記電極組立体を挿入可能なスリーブを有し、該スリーブに前記電極組立体を挿入することにより前記放電電極が前記高電圧配板と電気的に接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のイオン化装置。
【請求項９】
前記スリーブの基端に、沿面距離を拡大するためのフランジを有する、請求項７に記載のイオン化装置。
【請求項１０】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の長手方向に沿って該放電電極の先端部分から外部に向けてクリーンガスを放出するためのガス通路を備えた電極支持部材と、
該電極支持部材から、前記放電電極の長手方向に所定距離隔てた位置に、前記電極支持部材から放出されるクリーンガスの流れを通過させる開口を有するリング本体と、該リング本体と前記電極支持体とに連結された複数の脚とを備えたガードリングとを有し、
前記リング本体が、周方向に連続した形状を有し、また、指先の侵入を防止可能な直径を有し、
前記放電電極の先端部分から放出されるクリーンガスが、互いに隣接する前記脚の間の外部エア導入用開口部を通じて前記ガードリング内に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項１１】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置において、
前記放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とするイオン化装置。
【請求項１２】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置に脱着可能に組み付けられる放電電極組立体であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共に、該放電電極の先端部分の回りをクリーンガスで包囲するように該クリーンガスを吐出するガス吐出口を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の先端の前方に離間した位置に配設され且つ前方から前記放電電極の先端に対する指の接触を阻止すると共に前記放電電極の回りでイオン化したガスが前方に流出可能な開口を有するフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持体とに連結された複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端を包囲しながら流れるクリーンガスが、前記複数の脚の間の外部エア導入用開口部を通じて該複数の脚で囲まれた空間の中に流入する雰囲気エアを巻き込みながらイオン化エアを生成することを特徴とする電極組立体。
【請求項１３】
前記フィンガーガードがリング状の形状を有する、請求項１２に記載の放電電極組立体。
【請求項１４】
前記ガス吐出口が、前記放電電極と同軸に配設されている、請求項１２又は１３に記載の放電電極組立体。
【請求項１５】
放電電極に高電圧を印加してコロナ放電させることによりイオン化エアを生成するイオン化装置であって、
放電電極と、
該放電電極を支持すると共にクリーンガスを放出するためのクリーンガス通路を備えた電極支持部材と、
前記放電電極の前方に配置され、該放電電極の先端に指が接触するのを防止しつつ前記放電電極に高電圧を印可することにより生成されたイオン化エアを流出させることのできる開口を備えたフィンガーガードと、
該フィンガーガードと前記電極支持部材とに連結された複数の脚であって、隣接する脚が周方向に離間して隣接する脚間を外気が通過可能である複数の脚とを有し、
前記放電電極の先端部分が、クリーンガス通路と同軸に配置され且つ該クリーンガス通路のガス吐出口の中心に前記放電電極の先端が位置すると共に該放電電極の先端が前記ガス吐出口から前方に突出していることからなるイオン化装置。
【請求項１６】
前記フィンガーガードがリング状の形状を有する、請求項１５に記載のイオン化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−４０８６０（Ｐ２００６−４０８６０Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３７２１６（Ｐ２００４−３３７２１６）
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
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