(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を内蔵した電子機器に対して高電圧発生装置（４０）からの高電圧電源Ｈｖに基づくサージを放電電極（３２）から放射する静電気発生ガンにおいて、
前記高電圧電源Ｈｖを入力する充電抵抗器（５１）と、
前記充電抵抗器（５１）からの高電圧電源Ｈｖを入力側に入力し、切換動作によりＣＯＭ接点に供給し、又は出力側から前記ＣＯＭ接点からの放電電力を供給する切換手段と、
前記切換手段のＣＯＭ接点に一方が接続された放電抵抗器（５３）と、
前記放電抵抗器（５３）の他方に一方を接続し、他方をグラウンドに接続した充放電コンデンサ（Ｃｏ）と、
前記充電抵抗器（５１）に一方を接続し、他方を前記切換手段の入力側に接続した接続線（７６）と、
空洞を有して、前記接続線（７６）をこの空洞によって通過させた空洞金属伝導体（７０）と、
前記切換手段のＣＯＭ接点に一端を接続し、他端を前記空洞金属伝導体（７０）に接続して、この一端と他端との間が前記放電電極（３２）の中心軸に対して略直交する長手部分が形成された寄生電流放電用導電体（７５）と
を有することを特徴とする静電気発生ガン。
【請求項２】
前記寄生電流放電用導電体（７５）は、磁性体で覆われていることを特徴とする請求項１記載の静電気発生ガン。
【請求項３】
ガントリガー（３４）を有し、前記切換手段は、このガントリガー（３４）の引きによって一定時間内に前記切換手段の切片を交互に切換えることを特徴とする請求項１又は２記載の静電気発生ガン。
【請求項４】
前記寄生電流放電用導電体（７５）は、
前記放電電極（３２）の直ぐ後段となり、前記中心軸に対して直交する平面台（８０）に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の静電気発生ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品を内蔵した電子機器に対してサージを加えて、電子機器の電磁環境耐性を評価させるための静電気発生ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電気により発生する突発的なサージによって電子機器は、誤動作、故障、破壊に至る場合がある。
【０００３】
例えば、人が電子機器に接触したときに、人体に帯電していた静電気が突発的なサージとなって電子機器に流れて電子機器が誤動作、故障、破壊に至ることがある。
【０００４】
このため、人工的にサージを発生させて、その電子機器の影響を予め調べておく必要がある。以下にパソコンを電子機器としてその静電気試験の方法を説明する。
【０００５】
図５は静電試験実施方法の概略構成図である。パソコンの静電試験においては、図５に示すように、上面を金属性（例えば銅版）の水平板１２で覆った木製の机１４の中央部に必要に応じて絶縁シート１２ａを介してパソコン１６を載置し、この机１４を金属製の基準グラウンド板１８上に載置する。
【０００６】
また、水平板１２と基準グラウンド板１８とに抵抗器Ｒ１（４７０ｋΩ）及びＲ２（４７０ｋΩ）を内蔵した放電抵抗ケーブル２０を接続する。前述のパソコン１６はＡＣ電源ケーブル２２によって電力の供給を受ける。
【０００７】
そして、静電気発生装置３０と基準グラウンド板１８とをグラウンドケーブル３１で接続し、高電圧発生装置４０とをケーブル４２、４３で接続する。このケーブル４２は高電圧発生装置４０からの高電圧電源Ｈｖ用であり、ケーブル４３はリターン用である。
【０００８】
前述の静電気発生装置３０は特許文献１に開示されている。この特許文献１の静電気発生装置３０は図６に示すように、サージを発生する静電気発生装置３０の放電電極である放電チップ３２と、ガントリガー３４とを備えている。また、内部に充放電部５０を備えている。この充放電部５０は、高電圧発生装置４０からの高電圧電源Ｈｖを入力する充電抵抗器５１と、接点Ａ、接点Ｂ及びＣＯＭ接点Ｃを備えた高圧リレー５２と、放電抵抗器５３と、充放電コンデンサＣｏ（例えば１５０ｐＦ）等を備えている。
【０００９】
そして、作業員が静電気発生装置３０を手でもって放電チップ３２をパソコン１６に近づけてガントリガー３４を引くと、一定時間内（例えば１秒）で高圧リレー５２が数回オンオフを繰り返す。例えば、接点Ｂから接点Ａ、接点Ａから接点Ｂに切換わる。
【００１０】
高圧リレー５２が接点Ｂに切換わっている場合は、高電圧発生装置４０からの高電圧電源Ｈｖ（２ｋＶ、３ｋＶ、・・・）がＣＯＭ接点Ｃ、放電抵抗器５３を介して充放電コンデンサＣｏに加わると共に寄生容量Ｃｓ１が発生する。
【００１１】
そして、接点Ａの切換わりに伴って、寄生容量Ｃｓ１に充電された電荷が電流（Ｉｃｓ１）となって放電チップ３２に流れると共に、充放電コンデンサＣｏに充電された電荷が電流（Ｉｃｏ）となって放電抵抗器５３、接点Ｃを介して放電チップ３２に流れる。これらがサージとなってパソコン１６に印加される。
【００１２】
このサージの放電電流について説明する。放電電流の測定においては図７に示すようにファラデーケージ６０を用いて測定する。
【００１３】
ファラデーケージ６０は電流検出ターゲット６２付のグラウンド板（以下ファラデーケージグラウンド板６５という）を有し、内部にオシロスコープ６７を置いて、このオシロスコープ６７を同軸ケーブル６８で電流検出ターゲット６２に接続する。
【００１４】
そして、作業員が静電気発生装置３０を手でもって放電チップ３２をファラデーケージグラウンド板６５の電流検出ターゲット６２に接触させてガントリガー３４を引くとサージの電流が流れる。これをオシロスコープ６７で測定すると、その波形は図８に示すようになる。これを静電気発生ガン電流Ｉｃの波形と称する。
【００１５】
図８に示すように、静電気発生ガン電流Ｉｃの波形は、初めに寄生容量Ｃｓ１に充電された電荷が電流（以下初期ピーク電流Ｉｃｓ１という）が流れて、充放電コンデンサＣｏに充電された電荷が電流（以下放電電流Ｉｃｏという）が流れるので、初期段階は鋭いピーク波形（初期ピーク電流Ｉｃｓ１の波形）となり、その後でなだらかな波形（放電電流Ｉｃｏの波形）となる。
【００１６】
この静電気発生ガン電流Ｉｃの波形は、初期ピーク電流Ｉｃｓ１の波形はエネルギーが１０％に到達後にこの到達点ｔｏから０．７〜１．０ｎｓの間（０．８ｎｓ）に９０％に到達している。
【００１７】
図８においては、ｔｎで初期ピーク電流Ｉｃｓ１が最大値（以下初期ピーク電流最大値Ｉｃｓ１ｍａｘという）に到達したことを示している。
【００１８】
一方、放電電流Ｉｃｏは、到達点ｔｏから３０ｎｓ後に約５０％達する。ｔｍは最大値（以下放電電流最大値Ｉｃｏｍａｘという）であり、これらの電流は国際規格ＩＥＣ６１０００−４−２に従っている。このｔｎ〜ｔｍの区間を振動区間ＳＴと称する。
【００１９】
さらに、静電気発生ガン電流Ｉｃの波形の詳細について図９を用いて説明する。
【００２０】
図９に示すように、初期ピーク電流Ｉｃｓ１は初期ピーク電流最大値Ｉｃｓ１ｍａｘに到達した後に振動区間ＳＴにおいては、急激に下がり最小値（以下初期ピーク電流最小値Ｉｃｓ１ｍｉｎという）に到達する。
【００２１】
そして、以後は初期ピーク電流最小値Ｉｃｓ１ｍｉｎと初期ピーク電流最大値Ｉｃｓ１ｍａｘとの差に基づいた振動波となって放電電流最大値Ｉｃｏｍａｘに到達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】実用新案登録第２５９３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、静電気発生装置３０からのサージは、初期ピーク電流最大値Ｉｃｓ１ｍａｘと初期ピーク電流最小値Ｉｃｓ１ｍｉｎとの差がありすぎると、図９に示すように極端に周期が短く、かつ初期の段階で極端にレベルが高い振動波形が発生し、この振動波形によって電子機器の誤動作現象が発生する。
【００２４】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、初期ピーク電流Ｉｃｓ１が急激に低下しないサージを発生することができる静電気発生ガンを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、電子部品を内蔵した電子機器に対して高電圧発生装置からの高電圧電源Ｈｖに基づくサージを放電電極から放射する静電気発生ガンにおいて、
前記高電圧電源Ｈｖを入力する充電抵抗器と、
前記充電抵抗器からの高電圧電源Ｈｖを入力側に入力し、切換動作によりＣＯＭ接点に供給し、又は出力側から前記ＣＯＭ接点からの放電電力を供給する切換手段と、
前記切換手段のＣＯＭ接点に一方が接続された放電抵抗器と、
前記放電抵抗器の他方に一方を接続し、他方をグラウンドに接続した充放電コンデンサと、
前記充電抵抗器に一方を接続し、他方を前記切換手段の入力側に接続した充電電流用導電体と、
空洞を有して、前記充電電流用導電体をこの空洞によって通過させた空洞金属伝導体と、
前記切換手段のＣＯＭ接点に一端を接続し、他端を前記空洞金属伝導体に接続して、この一端と他端との間が前記放電電極の中心軸に対して略直交する長手部分が形成された寄生電流放電用導電体と
を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、切換手段の入力側に高電圧電源Ｈｖを加えた状態で静電気発生ガンの放電電極を対象の電子機器に近接又は接触させると、高電圧電源Ｈｖが充放電コンデンサに充電されると共に、空洞金属伝導体に空洞真鍮内寄生容量が生成される。
【００２７】
このとき、空洞金属伝導体と切換手段のＣＯＭ接点Ｃに接続された寄生電流放電用伝導体が放電電極の中心軸に対して略直交する長手部分を有しているので、電子機器と寄生電流放電用伝導体との間には、大きな寄生容量が生成される。
【００２８】
そして、切換手段の切片を出力側に切換えると、初めに充放電コンデンサの充電時に発生した電子機器との間の寄生容量に基づく初期ピーク電流（Ｉｃｓ１）と、寄生容量（Ｃｓ２）に基づく寄生容量電流（Ｉｃｓ２）と、空洞金属伝導体に基づく空洞真鍮内寄生容量電流（Ｉｃｐ）とからなる振動緩衝静電気発生ガン電流（Ｉｐ）が流れて、充放電コンデンサに基づく放電電流（Ｉｃｏ）が流れる。
【００２９】
このため、放電初期においては、従来よりも静電容量の増加により急激に低下しない電流となるので、急激にたち下がり立ち上がらない振動波形となるから評価対象物である電子機器の静電気試験目的の意図から外れる誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態の静電気発生ガンの概略回路及び波形検証構成図である。
【図２】図１の具体的な回路部品の接続構成図である。
【図３】振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐの説明図である。
【図４】振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐの波形の詳細説明図である。
【図５】静電試験実施方法の概略構成図である。
【図６】従来の静電気発生装置３０の回路図である。
【図７】放電電流の測定図である。
【図８】静電気発生ガン電流Ｉｃの波形の概略を説明する波形図である。
【図９】従来の静電気発生ガン電流Ｉｃの波形の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は実施の形態の静電気発生ガンの概略回路及び波形検証構成図である。図２は図１の具体的な回路部品の接続構成図である。但し、図２においては主要な部品のみを示す。
【００３２】
また、図１及び図２においては、図６、図７と同一符号のものは説明を省略する。また、図１及び図２はファラデーケージ６０のファラデーケージグラウンド板６５の電流検出ターゲット６２に放電チップ３２を接触させた状態で示す。つまり、評価対象物である電子機器をファラデーケージ６０でシミュレーションする例としている。
【００３３】
実施の形態の静電気発生ガン１００は、図１に示すように、充電抵抗器５１と、高圧リレー５２（切換手段ともいう）と、放電抵抗器５３と、空洞金属導電体である真鍮（以下空洞真鍮７０という）と、フェライト部７１（磁性体ともいう）と、波形整形回路７３と、リード線７５（寄生電流放電用導電体ともいう）と、接続線７６と、充放電コンデンサＣｏ等を備えている。
【００３４】
接続線７６の一方は、充電抵抗器５１に接続され、他方が高圧リレー５２のＢ接点（入力側ともいう）に接続されている。この接続線７６は伝導体である空洞真鍮７０の空洞を通過している。この空洞真鍮７０の内径は約５〜９ｍｍ（好ましくは８ｍｍ）にされている。
【００３５】
また、高圧リレー５２のＣＯＭ接点Ｃにはリード線７５の一方が接続され、他方が空洞真鍮７０に接続されている。このリード線７５（すずメッキ線）は、長さが１２〜２２ｃｍ程度で、径が２〜３ｍｍ程度のものを用いている。
【００３６】
さらに、リード線７５は、フェライト部７１（複数のフェライト）の空洞を通過して接続されている。また、高圧リレー５２の接点Ａ（出力側ともいう）は、波形整形回路７３に接続されている。
【００３７】
これらの回路部品は、実際には図２に示すようにして接続されている。図２に示すように、放電チップ３２に略テーパ状のホルダ９０によって静電気発生ガン本体１０１に接続されている。このホルダ９０の内部には波形整形回路７３が設けられている。
【００３８】
そして、このホルダ９０の後段に主要回路部品を設置するための主回路部品マウント８０が内部に形成されている。
【００３９】
この主回路部品マウント８０は、放電チップ３２の中心軸３２ａに対して略垂直となる平面台である。
【００４０】
そして、この主回路部品マウント８０にフェライト部７１付のリード線７５を這わせている。リード線７５は主回路部品マウント８０の上部に略コの字上に設けられ、電流検出ターゲット６２に対して平行になるようにされている。
【００４１】
すなわち、電流検出ターゲット６２に対して平行となる長手領域ができるだけ多くとれるようにすることで、できるだけ大きな寄生容量Ｃｓ２が得られるようにしている。
【００４２】
そして、高圧リレー５２の接点Ａと放電チップ３２とは接続端子８２によって接続されている。この接続端子８２は高電圧電源Ｈｖ（２ｋＶ、３ｋＶ、・・・）を放電チップ３２に供給するものであるからモールドされている。
【００４３】
また、リード線７５の一方（一端ともいう）は主回路部品マウント８０に設けられた端子８２（他端ともいう）に接続され、この端子８２が接続線８４によって高圧リレー５２のＣＯＭ接点Ｃに接続されている。
【００４４】
また、リード線７５の他方は主回路部品マウント８０に設けられた端子８６に接続され、この端子８６が接続線８７によって空洞真鍮７０に接続されている。
【００４５】
さらに、高圧リレー５２のＣＯＭ接点Ｃは、接続線８８によって放電抵抗器５３の一方に接続され、放電抵抗器５３の他方は充放電コンデンサＣｏの一方に接続されている。
【００４６】
充放電コンデンサＣｏの他方は接続線８９によってグラウンドケーブル３１、４３に接続されている。このグラウンドケーブル３１、４３と接続線８９とは接続端子９６によって接続されている。
【００４７】
さらに、高圧リレー５２の接点Ｂに接続された空洞真鍮７０の空洞を通過する接続線７６は、充電抵抗器５１に接続され、充電抵抗器５１の他方は接続線９７によってケーブル４２に接続されている。この接続線９７とケーブル４２とは接続端子９９によって接続されている。前述の各接続線及びリード線７５はシリコン被覆が施されている。
【００４８】
（動作説明）
上記のように構成された静電気発生ガン１００の動作を以下に説明する。本実施の形態では、作業員が静電気発生装置３０を手でもって放電チップ３２をファラデーケージグラウンド板６５の電流検出ターゲット６２に接触させているとし、高圧リレー５２は接点Ｂに切片が切換わっている状態とする。
【００４９】
すなわち、高電圧発生部４０からの高電圧電源Ｈｖ（２ｋＶ、３ｋＶ、・・・）がＣＯＭ接点Ｃ、放電抵抗器５３を介して充放電コンデンサＣｏを充電する。このとき、寄生容量Ｃｓ１が発生する。また、リード線７５が高圧リレー５２のＣＯＭ接点Ｃと空洞真鍮７０とに接続されているので、空洞真鍮７０の空洞内には寄生容量（以下空洞真鍮内寄生容量Ｃｐという）が発生する。
【００５０】
また、図２に示すように、リード線７５が電流検出ターゲット６２及びファラデーケージグラウンド板６５に対して平行になるので、向き合う面積が長手方向に大きくなる。このため、リード線７５と電流検出ターゲット６２及びファラデーケージグラウンド板６５との間に発生する寄生容量（以下リード線対寄生容量Ｃｓ２という）に蓄積される電荷も大きくなる。
【００５１】
そして、作業員が静電気発生装置３０のガントリガー３４を引くと、高圧リレー５２の切片が接点Ａに切換わる。
【００５２】
この切換わりに伴って、寄生容量ＣＳ１に充電された電荷が初期ピーク電流Ｉｃｓ１となって波形整形回路７３を介して放電チップ３２に流れると共に、リード線対寄生容量Ｃｓ２の電荷が電流（以下リード線対寄生容量電流Ｉｃｓ２という）となって、リード線７５、高圧リレー５２のＣＯＭ接点Ｃ、切片、接点Ａを介して波形整形回路７３、放電チップ３２、電流検出ターゲット６２、ファラデーケージグラウンド板６５の電流検出ターゲット６２、グラウンドケーブル３１経由で流れる。
【００５３】
同時に、リード線７５は空洞真鍮７０と高圧リレー５２とに接続されているので、空洞真鍮７０の空洞内に発生した空洞真鍮内寄生容量Ｃｐが電流（以下空洞真鍮内寄生容量電流Ｉｃｐという）となってリード線対寄生容量電流Ｉｃｓ２に加わってながれる。
【００５４】
このとき、リード線７５は複数のフェライトからなるフェライト部７１の空洞を通過させられているので、非常に高い高調波成分が除去されることになる。
【００５５】
また、同時に充放電コンデンサＣｏへの充電に伴って発生した寄生容量Ｃｃ１の電荷が初期ピーク電流Ｉｃｓ１となって、高圧リレー５２、切片、接点Ａを介して波形整形回路７３、放電チップ３２、電流検出ターゲット６２、ファラデーケージグラウンド板６５の電流検出ターゲット６２、グラウンドケーブル３１経由で流れる。
【００５６】
そして、充放電コンデンサＣｏに充電された電荷が放電電流Ｉｃｏとなって放電抵抗器５３、接点Ｃを介して波形整形回路７３、放電チップ３２、電流検出ターゲット６２、ファラデーケージグラウンド板６５、グラウンドケーブル３１、４３経由でグラウンドに流れる。
【００５７】
これらの電流を総称して振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐと称する。この振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐをケーブル６８を介してオシロスコープ６７で測定して解析した電流波形を図３によって説明する。
【００５８】
図３に示すように、振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐは、放電電流Ｉｃｏと初期ピーク電流Ｉｃｓ１とリード線対寄生容量電流Ｉｃｓ２と空洞真鍮内寄生容量電流Ｉｃｐとからなっている。
【００５９】
すなわち、空洞真鍮７０に発生する空洞真鍮内寄生容量Ｃｐの空洞真鍮内寄生容量電流Ｉｃｐと、電流検出ターゲット６２及びファラデーケージグラウンド板６５に対して平行にされたリード線７５を流れるリード線対寄生容量電流Ｉｃｓ２とが初期ピーク電流Ｉｃｓ１と放電電流Ｉｃｏに加わって、振動区間ＳＴにおいては従来と比較すると急激に低下しないで持ちあがっている。
【００６０】
さらに、振動緩衝静電気発生ガン電流Ｉｐの波形の詳細を図４によって説明する。図４に示すように、初期の段階における初期ピーク電流Ｉｃｓ１とリード線対寄生容量電流ＩＣｓ２と空洞真鍮内寄生容量電流Ｉｃｐとからなる電流（以下平滑初期ピーク電流Ｉｐｓという）の振動区間ＳＴにおける最初の立下り点（以下平滑初期ピーク電流初期立下点Ｉｐｓｍｉｎという）は、従来の初期ピーク電流最小値Ｉｃｓ１ｍｉｎに対して上になっている。
【００６１】
すなわち、平滑初期ピーク電流Ｉｐｓの最初のピーク点（以下平滑初期ピーク電流最大値ＩＰ１ｍａｘという）と平滑初期ピーク電流初期立下点Ｉｐｓｍｉｎとの差が従来よりも小さくなる。
【００６２】
従って、振動区間ＳＴにおける振動波形の振幅が小さくなるから電子機器の誤動作という現象を防止できるサージを発生させることが可能となる。
【００６３】
なお、上記実施の形態の空洞真鍮７０は、シールド線、鉄、銅、アルミ等であってもかまわない。
【００６４】
また、上記実施の形態では電子部品を内蔵した機器としてパソコンを例示したが、自動車、テレビジョン等であってもかまわない。さらに、リード線７５は、幅広の銅板であってもかまわない。
【００６５】
また、切換手段として１個の高圧リレー５２としたが２個の高圧リレーで構成してもかまわない。
【００６６】
例えば、接点ＢとＣＯＭ接点Ｃとを有する高圧リレーと、接点ＡとＣ０Ｍ接点Ｃとを有する高圧リレーとで構成する。
【００６７】
そして、１個の高圧リレーの接点Ｂを接続線７６を介して充電抵抗器５に接続し、この高圧リレーＣのＣＯＭ接点Ｃを充放電抵抗器５３及びもう一個の高圧リレーのＣＯＭ接点Ｃに接続する。そして、もう一個の高圧リレーの接点Ａを放電チップ３２に接続する。
【００６８】
そして、ガントリガー３４の操作に供なって、最初に１個の高圧リレーの切片を接点ＢとＣＯＭ接点Ｃとに接続するように切換え、その後でもう一個の高圧リレーの切片を接点ＡとＣＯＭ接点Ｃに接続するように切換えるようにする。つまり、各高圧リレーを交互に切換える。
【００６９】
さらに、寄生電流放電用導電体をリード線７５として説明したが、このリード線７５は板状の導電体であってもかまわない。
【符号の説明】
【００７０】
５１  入力抵抗器
５２  高圧リレー
５３  充放電抵抗器
７０  空洞真鍮
７１  フェライト部
７３  波形整形回路
７５  リード線
Ｃｏ  充放電コンデンサ
【図１】
0006325907.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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