JP2015230894A

JP2015230894A - 静電気除去装置およびその方法

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Publication number: JP2015230894A
Application number: JP2014240274A
Authority: JP
Inventors: 幸男堀江; Yukio Horie
Original assignee: Horitaka LLC
Current assignee: Horitaka LLC
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-12-21

Abstract

【課題】車両の燃費向上を図ること。【解決手段】静電気除去装置であって、車両内において、絶縁材料で形成されたエンジン吸気管の外面に対して電気的に接続する第１接続部と、車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンクーラント流路管の外面に対して電気的に接続する第２接続部と、車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンオイル流路管の外面に対して電気的に接続する第３接続部と、第１乃至第３接続部と車両内に設けられたバッテリのマイナス端子とを並列に接続する第１乃至第３導線と、を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、静電気除去装置およびその方法に関する。

上記技術分野において、特許文献１には、エンジン・補器類・電子部品の性能の効率化および安定化を図るため、電気石セラミック体から露出させた一方の導線をバッテリのマイナス極端子に配線し、他方の導線を車両の金属部分に取り付ける技術が開示されている。

特許文献２には、内燃機関の燃料系、吸気系、および排気系の各部品間に発生する逆起電力や静電気を除去するための技術が開示されている。配線材の一端２０ａがバッテリ５のマイナス端子５ａに接続され、他端２０ｋが車両本体に接続され、一端２０ａと他端２０ｋの間に燃料系部品１３、吸気系部品１５、排気系部品１６を接続すると共に、所定の電位差を印加する電位差発生器３０を接続している。

特開２００９−１８１６９４号公報特開２００４−１６２５８０号公報

上記特許文献１は、特殊な電気石セラミック体を用いており、かつ、電撃ショックの防止を図るために、バッテリのマイナス端子と車両の金属部分との間で静電気の中和を図るものであるが燃費向上の効果はなかった。
一方、特許文献２に記載の技術は、有害排気成分の低減を目的としており、排気系部品と配線材の接続を必須の構成要件としている。また、電位差発生器を必須構成としている。段落００２６には、「一般にエンジンおよび補機類の間には固有の電位差が存在しているので、極力この電位差を利用することとし、経年変化等でこの固有の電位差が利用できなくなった場合に外部電力を利用するようにしてもよい」と記載されている。つまり、バッテリの電力を用いて部品間の電位差を発生させ、電流を供給している。このような構成の場合、メーカーの電気的設計を崩すことになるので、電気工学の知識がない場合は行うべきでない。また、エンジンのトータルバランスが崩れ、性能低下を引き起こす場合も多かった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る静電気除去装置は、
車両内において、絶縁材料で形成されたエンジン吸気管の外面に対して電気的に接続する第１接続部と、
前記車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンクーラント流路管の外面に対して電気的に接続する第２接続部と、
前記車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンオイル流路管の外面に対して電気的に接続する第３接続部と、
前記第１乃至第３接続部と前記車両内に設けられたバッテリのマイナス端子とを並列に接続する第１乃至第３導線と、
を備えた。

上記目的を達成するため、本発明に係る静電気除去方法は、
車両内のエンジン吸気管の絶縁材料製外面と、前記車両内のエンジンクーラント流路管の絶縁材料製外面と、前記車両内のエンジンオイル流路管の絶縁材料製外面と、をそれぞれ、第１乃至第３導線を用いて、前記車両内に設けられたバッテリのマイナス端子に並列に接続させる。

本発明によれば、車両内の電気的なバランスを崩すことなく車両の燃費を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る静電気除去装置の構成を示す図である。本発明の第２実施形態に係る静電気除去装置の構成を示す図である。本発明の第２実施形態に係る接続部が装着された吸気管の近傍を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る流路管内部における静電気発生モデルを説明する図である。本発明の第２実施形態に係る負の電位を印加した場合の正負電荷の挙動モデルを説明する図である。本発明の第２実施形態に係る第１比較例の装置構成を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る第２比較例の装置構成を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る第２比較例の効果を示すテーブルである。本発明の第２実施形態に係る第３比較例の装置構成を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る第３比較例の効果を示すテーブルである。本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置の構成を説明する図である。本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置の効果を説明するための比較例を示すテーブルである。本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置の効果を説明するための比較例を示すテーブルである。本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置の効果を示すテーブルである。本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置の各種自動車におけるトルクアップ感および燃費向上率を示すテーブルである。本発明の第４実施形態に係る静電気除去装置の構成を示す図である。本発明の第５実施形態に係る静電気除去装置の構成を示す図である。本発明の第６実施形態に係る静電気除去装置の構成を示す図である。本発明の第５実施形態および第６実施形態に係る静電気除去装置の効果を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての静電気除去装置１００の構成について図１を用いて説明する。静電気除去装置１００は、接続部１０１、１０２、１０３、導線１０４、１０５、１０６を含む。
接続部１０１は、車両内１５０のエンジン１５２の吸気管１５１の外面に対して電気的に接続する。接続部１０２は、車両１５０内のエンジンクーラント流路管１５３の外面に対して電気的に接続する。接続部１０３は、車両１５０内のエンジンオイル流路管１５４の外面に対して電気的に接続する。そして、導線１０４、１０５、１０６は、接続部１０１、１０２、１０３と車両１５０内に設けられたバッテリ１５５のマイナス端子とを並列に接続する。

以上の構成により、車両内で発生した静電気を効率的かつ効果的に除去することができ、車両の燃費を向上させることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態としての静電気除去装置２００について、図２を用いて説明する。

車両内のエンジン２１０は、燃焼室２１１と点火プラグ２１２とピストン２１３とシリンダ２１４とクランク機構２１５とで構成されている。点火プラグ２１２は導線を介して点火コイル２３０に接続され、点火コイル２３０は導線を介してバッテリ２２０のプラス端子２２１に接続されている。なお、本実施形態では点火プラグ２１２を使用する内燃機関に適用した例について説明するが、本発明はディーゼルエンジンにも適用可能である。

燃焼室２１１は絶縁材料で形成した吸気管２４２を介してエアクリーナ２４１と接続されている。大気から取り込まれた空気は図示しない燃料タンクから供給された燃料と混合されて燃焼室２１１に導入される。燃焼室２１１の外周には燃焼室２１１を冷却するためのエンジンクーラント循環部２１６が設けられ、絶縁材料で形成したエンジンクーラント流路管２５２を介してラジエータ２５１と接続されている。またクランク機構２１５および燃焼室２１１のピストン２１３とシリンダ２１４を潤滑するため、絶縁材料で形成したエンジンオイル流路管２６２を介してエンジン２１０にオイルポンプ２６１が接続されている。

点火プラグ２１２は高電圧を生成する点火コイル２３０と導線で接続され、点火コイル２３０はバッテリ２２０のプラス端子２２１に導線で接続されている。また点火プラグ２１２の電流が効率的に流れるように、エンジン２１０とバッテリ２２０のマイナス端子２２２がアース線２２３を介して接続されている。

静電気除去装置２００は、接続部（クランプ）としての導電性バンド２０４、２０５、２０６と導線２０７、２０８、２０９とを含む。導電性バンド２０４は、エンジン２１０の吸気管２４２の外面に対して電気的に接続される。導電性バンド２０５は、エンジンクーラント流路管２５２の外面に対して電気的に接続される。導電性バンド２０４、２０５、２０６は絶縁性の吸気管２４２、エンジンクーラント流路管２５２、エンジンオイル流路管２６２の外面を全周にわたって覆う所定の幅（例えば、１４ｍｍ）と厚みを有する金属製の帯である。導電性バンド２０６は、エンジンオイル流路管２６２の外面に対して電気的に接続される。ここで「電気的に接続される」の意味は、電荷が移動可能に接続されるという意味である。導線２０７、２０８、２０９は低抵抗の材料で形成され、導電性バンド２０４、２０５、２０６とバッテリ２２０のマイナス端子２２２とを並列に接続する。

図３は導電性バンド２０４が装着された吸気管２４２の近傍を示す断面図である。導電性バンド２０５が装着されたエンジンクーラント流路管２５２および、導電性バンド２０６が装着されたエンジンオイル流路管２６２についても、同様の構成であるため、ここでは、代表的に吸気管２４２について説明する。なお、吸気管２４２の内部において、エンジン動作中、燃焼用空気が高速で流れている。

以下、本実施形態の構成に想到した経緯を、順をおって説明し、その後上記構成により得られた作用効果について、得られたデータに基づき説明する。

内燃機関の燃費効率を低下させる大きな理由として内燃機関内で不可避的に発生する静電気によるエンジン効率低下があった。そのため上記特許文献に示すような各種静電気対策がなされてきた。しかしながら静電気対策による効果はある程度認められるものの、そのエンジン効率向上（燃費向上）の成果は満足できるものではなかった。

その理由として、本発明者はそれらの静電気対策はいずれも内燃機関に発生する静電気の挙動を十分に把握してなされたものではなく、また静電気対策を十分効果的に行っていなかったからであろうと推測した。

そこで本発明者は実車による走行テストを鋭意行い静電気の挙動を把握すると共に、不可避的に発生する静電気を単に低減する（中和する）のではなくどのようにすれば静電気を十分効果的に除去できるか検討することが重要と考えた。

本発明者が内燃機関の燃費向上という課題を解決するために特に注目したのは以下の４点である。

高速で往復運動するピストンはシリンダ内壁と摩擦を起こし、これにより大きな静電気を発生することが知られている。発生した静電気は静電気摩擦を引き起こし、これによりエンジン効率が大きく低下する。また発生した静電気（特に正電荷）は燃焼室における不完全燃焼を引き起こす問題がある。この不完全燃焼は有害汚染物質を生成し大気汚染源となる。本発明者は燃焼室で問題となるのが主に正電荷であることに注目した。

一方、内燃機関では吸気管を介して空気を取り込み混合ガス燃料として燃焼室に導入している。吸気管を流れる高速流体は電気を帯びやすく（流動帯電現象）、特に絶縁材料で形成した吸気管の場合、帯電列から推測できるように通常空気側が正電気を帯び、吸気管の内壁が負電気を帯びる。吸気管を通過中に正電気を帯びた空気はこの正電気を燃焼室に直接持ち込む。本発明者は吸気管内部で発生する正電気が燃焼室に直接導入されることに注目した。

さらに内燃機関ではエンジン本体を冷却するためにエンジンクーラントが使用される。このエンジンクーラントは高温を発生する燃焼室の周囲を循環冷却する構成となっている。空気と同様にクーラントの場合も、帯電列から推測できるように絶縁材料で形成したエンジンクーラント流路管の内壁が負電気を帯び、クーラント側が正電気を帯びる。この正電気は直接燃焼室に導入されるものではないが、本発明者は燃焼室の外周近傍を循環することに注目した。

またさらにエンジン本体においては高速往復運動および高速回転運動による動摩擦を低減するためにエンジンオイルを使用している。このエンジンオイルも同様に流動帯電を引き起こし、帯電列から推測できるように絶縁材料で形成したエンジンオイル流路管の内壁が負電気を帯び、エンジンオイル側が正電気を帯びる。本発明者はエンジンオイルに帯電した正電気がエンジン本体に直接導入されることに注目した。

燃焼室内の正電気をできるだけ低減することがエンジン効率を高めることに寄与することは推測できる。また燃焼室周囲を循環する正電気を帯びたクーラントが燃焼室内の正電気あるいは負電気に影響を与え、これが静電気摩擦および不完全燃焼をもたらすであろうことも推測できる。

そこで以上の４点をふまえ、上記課題を解決すべく、内燃機関の中心であるエンジン本体および３つの流路管内に発生する４つの静電気だけに対象をしぼることにした。

図４は流路管内部における静電気発生モデルを説明する図である。図４において、吸気管２４２は絶縁材料で形成されている。ここでは流動物質として空気を用いて説明するがクーラントやエンジンオイルの場合も基本的に同じである。

空気が管内を図の左側から右側に高速で流れると、管内壁と気体による摩擦で流動帯電現象が引き起こされる。通常、管内壁は負の電気を帯び、空気は正の電気を帯びる。流動摩擦により管内壁近傍で正の電荷と負の電荷が発生する現象がたえず継続しているために管内壁側は常に負に帯電する。一方、空気は全体としては正電気を帯びることになり管内を右方向に移動するので正電荷を持つ粒子は右方に移動する。図４にはプラスとマイナス記号で管内壁および流動する空気の帯電状態を模式的に示してある。

図５は吸気管２４２における静電気除去モデルを説明する図である。図５において、吸気管２４２の外周に、導線２０７でグランドに接続された導電性バンド２０４が装着されると、左方から流れてきた全体として正に帯電した空気は、導電性バンド２０４で覆われた流路管内壁近傍において負の電荷が提供される。導電性バンド２０４はグランドに接地されているため、絶縁材料すなわち誘電体材料で形成した吸気管２４２の内壁は電位０になるように静電誘導される。

図４および図５の正負電荷挙動モデルは静電気力学では特に目新しいものではない。しかし本発明者は、内燃機関の静電気利用の観点から次の点に着目した。すなわち導電性バンド２０４を装着した管内壁近傍では静電誘導に基づき負の電荷をたえず流動空気側に注入できる可能性がある。また導電性バンド２０４を装着した領域の下流の管内壁は負に帯電しているため、空気中の負の電荷を持つ粒子は下流の管内壁にすぐには付着できない（負の電荷が中和する緩和時間が長くなる）であろうと推論できる。以上のことから、導電性バンドを使用すれば、流路管を流れる空気側に一定量の負電荷を安定して供給できる可能性がある。

そこで導電性バンド装着とエンジン効率の因果関係を調べるために、導電性バンドを使用した各種走行テストにおけるパワーアップ感を詳しく比較することにした。走行テストの車両としてメーカー２の車種Ｃを使用した。燃料はガソリンで排気量は２０００ｃｃである。

タイヤと地面間で発生する接触摩擦、空気との接触による流動摩擦および車両内で発生する高速機械運動による動摩擦で不可避的に発生する静電気を中和（放電緩和）するために、バッテリのマイナス端子は通常ボディに直接接続されている。

ところが走行テスト比較中、エンジン２１０をバッテリのマイナス端子２２２でアーシングし、導電性バンド２０４を直接ボディに接続した場合のパワーアップ感は「かなりアップ感がある」という判定であった。一方、エンジン２１０をバッテリのマイナス端子２２２でアーシングするのは同じであるが、ボディにマイナス端子を接続せずに導電性バンド２０４をマイナス端子２２２に直接接続した場合のパワーアップ感は「顕著なアップ感がある」という判定であった。パワーアップ感にはっきりとした差異が出たのである。

（第１比較例）
そこで本発明者はこの特異な現象の原因を探るべく単純な構成で走行テストを行った。以下に本実施形態の第１比較例としての静電気除去装置６００について、図６を用いて説明する。内燃機関は図２に説明した構成と基本的に同じであるので説明を省略する。

図６において、内燃機関内の吸気管２４２に装着した導電性バンド２０４から２つの導線６０４、６０５を引き出す。エンジンクーラント流路管２５２に装着した導電性バンド２０５から２つの導線６０６、６０７を引き出す。エンジンオイル流路管２６２に装着した導電性バンド２０６からそれぞれ２つの導線６０８と６０９とを引き出す。一方のそれぞれをバッテリ２２０のマイナス端子２２２に、他方のそれぞれを４Ωの抵抗６１０の一方に接続し、他方を、導線６１１を介してプラス端子２２１に接続している。またマイナス端子２２２は図示しないエンジン２１０と接続されている。４Ωの抵抗６１０を介しているのでプラス端子２２１側から４Ａの電流が流れる（５０Ｗ程度）。この電流値は運転中の車両における通常の電流値と考えてよい。

この走行テストの場合、トルク、燃費共に向上がなかった。バッテリ２２０は約１２Ｖの電位を持っており、電気回路的に大部分の電圧降下は抵抗６１０で引き起こされる。導線６０５、６０７、６０９とマイナス端子２２２間の抵抗は純銅の導線で計算すると０．０１Ω程度であり各導線による電圧降下は微小である。ここで、走行テストに使用した導線は、Metalcap（登録商標）製のBWFタイプの銅線（ヨリ線）であり、バッテリへ接続する部分は、導体断面積１２ｍｍ²であり、クランプへ接続する部分は、導体断面積１．５ｍｍ²である。

すなわち導電性バンド２０４、２０５、２０６の電位はほぼ零とみなしてよい。３つの接続部の電位がほぼ零であるならばパワーアップ感が全くないというのは理解しがたい。なぜならエンジン２１０をバッテリのマイナス端子２２２でアーシングし、導線２０７、２０８、２０９を直接マイナス端子（零電位）に接続した構成における走行テストの場合、「顕著なアップ感がある」という判定であったからである。

本発明者は上記パワーアップ感が全くない理由を以下のように考察した。流路管内に発生する正負の電荷量は管内を流れる物質に依存する。帯電しやすい物質でも流体を流れる電流値として大きくてミリアンペア、通常マイクロアンペア程度であり電流値としては極めて微小である。本実施形態における走行テストの場合、４Ａの大電流が流れる導線と極めて微小な電流を対象とする導電性バンド２０４，２０５，２０６が直接接続されたことにより、４Ａの大電流が発生し、図５で説明したような正負電荷の挙動モデルが当てはまらない現象が引き起こされたのであろうと推測した。

この推測が正しいとすれば、３つの導電性バンドを直接ボディに接続した場合のパワーアップ感と、３つの導電性バンドをマイナス端子２２２に接続した場合のパワーアップ感がはっきり違うことも説明できるのである。

周知のように、運転中の車両は内燃機関だけでなく、タイヤと地面間の接触摩擦、大気による流動摩擦、高速機械運動による動摩擦により大量の静電気を発生している。そのため通常ボディには正電荷が蓄積される（ただしタイヤ摩擦の場合、砂漠、雨道、雪道、アスファルト道など地面状態に大きく依存する）。そのため車内空間アーシング、ボディアーシングに加え地面に対するアーシングが取られている。

３つの導電性バンドを直接ボディに接続した場合、ボディ側で発生した大量の静電気（正電荷）が３つの導線を介してそれぞれの導電性バンド側に流入し、これにより導電性バンドが本来の効果を発揮することを妨害したと推測できる。さらには車両に発生する各種高周波電流が表皮効果により導電性バンドまで伝播し、その影響で導電性バンドが本来の効果を出せなくなってしまった可能性も考えられる。例えばエンジン本体近傍のオールタネータで発生される高周波電流が想起される。

以上の考察から、内燃機関の微小な正負電荷を発生する流路管に導電性バンドを装着して効果的な静電誘導を行いたい場合、導電性バンド側とボディ側とを直接接続せず、バッテリのマイナス端子に接続することが有効である。また各導線の抵抗を低く取り、各導線に流れる電流が効率的にバッテリのマイナス端子側に流れるようにまた各電線間の電気的干渉をなくすることも有効である。第２実施形態の適用は以上の考察からなされたものである。

次にどのように導電性バンドを使用するかまたどのような形状の導電性バンドが最適なのかという問題がある。

そこで、本実施形態による走行テスト結果をふまえ、導電性バンドの装着場所を３つの流路管（吸気管、エンジンクーラント流路管およびエンジンオイル流路管）の中から組み合わせてパワーアップ感のデータを収集した。

（第２比較例）
図７は本実施形態の第２比較例の静電気除去装置を説明する図である。本例は３つの流路管の中で１つのみに導電性バンドが装着された構成である。内燃機関は図２に説明した構成と基本的に同じであるので説明を省略する。

図７において、図７（ａ）は導電性バンド２０４を吸気管２４２のみに装着した場合である。導電性バンド２０４が吸気管２４２に装着され、導電性バンド２０４は導線２０７を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。エンジンクーラント流路管２５２とエンジンオイル流路管２６２には導電性バンドは装着されない。図７（ｂ）は導電性バンド２０５をエンジンクーラント流路管２５２のみに装着した場合である。吸気管２４２とエンジンオイル流路管２６２には導電性バンドは装着されない。図７（ｃ）は導電性バンド２０６をエンジンオイル流路管２６２のみに装着した場合である。吸気管２４２とエンジンクーラント流路管２５２には導電性バンドは装着されない。

上記３つの構成の静電気除去装置を内燃機関に適用して得られた結果を図８に示す。

図８において、最もパワーアップ感があるのは吸気管に装着した場合であり、他の２つの場合は変化がなかった。上記比較テストによれば３つの流路管の中で最も重視すべきものは吸気管である。このことは帯電列から推測されることである。空気が最も正の電荷を帯びやすく、次が水を含むクーラント、三番目がエンジンオイルと考えられる。

図８に示すように単独で導電性バンドを使用した場合に得られたパワーアップ感に比べ、３つの流路管に３つの導電性バンドを同時に装着した場合のパワーアップ感が増していた。したがって導電性バンドを同時装着することによりパワーアップ感に相乗効果を出せることが分かった。

これらのエアクリーナやラジエータやオイルポンプというのは、非常に静電気を発生しやすい３つの代表的な部品である（他にも静電気発生個所はあるが、影響が小さい）。それぞれから一つずつ静電気を除去すると、他の部分で発生する静電気が相対的に多くなるので、効果が薄い。これに対し、３つの部品から同時に静電気を除去することで、大きな相乗効果を得ることができる。ホースに３つの穴が空いている場合、一つふさぐと他の二つからより多く水が漏れるので効果が小さいが、３つを同時にふさげば、効果が大きくなる。これと同様の考え方で、エアクリーナ、ラジエータ、オイルポンプの３つの流路管に導電性の接続部を接触させることで本実施形態の効果を大きくしている。

（第３比較例）
図９は本実施形態の第３比較例の静電気除去装置を説明する図である。本例は３つの流路管の中の２つに導電性バンドが装着された構成である。内燃機関は図２に説明した構成と基本的に同じであるので説明を省略する。

図９において、図９（ａ）は導電性バンドを吸気管２４２とエンジンオイル流路管２６２の２つに装着した場合である。吸気管２４２に導電性バンド２０４が装着され、導電性バンド２０４は導線２０７を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。またエンジンオイル流路管２６２にも導電性バンド２０６が装着され、導電性バンド２０６は導線２０９を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。一方、エンジンクーラント流路管２５２には導電性バンドを装着しない。

図９（ｂ）は導電性バンドをエンジンクーラント流路管２５２とエンジンオイル流路管２６２の２つに装着した場合である。エンジンクーラント流路管２５２に導電性バンド２０５が装着され、導電性バンド２０５は導線２０８を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。またエンジンオイル流路管２６２にも導電性バンド２０６が装着され、導電性バンド２０６は導線２０９を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。一方、吸気管２４２には導電性バンドを装着しない。

図９（ｃ）は導電性バンドを吸気管２４２とエンジンクーラント流路管２５２の２つに装着した場合である。吸気管２４２に導電性バンド２０４が装着され、導電性バンド２０４は導線２０７を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。エンジンクーラント流路管２５２に導電性バンド２０５が装着され、導電性バンド２０５は導線２０８を介してバッテリ２２０のマイナス端子２２２に接続される。一方、エンジンオイル流路管２６２には導電性バンドを装着しない。

上記３つの構成におけるパワーアップ感を比較した結果を図１０に示す。図１０によれば、パワーアップ感が一番高いのが図９（ａ）と図９（ｃ）の場合であった。吸気管による寄与が高いことが分かるが図８の結果とも符合する。また図９（ｂ）の場合は、相乗効果も期待できないことが分かった。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る静電気除去装置について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態に係る静電気除去装置の導電性バンドの構成を説明するための図である。本実施形態に係る導電性バンド１１００は、上記第２実施形態と比べると、幅が２倍になっている点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。上記した走行テストにおいては導電性バンドの幅は１４ｍｍとしていた。この幅をさらに広げることにより導電性バンドの効果をさらに増加させることが期待される。

上記構成の導電性バンドを内燃機関に適用して得られた結果を図１２および図１３に示す。図１２は１つの流路管に２つの導電性バンドを同時装着した場合の結果である。

図１２によれば、吸気管２４２に２つの導電性バンドを装着した場合のパワーアップ感は「アップ感がある」の判定であり、ほかの２つの流路管ではパワーアップ感が感じられなかった。すなわち導電性バンドの幅を２倍としてもパワーアップの効果は２倍とはならない。これは導電性バンドの幅をむやみに広げる必要はないということである。これは実用上意味がある。また図１２の結果から、上記１４ｍｍ幅の導電性バンドにより流路管近傍の静電誘導効果がすでに十分得られている（上限に近い）ことも確認できた。

図１３は２つの流路管に２つの導電性バンドを同時装着した場合の結果である。図１３によれば、同時装着場所を吸気管２４２とほかの１つの流路管とした場合、パワーアップ感が大きかった。一方同時装着場所をエンジンクーラント流路管２５２とエンジンオイル流路管２６２とした場合、パワーアップ感は大きくなかった。この結果を図１０の結果と比較すると大きな変化はない。すなわち導電性バンドによる効果は１４ｍｍ程度の幅があれば十分であることを意味する。

図１４は３つの流路管に２つの導電性バンドを同時装着した場合の結果である。図１４によれば、パワーアップ感は「顕著なアップ感がある」という判定であった。全走行テストの中で一番のアップを感じるレベルであった。これは相乗効果も寄与していると思われる。図１４の実施形態は必要に応じて選択できるものである。

上記導電性バンドの幅１４ｍｍは、上記データから分かるように２０００ｃｃクラスの自動車に対して最適値に近いが、流路管の太さは車種と排気量により様々である。例えば建設機械や大型船舶に使用される内燃機関は排気量が大きい。そのような内燃機関に適用する導電性バンドの幅については個々に実験して最適値を求めればよい。なお、導電性バンドを流路管の全周にわたり覆う構成が流路管の静電除去に最も効果的であるが、場合により導電性バンドは全周を覆わなくても本発明の効果は十分期待できる。例えば全周の５０％を導電性バンドが覆う構成でも効果が期待できる。

エンジン効率が向上するということは燃費が向上することであり、さらには不完全燃焼をより完全燃焼に近い状態にすることができる。

図１５は本実施形態を様々な車種の自動車に適用した場合におけるトルクアップ感（パワーアップ感）および燃費向上率を示したものである。

図１５に示すように、本実施形態を適用して全ての車種において大きなパワーアップ感が得られた。また燃費向上率は平均して１０％台という大きな燃費向上率を達成することができた。

このように本実施形態は内燃機関の燃費向上および排ガスクリーン化に大きく貢献するものである。

導線は低抵抗の材料を使用すべきである。自動車用バッテリの場合内部抵抗が０．０１Ω程度あるので、同等あるいはそれより小さい抵抗を有する導線を使用するのが望ましい。導線の希望抵抗値は適宜設定することができる。導線の低抵抗性および電流の流れる方向を考慮し、以下のような実施形態もとることができる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る静電気除去装置について、図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態に係る静電気除去装置１６００の構成を説明するための図である。本実施形態に係る静電気除去装置１６００は、上記第２実施形態と比べると、導電板としての金属板１６０１を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。本実施形態は、導線２０７〜２０９はマイナス端子２２２に直接接続されず、一旦中継端子としての金属板１６０１に接続され、金属板１６０１がマイナス端子２２２に導線１６０２によって接続されている。

すなわち、静電気除去装置１６００は、導電性バンド２０４、２０５、２０６、金属板１６０１、導線２０７〜２０９、導線１６０２を含む。金属板１６０１は低抵抗の導電材料で形成されておりケース１６０３に収納される。ケース１６０３は絶縁材料で形成されている。金属板１６０１は、導電性バンド２０４、２０５、２０６をバッテリのマイナス端子２２２に電気的に安全に接続するための中継端子である。

上記第４実施形態を図２の内燃機関に適用することにより、流路内の静電気を効果的に除去することができ、燃費向上および排ガスクリーン化が達成できる。

金属板１６０１からバッテリのマイナス端子２２２に接続される導線１６０２の太さは導電性バンド２０４、２０５、２０６側の導線２０７〜２０９の太さより太いのが望ましい。導線１６０２の太さは導線２０７〜２０９の３倍以上にすることが望ましい。これは各導線間の電気的干渉を防止し、各導線の電流が独立してマイナス端子に直接流れるようにするためである。

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係る静電気除去装置について、図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態に係る静電気除去装置１７００の構成を説明するための図である。本実施形態に係る静電気除去装置１７００は、上記第２実施形態と比べると、導電性バンド２０４、２０５、２０６とバッテリ２２０のマイナス端子２２２との間に整流素子１７０１〜１７０３を設けた点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。本実施形態では、さらに整流素子の下流側の接続部を流れる電荷が上流側の接続部を流れる電荷に対して電気的に干渉しないようにするために、各導線に整流素子を介在させている。

［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態に係る静電気除去装置について、図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態に係る静電気除去装置１８００の構成を説明するための図である。本実施形態に係る静電気除去装置１８００は、上記第５実施形態と比べると、バッテリ２２０のマイナス端子２２２から導線１８０１を延設している点で異なる。また、その導線１８０１に対して、導電性バンド２０４、２０５、２０６を導線１８０２〜１８０４で並列に接続しつつ、その導線１８０２〜１８０４にそれぞれ整流素子１８０５〜１８０７を設けた点でも異なる。その他の構成および動作は、第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

本実施形態では、３つの導電性バンドが互いに電気的に干渉しないように導電性バンドに接続した各導線が整流素子に接続される。これは第５実施形態と同じである。一方、中継端子（金属板）ではなく、中継導線１８０１（以下バス導線という）を備えている。

上記第５および第６実施形態の構成の静電気除去装置を内燃機関に適用して得られた結果を図１９に示す。これらの実施形態によるパワーアップ感は、「顕著なアップ感がある」の判定であり、燃費改善率も顕著な値となった。アップ感は上述の全走行テストにおける最高レベルのものであった。この結果から、各導線に常に導電性バンドから正の電流が流れるように整流素子を接続することで導線間の干渉あるいは逆電流を効果的に防止でき、燃費向上することが分かる。また、第５実施形態の構成の方が、第６実施形態の構成よりも効果が大きかった。

この結果によれば、各導線を並列的に直接マイナス端子に接続するあるいは中継端子（金属板）を介する構成でなくてもよい。すなわちバス導線を採用した場合、各導線が整流素子に接続されていれば、たとえバス導線に各導線を直列接続しても効果的に導線間の干渉を防止できる。これは実用上意味があり、バス導線を用いることで内燃機関内の引き回し線の構成に自由性がでる利点がある。

バッテリのマイナス端子２２２に接続されるバス導線１８０１の太さは導電性バンド側の導線より太く、できれば３倍以上の太さにすることが望ましい。これは可能なかぎり各導線間の電気的干渉を防止し、各導線の電流が独立してマイナス端子に直接流れるようにするためである。

（他の実施形態）
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

Claims

車両内において、絶縁材料で形成されたエンジン吸気管の外面に対して電気的に接続する第１接続部と、
前記車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンクーラント流路管の外面に対して電気的に接続する第２接続部と、
前記車両内において、絶縁材料で形成されたエンジンオイル流路管の外面に対して電気的に接続する第３接続部と、
前記第１乃至第３接続部と前記車両内に設けられたバッテリのマイナス端子とを並列に接続する第１乃至第３導線と、
を備えた静電気除去装置。
前記第１乃至第３導線は、前記第１乃至第３接続部と前記車両内に設けられたバッテリのマイナス端子とをそれぞれ直接接続する請求項１に記載の静電気除去装置。
前記第１乃至第３接続部から前記バッテリのマイナス端子に電流が流れるように、前記第１乃至第３導線の各導線に整流素子を介在させたことを特徴とする請求項１または２に記載の静電気除去装置。
前記第１接続部は、前記エンジン吸気管の絶縁材料製外面に対して接触する第１導電性バンドであり、前記第２接続部は、前記エンジンクーラント流路管の絶縁材料製外面に対して接触する第２導電性バンドであり、前記第３接続部は、前記エンジンオイル流路管の絶縁材料製外面に対して接触する第３導電性バンドである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電気除去装置。
車両内のエンジン吸気管の絶縁材料製外面と、前記車両内のエンジンクーラント流路管の絶縁材料製外面と、前記車両内のエンジンオイル流路管の絶縁材料製外面と、をそれぞれ、第１乃至第３導線を用いて、前記車両内に設けられたバッテリのマイナス端子に並列に接続させる静電気除去方法。