(57)【要約】【目的】  静電気で破壊されない静電気除去具を提供することを目的とする。【構成】  除電時の衝撃を緩和する為の構造と静電気の除去を感知する回路を絶縁し、静電気の除去は、静電誘導で感知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気開放口を設けた絶縁材料からなる中空ケースに、静電気入力電極と静電気放電電極を隔離して配置し、前記、静電気入力電極と静電気放電電極の間に配置した抵抗を直列に設けた除電時の衝撃を和らげる回路と、正静電気除電感知部と負静電気除電感知部と抵抗、ＩＣから構成される除電感知を行う回路と、除電が行われたことを表示する表示部からなる携帯型静電気除去具であって、前記除電時の衝撃を和らげる回路と除電感知を行う回路は、絶縁性のある遮蔽物を介して配置されていることを特徴とする携帯型静電気除去具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型静電気除去具の除電感知機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーペット等が敷いてあるオフィス、ホテルなどで部屋の出入りの際、ドアノブなどに手を触れた瞬間に静電気によるシビレ、電撃を受けることがある。特に冬季の乾燥期に多い。
これは、カーペットを敷いてある床上を歩くことにより靴、スリッパとカーペットとの摩擦により人体に静電気が帯電することに起因するものであり、ドアノブなどの導体に手を触れたとき人体からドアノブへ静電気が放電するため生じる衝撃である。静電気放電は特に金属性で、しかもドア、ドアフレーム、窓フレーム等の様に表面積が大きいものに触れたとき発生し易く、一般に人体が２ｋｖ以上に帯電すると静電気によるシビレ、電撃を感じることが知られている。
人体から金属などの導体に静電気放電が一瞬に生じるとシビレ、電撃の原因となるため、シビレ、電撃の防止方法としては静電気の放電時間を高抵抗体を介することで長くする方法が採用されている。この従来の方法を採用した静電気除去具は、放電電極と静電気入力電極との間に１メガオーム以上の高抵抗体を結合した構成となっている。
この静電気除去具を使用するに当っては、静電気除去具の静電気入力電極を手で持ち、放電電極をドアノブ等の金属に接触させる。この時、静電気は人体より高抵抗体を介してドアノブ等に流れるが、静電気は高抵抗体をゆっくり流れるのでシビレ、電撃を感じない。
【特許文献１】特願２０００−２５４７０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
静電気除去具を使用して、静電気が除電されているかを確認する方法としては、本願出願人の出願である特開平８−１７５９２号に開示の発光ダイオードによる光で判断するものと、同じく特開平９−２３７６９３号に開示のメロディＩＣによる音で判断するもの、その他液晶の表示により判断する物がある。だが、静電気が抵抗を通過するときに発生する電圧降下を利用して除電したことを判別する為に、静電気が通過する経路と、除電を感知する回路を同一基板上に設置する必要がある。除電を感知する回路には、回路を保護する為の高抵抗が設置されているのだが、想定以上の電圧を持つ静電気が回路に印加された場合、静電気入力電極から火花放電が発生し、回路保護抵抗を通過せずに直接除電感知回路、除電表示回路に静電気が流れてしまい、各回路に使用されている半導体を破壊してしまう事があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、静電気開放口を設けた絶縁材料からなる中空ケースに、静電気入力電極と静電気放電電極を隔離して配置し、前記、静電気入力電極と静電気放電電極の間に配置した抵抗を直列に設けた除電時の衝撃を和らげる回路と、正静電気除電感知部と負静電気除電感知部と抵抗、ＩＣから構成される除電感知を行う回路と、除電が行われたことを表示する表示部からなる携帯型静電気除去具であって、前記除電時の衝撃を和らげる回路と除電感知を行う回路は、絶縁性のある遮蔽物を介して配置されている携帯型静電気除去具を提案するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、想定以上の電圧を持つ静電気を入力された際にも、回路が破壊されることがない静電気除去具を製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
静電気除去具内に、除電時の衝撃を和らげるための静電気が通過する経路と、除電したことを感知し、除電されたことを表示する為の回路を、絶縁した状態で設置する。静電気が通過する経路は、使用者が手に触れる静電気入力電極、除電時の衝撃を緩和する為の高抵抗体、アースに静電気を放出する放電電極を直列に接続した構成になっている。除電を感知するセンサーに当たる端子は、静電気が通過する経路に近接した位置に絶縁された状態で設置される。
使用者が静電気除去具の静電気入力電極を手で持ち、放電電極をドアノブ等の金属に接触させることにより、静電気は人体より高抵抗体を介してドアノブ等に流れる。この時、除電感知回路が除電を行った事を感知し、出力回路により使用者に除電が行われた事を報知する。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を示す回路のブロック図である。参照符号１は絶縁材料からなる中空のケースである。この中空のケース１の両端には、導電性材料からなる静電気入力電極２及び放電電極３が隔離して取り付けられている。前記中空のケース１の中空部内には、前記静電気入力電極２と放電電極３との間に直列に接続される第１の抵抗４が配置されている。この第１の抵抗４は、静電気の放電時に、放電時間を長くするための抵抗で、１ＭΩ以上の抵抗値を持つ必要がある。
【０００８】
更に、ケース１の中空部内には、論理否定デジタルＩＣ５、２入力論理積デジタルＩＣ６、タイマ７、表示部８、電源である電池９が配置されている。２入力論理積デジタルＩＣ６の２入力には、負静電気除電感知部１０と正静電気除去感知部１１が、それぞれ接続される。負静電気除電感知部１０は、プリント基板上の銅箔、メッキされた金属線、シールド線、導電性樹脂、金属板等の導電性の素材で構成された板状、棒状の部品で、その一端を１ＭΩ以上の抵抗値を持つ抵抗器１２を介して、電池９の負極に電気的に接続される。
【０００９】
また、抵抗器１２と負静電気除電感知部１０の接続点は、同時に論理否定デジタルＩＣ５の入力端子に接続され、その出力端子が、２入力論理積デジタルＩＣ６の第一の入力端子に接続される。正静電気除電感知部１１は、負静電気除電感知部１０と同様の導電材料性の部品であるが、抵抗器１２の代わりに１ＭΩ以上の抵抗値を持つ抵抗器１３によって、電池９の正極に電気的に接続されており、論理否定デジタルＩＣ５を介さずに、直接２入力論理積デジタルＩＣ６の第二の入力端子に接続される。負静電気除電感知部１０及び正静電気除電感知部１１は、静電気入力電極２、抵抗４、放電電極３を電気的に結ぶ線（導線）の極近くに絶縁性の遮蔽物１５を介して設置される。前記絶縁性の遮蔽物１５の具体例としては、樹脂の成形品やフィルム等が好ましく、静電誘導を阻害しない絶縁性が必要である。
【００１０】
ここで、２入力論理積デジタルＩＣ６とは、静電気が放電電極３から放電したとき、タイマ７と除電表示部８によって、使用者に除電したことを報知するための物である。
前記、２入力論理積デジタルＩＣ６の出力端子は、タイマ７の入力端子と接続する。また、タイマ７の出力端子は、表示部８の入力端子と接続している。
【００１１】
前記中空のケース１は、汎用性樹脂などの絶縁材料で形成されている。汎用性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニール、ポリエポキシ、ポリアクリロニトリル、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体などの熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。中空のケース１は、これらの樹脂を射出成形、プレス成形などの方法によって任意に形状を成形することができる。
【００１２】
前記静電気入力電極２は、金属、導電性樹脂、導電性ゴム、導電性セラミック、金属メッキされた樹脂などの導電性材料が使用できる。その体積抵抗率は１０１０オーム・センチ以下であればよい。静電気入力電極２の形状は任意で良いが、本静電気除去具を携帯用とする場合、キーホルダやチェーン等が取り付けられる。
【００１３】
前記放電電極３は、上記静電気入力電極２と同様に金属、導電性樹脂、導電性ゴム、導電性セラミック、金属メッキされた樹脂などの導電性材料が使用できる。更に、放電電極３としてステンレス繊維のウェブやフェルト、金属をメッキした合成繊維の織布および不織布、カーボンブラック等の導電材料を添加した合成繊維の織布および不織布、発泡性の導電性ポリエチレン樹脂、同様の発泡性の導電性ウレタン樹脂なども使用できる。放電電極３の形状は、静電気を放電しやすくするために、表面積が大きい方が好ましいので繊維状のものが好ましく、更に、先端が鋭端である方が好ましい。
【００１４】
また、中空のケース１に配置された放電電極３をケース１外に一部顕出させるか、または、ケース１に孔を設け、空気を流通させることでも静電気を空中に放電できる。ケース１に形成する孔は放電電極３と接触しているか、又は接近していると、より速く放電できる。また、金属ドアノブ、金属ドアフレーム等の導電性の物に、ケース１外に顕出された放電電極３を直接接触させるか、又はケース１の孔を接近させるだけでも静電気を逃がすこともできる。
【００１５】
前記２入力論理積デジタルＩＣ６は、前記静電気入力電極２に静電気が入力されたときに、タイマ７を駆動させるトリガ信号として使用されるものである。市販の２入力論理積デジタルＩＣとしてはＴＴＬ方式のものとＣＭＯＳ方式のものとがある。ただし、ＴＴＬ方式のデジタルＩＣは入力側のインピーダンスが低く電流が流れやすいため、消費電流が大きい欠点があり、また作動させるための電源は５Ｖのものが必要である。これに対して、ＣＭＯＳは２Ｖ〜６Ｖで作動するため汎用電池が使用でき好ましい。
【００１６】
静電気が前記静電気入力電極２に入力したときに、タイマ７では、２入力論理積デジタルＩＣ６より入力するトリガ信号によって、一定時間信号を表示部８に出力する。表示部８では、タイマ７より入力された信号の長さだけ、除電された事を表示する。
詳細に説明すると、タイマ７はトリガ信号の入力端子と、トリガ信号の入力によって、特定の時間の間、信号を出力する出力端子を持つ。方式としては、一般的なタイマＩＣを使用する方法が一般的であるが、ＣＲの時定数を使った遅延回路の出力をＦＥＴやＣＭＯＳ  ＩＣ等で受けても安価に同様の効果を得ることが出来る。
【００１７】
表示部８は、除電されたことを使用者に知らせるための機能を持つ。具体例としては、ＬＥＤ、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、ＥＬ素子、ネオンランプ、電球、陰極管等の表示、振動モータにおける振動、スピーカーやブザー等による音声が上げられる。
電池９は、論理否定デジタルＩＣ５、２入力論理積デジタルＩＣ６、タイマ７、表示部８を作動させるための電源である。電池９は市販の汎用電池が使用できる。その形状はボタン型電池、コイン型電池、円筒型電池が使用できる。電池の種類としてはマンガン電池、銀電池、アルカリ電池、リチウム電池、空気電池などの一次電池、そしてニッケル−カドミウム電池、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの２次電池が使用できる。作動電圧は２Ｖ〜６Ｖで充分であるので、任意に電池の種類を選択し、所定の作動電圧に設定すれば良い。
【００１８】
上記実施例について図２の等価回路を用いて、静電気が入力されたときの動作について説明する。
人間が乾燥した室内等を歩行したり、椅子から立ち上がる等の動作によって、静電気に帯電する事がある。この時、負極側に帯電するか、正極側に帯電するかは、その場の状況により決まる為、どちらの状態もあり得る。まず、正極側に帯電した場合の動作を説明する。
【００１９】
本発明の静電気除去具を携帯した使用者が、歩行などによって正極の静電気に帯電すると、ケース１の外側に設置された静電気入力電極２より静電気が入力され、静電気入力電極２、抵抗４、放電電極３と、それらを接続する導線（以後除電部１４と総称）が、使用者と同電位に帯電する。すると、図２のように正静電気感知部１１と、負静電気感知部１０の除電部１４に近接した面が静電誘導によって負に帯電し、その反対側が正に帯電する。しかし、正静電気感知部１１の正に帯電した側は抵抗１３で電池９に接続されており、帯電した正電荷は電池９に流れてしまうので、実際には２入力論理積デジタルＩＣ６の入力端子の電位は、抵抗１３により接続された電池９の正極電圧のままである。同様に負静電気感知部１０の正帯電側は抵抗１２により電池９の負極に接続されているため、電池９の負極電圧のままである。
【００２０】
ここで、使用者が静電気入力電極２に触れながら、放電電極をドアノブなどの接地された物に押し当てると、使用者の体に溜まった静電気が、除電部１４を通して放電され、電位は０になる。すると、除電部１４の電位も０になり、除電部１４の正電荷によって静電誘導されていた正静電気感知部１１及び負静電気感知部１０の負電荷が図３の様に一気に放出される。負静電荷感知部１０の電位は既に負極電位であるので変化は無いが、正静電気感知部１１は、抵抗１３が１ＭΩ以上の高抵抗である為に、放出された負電荷が流れきるまでの一瞬電位が下がる。その後、抵抗１３より流れる電流により正電位に戻る。しかし、放電が行われた瞬間、２入力論理積デジタルＩＣ６の入力端子のスレッショルドレベルを下回る電位が発生するため、２入力論理積デジタルＩＣ６は、ローレベルの信号を出力し、これに接続されたタイマ９が作動して、一定時間の信号を表示部８に出力する。表示部８は、タイマの出力した時間だけ視覚表示、音声表示、振動表示等を行い、使用者に除電が行われたことを告知する。
【００２１】
次に、使用者が負極側に帯電した場合の動作を説明する。本発明の静電気除去具を携帯した使用者が、歩行などによって負極の静電気に帯電すると、ケース１の外側に設置された静電気入力電極２より静電気が入力され、除電部１４が、使用者と同電位に帯電する。すると、正静電気感知部１１と、負静電気感知部１０の除電部１４に近接した面が静電誘導によって正に帯電し、その反対側が負に帯電する。しかし、正静電気感知部１１の負に帯電した側は抵抗１３で電池９に接続されており、帯電した負電荷は電池９に流れてしまうので、実際には２入力論理積デジタルＩＣ６の入力端子の電位は、抵抗１３により接続された電池９の正極電圧のままである。同様に負静電気感知部１０の正帯電側は抵抗１２により電池９の負極に接続されているため、電池９の負極電圧のままである。
【００２２】
ここで、使用者が静電気入力電極２に触れながら、放電電極３をドアノブなどの接地された物に押し当てると、使用者の体に溜まった静電気が、除電部１４を通して放電され、電位は０になる。すると、除電部１４の電位も０になり、除電部１４の負電荷によって静電誘導されていた正静電気感知部１１及び負静電気感知部１０の正電荷が一気に放出される。正電荷感知部１１の電位は既に正極電位であるので変化は無いが、負静電気感知部１０の電位は、放出された正電荷によって一瞬電位が上がり、その後抵抗１２より流れる電流により負電位に戻る。しかし、放電が行われた瞬間論理否定デジタルＩＣ５の入力端子のスレッショルドレベルを上回る電位が発生するため、論理否定デジタルＩＣ５は、ローレベルの信号を出力する。これに伴い、論理否定デジタルＩＣ５の出力に接続された２入力論理積デジタルＩＣ６もローレベルを出力し、これに接続されたタイマ９が作動して、一定時間の信号を表示部８に出力する。表示部８は、タイマの出力した時間だけ視覚表示、音声表示、振動表示等を行い、使用者に除電が行われたことを告知する。これにより、使用者が正負どちらの静電気に帯電した場合も、除電時には除電表示を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】構成図
【図２】正極帯電時における正静電気感知部の静電誘導状態
【図３】除電時における正静電気感知部の負電荷
【符号の説明】
【００２４】
１  本体ケース
２  静電気入力電極
３  放電電極
４  抵抗
５  論理否定デジタルＩＣ
６  ２入力論理積デジタルＩＣ
７  タイマ
８  表示部
９  電池
１０  負静電気感知部
１１  正静電気感知部
１２  抵抗
１３  抵抗
１４  除電部
１５  遮蔽物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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