JP2005044617A

JP2005044617A - 自己放電型除電器

Info

Publication number: JP2005044617A
Application number: JP2003277239A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takayanagi; 真高柳
Original assignee: Trinc Corp
Current assignee: Trinc Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】残留静電気をなくなるまで除電することを簡単に、かつ非常に小さい電力で実現する自己放電型除電器を提供する。
【解決手段】放電髭を設けた導体からなる自己放電型除電器において、導体に所定の電圧を印加する。自己放電型除電器の構成として、放電髭を並置して設けた導体と、導体に電圧を印加するための電源と、放電髭を設けた前記導体を覆う絶縁体と、を設ける。また、自己放電型除電器は、時計バンド式や指輪式の小型ケースに収納してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は自己放電型除電器に関する。

図１３に従来の自己放電型除電器を示す。自己放電型除電器１００は線状導体とか棒状導体または板状導体または繊維状導体の導体本体１０２に、髭状の導体１０４を生やした除電器で「除電ブラシ」とか「アームバンド」と呼ばれている。この除電ブラシは別途に電子装置を持つ必要はなく、このブラシのみで除電する事ができる。即ち外部からエネルギーを加えることなく、自分で除電できるので自己放電型の除電器ともいわれている。
動作原理は帯電した除電対象物１０６（例えば紙とかフィルム、シート等のワーク）にこの除電ブラシ１００を対向させ距離Ｄを短くしていくと、導体の髭の先端が尖っているため先端近傍の電界が大きくなり空気の絶縁性が保持できなくなると、ついにコロナ放電が始まりワークと反対極性の空気イオンが誘起される。
このイオンはワークの静電気に吸引、吸着され、静電気は中和され除電が完了する。除電ブラシの導線は接地されている方が長時間にわたり除電ができるが、短時間なら接地されていなくても良い。その除電有効時間は除電ブラシの持つ静電容量によって決まる。即ち除電ブラシが徐々に帯電しワークとの電位差が少なくなり、コロナ放電が減少し停止するまでの間は、除電能力は減少しながらも動作を継続する。

図１４に従来の自己放電型除電器の除電動作をグラフで示す。グラフの上の曲線は、例えば５ｋｖの静電電位を持ったワークに除電ブラシを近づけるとコロナ放電が始まり静電位は徐々に下がっていく。１ｋｖ付近まで静電位が下がると除電ブラシの髭の先端の電界が弱くなり、ついにコロナ放電が停止してしまう。ここで除電が終わるので、静電気が完全に除去されず約１ｋｖの残留静電気が残ってしまう。

本来は図１４の下の曲線（本発明の除電特性と表示する）のように残留静電気がなくなるまで除電したい。

したがって、本発明の目的は残留静電気をなくなるまで除電することを簡単に、かつ非常に小さい電力で実現する自己放電型除電器（以下、単に除電器、自己放電型除電器または除電ブラシという場合もある）を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は放電髭を設けた導体からなる自己放電型除電器において、導体に所定の電圧を印加することを特徴とする自己放電型除電器を採用するものである。

本発明では、本体から除竃ブラシに印加する電圧が非常に低い電圧で済むこと、そして印加電圧が低いのでカバーの絶縁膜が薄く簡単なもので良いこと、感電とか火災等の心配がないこと、普段は放電していないかまたは僅かな放電しかしていないので消費電力が極端に小さいこと、放電しないので放電ブラシの減耗がほとんどないこと、電圧が低いので放電ブラシの埃吸着による汚れが少なく掃除が不要なこと、印加電圧が低い為簡単な構成の電源で間に合うためコストが安くかつ小型化できることなど数々のメリットが得られる。

図１に本発明の実施例１の除電器（プロトタイプ）を示す。印加電圧の特性によって、以下に説明する具体的な実施例２〜４が用いられる。除電ブラシ１０は、ベーステープ１２と、髭状導体１８をある方向に向くように並置して設けられた導線１６と、導線１６と髭状導体１８を覆うカバー１４とから成る。除電ブラシ１０の導線１６に電子装置（本体）２０が導線２２を介して接続されていて、本体２２から電圧が印加されるようになっている。また、除電ブラシ１０は従来例の除電ブラシをカバー（絶縁物）１４で覆った形になっている。印加される電圧は図１４の残留静電気に近いのが好ましい。その理由は後で詳述するが、残留静電気に近い電圧が印加されていると、ワーク（図示せず）に静電気が帯電していないときは除電ブラシから放電は行われずイオンは停止しているが、ワークに少しでも帯電した途端に放電が始まり、ワークと反対の極性のイオンが放射され、除電が行われる。

もし除電ブラシ１０に残留電圧より高い電圧が印加されていると、ワークには帯電していなくても除電ブラシ１０からは常時放電が継続しており、ある意味で無駄な動作をしていることになる。しかし、常時放電中であるので、わずかな帯電でも感度良く放電量の加減が行われ迅速かつ高精度な除電動作が実現できる。

図２に本発明の実施例２の除電器を示す。実施例２の除電器はＡＣ型の除電器である。ＡＣ型は、１本の除電ブラシ（導線１６と放電髭１８の列）をスペーサー２４、２６で保持し、外部と絶縁するためカバー１４で覆っている。ベーステープ１２上に形成するとなお扱いやすくなる。また、除電ブラシの髭の先がベーステープより出ているとワークに触れて逆に帯電させることがあるので、引っ込んでいて直接ワークに触れないのが好ましい。この除電ブラシに従来例の除電器が使用している印加電圧（ＡＣ５ｋｖ〜１０ｋｖ）より、かなり低い電圧（例えばＡＣ１ｋｖ）を印加する。

図３に本発明の実施例３の除電器を示す。実施例３の除電器はＤＣ（直流）型である。このＤＣ型は除電ブラシを２本持っている。従来の除電器が使用している印加電圧（ＤＣ５ｋｖ〜１０ｋｖ）より、かなり低い電圧（例えばＤＣｌｋｖ）を印加する。一方に＋の極性の電圧を掛け、他方に−の極性の電圧を印加する。各除電ブラシの髭は＋と−が交互になるように配置されるのが好ましい。さらにこれらはお互いにスペーサー２８で隔絶され電気的に絶縁されている。これをベーステープ上に設け、表面をカバー１４で絶縁すると扱いやすい。また除電ブラシの髭の先がベーステープより出ているとワークに触れて逆に帯電させることがあるので、引っ込んでいて直接ワークに触れないのが好ましい。

図４に本発明の実施例４の除電器を示す。このＤＣ型は＋の極性の除電ブラシ１０と一の極性の除電ブラシ１０がそれぞれ別々になっている。実施例３の除電器とは中間のスペーサー２８が設けられていない点で異なるが、その他の構成は同じである。

図５、図６に本発明の電子回路を模式的に示す。図５にＡＣ型の除電器に適用される電子回路を、図６にＤＣ型の除電器に適用される電子回路を示す。

ＡＣ型は電子装置２０内に設けられた発振器ＯＳＣ３２で交流電圧を作る。発振周波数は商用電源の５０／６０Ｈｚでも良いがトランスが大きくなるのでやや周波数を上げて数＋ＫＨｚにするとより小型化しやすい。これを昇圧し前述の残留静電位（例では１Ｋｖ）程度にする。なお、符号３０で示すものは除電器１０で除電されるワークである。

ＤＣ型は発振器ＯＳＣ３２で交流電圧を作り、これを整流回路３４で整流、昇圧し前述の残留静電位（例では１ｋｖ）程度の＋と−の両極性の直流電圧を作る。これらをそれぞれ別の除電ブラシ１０に印加する。

図７、図８のグラフを参照して動作原理を説明する。図７ではＡＣ型を、図８ではＤＣ型について説明する。グラフの縦軸に静電位を横軸に時間軸をとっている。

図７ではピーク電圧が対地静電位±１ｋｖの交流電圧を印加している。ある時点で−０．３ｋｖ帯電したワークが除電ブラシの近くに現れたとすると、正の半サイクルで除電ブラシとワーク間の電位差が０．３ｋｖ増えて１．３ｋｖになり、放電停止電圧１ｋｖを越えるので電界が強くなり、除電ブラシから＋イオンの放電が始まる。そして−０．３ｋｖの負の帯電を中和する動作をする。−方負の半サイクルでは除電ブラシとワーク間の電位差が０．３ｋｖ減り０．７ｋｖになるため、放電停止電圧１ｋｖ以下なので電界が弱くなり除電ブラシから−イオンの放電は起きない。

図８では対地静電位±１ｋｖの直流電圧を印加している。ある時点で−０．３ｋｖ帯電したワークが除電ブラシの近くに現れたとすると、正の除電ブラシとワーク間の電位差が０．３ｋｖ増えて１．３ｋｖになり、放電停止電圧１ｋｖを越えるので電界が強くなり除電ブラシから＋イオンの放電が始まる。そして−０．３ｋｖの負の帯電を中和する動作をする。一方、負の除電ブラシとワーク間の電位差は０．３ｋｖ減り、０．７ｋｖになるため、放電停止電圧１ｋｖ以下なので電界が弱くなり除電ブラシから−イオンの放電は起きない。

従来の除電ブラシでは例えば静電気が１ｋｖより低くなると放電が止まり、これ以上除電は出来ず、したがって約１ｋｖの残留静電気が残ったが、本発明では元々、放電停止電圧（例えば１．ｋｖ）を、除電ブラシに印加しているので、ワークに静電気がないときは放電は起きていないか、もしくはわずかな放電しか起きていないが、ワークに少しでも静電気が帯電するとすぐに放電が始まったり、もしくは僅かであるが放電がすぐに増えてワークの静電気を中和する。

図９は本発明の実施例５の除電器を示す斜視図である。図９において、除電器５０の本体は小型のケース（時計バンド式または指輪式）５２に収納されており，放電髭５４が小型のケースの開口に向くように配置されている。

図１０は実施例５のＡＣ型除電器の断面図であり、図１０において、除電器５０はケース５２内に電子回路５６、電源５８を収納しており、電子回路５６から導線を介して放電髭５４が配列された導体６２にＡＣ電圧を供給するように構成されている。また電子回路５６から導線を介して例えば人体、ワーク等（図示せず）の除電対象物に接触させるための対象物接触電極６０がケースの開口とは反対側の外面に設けられている。

図１１は実施例５のＤＣ型除電器の断面図であり、放電髭５４を配列した２つの導体６２、６２に対して＋と−の電圧を与えるようにＤＣ電源が接続されている点を除いては、前述のＡＣ型の除電器と構成は同一である。

図１２は実施例５の動作原理を説明するための図である。図１２において、例えば、人体のような除電対象物に帯電がない場合には、放電は生じない。一方、除電対象物が帯電する（例えば＋０．３ｋｖ）と、＋１ｋｖのＤＣ電圧を与えられている＋側の放電髭から放電が生じ、ほぼ人体の帯電をほぼ零まで除電する。

図１は本発明の実施例１の除電器を示す正面図および側面図である。図２は本発明の実施例２の除電器を示す正面図および側面図である。図３は本発明の実施例３の除電器を示す正面図および側面図である。図４は本発明の実施例４の除電器を示す正面図および側面図である。図５はＡＣ型除電器の電子回路の模式図である。図６はＤＣ型除電器の電子回路の模式図である。図７はＡＣ型除電器の動作原理を説明するためのグラフである。図８はＤＣ型除電器の動作原理を説明するためのグラフである。図９は本発明の実施例５の除電器を示す斜視図である。図１０は実施例５のＡＣ型除電器の断面図である。図１１は実施例５のＤＣ型除電器の断面図である。図１２は実施例５の動作原理を説明するための図である。図１３は従来例の除電器を示す正面図である。図１４は従来例の除電器の除電特性および本発明の除電特性を示すグラフである。

符号の説明

１０自己放電型除電器（除電ブラシ）
１２ベーステープ
１４カバー
１６導体
１８放電髭
２０電子装置
２２導線
２４、２６、２８スペーサー
５０除電器
５２小型ケース
５４放電髭
５６電子回路
５８電源
６０対象物接触電極
６２導体

Claims

放電髭を設けた導体からなる自己放電型除電器において、導体に所定の電圧を印加することを特徴とする自己放電型除電器。
請求項１記載の自己放電型除電器において、前記所定の電圧の値は、ピーク値が±５，０００Ｖ以下であることを特徴とする自己放電型除電器。
請求項１記載の自己放電型除電器において、印加電圧が交流又は直流であることを特徴とする自己放電型除電器。
請求項３記載の自己放電型除電器において、直流型の場合は、＋と−の２つの極性の放電髭を設けた導体からなることを特徴とする自己放電型除電器。
請求項１記載の自己放電型除電器において、前記放電髭を設けた前記導体が絶縁体で覆われていることを特徴とする自己放電型除電器。
放電髭を並置して設けた導体と、
該導体に電圧を印加するための電源と、
前記放電髭を設けた前記導体を覆う絶縁体と、
を有することを特徴とする自己放電型除電器。
請求項１ないし４記載の自己放電型除電器において、電子回路、電源、導体および放電髭が腕時計状または指輪状の小型ケースに収納されていることを特徴とする自己放電型除電器。
請求項７記載の自己放電型除電器において、ケース自身が電子回路のグランド端子を除電対象物に接触するための対象接触電極であることを特徴とする自己放電型除電器。
請求項７記載の自己放電型除電器において、電子回路のグランド端子が除電対象物に接触するように対象物接触電極を持つことを特徴とする自己放電型除電器。