塵埃発生装置

【課題】本発明は塵埃発生装置に関し、より詳細には繊維塵埃の素材となる塵埃母材を回転させながら塵埃の発生を行う塵埃発生装置に関するものである。
【解決手段】本発明の塵埃発生装置は、塵埃母材を保持する母材ホルダと、母材ホルダを支持するホルダ支持部材と、塵埃母材の端面を擦り切ることにより塵埃を発生させる塵埃発生部と、母材ホルダに保持された塵埃母材を塵埃発生部に擦り合わせて往復運動する往復運動機構とを備え、母材ホルダは円筒形の外壁の所定位置に突起部を形成し、ホルダ支持部材は母材ホルダの外壁と内接する内壁に垂直方向に螺旋する螺旋溝を形成し、その螺旋溝に突起部を係合させる、よう構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塵埃発生装置に関し、より詳細には繊維塵埃の素材となる塵埃母材を回転させながら塵埃の発生を行う塵埃発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクトップコンピュータやノートブックコンピュータ等の電子機器には空冷用の冷却ファンを内蔵し、電子機器内の温度上昇を抑制することが行われている。即ち、冷却ファンにより電子機器の外部から空気を吸引し、電子機器内部の電子部品や電子ユニットの発熱により温められた空気を排出することで、電子機器内を冷却するものである。しかしながら、このとき冷却ファンの空気の吸引に伴って空気中に浮遊する埃も電子機器内に取り込まれ、この埃が電子機器内の電子部品等に付着・堆積して断熱材となって温度上昇をもたらし、故障を引き起こすことになる。このような埃は居住空間における繊維製品（例えば衣類やカーテン、絨毯など）から発塵する場合が多く、いわゆる綿埃である。
【０００３】
電子機器に対する埃の影響を調べるため埃の雰囲気の中で電子機器を作動させて放熱の状態を観察したり、埃による故障の発生のメカニズムを検証することが行われている。埃の雰囲気を人為的に作り出すためには繊維質の塵埃を発生させる必要がある。図７は塵埃発生させる装置（塵埃発生装置１００）の従来例を示すもので、塵埃発生の原理は繊維素材を束ねた塵埃母材を網板に押しつけておろし金のように擦ることにより塵埃を発生させている。より詳細には、塵埃発生装置１００のベース１０上におろし金に相当する塵埃発生部３０を配置し、その上に繊維素材を束ねた塵埃母材を供給する塵埃母材供給ユニット２０を配置して、塵埃母材供給ユニット２０に連結した往復運動機構４０により塵埃母材を塵埃発生部３０に往復させて（図中の双方向の矢印は往復運動の方向を表す）塵埃母材を削ることを行う。
【０００４】
塵埃母材供給ユニット２０の構造は図８（図７の塵埃母材供給ユニット２０の部分を拡大し、外側のホルダ支持部材２２を透明化して点線で示している）に示すように母材ホルダ２１が塵埃母材６０を挟んで保持し、ホルダ支持部材２２に支持されて自重で塵埃母材６０の下部端面を塵埃発生部３０に押しつけるようしている。
【０００５】
塵埃母材６０の削りが平均に行われるように、図９に示すように、ホルダ支持部材２２の内側に２つの突起部２２−１、２２−２を設け、塵埃母材供給ユニット２０が往復運動の左端または右端に突き当たり続いて反対方向の運動を始めるとき、母材ホルダ２１がこの突起部２２−１、２２−２当たって回転させることも行われている。
【０００６】
繊維素材である絹繊維の微粒子を発生する方法として特許文献１が、電子機器等に対する粉塵試験装置として特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８２９９２号公報
【特許文献２】特開平０７−１２０３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
塵埃発生装置１００は、繊維素材を束ねた塵埃母材６０を塵埃発生部３０の金網上に押しつけて往復運動させ、おろし金の原理で金網により塵埃母材６０を擦り切り塵埃を発生されるものである。このとき、塵埃母材６０の金網に接する面の往復運動の中心部分に対して外側の部分（左右に塵埃母材が運動しているとき、塵埃母材の上下の部分）の擦り切れる効率は劣り、図１０に示すように塵埃母材６０の運動方向に対する両側に捲れ６１が生じる（塵埃母材６０の塵埃発生部３０の金網に接する端面が捲れる）。塵埃母材６０を回転せずに往復させ擦り切りを続けるとこの捲くれは帯状になって運動方向に対して直角方向に拡がる。塵埃母材６０の捲くれ６１は塵埃の発生に寄与しないことから塵埃発生効率を低下させる。なお図１０は、図７に示すＡとＢのそれぞれの方向から見た母材ホルダ２１と母材ホルダ２１に保持された塵埃母材６０に対する側面図と下から見た図とを示したものである。矢印は塵埃母材６０の往復運動の方向を示している。
【０００９】
塵埃母材を図９に示す回転を与えると、捲くれの形状は帯状にはならないが、鍔のように各方向一様に捲くれが生じ、図１０に示す状態より捲くれの状態は改善されるものの未だ捲くれが残る。この鍔状の捲くれは塵埃母材の回転が不充分によるものと考えられる。
【００１０】
塵埃母材の回転のみを考えるのであれば、例えば専用のモータと減速させるためのギヤとを用いて回転機構を設けることは可能であるが、コストを要することになる。本発明の目的は、低コストで塵埃母材をより回転させ捲くれを生じさせない塵埃発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の塵埃発生装置は、母材ホルダ、ホルダ支持部材、塵埃発生部および往復運動機構を備える。
【００１２】
母材ホルダは、繊維素材を束ねた塵埃母材を保持し、ホルダ支持部材は母材ホルダを垂直方向に摺動可能に支持する。塵埃発生部は塵埃母材の端面を擦り切ることにより塵埃を発生させ、往復運動機構は母材ホルダに保持された塵埃母材を塵埃発生部に擦り合わせ、往復運動するものである。そして、母材ホルダは円筒形の外壁の所定位置に突起部を形成し、ホルダ支持部材は母材ホルダの外壁と内接する内壁に垂直方向に螺旋する螺旋溝を形成し、その螺旋溝に突起部を係合させた、ことを特徴とするものである。
【００１３】
母材ホルダの下降は、塵埃母材の擦り切りにより塵埃母材が消耗され母材ホルダの自重により突起部が螺旋溝を伝って下降する。この母材ホルダの下降により塵埃母材が回転する。
【発明の効果】
【００１４】
開示の塵埃発生装置は、ホルダ支持部材の内壁に螺旋溝を形成し、この螺旋溝に母材ホルダの外壁の突起部を係合させるようにしたので、塵埃母材の擦り切りにより塵埃母材が消耗され母材ホルダの自重により突起部が螺旋溝を伝って下降するに伴って塵埃母材が回転し、捲くれを生じることなく均一に塵埃母材を消耗できる。本発明の塵埃発生装置は母材ホルダおよびホルダ支持部材に突起部と螺旋溝を形成するだけでよく、低コストで従来に較べてより回転が行える塵埃発生装置の実現を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】塵埃発生装置の構成例（実施形態その１）である。
【図２】塵埃母材供給ユニットの例（実施例その１）である。
【図３】母材ホルダとホルダ支持部材の例（実施例その１）である。
【図４】ホルダ支持部材の螺旋溝の形成例である。
【図５】塵埃母材の供給例である。
【図６】母材ホルダとホルダ支持部材の例（実施例その２）である。
【図７】従来の塵埃発生装置の例である。
【図８】従来の母材ホルダとホルダ支持部材の例である。
【図９】従来の母材ホルダの回転例である。
【図１０】塵埃母材先端の捲くれの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(実施例)
【００１７】
本発明の実施例を図１〜図６を用いて説明する。
（実施例その１）
図１は、本発明の塵埃発生装置２００の構成例を示すもので、塵埃発生装置２００はベース１０上に塵埃母材を供給する塵埃母材供給ユニット７０、塵埃を発生する塵埃発生部３０、塵埃母材供給ユニット７０を往復運動させる往復運動機構４０及び往復運動機構４０と塵埃母材供給ユニット７０とを連結する連結部材５０とで構成する（図７で従来例として示した塵埃発生装置１００と同一のものは同じ符号を付けている）。
【００１８】
これらの各構成要素について詳細に説明する。まず、塵埃発生部３０は、ここではステンレスの線材を平織に織った網板である。線材が交差する山の部分と塵埃母材とが擦り合わされて塵埃母材が擦り切られ、塵埃を発生する。発生された塵埃は網目から下に落ちることになる。
【００１９】
往復運動機構４０は、図示されるカバーの中に左右の回転を行う駆動モータとこの駆動モータと結合するボールスクリュー、及びボールスクリューに係合するスリーブから成る（いずれも図示せず）。駆動モータの回転に伴ってボールスクリューが回転し、スリーブはボールスクリュー上を直線運動する。後述する塵埃母材供給ユニット７０は連結部材５０を介してこのスリーブに連結しており駆動モータの左右の回転により矢印に示す直線の往復運動を行う。より詳細には、図１に示した往復運動機構４０のカバーの上面４２は開口部４１を形成しており、この開口部４１で連結部材５０とスリーブとが連結している。また、連結部材５０はカバーの上面４２上を摺動し、開口部の長さは約５００ｍｍである。
【００２０】
次に塵埃母材供給ユニット７０について図２〜図４を用いて説明する。図２は図１から塵埃母材供給ユニット７０の部分を連結部材５０を含めて抜き出し、母材ホルダ７１とホルダ支持部材７２との関係が判るようにホルダ支持部材７２を透けて見えるように描いた図である。母材ホルダ７１の外観は図に示すように円筒形状をなし、塵埃母材６０を保持してホルダ支持部材７２の中に配置される。
【００２１】
図３は、母材ホルダ７１とホルダ支持部材７２とをより詳細に説明する図で、図３（ａ）は母材ホルダ７１を、図３（ｂ）はホルダ支持部材７２を示している。図３（ａ）に示すように、母材ホルダ７１は円筒を縦に割った２つのピース７１−１、７１−２から構成する。母材ホルダ７１の素材はステンレスで、２つのピース７１−１、７１−２を合わせたときの外形寸法は、外径４０ｍｍφ、高さが７０ｍｍである。２つのピース７１−１、７１−２のいずれかのピースの外壁の所定高さの位置に突起部７１−３を形成する。突起部７１−３は後述するホルダ支持部材７２の螺旋溝７２−１に係合されるもので、高さ１．４ｍｍで先端形状は半径１．３ｍｍの半円球である。塵埃母材６０は、この２つのピース７１−１、７１−２の中に挟まれ、図示しないネジで２つのピース７１−１、７１−２をネジ止めし保持される。塵埃母材６０は、例えば工業用のウエスを束ねたもので、ホルダ内で固定され棒状となっている。
【００２２】
ホルダ支持部材７２は、図３（ｂ）に示すように円筒形をなし、その内側に垂直方向の螺旋溝７２−１を形成している。螺旋溝７２−１の上端はホルダ支持部材７２の上面に垂直に立ち上がって突き当たり、下端は所定の高さとなるように形成してある。ホルダ支持部材７２はアルミニュウム素材を用い、円筒の肉厚は約３ｍｍである。螺旋溝７２−１はこの肉厚の半分の１．５ｍｍの深さに断面を半円（半径１．５ｍｍ）の形に形成している。前述のように母材ホルダ７１の突起部７１−３が螺旋溝７２−１に係合され、この母材ホルダ７１は塵埃母材６０の消耗により自重で螺旋溝７２−１を伝って下降する。このため、母材ホルダ７１の外壁とホルダ支持部材７２の内壁との間隙を０．１〜０．２ｍｍとしている。
【００２３】
螺旋溝７２−１の角度は、塵埃母材６０の消耗に対して塵埃母材６０をどの程度回転させる、ということで決められる。図４における螺旋溝７２−１の高さＹ、角度αと回転角βに対する円周方向の移動距離Ｌの関係は
ｔａｎα＝Ｙ／Ｌ
Ｌ＝２・Ｒ・π・β／３６０°
が成り立つ。
【００２４】
ここで、ホルダ７１の外径４０ｍｍ、塵埃母材６０の削り量を上記の高さＹ、ホルダ７１の円周方向の移動距離Ｌとすると、１０ｍｍの削り量に対して１／４回転させるためには螺旋溝７２−１の角度αを１８°とすればよいことになる。
【００２５】
次に、本発明の母材ホルダ７１とホルダ支持部材７２を用いて塵埃を発生する例を図５を用いて説明する。図５（ａ）は、塵埃母材６０を保持した母材ホルダ７１をホルダ支持部材７２にセットした状態を示している。母材ホルダ７１のホルダ支持部材７２へのセットは、塵埃母材６０を保持した状態で母材ホルダ７１をホルダ支持部材７２の上部から挿入することになる。即ち、母材ホルダ７１の突起部７１−３をホルダ支持部材７２の上部の螺旋溝７２−１に合わせ、螺旋溝７２−１の上部の垂直部分に沿って母材ホルダ７１を下方に落とし込む。塵埃母材６０の下端が塵埃発生部３０の網板に当たったところで母材ホルダ７１の下方への落とし込みは停止する。
【００２６】
図５（ａ）の状態から往復運動機構４０によってホルダ支持部材７２に支持された母材ホルダ７１は往復運動を行う。塵埃母材６０は母材ホルダ７１の重量で塵埃発生部３０の網板を押圧しているので、この押圧と往復運動で塵埃母材６０は網板の線材で擦り切られ（削られ）、図５（ｂ）に示すように網板の開口部から塵埃６２が生成される。塵埃母材６０が削られることにより、母材ホルダ７１の突起部７１−３が螺旋溝７２−１を伝い回転しながら下降する。図５（ｂ）の水平の矢印は往復運動機構４０の往復運動の方向を、回転の矢印は母材ホルダ７１の回転方向を示している。
【００２７】
塵埃母材６０の削りの進行が進み、母材ホルダ７１の突起部７１−３が螺旋溝７２−１の下端に達すると、塵埃母材６０はそれ以上の下降を停止する。即ち、塵埃母材６０の供給が停止される。従って、螺旋溝７２−１の下端の高さ位置は、塵埃母材６０の供給停止を行う位置ということになり、下端はストッパーとしての役割を果たしている。このストッパーがないと、母材ホルダ７１は更に下降して塵埃発生部３０の網板に当たり、母材ホルダ７１または網板を損傷する。図５（ｃ）は、突起部７１−３が螺旋溝７２−１の下端に達した状態を示している。
（実施例その２）
実施例その１では、母材ホルダ７１に突起部７１−３を、ホルダ支持部材７２に螺旋溝７２−１を形成し、塵埃母材６０を回転させるものであった。実施例その２は、母材ホルダに螺旋溝を、ホルダ支持部材に突起部を形成し、塵埃母材６０を回転させるものである。
【００２８】
図６（ａ）は実施例その２の母材ホルダ７３を示す。母材ホルダ７３は２つのピース７３−１、７３−２で構成し、その２つのピース７３−１、７３−２を組み合わせた外壁に螺旋溝７３−３を形成する。螺旋溝７３−３の下端はいずれかのピースの下面に垂直の部分を有して突き当たり、上端は所定の高さになるように形成してある。螺旋溝７３−３の深さや断面形状は実施例その１と同一である。
【００２９】
図６（ｂ）は、実施例その２のホルダ支持部材７４を示す。ホルダ支持部材７４の内壁の所定位置に突起部７４−１を形成する。この形状および寸法も実施例その１と同一である。
【００３０】
母材ホルダ７３のホルダ支持部材７４へのセットは、塵埃母材６０を保持した母材ホルダ７３をホルダ支持部材７４の上部から挿入し、螺旋溝７３−３の下端に突起部７４−１を合わせ、下方に押し込む。母材ホルダ７３をホルダ支持部材７４に挿入するとき、突起部７４−１の位置が見えないがホルダ支持部材７４の上部に印を付けてそれを目安に挿入すればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０ベース
２０塵埃母材供給ユニット
２１母材ホルダ
２２ホルダ支持部材
２２−１（ホルダ支持部材）突起部
２２−２（ホルダ支持部材）突起部
３０塵埃発生部
４０往復運動機構
５０連結部材
６０塵埃母材
６１塵埃母材の捲くれ
６２塵埃
７０塵埃母材供給ユニット
７１母材ホルダ
７１−１（母材ホルダの）ピース
７１−２（母材ホルダの）ピース
７１−３螺旋溝
７２ホルダ支持部材
７２−１突起部
７３母材ホルダ
７３−１（母材ホルダの）ピース
７３−２（母材ホルダの）ピース
７３−３螺旋溝
７４ホルダ支持部材
７４−１突起部
１００（従来の）塵埃発生装置
２００（本発明の）塵埃発生装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維素材を束ねた塵埃母材を保持する母材ホルダと、
前記母材ホルダを垂直方向に摺動可能に支持するホルダ支持部材と、
前記塵埃母材の端面を擦り切ることにより、塵埃を発生させるための塵埃発生部と、
前記母材ホルダに保持された前記塵埃母材を前記塵埃発生部に擦り合わせ、往復運動する往復運動機構とを備え、
前記母材ホルダは円筒形の外壁の所定位置に突起部を形成し、前記ホルダ支持部材は該母材ホルダの外壁と内接する内壁に垂直方向に螺旋する螺旋溝を形成し、該螺旋溝に該突起部を係合させた
ことを特徴とする塵埃発生装置。
【請求項２】
前記螺旋溝の最下端は、前記突起部が該最下端に接触した際に、前記母材ホルダが前記塵埃発生部と接触しない高さである
ことを特徴とする請求項１に記載の塵埃発生装置。
【請求項３】
繊維素材を束ねた塵埃母材を保持する母材ホルダと、
前記母材ホルダを垂直方向に摺動可能に支持するホルダ支持部材と、
前記塵埃母材の端面を擦り切ることにより、塵埃を発生させるための塵埃発生部と、
前記母材ホルダに保持された前記塵埃母材を前記塵埃発生部に擦り合わせ、往復運動する往復運動機構とを備え、
前記母材ホルダは円筒形の外壁に垂直方向に螺旋する螺旋溝を形成し、前ホルダ記支持部材は該母材ホルダの外壁と内接する内壁の所定位置に突起部を形成し、該螺旋溝に該突起部を係合させた
ことを特徴とする塵埃発生装置。
【請求項４】
前記螺旋溝の最上端は、前記突起部が該最上端に接触した際に、前記母材ホルダが前記塵埃発生部と接触しない高さである
ことを特徴とする請求項３に記載の塵埃発生装置。

【図１】