專利名稱：靜電消除器及置于其中的放電電極單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于消除工件的靜電的靜電消除器以及置于其中的 放電電極單元。
背景技術(shù)：
為了消除工件的靜電，通常使用電暈放電式靜電消除器。通常， 在具有長(zhǎng)條形狀的靜電消除器中，多個(gè)放電電極安裝成沿縱向隔開的
狀態(tài)，并且在這些放電電極上施加高電壓，以在放電電極和工件之間 產(chǎn)生電場(chǎng)，從而在工件上施加離子，以便消除工件的靜電。然而，未
經(jīng)審查的日本專利公開文獻(xiàn)No. 2002-260821中披露的靜電消除器具 有構(gòu)成該靜電消除器的底面的接地電極板，以便更有效地將放電電極 周圍的氣體離子化。

發(fā)明內(nèi)容
如同在未經(jīng)審查的日本專利公開文獻(xiàn)No. 2002-260821中披露的 靜電消除器中那樣，在靜電消除器的底面由接地電極(對(duì)置電極)板 形成并且該接地電極板露出的情況下，在放電電極和接地電極板之間 產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，導(dǎo)致許多所產(chǎn)生的離子流到接地電極一側(cè)并且用于對(duì)工 件進(jìn)行靜電消除的離子減少。同時(shí)，在放電電極和接地電極之間的強(qiáng) 電場(chǎng)的影響下，放電電極的縱向(被進(jìn)行靜電消除的工件所處的方向) 上的電場(chǎng)，即放電電極和工件之間的電場(chǎng)變得更弱。因此，存在這樣 的問(wèn)題，即離子不容易飛向要進(jìn)行靜電消除的方向。
本發(fā)明的目的在于提供一種靜電消除器，該靜電消除器能夠削 弱放電電極和接地電極之間的電場(chǎng)，以便在放電電極和工件之間產(chǎn)生 強(qiáng)電場(chǎng)，從而將更多離子引導(dǎo)到要進(jìn)行靜電消除的方向上。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供一種靜電消除器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，該靜電消除器具有放電電極和接地電極，所述放電電極在長(zhǎng)的殼體中 布置為彼此沿縱向隔開，所述接地電極安裝在所述放電電極周圍，并 且所述靜電消除器將高電壓施加在所述放電電極上以產(chǎn)生離子，其 中，所述接地電極由沿著所述靜電消除器的縱向延伸的電極部件構(gòu) 成，所述接地電極部件包括包圍所述各個(gè)放電電極的環(huán)狀部分，并且 所述環(huán)狀部分嵌入絕緣合成樹脂材料中，所述絕緣合成樹脂材料構(gòu)成 布置有所述靜電消除器的所述放電電極的底面部分。
如上所述，將接地電極板嵌入絕緣合成樹脂材料中能夠比常規(guī) 技術(shù)更好地削弱接地電極板和放電電極之間的電場(chǎng)，從而能夠相對(duì)地 增強(qiáng)放電電極和工件之間的電場(chǎng)，因而提高靜電消除效率。此外，將 接地電極部件嵌入構(gòu)成布置有靜電消除器的放電電極的底部的絕緣 合成樹脂材料中，能夠在設(shè)計(jì)靜電消除器時(shí)不用考慮放電電極和接地 電極部件之間的表面放電。
從下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中可以明顯看出本發(fā) 明的上述目的、其他目的以及技術(shù)效果。


圖1是實(shí)施例的靜電消除器的側(cè)視圖2是示出拆下外殼后的實(shí)施例的靜電消除器的側(cè)視圖3是沿著圖1的線III-III截取的剖視圖4是構(gòu)成靜電消除器的底座的一半的半個(gè)底座的透視圖5是半個(gè)底座的側(cè)視圖6是半個(gè)底座的仰視圖7是半個(gè)底座的俯視圖8是放電電極單元的分解透視圖9是從其斜上側(cè)所看到的放電電極單元的單元主體的透視圖IO是沿著圖8的線X-X截取的放電電極單元的剖視圖11是沿著圖10的線XI-XI截取的剖視圖； 圖12是沿著圖10的線XII-XII截取的剖視圖； 圖13是沿著圖10的線XIII-XIII截取的剖視圖；圖14是說(shuō)明為放電電極供給高電壓的配電板和各個(gè)放電電極周 圍的接地電極板的透視圖15是接地電極板的局部俯視圖； 圖16是半個(gè)底座的剖視圖17是半個(gè)底座的區(qū)域X17部分的放大剖視圖18是與圖10對(duì)應(yīng)的用于說(shuō)明放電電極單元內(nèi)部的清潔氣體
的流動(dòng)的剖視圖；以及
圖19是用于說(shuō)明與放電電極單元內(nèi)部的清潔氣體的流動(dòng)相關(guān)的
腔室、小孔、氣池和保護(hù)用氣體通道的關(guān)系的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是實(shí)施例的靜電消除 器的側(cè)視圖。在靜電消除器1中，八個(gè)主放電電極單元2和四個(gè)附加 放電電極單元3在沿縱向隔開的狀態(tài)下安裝在具有長(zhǎng)外部輪廓的殼 體la的底面上。應(yīng)當(dāng)注意到，四個(gè)附加放電電極單元3根據(jù)用戶的 選擇安裝和拆卸，并且該附加放電電極單元3的構(gòu)造與主放電電極單 元2的基本構(gòu)造大致相同。后面將對(duì)主放電電極單元2和附加放電電 極單元3之間的差異進(jìn)行說(shuō)明。
用于覆蓋靜電消除器1的上半部的外殼4在橫截面上具有頂部 封閉、底部開口的封閉頂部、敞開底部的倒置U字形狀(圖3)，并 且可以從底座5上拆卸，所述底座5構(gòu)成靜電消除器1的下部外輪廓 的外部邊框的下部。圖2示出外殼4拆下后的靜電消除器1。圖3是 沿著圖1的線III-III截取的剖視圖。參考圖2，在靜電消除器1中， 高壓?jiǎn)卧?和控制基板7安裝在由外殼4包圍的上部區(qū)域中，控制基 板7包括例如顯示電路和CPU。
構(gòu)成靜電消除器1的下部的底座5是通過(guò)將具有基本上相同構(gòu) 造的兩個(gè)半個(gè)底座5A、 5A沿著靜電消除器1的縱向相互連接而形成 的。在各個(gè)半個(gè)底座5A上可以安裝四個(gè)主放電電極單元2和兩個(gè)附 加放電電極單元3，并且根據(jù)圖3可以理解，可以組合多個(gè)絕緣的合 成樹脂部件來(lái)形成具有頂部、底部、左右側(cè)封閉的封閉橫截面的內(nèi)部
5氣體通道10。如圖16所示，該內(nèi)部氣體通道10沿著各個(gè)半個(gè)底座 5A的縱向連續(xù)地延伸。
圖4是半個(gè)底座5A的透視圖。半個(gè)底座5A在圖中示出為處于 這樣的狀態(tài)，即主放電電極單元2和附加放電電極單元3已經(jīng)置于 其中。半個(gè)底座5A的一端(圖中頂部的左端)具有凸出的氣體通道 連接口 11，并且在半個(gè)底座5A的另一端(圖4中的右端)形成有用 于接納該氣體通道連接口 11的凹進(jìn)的氣體連接口 12(見后述圖16)。 彼此相鄰的兩個(gè)半個(gè)底座5A、5A通過(guò)使一個(gè)半個(gè)底座5A的凸出的氣 體通道連接口 11和另一個(gè)半個(gè)底座5A的凹進(jìn)的氣體連接口 12接合 來(lái)形成靜電消除器1的連續(xù)的內(nèi)部氣體通道10。
圖5是半個(gè)底座5A的側(cè)視圖。圖6是半個(gè)底座5A的仰視圖。 圖7是半個(gè)底座5A的俯視圖。應(yīng)當(dāng)注意到，這些半個(gè)底座5A在圖5 至圖7中示出為處于這樣的狀態(tài)，即 一個(gè)主放電電極單元2和一個(gè) 附加放電電極單元3已經(jīng)安裝在其上。
從圖5至圖7中可以看到，在半個(gè)底座5A的頂面的縱向中央部 分設(shè)置有向上伸出的接頭15，并且高壓?jiǎn)卧?中產(chǎn)生的高電壓通過(guò) 該接頭15提供給半個(gè)底座5A。更具體來(lái)說(shuō)，接頭15的外周部由絕 緣樹脂制成，并且其內(nèi)部設(shè)置有朝向該接頭15的頂部敞開的圓柱形 凹式接頭(未示出)。該凹式接頭的另一端與在接頭15下面露出的 配電板40連接。該凹式接頭的開口端與從設(shè)置在外殼4內(nèi)部的高壓 單元6延伸的凸式接頭(未示出)連接，并且將高電壓提供給配電板 40。另外，由于即使當(dāng)靜電消除器1的長(zhǎng)度變化時(shí)，在一個(gè)靜電消除 器1中也僅設(shè)置一個(gè)高壓?jiǎn)卧?，所以在一個(gè)靜電消除器1中實(shí)際使 用一個(gè)接頭15。
在半個(gè)底座5A的底面上形成有分別接納主放電電極單元2的主 單元接納口 16和分別接納附加放電電極單元3的附加單元接納口 17。具體來(lái)說(shuō)，至少在設(shè)置在各個(gè)半個(gè)底座5A中的一對(duì)主放電電極 單元2、 2之間位于連接主放電電極單元2、 2的直線上的大致中央位 置處設(shè)置一個(gè)附加放電電極單元3。應(yīng)當(dāng)注意到，考慮到靜電消除時(shí) 間等因素，在一對(duì)主放電電極單元2、 2之間具有附加放電電極單元3的靜電消除器1對(duì)于靜電消除對(duì)象和靜電消除線是有效的，當(dāng)只利 用從設(shè)置在靜電消除器l中的主放電電極單元2產(chǎn)生的一定量的離子 執(zhí)行靜電消除時(shí)，執(zhí)行的速度比所需值低。
主放電電極單元2和附加放電電極單元3通過(guò)后面所述的方法 利用密封環(huán)18 (圖17)可拆卸地安裝在各個(gè)口 16、 17中。應(yīng)當(dāng)注意 到，在不安裝附加放電電極單元3的情況下，用于密封附加單元接納 口17的密封部件(未示出)可拆卸地安裝在附加單元接納口 17上。
圖8是主放電電極單元2的分解透視圖。主放電電極單元2由 用絕緣合成樹脂制成的單元主體20、放電電極21和放電電極保持部 件22組成。放電電極21包括設(shè)置有周槽211的底端21a和尖銳的前 端21b，但是前端21b可以形成任意形狀。
圖9是從其斜上側(cè)看到的單元主體20的透視圖。參考圖8和圖 9，單元主體20具有外側(cè)圓筒壁201和尺寸增大的頭部202，并且在 外側(cè)圓筒壁201的外周面上形成有彼此沿周向隔開的多個(gè)凸出部 203。主放電電極單元2可以利用這些凸出部203接合到底座5的主 單元接納口16中，以便可拆卸地安裝在底座5上。具體來(lái)說(shuō)，在主 單元接納口 16中形成有凸出部203接合到其中的凸出部分，并且當(dāng) 主放電電極單元2插入主單元接納口 16中并沿周向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度時(shí)， 凸出部203處于接合在主單元接納口 16中的狀態(tài)，而主放電電極單 元2在反向旋轉(zhuǎn)時(shí)可以從主單元接納口 16中拆卸。由于這種可拆卸 安裝法是常規(guī)已知的，所以沒有給出其詳細(xì)說(shuō)明。
圖IO是沿著圖8的線X-X截取的主放電電極單元2的剖視圖。 從圖10中可以看到，單元主體20是通過(guò)安裝均由絕緣樹脂材料制成 的主部件204和輔助部件205而形成的。
繼續(xù)參考圖10，單元主體20具有沿著外側(cè)圓筒壁201的直徑方 向向內(nèi)隔開的內(nèi)側(cè)圓筒壁206。內(nèi)側(cè)圓筒壁206和外側(cè)圓筒壁201同 心地布置，并且軸心處設(shè)置有放電電極21。內(nèi)側(cè)圓筒壁206具有中 央長(zhǎng)孔206a，該中央長(zhǎng)孔206a在橫截面上具有與內(nèi)側(cè)圓筒壁206同 心的圓形形狀。在內(nèi)側(cè)圓筒壁206中，中央長(zhǎng)孔206a的頂部是敞開 的，并且其底部通過(guò)尺寸增大的頭部202向外部敞開。附圖標(biāo)記207
7表示尺寸增大頭部202的開口部分。中央開口部分207具有其直徑向 下增大的錐面207a,并且該錐面207a連續(xù)到中央開口部分207的底 部(開口端)的柱面207b。同時(shí)，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部是敞開的， 以便面向在下述放電電極保持部件22和內(nèi)側(cè)圓筒壁206之間形成的 周向腔室S3。換言之，內(nèi)側(cè)圓筒壁206位于主放電電極單元2的內(nèi) 部，并形成在如下區(qū)域內(nèi)，BP:該區(qū)域從放電電極21的前端21b朝 向放電電極保持部件22包圍放電電極21的除去由放電電極保持部件 22支撐的部分之外的部分。
放電電極21的前端21b設(shè)置為稍微從中央長(zhǎng)孔206a向錐面 207a凸出。從圖10可以看到，放電電極21與中央長(zhǎng)孔206a的中心 線同心地安裝，即內(nèi)側(cè)圓筒壁206的軸線、放電電極21的外周面和 內(nèi)側(cè)圓筒壁206的內(nèi)周面處于相互隔開的狀態(tài)。這里，內(nèi)側(cè)圓筒壁 206的內(nèi)徑在軸線方向上是相同的并大于放電電極21的外徑。應(yīng)當(dāng) 注意到，除去其前端之外，放電電極21在其幾乎整個(gè)長(zhǎng)度上具有相 同的外徑。
內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部位于放電電極21的縱向上的中間部分。 在內(nèi)側(cè)圓筒壁206和放電電極21之間形成有圓柱形保護(hù)用氣體流出 通道25，該氣體流出通道25在內(nèi)側(cè)圓筒壁206的整個(gè)長(zhǎng)度上是周向 連續(xù)的。此外，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的底部向下通到尺寸增大的頭部202。 更具體來(lái)說(shuō)，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的底部位于與中央長(zhǎng)孔206a的底部一 樣高的位置附近。
在內(nèi)側(cè)圓筒壁206和與內(nèi)側(cè)圓筒壁206同心的外側(cè)圓筒壁201 之間形成有第一氣池26。該第一氣池26的底部向下通到尺寸增大的 頭部202。具體來(lái)說(shuō)，第一氣池26安裝成符合這樣的關(guān)系，g卩放 電電極21的從其縱向上的中間部分一直到前端21b的部分在直徑方 向上與沿著放電電極21的周面延伸的保護(hù)用氣體流出通道25重疊。 更具體來(lái)說(shuō)，將第一氣池26布置在保護(hù)用氣體流出通道25周圍，內(nèi) 側(cè)圓筒壁206用作第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25的分隔壁， 保護(hù)用氣體流出通道25沿著放電電極21的周面從放電電極21的縱 向上的中央部分延伸到其前端，并且該第一氣池26在周向以及縱向上連續(xù)。此外，第一氣池26的一端面向周向腔室S3，并通過(guò)周向腔 室S3與在內(nèi)側(cè)圓筒壁206內(nèi)部形成的保護(hù)用氣體流出通道25連接。 換言之，第一氣池26的向周向腔室S3敞開的一端和內(nèi)側(cè)圓筒壁206 的頂部以幾乎相同的高度形成。
安裝在放電電極21的底端21a上的放電電極保持部件22由呈 環(huán)狀的外周部件221和塞入外周部件221中的內(nèi)周部件222構(gòu)成(圖 8和圖10)。外周部件221由用金屬制成的經(jīng)處理的部件構(gòu)成，而內(nèi) 周部件222由模制樹脂制品構(gòu)成。內(nèi)周部件222具有中央長(zhǎng)孔222a， 并且放電電極21的底端21a塞入該中央長(zhǎng)孔222a中。
外周部件221的外周面具有在豎直方向上相互隔開的三個(gè)周向 凸緣221a、 221b、 221c，在這些凸緣之間形成有在豎直方向上隔開 的周向凹槽221d、 221e (圖8和圖10)。位于放電電極21的底端側(cè) 的上部凸緣221a具有最大的直徑，位于放電電極21的頂側(cè)的下部凸 緣221c具有最小的直徑，而位于上部凸緣221a和下部凸緣221c之 間的中間凸緣221b具有中間直徑。
與外周部件221對(duì)應(yīng)，在單元主體20的外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)表 面的頂部形成有兩個(gè)臺(tái)階201a、 201b (圖9和圖10)。具體來(lái)說(shuō)， 與外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)表面的頂部相鄰的部分具有較大的直徑，在第 一臺(tái)階201a下面超過(guò)臺(tái)階201a的部分具有中間直徑，而在臺(tái)階201a 下面超過(guò)第二臺(tái)階201b的部分具有較小的直徑。在上述外周部件221 中，上部凸緣221a設(shè)置在外周部件221的頂部，中間凸緣221b設(shè)置 在第一臺(tái)階201a的附近，而下部凸緣221c設(shè)置在第二臺(tái)階201b的 附近。從而，在第一臺(tái)階的周向上連續(xù)的周向腔室Sl被上部凸緣221a 和中間凸緣221b之間的第一周向凹槽221d限定在氣密狀態(tài)，而第二 級(jí)周向腔室S2被在中間凸緣221b和下部凸緣221c之間沿周向連續(xù) 的第二周向凹槽221e限定在氣密狀態(tài)。下級(jí)凸緣221c設(shè)置在內(nèi)側(cè)圓 筒壁206的頂部的上方并與內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部隔開，從而在下級(jí) 凸緣221c下面形成周向腔室S3，該周向腔室S3尺寸增大并沿周向 連續(xù)，并且延伸到前面所述的第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25 (圖10)。在單元主體20的外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)壁上，在頂部相對(duì)而言具 有最大直徑的部分中形成有一個(gè)第一槽溝31 (圖8至圖11)。此外， 在第一臺(tái)階201a和第二臺(tái)階201b之間形成有一個(gè)第二槽溝32 (圖 10和圖12)，并且形成有從第二臺(tái)階201b延伸到外側(cè)圓筒壁201 的縱向中央部分的四個(gè)第三槽溝33 (圖9、圖IO和圖13)。第一槽 溝31、第二槽溝32和第三槽溝33與外側(cè)圓筒壁201的軸線平行地 延伸。此外，參考圖9和圖IO對(duì)第三槽溝33進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。第三槽 溝33的深部向下延伸超過(guò)內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部，并向下通向第一氣 池26的內(nèi)部。
參考圖10，在單元主體20的尺寸增大頭部202中，主部件204 和輔助部件205在前述中央長(zhǎng)孔206a的底部和連續(xù)到中央長(zhǎng)孔206a 的底部上的錐面207a的周圍形成第二氣池35。第二氣池35在周向 上連續(xù)。清潔氣體從前述內(nèi)部氣體通道10通過(guò)在輔助部件205的內(nèi) 周面和外側(cè)圓筒壁201的底部之間形成的輔助氣體流入通道36供給 到該第二氣池35 (圖3)。總共四個(gè)輔助氣體流入通道36以90度的 周向間隔設(shè)置(見圖8和圖9)。在尺寸增大的頭部202中，在主部 件204的底面上形成有由具有小直徑的通孔構(gòu)成的輔助氣體流入孔 37，第二氣池35中的清潔氣體能夠通過(guò)該輔助氣體流入孔37流到外 部?？梢詮膱D4中非常明顯地看出，在尺寸增大的頭部202的中央開 口部分207周圍，在與中央開口部分207同心的圓周上以90度的間 隔形成總共四個(gè)輔助氣體流入孔37。各個(gè)輔助氣體流入孔37內(nèi)部的 清潔氣體的流率預(yù)先設(shè)定為約200 m/sec。由于在這種控制下從輔助 氣體流入孔37排出的清潔氣體擺脫了輔助氣體流入孔37的直徑的約 束，所以盡管清潔氣體以比約200 m/sec低得多的流率流動(dòng)，然而其 以比后面描述的從保護(hù)用氣體流出通道25排出的離子化的清潔氣體 的流率高得多的流率呈錐形向下流出。
外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)壁上的前述第一槽溝31和第二槽溝32的 位置在周向上錯(cuò)開180度。也就是說(shuō)，第一槽溝31和第二槽溝32 設(shè)置為沿直徑方向彼此相對(duì)。此外，四個(gè)第三槽溝33安裝為具有90 度的周向間隔，并且各個(gè)第三槽溝33形成為在周向上與第二槽溝32
10錯(cuò)開45度。
應(yīng)當(dāng)注意到，盡管如上所述，附加放電電極單元3和主放電電 極單元2基本上具有相同的構(gòu)造，然而附加放電電極單元3與主放電 電極單元2的區(qū)別在于其不具有輔助氣體功能。因此，在附加放電電 極單元3中，不存在設(shè)置在主放電電極單元2中的第二氣池35以及 與第二氣池35相關(guān)的輔助氣體流入通道36和輔助氣體流入孔37。
圖14是用于說(shuō)明在主放電電極單元2和附加放電電極單元3的 各個(gè)放電電極21上施加高電壓以及與安裝在各個(gè)放電電極21周圍的 接地電極有關(guān)的構(gòu)造的視圖。參考圖14，配電板40將高電壓供給到 各個(gè)放電電極21。配電板40具有在半個(gè)底座5A的整個(gè)長(zhǎng)度上連續(xù) 地延伸的連接板形狀，并且與各個(gè)放電電極21的底端21a接合的部 分401被模壓為S形，以給該接合部分401的中央部分提供彈性。各 個(gè)放電電極21的周向凹槽211與該S形的中央部分中的圓孔接合(圖 3)。在配電板40的縱向中央部分中形成有圓孔402。
在一個(gè)半個(gè)底座5A的總長(zhǎng)度是23 cm并且將大量的這種半個(gè)底 座5A連接起來(lái)以使靜電消除器的長(zhǎng)度大于例如2.3 m的情況下，由 于只從靜電消除器1的縱向的兩端供給前述清潔氣體，所以供給到靜 電消除器1的縱向中央部分的氣體的量可能會(huì)小于供給其他部分的 氣體的量。因此，在具有這樣長(zhǎng)度的靜電消除器1中，除了從其兩端 供給清潔氣體之外，還可以利用設(shè)置在半個(gè)底座5A中的圓孔402和 在該半個(gè)底座的頂面的一部分中形成的開口，通過(guò)管子將清潔氣體從 縱向的一端供給到外殼4，其中，所述圓孔402布置在前述靜電消除 器的大致中央部分，所述開口設(shè)置在與所述圓孔402相同的位置，用 于供給清潔氣體的管子的一端可以面對(duì)內(nèi)部氣體通道10。
不言而喻，對(duì)于長(zhǎng)度足以保證通過(guò)從其兩端供給清潔氣體來(lái)獲 得所需氣體量的靜電消除器1來(lái)說(shuō)，沒有必要在半個(gè)底座5A的頂面 上形成與圓孔402及其位置對(duì)應(yīng)的開口。此外，盡管未示出，然而對(duì) 于利用圓孔402將清潔氣體供給到內(nèi)部氣體通道10的靜電消除器1 來(lái)說(shuō)，高壓?jiǎn)卧?和控制基板7布置在外殼內(nèi)部的空間內(nèi)，其中所述 空間從靜電消除器1的與設(shè)置有用于供給清潔氣體的管子的一端相
11反的縱向端部延伸到管子所面對(duì)的圓孔402，以便避免高壓?jiǎn)卧?和 控制基板7與管子干涉。
繼續(xù)參考圖14，對(duì)置電極(即接地電極板部件42)安裝在各個(gè) 放電電極21周圍(圖3)。在本實(shí)施例中，接地電極板部件42由板 狀部件構(gòu)成，并包括與各個(gè)放電電極21同心的圓環(huán)部分421和連接 各個(gè)圓環(huán)部分421的線性連接部分422 (圖3和圖15)。該接地電極 板部件42嵌入圖6所示的半個(gè)底座5A的底側(cè)內(nèi)部。該圓環(huán)部分421 安裝在與前述保護(hù)用氣體流出通道25和位于保護(hù)用氣體流出通道25 的外周側(cè)的第一氣池26所在位置一樣高的位置。更具體來(lái)說(shuō)，接地 電極板部件42的各個(gè)圓環(huán)部分421構(gòu)造為包圍構(gòu)成靜電消除器1的 下部的底座5上的放電電極，并且在圓環(huán)部分421的內(nèi)部布置有主放 電電極單元2或附加放電電極單元3。在本實(shí)施例中，圓環(huán)部分421 布置成這樣的狀態(tài)，即其在底座5—側(cè)從主放電電極單元2的外側(cè) 圓筒壁201通過(guò)在底座5內(nèi)部形成的內(nèi)部氣體通道10嵌入底座5內(nèi) 部。
配電板40固定地安裝在半個(gè)底座5A的頂壁501上，并且接地 電極板部件42的各個(gè)圓環(huán)部分421嵌在保持放電電極單元2、3的半 個(gè)底座5A的底面?zhèn)炔⑽挥趥?cè)面?zhèn)鹊膫?cè)壁502的附近(圖3)。至少 其中嵌入接地電極板部件42的部分502a是由例如絕緣性能優(yōu)良的合 成樹脂材料等絕緣材料制成的。在呈板狀的接地電極板部件42中包 含的圓環(huán)部分421的寬度W (圖15)小于半個(gè)底座5A的側(cè)壁502的 厚度，并且該圓環(huán)部分421安裝為不從半個(gè)底座5A露出到外部。如 上所述，由于接地電極板部件42的圓環(huán)部分421安裝在放電電極21 周圍，并且接地電極板部件42處于嵌入狀態(tài)，所以可以相對(duì)地削弱 在放電電極21和接地電極(接地電極板部件42)之間形成的電場(chǎng)， 而不產(chǎn)生從放電電極21到接地電極板部件42 (即圓環(huán)部分421和放 電電極21之間)的表面放電。從而可以相對(duì)地增強(qiáng)放電電極21和工 件(未示出)之間的電場(chǎng)。
更具體來(lái)說(shuō)，圓環(huán)421的直徑越小，越能夠最大限度地削弱在 放電電極21和接地電極板部件42之間形成的電場(chǎng)，然而當(dāng)圓環(huán)421
12的直徑過(guò)小時(shí)，有可能無(wú)法保持圓環(huán)421和放電電極21之間的耐受 電壓。為此，優(yōu)選的是，圓環(huán)421的直徑大到足以保持圓環(huán)421和放 電電極21之間的耐受電壓，同時(shí)小到足以最大限度地削弱在放電電 極21和接地電極板部件42之間形成的電場(chǎng)。本實(shí)施例中，在放電電 極21被設(shè)置為其直徑中心的情況下，圓環(huán)421的直徑大于第一氣池 26的直徑并小于外側(cè)圓筒壁201的直徑。
此外，在各個(gè)放電電極21周圍形成的各個(gè)圓環(huán)421通過(guò)寬度比 圓環(huán)421的直徑小并線性地延伸的連接部分422彼此連接。在處于裝 入靜電消除器1中的狀態(tài)下時(shí)，連接部分422布置在幾乎是連接放電 電極21、 21的直線上。此外，該連接部分422優(yōu)選具有小寬度，以 便削弱在放電電極21和接地電極板部件42之間形成的電場(chǎng)，只要滿 足供電性能、組裝剛度等即可。也就是說(shuō)，接地電極板部件42的連 接部分422嵌在幾乎是連接放電電極21、 21的直線上，并位于保持 放電電極單元2、 3的半個(gè)底座5A的底面?zhèn)壬系南噜彿烹婋姌O21、 21之間的部分中。
應(yīng)當(dāng)注意到，盡管接地電極板部件42在本實(shí)施例中由用金屬模 壓制品形成的板材構(gòu)成，然而接地電極板部件42并非必須是板材， 不言而喻，可以使用例如金屬絲狀線形部件來(lái)形成類似的構(gòu)造。
參考圖16至圖19，對(duì)包圍放電電極21的前端21b以抑制放電 電極21的污染的保護(hù)用氣體的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明。這里，圖19是與氣體 流動(dòng)相關(guān)的構(gòu)造的概念視圖。
用過(guò)濾器等凈化的空氣或例如像氮?dú)饽菢拥亩栊詺怏w等清潔氣 體供給到內(nèi)部氣體通道10，并且流過(guò)該內(nèi)部氣體通道10的清潔氣體 通過(guò)由前述一個(gè)第一槽溝31限定的第一小孔流到第一級(jí)周向腔室S1 中，而內(nèi)部氣體通道10的脈動(dòng)的影響處于被抑制狀態(tài)。第一級(jí)周向 腔室S1內(nèi)部的清潔氣體通過(guò)由設(shè)置在沿直徑方向與第一槽溝31相對(duì) 的位置的一個(gè)第二槽溝32限定的第二小孔流到第二級(jí)周向腔室S2 中。第二級(jí)周向腔室S2內(nèi)部的清潔氣體隨后穿過(guò)由在周向上與第二 槽溝32錯(cuò)開45度的四個(gè)第三槽溝33限定的第三小孔并向下流動(dòng)。
流過(guò)半個(gè)底座5A的內(nèi)部氣體通道10的清潔氣體通過(guò)分別由第一槽溝31和第二槽溝32構(gòu)成的第一小孔和第二小孔流到第一級(jí)周向 腔室Sl和第二級(jí)周向腔室S2，并且第二級(jí)周向腔室S2內(nèi)部的清潔 氣體隨后通過(guò)四個(gè)第三槽溝33流到第一氣池中。也就是說(shuō)，第二級(jí) 周向腔室S2內(nèi)部的清潔氣體由四個(gè)第三槽溝33引導(dǎo)而流到第一氣池 26中，并且由于第一氣池26的深部向下延伸到尺寸增大的頭部202， 所以可以將流到第一氣池26中的清潔氣體轉(zhuǎn)變成靜壓力。
特別地，由于清潔氣體通過(guò)分別為前述第一槽溝31和第二槽溝 32的沿周向隔開的多級(jí)小孔供給到第一氣池26，所以可以在隔離內(nèi) 部氣體通道10的脈動(dòng)的影響的同時(shí)，將第一氣池26內(nèi)部的清潔氣體 的靜壓力提高到高水平。第一氣池26內(nèi)部的清潔氣體隨后越過(guò)內(nèi)側(cè) 圓筒壁206的頂部、穿過(guò)沿周向從該第一氣池26變大的周向腔室S3， 并流到內(nèi)側(cè)圓筒壁206內(nèi)部的保護(hù)用氣體流出通道25中。
如上所述，由于保護(hù)用氣體流出通道25沿著放電電極21的外 周面從縱向中央部分到放電電極21的頂部21b以細(xì)長(zhǎng)圓柱形延伸， 所以在保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部經(jīng)過(guò)的清潔氣體變成層流并通過(guò) 中央開口部分207向下流出。因此，在設(shè)置為與放電電極21的外周 面接觸的保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部沿著放電電極21的縱向流動(dòng)的 清潔氣體在穿過(guò)保護(hù)用氣體流出通道25的過(guò)程中變成層流，并且清 潔氣體在處于包圍放電電極21的前端21b的狀態(tài)下朝向工件流出， 從而可以提高對(duì)放電電極21的前端21b的防護(hù)效果，以便提高防止 放電電極21的污染的效果。
在本實(shí)施例中，與放電電極21的外周面接觸的保護(hù)用氣體流出 通道25內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約1 m/sec。由于這樣控制并 從中央開口部分207排出的離子化的清潔氣體擺脫了保護(hù)用氣體流 出通道25的直徑的約束，所以清潔氣體以比約l m/sec低得多的流 率向下呈圓柱形流出，該圓柱形的直徑幾乎與中央開口部分207的最 后開口端一樣大。
此外，由于放電電極21的向外的直徑方向上的內(nèi)壁和外壁，即 內(nèi)側(cè)圓筒壁206和外側(cè)圓筒壁201形成延伸到放電電極21的前端的 第一氣池26，所以可以在保持第一氣池26的靜壓效應(yīng)的同時(shí)，將主放電電極單元2的外側(cè)圓筒壁201的直徑設(shè)置為較小。
可以從圖19中非常好地理解，本實(shí)施例的靜電消除器l釆用了 下列構(gòu)造第一級(jí)周向腔室Sl、第二級(jí)周向腔室S2和第一氣池26 沿著放電電極21的縱向串聯(lián)排列；第一氣池26和位于第一氣池26 的內(nèi)周側(cè)的保護(hù)用氣體流出通道25以沿直徑方向重疊的方式布置； 并且清潔氣體借助于沿周向隔開的多級(jí)小孔(第一槽溝31和第二槽 溝32)通過(guò)以多級(jí)布置的空間Sl、 S2供給到第一氣池26。因此，如 上所述，當(dāng)然不僅可以隔離內(nèi)部氣體通道10的脈動(dòng)對(duì)第一氣池26 的影響，而且可以提高第一氣池26的靜壓力。由于在外側(cè)圓筒壁201 的內(nèi)表面中形成有多級(jí)小孔(第一槽溝31和第二槽溝32)，并且還 在從放電電極21上懸伸的放電電極保持部件22的外周面上形成有豎 直方向的多級(jí)凸緣221a至221c，以使得這些凸緣之間的第一周向凹 槽221d和第二周向凹槽221e形成多級(jí)空間Sl、 S2，所以可以形成 多級(jí)空間S1、S2和第一氣池26沿著放電電極21的縱向排列的狀態(tài)， 以便隔離前述保護(hù)用氣體的脈動(dòng)并保證高水平的靜壓力，同時(shí)將外側(cè) 圓筒壁201的直徑設(shè)置為較小。
下面，對(duì)在放電電極21周圍安裝為不露出到外部的接地電極板 部件42進(jìn)行說(shuō)明。如上參照?qǐng)D3所述，接地電極板部件42的圓環(huán)部 分421嵌在半個(gè)底座5A的底面?zhèn)鹊挠山^緣合成樹脂材料制成的側(cè)壁 502的附近，并且接地電極板部件42的該圓環(huán)部分421安裝為包圍 放電電極21 (圖14)。通過(guò)采用接地電極板部件42 (圓環(huán)部分421) 被嵌入而不露出到外部的所述構(gòu)造，與接地電極板露出到外部的常規(guī) 構(gòu)造相比，可以相對(duì)地削弱在放電電極21和接地電極板部件42之間 產(chǎn)生的電場(chǎng)，從而相對(duì)地增強(qiáng)放電電極21和工件(未示出)之間的 電場(chǎng)，因而比常規(guī)構(gòu)造的情況更能提高靜電消除效率。
此外，從圖3和圖17可以看到，在由接地電極板部件42構(gòu)成 的平坦表面上，用于將清潔氣體從內(nèi)部氣體通道10供給到第二氣池 35的通道10a、第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部的氣體層 介于放電電極21和接地電極板部件42的圓環(huán)部分421之間。由于氣 體的介電常量小于合成樹脂材料的介電常量，從而氣體具有更高的耐受電壓，所以可以容易地保證接地電極板部件42和放電電極21之間 的絕緣性能。換言之，使具有較高耐受電壓的空氣層介于接地電極板 部件42和放電電極21之間，而不是僅僅借助于絕緣合成樹脂在接地 電極板部件42和放電電極21之間進(jìn)行絕緣，可以將由接地電極板部 件42構(gòu)成的平坦表面上放電電極21和接地電極板部件42 (圓環(huán)部 分421)之間的間隔距離設(shè)計(jì)為較小。更具體來(lái)說(shuō)，將放電電極21 和圓環(huán)部分421的內(nèi)周沿之間的間隔距離設(shè)定為不考慮用于將清潔 氣體供給到第二氣池35的通道10a (圖17)、第一氣池26和保護(hù)用 氣體流出通道25的氣體層的絕緣耐受電壓而獲得的值，并且可以將 圓環(huán)部分421的內(nèi)徑設(shè)定為與能夠用以保證包括氣體層的耐受電壓 在內(nèi)的耐受電壓的間隔距離一樣小。
在前述實(shí)施例中，與放電電極21的外周面接觸的保護(hù)用氣體流 出通道25內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約1 m/sec，并且各個(gè)輔助 氣體流入孔37內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約200 ra/sec。然而， 保護(hù)用氣體流出通道25和輔助氣體流入孔37內(nèi)部流率的這些具體數(shù) 值僅僅是實(shí)例。當(dāng)然，例如，為了增加工件的靜電消除速度(為了增 加離子到達(dá)工件的速度)，可以將保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部的清 潔氣體的流率設(shè)置為高于1 m/sec，或者保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi) 部的清潔氣體的流率值例如可以與輔助氣體流入孔37內(nèi)部的清潔氣 體的流率值大致相等。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)基于2007年12月28日提交的日本專利申請(qǐng) No. 2007-341093要求外國(guó)優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的內(nèi)容在此通過(guò) 引用的方式并入本文中。
1權(quán)利要求
1. 一種靜電消除器，其具有放電電極和接地電極，所述放電電極在長(zhǎng)的殼體中布置為彼此沿縱向隔開，所述接地電極安裝在所述放電電極周圍，并且所述靜電消除器將高電壓施加在所述放電電極上以產(chǎn)生離子，其中，所述接地電極由沿著所述靜電消除器的縱向延伸的電極部件構(gòu)成，所述接地電極部件包括包圍所述各個(gè)放電電極的環(huán)狀部分，并且所述環(huán)狀部分嵌入絕緣合成樹脂材料中，所述絕緣合成樹脂材料構(gòu)成布置有所述靜電消除器的所述放電電極的底面部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電消除器，其中，氣體層介于所述 環(huán)狀部分和所述放電電極之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電消除器，其中，所述氣體層由流 過(guò)保護(hù)用氣體流出通道的氣體構(gòu)成，所述保護(hù)用氣體流出通道形成在 所述放電電極周圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電消除器，其中，所述氣體層由流 過(guò)所述保護(hù)用氣體流出通道的氣體和位于氣池內(nèi)部的氣體構(gòu)成，所述 保護(hù)用氣體流出通道形成在所述放電電極周圍，所述氣池設(shè)置在所述 保護(hù)用氣體流出通道的外周，并用于將氣體供給到所述保護(hù)用氣體流 出通道。
全文摘要
本發(fā)明公開一種靜電消除器及置于其中的放電電極單元。該靜電消除器能夠削弱放電電極和接地電極之間的電場(chǎng)，以便在該放電電極和工件之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，其中，第一級(jí)周向腔室、第二級(jí)周向腔室和第一氣池沿著放電電極的縱向串聯(lián)排列；第一氣池布置成與位于第一氣池的內(nèi)周側(cè)的保護(hù)用氣體流出通道沿直徑方向重疊；并且氣體借助于沿周向隔開的多級(jí)小孔(第一槽溝和第二槽溝)通過(guò)以多級(jí)布置的腔室供給到第一氣池；呈板狀的接地電極板部件嵌入半個(gè)底座的底面?zhèn)鹊慕^緣樹脂部件中并處于與第一氣池所處位置一樣高的位置，并且接地電極板部件包括與放電電極同心的圓環(huán)部分。
文檔編號(hào)H05F3/00GK101472377SQ20081018922
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者今高哲平, 深井浩司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社其恩斯