除電器
【課題】 小型でありながら、効率良く広範囲にイオンを供給することが可能なファン型除電器を提供することである。
【解決手段】 本発明では、軸流ファンを用いているため、吸気口と放出口とを連通する送風路を直線上に配置でき、送風路をコンパクトに構成することが可能となる。また、軸流ファンの径方向の風速が高い部分にイオン発生用電極を配置しているため、イオン発生用電極、ファンも大型化することなく、イオン放出量を増やすことができ、結果として除電器を小型化することを可能となる。そして、そのイオン発生用電極で生成したイオンを、送風路を一旦縮径して拡径したことにより、イオン発生用電極の下流側に集中することなく、広範囲に均一に分散させ放出することを可能となる。
【解決手段】 本発明では、軸流ファンを用いているため、吸気口と放出口とを連通する送風路を直線上に配置でき、送風路をコンパクトに構成することが可能となる。また、軸流ファンの径方向の風速が高い部分にイオン発生用電極を配置しているため、イオン発生用電極、ファンも大型化することなく、イオン放出量を増やすことができ、結果として除電器を小型化することを可能となる。そして、そのイオン発生用電極で生成したイオンを、送風路を一旦縮径して拡径したことにより、イオン発生用電極の下流側に集中することなく、広範囲に均一に分散させ放出することを可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを発生して対象物の静電気を除去する除電器の内、特にファン等の送風手段を使ってイオンを拡散するファン型除電器に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、部品の小型化、低電圧化などに伴い、製造工程での静電気が問題になっており、その対策として、正負イオンによって静電気を除去する製品「除電器」が最も活用されている。そして、静電気対策の必要な分野、場所は様々なため、用途に合わせて除電器の種類も多く、除電したい対象または範囲に合わせて、お客様が選定し、購入されている。その中で、近年、お客様は「除電できる範囲が広いこと」を強く求められていることもあり、広範囲を除電できる製品も多く存在する。
【０００３】
一般的に、広範囲の静電気を除去するための除電器として、複数のイオン発生部を有し、個々のイオン発生部から放出されたイオンをそれぞれの放出口から放出するバー型除電器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、イオン発生部から放出されたイオンをファンによって拡散して吹き付けるファン型除電器においては、高出力のイオン発生部と高出力のファンを用いる、もしくは、複数のイオン発生部と複数のファンを用いることで、広範囲の除電を実現しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７０７０７号公報（第２４頁、第８図）
【特許文献２】特開２０００−３３１７９２号公報（第２−６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、先行文献１に記載されているようなバー型除電器においては、複数のイオン発生部に対して空気を分配して供給する必要があり、そのため空気の供給経路が複雑になるという問題があった。
また、先行文献２に記載されているようなファン型除電器においては、イオン発生部とファンとが大型化し、結果として除電器が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の従来の除電器における課題を解決することを目的としたものであり、小型でありながら、効率良く広範囲にイオンを供給することが可能なファン型除電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の除電器は、高電圧発生器と、該高電圧発生器により電圧が印加されることによりイオンを生成するイオン発生用電極と、吸気口から吸引した空気を前記イオン発生用電極に向けて送風し、生成されたイオンを含むイオン含有空気を放出口から放出する軸流ファンと、前記吸気口と前記放出口とを連通する送風路とを備えた除電器であって、前記イオン発生用電極の下流側の送風路は、前記軸流ファンの軸線と直交する径方向に縮径された縮径部と、この縮径経路から前記放出口へ向けて前記径方向に拡径した拡径部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、軸流ファンを用いているため、吸気口と放出口とを連通する送風路を直線上に配置でき、送風路をコンパクトに構成することが可能となる。また、送風路を一旦縮径することにより、イオン発生用電極の下流側に集中するイオンを送風路内で均一に分布させ、その後に、送風路を拡径してイオンを放出しているので、広範囲に均一にイオンを拡散することが可能となる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記拡径部には、前記縮径部から前記放出口に向けて放射状に延在する複数の整流板を有することを特徴とする。
従って、整流板により、風の乱れを抑えることができるため、イオン到達距離を長くすることができ、より広範囲の除電が可能となる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記複数の整流板の前記軸流ファン側端部は、前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって前記軸流ファン寄りに位置することを特徴とする。
従って、縮径部によりファンの軸線上に向かうような流れが各整流板の軸流ファン側端部に当たって放出口へ向かう流れとなり、しかも、ファンの軸線（中央）側ほど長く整流して放出することができ、均一なイオンの放出が可能となる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記複数の整流板の内、前記軸流ファンの軸線上に配置された整流板は、その両隣に位置する整流板よりも前記軸流ファン側に向かって長く延在していることを特徴とする。
従って、縮径部によりファンの軸線上に向かうような流れが反対側にまで回り込んで気流を乱すことがなく、安定した広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記複数の整流板の縮径部側端部は、その隣同士の間隔が前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって広くなっていることを特徴とする。
従って、縮径部側に比べてファン軸線側では流路抵抗が小さくなるため、ファンの軸線上（中央）の流れが弱くなってしまうことが防止でき、均一なイオン放出が可能となる。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、前記送風路において、前記縮径部は前記イオン生成用電極側から前記放出口へ向けて徐々に縮径しており、前記拡径部は前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径していることを特徴とする。
従って、縮径部と拡径部に沿った流れの方向変化がスムーズであるため、流れが乱されること無く広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、前記送風路において、前記イオン生成用電極から前記縮径部に向かって前記軸流ファンの軸線と平行に配置された第二整流板を有することを特徴とする。
従って、軸流ファンから縮径部に向かう空気の乱れを抑えることができ、結果として、縮径部、そして、拡径部を経て放出口から放出されるイオン含有空気の流れの乱れが少なく、広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、前記イオン発生用電極は、前記軸流ファンの軸線から外側に隔たった位置であって前記軸流ファンの軸周りに複数個配置されていることを特徴とする。
従って、イオン発生用電極が風速の高い位置に複数個配置されることにより、イオン発生用電極やファンを大型化することなく均一にイオンを拡散することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ファン型除電器において、本体が小型でありながら、広範囲にイオンを供給できるため、広範囲の静電気を効率良く除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１の除電器の概略外観図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線における断面の斜視図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】図２の整流板の詳細を示す図である。
【図５】図１の除電器における空気の流れを示す断面図である。
【図６】従来例の除電器の断面の斜視図である。
【図７】除電時間の計測位置を示す図である。
【図８】実施形態２の除電器の断面の斜視図である。
【図９】図８の整流板の詳細を示す図である。
【図１０】実施形態３の除電器の断面の斜視図である。
【図１１】図１０の整流板の詳細を示す図である。
【図１２】実施形態４の除電器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明に係る除電器の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る除電器の外観図である。この図１に示すように、除電器１は、図面の後方の吸気口Ｍから吸い込んだ空気を前方の放出口Ｎに向かって吹出すものであり、縦１７０ｍｍ×横１７０ｍｍ×前後方向長さ１４０ｍｍの箱型の形状をしている。放出口には複数の整流板５が設けられている。
【００２０】
次に、本発明の実施形態に係る除電器の詳細構造について、図２〜図４に基いて説明する。図２は、図１のＸ−Ｘ線における断面の斜視図であり、図３は図１のＹ−Ｙ線における断面図であり、図４は、図２の整流板の詳細を示す図である。除電器１は、吸気口Ｍから放出口Ｎに向けてストレート状の送風路４を備えており、その送風路４内の吸気口Ｍ側に軸流ファン２が配置され、その下流側であって、軸流ファン２の軸線（回転中心軸）よりも外側に隔たった位置にイオン発生用電極３が配置されており、放出口Ｎ側には複数の整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが左右対称に配置されている。イオン発生用電極３から発生した正負のイオンは、軸流ファン２により吸気、送風された風によって、整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ間を通って、除電器外部に運ばれ、対象物の静電気を低減する。
【００２１】
なお、除電器１に使用している軸流ファン２は、大きさは１５０ｍｍ角で、風量は８．６ｍ３／分程度の大型のファンである。
【００２２】
イオン発生用電極３は、厚さ０．１ｍｍのステンレスの板を加工したものであり、先端部は電界が集中し易いように鋭利にしてある。そして、軸流ファン２の軸線（回転中心軸）よりも外側に隔たった、軸線の下流側に比べて風速が高い部分であって、軸流ファン２の軸周りに、軸線を挟んで対称となる位置に２個配置されている。なお、イオン発生用電極３は２個に限らず１個でもよいが、２個以上設けた方が個々のイオン発生用電極３を小型化することができる。２個以上設ける場合には、軸流ファン２の軸線周りに等間隔で設けることが好ましい。
【００２３】
送風路４については、イオン発生用電極３よりも下流であって整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとの間に形成された縮径部４ａ部によって、軸流ファン２の軸線と直交する径方向に縮径しているため、この縮径部４ａによってイオン発生用電極３の下流側の送風路４内の空気の流れを滞留させた状態で攪拌することとなり、イオン発生用電極３の下流側に集中したイオンを送風路４内で均一に分布させ、その後に、拡径部４ｂによって拡散させながら放出しているため発生したイオンを広範囲に均一に拡散することが可能となる。
特に、縮径部４ａは、前記イオン生成用電極３側から前記放出口Ｎへ向けて徐々に縮径（断面が連続した円弧状）しており、前記拡径部４ｂは前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径（断面が連続した直線状）しているため、縮径部４ａと拡径部４ｂに沿った流れの方向変化がスムーズであるため、流れが乱されること無く広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００２４】
拡径部４ｂには、複数の整流板５ａ〜５ｄが設けられている。この整流板５ａ〜５ｄは軸流ファン２の軸線（回転中心軸）に対して左右対称に配置されているため、図４では片側のみを示している。なお、中央に位置する整流板５ｄは左右共通である。この図４に示すように、整流板５ａ〜５ｄは、空気の入口となる軸流ファン２側が縮径部４ａと拡径部４ｂとの変曲点に位置し、空気の出口となる放出口Ｎ側が拡径部４ｂの終端と同じ位置となっている。軸流ファン２側において、整流板５ａ〜５ｄ、及び、最も外側に位置する整流板５ａと縮径部４ａとの間隔は、等間隔（１０ｍｍ）に配置されている。そして、中心の整流板５ｄは軸流ファン２の軸線と平行であるが、外側に向かう程軸流ファン２の軸線に対する傾斜角度が大きくなるように配置されており、放出口Ｎ側での間隔は外側に向かうにつれて広くなっている。
【００２５】
図５は、図１の除電器における空気の流れを示す断面図である。吸気口Ｍから吸い込まれた空気は、軸流ファン２によって、回転しながら送風路４内を進み、縮径部４ａで軸流ファン２の軸線に向かって集められながら攪拌され、その後拡径部４ｂ及び整流板５ａ〜５ｄを通って、放出口Ｎから放出され、広範囲に拡がっていることが分かる。
【００２６】
次に、本実施形態１の除電器及び、従来例の除電器の除電時間の測定結果を表１に示す。
なお、従来例の除電器としては図６の断面の斜視図のものを用いて除電時間を測定したものであり、この図６に示すように、従来例の除電器は実施形態１と同じ構成をしているが、実施形態１のような縮径部４ａを持たず、イオン発生用電極３から発生したイオンはそのまま整流板６ａ、６ｂ間を通って、除電器外部に運ばれる構成である。
【００２７】
また、本測定で除電時間を測定するための帯電プレートモニタには、ヒューグルエレクトロニクス社製のＭＯＤＥＬ７００Ａを使用し、正電荷除電時間（＋１，０００Ｖを＋１００Ｖまで減少させる時間）、負電荷除去時間（−１，０００Ｖを−１００Ｖまで減少させる時間）をそれぞれ測定した。図７に、除電時間の計測位置を示すが、計測位置は除電器から距離７００ｍｍの正面Ａ、正面から左右３０°の位置（それぞれＢ、Ｃ）、正面から左右４５°の位置（それぞれＤ、Ｅ）、正面から左右６０°の位置（それぞれＦ、Ｇ）の７箇所とした。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１から分かるように、本実施形態１の除電器は、従来例１の除電器と比較すると、正電荷及び負電荷の除電時間の平均値は共に長くなっているが、ばらつき（標準偏差）は小さく、広範囲に正負のイオンが拡散していることが分かる。一般的に、除電器の除電性能としては、「除電時間が２０秒以下」ということが言われ、従来例１の除電器の計測位置Ａのような除電時間が２０秒を超える位置では、除電性能が不十分だと判断できる。また、実際にお客様が使用される場合にも、除電性能に位置によるムラやばらつきがあると、対象物の静電気の低減量にばらつきが生じ、不具合に繋がる可能性が高くなる。したがって、除電時間の平均値が短いということも重要であるが、位置によるばらつきが小さいということはより重要なのであって、その為、本実施形態１の除電器は従来の除電器と比べて除電性能が優れているといえる。
【００３０】
次に、図８に、実施形態２の除電器の断面図を示す。図９は、図８の整流板の詳細を示す図である。本除電器は、整流板を除いて実施形態１の除電器と同じ構成をしており、実施形態１の除電器と比較して、整流板７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸流ファン２側の隙間を、中央に行くほど広く設計している点が異なっている。つまり、隙間の大きい順に、７ｄ−７ｃ間、７ｃ−７ｂ間、７ｂ−７ａ間、７ａ−拡径部４ｂ間となっている。従って、縮径部４ａ側に比べて軸流ファン２の軸線側では流路抵抗が小さくなるため、ファンの軸線上（中央）からの放出量を多くするこができ、その結果、実施形態１の除電器よりも、中央から送出される正負のイオンの量を増加させることができるのである。
【００３１】
表２に、本実施形態２の除電器の除電時間の測定結果を示す。表２の結果を見ると、実施形態１の除電器よりも中央付近（計測位置Ａ、Ｂ、Ｃ）の除電時間が短くなっていることが分かる。また、従来例１の除電器と比較しても、ばらつき（標準偏差）は小さいことが分かる。
【００３２】
【表２】
【００３３】
次に、図１０に、実施形態３の除電器の断面図を示す。図１１は、図１０の整流板の詳細を示す図である。本除電器は、整流板を除いて実施形態２の除電器と同じ構成をしており、実施形態２の除電器と比較して、整流板８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの軸流ファン２側の位置が、中央に行くほど軸流ファン２側に近くなるように設計している点が異なっている。つまり、整流板８ｄ、８ｃ、８ｂ、８ａの順に、整流板の軸流ファン２側の位置が、軸流ファン２側に近くなっている。また、結果として、軸流ファン２の軸線上、即ち、径方向の中央に位置する整流板８ｄが、その両隣に位置する整流板８ｃ（もう一方は図示省略）よりも軸流ファン２側に長く形成されている。
【００３４】
従って、縮径部４ａにより軸流ファン２の軸線上（中央）に向かうような流れが各整流板８ａ〜８ｄの軸流ファン側端部に当たって放出口Ｎへ向かう流れとなり、しかも、ファンの軸線（中央）側ほど長く整流して放出することができ、また、軸流ファン２の軸線上に位置する整流板８ｄが軸流ファン２側に向けて長く形成されているため、縮径部４ａにより軸流ファン２の軸線上に向かうような流れが、その軸線上を越えて反対側にまで回り込んで気流を乱すことが抑えられ、軸流ファン２の軸線上に放出されるイオン量を増やすことができ、安定した広範囲へのイオン放出が可能となる。その結果、実施形態２の除電器よりも、広範囲に均一な正負のイオンを拡散することができるのである。
【００３５】
表３に、本実施形態３の除電器の除電時間の測定結果を示す。表３の結果を見ると、実施形態２の除電器よりもばらつき（標準偏差）はさらに小さくなっていることが分かる。
【００３６】
【表３】
【００３７】
最後に、図１２に、本実施形態４の除電器の断面図を示す。本除電器は、実施形態２の除電器の送風路４内の、イオン発生用電極３と縮径部４ａとの間に、第二整流板１０を追加したものである。この第二整流板１０は、軸流ファン２の軸線方向と平行な面を持つリング状の整流版が、同心円状に複数配置されている。従って、軸流ファン２から縮径部４ａに向かう空気の乱れを抑えることができ、その結果、縮径部４ａ、そして、拡径部４ｂを経て放出口Ｎから放出されるイオンを含む空気の流れの乱れが少なくなり、効率良く広範囲へイオンを拡散することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の除電器によると、広範囲に効率良く発生したイオンを拡散することが可能なので、バー型除電器や複数のファンを持つファン型除電器よりも、除電器自体が小型でありながら、広範囲の静電気を効率良く除去できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…除電器、２…軸流ファン、３…イオン発生用電極、４…送風路、
４ａ…縮径部、４ｂ…拡径部、Ｎ…吸気口、Ｍ…放出口
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…整流板、６ａ、６ｂ…整流板、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ…整流板、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…整流板、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…整流板、１０…第二整流板、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ…除電時間の測定位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを発生して対象物の静電気を除去する除電器の内、特にファン等の送風手段を使ってイオンを拡散するファン型除電器に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、部品の小型化、低電圧化などに伴い、製造工程での静電気が問題になっており、その対策として、正負イオンによって静電気を除去する製品「除電器」が最も活用されている。そして、静電気対策の必要な分野、場所は様々なため、用途に合わせて除電器の種類も多く、除電したい対象または範囲に合わせて、お客様が選定し、購入されている。その中で、近年、お客様は「除電できる範囲が広いこと」を強く求められていることもあり、広範囲を除電できる製品も多く存在する。
【０００３】
一般的に、広範囲の静電気を除去するための除電器として、複数のイオン発生部を有し、個々のイオン発生部から放出されたイオンをそれぞれの放出口から放出するバー型除電器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、イオン発生部から放出されたイオンをファンによって拡散して吹き付けるファン型除電器においては、高出力のイオン発生部と高出力のファンを用いる、もしくは、複数のイオン発生部と複数のファンを用いることで、広範囲の除電を実現しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７０７０７号公報（第２４頁、第８図）
【特許文献２】特開２０００−３３１７９２号公報（第２−６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、先行文献１に記載されているようなバー型除電器においては、複数のイオン発生部に対して空気を分配して供給する必要があり、そのため空気の供給経路が複雑になるという問題があった。
また、先行文献２に記載されているようなファン型除電器においては、イオン発生部とファンとが大型化し、結果として除電器が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の従来の除電器における課題を解決することを目的としたものであり、小型でありながら、効率良く広範囲にイオンを供給することが可能なファン型除電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の除電器は、高電圧発生器と、該高電圧発生器により電圧が印加されることによりイオンを生成するイオン発生用電極と、吸気口から吸引した空気を前記イオン発生用電極に向けて送風し、生成されたイオンを含むイオン含有空気を放出口から放出する軸流ファンと、前記吸気口と前記放出口とを連通する送風路とを備えた除電器であって、前記イオン発生用電極の下流側の送風路は、前記軸流ファンの軸線と直交する径方向に縮径された縮径部と、この縮径経路から前記放出口へ向けて前記径方向に拡径した拡径部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、軸流ファンを用いているため、吸気口と放出口とを連通する送風路を直線上に配置でき、送風路をコンパクトに構成することが可能となる。また、送風路を一旦縮径することにより、イオン発生用電極の下流側に集中するイオンを送風路内で均一に分布させ、その後に、送風路を拡径してイオンを放出しているので、広範囲に均一にイオンを拡散することが可能となる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記拡径部には、前記縮径部から前記放出口に向けて放射状に延在する複数の整流板を有することを特徴とする。
従って、整流板により、風の乱れを抑えることができるため、イオン到達距離を長くすることができ、より広範囲の除電が可能となる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記複数の整流板の前記軸流ファン側端部は、前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって前記軸流ファン寄りに位置することを特徴とする。
従って、縮径部によりファンの軸線上に向かうような流れが各整流板の軸流ファン側端部に当たって放出口へ向かう流れとなり、しかも、ファンの軸線（中央）側ほど長く整流して放出することができ、均一なイオンの放出が可能となる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記複数の整流板の内、前記軸流ファンの軸線上に配置された整流板は、その両隣に位置する整流板よりも前記軸流ファン側に向かって長く延在していることを特徴とする。
従って、縮径部によりファンの軸線上に向かうような流れが反対側にまで回り込んで気流を乱すことがなく、安定した広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記複数の整流板の縮径部側端部は、その隣同士の間隔が前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって広くなっていることを特徴とする。
従って、縮径部側に比べてファン軸線側では流路抵抗が小さくなるため、ファンの軸線上（中央）の流れが弱くなってしまうことが防止でき、均一なイオン放出が可能となる。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、前記送風路において、前記縮径部は前記イオン生成用電極側から前記放出口へ向けて徐々に縮径しており、前記拡径部は前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径していることを特徴とする。
従って、縮径部と拡径部に沿った流れの方向変化がスムーズであるため、流れが乱されること無く広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、前記送風路において、前記イオン生成用電極から前記縮径部に向かって前記軸流ファンの軸線と平行に配置された第二整流板を有することを特徴とする。
従って、軸流ファンから縮径部に向かう空気の乱れを抑えることができ、結果として、縮径部、そして、拡径部を経て放出口から放出されるイオン含有空気の流れの乱れが少なく、広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、前記イオン発生用電極は、前記軸流ファンの軸線から外側に隔たった位置であって前記軸流ファンの軸周りに複数個配置されていることを特徴とする。
従って、イオン発生用電極が風速の高い位置に複数個配置されることにより、イオン発生用電極やファンを大型化することなく均一にイオンを拡散することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ファン型除電器において、本体が小型でありながら、広範囲にイオンを供給できるため、広範囲の静電気を効率良く除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１の除電器の概略外観図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線における断面の斜視図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】図２の整流板の詳細を示す図である。
【図５】図１の除電器における空気の流れを示す断面図である。
【図６】従来例の除電器の断面の斜視図である。
【図７】除電時間の計測位置を示す図である。
【図８】実施形態２の除電器の断面の斜視図である。
【図９】図８の整流板の詳細を示す図である。
【図１０】実施形態３の除電器の断面の斜視図である。
【図１１】図１０の整流板の詳細を示す図である。
【図１２】実施形態４の除電器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明に係る除電器の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る除電器の外観図である。この図１に示すように、除電器１は、図面の後方の吸気口Ｍから吸い込んだ空気を前方の放出口Ｎに向かって吹出すものであり、縦１７０ｍｍ×横１７０ｍｍ×前後方向長さ１４０ｍｍの箱型の形状をしている。放出口には複数の整流板５が設けられている。
【００２０】
次に、本発明の実施形態に係る除電器の詳細構造について、図２〜図４に基いて説明する。図２は、図１のＸ−Ｘ線における断面の斜視図であり、図３は図１のＹ−Ｙ線における断面図であり、図４は、図２の整流板の詳細を示す図である。除電器１は、吸気口Ｍから放出口Ｎに向けてストレート状の送風路４を備えており、その送風路４内の吸気口Ｍ側に軸流ファン２が配置され、その下流側であって、軸流ファン２の軸線（回転中心軸）よりも外側に隔たった位置にイオン発生用電極３が配置されており、放出口Ｎ側には複数の整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが左右対称に配置されている。イオン発生用電極３から発生した正負のイオンは、軸流ファン２により吸気、送風された風によって、整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ間を通って、除電器外部に運ばれ、対象物の静電気を低減する。
【００２１】
なお、除電器１に使用している軸流ファン２は、大きさは１５０ｍｍ角で、風量は８．６ｍ３／分程度の大型のファンである。
【００２２】
イオン発生用電極３は、厚さ０．１ｍｍのステンレスの板を加工したものであり、先端部は電界が集中し易いように鋭利にしてある。そして、軸流ファン２の軸線（回転中心軸）よりも外側に隔たった、軸線の下流側に比べて風速が高い部分であって、軸流ファン２の軸周りに、軸線を挟んで対称となる位置に２個配置されている。なお、イオン発生用電極３は２個に限らず１個でもよいが、２個以上設けた方が個々のイオン発生用電極３を小型化することができる。２個以上設ける場合には、軸流ファン２の軸線周りに等間隔で設けることが好ましい。
【００２３】
送風路４については、イオン発生用電極３よりも下流であって整流板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとの間に形成された縮径部４ａ部によって、軸流ファン２の軸線と直交する径方向に縮径しているため、この縮径部４ａによってイオン発生用電極３の下流側の送風路４内の空気の流れを滞留させた状態で攪拌することとなり、イオン発生用電極３の下流側に集中したイオンを送風路４内で均一に分布させ、その後に、拡径部４ｂによって拡散させながら放出しているため発生したイオンを広範囲に均一に拡散することが可能となる。
特に、縮径部４ａは、前記イオン生成用電極３側から前記放出口Ｎへ向けて徐々に縮径（断面が連続した円弧状）しており、前記拡径部４ｂは前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径（断面が連続した直線状）しているため、縮径部４ａと拡径部４ｂに沿った流れの方向変化がスムーズであるため、流れが乱されること無く広範囲へのイオン放出が可能となる。
【００２４】
拡径部４ｂには、複数の整流板５ａ〜５ｄが設けられている。この整流板５ａ〜５ｄは軸流ファン２の軸線（回転中心軸）に対して左右対称に配置されているため、図４では片側のみを示している。なお、中央に位置する整流板５ｄは左右共通である。この図４に示すように、整流板５ａ〜５ｄは、空気の入口となる軸流ファン２側が縮径部４ａと拡径部４ｂとの変曲点に位置し、空気の出口となる放出口Ｎ側が拡径部４ｂの終端と同じ位置となっている。軸流ファン２側において、整流板５ａ〜５ｄ、及び、最も外側に位置する整流板５ａと縮径部４ａとの間隔は、等間隔（１０ｍｍ）に配置されている。そして、中心の整流板５ｄは軸流ファン２の軸線と平行であるが、外側に向かう程軸流ファン２の軸線に対する傾斜角度が大きくなるように配置されており、放出口Ｎ側での間隔は外側に向かうにつれて広くなっている。
【００２５】
図５は、図１の除電器における空気の流れを示す断面図である。吸気口Ｍから吸い込まれた空気は、軸流ファン２によって、回転しながら送風路４内を進み、縮径部４ａで軸流ファン２の軸線に向かって集められながら攪拌され、その後拡径部４ｂ及び整流板５ａ〜５ｄを通って、放出口Ｎから放出され、広範囲に拡がっていることが分かる。
【００２６】
次に、本実施形態１の除電器及び、従来例の除電器の除電時間の測定結果を表１に示す。
なお、従来例の除電器としては図６の断面の斜視図のものを用いて除電時間を測定したものであり、この図６に示すように、従来例の除電器は実施形態１と同じ構成をしているが、実施形態１のような縮径部４ａを持たず、イオン発生用電極３から発生したイオンはそのまま整流板６ａ、６ｂ間を通って、除電器外部に運ばれる構成である。
【００２７】
また、本測定で除電時間を測定するための帯電プレートモニタには、ヒューグルエレクトロニクス社製のＭＯＤＥＬ７００Ａを使用し、正電荷除電時間（＋１，０００Ｖを＋１００Ｖまで減少させる時間）、負電荷除去時間（−１，０００Ｖを−１００Ｖまで減少させる時間）をそれぞれ測定した。図７に、除電時間の計測位置を示すが、計測位置は除電器から距離７００ｍｍの正面Ａ、正面から左右３０°の位置（それぞれＢ、Ｃ）、正面から左右４５°の位置（それぞれＤ、Ｅ）、正面から左右６０°の位置（それぞれＦ、Ｇ）の７箇所とした。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１から分かるように、本実施形態１の除電器は、従来例１の除電器と比較すると、正電荷及び負電荷の除電時間の平均値は共に長くなっているが、ばらつき（標準偏差）は小さく、広範囲に正負のイオンが拡散していることが分かる。一般的に、除電器の除電性能としては、「除電時間が２０秒以下」ということが言われ、従来例１の除電器の計測位置Ａのような除電時間が２０秒を超える位置では、除電性能が不十分だと判断できる。また、実際にお客様が使用される場合にも、除電性能に位置によるムラやばらつきがあると、対象物の静電気の低減量にばらつきが生じ、不具合に繋がる可能性が高くなる。したがって、除電時間の平均値が短いということも重要であるが、位置によるばらつきが小さいということはより重要なのであって、その為、本実施形態１の除電器は従来の除電器と比べて除電性能が優れているといえる。
【００３０】
次に、図８に、実施形態２の除電器の断面図を示す。図９は、図８の整流板の詳細を示す図である。本除電器は、整流板を除いて実施形態１の除電器と同じ構成をしており、実施形態１の除電器と比較して、整流板７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの軸流ファン２側の隙間を、中央に行くほど広く設計している点が異なっている。つまり、隙間の大きい順に、７ｄ−７ｃ間、７ｃ−７ｂ間、７ｂ−７ａ間、７ａ−拡径部４ｂ間となっている。従って、縮径部４ａ側に比べて軸流ファン２の軸線側では流路抵抗が小さくなるため、ファンの軸線上（中央）からの放出量を多くするこができ、その結果、実施形態１の除電器よりも、中央から送出される正負のイオンの量を増加させることができるのである。
【００３１】
表２に、本実施形態２の除電器の除電時間の測定結果を示す。表２の結果を見ると、実施形態１の除電器よりも中央付近（計測位置Ａ、Ｂ、Ｃ）の除電時間が短くなっていることが分かる。また、従来例１の除電器と比較しても、ばらつき（標準偏差）は小さいことが分かる。
【００３２】
【表２】
【００３３】
次に、図１０に、実施形態３の除電器の断面図を示す。図１１は、図１０の整流板の詳細を示す図である。本除電器は、整流板を除いて実施形態２の除電器と同じ構成をしており、実施形態２の除電器と比較して、整流板８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの軸流ファン２側の位置が、中央に行くほど軸流ファン２側に近くなるように設計している点が異なっている。つまり、整流板８ｄ、８ｃ、８ｂ、８ａの順に、整流板の軸流ファン２側の位置が、軸流ファン２側に近くなっている。また、結果として、軸流ファン２の軸線上、即ち、径方向の中央に位置する整流板８ｄが、その両隣に位置する整流板８ｃ（もう一方は図示省略）よりも軸流ファン２側に長く形成されている。
【００３４】
従って、縮径部４ａにより軸流ファン２の軸線上（中央）に向かうような流れが各整流板８ａ〜８ｄの軸流ファン側端部に当たって放出口Ｎへ向かう流れとなり、しかも、ファンの軸線（中央）側ほど長く整流して放出することができ、また、軸流ファン２の軸線上に位置する整流板８ｄが軸流ファン２側に向けて長く形成されているため、縮径部４ａにより軸流ファン２の軸線上に向かうような流れが、その軸線上を越えて反対側にまで回り込んで気流を乱すことが抑えられ、軸流ファン２の軸線上に放出されるイオン量を増やすことができ、安定した広範囲へのイオン放出が可能となる。その結果、実施形態２の除電器よりも、広範囲に均一な正負のイオンを拡散することができるのである。
【００３５】
表３に、本実施形態３の除電器の除電時間の測定結果を示す。表３の結果を見ると、実施形態２の除電器よりもばらつき（標準偏差）はさらに小さくなっていることが分かる。
【００３６】
【表３】
【００３７】
最後に、図１２に、本実施形態４の除電器の断面図を示す。本除電器は、実施形態２の除電器の送風路４内の、イオン発生用電極３と縮径部４ａとの間に、第二整流板１０を追加したものである。この第二整流板１０は、軸流ファン２の軸線方向と平行な面を持つリング状の整流版が、同心円状に複数配置されている。従って、軸流ファン２から縮径部４ａに向かう空気の乱れを抑えることができ、その結果、縮径部４ａ、そして、拡径部４ｂを経て放出口Ｎから放出されるイオンを含む空気の流れの乱れが少なくなり、効率良く広範囲へイオンを拡散することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の除電器によると、広範囲に効率良く発生したイオンを拡散することが可能なので、バー型除電器や複数のファンを持つファン型除電器よりも、除電器自体が小型でありながら、広範囲の静電気を効率良く除去できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…除電器、２…軸流ファン、３…イオン発生用電極、４…送風路、
４ａ…縮径部、４ｂ…拡径部、Ｎ…吸気口、Ｍ…放出口
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…整流板、６ａ、６ｂ…整流板、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ…整流板、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…整流板、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…整流板、１０…第二整流板、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ…除電時間の測定位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧発生器と、該高電圧発生器により電圧が印加されることによりイオンを生成するイオン発生用電極と、吸気口から吸引した空気を前記イオン発生用電極に向けて送風し、生成されたイオンを含むイオン含有空気を放出口から放出する軸流ファンと、前記吸気口と前記放出口とを連通する送風路とを備えた除電器であって、前記イオン発生用電極の下流側の送風路は、前記軸流ファンの軸線と直交する径方向に縮径された縮径部と、この縮径経路から前記放出口へ向けて前記径方向に拡径した拡径部とを有することを特徴とする除電器。
【請求項２】
前記拡径部には、前記縮径部から前記放出口に向けて放射状に延在する複数の整流板を有することを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項３】
前記複数の整流板の前記軸流ファン側端部は、前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって前記軸流ファン寄りに位置することを特徴とする請求項２記載の除電器。
【請求項４】
前記複数の整流板の内、前記軸流ファンの軸線上に配置された整流板は、その両隣に位置する整流板よりも前記軸流ファン側に向かって長く延在していることを特徴とする請求項２記載の除電器。
【請求項５】
前記複数の整流板の縮径部側端部は、その隣同士の間隔が前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって広くなっていることを特徴とする請求項２〜請求項４何れか一項に記載の除電器。
【請求項６】
前記送風路において、前記縮径部は前記イオン生成用電極側から前記放出口へ向けて徐々に縮径しており、前記拡径部は前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径していることを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項７】
前記送風路において、前記イオン生成用電極から前記縮径部に向かって前記軸流ファンの軸線と平行に配置された第二整流板を有することを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項８】
前記イオン発生用電極は、前記軸流ファンの軸線から外側に隔たった位置であって前記軸流ファンの軸周りに複数個配置されていることを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項１】
高電圧発生器と、該高電圧発生器により電圧が印加されることによりイオンを生成するイオン発生用電極と、吸気口から吸引した空気を前記イオン発生用電極に向けて送風し、生成されたイオンを含むイオン含有空気を放出口から放出する軸流ファンと、前記吸気口と前記放出口とを連通する送風路とを備えた除電器であって、前記イオン発生用電極の下流側の送風路は、前記軸流ファンの軸線と直交する径方向に縮径された縮径部と、この縮径経路から前記放出口へ向けて前記径方向に拡径した拡径部とを有することを特徴とする除電器。
【請求項２】
前記拡径部には、前記縮径部から前記放出口に向けて放射状に延在する複数の整流板を有することを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項３】
前記複数の整流板の前記軸流ファン側端部は、前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって前記軸流ファン寄りに位置することを特徴とする請求項２記載の除電器。
【請求項４】
前記複数の整流板の内、前記軸流ファンの軸線上に配置された整流板は、その両隣に位置する整流板よりも前記軸流ファン側に向かって長く延在していることを特徴とする請求項２記載の除電器。
【請求項５】
前記複数の整流板の縮径部側端部は、その隣同士の間隔が前記縮径部側から前記軸流ファンの軸線に向かって広くなっていることを特徴とする請求項２〜請求項４何れか一項に記載の除電器。
【請求項６】
前記送風路において、前記縮径部は前記イオン生成用電極側から前記放出口へ向けて徐々に縮径しており、前記拡径部は前記縮径部から前記放出口へ向けて徐々に拡径していることを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項７】
前記送風路において、前記イオン生成用電極から前記縮径部に向かって前記軸流ファンの軸線と平行に配置された第二整流板を有することを特徴とする請求項１記載の除電器。
【請求項８】
前記イオン発生用電極は、前記軸流ファンの軸線から外側に隔たった位置であって前記軸流ファンの軸周りに複数個配置されていることを特徴とする請求項１記載の除電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３２８３（Ｐ２０１１−３２８３Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２９７１（Ｐ２００９−１４２９７１）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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