特許 7470966 電極保持具及び電極反応装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-11

(45)【発行日】2024-04-19

(54)【発明の名称】電極保持具及び電極反応装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 9/14 20060101AFI20240412BHJP

   H05H 1/24 20060101ALN20240412BHJP

【ＦＩ】

B22F9/14 Z

H05H1/24

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020053356

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021152197

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】597029228

【氏名又は名称】京石産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145953

【弁理士】

【氏名又は名称】真柴 俊一郎

(72)【発明者】

【氏名】土井 善夫

(72)【発明者】

【氏名】岡本 晃來

(72)【発明者】

【氏名】森永 智

(72)【発明者】

【氏名】西村 一誠

(72)【発明者】

【氏名】依田 眞一

(72)【発明者】

【氏名】真下 茂

【審査官】池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４８－０８９１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６７８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０７５６７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｆ ９／００－９／３０

Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状の支持体と、
前記支持体の一端部側に備えられた本体と、及び
前記本体との間で電極を挟持するための挟持体とを含み、
前記本体における挟持体と相対する面及び前記挟持体における本体と相対する面の両方に、１以上の切欠きを有する突起である挟持部を備えており、
前記本体の挟持部及び前記挟持体の挟持部の少なくとも一方が一定の間隔を空けて複数備えられており、
前記本体の挟持部と前記挟持体の挟持部とが嵌合する、電極保持具。

【請求項2】

前記切欠きの形状が三角形であることを特徴とする、請求項１に記載の電極保持具。

【請求項3】

１対の電極を軸方向において水平に対向して保持する、請求項１又は２に記載の電極保持具少なくとも２つと、
前記保持具を保持し、前記保持具の少なくとも１つを前記電極保持具に保持される電極の軸方向に移動させる駆動部と、並びに
電力供給部と、
を備える電極反応装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極保持具及びこれを用いた電極反応装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電極反応は、電極と電解質溶液との界面で生じる、電気化学的な反応の総称であり、水の電気分解に代表される分解反応や、金属メッキに代表される析出反応等幅広い用途で使用されている。特に近年、電極反応を応用した微粒子の製造が試みられている。金属や半導体、化合物の微粒子、特にナノサイズの粒子は、触媒、光触媒、磁性材料、電池材料、光電材料、医療材料として、環境、IT、印刷、医療などさまざまな分野で産業化が進められている材料である。ナノ粒子は、バルク体、粉体に比べて、表面積、反応性、触媒特性、磁性などに優れている。特に、貴金属類の微粒子は希少かつ高価であるが、触媒や電子材料、医療材料分野において他に替わることができない性質を有しているため特に高い需要が存在する。したがって、貴金属の微粒子を効率良く製造できれば、より付加価値の高い微粒子をより安価で提供できるようになる。特許文献１は、液中において金属電極間にパルス放電を行うことによりナノ粒子を得る方法を開示している。

【0003】

特許文献１の方法において、液体外から１対の金属電極を液体中に斜め方向に差し込み、各電極がＶ字を描きながら対向するように配置されている。特許文献1では、これら金属電極を用いてパルス放電を行い、通電時に電極を構成する金属を瞬間的にプラズマ化させ、停電時に当該プラズマを瞬間的に冷却することでナノ粒子を製造している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２０４７４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の方法では、ナノ粒子の生成に伴い、各金属電極が対向した面（Ｖ字の先端部）において蒸発し、それにより電極間の距離が開いていく。電極が一定の距離以上に離れると放電できなくなるため、電極の蒸発にともない各電極をＶ字の先端部に向けて軸方向に移動させ電極間の距離を調整しつつ、パルス放電を継続しなければならない。しかしながら、これら金属電極を正確に対向させつつ、電極間の距離及び対向する各電極の面積を一定に保つことは困難を伴う。

【0006】

例えば、対向する電極の軸方向の形状に歪みがある場合や、対向する電極にわずかな振動等が加わることにより電極の対向面にずれが生じてしまった場合、金属電極の対向面全体で均一に放電されず、電極の一部が放電蒸発せずに残ってしまう場合がある。図１５は、特許文献１の方法によりナノ粒子を製造する際に、電極同士の対向面にずれが生じた結果、金属電極の蒸発が均一に進行せず、一部に溶け残りが生じた電極の写真である。このように金属電極の溶け残りが生じると、電極面積を一定に保つことができないため電流密度が一定とならず、安定したプラズマ形成が出来ないため、均一な粒子径を有するナノ粒子を得る事が困難となる場合がある。このような問題を解決するには、対向する各電極の軸あわせをミクロン単位で行う必要があるが、このような軸あわせは実験室レベルにおいて可能であっても、工業的に大量生産する場合には現実的ではない。したがって、このような問題を解決可能な技術が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、特定構造の電極保持具及びこれを用いた電極反応装置を使用することにより前記課題が解決できることを見いだし、本発明に至った。すなわち本発明は、
［１］棒状の支持体と、
前記支持体の一端部側に備えられた本体と、及び
前記本体との間で電極を挟持するための挟持体とを含む、電極保持具、
［２］前記本体における挟持体と相対する面及び前記挟持体における本体と相対する面の少なくとも一方に、１以上の切欠きを有する突起である挟持部を備えたことを特徴とする、［１］に記載の電極保持具、
［３］前記切欠きの形状が三角形であることを特徴とする、［２］に記載の電極保持具、
［４］前記本体及び前記挟持体の両方に前記挟持部が備えられており、前記本体の挟持部及び前記挟持体の挟持部の少なくとも一方が一定の間隔を空けて複数備えられており、
前記本体の挟持部と前記挟持体の挟持部とが嵌合することを特徴とする、［２］又は［３］に記載の電極保持具、並びに
［５］１対の電極を軸方向において水平に対向して保持する、［１］～［４］のいずれかに記載の電極保持具少なくとも２つと、
前記保持具を保持し、前記電極保持具の少なくとも１つを前記保持具に保持される電極の軸方向に移動させる駆動部と、並びに
電力供給部と、
を備える電極反応装置、
に関する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の電極保持具及びこれを用いた電極反応装置を使用することにより、 一対の電極をより正確に対向させることができ、電極反応の効率をより高めることが出来る。また、本発明の別態様において、複数の電極を一度に使用して電極反応を行うことができ、さらに高い効率で電極反応を進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の電極保持具の一形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図及び（ｃ）底面図である。

【図2】図１の電極保持具からネジを外した状態を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図及び（ｃ）底面図である。

【図3】図１の電極保持具を用いて電極を保持した一形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）平面図である。

【図4】挟持部を備えた本発明の電極保持具の一形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）挟持体の平面図及び（ｄ）本体の底面図である。

【図5】図４の電極保持具を用いて電極を保持した一形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）平面図である。

【図6】挟持部を備えた本発明の電極保持具の別形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）本体の底面図及び（ｄ）挟持体の平面図である。

【図7】図６の電極保持具を用いて電極を保持した一形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）平面図である。

【図8】挟持部を備えた本発明の電極保持具のさらに別形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）本体の底面図及び（ｄ）挟持体の平面図である。

【図9】図８の電極保持具を用いて電極を保持した一形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）平面図である。

【図10】三角形の切欠きを有する挟持部を備えた本発明の電極保持具の一形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）本体の底面図及び（ｄ）挟持体の平面図である。

【図11】図１０の電極保持具を用いて電極を保持した形態を示す正面図である。

【図12】（ａ）複数の挟持部を備えた本体の底面図及び（ｂ）挟持体の平面図並びに（ｃ）前記本体及び挟持体の正面図である。

【図13】図１２の電極保持具を、（ａ）及び（ｂ）本体及び挟持体の挟持部を嵌合させた際の正面図、（ｃ）前記本体と挟持体とで円柱形の棒状電極１本を挟持した一態様を示す図面並びに（ｄ）前記本体と挟持体とで円柱形の棒状電極３本を挟持した一態様を示す図面である。

【図14】本発明の電極保持具を備えた電極反応装置の一形態を示す図面である。

【図15】特許文献１の方法を実施した後の電極の一例を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面を参照しながら、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明する。なお、図面及び以下の説明はあくまでも本発明の一形態を説明するものであり、本発明の範囲に何ら制限を加えるものではない。また、以下において、「上下」、「左右」及び「前後」というときには、各対応する図面において表示されている方向を意味する。

【0011】

１．電極保持具１
本発明の電極保持具１の具体的な一形態が図１に示されている。図１の電極保持具１は、棒状の支持体１１と、前記支持体１１の一端部側に備えられた本体１２と、及び前記本体１２との間で電極を挟持するための挟持体１３とを含む。

【0012】

支持体１１の形状は、電極反応装置に固定でき、その一端部側において後述する本体１２を接続できる形状であれば特に制限されない。このような形状の例として、例えば、三角柱、四角柱、五角柱及び六角柱等の多角形柱形や、楕円を含む円形柱形の棒状が挙げられる。図１において支持体１１は、円柱形の棒で表されている。支持体１１の太さに特に制限は無く、使用する電極の大きさ、電極反応の条件等に基づいて適宜変更可能である。例えば、支持体１１の太さを、その断面積が好ましくは０．１～５．０ｃｍ^２、より好ましくは０．２～４．０ｃｍ^２、さらに好ましくは０．３～３．５ｃｍ^２となるような太さにしてよい。支持体１１の長さについても特に制限は無く、電極反応の条件等に基づいて適宜変更可能である。例えば、支持体１１の長さを、好ましくは５．０～１５．０ｃｍ、より好ましくは６．０～１２．０ｃｍ、さらに好ましくは６．３～１０．０ｃｍにしてよい。

【0013】

支持体１１の素材に特に制限は無く、例えば、ステンレス、アルミ、鉄及び鉄鋼等の金属材料、アクリル、塩化ビニル及びポリエステル等のプラスチック材料等が挙げられる。なお、電極保持具１自体に通電性を持たせることで、電源と電極保持具１とを接続する事により、保持具に保持された電極と電源とを接続する必要がなくなるため、ステンレス等の通電性を有する金属素材により支持体１１を形成することがより好ましい。

【0014】

支持体１１には、必要に応じて、支持体１１を電極反応装置に固定するための固定部１１１を備えてもよい。図１において、固定部１１１は、支持体１１の上側端部付近に備えられている。図１における固定部１１１は、支持体１１の直径よりも大きな直径を有するリング状の突起として備えられている。固定部１１１の１箇所においてネジ穴１１２が空けられており、ネジ穴１１２は支持体１１と電極反応装置、例えば後述する駆動部とをネジ締結して固定する際に用いられる。

【0015】

本体１２は、支持体１１の一端部側に備えられる。本体１２の形状に特に制限は無く、後述する挟持体１３と共に電極を挟持できる形状であれば特に制限されない。本体１２の具体的な形状として、例えば、その平面方向の形状が、三角形、四角形、五角形及び六角形等の多角形の形状を有する平板又はブロックや、楕円を含む円形の形状を有する平板又はブロックであってよい。図１において本体１２は、その平面方向の形状が四角形である厚めの平板として表されている。本体１２の大きさも特に制限は無く、使用する電極の大きさ、電極反応の条件等に基づいて適宜変更可能である。例えば、本体１２を平面方向から見たときの面積を、好ましくは２～３０ｃｍ^２、より好ましくは４～２８ｃｍ^２、さらに好ましくは６～２６ｃｍ^２となるような大きさにしてよい。上記のような面積にする事で、１個のみならず複数の電極をより容易に保持する事ができる。

【0016】

本体１２の素材に特に制限は無く、例えば、ステンレス、アルミ、鉄及び鉄鋼等の金属材料、アクリル、塩化ビニル及びポリエステル等のプラスチック材料等が挙げられる。なお、電極保持具１自体に通電性を持たせることで、電源と電極保持具１とを接続する事により、保持具に保持された電極と電源とを接続する必要がなくなるため、ステンレス等の通電性を有する金属素材により本体１２を形成することがより好ましい。

【0017】

本体１２は支持体１１の一端部側に備えられる。ここで、「一端部側」とは、支持体１１のどちらか一方の端部だけで無く、本体１２と挟持体１３とによる電極の保持に支障を及ぼさない程度の端部付近の領域も意味する。図１において、本体１２は支持体１１の下側端部に備えられている。支持体１１と本体１２とが接続される位置に特に制限は無い。例えば、図１において、支持体１１は、本体１２のほぼ中央に接続されているが、必要に応じてこの位置を調整することが可能である。また、図１において、支持体１１と本体１２とは、支持体１１の軸方向と本体１２の平面方向との角度がほぼ垂直になるように接続されている。当該角度は、支持体１１を電極反応装置に固定でき、本体１２と挟持体１３とで電極を挟持して、対となる２つの電極保持具１にて電極を水平方向に対向できる角度であることを条件として自由に調整可能である。

【0018】

挟持体１３は、本体１２との間で電極を挟持する部材である。挟持体１３の形状に特に制限は無く、前述の本体１２と共に電極を保持できる形状であれば特に制限されない。挟持体１３の具体的な形状として、例えば、その平面方向の形状が、三角形、四角形、五角形及び六角形等の多角形の形状を有する平板又はブロックや、楕円を含む円形の形状を有する平板又はブロックであってよい。図１において挟持体１３は、その平面方向の形状が四角形である厚めの平板として表されている。挟持体１３の大きさも特に制限は無く、使用する電極の大きさ、電極反応の条件等に基づいて適宜変更可能である。例えば、挟持体１３を平面方向から見たときの面積を、好ましくは２～３０ｃｍ^２、より好ましくは４～２８ｃｍ^２、さらに好ましくは６～２６ｃｍ^２となるような大きさにしてよい。上記のような面積にする事で、１個のみならず複数の電極をより容易に保持する事ができる。なお、電極をより確実に保持するために、本体１２の平面形状及び平面方向の面積と挟持体１３の平面形状及び平面方向の面積とを同一にすることがより好ましい。

【0019】

挟持体１３の素材に特に制限は無く、例えば、ステンレス、アルミ、鉄及び鉄鋼等の金属材料、アクリル、塩化ビニル及びポリエステル等のプラスチック材料等が挙げられる。なお、電極保持具１自体に通電性を持たせることで、電源と電極保持具１とを接続する事により、保持具に保持された電極と電源とを接続する必要がなくなるため、ステンレス等の通電性を有する金属素材により挟持体１３を形成することがより好ましい。

【0020】

挟持体１３は、本体１２に固定されていてもよいし、本体１２と着脱自在に固定できるようにしてもよい。前者の場合は、例えば、本体１２と挟持体１３とをいずれか１箇所において蝶番により接続してもよい。後者の場合には、例えば、図２に示すように、本体１２にネジ穴１２１と挟持体１３にネジ穴１３１とを複数設け、電極を挟持する際には、図１に示すようにネジ１４を用いて本体１２と挟持体１３とをネジ締結してもよい。図１では、平面方向の形状が四角形の本体１２及び挟持体１３の四隅に開けられた４つのネジ穴を通してネジ１４にて締結されている。ネジ穴を開ける場合、その位置は、電極を保持する際に過度に邪魔にならない事を条件として、特に制限されない。幅広い電極の形状及び大きさに容易に対応可能となり、また電極反応後に清掃がより容易となるため、挟持体１３と本体１２とを着脱自在にすることがより好ましい。

【0021】

本体１２と挟持体１３との対向するそれぞれの面は平面であってよい。このように、それぞれの面を平面とすることにより、１又は２以上の電極を挟持してより容易に固定できる。図３は、このような本体１２と挟持体１３との対向するそれぞれの面が平面である電極保持具１により、四角形柱状の棒状電極３本を挟持した態様を示している。

【0022】

しかしながら、本体１２と挟持体１３との対向するそれぞれの面が平面である場合、電極の位置を調整しなければならない場合がある。そこで、本体１２及び挟持体１３の少なくとも一方に、１以上の切欠きを有する突起である挟持部１２２及び／又は挟持部１３２を備えてもよい。このような挟持部１２２及び／又は挟持部１３２を備えることにより、本体１２と挟持体１３との間に電極を保持する場合の位置調整の手間を最小限に省く事ができる。切欠きの大きさ、形状及び数等を変化させる事により、１つの電極保持具１にて２以上の電極を一度に保持する事も可能である。

【0023】

図４にこのような挟持部１３２を有する電極保持具１が示されている。図４の電極保持具１は、挟持体１３における本体１２と相対する面に挟持部１３２を備えている。挟持部１３２は、挟持体１３の中央に平面方向の形状が挟持体１３より小さい四角形の突起の形で備えられている。なお、図４において挟持部は挟持体１３のみに備えられているが、挟持体１３に備えずに本体１２のみに挟持部を備えても良い。挟持部１３２はその正面方向中央に前記突起を前後方向に貫通する半円形の切欠きＮを有している。なお、切欠きの位置、形状及び深さは、使用する電極の形状、大きさ並びに電極反応の種類及び条件により適宜変更可能である。一方、本体１２における挟持体１３と対向する面には挟持体が設けられておらず、平面状である。

【0024】

図５は、図４に示す電極保持具１を用いて円柱形の棒状電極１本を保持した場合の一態様を示している。挟持部１３２の切欠きＮにより円柱形の棒状電極Ｅの一端部側が保持されており、平面状の本体１２と前記挟持部１３２との間で棒状電極Ｅが保持されている。一端部側で固定された電極Ｅは、本体１２及び挟持体１３から前後方向に飛び出すように固定されている。円柱形の棒状電極Ｅは、前記半円の切欠きＮの方向に沿って保持されるため、棒状電極Ｅの位置合わせの時間を最小限に抑える事ができる。

【0025】

図６には、さらに、挟持部１２２及び１３２を有する電極保持具１が示されている。図６の電極保持具１は、本体１２における挟持体１３と相対する面に挟持部１２２を、挟持体１３における本体１２と相対する面に挟持部１３２を備えている。これら挟持部１２２及び１３２は、本体１２及び挟持体１３の中央に平面方向の形状が本体１２及び挟持体１３よりも小さい四角形の突起の形で備えられている。これら挟持部１２２及び１３２はその正面方向中央に前記突起を前後方向に貫通する半円形の切欠きＮをそれぞれ有している。挟持部１２２の半円形の切欠きの位置、形状及び深さと挟持部１３２の半円形の切欠きの位置、形状及び深さとは、本体１２と挟持体１３とを合わせた際に正面方向からみて円形の貫通孔となるように調整されている。なお、切欠きの位置、形状及び深さは、使用する電極の形状、大きさ並びに電極反応の種類及び条件により適宜変更可能である。また、挟持部１２２の切欠きＮの正面方向から見た位置と、挟持部１３２の切欠きＮの正面方向から見た位置とをずらしてもよい。

【0026】

図７は、図６に示す電極保持具１を用いて円柱形の棒状電極１本を保持した場合の一態様を示している。挟持部１２２の切欠きＮと挟持部１３２の切欠きＮとが合わさってできた前記円形の貫通孔に、当該貫通孔とほぼ同じ形状及び断面積を有する円柱形の棒状電極Ｅが挟持されている。円柱形の棒状電極Ｅは、前記円形の貫通孔の方向に沿って保持されるため、棒状電極Ｅの位置合わせの時間を最小限に抑える事ができる。

【0027】

また、図８は、挟持部１２２と挟持部１３２とに、複数（図８においては３本）の半円形の切欠きを有する電極保持具１が示されている。図８の電極保持具１は、本体１２における挟持体１３と相対する面に挟持部１２２を、挟持体１３における本体１２と相対する面に挟持部１３２を備えている。これら挟持部１２２及び１３２は、本体１２及び挟持体１３の中央に平面方向の形状が本体１２及び挟持体１３よりも小さい四角形である突起の形で備えられている。これら挟持部１２２及び１３２は前記突起を前後方向に貫通する半円形の切欠きＮを３つ有している。挟持部１２２の半円形の切欠きの位置、形状及び深さと挟持部１３２の半円形の切欠きの位置、形状及び深さとは、本体１２と挟持体１３とを合わせた際に正面方向からみて円形の孔となるように調整されている。なお、切欠きの位置、形状及び深さは、使用する電極の形状、大きさ並びに電極反応の種類及び条件により適宜変更可能である。また、切欠きの数は、電極反応の条件及び使用する電極の数等に応じて適宜増減可能である。さらに、挟持部１２２の切欠きＮの正面方向から見た位置と、挟持部１３２の切欠きＮの正面方向から見た位置とをずらしてもよい。

【0028】

図９は、図８に示す電極保持具１を用いて円柱形の棒状電極３本を保持した場合の一態様を示している。挟持部１２２の切欠きＮと挟持部１３２の切欠きＮとが合わさってできた複数の前記円形の貫通孔に、当該貫通孔とほぼ同じ形状及び断面積を有する円柱形の棒状電極Ｅが貫通孔の数に応じた数だけ挟持されている。円柱形の棒状電極Ｅは、前記円形の貫通孔の方向に沿って保持されるため、棒状電極Ｅの位置合わせの時間を最小限に抑える事ができる。

【0029】

なお、切欠きの形状を三角形にすることがより好ましい。切欠きの形状を三角形にする事により、保持される電極の形状、大きさ及び個数の幅をより広げる事ができる。図１０にこのような三角形の切欠きを有する挟持部１２２及び１３２を有する電極保持具１が示されている。図１０の電極保持具１は、本体１２における挟持体１３と相対する面に挟持部１２２を、挟持体１３における本体１２と相対する面に挟持部１３２を備えている。これら挟持部１２２及び１３２は、本体１２及び挟持体１３の中央に平面方向の形状が本体１２及び挟持体１３よりも小さい四角形である突起の形で備えられている。挟持部１２２はその正面方向中央に前記突起を前後方向に貫通する三角形の切欠きＮを有している。また、挟持部１３２はその正面方向中央に前記突起を前後方向に貫通する三角形（逆三角形）の切欠きＮを有している。挟持部１２２の三角形の切欠きの位置、形状及び深さと、挟持部１３２の三角形（逆三角形）の切欠きの位置、形状及び深さとは、ほぼ同じになるようにしてある。

【0030】

なお、図１０における挟持部１２２における三角形の切欠きの深さ及び頂点の角度と、挟持部１３２における三角形（逆三角形）の切欠きの深さ及び頂点の角度とが同じである。しかしながら、使用する電極の形状等により、深さ及び角度は自由に変更可能である。図１０における三角形の切欠きは挟持部１２２と挟持部１３２とにそれぞれ１つずつ備えられているが、前述のように複数の三角形の切欠きを備えてもよい。また、前述のように、本体１２又は挟持体１３のいずれか一方のみに挟持部１２２又は１３２を備えてもよい。さらに、挟持部１２２の切欠きＮの正面方向から見た位置と、挟持部１３２の切欠きＮの正面方向から見た位置とをずらしてもよい。

【0031】

図１１は、図１０に示す電極保持具１を用いて棒状電極を保持した場合の一態様を示している。図１１（ａ）に示すように２つの三角形の切欠きが合わさってできた菱形の空間Ｒと同じ形状及び断面積を有する棒状電極１本を保持できる。さらに、挟持部１２２における三角形の切欠きＮと挟持部１３２における三角形（逆三角形）の切欠きＮとにより棒状電極を上下から挟み込む事が可能である。したがって、図１１（ｂ）に示すように前記菱形の形状と異なる形状（例えば、円形柱状）の電極や、図１１（ｃ）に示すように前記空間Ｒの断面積よりも大きな断面積を有する四角形柱状の棒状電極を保持する事も可能である。また、図１１（ｄ）に示すように、複数の棒状電極を一度に保持する事も可能である。

【0032】

本体１２及び挟持体１３の両方に挟持部１２２及び１３２を備える場合、本体部１２及び挟持体１３の挟持部１２２及び１３２の少なくとも１方が一定の間隔を空けて複数備えられており、本体１２の挟持部１２２と挟持体１３の挟持１３２とが嵌合するようにすることがより好ましい。このような形態について、図１２を用いて説明する。

【0033】

図１２（ａ）は、三角形の切欠きを有する突起である挟持部１２２を４つ（挟持部１２２ａ、ｂ、ｃ及びｄ）備えた本体１２の平面図であり、図１２（ｂ）は同じく三角形の切欠きを有する突起である挟持部１３２を３つ（挟持部１３２ａ、ｂ及びｃ）備えた挟持体１３の平面図である。挟持部１２２ａ、ｂ、ｃ及びｄは、平面方向から見て長方形の突起であり、一定の間隔を空けて並列している。同様に、挟持部１３２ａ、ｂ及びｃも、平面方向から見て長方形の突起であり、一定の間隔を空けて並列している。各挟持部１２２ａ、ｂ、ｃ及びｄ並びに挟持部１３２ａ、ｂ及びｃは、その正面方向中央に三角形の切欠きを有している。図１２（ｃ）は、これら本体１２と挟持体１３とを有する電極保持具１の正面図である。本体１２の各挟持部（挟持部１２２ａ、ｂ、ｃ及びｄ）及び挟持体１３の各挟持部（挟持部１３２ａ、ｂ及びｃ）の大きさ並びに三角形の切欠きの形、深さ及び頂点の角度はほぼ同一である。

【0034】

本体１２に備えられた各挟持部１２２の幅はＬ１であり、各挟持部１２２間の幅はＬ２である。一方、挟持体１３に備えられた各挟持部１３２の幅はＬ３であり、挟持部１３２間の幅はＬ４である。本体１２と挟持体１３とは、ネジ穴１２１位及び１３１を通じてネジ１４にて締結される。挟持部１２２の幅Ｌ１は、挟持部１３２間の幅Ｌ４と比較するとわずかに小さい幅となっている。また、挟持部１３２の幅Ｌ３は、挟持部１２２間の幅Ｌ２と比較するとわずかに小さい幅となっている。本体１２と挟持体１３とを図１２（ａ）と（ｂ）のように横に並べたとき、挟持部１２２の位置と挟持部１３２の位置とが互い違いになっている。

【0035】

本体１２と挟持体１３とをネジ締結することにより、本体１２の挟持部１２２ｂ及びｃが、それぞれ挟持体１３の挟持部１３２ａと１３２ｂの間隙及び挟持部１３２ｂと１３２ｃの間隙に嵌合する。また、挟持体１３の挟持部１３２ａ、ｂ及びｃが、それぞれ本体１２の挟持部１２２ａと１２２ｂの間隙、挟持部１２２ｂと１２２ｃとの間隙及び挟持部１２２ｃと１２２ｄの間隙に嵌合する。なお、本発明における「嵌合」とは、形状があったものをはめ合わせる事を意味する。また、「形状が合う」とは、例えば前記のような挟持部１２２の形状（凸形状）と複数の挟持部１３２間の形状（凹形状）とが一致する場合を含む事はもちろん、本体１２と挟持体１３を合わせた際に、電極の位置合わせが困難となる程度にまで本体１２が挟持体１３に対して動くことがない程度に凸形状と凹形状とが異なる場合、具体的には凸部の幅が凹部の幅よりもわずかに小さい場合も含まれる。

【0036】

このように本体１２の挟持部１２２と挟持体１３の挟持部１３２とを互いにかみ合わせ、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように本体１２と挟持体１３との距離ｄを調整（図１３（ｂ）におけるｄ２は図１３（ａ）のｄ１よりも狭くなっている）することにより、挟持部１２２と１３２とで形成される菱形の空隙Ｒの大きさを調整できる。挟持部１２２及び１３２の形状を上記のようにすることで、本体１２と挟持体１３との間で挟持される電極の様々な大きさ及び形状に対応する事が可能となるだけでなく、複数の電極を挟持した場合において、対向する電極同士の位置調整がより容易となる。

【0037】

例えば、円柱形の電極Ｅを１本固定した場合の態様が、図１３（ｃ）に示されている。本体１２と挟持体１３との距離を縮めることにより、電極Ｅの外径が三角形の切欠き表面に接触してしっかりと固定される。さらに、電極Ｅは常に菱形の空隙Ｒの中央に位置することとなるため、電極保持具１にて電極Ｅを保持して対向させる際に、位置調整の手間を大幅に省くことができる。また、円柱形の電極Ｅを３本固定した場合の態様が、図１３（ｄ）に示されている。複数の電極Ｅを保持する場合であっても、各電極Ｅの外径が三角形の切欠き表面に接触してしっかりと固定される。さらに、菱形の空隙Ｒの断面積が狭まることにより、３本の電極Ｅの位置が三角形を描くように自然と調整される。従って、複数の電極を使用する場合であっても、電極保持具１にて電極Ｅを保持して対向させる際に、位置調整の手間を大幅に省くことができ、複数の電極を使用することによる電極反応の効率向上を容易に達成できる。

【0038】

挟持部１２２と挟持部１３２とは、少なくともどちらか一方が複数あればよい。したがって、例えば、挟持部１２２を１つ備え、挟持部１３２を２つ備え、当該２つの挟持部１３２の間に前記挟持部１２２を嵌合させてもよい。

【0039】

本発明の電極保持具１により、電極、例えば、棒状又は板状の電極を１個だけで無く複数用いて、水平方向に保持する事が可能となる。本発明の電極保持具１を２つ使用する事で、容易に、１対の電極を軸方向に水平に対向させる事ができるため、電極に振動が加えられた場合や、電極の長さ方向の形状においてわずかな歪みを有する場合でも、電極の対向面がずれにくく、電極間の放電をより均一に行う事ができる。

【0040】

２．電極反応装置
本発明の電極反応装置Ｘは、１対の電極を軸方向において水平に対向して保持する、前記電極保持具１を少なくとも２つと、
前記保持具１を保持し、前記保持具１の少なくとも１つを前記保持具１に保持される電極の軸方向に移動させる駆動部２と、並びに
電力供給部３と、
を備える。以下に図面に基づいて各要素を説明する。

【0041】

図１４に本発明の電極反応装置Ｘの概略が示されている。図１４における電極反応装置Ｘは、筐体４を有している。筐体４は、２本の脚４２、４２と脚４２、４２の上端部に掛け渡されている梁４１を有している。脚４２、４２は、ボルト等を用いてその下端部を平坦な面、例えば机の表面に固定されている（図示せず）。脚４２、４２の表面上下方向にレール４３、４３が備えられている。横架材４４が当該レール４３、４３の方向に沿って上下に移動可能に備えられている。当該横架材４４の左右端部にはモーター等の動力に接続されたベルト（図示せず）が接続されており、当該モーター等を起動してベルトを駆動させて当該横架材４４が上下方向に移動でき、当該モーター等を停止させる事により横架材４４を任意の箇所で固定できるようしている。

【0042】

前記横架材４４の外側に、２つの駆動部２が備えられている。駆動部２は、本発明の電極保持具１を保持できる機構を有している。例えば、駆動部２は、その下側に穴が空いており、電極保持具１の本体１２が備えられていない方の端部を挿し込み、固定部１１１と駆動部２をネジ締結できるようにしてある。また、左側の駆動部２は、駆動部２を水平方向に移動させるためのベルト２１が接続されている。前記ベルト２１は、モーター等（図示せず）の動力を用いて駆動させ、駆動部２を左右水平方向に移動させる事ができる。なお、図１４において、ベルト２１は左側の駆動部２のみに接続されているが、駆動部２が複数存在する場合に、例えば図１４に示すように左右２つの駆動部が存在する場合には、両方の各駆動部２にベルト２１を接続して、左右両方の駆動部２がそれぞれ動くようにしてもよい。

【0043】

各駆動部２は、その下側において電極Ｅを保持した電極保持具１を固定する。電極保持具１は、各電極保持具１により保持された１対の電極を軸方向において水平に対向するように固定される。

【0044】

電極保持具１により保持された電極Ｅは、電力供給部３にリード線３１を用いて接続される。電力供給部３から流れた電流は、リード線３１を通じて電極Ｅに供給され、電極反応が進行する。電極反応の進行に伴い電極Ｅが分解又は蒸発し電極Ｅ間の距離が離れた場合、駆動部２のベルト２１を作動させ、電極Ｅを水平方向に移動させ電極Ｅ間の距離を調整できる。本発明のこのような構成により、電極同士がより正確な位置で対向し、電極の分解を伴う電極反応においても均一に電流を流す事ができ、電極の不均一な分解又は蒸発を避ける事ができる。また、本発明の電極保持具により複数の電極を固定できるため、電極反応を高い効率で、例えば微粒子を作成する際には一度により大量の微粒子を製造できる。

【0045】

なお、電極反応の種類や目的に応じて、パルス放電をするためのインバーター、誤って電極同士が接触した場合に過剰放電を防止するための抵抗、水等液体中で電極反応を行うための水槽及びマグネチックスターラーやバブラー等の液体攪拌手段等を備えてもよい。

【0046】

本発明の電極反応装置により、電極、例えば、棒状又は板状の電極を１個だけで無く複数用いて、水平方向に保持する事が可能となる。本発明の電極保持具１を２つ使用する事で、容易に、１対の電極を軸方向に水平に対向させる事ができるため、電極に振動が加えられた場合や、電極の長さ方向の形状においてわずかな歪みを有する場合でも、電極の対向面がずれにくく、電極間の放電をより均一に行う事ができる。本発明の電極反応装置は、微粒子の製造をはじめとした様々な電極反応において使用する事が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明の電極保持具により、電極反応を行う際に対抗する電極の対向面の位置合わせをする手間を大幅に省く事ができ、電極反応の効率を飛躍的に向上可能である。また、本発明の電極保持具は、一度に２以上の電極を保持する事が可能となるため、さらに効率を高めた電極反応を提供できる。

【符号の説明】

【0048】

１：電極保持具、１１：支持体、１１１：固定部、１１２：ネジ穴、１２：本体、１２１：ネジ穴、１２２：挟持部、１３：挟持体、１３１：ネジ穴、１３２：挟持部、１４：ネジ
２：駆動部
３：電力供給部
４：筐体、４１：梁、４２：脚、４３：レール、４４：横架材

【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】