(57)【要約】【課題】被通電体同士を直接接触させた場合の接触抵抗が大きい場合であっても、被通電体同士に流れる電流を増大させることが可能な通電装置および通電方法を提供する。【解決手段】被通電体同士に通電するための通電装置１００であって、吸着剤１１と、押し付けることなく吸着剤１１と直接接触させた状態における接触抵抗が、少なくとも吸着剤１１自体の電気抵抗よりも大きな電極１２と、吸着剤１１と電極１２とを互いに近づけるように押し付ける螺子１６と、吸着剤１１と電極１２の間に介在しており、螺子１６によって押し付けられた場合の変形度合いが吸着剤１１および電極１２のいずれの変形度合いよりも大きく、導電性を有する炭素繊維１５と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被通電体同士に通電するための通電装置であって、
第１の被通電体と、
押し付けることなく前記第１の被通電体と直接接触させた状態における接触抵抗が、少なくとも前記第１の被通電体自体の電気抵抗よりも大きな第２の被通電体と、
前記第１の被通電体と前記第２の被通電体とを互いに近づけるように押し付ける押し付け手段と、
前記第１の被通電体と前記第２の被通電体との間に介在しており、前記押し付け手段によって押し付けられた場合の変形度合いが前記第１の被通電体および前記第２の被通電体のいずれの変形度合いよりも大きく、導電性を有する介在部材と、
を備えた通電装置。
【請求項２】
前記第１の被通電体および前記第２の被通電体は、いずれも剛体である、
請求項１に記載の通電装置。
【請求項３】
前記介在部材は、前記第１の被通電体および前記第２の被通電体のいずれに対しても接触している、
請求項１または２に記載の通電装置。
【請求項４】
前記第２の被通電体は、前記第１の被通電体とは異なる材質である金属によって形成された電極である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の通電装置。
【請求項５】
前記押し付け手段は、前記電極を、前記第１の被通電体側とは反対側から前記第１の被通電体側に押し付けるための機構を有している、
請求項４に記載の通電装置。
【請求項６】
前記押し付け手段は、螺子の締め付け度合いを調節することにより前記電極と前記第１の被通電体側との押しつけ度合いを調節する、
請求項５に記載の通電装置。
【請求項７】
前記第１の被通電体と前記第２の被通電体とは、同じ材質である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の通電装置。
【請求項８】
前記第１の被通電体は、吸着剤である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の通電装置。
【請求項９】
前記第１の被通電体は、非金属の無機系導電性物質を主成分として含有している、
請求項８に記載の通電装置。
【請求項１０】
前記介在部材は、前記第１の被通電体と同じ吸着対象を吸着可能な炭素繊維もしくは金属繊維である、
請求項８または９に記載の通電装置。
【請求項１１】
前記第１の被通電体および前記第２の被通電体の両方に通電するための電力を供給する通電部をさらに備え、
前記第１の被通電体は、前記通電部によって通電されることで発熱し、吸着対象物を脱離する、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の通電装置。
【請求項１２】
被通電体同士に通電するための通電方法であって、
第１の被通電体と、押し付けることなく前記第１の被通電体と直接接触させた状態における接触抵抗が、少なくとも前記第１の被通電体自体の電気抵抗よりも大きな第２の被通電体と、の間に導電性を有する介在部材を介在させた状態で、前記第１の被通電体と前記第２の被通電体とを互いに近づけるように押し付けた状態で通電させ、
前記介在部材は、前記押し付け手段によって押し付けられた場合の変形度合いが前記第１の被通電体および前記第２の被通電体のいずれの変形度合いよりも大きい、
通電方法。
【請求項１３】
前記第１の被通電体および前記第２の被通電体は、いずれも剛体である、
請求項１２に記載の通電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電装置および通電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被通電体同士を通じて電気を流そうとする場合に、被通電体の界面における接触抵抗が大きいために、十分な電流を流すことができないという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決する手法としては、例えば、特許文献１（特開２００７−３１８１３２号公報）に記載されているように、被通電体の材料成分を調整したり、被通電体の表面をアニールして表面加工したりすることで、接触抵抗を低減させる手法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、被通電体の材料成分を変更したくない場合、材料成分の変更にコストがかかってしまう場合、または、表面をアニール処理することが困難な材料等があり、これらの方法による接触抵抗の低減化が望まれない場合がある。
【０００５】
また、被通電体の表面に金属膜を蒸着させる方法、溶接させる方法、および、ハンダを用いる方法によって接触抵抗を低減させることが可能な場合もあるが、いずれも、被通電体の表面の性質によっては、接触抵抗を十分に低減できない場合がある。導電性の接着剤を用いる方法もあるが、コストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、被通電体同士を直接接触させた場合の接触抵抗が大きい場合であっても、被通電体同士に流れる電流を増大させることが可能な通電装置および通電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１観点に係る通電装置は、被通電体同士に通電するための通電装置であって、第１の被通電体、第２の被通電体、押し付け手段、および、介在部材を備えている。第２の被通電体は、押し付けることなく第１の被通電体と直接接触させた状態における接触抵抗が、少なくとも第１の被通電体自体の電気抵抗よりも大きい。押し付け手段は、第１の被通電体と第２の被通電体とを互いに近づけるように押し付ける。介在部材は、第１の被通電体と第２の被通電体との間に介在しており、押し付け手段によって押し付けられた場合の変形度合いが第１の被通電体および第２の被通電体のいずれの変形度合いよりも大きく、導電性を有している。
【０００８】
なお、被通電体には、半導体および導体が含まれる。この被通電体の素材としては、例えば、アルミニウムやその合金、炭素繊維、および、炭化ケイ素や窒化チタン等の導電性セラミックス等が含まれる。また、この被通電体の形態としては、例えば、セラミックス成型体（例えば、ハニカム状セラミックス成型体等）、繊維によって布やフェルト状にされたもの（例えば、スチールウール等）、および、金属板等が含まれる。さらに、被通電体の用途としては、例えば、電極、および、吸着剤等が含まれる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る通電装置は、第１観点に係る通電装置において、第１の被通電体および第２の被通電体は、いずれも剛体である。
【００１０】
本発明の第３観点に係る通電装置は、第１観点または第２観点に係る通電装置において、介在部材は、第１の被通電体および第２の被通電体のいずれに対しても接触している。
【００１１】
本発明の第４観点に係る通電装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る通電装置において、第２の被通電体は、第１の被通電体とは異なる材質である金属によって形成された電極である。
【００１２】
本発明の第５観点に係る通電装置は、第４観点に係る通電装置において、押し付け手段は、電極を、第１の被通電体側とは反対側から第１の被通電体側に押し付けるための機構を有している。
【００１３】
本発明の第６観点に係る通電装置は、第５観点に係る通電装置において、前記押し付け手段は、螺子の締め付け度合いを調節することにより電極と第１の被通電体側との押しつけ度合いを調節する。
【００１４】
本発明の第７観点に係る通電装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る通電装置において、第１の被通電体と第２の被通電体とは、同じ材質である。なお、第１の被通電体と第２の被通電体とは、同じ素材で、かつ、同じ形態であってもよい。
【００１５】
本発明の第８観点に係る通電装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係る通電装置において、第１の被通電体は、吸着剤である。
【００１６】
本発明の第９観点に係る通電装置は、第８観点に係る通電装置において、第１の被通電体は、非金属の無機系導電性物質を主成分として含有している。
【００１７】
本発明の第１０観点に係る通電装置は、第８観点または第９観点のいずれかに係る通電装置において、介在部材は、第１の被通電体と同じ吸着対象を吸着可能な炭素繊維もしくは金属繊維である。
【００１８】
本発明の第１１観点に係る通電装置は、第８観点から第１０観点のいずれかに係る通電装置において、第１の被通電体および第２の被通電体の両方に通電するための電力を供給する通電部をさらに備えている。第１の被通電体は、通電部によって通電されることで発熱し、吸着対象物を脱離する。
【００１９】
本発明の第１２観点に係る通電方法は、被通電体同士に通電するための通電方法であって、第１の被通電体と、押し付けることなく第１の被通電体と直接接触させた状態における接触抵抗が、少なくとも第１の被通電体自体の電気抵抗よりも大きな第２の被通電体と、第１の被通電体と第２の被通電体との間に導電性を有する介在部材を介在させた状態で、第１の被通電体と第２の被通電体とを互いに近づけるように押し付けた状態で通電させる。この介在部材は、押し付け手段によって押し付けられた場合の変形度合いが第１の被通電体および第２の被通電体のいずれの変形度合いよりも大きい。
【００２０】
本発明の第１３観点に係る通電方法は、第１２観点に係る通電装置において、第１の被通電体および第２の被通電体は、いずれも剛体である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る通電装置もしくは通電方法によると、被通電体同士を直接接触させた場合の接触抵抗が大きい場合であっても、被通電体同士に流れる電流を増大させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１の通電装置の概略構成図である。
【図２】吸着再生部の螺子による締め付け前の状態を示す概略構成図である。
【図３】吸着再生部の螺子による締め付け後の状態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２の通電装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施例３の通電装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の通電装置は、第１の被通電体、第２の被通電体、介在部材、および、押し付け手段を備える。
【００２４】
（１）第１の被通電体
本発明の第１の被通電体としては、特に、形状は限定されず、例えば、導電性のハニカム状セラミックス成型体等が含まれる。
【００２５】
この第１の被通電体として剛体を用いる場合には、本発明の効果を顕著に得ることができる。このような第１の被通電体としては、例えば、金属よりも柔軟性に乏しく、靭性に乏しいもの等が挙げられる。
【００２６】
また、第１の被通電体としては、例えば、粒状活性炭の成型体が望ましい。このような粒状活性炭は、ふるい粗さが３３０メッシュ以下の粒径を有するものが好ましい。
【００２７】
また、第１の被通電体としては、活性炭の他に、チタン酸バリウム等が挙げられる。
【００２８】
また、第１の被通電体として活性炭の成型体を用いると、有機溶剤（ＶＯＣ）の吸着剤として使用できる点で好ましい。さらには、活性炭の成型体が通電加熱された際に、活性炭自らの電気抵抗によって発熱し、吸着していた有機溶剤を脱離するものが望ましい。このように通電加熱によって有機溶剤を脱離させる活性炭の成型体の成分は、炭素が多くなりすぎると電気抵抗が低すぎて発熱しにくいため、ゼオライトや骨材となるような砂のような素材を含有させた成型体とすることが好ましい。そして、吸着能を有する第１の被通電体としては、吸着量を増大させることができ、第１の被通電体の大型化を抑制できる観点から、後述する介在部材よりも単位体積当たりの質量が大きいものが好ましい。
【００２９】
（ハニカム状吸着成型体）
上記第１の被通電体の例として、ハニカム状吸着成形体を挙げて説明する。
【００３０】
ハニカム状吸着成型体は、主に、１０〜８０重量％の活性炭粉末、１０〜８０重量％の絶縁性吸着材粉末（例えば、ゼオライトや、シリカゲル、活性アルミナなどの粉末のいずれか一つ又はそれらの組合せ）、５〜３０ｗｔ重量％のバインダー（コロイダルシリカや、コロイダルアルミナ、水ガラス、セピオライト、エポキシなどのいずれか一つ又はそれらの組合せ）を含有していることが好ましい。なお、ここでのバインダーとしては、コロイダルシリカや、コロイダルアルミナ、ガラスフリット、水ガラス、セピオライトなどの無機バインダーが好ましい。
【００３１】
なお、活性炭粉末の配合量を絶縁性吸着材粉末の配合量よりも多目にして適度な導電性を確保した状態で抵抗値を調節するのが好ましい。
【００３２】
このようなハニカム状吸着成型体は、周知の方法で得ることができるが、例えば、以下の方法で得ることもできる。すなわち、先ず、活性炭粉末と絶縁性吸着材粉末とを混合する。次に、その混合粉末にバインダー及び溶媒（例えば、水や有機溶剤など）を加え、混合粉末、バインダーおよび溶媒を混練して混練物を調製する。次いで、この混練物を金型に通してハニカム状に押出成型する。その後、このハニカム状成型体を乾燥させる。そして、乾燥後のハニカム状成型体を炉内で焼成処理すると目的のハニカム状吸着成型体を得ることができる。なお、焼成時の焼成温度は、５５０℃以下であり、好ましくは４００℃以下である。
【００３３】
（吸着発泡成型体）
上記第１の被通電体の他の例としては、上記ハニカム状吸着成型体と同様の成分である吸着発泡成型体であってもよい。
【００３４】
この吸着発泡成型体は、周知の方法で得ることができるが、例えば、以下の方法で得ることもできる。すなわち、先ず、活性炭粉末と絶縁性吸着材粉末とを混合する。次に、その混合粉末にバインダー及び溶媒（例えば、水や有機溶剤など）を加え、混合粉末、バインダーおよび溶媒を混練して混練物を調製する。次いで、この混練物に発泡ポリスチレンなどのプラスチックビーズを混ぜ、発泡ビーズ含有混練物を調製する。そして、その発泡ビーズ含有混練物を所望の形状に成型した後、その成型体を乾燥させる。そして、乾燥後の成型体を炉内で焼成処理するか、その成型体から有機溶剤によりプラスチックビーズを抽出処理するかして目的の吸着発泡成型体を得ることができる。
【００３５】
（２）第２の被通電体
第２の被通電体は、特に、形状は限定されないが、押し付けることなく第１の被通電体と接触させた状態での接触抵抗が、少なくとも第１の被通電体の電気抵抗よりも大きい性質を有するものである。また、第２の被通電体は、押し付けることなく第１の被通電体と接触させた状態での接触抵抗が、第２の被通電体自体の電気抵抗よりも大きい性質を有するものであってもよい。
【００３６】
このため、第２の被通電体は、上記条件を満たせば、第１の被通電体と同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよく、いずれにしても、第１の被通電体と第２の被通電体の接触抵抗が、第１の被通電体の電気抵抗よりも大きい関係となるものであればよい。
【００３７】
このような第２の被通電体としては、例えば、上述した第１の被通電体と同じものであってもよいし、金属もしくは合金から構成された板状部材の電極であってもよい。このような電極の材料としては、アルミニウムなどが挙げられる。
【００３８】
なお、第１の被通電体も第２の被通電体もいずれも剛体である場合には特に接触抵抗が大きくなりがちであるため、本発明の接触抵抗の低減化の効果が良好になる。
【００３９】
（３）介在部材
介在部材は、第１の被通電体と第２の被通電体との間に介在するように配置される導電性部材である。この介在部材は、第１の被通電体と第２の被通電体との間に介在した状態で、第１の被通電体と第２の被通電体とが互いに押し付けられた場合において、変形度合いが第１の被通電体および第２の被通電体のいずれの変形度合いよりも大きい柔軟性を有しているものである。このように変形度合いのより大きな介在部材を第１の被通電体と第２の被通電体との間に配置することで、第１の被通電体と介在部材との接触抵抗を低減しつつ、第２の被通電体と介在部材の接触抵抗も低減でき、これらの合計の接触抵抗を、第１の被通電体と第２の被通電体とを接触させた状態での接触抵抗よりも小さくすることができ、第１の被通電体および第２の被通電体のいずれについても通電を良好にすることができる。また、この場合、介在部材は第１の被通電体および第２の被通電体の両方の表面に接触して配置されていることが好ましく、第１の被通電体や第２の被通電体の全体に均一に通電されることが望ましい。
【００４０】
このような介在部材の形状は特に限定されず、例えば、繊維状、フェルト状、テープ、箔、メッシュ状、ペーパー状、織物等の形態が含まれる。また、これらのものを複数枚重ねて介在部材を構成するようにしてもよい。
【００４１】
このような介在部材の素材は、例えば、炭素繊維や金属繊維等が挙げられる。この繊維の一本当たりの太さは、ミクロンオーダーであることが好ましい。また、介在部材の材質としては、導電性が低下することを防止する観点から、表面に酸化皮膜等が形成されにくい素材であることが望ましい。
【００４２】
なお、介在部材は、柔らかくて形が変形可能なものであればよく、上記以外にも、例えば、導電性テープ、アルミ箔、アルミメッシュ等の金属メッシュ等であってもよい。なお、介在部材としては、接触面積を増大させることができる観点から、展性の大きなものが好ましい。
【００４３】
なお、少なくとも第１の被通電体の界面および第２の被通電体の界面には、上記柔軟性等を備える介在部材を配置する必要があるが、第１の被通電体の界面および第２の被通電体の界面以外の部分には、導電性がある材料であれば特に上記柔軟性を有していない材料を介在させてもよい。例えば、第１の被通電体の界面に接するように配置された介在部材と、第２の被通電体の界面に接するように配置された介在部材と、の間にさらに他の導電性部材を介在させてもよい。
【００４４】
以上、第１の被通電体、第２の被通電体、および、介在部材の例を説明したが、本発明によると、これらの第１の被通電体、第２の被通電体、および、介在部材の表面形状によらず、被通電体同士に流れる電流の一定の増大効果を得ることができる。
【００４５】
（４）押し付け手段
押し付け手段は、第１の被通電体と第２の被通電体とを互いに近づけるように押し付け、第１の被通電体と第２の被通電体との間に介在する介在部材を変形させる。
【００４６】
このような押し付け手段としては、上記機能を有するものであれば特に限定されず、バネや自重によって押し付ける場合も含まれる。
【００４７】
（実施例１）
上記第１の被通電体、第２の被通電体、介在部材、および、押し付け手段が採用された通電装置の例を図１〜３を用いて説明する。
【００４８】
通電装置１００は、吸着剤に有機溶剤等を吸着させつつ、吸着剤を通電加熱によって再生させることで繰り返し空気を清浄化させることができる装置である。この通電装置１００は、本体ケーシング１１０、送風装置５０、電源４０、および、吸着再生部１０を主として有している。
【００４９】
本体ケーシング１１０には、図示しない吸込口と吹出口が設けられており、被処理空気を吸込口から取り込んで、清浄化させた後に吹出口から吹き出す。
【００５０】
送風装置５０は、上述した被処理空気を本体ケーシング１１０に導きつつ、送り出す空気流れを生じさせる。
【００５１】
電源４０は、吸着再生部１０の再生処理の際に電力を供給することができ、リード線を介して吸着再生部１０の電極１５に接続されている。
【００５２】
吸着再生部１０は、通過する被処理空気に曝されるようにして、ケーシング１１０の内部に配置されている。この吸着再生部１０は、第１の被通電体としての吸着剤１１、第２の被通電体としての電極１２、介在部材としての炭素繊維１５、吸着用ケーシング１８、および、螺子１６を有している。
【００５３】
吸着剤１１は、吸着用ケーシング１８内に配置され、概ね、活性炭４０％、ゼオライト４０％、無機バインダーを残部として形成されており、電気抵抗が１１０Ωであった。この吸着剤１１は、電気抵抗の値が電極１２との接触抵抗よりも小さい。
【００５４】
電極１２は、アルミニウムによって形成されており、吸着用ケーシング１８内の吸着剤１１の両端に配置されている。
【００５５】
炭素繊維１５は、吸着用ケーシング１８内であって、吸着剤１１と電極１２との間にそれぞれ配置されている。
【００５６】
螺子１６は、図２、３に示すように、図示しない吸着用ケーシング１８の螺子穴にねじ込まれており、ねじ込み度合いを調節することで内面１８ａと電極１５との間の距離を調節することができる。これにより、炭素繊維１５が厚さ方向に押しつぶされる程度を調節することができるため、吸着剤１１を破壊することなく、吸着剤１１と炭素繊維１５の接触抵抗および炭素繊維１５と電極１２との接触抵抗を低減させることができる。なお、この螺子１６は、直接吸着剤１１を押し付けるのではなく、電極１２や炭素繊維１５を介しているため、螺子１６の押し付け力が吸着剤１１に局所的に作用して吸着剤１１を破壊してしまうことを抑制できるようになっている。
【００５７】
このような通電装置１００において、吸着剤１１に被処理空気の吸着成分を吸着させた後、電源４０からの電力を電極１２に供給することで吸着剤１１に十分に電流を流すことができる。これにより、吸着剤１１は、自己の電気抵抗によって発熱し、吸着していた吸着成分を脱離することができ、再生される。
【００５８】
（実施例２）
実施例２の通電装置２００は、図４に示すように、実施例１の炭素繊維１５の中央近傍の一部を他の導電性部材１５ａによって置換した例である。他の構成については、実施例１と同様である。この実施例２では、例えば、炭素繊維１５のコストを抑えたい場合や、炭素繊維よりも導電性の良い材質を採用する場合に特に有効である。
【００５９】
（実施例３）
実施例３の通電装置３００は、図５に示すように、吸着剤１１を複数用いている。そして、吸着剤同士の間には、炭素繊維１５が配置されている。他の構成については、実施例１と同様である。このような構成とすることで、接触抵抗を低減させつつ電極１２の配置の自由度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る通電装置もしくは通電方法は、被通電体間での接触抵抗を低減させる場合に、特に有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１１  吸着剤（第１の被通電体）
１２  電極（第２の被通電体）
１５  炭素繊維（介在部材）
１６  螺子（押し付け手段）
１００  通電装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００７−３１８１３２号公報
【図１】
2011206749.tif 000003
【図２】
2011206749.tif 000004
【図３】
2011206749.tif 000005
【図４】
2011206749.tif 000006
【図５】
2011206749.tif 000007