(57)【要約】      （修正有）【課題】静電気が帯電しているか否かを検出するための静電気検出器に関し、構造が簡単、かつ安価な静電気検出器を提供する。【解決手段】絶縁ケースと、先端部分端部に箔電極を取り付け、絶縁ケースの内部から外部へと貫通して突出する末端部分に受電部を固定した導体部と、受電部を覆うとともに、内部で受電部が上下方向に摺動自在に形成した絶縁キャップと、絶縁ケースから突出している導体部の末端部分と弾性体との間に、絶縁ブッシュを介在させた状態で巻回された導電性の弾性体と、この弾性体に電気的に接続するとともに、絶縁キャップの下端部と当接した状態で配置され、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の接触部と、絶縁キャップの中央部上端に、内部と外部とを貫通した状態で、且つ、受電部に対向して配置するとともに、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の第２の受電部と、弾性体を接続するためのアース線を有している。【選択図】図１
2005308660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ケース内部の箔電極と外部の受電部とを導体部により電気的に接続し、物体を前記受電部に接触した時若しくは近づけた時の前記箔電極の開閉状態によって前記物体の静電気の帯電状態を検出する箔検電器において、
先端部分端部に前記箔電極を取り付け、前記絶縁ケースの内部から外部へと貫通して突出する末端部分に前記受電部を固定した導体部と、
前記受電部を覆うとともに、内部で前記受電部が上下方向に摺動自在に形成した絶縁キャップと、
前記導体部の末端部分の外周を包囲するように巻回された導電性の弾性体と、
この弾性体に電気的に接続するとともに、前記絶縁キャップの下端部と当接した状態で配置され、前記弾性体の伸縮により前記受電部と接離自在な導電性の接触部と、
前記絶縁キャップの中央部上端に、内部と外部とを貫通した状態で、且つ、前記受電部に対向して配置するとともに、前記弾性体の伸縮により前記受電部と接離自在な導電性の第２の受電部と、
アースと、
このアースに前記弾性体を接続するためのアース線を有すること
を特徴とする無電源静電気検出器。
【請求項２】
前記絶縁ケースから突出している前記導体部の末端部分と前記弾性体との間に、絶縁ブッシュを介在させたこと
を特徴とする請求項１に記載の無電源静電気検出器。
【請求項３】
前記弾性体は、つるまきばねであること
を特徴とする請求項１〜請求項２にそれぞれ記載の無電源静電気検出器。
【請求項４】
前記アースは、仮想アースであること
を特徴とする請求項１〜請求項３にそれぞれ記載の無電源静電気検出器。
【請求項５】
前記仮想アースは、水であること
を特徴とする請求項４に記載の無電源静電気検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物や人が静電気を帯電しているかどうかを検出するための静電気検出器に関し、特に検出器用の電源や、検出器用のアース若しくは次の測定のために放電するためのアースが不要で、構造が簡単、かつ安価な静電気検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、静電気を検出する装置としては、箔検電器が広く知られている。
また、静電気の電圧を測定することで、静電気を高精度に検出する装置も市販されている。
【０００３】
例えば、箔検電器としては、図３に示すように、箔電極１０１を導体部１０３の先端部に取り付け、受電部１０４を頂部に取り付けるとともに、箔電極１０１を絶縁ケース１０２の内部に、又、受電部１０４を絶縁ケース１０２の上端開口部を閉鎖しているゴムキャップ１０２ｂを貫通して絶縁ケース１０２の外部に突出した状態に形成された箔検電器１００がある。箔電極１０１は、２枚あるいは４枚のアルミ箔が、導体部１０３の先端部分にそれぞれ対になるように貼り付けられている。絶縁ケース１０２は、絶縁体のケースで、ガラスびん１０２ａと絶縁性のゴムキャップ１０２ｂとにより構成されている。
【０００４】
そこで、帯電した被測定物１０５を、受電部１０４に近づけたり接触させたりすると、静電誘導により、受電部１０４には被測定物１０５とは逆の極性の電荷が誘導され、箔電極１０１には被測定物１０５と同じ極性の電荷が誘導される。その結果、箔電極１０１同士は、電荷の極性が同じとなり互いに反発して開いた状態となる。
【非特許文献１】株式会社  オーム社、平成７年５月２５日発行、図解  電気の大百科、第９２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の箔検電器は、構造は簡単であるが、測定を行って、箔電極１０１が開いた状態になると、箔電極１０１には、「−」若しくは「＋」の電荷が蓄積された状態になる。この状態で、次に被測定物の測定を行うためには、一旦、この箔１０１に蓄えられた電荷を放電する必要があり、すぐに次の測定を行うことが出来ない。このため、測定の際には電荷を放電するためのアースが必要である。しかしながら、アースを取るのが困難な場合もある等の問題がある。
【０００６】
又、静電気の電圧を測定する形式の静電気検出装置では、測定用の電源や装置用のアースが必要であり、また、非常に高価である等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、絶縁ケース内部の箔電極と外部の受電部とを導体部により電気的に接続し、物体を受電部に接触した時若しくは近づけた時の箔電極の開閉状態によって物体の静電気の帯電状態を検出する箔検電器において、先端部分端部に箔電極を取り付け、絶縁ケースの内部から外部へと貫通して突出する末端部分に受電部を固定した導体部と、受電部を覆うとともに、内部で受電部が上下方向に摺動自在に形成した絶縁キャップと、導体部の末端部分の外周を包囲するように巻回された導電性の弾性体と、この弾性体に電気的に接続するとともに、絶縁キャップの下端部と当接した状態で配置され、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の接触部と、絶縁キャップの中央部上端に、内部と外部とを貫通した状態で、且つ、受電部に対向して配置するとともに、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の第２の受電部と、アースと、このアースに弾性体を接続するためのアース線を有するようにしたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、絶縁ケースから突出している導体部の末端部分と弾性体との間に、絶縁ブッシュを介在させるようにしたものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１〜請求項２に係る発明において、弾性体を、つるまきばねとしたものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３に係る発明において、アースを、仮想アースとしたものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、仮想アースを、水としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明は、上記のようにしたので、常に静電気の帯電状態の測定を即座に行うことが出来る。また、測定が終了すると次の測定をすぐに行うことが出来る。さらに、構造が簡単で、静電気を測定するための電源が不要であり、いわゆるメンテナンスフリーの製品が得られる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記のように構成したので、上記請求項１と同様な効果がある。さらに、導体と弾性体が接触するのを防ぎ、この無電源静電気検出器の動作の確実性を向上させることが出来る。また、絶縁ブッシュを弾性体の伸縮する際のガイドとして利用できるので、操作性を向上させることが出来る。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１〜請求項２に係る発明において、上記のように構成したので、請求項１〜請求項２に係る発明と同様な効果がある。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のそれぞれ係る発明において、上記のように構成したので、請求項１〜請求項３に係る発明と同様な効果がある。さらに、アースが十分に確保できないような場所、例えば床が絨毯のような部屋においても、測定を行うことが出来る。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、上記のように構成したので、上記請求項４と同様な効果がある。さらに、仮想アースとして水を使用しているので、容易に仮想アースを確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
箔電極を内部に包囲するように形成した絶縁ケースと、先端部分端部に箔電極を取り付け、絶縁ケースの内部から外部へと貫通して突出する末端部分に受電部を固定した導体部と、受電部を覆うとともに、内部で受電部が上下方向に摺動自在に形成した絶縁キャップと、絶縁ケースから突出している導体部の末端部分と弾性体との間に、絶縁ブッシュを介在させた状態で巻回された導電性の弾性体と、この弾性体に電気的に接続するとともに、絶縁キャップの下端部と当接した状態で配置され、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の接触部と、絶縁キャップの中央部上端に、内部と外部とを貫通した状態で、且つ、受電部に対向して配置するとともに、弾性体の伸縮により受電部と接離自在な導電性の第２の受電部と、弾性体と仮想アースとを接続するためのアース線を有するようにした無電源静電気検出器である。
【００１８】
通常の状態では、弾性体の弾性力により、受電部は、第２の受電部とは接触せず、接触部と接触し、弾性体、アース線を介して仮想アースに接続されている。この仮想アースとしては、容器に入れた水を使用する。被測定物（例えば作業員）が、弾性体の弾性力に抗して、絶縁キャップの上端に形成されている第２の受電部を押すと、受電部は、接触部からは離れて第２の受電部と接触し、この第２の受電部を介して被測定物と接続され、被測定物の静電気の帯電状態を測定することが出来る。
【実施例】
【００１９】
この発明の実施例を、図１〜図２に基づいて詳細に説明する。
図１〜図２は、この発明による無電源静電気検出器の実施例を示すもので、図１は、無電源静電気検出器１の正面図である。図２は絶縁キャップ７及び受電部５を示す要部拡大図である。なお、図２において、斜線部分は絶縁体、白抜きの部分は導電体を示している。
【００２０】
図１〜図２に示すように、無電源静電気検出器１は、箔電極２、絶縁ケース３、導体部４、受電部５、絶縁ブッシュ６、絶縁キャップ７、接触部８、弾性体９、アース線１０、仮想アース１１、容器１２、第２の受電部１３とから構成されている。
【００２１】
箔電極２は、長方形に形成されたアルミニウム製の２枚の箔片を、導体部４の先端部分に対向するように貼り付けて形成されている。なお、箔電極２を構成する箔片の枚数は、この実施例では２枚としたが、これに限定されるものではない。絶縁ケース３は、内部にある箔電極２と外界とを絶縁するための保護ケースで、この実施例では、ガラス瓶３ａとこのガラス瓶３ａの上端開口部を閉鎖する蓋として機能している木製のキャップ３ｂとにより構成されている。
【００２２】
導体部４は導電性物質で棒状に形成されており、この実施例では、金属の細長い円柱状に形成されている。絶縁ケース３内部の導体部４の先端部分には、箔電極２が取り付けられており、末端部分は、絶縁ケース３の内部から外部へと木製のキャップ３ｂを貫通して突出している。この突出した部分の端部には、円盤状の受電部５が固定されている。
【００２３】
絶縁ブッシュ６は、長さ方向が中空のパイプ状に形成されており、長さ方向中央部分は、キャップ３ｂに固定されており、上端部分は絶縁ケース３の木製のキャップ３ｂを貫通して外部に突出しており、下端部分は絶縁ケース３内に挿入されている。絶縁ブッシュ６の長さ方向内部の中空部分には、導体部４の末端部分が挿入されており、絶縁ケース３から外部に突出している導体部４の末端部分を保護している。さらに、絶縁ケース３の木製のキャップ３ｂを貫通して外部に突出している絶縁ブッシュ６の上端部分には、弾性体９が巻回されており、この弾性体９が圧縮伸張する際のガイドとしての役割も担っている。なお、この絶縁ブッシュ６は、この実施例では、絶縁体である塩化ビニールを使用している。
【００２４】
絶縁キャップ７は、この実施例では絶縁体である塩化ビニールを使用しており、受電部５を覆うように形成されている。その内部は下端から凹設されて中空となっており、受電部５が絶縁キャップ７の内壁に沿って上下方向に摺動自在となっている。下端開口部には接触部８が設けられている。さらに、絶縁キャップ７の中央部上面には、後述する第２の受電部が嵌め込まれている。
【００２５】
接触部８は、この実施例では、中央部分が開口したリング状の金属板を使用しており、この内径は、（絶縁ブッシュ６の外径）＜（接触部８の内径）＜（受電部５の外径）となるように形成されている。そして、この接触部８は絶縁ブッシュ６の上端部分に遊嵌されており、通常状態では、絶縁キャップ７の下端開口部に当接した状態となっているとともに、弾性体９により弾性的に受電部５に押圧された状態となっている。接触部８は、絶縁キャップ７と一体になって、絶縁ブッシュ６がキャップ３ｂから突出している部分（上端部分）の外径に沿って上下方向に摺動自在となっている。
【００２６】
弾性体９は、この実施例では導電性の金属のつるまきばねを使用しており、絶縁ブッシュ６の上端部分を包囲するようにその外周に巻回されており、一端は接触部８に弾性的に当接し、他端は絶縁ケース３の木製のキャップ３ｂ当接している。従って、弾性体９の弾性力により、接触部８は、常時、受電部５に押圧された状態となっているとともに、絶縁ブッシュ６の上端部分の外径に沿って上下方向に摺動自在となっている。
【００２７】
アース線１０は、この実施例では金属鎖を使用しており、アース線１０の一端は弾性体９に接続され、他端は仮想アース１１に電気的に接続されている。この実施例では、仮想アース１１として、容器１２に蓄えられた水が用いられており、アース線１０の他端は、この水に浸った状態となっている。
【００２８】
なお、仮想アース１１は、通常のアースの代わりとなるもので、箔電極２に蓄積された電荷を放電するための仮想的なアースで、この実施例では容器１２に蓄えられた水を使用しているが、これに限定されるものではなく、静電気の電荷を蓄積するとともに、自然放電する誘電体物質であればいかなるものでも良い。
【００２９】
第２の受電部１３は、被測定物１４と接触するためのもので、この実施例では、金属で形成された２枚の円板（上側受電部１３ａと下側受電部１３ｂ）、この２枚の円板を互いに連通する支持導体部１３ｃとにより構成されており、絶縁キャップ７の中央部に、絶縁キャップ７の内部と外部とを貫通した状態で嵌め込まれている。上側受電部１３ａは被測定物１４と接触するもので、絶縁キャップ７の外部上面から突出しており、下側受電部１３ｂは第１の受電部５と接触するもので、絶縁キャップ７の内部面から突出しており、上側受電部１３ａと下側受電部１３ｂとは、支持導体部１３ｃにより電気的に導通可能に接続されている。
【００３０】
従って、受電部５と第２の受電部１３とは、弾性体９により接離自在となっており、被測定物１４が弾性体９の弾性力に抗して弾性体９の圧縮方向（この実施例では下方向）に、第２の受電部１３（上側受電部１３ａ）を押し下げると、受電部５の下端と接触していた接触部８が受電部５から離れるとともに、第２の受電部１３の下側受電部１３ｂが受電部５の上端と接触する。このとき、箔電極２は、導体部４、受電部５、及び第２の受電部１３を介して被測定物１４と電気的に接続された状態となる。
【００３１】
被測定物１４は、この実施例では、静電気の帯電状態の測定を行う必要のある、例えば化学工場の作業員等であるが、これに限定されるものではなく、静電気の帯電状態の測定を行う必要のある物品ならば如何なるものであっても良い。
【００３２】
次に、作用動作について、図１〜図２に基づいて詳細に説明する。
被測定物１４が静電気として「−」の電荷を帯電しているときを例にとって説明する。
【００３３】
通常状態では、弾性体９の弾性力により、接触部８と受電部５とは接触しているとともに、受電部５と第２の受電部１３は、離間した状態となっている。又、箔電極２の２枚の箔片は互いに閉じた状態となっている。従って、箔電極２は、導体部４、受電部５、接触部８、弾性体９、アース線１０を介して仮想アース１１に接続されており、箔電極２に「−」若しくは「＋」の電荷が蓄えられていたとしても、この電荷は自然放電されている。
【００３４】
そこで、まず、第２の受電部１３の上側受電部１３ａに被測定物１４を接触しつつ第２の受電部１３を押圧すると、弾性体９は圧縮され（この実施例では下方向）、絶縁キャップ７と接触部８とが一体となって下降し、接触部８は受電部５から離れ、箔電極２は電気的に仮想アース１１から切り離される。
【００３５】
さらに、被測定物１４により、第２の受電部１３を押し下げると、接触部８の代わりに第２の受電部１３の下側受電部１３ｂと受電部５とが接触する。このとき、箔電極２は、導体部４、受電部５、及び第２の受電部１３を介して被測定物１４と電気的に接続される。
【００３６】
このとき、静電誘導によって、被測定物１４に帯電している電荷と反対の「＋」の電荷が第２の受電部１３や受電部５に集まり、反対に、被測定物１４に帯電している電荷と同じ「−」の電荷は、箔電極２の両方の箔片に集まる。
【００３７】
この箔電極２のそれぞれの箔片に蓄えられた「−」の電荷により、互いの箔片同士が反発しあって箔電極２が開き、被測定物１４に電荷が帯電していることが検出される。
【００３８】
被測定物１４の測定が終了し、弾性体９の弾性力に抗して、第２の受電部１３を押し下げていた被測定物１４を取り除くと、絶縁キャップ７と接触部８と第２の受電部１３とは、一体となって弾性体９の弾性力により測定前の位置に戻る。即ち、受電部５と第２の受電部１３とが離間し、代わりに接触部８が受電部５の下端と接触する。
【００３９】
この状態では、測定前と同じく、箔電極２は、導体部４、受電部５、接触部８、弾性体９、アース線１０を介して仮想アース１１に接続されている。このため、測定の際に、被測定物１４である作業員が人体アースとして機能して、受電部５や第２の受電部１３に誘導されている「＋」の電荷が放電されてしまった結果、測定後に箔電極２に誘導されている「−」の電荷のみが残った場合、即ち、見た目には無電源静電気検出器１に「−」の電荷が蓄えられている場合であっても、この蓄えられた「−」の電荷は仮想アース１１により放電される。
【００４０】
以上より、静電気の帯電状態の測定が終わるとすぐに、箔電極２に蓄えられた電荷は放電された状態となり、いつでも次の測定を行うことが出来る。即ち、電気回路として見た場合、絶縁キャップ７と接触部８と第２の受電部１３とが一体となって、弾性体９を伸縮させることにより、箔電極２と仮想アース１１若しくは箔電極２と被測定物１４との接続の切り替え動作を行っている。被測定物１４に「＋」の電荷が帯電している場合は、上記の説明において、単に極性が逆になるだけで動作は同じになる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明による無電源静電気検出器は、静電気に弱い半導体素子や各種電気機器の生産現場における各種機器や作業員などが帯電しているか否かを検出するのに好適である。また、空港、特に航空機の格納庫や整備工場や、自動車の整備工場、化学工場やガソリンスタンドなどの火気厳禁の作業現場においても、現場で使用する各種機器や作業員などが帯電しているかを検出することで、火災事故を未然に防止するのにも好適である。静電気対策が施されている場所から、全くされていない場所まで、場所を選ばずに幅広く利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施例を示す正面図である。
【図２】この発明の実施例を示すもので、絶縁キャップ７及び受電部５を示す要部拡大図である。
【図３】従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１          無電源静電気検出器
２          箔電極
３          絶縁ケース
４          導体部
５          受電部
６          絶縁ブッシュ
７          絶縁キャップ
８          接触部
９          弾性体
１０        アース線
１１        仮想アース
１３        第２の受電部
【図１】
2005308660.tif 000003
【図２】
2005308660.tif 000004
【図３】
2005308660.tif 000005