JP2009192471A - 帯電電圧測定器および帯電電圧測定用アダプター - Google Patents

Abstract

【課題】操作が簡単であり、しかも安定した正確な測定結果を得ることができる帯電電圧測定器および帯電電圧測定用アダプターを提供することを課題とする。
【解決手段】物体の帯電電圧を非接触で検出するための検出センサ３と、当該検出センサ３による検出可能領域内に着脱可能に固定した導電性素材による被検出体１０とを有し、測定の対象となる被測定物と前記被検出体１０とを電気的に導通させることにより、被測定物の帯電電圧を前記被検出体を介して測定するようにしたこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯電電圧測定器および帯電電圧測定用アダプターに関するものである。

従来より、ある物体の静電気量を測るために静電気測定器が利用されており、このような測定器として特許文献１に記載されているような非接触型の静電気測定器が知られている。当該静電気測定器は、本体部にロボットアームを介して静電荷量を検出する検出センサを設け、被測定物との距離を検出して測定距離が所定の値となるようにロボットアームの長さを制御するようにしたものである。また、他の形式の非接触型の静電気測定器としては、本端部の先端に設けた検出センサと被測定物までの距離を使用者が調節できるように視覚的に表し、適切な位置で使用者が計測を開始するというものである。

非接触型の静電気測定器（帯電電圧測定器）は、帯電によって生じる検出部と被検出部間の電位差を測定するものであるが、測定される電位差は検出部と被検出部間の距離によって変動する。すなわち、両者の間隔が広くなると数値は小さくなり両者の間隔が狭くなると数値は大きくなるので、被接触型の静電気測定器の場合には正確な値を示す条件として検出部と被検出部間の距離が予め設定されている。前述した特許文献１に記載された測定器は、検出部と被検出部間の距離によって生じる測定値の誤りを防ぐためにロボットアームを設け、この長さを制御している。また、前記他の形式の非接触型の静電気測定器も、検出部と被検出部間の距離を正しく調整するために、距離のズレを視覚的に表す手段を設けている。
実開昭６４−３３６７１号公報

しかし、上記特許文献１記載の静電気測定器は、機器としての構造が複雑であるとともに、ロボットアームの長さを制御する等の操作が必要であり測定までに時間を要するものである。また、前記他の形式の非接触型の静電気測定器は、使用者が検出部と被検出部間の距離を正しく調整しなければならないため、測定器を手に持って使用する場合や被測定物が動くものである場合など、距離が安定せず測定値に誤差が生じやすいものであった。
本発明は上記課題に鑑み、操作が簡単であり、しかも安定した正確な測定結果を得ることができる帯電電圧測定器および帯電電圧測定用アダプターを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は以下の構成を有する。すなわち、
物体の帯電電圧を非接触で検出するための検出センサと、
当該検出センサによる検出可能領域内に着脱可能に固定した導電性素材による被検出体とを有し、
測定の対象となる被測定物と前記被検出体とを電気的に導通させることにより、被測定物の帯電電圧を前記被検出体を介して測定するようにしたことを特徴とする帯電電圧測定器。

また、請求項２記載の発明は以下の構成を有する。すなわち、
前記被検出体と被測定物は、導電性のケーブルによって電気的に導通するようになっていることを特徴とする請求項１記載の帯電電圧測定器。

また、請求項３記載の発明は以下の構成を有する。すなわち、
物体の帯電電圧を検出する非接触型の検出センサを備えた帯電電圧測定器に装着する帯電電圧測定用アダプターであって、
前記帯電電圧測定器に着脱可能に形成された支持部材と、
当該支持部材によって前記検出センサと対向する位置に配置される導電性素材による被検出体を有したことを特徴とする帯電電圧測定用アダプター。

また、請求項４記載の発明は以下の構成を有する。すなわち、
前記被検出体と測定の対象となる被測定物とを電気的に導通させる導電性のケーブルを有していることを特徴とする請求項３記載の帯電電圧測定用アダプター。

また、請求項５記載の発明は以下の構成を有する。すなわち、
前記被測定物は人間であり、前記導電性のケーブルの被測定物側の先端には皮膚に接触する電極を設けた装着体が取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の帯電電圧測定用アダプター。

本発明に係る帯電電圧測定器は、検出センサを有しており、当該検出センサと被測定物を定められた距離に配置することにより被測定物の帯電電圧を測定することができる機器である。また、本発明に係る帯電電圧測定器は、測定の対象となる被測定物と電気的に導通させる被検出体を有しており、当該被検出体の帯電電圧を測定できるようになっている。検出センサと被検出体間の距離は、計測時の条件として定められた寸法に固定されているので、本発明に係る帯電電圧測定器は、当該被検出体の帯電電圧を測定することによって電気的に導通された被測定物の帯電電圧を間接的にではあるが正確に測定することができるという効果を有している。
また、被測定物と被検出体とを電気的に導通させる手段として導電性のケーブルを用いると、被測定物が動作する人間のようなものであっても、当該動く被測定物の帯電電圧を正確かつ容易に計測することができるという効果を有している。

本発明に係る帯電電圧測定用アダプターは、検出センサから被測定物までの距離が予め定められた非接触型の帯電電圧測定器に使用するものであるが、当該帯電電圧測定用アダプターを用いることによって、検出センサから被測定物までの距離を調節する必要なく被測定物の帯電電圧を正確に測定することができるという効果を有している。
また、被測定物と被検出体を電気的に導通させる手段として導電性のケーブルを用いることにより、人間のように動作する被測定物であっても、当該動く被測定物の帯電電圧を正確かつ容易に計測することができるという効果を有している。
さらに、前記導電性のケーブルに手首等の人間の皮膚に接触する電極を設けることにより、動作する人間の帯電電圧を正確に測定することができるという効果を有している。

以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本願発明に係る帯電電圧測定器の一部として使用する帯電電圧測定器本体（以下単に「本体」という）と、当該本体に装着する帯電電圧測定用アダプター（以下「アダプター」という）の一例を表した外観斜視図である。
図示した本体１は、片手に持てる程度の大きさの箱形の筐体２を有しており、当該筐体の先端面に被測定物の帯電電圧を非接触で測定する検出センサ３が設けられている。当該検出センサ３は、距離を隔てて対向した被測定物との間に生じる静電容量を検出し、予め定められた距離に基づいて被測定物の帯電電圧を演算手段（図示せず）によって演算するものである。そして、演算結果は、本体１に設けられた表示画面４によって帯電電圧として表示されるようになっている。

本体１の前記先端面には、前記検出センサ３と共に被測定物までの距離が適正であるか否かを視覚的に表すための２個のＬＥＤ５が設けられている。当該ＬＥＤ５は、検出センサ３と被測定物の距離が適切な距離から長短何れかの方向に遠ざかると２個のＬＥＤから照射された光が２つのリングとして現れ、適切な距離に近づくにしたがい２つのリングが一つに重なって見えるように設けられているものである。従来の方法によって静電気の測定をする場合には、このＬＥＤから照射された光の形状によって使用者が距離を判断し、表示画面４の近傍に設けた操作スイッチ６の操作によって計測を開始するようになっていた。また、本体１の先端面の両側には孔７、７が設けられている。
上記のように、本体１は、単体でも被測定物の帯電電圧を測定することができる装置であるが、次に述べるアダプター８とともに用いることにより、より正確かつ簡単に被測定物の帯電電圧を測定することができるようになっている。

図１に示したアダプター８は、前記本体１に取り付けられる絶縁性素材によるフレーム９と当該フレーム９によって支持された導電性の金属板である導電板１０を有したものとなっている。当該フレーム９は、コ字状に折り曲げた板状体として形成されており、折り曲げた両端部に前記本体１の前記孔７、７に挿入可能な装着片１１、１１を有している。当該装着片１１、１１を前記孔７、７に挿入すると、図２に示すような状態となり、フレーム９に支持された導電板１０が前記検出センサ３の検出方向とほぼ直交した状態で配置されることになる。また、この状態で、検出センサ３から導電板１０の表面に至る垂線の長さが、検出センサ３と被測定物までの適正距離として設定された長さとなっている。すなわち、本体１は、導電板１０の電荷量に基づく帯電電圧を正確に測定することができる状態となっている。詳細には後述するが、当該導電板１０は、本来の測定対象物である被測定物の代替物として検出センサ３によって測定される被検出体となるものである。

前記アダプター８には、さらに本来の測定対象物である被測定物と導電板１０とを電気的に導通させるケーブル１２を取り付けることが可能となっている。
図１、図２および図３（ａ）には当該ケーブル１２の一例を表しており、カールコード１３の一端にワニ口クリップ１４を設け、他端に皮膚に接触する電極１５を設けたアースバンドのようなベルト１６を設けたものである。ワニ口クリップ１４から電極１５までは電気的に導通しており、電極１５の電位とワニ口クリップ１４を介して接続される前記導電板１０の電位を等しくしている。

上記の構成の帯電電圧測定器によって人間が保持する静電気を測定するには、はじめに電極１５を設けたベルト１６を被測定物としての人間の手首に装着し、ワニ口クリップ１４によってアダプター８の導電板１０を挟む。これによって、被測定物となる人間とアダプター８の導電板１０とが電気的に導通され、両者は同電位になる。次に、通常の測定方法にしたがって本体１を動作させることで、例えば０〜±１．５ｋＶ、±１〜２０ｋＶのレンジで導電板１０の帯電電位を測定することができる。導電板１０の帯電電位は、ケーブル１２によって接続された被測定物である人間の帯電電位と等しいものであるから、アダプター８の導電板１０とケーブル１２を介すことで、間接的にではあるものの人間の帯電電位を正確に測定することができるようになっている。

本体１の検出センサ３は、対向して配置された物体が有する静電容量を電圧値として検知するものであるから、物体が有する静電容量が一定でも検出センサ３と物体間の距離が変動すると検知される値も著しく変動（距離の２乗に反比例）する。本体１は、前述したように被測定物までの適正距離を視認できるように２個のＬＥＤ５を設けたものであるが、当該２個のＬＥＤ５によるフォーカス機能を利用して、動く人間に対して本体１を適切な距離（例えば２５ｍｍ）に維持するのは極めて困難である。
これに対して前記アダプター８は、検出センサ３から導電板１０までの距離を常に一定
に保つものであるため、被測定物や本体１が動くことによる検出値の変動は無い。このように、本発明に係る帯電電圧測定器は、検出値の信頼性が向上するとともに被測定物が動作するものであっても正確な値を取得でき計測に要する時間も短縮することができるものである。

前述したケーブル１２は、一例として電子デバイスの静電破壊防止に使用するアースバンドと同様の形態を成すものとして説明をした。しかし、同様の機能を有するケーブルとして、図３（ｂ）に示す形態に形成しても差し支えない。図３（ｂ）に示したケーブル１７は、カールコード１８の両端にワニ口クリップ１９をそれぞれ設けたものである。すなわち、被測定物が人間以外の場合であっても、計測ができるようにしたものである。
また、図３（ａ）、図３（ｂ）に示したどちらのケーブルも、１０ＭΩ程度の抵抗を持たせることが出来る。これは、意図しない大電流が流れるのを防止して本体１の破壊や、感電による事故を防止するとともに、被測定物と導電板１０間の電圧を安定させる効果を有するものである。

図４は、前記アダプターの他の例を表した外観図である。図４に示したアダプター２０は、前述したアダプター８と同様にコ字状に折り曲げた板状体として形成された絶縁性のフレーム２１を有しており、端部に前記本体１の孔７、７に挿入可能な装着片２２、２２を有したものとなっている。そして、本体１の検出センサ３と対向するフレーム２１の板状部分２３には導電板２４が設けられている。前述したアダプター８と相違する点は、当該導電板２４が板状部分２３の表裏に設けられており互いに導通しているということである。

当該アダプター２０は、アダプター８と同様にケーブル１２を介して被測定物の帯電電圧を測定することができるとともに、アダプター２０を直接被測定物に押し当てることによっても帯電電圧を測定することができるものである。
すなわち、フレーム２１表面の導電板２４を被測定物に接触させることによって、検出センサ３と対向する側の導電板２４も被測定物と同電位となり、これによって接被測定物の帯電電圧を間接的に測定することができるようになっている。
当該アダプター２０の使用によって、検出センサ３は常に一定距離に保たれた部位を測定することができるので、測定者が被測定物との距離を調節する必要が無く、測定距離の変動に伴う測定値の変動を軽減することができるものとなっている。

本発明は、非接触型の帯電電圧測定器および帯電電圧測定用アダプターに利用可能である。

本発明に係る帯電電圧測定器の外観斜視図である。 本発明に係る帯電電圧測定器の外観斜視図である。 本発明に使用するケーブルの説明図である。 本発明に使用するアダプターの他の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 帯電電圧測定器本体（本体）
２ 筐体
３ 検出センサ
４ 表示画面
５ ＬＥＤ
６ 操作スイッチ
７ 孔
８ 帯電電圧測定用アダプター（アダプター）
９ フレーム
１０ 導電板
１１ 装着片
１２ ケーブル
１３ カールコード
１４ ワニ口クリップ
１５ 電極
１６ ベルト
２０ アダプター
２１ フレーム
２２ 装着片
２３ 板状部分
２４ 導電板

Claims (5)

1. 物体の帯電電圧を非接触で検出するための検出センサと、
   当該検出センサによる検出可能領域内に着脱可能に固定した導電性素材による被検出体とを有し、
   測定の対象となる被測定物と前記被検出体とを電気的に導通させることにより、被測定物の帯電電圧を前記被検出体を介して測定するようにしたことを特徴とする帯電電圧測定器。
2. 前記被検出体と被測定物は、導電性のケーブルによって電気的に導通するようになっていることを特徴とする請求項１記載の帯電電圧測定器。
3. 物体の帯電電圧を検出する非接触型の検出センサを備えた帯電電圧測定器に装着する帯電電圧測定用アダプターであって、
   前記帯電電圧測定器に着脱可能に形成された支持部材と、
   当該支持部材によって前記検出センサと対向する位置に配置される導電性素材による被検出体を有したことを特徴とする帯電電圧測定用アダプター。
4. 前記被検出体と測定の対象となる被測定物とを電気的に導通させる導電性のケーブルを有していることを特徴とする請求項３記載の帯電電圧測定用アダプター。
5. 前記被測定物は人間であり、前記導電性のケーブルの被測定物側の先端には皮膚に接触する電極を設けた装着体が取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の帯電電圧測定用アダプター。
   

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