(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気除去対象物の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体と、
前記第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルであって、外部空間に露出する誘電体シェルとを有し、
前記外部空間は、宇宙空間、または大気のない惑星または衛星上の空間である、静電気除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記誘電体シェルは、ドーム状、球状、楕円球状、または半楕円球状である、静電気除去装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記誘電体シェルは、前記第１の空間の表面積の少なくとも５０％を覆う、静電気除去装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記誘電体シェルは透光性である、静電気除去装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記誘電体シェルは、前記外部空間に突き出た状態で、他の物体と非接触な状態で露出している、静電気除去装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記第１の導電体は前記第１の空間の表面の一部を覆う、静電気除去装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記第１の空間内に設置され、前記第１の導電体に電気的に接続された放電電極を有する、静電気除去装置。
【請求項８】
静電気除去対象物の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体と、
前記第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルであって、外部空間に露出する誘電体シェルと、
前記第１の空間内に設置され、前記第１の導電体に電気的に接続された放電電極を有し、前記放電電極は、直立した円弧に形成したワイヤー状の電極を含む、静電気除去装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記第１の導電体が前記静電気除去対象物に対し着脱可能である、静電気除去装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記第１の導電体は前記静電気除去対象物の一部である、静電気除去装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
前記第１の気体は、不活性ガス、希ガス、および、それらの少なくともいずれかのガスを含む混合ガスを含む、静電気除去装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の静電気除去装置を有する静電気除去対象物。
【請求項１３】
静電気除去対象物の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体と、
前記第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルであって、外部空間に露出する誘電体シェルとを有する航空宇宙機器。
【請求項１４】
外郭の少なくとも一部と外部空間との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルを有する航空宇宙機器。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記誘電体シェルは、前記外郭に対し突き出ている、航空宇宙機器。
【請求項１６】
静電気除去対象物の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体と、
前記第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルであって、外部空間に露出する誘電体シェルと、
前記第１の空間内に設置され、前記第１の導電体に電気的に接続された放電電極であって、前記第１の空間内で単電極の放電を発生させる電極とを有する、静電気除去装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の静電気除去装置を有する静電気除去対象物。
【請求項１８】
請求項１ないし１１および１６のいずれかに記載の静電気除去装置を有する航空宇宙機器。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛行機は翼に放電索を多数設置して、自己放電により静電気を減じている。特に、気圧の低い高空の飛行機では、パッシェン曲線によると地上より放電が発生しやすいため効果的である。一方、ヘリコプターはローターが高速で回転する上、機体に人が近づくために鋭い突起のある放電索の設置は困難である。また、人工衛星や宇宙探査機は、表面を金属で覆い、やむを得ない場合は誘電体に導電性コーティングを施して、全表面を等電位にすることが推奨されている。全表面が等電位であれば沿面放電は発生しないが、表面と内部電気回路間にある誘電体の絶縁破壊は依然として防止できない。【０００３】
日本国特開２００５−２６７９６２号公報（文献１）には、従来の表面放電抑制技術では、帯電を避けるために導電性材料や導電性コーティングが用いられてきたが、衛星で利用される多くの導電性材料は高価であるばかりでなく、コーティング材の剥離や解離が起きやすいため、取扱性が悪く、かつ表面が一様でフラットな構造である部位にしか適用し難いという欠点があるのに対し、誘電体周囲に放電電極を設けることで、低コストで簡便的に表面放電の影響を抑止するものが開示されている。すなわち、文献１に開示されている放電装置は、導電性のパネルと、パネルの一面を被覆する誘電体と、一端がパネルに電気的に接続され、他端が誘電体のパネルと接していない面に張り出している放電電極とを備えるものである。
【発明の開示】
【０００４】
接地が困難な物体、主に航空宇宙機器、特に宇宙空間の人工衛星や宇宙探査機（宇宙機）の静電気を除去し、静電気に由来する障害発生を防止することが要望されている。すなわち、航空宇宙機器は接地が不可能なため、機体が静電気を帯びやすく、通信などの電気機器が障害を被る。特に人工衛星や宇宙探査機は周囲が真空のため、自己放電（コロナ放電）により静電気を減じることが難しい。機体表面と内部電気回路に大きな電位差が生じると、その間にある誘電体に絶縁破壊が発生して損傷する。このために、予期せず運用を停止した人工衛星の例は多い。また、機体表面の導電部が分散している場合、それぞれの導電部間に電位差が生じると境界にある誘電体に沿面放電が発生し、機体がしだいに損傷する。また機体表面の誘電体が帯電すると、周囲との間に発生する放電により誘電体自身が絶縁破壊する。これらの現象が太陽電池パネルで発生すると運用期間が制限を受ける。
【０００５】
上記の文献１の例では、軌道上において、宇宙粒子の流入出に伴い、宇宙機全体は数ｋＶの電位を有するに至るが、誘電体は宇宙機の電位から浮遊しているため、宇宙機全体の電位とは別電位を有する。宇宙機電位と誘電体電位との電位差が４００Ｖ以上に達すると誘電体と、繊維状放電電極の間において放電が発生することを用いて、宇宙機電位と誘電体電位との電位差を解消しようとしている。しかしながら、文献１の放電装置は、表面で沿面放電を発生させ、噴出したプラズマにより電荷を吸収・緩和すると考えられ、表面がプラズマ化して破壊されるので長期間の作動は期待できない可能性がある。また、軌道高度が数１００ｋｍ以上、例えば、低軌道（ＬＥＯ、高度２０００ｋｍ以下）から中軌道（ＭＥＯ、高度２０００ｋｍから地球同期軌道（３５，７８６ｋｍ））、およびそれ以上の軌道高度では、周囲の気圧が大幅に低下する。このため、放電開始電圧が数千ｋＶあるいはそれ以上となり、実質的に放電が開始されず、万一、放電が発生したときは、その放電電圧による破壊が危惧される状況となる。
【０００６】
本発明の一態様は、静電気除去対象物の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体と、第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体（第１のタイプの気体）が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルであって、外部空間に露出する誘電体シェルとを有する静電気除去装置である。この静電気除去装置は、第１の空間に所定の条件の気体を密封することにより、外部空間の条件に影響されずに放電開始電圧を維持できる。したがって、静電気除去対象物の表面電位を利用し、誘電体シェルを透過する外部空間との間の電場により、第１の空間内に放電を発生させることができる。放電は熱・電磁波・音といったエネルギーを放出し、電気エネルギーを他のエネルギーに変換し放出する現象である。このため、第１の空間内に放電を発生させることにより、静電気を帯びた静電気除去対象物の静電気を除去し、その表面電位を減少させることができる。
【０００７】
誘電体シェルは、ドーム状、球状、または楕円球状であってもよい。外部空間との圧力差に耐えやすい。誘電体シェルは、第１の空間の表面積の少なくとも５０％を覆ってもよい。誘電体シェルは、外部空間に突き出た状態で、他の物体と非接触な状態で露出していてもよい。誘電体シェルを介して、外部空間の電場の影響を第１の空間に反映しやすい。
【０００８】
外部空間は典型的には宇宙空間または大気のない惑星または衛星上の空間である。誘電体シェルは透光性であってもよい。熱、音といったエネルギーを外部に放出しにくい真空中であっても、電磁波（光）により放電によるエネルギーを外部空間に放出しやすい。誘電体シェルは第１の導電体を中心、または内部に含む第１の空間を形成してもよく、第１の導電体が第１の空間の表面の一部を覆い、第１の空間の一部を形成してもよい。すなわち、第１の導電体は、誘電体シェルとともに気体を密封する容器の一部を形成してもよく、形成しなくてもよい。
【０００９】
第１の導電体は静電気除去対象物に対し着脱可能であってもよく、第１の導電体が静電気除去対象物の一部であってもよい。また、静電気除去装置は、第１の空間内に設置され、第１の導電体に電気的に接続された放電電極を有してもよい。放電開始電圧をさらに低減しやすい。放電電極の好適な一例は、直立した円弧に形成したワイヤー状の電極を含むものである。
【００１０】
本発明の他の態様は、上記の静電気除去装置を有する静電気除去対象物である。静電気除去対象物は、その外郭の少なくとも一部と外部空間との間に放電開始電圧を低減する条件の気体が密封された第１の空間を形成する誘電体シェルを有するものであってもよい。静電気除去対象物は、静電気により表面電位が上昇する可能性がある物体であればよく、例えば、自動車、船舶、人体とその装身具、ポータブル電気機器、電子回路などが挙げられる。特に移動する物体は接地が難しい場合が多いので、静電気除去対象物として上記の静電気除去装置を備えることは効果的である。静電気除去対象物の最も好適な例は、外部空間に対して静電気を放出することが難しい空間内を航行する航空宇宙機器である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】静電気除去装置の概要を示す斜視図。
【図２】静電気除去装置の概要を示す、底面方向から見た斜視図。
【図３】静電気除去装置の概略構成を示す断面図。
【図４】パッシェン曲線のいくつかの例を示す図。
【図５】静電気除去装置が搭載された衛星の概要を示す図。
【図６】静電気除去装置の異なる例を示す斜視図。
【図７】図６に示す装置の概略構成を示す断面図。
【図８】静電気除去装置のさらに異なる例を示す斜視図。
【図９】静電気除去装置のさらに異なる例を示す斜視図。
【図１０】静電気除去装置のさらに異なる例を示す斜視図。
【図１１】静電気除去装置のさらに異なる例を示す断面図。
【図１２】静電気除去装置のさらに異なる例を示す斜視図。
【図１３】静電気除去装置のさらに異なる例を示す断面図。
【発明の実施の形態】
【００１２】
図１に、静電気除去装置の一例の外観を示している。図２に、静電気除去装置を対象物から取り外した状態を示し、図３に、静電気除去装置の概略構成を対象物に取り付けた状態の断面図により示している。この静電気除去装置（除去装置、除電装置）１０は、人工衛星などの静電気除去対象物１の外郭（外装、外壁、外壁面、外面）３に取り付けられる装置であり、静電気除去対象物（除去対象物、除電対象物）１の少なくとも一部、本例では外郭３に電気的に接続される第１の導電体１１と、第１の導電体１１との間に放電開始電圧を低減する条件の第１の気体（第１のタイプのガス）１２が密封された第１の空間１３を形成する誘電体シェル１５とを有する。誘電体シェル１５は、除去対象物１の外側の空間（外部空間）９に露出するように設けられている。
【００１３】
この除去装置１０においては、底部（ベースプレート）を構成する板状の第１の導電体１１と、その第１の導電体１１の上に取り付けられたドーム状の誘電体シェル１５とにより、気体１２を封入した密閉容器１６が構成されている。除去装置１０は、フランジ状に誘電体シェル１５の周囲に突き出た第１の導電体１１をリベット１９、取り付けねじ、導電性接着剤などで導電性の外郭３に取り付けることにより静電気除去対象物１に固定され、同時に、第１の導電体１１が静電気除去対象物１の外郭３と電気的に接続される。
【００１４】
静電気除去装置１０の第１の空間１３に封入される気体１２は、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンなどの希ガス、希ガスおよび窒素ガスなどを含む不活性ガス、またはそれらのガスの少なくとも１つを含む混合物（混合ガス）などであり、圧力（容器１６の内圧）が、例えば０．５〜２０Ｔｏｒｒ（５０〜３０００Ｐａ）、さらに、１〜１０Ｔｏｒｒ（１００〜１５００Ｐａ）になるように調整されているガスである。混合ガスの一例は、主要成分の希ガス（発光ガス）に加えクエンチガス（緩衝ガス）を含むぺニングガスである。これらの条件の気体は、放電開始電圧を低減する第１の気体１２の一例であり、他の成分を含んでもよく、他の成分からなる気体でもよく、圧力も、気体の成分により、放電開始電圧が低くなるように調整されていればよい。
【００１５】
図４に、幾つかの気体のパッシェン曲線を示す。パッシェンの法則によると、放電開始電圧Ｖは、ガス圧ｐと、電極の間隔（ｄ）の積の関数ｆ（ｐｄ）であることが示されている。除去装置１０の第１の空間１３の内部でｃｍ単位の放電を引き起こすことを考えると、不活性気体を含む第１のガス１２を上記の圧力範囲で第１の空間１３に封入しておくことが望ましい。
【００１６】
図５に、人工衛星を静電気除去対象物１として、複数の静電気除去装置１０を設けた一例を示している。放電（たとえば雷）は電流であるという常識が支配的である。一方で放電は熱・電磁波・音といったエネルギーを放出する。逆説的に、放電が発生すれば電気エネルギー、具体的には静電気を帯びた物体の表面電位を減少させることができると言える。このため、接地が困難な物体、主に航空宇宙機器、特に宇宙空間の人工衛星や宇宙探査機を静電気除去対象物１として、除去装置１０を取り付けることにより、対象物１に発生する静電気に由来する表面電位を利用して、密閉空間１３に封入した気体１２に放電を発生させることができる。そのため、除去装置１０の放電におけるエネルギーの放出により、除電対象物体１の静電気を低下または除去することができる。
【００１７】
誘電体シェル１５は、周囲（外部空間）９の電場が、気体１２を封入した第１の空間１３に容易に侵入する材料で形成された壁体であればよく、容器（圧力容器、密封容器）の全部あるいは一部を構成するものであればよい。除去装置１０においては、誘電体シェル１５を透過し、または通じて、第１の空間１３に侵入した電場（電界）により第１の導電体１１との間で空間電場（電位差）が形成される。このため、除去装置１０においては、自己放電が発生しやすい環境となっている第１の空間１３の内部において、外部空間９よりもはるかに小さな電位差で自己放電が生じる。
【００１８】
誘電体シェル１５は、静電気除去対象物１の外郭３より外部空間９に突き出た状態で、他の物体と非接触な状態で露出していることが望ましい。実験およびコンピュータシミュレーションによれば、放電が形成される第１の空間（放電領域）１３は、対象物１の外郭（機体表面）３より外部に突出していると放電が発生しやすい。一方、外郭（金属表面）３に形成した凹部内であると、強い電界は形成されにくく、放電は発生しにくい。
【００１９】
誘電体シェル１５は、放電により発生した電磁波（光）を効率よく放出するために、誘電体から成る透光性の部材、例えば、透明な部材として透明樹脂やガラスを用いてもよい。特に、石英ガラス、耐熱ガラス（ホウ珪酸ガラス）などのガラス材は変質せず、熱膨張率も小さいので高温と低温に周期的にさらされる人工衛星に最適である。ゲルマニウム含有ガラス、カルコゲナイド含有ガラスなどの赤外線を透過しやすい材料であってもよく、放電が形成される第１の空間１３で発生する熱を外部空間９に放出するために適している。また、誘電体シェル１５は、放電を形成する第１の空間１３の表面積の少なくとも５０％を覆い、外部の電場が第１の空間１３に侵入しやすくしてもよい。
【００２０】
誘電体シェル１５の形状は、特に限定されないが、内部に封入する気体１２と外界９の気圧差に耐えるために、上部の形状は半球形（ドーム状）、球体、楕円球体、半楕円球状などであってもよい。また、誘電体シェル１５の厚みは、気圧差や気体１２の漏洩を考慮して選択してもよい。さらに、誘電体シェル１５は、放電により発生する熱を考慮して素材や構造を選択してもよい。特に宇宙空間において、熱は輻射によってしか放出されない。このため、誘電体シェル１５は、赤外線に対しても透過性を備えていてもよい。放電によるエネルギー放出量を確保するためには、放電が形成される第１の空間１３として、ある程度の体積が確保されることが望ましく、誘電体シェル１５は直径（長径、対角線の長さ、代表的な長さ）が数ｍｍから数１０ｃｍであってもよく、代表径（長さ）の下限は、５ｍｍであってもよく、１０ｍｍであってもよく、２０ｍｍであってもよく、上限は５００ｍｍであってもよく、３００ｍｍであってもよく、１００ｍｍであってもよい。誘電体シェル１５および除去装置１０のサイズは、除去対象物１の大きさにより、上記のサイズ以上であってもよく、以下であってもよい
【００２１】
静電気除去装置１０の第１の導電体１１と誘電体シェル１５とは別の素材であってもよく、一体の素材の一部、例えば、誘電体シェル１５の一部に導電加工を施して第１の導電体１１としてもよい。後述するように、第１の導電体１１が除去対象物１の一部、例えば、導電性の外郭３の一部であってもよい。第１の導電体１１は金属であってもよく、グラフェン、酸化インジウムスズのような透明電極であってもよい。静電気除去装置１０が接続される静電気除去対象物１の一部は、典型的には導電性の部分、または、導電性が得られるようにコーティングなどにより加工された部分である。
【００２２】
静電気除去対象物１である航空宇宙機器の全表面が等電位でない場合は、除去装置１０を等電位の部分ごとに設置してもよい。帯電予想される静電気の強さや放電に由来するエネルギー量に応じて、除去装置１０の大きさや、設置数は、適宜選択できる。接地が不可能な航空宇宙機器１が静電気を帯びると、導電性外表面３の表面電位の絶対値が上昇する。表面電位の絶対値が、密閉カバー（誘電体シェル）１５内の気体１２の状態に応じた放電開始電圧に達すると気体１２が放電する。放電は熱・電磁波(光)・音といったエネルギーを放出する。エネルギー保存則の観点から、放出されたエネルギーの代わりに表面電位が失われる。結果として航空宇宙機器１の静電気を除去することになる。
【００２３】
なお、除去装置１０における放電と呼ぶ現象は、強い電場にさらされた気体がプラズマ化する現象を指す。除去装置１０において発生する放電は、誘電体シェル１５に沿った沿面放電でもよく、単電極の放電（コロナ放電、セントエルモの火とも呼ばれる）であってもよく、気体のプラズマ化を伴う自己放電であってもよい。複数の航空宇宙機器１が接近した場合、それぞれの表面電位の差異により外部空間９に電界が形成され、その電界を解消するように静電気除去装置１０の第１の空間１３で放電が発生する。その結果、複数の航空宇宙機器１の間で放電が発生する可能性を低減できる。
【００２４】
図６に、静電気除去装置１０の異なる例の概略構造を斜視図により示し、図７に、概略構造を断面図により示している。この静電気除去装置１０は、上記の静電気除去装置に加え、密閉カバー（誘電体シェル）１５内の第１の空間１３に放電電極１７を設置し、これを除去対象物１、例えば、航空宇宙機器の導電性外表面（導電性外郭）３に接続する。航空宇宙機器１の外表面（外郭）３に放電電極１７を取り付けてもよい。
【００２５】
図８から図１０に、異なる形状の放電電極１７を備えた静電気除去装置１０の例を示している。放電は電気力線の密度に応じて発生する。このため、図６および図７に示すような突状部状の放電電極１７、図８に示すようなエッジ状の放電電極１７、図９および図１０に示すような細いワイヤー状の放電電極１７を備えた静電気除去装置１０においては、第１の空間１３の電気力線の密度を高め、放電開始電圧を下げる効果を得ることができる。このため、さらに容易に、外部空間９における電位差（電界）が小さい場合であっても第１の空間１３に放電を形成でき、これにより、可及的に航空宇宙機器１の表面電位を低下させることができる。
【００２６】
特に、図１０に示す様な、基板（第１の導電体）１１に対し直立した円弧に形成した細いワイヤー状の放電電極１７は、実験によれば他の電極形状に比べて最も放電が発生しやすい。この除去装置１０においては、電極１７に電気力線が集中しやすく、可及的に放電開始電圧を下げることができるので静電気除去能力が高い。放電電極１７の一例は、直径が０．０１〜０．０５ｍｍ程度のタングステン線を、５〜２０ｍｍ程度、または８〜１５ｍｍ程度の直径の半円状に加工したものである。ガラス製の誘電体シェル１５は、長径が３０〜５０ｍｍ程度、短径が１０〜４０ｍｍ程度の半楕円球である。この除去装置１０の基板（ベース、第１の導電体）１１を含めたサイズは、長辺が６０〜８０ｍｍ、短辺が２５〜５５ｍｍ、高さが１０〜３５ｍｍ程度であり、小型の衛星であっても簡単に取り付けることができる。
【００２７】
放電電極１７の形状はこれらに限定されず、電気力線の密度を高めることができる形状であればよい。放電電極１７は消耗や腐食に耐えるため、融点の高いタングステンに金メッキを施して使用してもよい。発生する電磁波を効率よく放出するために、放電電極１７以外の気体１２に接する底面（第１の導電体）１１は鏡面であってもよい。放電電極１７を備えた静電気除去装置１０は、放電電極１７が第１の導電体１１として機能する。このため、放電電極１７と除去対象物１である航空宇宙機器の外表面（外郭）３とが電気的に接続されていればよく、第１の空間１３の周囲を形成する部分に導電性がなくてもよい。すなわち、第１の空間１３は、誘電体シェル１５のみで形成されてもよい。
【００２８】
図１１に、静電気除去装置１０のさらに異なる例を示している。この静電気除去装置１０では、第１の導電体１１が静電気除去対象物１の一部で構成されており、静電気除去装置１０が静電気除去対象物１と一体になっている。具体的には、この静電気除去装置１０は、ドーム状の誘電体シェル１５の周囲に設けられたフランジ状の取付部１５ａを、静電気除去対象物１である航空宇宙機器の導電性外表面（外郭）３に、円環状パッキン１８を挟んでリベット１９などにより固定する。他の物体と非接触で、外郭３から突き出るように誘電体シェル１５を露出した状態で設置することにより、外郭３から突き出るように放電領域（密閉空間、第１の空間）１３を形成している。取付部１５ａが金属であれば円環状パッキンを使用せずに、外郭３に溶接してもよい。その後、任意の方法で、密閉カバーである誘電体シェル１５と外郭３との間に形成された第１の空間１３に気体１２を、放電開始電圧を最小に設定できる圧力となるように封入する。たとえば、誘電体シェル１５の一部に穴をあけ、真空引き後、気体を封入してから閉じるといった方法を用いてもよい。気体１２としては、長期間使用するために、放電や宇宙線による変質が少ないと考えられるネオン、アルゴンなどの不活性気体を用いてもよい。
【００２９】
この静電気除去装置１０では、対象物１である航空宇宙機器の導電性外表面（外郭、外装）３と、第１の空間１３の気体１２が接することになる。このため、外郭３の少なくとも一部と外部空間９との間に放電開始電圧を低減する条件の気体１２が密封された第１の空間１３を形成する誘電体シェル１５を有する静電気除去対象物１、典型的には、航空宇宙機器を提供できる。
【００３０】
図１１に示した静電気除去装置１０は、図１などに示した静電気除去装置１０とは異なり、静電気除去対象物１に一体化されたものであり、着脱することはできない。誘電体シェル１５により、あるいは誘電体シェル１５および第１の導電体１１により密閉容器（密封容器）１６を構成するタイプの静電気除去装置１０は、静電気除去対象物１とは別体で、別の製造工程で製造して提供でき、量産が可能で、低コストで提供できる。さらに、静電気除去装置１０は対象物１に着脱が可能なので、過放電や、宇宙塵などにより静電気除去装置１０が損傷した場合でも、簡単に交換することができる。また、航空宇宙機器の製造現場で気体１２の封入作業が不要になる。円環状パッキン１８が不要となり、パッキンの劣化による気体漏れの恐れがなくなる。密閉に配慮して取り付ける必要がないので航空宇宙機器の外表面との接続が簡易化される。たとえば導電性のマジックテープ（登録商標）、導電性接着剤などを使用して、静電気除去装置１０を取り付けることも可能となる。静電気除去装置１０の構造を規格化すれば航空宇宙機器の設計が容易になる。既存の航空宇宙機器に静電気除去装置１０を追加できるなど、幾つかのメリットがある。
【００３１】
図１２に、静電気除去装置１０のさらに異なる例を示している。静電気除去対象物１が、放電に伴う電磁ノイズを嫌う場合、静電気除去装置１０と静電気除去対象物１とがポール１１ａまたは導電性ワイヤーなどにより電気的に接続さえすれば、静電気除去装置１０は、静電気除去対象物１、例えば、宇宙機器の機体から離して設置できる。
【００３２】
図１３に、静電気除去装置１０のさらに異なる例を示している。この静電気除去装置１０では、球形の誘電体シェル１５（誘電体シェルのみ）により、放電電極１７を兼ねた第１の導電体１１の周りに第１の空間１３を形成している。放電電極１７は、導電性の支柱１１ａあるいは導電性のワイヤーなどにより静電気除去対象物１に接続される。
【００３３】
なお、上記では、外観がドーム型または球形の静電気除去装置１０を説明しているが、静電気除去装置１０は、楕円球状あるいはさらにフラットな形状など、内部に第１の空間１３を形成できる形状であればよい。特に、大気のある環境で使用する場合は、空力に影響を及ぼさないように、装置１０の上面が静電気除去対象物１である機体となるべくフラットになるように設置できるようにしてもよい。また、静電気除去対象物１は、航空宇宙機器などの壁体自体、搭載装置などであってもよい。静電気の除去が難しい、大気のない惑星または月などの衛星上の空間に設置される構造物あるいは車両などを静電気除去対象物１として、除去装置１０を設置してもよい。
【００３４】
以上に説明したように、上述した静電気除去装置１０は、静電気除去の対象物体１を人工衛星、あるいは宇宙探査機とすることができる。宇宙空間の物体は自己放電により静電気を減じることができないが、静電気除去装置１０によりそれを可能とする。静電気除去装置１０は、真空の宇宙空間でも機能し、航空宇宙機器の表面電位を減少させ、電気機器の障害発生を防止できる。静電気除去装置１０により、航空宇宙機器の表面電位を低下でき、表面と内部電気回路の絶縁が簡易化できるので、軽量化に寄与する。航空宇宙機器の導電性外表面が分散している場合、静電気除去装置１０を、それぞれの部位に装置を設置して表面電位を減少させてもよく、導電性外表面間の誘電体で発生する沿面放電とそれに伴う破損を防止できる。また、この静電気除去装置１０は、航空宇宙機器に発生する静電気の極性には依存せず、さらに静電気の強さに応じて自動的に放電が起きるため、制御や電力を必要としない。この静電気除去装置１０により、航空宇宙機器同士の接触や、地上の人や物体との接触の際に放電が発生するのを防止できる。
【００３５】
また、静電気除去装置１０の静電気除去の対象物体は航空宇宙機器に限定されない。自動車、船舶、人体とその装身具、ポータブル電気機器、電子回路など、特に移動する物体は接地が難しい場合が多いので効果的である。電子回路では回路パターン上に設置することによりサージ電圧を除去することができる。ヘリコプターによる人命救助などの際は、先に導電性のロープを地面に触れさせて接地し静電気を減じているが、接地が不完全な場合は要救助者が電撃を受け、転倒や転落をする恐れがある。また、静電気除去装置１０は、自己放電用の突状部やエッジなどの危険部位が外部に露出することなく、静電気を除去することができるので安全である。
【００３６】
上記に開示された静電気除去装置１０は、気体１２を封入した密閉空間１３を持ち、その気体１２が静電気除去対象物１の表面電位にさらされるように配置した装置である。気体１２を密封した第１の空間１３を含む構造は、静電気除去対象物１に対して着脱可能な気体の容器として構成してもよい。また、密閉空間１３内に放電電極１７を設置し、これを静電気除去対象物１の導電性表面に電気的に接続してもよい。このような静電気除去装置１０を用い、静電気除去対象物１の表面電位により、密閉空間内の気体１２に放電を発生させ、この放電におけるエネルギーの放出により静電気除去対象の物体の静電気を除去できる。
【００３７】
また、上記においては、本発明の特定の実施形態を説明したが、様々な他の実施形態および変形例は本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者が想到し得ることであり、そのような他の実施形態および変形は以下の請求の範囲の対象となり、本発明は以下の請求の範囲により規定されるものである。
【要約】
静電気除去装置（１０）は、静電気除去対象物１の少なくとも一部に電気的に接続される第１の導電体（１１）と、第１の導電体との間に放電開始電圧を低減する条件の気体（１２）が密封された第１の空間（１３）を形成する誘電体シェル（１５）とを有する。誘電体シェルは、外部空間（９）に露出しており、例えば、ドーム状、球状、楕円球状、または半楕円球状であってもよく誘電体シェルは透光性であってもよい。【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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