静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置
【課題】 半導体素子や粉体などの静電気を除去して、供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状にならないようにした静電気除去装置において、静電気を効果的に除去する。
【解決手段】 気体用ノズル３と液体用ノズル４とを２重筒構造とし、それらの軌道の交点の下流側に拡散板６を設ける。気体が供給され、さらに真空ポンプのような吸出し効果によって同心の液体用ノズル４から液体１０が吸い出され拡散板６に衝突して微細な混合気体が発生し、筐体２内に充満する。このとき、細かい粒子程、筐体２の上部に漂い、大きく重い粒子程、下部に漂う。これによって重い粒子は下降して再び液体１０となり、ティッシュを垂らしても湿めらない程度に小さな粒子は、前記気体の排出によって、上方の排出口７からダクトへ排出され、静電気を除去する。
【解決手段】 気体用ノズル３と液体用ノズル４とを２重筒構造とし、それらの軌道の交点の下流側に拡散板６を設ける。気体が供給され、さらに真空ポンプのような吸出し効果によって同心の液体用ノズル４から液体１０が吸い出され拡散板６に衝突して微細な混合気体が発生し、筐体２内に充満する。このとき、細かい粒子程、筐体２の上部に漂い、大きく重い粒子程、下部に漂う。これによって重い粒子は下降して再び液体１０となり、ティッシュを垂らしても湿めらない程度に小さな粒子は、前記気体の排出によって、上方の排出口７からダクトへ排出され、静電気を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような静電気を除去するようにした装置は、以下の特許文献１および２などで提案されている。特許文献１は、パーツフィーダのパーツ面上にイオンを供給して帯電を除去するようにしたパーツフィーダの静電気除去装置において、回転中心となる中央のボルトから、エアとともにイオンを供給することで、静電気を効果的に除去するようにしたものである。
【０００３】
一方、特許文献２は、粉体篩い分け機において、篩い分けのスクリーンの周囲の除電器からイオンを吹付けるようにした目詰まり防止装置である。
【特許文献１】特開２００３−２０１０１０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０５９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の各従来技術は、いずれもイオンを吹付けることで、帯電電荷を除去している。したがって、発生した電荷量と同じ電荷量で逆極性のイオンを発生することが困難で、充分な静電気除去効果を得ることが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、充分な静電気除去効果を得ることができる静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の静電気除去装置は、気体用のノズルと、前記気体用のノズルの軌道に略交わる軌道を有するように配置され、前記気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、気化対象液体を吐出する液体用のノズルと、前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられ、前記気化対象液体の混合した気体が衝突し、その混合気体を微細化する拡散板とを含むことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置において、気体用のノズルと液体用のノズルとを、それらの軌道が略交わるように配置し、これによって気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、液体用のノズルから気化対象液体が吐出され、それらは混合気体となる。その混合気体は、前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられる拡散板に衝突することで微細化され、霧状となる。前記気体用のノズルからの気体の吐出圧で前記混合気体の流量が変化し、前記軌道の交点から拡散板までの距離によって前記混合気体の粒径が変化する。
【０００８】
このような極微細な霧状の混合気体を半導体素子のパーツフィーダや粉体を蓄積するホッパなどで発生することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、該霧状の混合気体によって、効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。
【０００９】
また、本発明の静電気除去装置では、前記気体用のノズルと液体用のノズルとは、液体用のノズルの中心に気体用のノズルが嵌め込まれた２重筒構造から成り、両ノズルの吐出面は略一致し、前記液体用のノズルはその吐出面にかけて狭窄部となっていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、２重筒構造につき、気体用のノズルと液体用のノズルとの軌道が交わり、さらに液体用のノズルがその吐出面にかけて狭窄部となっていることで、気体用のノズルから吐出される気体による液体用のノズルからの気化対象液体の吸出しを効果的に行うことができる。
【００１１】
したがって、気体の圧力が低くても、前記霧状の混合気体を作成することができ、気体をタンクや簡単なポンプで発生させるようにして、該静電気除去装置を携帯可能なレベルに小型化することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明の静電気除去装置では、前記狭窄部は、ノズルの軸直角方向での断面が楕円形状であり、楕円の短径部分の内周面が前記気体用のノズルの外周面に略密着し、前記拡散板は、前記気体用のノズルの外径より広く、かつ前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、拡散板が、気体用のノズルの外径より広く形成されることで、気体用のノズルから吐出された気体が確実に衝突し、混合気体の微細化が促進され、前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることで、生成された霧状の混合気体の排出を促進することができる。
【００１４】
したがって、混合気体の微細化および同じ気体流量でも、混合気体の発生量を増大することができる。
【００１５】
また、本発明の静電気除去装置は、前記気体用のノズル、液体用のノズルおよび拡散板を収容し、生成された霧状の混合気体の排出口を有する筐体を備えて成ることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、生成された混合気体の内、比較的粒径が大きいものは筐体の壁面、特に天面で液滴となり、排出口から排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとすることができる。
【００１７】
さらにまた本発明の静電気除去装置では、前記気体用のノズルの内径は０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、外径は１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍ、前記液体用のノズルの内径は２．０〜３．０ｍｍ、前記液体用のノズルの高さは５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍ、前記拡散板の幅は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍに形成されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、微細な霧状の混合気体を生成するのに好適な構造を実現することができる。なお、気化対象液体は液体用のノズルによって吸い上げられ、外部から加圧されないが、気体用のノズルからは、たとえば０．５〜６ｋｇｆ／ｃｍ２で気体を供給すればよい。
【００１９】
また、本発明の静電気除去装置は、前記排出口に連結され、所望とする噴霧先へ、生成された霧状の混合気体を供給するダクトをさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、前記排出口から排出された混合気体の内、比較的粒径が大きいものはダクトの内壁に付着して液滴となり、該ダクトから排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとすることができる。特に前記ダクトを６０ｃｍ以上にすると、ダクトから液滴が排出されることを略確実に防止することができる。また、気体としてたとえば空気を用い、その圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、前記ダクトの長さとしては２ｍ程度迄延長可能で、ダクトの出口から２５ｃｍ程度迄噴霧を行うことができる。
【００２１】
さらにまた、本発明の静電気除去装置は、静電気量を検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果に応答し、前記気体用のノズルへの気体の供給を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、検出手段で検出された静電気量に応じて、制御手段が気体用のノズルへの気体の供給を制御するので、所定量以上の静電気が発生すると、自動的に該静電気除去装置を起動することができる。
【００２３】
また、本発明の半導体素子の供給および／または搬送装置は、前記の静電気除去装置を用いることを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置において、上記の静電気除去装置を用いることで、これまで半導体素子を揮発性の液体に浸漬したり、装置側を拭き掃除して、静電気を除去していたのに比べて、高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。
【００２５】
さらにまた、本発明の粉体の供給および／または搬送装置は、前記の静電気除去装置を用いることを特徴とする。
【００２６】
上記の構成によれば、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置において、上記の静電気除去装置を用いることで、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の静電気除去装置は、以上のように、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置において、気体用のノズルと液体用のノズルとを、それらの軌道が略交わるように配置し、これによって気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて液体用のノズルから気化対象液体が吐出され、得られた混合気体を、前記気体用のノズルと液体用のノズルとの軌道の交点の下流側に設けられる拡散板に衝突させて微細化し、霧状にする。
【００２８】
それゆえ、このような極微細な霧状の混合気体を半導体素子のパーツフィーダや粉体を蓄積するホッパなどで発生することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、該霧状の混合気体によって効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。
【００２９】
さらにまた、本発明の半導体素子の供給および／または搬送装置は、以上のように、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置において、上記の静電気除去装置を用いる。
【００３０】
それゆえ、これまで半導体素子を揮発性の液体に浸漬したり、装置側を拭き掃除して、静電気を除去していたのに比べて、高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。
【００３１】
また、本発明の粉体の供給および／または搬送装置は、以上のように、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置において、上記の静電気除去装置を用いる。
【００３２】
それゆえ、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置１の基本的構成を示す透視斜視図であり、図２および図３はその具体的構造を示す縦断面図である。この静電気除去装置１は、空気などの気体に水などの気化対象の液体１０を混合して、極微細な霧状の気体を発生する噴霧器として実現される。
【００３４】
この静電気除去装置１は、大略的に、筐体２内に、２重筒構造に形成される気体用ノズル３および液体用ノズル４と、それらと同心に配置され、それらを外囲する筒体５と、前記ノズル３，４の前方に配置される拡散板６とが収容されて構成されており、前記気体用ノズル３から気体を吹出すことで、液体用ノズル４がその基端部４ｂから、筐体２の底部に貯留した液体１０を吸い上げて吐出し、こうして生成された混合気体が拡散板６に衝突することで前記極微細な霧状になり、排出口７から、それに接続される図示しないダクトを介して外部へ排出する。
【００３５】
このため、先ず前記気体用ノズル３は、基台１１の略中心から立設され、その基台１１内には、接栓１２から前記気体用ノズル３に連なる管路１３が形成されている。前記接栓１２には、コンプレッサやタンクなどの高圧の気体源が接続される。前記管路１３の途中には、調圧や気体の供給／遮断を行うことができる調圧ねじ１４が設けられている。前記気体用ノズル３は、たとえばＳＵＳパイプから成り、高さＨ１は７５ｍｍであり、図４で示すその内径Ｄ１は０．８ｍｍであり、外径Ｄ２は１．５ｍｍである。
【００３６】
また、前記基台１１からは、筒体５が立設されており、その先端５ａには、該先端５ａを閉塞する板状の支持部材１５が取付けられている。前記支持部材１５の中央には、前記液体用ノズル４を延長したノズルとなる孔１５ａが形成されており、その孔１５ａは、図２および図３で示すように、下方側では前記ノズル４の先端４ａが嵌め込まれる円形であり、これによって液体用ノズル４は、その基端部４ｂが基台１１から浮き上がって支持されている。前記液体用ノズル４は、たとえばＡｌパイプから成り、高さＨ２は７２．５ｍｍであり、その内径Ｄ３は３．０ｍｍであり、外径Ｄ４は４．０ｍｍである。また、前記液体用ノズル４の基端部４ｂの基台１１からの高さＨ３は、前記高さＨ２および支持部材１５へ嵌り込む量によっても異なるけれども、たとえば０．５〜２．０ｍｍである。さらにまた、前記筒体５の内径Ｄ５は１８．０ｍｍであり、外径Ｄ６は２０．０ｍｍである。
【００３７】
前記孔１５ａの出口は前記気体用ノズル３の吐出面と略一致する。したがって、前記気体用ノズル３と液体用ノズル４との軌道が交わり、気体用ノズル３から吐出される気体に吸寄せられて、液体用ノズル４が気化対象の液体１０を吸い上げ、吐出することができる。
【００３８】
また、前記孔１５ａは、上方側では、軸直角断面が楕円形状に形成されており、したがって狭窄部１５ｂを形成する。前記孔１５ａの楕円の短径方向の長さＷ１は、前記気体用ノズル３の外径Ｄ２に略等しく形成され、該孔１５ａ内を前記気体用ノズル３の先端３ａが挿通する。こうして、支持部材１５は、前記ノズル３，４の先端３ａ，４ａを、これらの軸線とは交差する方向への変位を阻止して支持する（揺れ止めを行う）。前記長さＷ１は、たとえば２．０ｍｍであり、狭窄部１５ｂの高さＨ４は１．５ｍｍであり、孔１５ａの先端側の気体用ノズル３に平行な部分の長さＨ５は１．５ｍｍである。この狭窄部１５ｂは、気体の圧力が比較的低圧でも液体の吸出しを可能にするものであり、気体の圧力が高いときには特に設けなくてもよく、前記のように形成することで、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の低圧での液体の吸出しが可能になる。
【００３９】
前記支持部材１５上において、前記楕円形状の孔１５ａの短径方向には、板に切り欠き部６ａを形成して成る前記拡散板６が配置される。その拡散板６の幅Ｗ２は、前記気体用ノズル３の外径Ｄ２より広く、かつ前記狭窄部１５ｂの長径部分の幅Ｗ３よりも狭い幅に形成され、たとえば前記幅Ｗ２は３．０ｍｍであり、前記幅Ｗ３は４．０ｍｍである。また、前記切り欠き部６ａの幅Ｗ４は１０．０ｍｍであり、高さＨ６は１．０ｍｍである。この高さＨ６によって、混合気体における水分の粒径が変化し、狭い程小さくなる。したがって、支持部材１５から拡散板６を交換可能にすることで、または拡散板６の支持部材１５からの高さ調整を可能にすることで、前記水分の粒径を調整することができる。一方、混合気体の量は、気体の圧力によって変化する。
【００４０】
前記筒体５の基端部５ｂの一部分は、切り欠かれて、該筒体５の内外を連通する開口５ｃが形成されており、その開口５ｃを通して、前記液体用ノズル４に液体１０が供給される。
【００４１】
前記筐体２は、たとえばその幅Ｗ５が５０ｍｍ角で、高さＨ７は、前記ノズル３，４の吐出面である支持部材１５の上面からの高Ｈ８さが５０ｍｍ以上であると、後述するように排出口７から排出される混合気体から液滴成分を略無くすことができるので、たとえば１５０ｍｍに形成される。前記排出口７は、たとえばその径Ｗ６が２０ｍｍで、高さＨ９は３０ｍｍに形成される。
【００４２】
図５は上述のように構成される静電気除去装置１において、微細な霧状の混合気体を発生するメカニズムを詳しく説明するための縦断面図である。この図５は、前記図３に基づいている。図５（ａ）は気体用ノズル３から吹出される気体の流れを示し、図５（ｂ）は液体用ノズル４から吹出される液体の流れを示し、図５（ｃ）はそれらが混合した混合気体の流れを示す図である。
【００４３】
外部の気体源から接栓１２を介して気体用ノズル３に気体が供給されると、該気体は図５（ａ）で示すように筐体２内に充満し、排出口７から図示しないダクトを通って排出されるとともに、液体１０の液面を僅かに押圧する。
【００４４】
これによって、液体用ノズル４が液体１０を取込み易くなり、さらに前記気体用ノズル３から吹出す気体による真空ポンプのような吸出し効果によって、図５（ｂ）で示すように、同心の液体用ノズル４から液体１０が吸い出され、さらに拡散板６に衝突して微細な混合気体が発生し、筐体２内に充満する。このとき、細かい粒子程、筐体２の上部に漂い、大きく重い粒子程、下部に漂う。
【００４５】
これによって、図５（ｃ）で示すように、重い粒子は下降して再び液体１０となり、また比較的軽い粒子でも、天面２ｂや壁面２ｃに付着して再結晶化すると、落下して再び液体１０となる。一方、前記天面２ｂや壁面２ｃに付着しなかった小さな粒子は、前記気体の排出に伴って、上方の排出口７からダクトへ排出される。
【００４６】
前記排出口７から排出された混合気体の内、比較的粒径が大きいものはダクトの内壁に付着して液滴となり、該ダクトから排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとなる。特に前記ダクトを６０ｃｍ以上にすると、ダクトから液滴が排出されることを略確実に防止することができる。また、気体としてたとえば空気を用い、その圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、前記ダクトの長さとしては２ｍ程度迄延長可能で、ダクトの出口から２５ｃｍ程度迄噴霧を行うことができる。
【００４７】
図６は、前記静電気除去装置１の具体的な一構成例を示す斜視図である。この例では、該静電気除去装置１は、基台２１に搭載され、その基台２１にはまた、該静電気除去装置１の側方に、前記液体１０のリザーバタンク２２が搭載されている。このリザーバタンク２２と筐体２とは、その下端側で相互に連通しており、両者を合わせて、たとえば３５０ｃｃの液体１０を貯留することができる。リザーバタンク２２の上面には、溶液カートリッジのノズルを受け入れる注入口２３が形成されている。
【００４８】
図７は、前記静電気除去装置１の一使用例を示す図である。この例では、電子部品を供給するパーツフィーダ３１に本静電気除去装置１が使用されている。該静電気除去装置１の排出口７にはダクト３２が連結され、その先端３２ａが前記パーツフィーダ３２のパーツ面上に臨み、霧状の混合気体を排出する。前記パーツ面上には、静電気量を検出する検出手段３３が設けられており、その検出結果に応答して、制御回路３４は、コンプレッサ３５から前記接栓１２への管路３６に介在した電磁弁３７を、静電気量が予め定めるレベルを超えるとＯＮして気体を供給させ、前記予め定めるレベル以下ではＯＦＦして気体の供給を遮断させる。このようにフィードバック制御によって、自動的に混合気体の発生をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４９】
なお、前記検出手段３３および制御回路３４を用いることなく、タイマ連動などで、静電気が蓄積されそうな周期毎に、予め定める時間だけ電磁弁３７をＯＮさせるようにしてもよい。
【００５０】
また、図８は、前記静電気除去装置１の他の使用例を示す図である。この例では、電子部品を搬送するベルトコンベア３８に本静電気除去装置１が使用されている。該静電気除去装置１の排出口７には前記ダクト３２が連結され、そのダクト３２は、前記ベルトコンベア３８の搬送方向とは交差する方向に設けられ、前記ベルトコンベア３８の略全長に亘って吹出し口３９を有する棒状のノズル部材４０に接続される。棒状のノズル部材４０において、前記吹出し口３９は、好ましくはベルトコンベア３８の搬送方向下流側に向けて形成される。本使用例でも、前記検出手段３３を用いたフィードバック制御が行われてもよい。
【００５１】
表１および表２は、本件発明者の実験結果を示すものである。共に、各気体の圧力での前記パーツフィーダ３１への混合気体の供給による静電気電圧の減少の様子を示すものであり、表１はダクト３２の長さが６０ｃｍの場合であり、表２は２ｍの場合である。また、気体は空気とし、コンプレッサから表記の各圧力で供給し、液体１０は水道水としている。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
表１および表２から明らかなように、ダクト３２が長くなると、該ダクト３２内での再結晶化が多くなり、エア圧が同じならばエア量は変わらないけれども、水道水の含有量（霧の量）が少なくなり、除電効果が多少悪くなっている。しかしながら、５分もすれば、かなりの除電効果が得られていることが理解される。０．５ｋＶ以下であれば、パーツがパーツフィーダ３１のパーツ面の中心に塊まらなくなり、円滑な供給を行うことができる。また、発生された霧は、いずれのエア圧でも、ダクト３２の出口にティシュペーパを垂らせてみても、湿りすら感じない程度であり、水道水であっても、パーツに錆などの不具合が発生する虞も少ない。
【００５５】
必要に応じて、本発明の静電気除去装置１では、前記液体１０として、純水、アルカリ還元水および前記水道水などの水に限らず、それらに溶剤を溶かした物や、アルコールなど、静電気を除去すべき対象物に応じた液体を使用することができる。ただし、油脂類などで、粘性の高いものは気化させにくく、不適な物もある。同様に気体も、コンプレッサーで圧縮した空気や、ボンベに詰めた不活性ガスなどから、任意に選択することができる。
【００５６】
また、表３には、各エア圧に対する液体１０の消費量を示す。液体１０を予め定める各量だけ筐体２（および前記リザーバタンク２２）に投入したときに、霧の発生を持続することができた時間を示す。この表３から、多少のばらつきはあるものの、表４で示すように、各エア圧での液体１０の消費率（単位時間当りの消費量）は、液体１０の残量に拘わらず、略一定であることが理解される。
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
さらにまた、ダクト３２の出口を先細状に絞ったり、ホーン状に拡大したりすることで、混合気体の拡散幅を調整することができる。エア圧および照射位置までの距離の調整も合わせて、たとえば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２で対象ワークとしては１ｃｍ以下の小型のトランジスタやチップ抵抗、チップコンデンサなどを供給する小型のパーツフィーダ、１．０〜２．０ｋｇｆ／ｃｍ２でφ＝２５〜６０ｃｍの中小型のパーツフィーダ、２．０〜４．０ｋｇｆ／ｃｍ２で前記中小型のパーツフィーダや生産ライン或いは粉体のホッパ、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２以上で大型のパーツフィーダや生産ライン或いは粉体のホッパに使用することができる。
【００６０】
このように構成することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、霧状の混合気体によって効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。これによって、本発明の静電気除去装置３１を、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置に適用した場合、格段に高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。また、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置に適用した場合、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。また、上記のような電子部品や粉体に限らず、樹脂製品、科学繊維、金属薄板などにも適用することができる。
【００６１】
さらにまた、前記特許文献１や特許文献２のように、発生した静電気とは逆極性で、略等しい電圧のイオンを発生する場合には、極性や電圧の検知から対応したイオンの発生までに複雑な制御が必要となるのに対して、本発明の静電気除去装置１では、制御回路３４は、検出手段３３の検出結果が予め定めるレベル以上であるか否かから電磁弁３７をＯＮ／ＯＦＦ制御するだけであり、簡単な構成で効果的にフィードバック制御を行うことができる。
【００６２】
また、制御回路３４によるフィードバック制御を行わなければ、電源を確保する必要はなく、気体源の確保と、前記のような時々の液体１０の補給を行えばよく、設置が容易で、かつ移動も容易である。しかも、専門的な知識がなくても、設置や維持が可能であるとともに、構造が簡単であるので、故障の可能性も少ない。
【００６３】
さらにまた、液体用ノズル４の中心に気体用ノズル３が嵌め込まれた２重筒構造とすることで上述のように両ノズル３，４の軌道を交差させ、さらに液体用ノズル４がその吐出面にかけて狭窄部１５ｂとなっていることで、気体用ノズル３から吐出される気体による液体用ノズル４からの液体１０の吸出しを効果的に行うことができる。したがって、気体の圧力が、前記０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度に低くても、前記霧状の混合気体を作成することができ、気体をタンクや簡単なポンプで発生させるようにして、該静電気除去装置１を携帯可能なレベルに小型化することができる。これによって、上述のような工業用途に限らず、衣類の静電気除去やドアノブの静電気除去、或いは消臭用途などの一般家庭を含むような用途にも使用することができる。
【００６４】
また、前記狭窄部１５ｂをノズル３，４の軸直角方向での断面が楕円形状とし、前記拡散板６を、気体用ノズル３の外径より広く形成することで、該気体用ノズル３から吐出された気体が確実に衝突して混合気体の微細化が促進されるようになり、前記狭窄部１５ｂの長径部分よりも狭い幅に形成することで、生成された霧状の混合気体の排出を促進することができる。したがって、混合気体の微細化および同じ気体流量でも、混合気体の発生量を増大することができる。
【００６５】
上述の例では、気体用ノズル３の内径Ｄ１は０．８ｍｍであり、外径Ｄ２は１．５ｍｍであったけれども、これに限らず、Ｄ１＝０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、Ｄ２＝１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍであればよく、前記液体用ノズル４の内径Ｄ３は３．０ｍｍであり、高さＨ２は７２．５ｍｍであったけれども、Ｄ３＝２．０〜３．０ｍｍ、Ｈ２＝５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍであればよく、前記拡散板６の幅Ｗ２は３．０ｍｍであったけれども、Ｗ２＝２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍであればよい。ユーザの望む液体１０の貯留量が大きくなる程、すなわち補充サイクルが長くなる程、液面高さが高くなるので、前記高さＨ２が高くなり、ユーザの望む気体の圧力が低くなる程、気体用ノズル３の内径Ｄ１および外径Ｄ２ならびに液体用ノズル４の内径Ｄ３および外径Ｄ４は小さくなる。
【００６６】
［実施の形態２］
図９は本発明の実施の第２の形態に係る静電気除去装置４１の構造を示す縦断面図である。この図９は、前述の図２に対応しており、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この静電気除去装置４１では、前記筒体５の基端部５ｂが基台１１に固定されておらず、代りに基台１１に固定され、筒体５が内挿する案内筒４２が設けられており、筒体５が浮上可能となっていることである。
【００６７】
これに対応して、前記案内筒４２の基端部４２ｂには前記開口５ｃに連通する開口４２ｃが形成されている。また、筐体２の上部側には、浮力および気体用ノズル３からの気体の吐出圧による前記筒体５の必要以上の浮上を阻止するストッパ４３が取付けられている。さらにまた、支持部材４５の板厚が前記支持部材１５よりも厚く形成されており、狭窄部４５ｂに続く孔４５ａが前記孔１５ａに比べて延長形成され、筒体５の浮上がりによっても、気体用ノズル３が該孔４５ａから外れないようになっている。
【００６８】
したがって、前記液体１０が多く投入された場合は、筒体５および支持部材４５内に抱え込んだ気体の浮力によって筒体５が浮上がり、これによって液体１０が支持部材４５の孔４５ａ側から侵入し、混合気体の発生ができなくなってしまうことを未然に防止することができる。ただし、気体が液体１０と混合した後に、長い孔４５ａを通過することになるので、使用可能な気体の最低圧力は若干上昇する。
【００６９】
前記ストッパ４３に代えて、筒体５の基端部５ｂにフランジを形成し、案内筒４２の先端に内向きのフランジを形成することで、筒体５の浮き上がりを防止するようにしてもよい。
【００７０】
［実施の形態３］
図１０および図１１は本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置５１の構造を示す図であり、図１０は縦断面図であり、図１１はノズル３，５４の軸直角断面図である。上述の静電気除去装置１，４１では、気体用ノズル３と液体用ノズル４とは２重筒構造となっており、それらの軌道は一致するけれども、本発明の最小限の構成は、図１０および図１１で示すように、気体用ノズル３の軌道と液体用ノズル５４の軌道とが略交わるように配置し、その軌道の交点の下流側に拡散板６を設けるだけでよい。
【００７１】
しかしながら、前述の２重筒構造に比べて、気体用ノズル３から吐出される気体による液体用ノズル５４からの液体１０の吸出効率が悪く、この場合も、使用可能な気体の最低圧力は上昇する。
【００７２】
そこで、図１２や図１３で示すように、液体用ノズル５４の径を小さくして、気体用ノズル３の外周面に複数配置することで、前記図１０および図１１で示す１本の構成に比べて、使用可能な気体の最低圧力を低下させることができる。たとえば２．０ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで使用可能となる。
【００７３】
［実施の形態４］
図１４および図１５は本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置６１の構造を示す図であり、図１４は縦断面図であり、図１５はノズル３，６４の平面図である。この静電気除去装置６１も、気体用ノズル３の周囲から複数の液体用ノズル６４が近接して、その軌道を略一致させるけれども、各液体用ノズル６４は、その基端部６４ｂ側が相互に違反している。このため、各液体用ノズル６４および気体用ノズル３は、脚部材６５によって纏められている。各液体用ノズル６４が挿通する脚部材６５の基端部６５ｂには、液体１０の貯留部６６がそれぞれ設けられている。
【００７４】
したがって、複数種類の液体１０の混合気体を作成することができる。混合割合は、各液体用ノズル６４の径や、気体用ノズル３との合流位置を異ならせることで、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置の基本的構成を示す透視斜視図である。
【図２】図１の具体的構造を示す縦断面図である。
【図３】図１の具体的構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの正面図である。
【図５】前記静電気除去装置における微細な霧状の混合気体を発生するメカニズムを詳しく説明するための縦断面図である。
【図６】前記静電気除去装置の具体的な一構成例を示す斜視図である。
【図７】前記静電気除去装置の一使用例を示す図である。
【図８】前記静電気除去装置の他の使用例を示す図である。
【図９】本発明の実施の第２の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１２】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１３】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１４】本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの平面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，４１，５１，６１ 静電気除去装置
２ 筐体
３ 気体用ノズル
４，５４，６４ 液体用ノズル
５ 筒体
６ 拡散板
１０ 気化対象の液体
１１ 基台
１２ 接栓
１３ 管路
１４ 調圧ねじ
１５，４５ 支持部材
１５ａ，４５ａ 孔
１５ｂ 狭窄部
２ｂ 天面
２ｃ 壁面
２１ 基台
２２ リザーバタンク
３１ パーツフィーダ
３２ ダクト
３３ 検出手段
３４ 制御回路
３５ コンプレッサ
３６ 管路
３７ 電磁弁
３８ ベルトコンベア
３９ 吹出し口
４０ ノズル部材
４２ 案内筒
４３ ストッパ
６５ 脚部材
６６ 貯留部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような静電気を除去するようにした装置は、以下の特許文献１および２などで提案されている。特許文献１は、パーツフィーダのパーツ面上にイオンを供給して帯電を除去するようにしたパーツフィーダの静電気除去装置において、回転中心となる中央のボルトから、エアとともにイオンを供給することで、静電気を効果的に除去するようにしたものである。
【０００３】
一方、特許文献２は、粉体篩い分け機において、篩い分けのスクリーンの周囲の除電器からイオンを吹付けるようにした目詰まり防止装置である。
【特許文献１】特開２００３−２０１０１０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０５９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の各従来技術は、いずれもイオンを吹付けることで、帯電電荷を除去している。したがって、発生した電荷量と同じ電荷量で逆極性のイオンを発生することが困難で、充分な静電気除去効果を得ることが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、充分な静電気除去効果を得ることができる静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の静電気除去装置は、気体用のノズルと、前記気体用のノズルの軌道に略交わる軌道を有するように配置され、前記気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、気化対象液体を吐出する液体用のノズルと、前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられ、前記気化対象液体の混合した気体が衝突し、その混合気体を微細化する拡散板とを含むことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置において、気体用のノズルと液体用のノズルとを、それらの軌道が略交わるように配置し、これによって気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、液体用のノズルから気化対象液体が吐出され、それらは混合気体となる。その混合気体は、前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられる拡散板に衝突することで微細化され、霧状となる。前記気体用のノズルからの気体の吐出圧で前記混合気体の流量が変化し、前記軌道の交点から拡散板までの距離によって前記混合気体の粒径が変化する。
【０００８】
このような極微細な霧状の混合気体を半導体素子のパーツフィーダや粉体を蓄積するホッパなどで発生することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、該霧状の混合気体によって、効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。
【０００９】
また、本発明の静電気除去装置では、前記気体用のノズルと液体用のノズルとは、液体用のノズルの中心に気体用のノズルが嵌め込まれた２重筒構造から成り、両ノズルの吐出面は略一致し、前記液体用のノズルはその吐出面にかけて狭窄部となっていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、２重筒構造につき、気体用のノズルと液体用のノズルとの軌道が交わり、さらに液体用のノズルがその吐出面にかけて狭窄部となっていることで、気体用のノズルから吐出される気体による液体用のノズルからの気化対象液体の吸出しを効果的に行うことができる。
【００１１】
したがって、気体の圧力が低くても、前記霧状の混合気体を作成することができ、気体をタンクや簡単なポンプで発生させるようにして、該静電気除去装置を携帯可能なレベルに小型化することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明の静電気除去装置では、前記狭窄部は、ノズルの軸直角方向での断面が楕円形状であり、楕円の短径部分の内周面が前記気体用のノズルの外周面に略密着し、前記拡散板は、前記気体用のノズルの外径より広く、かつ前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、拡散板が、気体用のノズルの外径より広く形成されることで、気体用のノズルから吐出された気体が確実に衝突し、混合気体の微細化が促進され、前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることで、生成された霧状の混合気体の排出を促進することができる。
【００１４】
したがって、混合気体の微細化および同じ気体流量でも、混合気体の発生量を増大することができる。
【００１５】
また、本発明の静電気除去装置は、前記気体用のノズル、液体用のノズルおよび拡散板を収容し、生成された霧状の混合気体の排出口を有する筐体を備えて成ることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、生成された混合気体の内、比較的粒径が大きいものは筐体の壁面、特に天面で液滴となり、排出口から排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとすることができる。
【００１７】
さらにまた本発明の静電気除去装置では、前記気体用のノズルの内径は０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、外径は１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍ、前記液体用のノズルの内径は２．０〜３．０ｍｍ、前記液体用のノズルの高さは５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍ、前記拡散板の幅は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍに形成されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、微細な霧状の混合気体を生成するのに好適な構造を実現することができる。なお、気化対象液体は液体用のノズルによって吸い上げられ、外部から加圧されないが、気体用のノズルからは、たとえば０．５〜６ｋｇｆ／ｃｍ２で気体を供給すればよい。
【００１９】
また、本発明の静電気除去装置は、前記排出口に連結され、所望とする噴霧先へ、生成された霧状の混合気体を供給するダクトをさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、前記排出口から排出された混合気体の内、比較的粒径が大きいものはダクトの内壁に付着して液滴となり、該ダクトから排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとすることができる。特に前記ダクトを６０ｃｍ以上にすると、ダクトから液滴が排出されることを略確実に防止することができる。また、気体としてたとえば空気を用い、その圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、前記ダクトの長さとしては２ｍ程度迄延長可能で、ダクトの出口から２５ｃｍ程度迄噴霧を行うことができる。
【００２１】
さらにまた、本発明の静電気除去装置は、静電気量を検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果に応答し、前記気体用のノズルへの気体の供給を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、検出手段で検出された静電気量に応じて、制御手段が気体用のノズルへの気体の供給を制御するので、所定量以上の静電気が発生すると、自動的に該静電気除去装置を起動することができる。
【００２３】
また、本発明の半導体素子の供給および／または搬送装置は、前記の静電気除去装置を用いることを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置において、上記の静電気除去装置を用いることで、これまで半導体素子を揮発性の液体に浸漬したり、装置側を拭き掃除して、静電気を除去していたのに比べて、高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。
【００２５】
さらにまた、本発明の粉体の供給および／または搬送装置は、前記の静電気除去装置を用いることを特徴とする。
【００２６】
上記の構成によれば、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置において、上記の静電気除去装置を用いることで、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の静電気除去装置は、以上のように、半導体素子や粉体などの静電気を除去して、それらが供給装置や搬送装置へ付着したり、塊状になってしまうことを防止するようにした静電気除去装置において、気体用のノズルと液体用のノズルとを、それらの軌道が略交わるように配置し、これによって気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて液体用のノズルから気化対象液体が吐出され、得られた混合気体を、前記気体用のノズルと液体用のノズルとの軌道の交点の下流側に設けられる拡散板に衝突させて微細化し、霧状にする。
【００２８】
それゆえ、このような極微細な霧状の混合気体を半導体素子のパーツフィーダや粉体を蓄積するホッパなどで発生することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、該霧状の混合気体によって効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。
【００２９】
さらにまた、本発明の半導体素子の供給および／または搬送装置は、以上のように、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置において、上記の静電気除去装置を用いる。
【００３０】
それゆえ、これまで半導体素子を揮発性の液体に浸漬したり、装置側を拭き掃除して、静電気を除去していたのに比べて、高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。
【００３１】
また、本発明の粉体の供給および／または搬送装置は、以上のように、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置において、上記の静電気除去装置を用いる。
【００３２】
それゆえ、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置１の基本的構成を示す透視斜視図であり、図２および図３はその具体的構造を示す縦断面図である。この静電気除去装置１は、空気などの気体に水などの気化対象の液体１０を混合して、極微細な霧状の気体を発生する噴霧器として実現される。
【００３４】
この静電気除去装置１は、大略的に、筐体２内に、２重筒構造に形成される気体用ノズル３および液体用ノズル４と、それらと同心に配置され、それらを外囲する筒体５と、前記ノズル３，４の前方に配置される拡散板６とが収容されて構成されており、前記気体用ノズル３から気体を吹出すことで、液体用ノズル４がその基端部４ｂから、筐体２の底部に貯留した液体１０を吸い上げて吐出し、こうして生成された混合気体が拡散板６に衝突することで前記極微細な霧状になり、排出口７から、それに接続される図示しないダクトを介して外部へ排出する。
【００３５】
このため、先ず前記気体用ノズル３は、基台１１の略中心から立設され、その基台１１内には、接栓１２から前記気体用ノズル３に連なる管路１３が形成されている。前記接栓１２には、コンプレッサやタンクなどの高圧の気体源が接続される。前記管路１３の途中には、調圧や気体の供給／遮断を行うことができる調圧ねじ１４が設けられている。前記気体用ノズル３は、たとえばＳＵＳパイプから成り、高さＨ１は７５ｍｍであり、図４で示すその内径Ｄ１は０．８ｍｍであり、外径Ｄ２は１．５ｍｍである。
【００３６】
また、前記基台１１からは、筒体５が立設されており、その先端５ａには、該先端５ａを閉塞する板状の支持部材１５が取付けられている。前記支持部材１５の中央には、前記液体用ノズル４を延長したノズルとなる孔１５ａが形成されており、その孔１５ａは、図２および図３で示すように、下方側では前記ノズル４の先端４ａが嵌め込まれる円形であり、これによって液体用ノズル４は、その基端部４ｂが基台１１から浮き上がって支持されている。前記液体用ノズル４は、たとえばＡｌパイプから成り、高さＨ２は７２．５ｍｍであり、その内径Ｄ３は３．０ｍｍであり、外径Ｄ４は４．０ｍｍである。また、前記液体用ノズル４の基端部４ｂの基台１１からの高さＨ３は、前記高さＨ２および支持部材１５へ嵌り込む量によっても異なるけれども、たとえば０．５〜２．０ｍｍである。さらにまた、前記筒体５の内径Ｄ５は１８．０ｍｍであり、外径Ｄ６は２０．０ｍｍである。
【００３７】
前記孔１５ａの出口は前記気体用ノズル３の吐出面と略一致する。したがって、前記気体用ノズル３と液体用ノズル４との軌道が交わり、気体用ノズル３から吐出される気体に吸寄せられて、液体用ノズル４が気化対象の液体１０を吸い上げ、吐出することができる。
【００３８】
また、前記孔１５ａは、上方側では、軸直角断面が楕円形状に形成されており、したがって狭窄部１５ｂを形成する。前記孔１５ａの楕円の短径方向の長さＷ１は、前記気体用ノズル３の外径Ｄ２に略等しく形成され、該孔１５ａ内を前記気体用ノズル３の先端３ａが挿通する。こうして、支持部材１５は、前記ノズル３，４の先端３ａ，４ａを、これらの軸線とは交差する方向への変位を阻止して支持する（揺れ止めを行う）。前記長さＷ１は、たとえば２．０ｍｍであり、狭窄部１５ｂの高さＨ４は１．５ｍｍであり、孔１５ａの先端側の気体用ノズル３に平行な部分の長さＨ５は１．５ｍｍである。この狭窄部１５ｂは、気体の圧力が比較的低圧でも液体の吸出しを可能にするものであり、気体の圧力が高いときには特に設けなくてもよく、前記のように形成することで、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の低圧での液体の吸出しが可能になる。
【００３９】
前記支持部材１５上において、前記楕円形状の孔１５ａの短径方向には、板に切り欠き部６ａを形成して成る前記拡散板６が配置される。その拡散板６の幅Ｗ２は、前記気体用ノズル３の外径Ｄ２より広く、かつ前記狭窄部１５ｂの長径部分の幅Ｗ３よりも狭い幅に形成され、たとえば前記幅Ｗ２は３．０ｍｍであり、前記幅Ｗ３は４．０ｍｍである。また、前記切り欠き部６ａの幅Ｗ４は１０．０ｍｍであり、高さＨ６は１．０ｍｍである。この高さＨ６によって、混合気体における水分の粒径が変化し、狭い程小さくなる。したがって、支持部材１５から拡散板６を交換可能にすることで、または拡散板６の支持部材１５からの高さ調整を可能にすることで、前記水分の粒径を調整することができる。一方、混合気体の量は、気体の圧力によって変化する。
【００４０】
前記筒体５の基端部５ｂの一部分は、切り欠かれて、該筒体５の内外を連通する開口５ｃが形成されており、その開口５ｃを通して、前記液体用ノズル４に液体１０が供給される。
【００４１】
前記筐体２は、たとえばその幅Ｗ５が５０ｍｍ角で、高さＨ７は、前記ノズル３，４の吐出面である支持部材１５の上面からの高Ｈ８さが５０ｍｍ以上であると、後述するように排出口７から排出される混合気体から液滴成分を略無くすことができるので、たとえば１５０ｍｍに形成される。前記排出口７は、たとえばその径Ｗ６が２０ｍｍで、高さＨ９は３０ｍｍに形成される。
【００４２】
図５は上述のように構成される静電気除去装置１において、微細な霧状の混合気体を発生するメカニズムを詳しく説明するための縦断面図である。この図５は、前記図３に基づいている。図５（ａ）は気体用ノズル３から吹出される気体の流れを示し、図５（ｂ）は液体用ノズル４から吹出される液体の流れを示し、図５（ｃ）はそれらが混合した混合気体の流れを示す図である。
【００４３】
外部の気体源から接栓１２を介して気体用ノズル３に気体が供給されると、該気体は図５（ａ）で示すように筐体２内に充満し、排出口７から図示しないダクトを通って排出されるとともに、液体１０の液面を僅かに押圧する。
【００４４】
これによって、液体用ノズル４が液体１０を取込み易くなり、さらに前記気体用ノズル３から吹出す気体による真空ポンプのような吸出し効果によって、図５（ｂ）で示すように、同心の液体用ノズル４から液体１０が吸い出され、さらに拡散板６に衝突して微細な混合気体が発生し、筐体２内に充満する。このとき、細かい粒子程、筐体２の上部に漂い、大きく重い粒子程、下部に漂う。
【００４５】
これによって、図５（ｃ）で示すように、重い粒子は下降して再び液体１０となり、また比較的軽い粒子でも、天面２ｂや壁面２ｃに付着して再結晶化すると、落下して再び液体１０となる。一方、前記天面２ｂや壁面２ｃに付着しなかった小さな粒子は、前記気体の排出に伴って、上方の排出口７からダクトへ排出される。
【００４６】
前記排出口７から排出された混合気体の内、比較的粒径が大きいものはダクトの内壁に付着して液滴となり、該ダクトから排出されるのは、微細な霧状の混合気体のみとなる。特に前記ダクトを６０ｃｍ以上にすると、ダクトから液滴が排出されることを略確実に防止することができる。また、気体としてたとえば空気を用い、その圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、前記ダクトの長さとしては２ｍ程度迄延長可能で、ダクトの出口から２５ｃｍ程度迄噴霧を行うことができる。
【００４７】
図６は、前記静電気除去装置１の具体的な一構成例を示す斜視図である。この例では、該静電気除去装置１は、基台２１に搭載され、その基台２１にはまた、該静電気除去装置１の側方に、前記液体１０のリザーバタンク２２が搭載されている。このリザーバタンク２２と筐体２とは、その下端側で相互に連通しており、両者を合わせて、たとえば３５０ｃｃの液体１０を貯留することができる。リザーバタンク２２の上面には、溶液カートリッジのノズルを受け入れる注入口２３が形成されている。
【００４８】
図７は、前記静電気除去装置１の一使用例を示す図である。この例では、電子部品を供給するパーツフィーダ３１に本静電気除去装置１が使用されている。該静電気除去装置１の排出口７にはダクト３２が連結され、その先端３２ａが前記パーツフィーダ３２のパーツ面上に臨み、霧状の混合気体を排出する。前記パーツ面上には、静電気量を検出する検出手段３３が設けられており、その検出結果に応答して、制御回路３４は、コンプレッサ３５から前記接栓１２への管路３６に介在した電磁弁３７を、静電気量が予め定めるレベルを超えるとＯＮして気体を供給させ、前記予め定めるレベル以下ではＯＦＦして気体の供給を遮断させる。このようにフィードバック制御によって、自動的に混合気体の発生をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４９】
なお、前記検出手段３３および制御回路３４を用いることなく、タイマ連動などで、静電気が蓄積されそうな周期毎に、予め定める時間だけ電磁弁３７をＯＮさせるようにしてもよい。
【００５０】
また、図８は、前記静電気除去装置１の他の使用例を示す図である。この例では、電子部品を搬送するベルトコンベア３８に本静電気除去装置１が使用されている。該静電気除去装置１の排出口７には前記ダクト３２が連結され、そのダクト３２は、前記ベルトコンベア３８の搬送方向とは交差する方向に設けられ、前記ベルトコンベア３８の略全長に亘って吹出し口３９を有する棒状のノズル部材４０に接続される。棒状のノズル部材４０において、前記吹出し口３９は、好ましくはベルトコンベア３８の搬送方向下流側に向けて形成される。本使用例でも、前記検出手段３３を用いたフィードバック制御が行われてもよい。
【００５１】
表１および表２は、本件発明者の実験結果を示すものである。共に、各気体の圧力での前記パーツフィーダ３１への混合気体の供給による静電気電圧の減少の様子を示すものであり、表１はダクト３２の長さが６０ｃｍの場合であり、表２は２ｍの場合である。また、気体は空気とし、コンプレッサから表記の各圧力で供給し、液体１０は水道水としている。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
表１および表２から明らかなように、ダクト３２が長くなると、該ダクト３２内での再結晶化が多くなり、エア圧が同じならばエア量は変わらないけれども、水道水の含有量（霧の量）が少なくなり、除電効果が多少悪くなっている。しかしながら、５分もすれば、かなりの除電効果が得られていることが理解される。０．５ｋＶ以下であれば、パーツがパーツフィーダ３１のパーツ面の中心に塊まらなくなり、円滑な供給を行うことができる。また、発生された霧は、いずれのエア圧でも、ダクト３２の出口にティシュペーパを垂らせてみても、湿りすら感じない程度であり、水道水であっても、パーツに錆などの不具合が発生する虞も少ない。
【００５５】
必要に応じて、本発明の静電気除去装置１では、前記液体１０として、純水、アルカリ還元水および前記水道水などの水に限らず、それらに溶剤を溶かした物や、アルコールなど、静電気を除去すべき対象物に応じた液体を使用することができる。ただし、油脂類などで、粘性の高いものは気化させにくく、不適な物もある。同様に気体も、コンプレッサーで圧縮した空気や、ボンベに詰めた不活性ガスなどから、任意に選択することができる。
【００５６】
また、表３には、各エア圧に対する液体１０の消費量を示す。液体１０を予め定める各量だけ筐体２（および前記リザーバタンク２２）に投入したときに、霧の発生を持続することができた時間を示す。この表３から、多少のばらつきはあるものの、表４で示すように、各エア圧での液体１０の消費率（単位時間当りの消費量）は、液体１０の残量に拘わらず、略一定であることが理解される。
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
さらにまた、ダクト３２の出口を先細状に絞ったり、ホーン状に拡大したりすることで、混合気体の拡散幅を調整することができる。エア圧および照射位置までの距離の調整も合わせて、たとえば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２で対象ワークとしては１ｃｍ以下の小型のトランジスタやチップ抵抗、チップコンデンサなどを供給する小型のパーツフィーダ、１．０〜２．０ｋｇｆ／ｃｍ２でφ＝２５〜６０ｃｍの中小型のパーツフィーダ、２．０〜４．０ｋｇｆ／ｃｍ２で前記中小型のパーツフィーダや生産ライン或いは粉体のホッパ、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２以上で大型のパーツフィーダや生産ライン或いは粉体のホッパに使用することができる。
【００６０】
このように構成することで、前記半導体素子や粉体の摩擦によって発生する静電気による電荷を、正負いずれの極性であっても、霧状の混合気体によって効果的に除去することができる。また、前記のように混合気体は極微細な霧状であるので、液滴の場合のように半導体素子に錆が発生したり、粉体が塊状になってしまうような不具合もない。これによって、本発明の静電気除去装置３１を、パーツフィーダやベルトコンベアなどとして実現され、半導体素子の供給および搬送の少なくとも一方を行う装置に適用した場合、格段に高い静電気除去効果を得ることができるとともに、静電気除去の手間を省くことができる。また、粉体の袋詰め装置などとして実現され、ホッパなどに蓄積した粉体を撹拌し、搬送する装置に適用した場合、粉体が液体で凝固するようなことはなく、これまで静電気対策が施し難かった粉体に対して、静電気を除去することができるようになる。また、上記のような電子部品や粉体に限らず、樹脂製品、科学繊維、金属薄板などにも適用することができる。
【００６１】
さらにまた、前記特許文献１や特許文献２のように、発生した静電気とは逆極性で、略等しい電圧のイオンを発生する場合には、極性や電圧の検知から対応したイオンの発生までに複雑な制御が必要となるのに対して、本発明の静電気除去装置１では、制御回路３４は、検出手段３３の検出結果が予め定めるレベル以上であるか否かから電磁弁３７をＯＮ／ＯＦＦ制御するだけであり、簡単な構成で効果的にフィードバック制御を行うことができる。
【００６２】
また、制御回路３４によるフィードバック制御を行わなければ、電源を確保する必要はなく、気体源の確保と、前記のような時々の液体１０の補給を行えばよく、設置が容易で、かつ移動も容易である。しかも、専門的な知識がなくても、設置や維持が可能であるとともに、構造が簡単であるので、故障の可能性も少ない。
【００６３】
さらにまた、液体用ノズル４の中心に気体用ノズル３が嵌め込まれた２重筒構造とすることで上述のように両ノズル３，４の軌道を交差させ、さらに液体用ノズル４がその吐出面にかけて狭窄部１５ｂとなっていることで、気体用ノズル３から吐出される気体による液体用ノズル４からの液体１０の吸出しを効果的に行うことができる。したがって、気体の圧力が、前記０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度に低くても、前記霧状の混合気体を作成することができ、気体をタンクや簡単なポンプで発生させるようにして、該静電気除去装置１を携帯可能なレベルに小型化することができる。これによって、上述のような工業用途に限らず、衣類の静電気除去やドアノブの静電気除去、或いは消臭用途などの一般家庭を含むような用途にも使用することができる。
【００６４】
また、前記狭窄部１５ｂをノズル３，４の軸直角方向での断面が楕円形状とし、前記拡散板６を、気体用ノズル３の外径より広く形成することで、該気体用ノズル３から吐出された気体が確実に衝突して混合気体の微細化が促進されるようになり、前記狭窄部１５ｂの長径部分よりも狭い幅に形成することで、生成された霧状の混合気体の排出を促進することができる。したがって、混合気体の微細化および同じ気体流量でも、混合気体の発生量を増大することができる。
【００６５】
上述の例では、気体用ノズル３の内径Ｄ１は０．８ｍｍであり、外径Ｄ２は１．５ｍｍであったけれども、これに限らず、Ｄ１＝０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、Ｄ２＝１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍであればよく、前記液体用ノズル４の内径Ｄ３は３．０ｍｍであり、高さＨ２は７２．５ｍｍであったけれども、Ｄ３＝２．０〜３．０ｍｍ、Ｈ２＝５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍであればよく、前記拡散板６の幅Ｗ２は３．０ｍｍであったけれども、Ｗ２＝２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍであればよい。ユーザの望む液体１０の貯留量が大きくなる程、すなわち補充サイクルが長くなる程、液面高さが高くなるので、前記高さＨ２が高くなり、ユーザの望む気体の圧力が低くなる程、気体用ノズル３の内径Ｄ１および外径Ｄ２ならびに液体用ノズル４の内径Ｄ３および外径Ｄ４は小さくなる。
【００６６】
［実施の形態２］
図９は本発明の実施の第２の形態に係る静電気除去装置４１の構造を示す縦断面図である。この図９は、前述の図２に対応しており、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この静電気除去装置４１では、前記筒体５の基端部５ｂが基台１１に固定されておらず、代りに基台１１に固定され、筒体５が内挿する案内筒４２が設けられており、筒体５が浮上可能となっていることである。
【００６７】
これに対応して、前記案内筒４２の基端部４２ｂには前記開口５ｃに連通する開口４２ｃが形成されている。また、筐体２の上部側には、浮力および気体用ノズル３からの気体の吐出圧による前記筒体５の必要以上の浮上を阻止するストッパ４３が取付けられている。さらにまた、支持部材４５の板厚が前記支持部材１５よりも厚く形成されており、狭窄部４５ｂに続く孔４５ａが前記孔１５ａに比べて延長形成され、筒体５の浮上がりによっても、気体用ノズル３が該孔４５ａから外れないようになっている。
【００６８】
したがって、前記液体１０が多く投入された場合は、筒体５および支持部材４５内に抱え込んだ気体の浮力によって筒体５が浮上がり、これによって液体１０が支持部材４５の孔４５ａ側から侵入し、混合気体の発生ができなくなってしまうことを未然に防止することができる。ただし、気体が液体１０と混合した後に、長い孔４５ａを通過することになるので、使用可能な気体の最低圧力は若干上昇する。
【００６９】
前記ストッパ４３に代えて、筒体５の基端部５ｂにフランジを形成し、案内筒４２の先端に内向きのフランジを形成することで、筒体５の浮き上がりを防止するようにしてもよい。
【００７０】
［実施の形態３］
図１０および図１１は本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置５１の構造を示す図であり、図１０は縦断面図であり、図１１はノズル３，５４の軸直角断面図である。上述の静電気除去装置１，４１では、気体用ノズル３と液体用ノズル４とは２重筒構造となっており、それらの軌道は一致するけれども、本発明の最小限の構成は、図１０および図１１で示すように、気体用ノズル３の軌道と液体用ノズル５４の軌道とが略交わるように配置し、その軌道の交点の下流側に拡散板６を設けるだけでよい。
【００７１】
しかしながら、前述の２重筒構造に比べて、気体用ノズル３から吐出される気体による液体用ノズル５４からの液体１０の吸出効率が悪く、この場合も、使用可能な気体の最低圧力は上昇する。
【００７２】
そこで、図１２や図１３で示すように、液体用ノズル５４の径を小さくして、気体用ノズル３の外周面に複数配置することで、前記図１０および図１１で示す１本の構成に比べて、使用可能な気体の最低圧力を低下させることができる。たとえば２．０ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで使用可能となる。
【００７３】
［実施の形態４］
図１４および図１５は本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置６１の構造を示す図であり、図１４は縦断面図であり、図１５はノズル３，６４の平面図である。この静電気除去装置６１も、気体用ノズル３の周囲から複数の液体用ノズル６４が近接して、その軌道を略一致させるけれども、各液体用ノズル６４は、その基端部６４ｂ側が相互に違反している。このため、各液体用ノズル６４および気体用ノズル３は、脚部材６５によって纏められている。各液体用ノズル６４が挿通する脚部材６５の基端部６５ｂには、液体１０の貯留部６６がそれぞれ設けられている。
【００７４】
したがって、複数種類の液体１０の混合気体を作成することができる。混合割合は、各液体用ノズル６４の径や、気体用ノズル３との合流位置を異ならせることで、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置の基本的構成を示す透視斜視図である。
【図２】図１の具体的構造を示す縦断面図である。
【図３】図１の具体的構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの正面図である。
【図５】前記静電気除去装置における微細な霧状の混合気体を発生するメカニズムを詳しく説明するための縦断面図である。
【図６】前記静電気除去装置の具体的な一構成例を示す斜視図である。
【図７】前記静電気除去装置の一使用例を示す図である。
【図８】前記静電気除去装置の他の使用例を示す図である。
【図９】本発明の実施の第２の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１２】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１３】本発明の実施の第３の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの軸直角断面図である。
【図１４】本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置の構造を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の第４の形態に係る静電気除去装置におけるノズルの平面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，４１，５１，６１ 静電気除去装置
２ 筐体
３ 気体用ノズル
４，５４，６４ 液体用ノズル
５ 筒体
６ 拡散板
１０ 気化対象の液体
１１ 基台
１２ 接栓
１３ 管路
１４ 調圧ねじ
１５，４５ 支持部材
１５ａ，４５ａ 孔
１５ｂ 狭窄部
２ｂ 天面
２ｃ 壁面
２１ 基台
２２ リザーバタンク
３１ パーツフィーダ
３２ ダクト
３３ 検出手段
３４ 制御回路
３５ コンプレッサ
３６ 管路
３７ 電磁弁
３８ ベルトコンベア
３９ 吹出し口
４０ ノズル部材
４２ 案内筒
４３ ストッパ
６５ 脚部材
６６ 貯留部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体用のノズルと、
前記気体用のノズルの軌道に略交わる軌道を有するように配置され、前記気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、気化対象液体を吐出する液体用のノズルと、
前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられ、前記気化対象液体の混合した気体が衝突し、その混合気体を微細化する拡散板とを含むことを特徴とする静電気除去装置。
【請求項２】
前記気体用のノズルと液体用のノズルとは、液体用のノズルの中心に気体用のノズルが嵌め込まれた２重筒構造から成り、両ノズルの吐出面は略一致し、前記液体用のノズルはその吐出面にかけて狭窄部となっていることを特徴とする請求項１記載の静電気除去装置。
【請求項３】
前記狭窄部は、ノズルの軸直角方向での断面が楕円形状であり、楕円の短径部分の内周面が前記気体用のノズルの外周面に略密着し、前記拡散板は、前記気体用のノズルの外径より広く、かつ前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることを特徴とする請求項２記載の静電気除去装置。
【請求項４】
前記気体用のノズル、液体用のノズルおよび拡散板を収容し、生成された霧状の混合気体の排出口を有する筐体を備えて成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項５】
前記気体用のノズルの内径は０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、外径は１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍ、前記液体用のノズルの内径は２．０〜３．０ｍｍ、前記液体用のノズルの高さは５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍ、前記拡散板の幅は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍに形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項６】
前記排出口に連結され、所望とする噴霧先へ、生成された霧状の混合気体を供給するダクトをさらに備えることを特徴とする請求項４または５記載の静電気除去装置。
【請求項７】
静電気量を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に応答し、前記気体用のノズルへの気体の供給を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電気除去装置を用いることを特徴とする半導体素子の供給および／または搬送装置。
【請求項９】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電気除去装置を用いることを特徴とする粉体の供給および／または搬送装置。
【請求項１】
気体用のノズルと、
前記気体用のノズルの軌道に略交わる軌道を有するように配置され、前記気体用のノズルから吐出される気体に吸寄せられて、気化対象液体を吐出する液体用のノズルと、
前記気体用のノズルの軌道と液体用のノズルの軌道との交点の下流側に設けられ、前記気化対象液体の混合した気体が衝突し、その混合気体を微細化する拡散板とを含むことを特徴とする静電気除去装置。
【請求項２】
前記気体用のノズルと液体用のノズルとは、液体用のノズルの中心に気体用のノズルが嵌め込まれた２重筒構造から成り、両ノズルの吐出面は略一致し、前記液体用のノズルはその吐出面にかけて狭窄部となっていることを特徴とする請求項１記載の静電気除去装置。
【請求項３】
前記狭窄部は、ノズルの軸直角方向での断面が楕円形状であり、楕円の短径部分の内周面が前記気体用のノズルの外周面に略密着し、前記拡散板は、前記気体用のノズルの外径より広く、かつ前記狭窄部の長径部分よりも狭い幅に形成されることを特徴とする請求項２記載の静電気除去装置。
【請求項４】
前記気体用のノズル、液体用のノズルおよび拡散板を収容し、生成された霧状の混合気体の排出口を有する筐体を備えて成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項５】
前記気体用のノズルの内径は０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、外径は１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍ、前記液体用のノズルの内径は２．０〜３．０ｍｍ、前記液体用のノズルの高さは５０〜１００ｍｍ、好ましくは５０〜７５ｍｍ、前記拡散板の幅は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍに形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項６】
前記排出口に連結され、所望とする噴霧先へ、生成された霧状の混合気体を供給するダクトをさらに備えることを特徴とする請求項４または５記載の静電気除去装置。
【請求項７】
静電気量を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に応答し、前記気体用のノズルへの気体の供給を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電気除去装置を用いることを特徴とする半導体素子の供給および／または搬送装置。
【請求項９】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電気除去装置を用いることを特徴とする粉体の供給および／または搬送装置。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２００７−２６８７１（Ｐ２００７−２６８７１Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０７０１７（Ｐ２００５−２０７０１７）
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０５２７０１９７）
【出願人】（５０５２７０２０１）
【出願人】（５０５２７０５９９）
【出願人】（５０５２７０７６２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０５２７０１９７）
【出願人】（５０５２７０２０１）
【出願人】（５０５２７０５９９）
【出願人】（５０５２７０７６２）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]