(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体からの接触を受ける接触部と、
一端が前記接触部と電気的に接続し、他端が基準電位部と電気的に接続する抵抗体部と、
前記接触部から絶縁され、前記接触部の電位を検出するアンテナ部と、
前記アンテナ部で検出した電位を報知する報知手段と、を具備すると共に、
前記接触部と前記抵抗体部は一体に形成され、前記アンテナ部は、所定の間隙を隔てて前記接触部の周囲に配置されていることを特徴とする、静電気除去装置。
【請求項２】
前記接触部と前記アンテナ部は、誘電体に固定されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項３】
前記基準電位部の電位は、接地電位である
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項４】
前記報知手段は、前記アンテナ部で検出した電位の変化を逐次報知する
ことを特徴とする、請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載の静電気除去装置。
【請求項５】
ベース部と、このベース部から立設した支柱部と、この支柱部の上部に設けた除電部とから成り、前記除電部は、誘電体部と、この誘電体部に積層させて設けたところの接触部と抵抗体部とから成る静電気除去シートと、この静電気除去シートを囲んで前記誘電体部に設けたアンテナ部と、複数の静電気レベルＬＥＤと、前記アンテナ部で検出した前記静電除去シートの電位の変化をとらえて前記複数の静電気レベルＬＥＤを点灯させる回路とで構成したことを特徴とする静電除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気除去装置に関し、例えば、人体に帯電した静電気を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体に静電気が帯電した状態でドアノブなどの金属部分に触れると、瞬時に放電して不快な電撃ショックを与えることがある。また、周囲に可燃性のガスや液体がある場合に、放電の際の火花によってこれらが発火することもある。
このため、人体に蓄積した静電気を事前に放電させる静電気除去装置が利用されている。これら静電気除去装置は、抵抗体を介して接地したタッチプレートを備えており、ユーザがタッチプレートに触れると、ユーザの身体に蓄積している静電気を徐々に放電して、人体に与える電気ショックや火花放電を防止している。
【０００３】
このような静電気除去装置のうち、放電の状態を確認する機能を備えた技術として特許文献１の「静電気放電用タッチプレート監視装置」が提案されている。
この技術は、静電気の放電による電流を検知し、これを表示や音声などで報知するものである。
【０００４】
ところで、特許文献１記載の技術では、静電気の放電による衝撃を緩和するためには、抵抗体の抵抗値を大きくして放電電流を小さくする必要がある。
しかし、この技術では放電電流で静電気を検知するため、抵抗値を大きくして電流を小さくすると検知精度が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１７０６１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、静電気の放電による衝撃を緩和しつつ、静電気の検知精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、人体からの接触を受ける接触部と、一端が前記接触部と電気的に接続し、他端が基準電位部と電気的に接続する抵抗体部と、前記接触部から絶縁され、前記接触部の電位を検出するアンテナ部と、前記アンテナ部で検出した電位を報知する報知手段と、を具備すると共に、前記接触部と前記抵抗体部は一体に形成され、前記アンテナ部は、所定の間隙を隔てて前記接触部の周囲に配置されていることを特徴とする静電気除去装置を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記接触部と前記アンテナ部は、誘電体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の静電気除去装置を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記基準電位部の電位は、接地電位であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の静電気除去装置を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記報知手段は、前記アンテナ部で検出した電位の変化を逐次報知することを特徴とする請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載の静電気除去装置を提供する。
（５）請求項５に記載の発明は、ベース部と、このベース部から立設した支柱部と、この支柱部の上部に設けた除電部とから成り、前記除電部は、誘電体部と、この誘電体部に積層させて設けたところの接触部と抵抗体部とから成る静電気除去シートと、この静電気除去シートを囲んで前記誘電体部に設けたアンテナ部と、複数の静電気レベルＬＥＤと、前記アンテナ部で検出した前記静電除去シートの電位の変化をとらえて前記複数の静電気レベルＬＥＤを点灯させる回路とで構成したことを特徴とする静電除去装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放電の際の電位によって静電気を検知するため、静電気の放電による衝撃を緩和しつつ、静電気の検知精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る静電気除去装置の外観の一例を示した図である。
【図２】静電気除去シートの構造や放電受信アンテナの配置を説明するための図である。
【図３】静電気除去装置の回路構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の静電気除去装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１）実施形態の概要
図２(ｂ)に示したように、静電気除去シート５の周囲には、所定間隔を隔てて放電受信アンテナ２０が配設されている。
静電気除去シート５は、静電気除電の際の電流を小さくするための抵抗を有するとともに、アースシート１８によって接地されている。そのため、通常、静電気除去シート５の電位は接地レベルとなっている。
【００１１】
この静電気除去シート５に静電気で帯電したユーザが触れる（タッチする）と、静電気除去シート５の電位が接地レベルから変化する。この変化は静電気除去シート５の周囲の電場の変化となって伝播し、放電受信アンテナ２０によって検知される。
その後、静電気除去シート５の電位は、除電の進展に従って接地レベルに復帰するが、この復帰過程における静電気量の変化も電位の変化として放電受信アンテナ２０によって検知される。
【００１２】
このように、放電受信アンテナ２０は、静電気により発生する電圧及びその変化の状態を検知するため、静電気除去シート５の抵抗値を大きくして電流を小さくしても検知精度を高く維持することができ、放電による衝撃の緩和と静電気の検知精度を両立させることができる。
【００１３】
（２）実施形態の詳細
図１は、本実施形態に係る静電気除去装置１の外観の一例を示した図である。
静電気除去装置１は、除電部２、支柱部３、ベース部４などから構成されている。
除電部２は、球状の本体部９と平面部８とから構成され、球状部９が支柱部３に固定されている。平面部８は、除電の際にユーザがタッチしやすくなるように、斜め上方向となる角度で本体部９に形成されている。
なお、除電部２の本体部９を球状に形成したのは、デザイン上の理由であり、他の形状としてもよい。
平面部８の中央には、矩形形状の静電気除去シート５が設置され、その上側には、４つの静電気レベルＬＥＤ６ａ〜６ｄが横方向に一列に配置されている。以下、静電気レベルＬＥＤ６ａ〜６ｄを特に区別しない場合は、単に静電気レベルＬＥＤ６と記す。
【００１４】
静電気除去シート５は、ユーザが、例えば指先などを触れることで、体に蓄積した静電気を放電させるためのタッチパネルであり、人体からの接触を受ける接触部として機能している。
このため、除電部２は、大人から子供まで種々の身長の人が指先で静電気除去シート５タッチするのに適した高さ（例えば、１ｍ）に設定されている。なお、この除電部２の高さを可変とするために、支柱部３に長さの可変機構を設けるようにしてもよい。
【００１５】
静電気レベルＬＥＤ６は、左から緑、黄、黄、赤の各色を発色する発光ダイオードであり、左から静電気の帯電量が低い順に点灯し、静電気の帯電量が大きいほど右側の発行ダイオードまでが点灯する。
即ち、ユーザが静電気除去シート５にタッチした際、静電気の量(後述するように静電気除去シート５の電位をアンテナで検知して測定する)に応じてリアルタイムで点灯する。
例えば、ユーザが静電気除去シート５にタッチした際の静電気量が静電気レベルＬＥＤ６ｃに対応する場合、静電気レベルＬＥＤ６ａ〜６ｃの３つが点灯する。その後、静電気が放電されるに従って、静電気レベルＬＥＤ６ｃ、静電気レベルＬＥＤ６ｂ、静電気レベルＬＥＤ６ａの順に消灯していく。
【００１６】
支柱部３は、上端が除電部２の底部に固定され、下端がベース部４の上面に固定されており、除電部２を空間の所定位置(ユーザが静電気除去シート５に触れやすい位置)に保持している。
ベース部４は、除電部２と支柱部３から成る構造物を安定的に支える重量及び形状を有する部材であり、例えば、金属で形成された円板部材によって構成されている。
【００１７】
図２(ａ)は、静電気除去シート５の構造を説明するための図であり、静電気除去シート５の厚さ方向の断面を示している。
静電気除去シート５は、表面側から順に、保護シート１０、糊層１１、パネルシート１２、糊層１３、銅箔１４、糊層１５、ベースシート１６、糊層１７などが積層されて構成されている。
【００１８】
糊層１１、１３、１５、１７は、導電性を有する接着剤であり、それぞれ、上の層、及び下の層を接着している。
保護シート１０は、静電気除去シート５の表面を傷から保護している。パネルシート１２、ベースシート１６は、何れも導電性のゴムで構成されている。
保護シート１０、パネルシート１２、ベースシート１６は、何れも所定の抵抗値を有しており、ユーザの静電気が一気に放電するのを防ぎ、これを徐々に放電して電気ショックを防いでいる。即ち、電気の流れを遅くすることにより電撃を回避している。
【００１９】
アースシート１８は、基板１９の上面に形成された銅箔(導体)であり、糊層１７によって静電気除去シート５に物理的、及び電気的に接続している。アースシート１８は、接地されており、静電気除去シート５を介して人体を接地し、ユーザの静電気を除去する。
このように、静電気除去シート５は、上記したように、表面側から順に、保護シート１０、糊層１１、パネルシート１２、糊層１３、銅箔１４、糊層１５、ベースシート１６、糊層１７などが積層されて一体に形成され、その一端が接触部と電気的に接続し、他端が基準電位部と電気的に接続する抵抗体部として機能する。
【００２０】
なお、図２（ａ）で本実施形態における静電気除去シート５の構成について説明したが、この構成に限られず、公知の各種構成からなる他の静電気除去シートを使用することも可能である。
【００２１】
図２(ｂ)は、静電気除去シート５及び放電受信アンテナ２０の設置状況を説明するための図である。
静電気除去シート５と放電受信アンテナ２０は、誘電体で形成された基板１９の上面に設置されている。
【００２２】
放電受信アンテナ２０は、静電気除去シート５の外周に配置されている。この放電受信アンテナ２０は、静電気除去シート５と同心（両者の重心が一致する状態）となるよう配置されることが好ましい。
なお、本実施形態における放電受信アンテナ２０は、幅３ｍｍの銅箔により、直径１５０ｍｍ程度の円形に形成されている。一方、静電気除去シート５は、一辺１００ｍｍ程度の矩形で、６ｍｍの半径で各角が形成されている。
但し、放電受信アンテナ２０の形状は円形でなくてもよく、静電気除去シート５の外周に配置される各種形状とすることが可能であり、例えば、静電気除去シート５と相似形となる形状にすることも可能である。
【００２３】
放電受信アンテナ２０は、誘電体上(基板１９)において静電気除去シート５から所定の間隙だけ隔てられて設置されているため、放電受信アンテナ２０と静電気除去シート５は絶縁されている。
また、接触部(静電気除去シート５)とアンテナ部(放電受信アンテナ２０)は、誘電体(基板１９)に固定されている。
【００２４】
静電気によって帯電したユーザが静電気除去シート５に触れると、静電気除去シート５が帯電し、これによる電位の変化が放電受信アンテナ２０によって検知される。この電位の変化は、静電気の正負、及び量に応じたものとなり、放電受信アンテナ２０で検知される値もこれに応じたものとなる。
静電気がアースシート１８を介してアースに放電されるにつれ、静電気除去シート５の電位が変化する。これにより、放電受信アンテナ２０は、放電の状況を逐次検知することができる。
【００２５】
このように、放電受信アンテナ２０は、接触部(静電気除去シート５)から絶縁され、接触部の電位を非接触で検出するアンテナ部として機能している。
また、接触部(静電気除去シート５)とアンテナ部(放電受信アンテナ２０)、誘電体(基板１９)に固定されている。
【００２６】
図３は、静電気除去装置１の回路構成を説明するための図である。
回路３０は、アンテナ部(放電受信アンテナ２０)で検出した電位を静電気レベルＬＥＤ６などで報知する報知手段として機能しており、図示してないが除電部２内部に設けられた回路基板に搭載されている。
回路３０は、電源部３１、センシング部３２、アンプ部３３、コントロール部３４、表示部３５などの各モジュールから構成されている。
【００２７】
静電気除去シート５は、接地面２１に接地されており、ユーザの身体に蓄積した静電気を接地面２１に放電する。これによりユーザの身体の電位は接地面２１と同じになる。
このように、本実施形態では、基準電位を接地電位とし、ユーザの身体を基準電位、即ち接地電位と同じにする。
これは、ユーザが静電気放電の次に触れる物体(例えば、ドアノブ)が接地電位であると考えられるため、一例として、基準電位を接地電位としたものである。
【００２８】
なお、本実施形態では、静電気除去シート５からの配線が支柱部３（図１参照）内を通り、基準電位となっているベース部４の金属部分に接続されている。この場合、ベース部４の金属部分は地面（設置面）と接することで基準電位であることを前提としている。ただし、より確実に設置電位とするために、アース線を接続するようにしてもよい。アース線は、ベース部４の金属部分と接続され、又は、静電気除去シート５からの配線に直接接続されるようにしてもよい。
【００２９】
一方、ユーザが次に触れる物体の電位が接地電位からバイアスされた電位である場合、基準電位を当該バイアスされた電位とすることも可能である。
例えば、地面から絶縁されている装置等では、装置等の電位が接地電位と異なる場合がある。この場合、接地面２１を装置本体にしておけば、ユーザの身体の電位が装置本体と同電位となり、ユーザが装置等のドアの開け閉めで静電気によるショックを受けることを防ぐことができる。
このため、基準電位によっては、放電のみならず、ユーザの身体に充電する場合もある。
【００３０】
電源部３１は、回路３０に電力を供給するモジュールである。本実施形態では、直流電圧Ｖｃｃ(例えば、＋５Ｖ)を発生する直流定電圧電源となっている。
電力の発生源としては、バッテリーを用いてもよいし、あるいは、商用交流電源を直流に変換してもよい。
本実施形態の電源部３０は、一例として乾電池を用い、本体部９内に収容されている。
【００３１】
センシング部３２は、放電受信アンテナ２０の電位を検出するモジュールである。
センシング部３２は、入力端子４０にて放電受信アンテナ２０からの入力を受け付ける。
ユーザの身体は、正(プラス)か負(マイナス)に帯電しており、ユーザが静電気除去シート５にタッチすると、静電気除去シート５がユーザの身体と同電位となるため、静電気除去シート５もユーザの身体と同様に帯電する。
例えば、ユーザの身体が正に帯電しており、静電気除去シート５が正に帯電した場合、この電荷による電場によって放電受信アンテナ２０の静電気除去シート５側に負電荷が誘起される。これに伴い、放電受信アンテナ２０の入力端子４０側には正電荷が誘起され、これがセンシング部３２に入力される。
このようにして、ユーザの身体が正に帯電している場合は、入力端子４０で正の電位が入力され、負に帯電している場合は、負の電位が入力される。
【００３２】
このように、回路３０は、静電気の放電に伴う電流によって静電気を検知するのではなく、静電気による電位の変化を放電受信アンテナ２０により非接触で検知する。
そのため、静電気除去シート５の抵抗値が大きく、放電電流が小さいほど、電位の変化が検知しやすい。
以上のようにして、回路３０は、検出精度の向上と、ユーザに与える電撃の防止(即ち、放電電流を小さくすること)を両立することができる。
【００３３】
入力端子４０で入力された信号(電位)は、４つのダイオード４１ａ〜４１ｄで正負の判別が行われるとともに整流が行われる。
信号が正の場合、ダイオード４１ａ、４１ｂが駆動してトランジスタ４２ａが動作し、負の場合は、ダイオード４１ｃ、４１ｄが動作して、トランジスタ４２ｂが動作する。トランジスタ４２ａ、４２ｂは、何れもＮＰＮ型のトランジスタである。
こうして、センシング部３２に入力された信号は、各コンデンサで交流成分を除去するなどして、正負に応じてトランジスタ４２ａ、４２ｂで増幅され、極性が一方に揃えられて(整流されて)アンプ部３３に出力される。
【００３４】
アンプ部３３は、センシング部３２から入力された信号を増幅するモジュールである。本実施形態では、増幅用の素子として、型番「ＬＴＣ１４４０」のＩＣ４５(コンパレータ)によるオペアンプを用いた。
ＩＣ４５では、非反転入力端子である３番のピンにセンシング部３２からの信号が入力され、これが増幅された後８番のピンから出力される。
なお、反転入力端子である４番のピンにはリファレンス用の電圧が入力され、５番のピンはチャタリング防止のためのヒステリシスを設定するためのものである。
【００３５】
コントロール部３４は、アンプ部３３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換(Ａ／Ｄ変換)するモジュールである。
本実施形態では、一例として型番「ＰＩＣ１２Ｆ６８３」のマイコン４８を用いた。
マイコン４８は、４番のピンに入力されるアナログ信号のレベルに応じて２、５、６、７番のピンに電流を出力するように設定されている。
すなわち、アナログ信号のレベルの閾値として、２、５、６、７番の各ピン（静電気レベルＬＥＤ６ｄ、６ｃ、６ｂ、６ａ）に対応して閾値Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７が規定されており、４番のピンに入力されるアナログ信号のレベル以下である閾値Ｔに対応するピンにＬＥＤ点灯用の電流が出力される。
【００３６】
なお、レベルの低い順に、７、６、５、２番のピンがオンになる。このように、アンプ部３３で増幅されたアナログ信号は、マイコン４８でレベル変換され、これらのピンに変換値が出力される。
また、３番のピンには、センシング部３２の出力信号が入力され、ユーザの放電の際に、マイコン４８は、スリープ状態から復帰するようになっている。
【００３７】
表示部３５は、コントロール部３４でレベル変換された静電気量を表示するモジュールである。
レベルの低い順に静電気レベルＬＥＤ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが点灯する。
ユーザが静電気除去シート５にタッチすると、ユーザの身体に帯電している静電気のレベル以下の静電気レベルＬＥＤ６が全て点灯し、放電するに従って、レベルの高い静電気レベルＬＥＤ６から順に消灯していく。尤もここのところは、ユーザが帯電している静電気レベルに応じて静電気レベルＬＥＤ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが順次点灯して行き、放電されるに応じて順次消灯するように構成してもよい。また、消灯に仕方も、静電気レベルＬＥＤ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが全部同時に消灯するように構成することも可能である。
除電が完了すると(即ち、ユーザの身体が帯電していない状態になると)、全ての静電気レベルＬＥＤ６が消灯する。
このように、報知手段(回路３０)は、アンテナ部(放電受信アンテナ２０)で検出した電位の変化を逐次報知する。
【００３８】
以上のようにして、静電気除去装置１は、静電気レベルＬＥＤ６による表示で帯電量、及び除電の進行状況を表示するが、音声によって報知することも可能である。
また、静電気レベルＬＥＤ６の個数や色、点灯による報知方法についても他を採用するようにしてもよい。
【００３９】
例えば、説明した実施形態では、静電気除去シートで静電気を検出すると、検出した静電気レベル以下の閾値以下の各閾値Ｔに対応する全ての静電気レベルＬＥＤ６が点灯する場合について説明したが、検出した静電気レベルに対応して、当該レベルに対応する静電気レベルＬＥＤ６が１つ点灯するようにしてもよい。
この場合、例えば、最初に静電気レベルＬＥＤ６ｄ（Ｒ）が点灯したとすると、その後、徐々に放電されて電圧が下がるに従って、静電気レベルＬＥＤ６ｄが消灯し静電気レベルＬＥＤ６ｃ（Ｙ）が点灯し、以下同様に、静電気レベルＬＥＤ６ｃ→静電気レベルＬＥＤ６ｂ（Ｙ）、静電気レベルＬＥＤ６ｂ→静電気レベルＬＥＤ６ａ（Ｇ）の順に消灯、及び点灯し、放電が完了すると全静電気レベルＬＥＤ６が消灯する。
【００４０】
また、説明した実施形態では、検出した静電気のレベルを静電気ＬＥＤ６の点灯状態でユーザに報知する場合について説明したが、これに変えて、又は加えて、検出した静電気のレベルを数値で表示したり、アナログメータにより表示するようにしてもよい。
【００４１】
更に、静電気除去装置１を工場などで使用する場合、コントロール部３４の出力をネットワーク回線を経由して、他の場所(管理室の担当者や管理サーバなど)に送信することで、侵入者の静電気除去が確実に行われたか否かの管理を行うようにしてもい。
また、静電気除去の完了を条件としてドアのロックを解除するようにしてもよい。
【００４２】
以上に説明した実施形態により、次のような効果を得ることができる。
(１)ユーザの身体に帯電している静電気を非接触のアンテナで検知することができる。
(２)静電気の量を放電による電流値で検知しないため、放電用の抵抗体の抵抗値を大きくすることができ、身体への電撃ショックの防止と、静電気量の検知を両立することができる。
(３)身体の帯電量や除電の状況をユーザに対して表示することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  静電気除去装置
２  除電部
３  支柱部
４  ベース部
５  静電気除去シート
６ａ〜６ｄ  静電気レベルＬＥＤ
８  平面部
９  本体部
１０  保護シート
１１  糊層
１２  パネルシート
１３  糊層
１４  銅箔
１５  糊層
１６  ベースシート
１７  糊層
１８  アースシート
１９  基板
３０  回路
３１  電源部
３２  センシング部
３３  アンプ部
３４  コントロール部
３５  表示部
４１ａ〜４１ｄ  ダイオード
４２ａ、４２ｂ  トランジスタ
４５  ＩＣ
４８  マイコン
【要約】
【課題】静電気の放電による衝撃を緩和しつつ、静電気の検知精度を高める。
【解決手段】静電気除去シート５の周囲には、所定間隔を隔てて放電受信アンテナ２０が配置されている。静電気除去シート５は、静電気除電の際の電流を小さくするための抵抗を有するとともに、アースシート１８によって、接地されている。そのため、通常、静電気除去シート５の電位は接地レベルとなっている。静電気で帯電したユーザが静電気除去シート５にタッチすると、静電気除去シート５の電位が接地レベルから変化する。この変化は静電気除去シート５の周囲の電場の変化となって伝播し、放電受信アンテナ２０によって検知される。  除電の進展に従って静電気除去シート５の電位は接地レベルに復帰するが、この過程における静電気量の変化も電位の変化として放電受信アンテナ２０によって検知される。
【選択図】図２【図１】
0005635656.tif 000002
【図２】
0005635656.tif 000003
【図３】
0005635656.tif 000004