JP2020110787A - 静電気劣化防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不導体の劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止方法およびその装置を提供する。【解決手段】不導体の劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止方法およびその装置であって、大地の電位より低い電位を前記劣化防止対象物に印加することにより、前記劣化防止対象物の劣化を防止する。【選択図】図２

Description

本発明は、不導体の劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止方法およびその装置に関する。

従来、導体の劣化を静電気により防止する方法として、大地の電位より低い電位を印加する方法が用いられている。例えば、特許文献１が開示している耐酸化性ユニットについて、図１を基に説明する。ガスタービンなどの耐熱性部材の基体である電子伝導性領域５には酸化防止のために酸化物層３が付与されているが、酸化防止の効果をより高めるために、電源２で発生した大地の電位より低い電位を電子伝導性領域５に印加することにより電子伝導性領域５に電子を付与し、さらに負電荷集積手段６により静電誘導により電子伝導性領域５の電子を増大させて酸化を防止するユニットを開示している。

特開２００６−８９７９６号 公報

以上に述べた従来の静電気による劣化防止方法では、その用途としての劣化防止対象物は導体あるいは半導体に限られていて、不導体の劣化を防止する方法を開示するものではないと言う課題があった。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものである。つまり、不導体の劣化を防止できる静電気劣化防止方法およびその装置を開示し、多くの対象物において使用できるようにすることである。

そして、本発明は上記目的を達成するために、不導体である劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止方法であって、大地の電位より低い電位を前記劣化防止対象物に印加することにより、前記劣化防止対象物の劣化を防止するようにした。

また、第２の課題解決手段は、不導体である劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止装置であって、大地への接地手段と、前記大地への接地手段により得られた大地の電位より低い電位を出力する電源手段と、前記電源手段で発生した電位を直接的または間接的に前記劣化防止対象物に印加する印加手段とを有する構成にしたものである。

さらに、第３の課題解決手段は、不導体を含む劣化防止対象物を保管する保管庫であって、第２の課題解決手段に示す静電気劣化防止装置を備え、保管中の劣化防止対象物の劣化を防止する構成にしたものである。

さらに、第４の課題解決手段は、不導体を含む建築物であって、第２の課題解決手段に示す静電気劣化防止装置を備え、劣化防止対象物である建築物の劣化を防止する構成にしたものである。

上記第１および第２の課題解決手段による作用は次の通りである。
物質の劣化は、物質を構成するために結合している電子が紫外線や熱などにより飛び出したり酸素などにより電子が奪われたりして結合が切れることにより生じる。したがって、物質内の電子の数が多い状態ほど失われた電子を補いやすく、劣化しずらくなると考えられる。本発明による静電気劣化防止方法およびその装置では、不導体の劣化防止対象物に大地の電位より低い電位を印加して電子の数を増やしておくことにより、物質を結合している電子が飛び出したり奪われたりした場合でも速やかに近傍の電子から補充しやすくしておくことにより、劣化防止対象物の劣化を防止する。

また、本発明による静電気劣化防止方法およびその装置では、通常不導体の静電容量や電位を伝えることが議論されることはなかったが、不導体が全く電流を流さないわけでなく電気抵抗率が桁違いに高いだけであることに着目し、大地の電位より低い電位を印加することにより、時間をかけて電位が伝わり、電子の数を増やしておくこと、つまり負の静電気を帯電させることが可能であると考え、不導体の劣化防止対象物の劣化を防止することができようにしたものである。

また、第３の課題解決手段による作用は、第２の課題解決手段による静電気劣化防止装置を備えた保管庫であって、保管庫に保管している不導体を含む劣化防止対象物内の電子の数を増やして劣化防止対象物の不導体の部分の劣化を防止することができるという効果を発揮する。

また、第４の課題解決手段による作用は、第２の課題解決手段による静電気劣化防止装置を備えた建築物であって、不導体を含む劣化防止対象物である建築物内の電子の数を増やして建築物の不導体の部分の劣化を防止することができるという効果を発揮する。

上述したように本発明の静電気劣化防止方法およびその装置は、劣化防止対象物自体には特に制約がなく、導体に限らず半導体や不導体でも劣化防止対象物とすることができ、車庫や格納庫や物置や冷蔵庫などの保管庫での保管品に含まれる不導体や木造建築物や鉄骨造建築物などの建築物などに含まれる様々な不導体の劣化防止対象物において使用できる静電気劣化防止方法およびその装置を提供できることである。

従来の耐酸化性ユニットの接続図 本発明による劣化防止方法を示す概念図である。 本発明による劣化防止装置の接続関係を示す接続図である。 本発明による劣化防止装置の他の接続関係を示す接続図である。 本発明による劣化防止装置の定常状態の概略の等価回路図である。 本発明による劣化防止装置を用いた保管庫の接続図である。 本発明による劣化防止装置を用いた建築物の接続図である。

はじめに、本明細書中の記号ハット＾はべき乗を、スラッシュ／は除算を表すものとする。また、物質を電気抵抗率で分類する導体と半導体と不導体の境界には一般的には必ずしも統一された定義はないが、本発明における特許請求の範囲および明細書では一般的な分類とおおよそ一致する次の意味で用いている。導体は、半金属である黒鉛の電気抵抗率に近い１０＾−６Ωｍ以下の電気抵抗率のものとする。不導体は、電気抵抗率のＳＩ接頭語がメガのオーダーとなる１０＾６Ωｍ以上の電気抵抗率のものとする。半導体は、導体と不導体の間の電気抵抗率のものとする。なお、ここでの電気抵抗率は、特に断わりのない限り、摂氏２０度かつ常湿で乾燥した状態での値である。

（図２の静電気劣化防止方法）
これより本発明による静電気劣化防止方法の好適な一実施例について、図２を基に説明する。図２は、本発明による静電気劣化防止方法の概念図である。本発明による静電気劣化防止方法では、大地の電位より低い電位を不導体の劣化防止対象物１５に印加することにより、電子の数を増やして、印加している期間に応じて劣化防止対象物１５の劣化を防止する。電子を帯電させて劣化を防止するため、静電気による劣化防止方法であると言える。

（本発明による静電気劣化防止方法の考え方）
本発明による静電気劣化防止方法は、次の３つの考え方に基づいている。１つ目は、不導体と言えども電気抵抗率が桁違いに高いだけで、大きさと形状相応の静電容量を持つことに変わりはないと考えたことである。２つ目は、帯電の基本法則で、静電容量を持つ劣化防止対象物１５の電位を下げることにより、劣化防止対象物１５内の電子の量を増やすことができることに着目している。３つ目は、劣化防止対象物１５内の電子を増やすことにより劣化を防止できると考えたことである。以下に、これら３つの考え方について詳細に説明する。

（不導体の劣化防止）
１つ目の不導体の静電容量について説明する。本発明による静電気劣化防止方法では、不導体である劣化防止対象物１５の静電容量を用いて劣化を防止する。通常、静電容量は金属などの導体において定義されるため、電流をほとんど流さない不導体が電位を伝えることや静電容量が議論されることはない。そのような用途が、これまで無かったからである。しかし、電気磁気学的に導体と不導体の間に明確な境界はなく、電気抵抗率の桁違いな違いに過ぎないことに着目し、不導体でもそれ自体に大きさと形状に応じた静電容量がないわけではなく、電位を印加して時間をかければ、電子の数を増やして劣化を防止できる可能性があると考えた。

（帯電の基本法則）
２つ目の帯電の基本法則について説明する。静電容量Ｃをもつ物体内の電荷Ｑは、静電容量Ｃと絶対電位Ｖの積により求められる。したがって、電位が低ければ低いほど負に帯電している電子の数が多くなる。つまり、大地の電位より低い電位を印加することにより、印加しない場合より電子の数を多くすることができる。何故ならば、電位を印加していない大地に直接的あるいは間接的に長時間接している物体は、通常大地の電位とほぼ同電位になっていると考えるのが自然だからである。

（電子増加による劣化防止）
３つ目の電子増加による劣化防止について説明する。物質の劣化は、物質を構成するために結合している電子が紫外線や熱などにより飛び出したり酸素などにより電子が奪われたりして結合が切れることにより生じる。このため、電子の数を増やしておくことにより、物質を結合している電子が飛び出したり奪われたりした場合でも速やかに近傍の電子から補充しやすくなり、劣化防止対象物の劣化を防止することができる。

（不導体の帯電時間の概算方法）
ここで、不導体の帯電時間の概算について説明する。不導体では、電気抵抗率が桁違いに高いため、電位を印加してから電荷が行き渡るまでに時間がかかることが考えられる。劣化防止対象物１５の一部に電位を印加した場合の正確な帯電の時間的変化は、劣化防止対象物１５の形状や電極などの境界条件や劣化防止対象物１５内の位置によって異なり、正確な挙動は個々の条件において微分方程式を解く複雑な計算が必要になる。ここでは、どの程度の時間的なオーダーで帯電させることができるのかを概算するために、静電容量Ｃと抵抗値Ｒの積であるＣＲ時定数を用いる。ここで、静電容量Ｃには簡単に計算できる球の静電容量を用い、抵抗値も簡単に計算できる球と同程度の大きさの立方体の対面間の抵抗値を示す電気抵抗率を用いることにした。

（静電容量Ｃの概算）
球の静電容量Ｃは、数１により求められる。

ここで、Ｃは静電容量、πは円周率、εは真空中の誘電率８．８５ｐＦ／ｍ、Ｄは球の直径を表している。直径１ｍの球の場合には、Ｄに１ｍを代入して静電容量Ｃは５６ｐＦである。この値は直径に比例するので直径１ｍあたり５６ｐＦ／ｍである。人の静電容量は、一般的に８０〜２００ｐＦとされており、球の直径の代わりに人の身長を代入してもほぼあてはまる。このことから静電容量Ｃは外形への依存は大きくなく、同程度の大きさの立方体でも大きくは異ならないと考えられる。

（抵抗値Ｒの概算）
抵抗値Ｒは、辺の長さが１ｍの立方体の対面間の抵抗値である電気抵抗率そのものを用いて概算する。辺の長さが１ｍの立方体の電気抵抗率は、単位がΩｍであり、大きさに反比例する値である。

（ＣＲ時定数の概算結果）
球の静電容量Ｃは大きさに比例し、立方体の対面間の抵抗値Ｒは大きさに反比例するため、ＣＲ時定数は大きさに依存しなくなる。したがって、概算上では、大きさが異なっていても帯電の時間は変わらない。例えば、不導体のＡＢＳ樹脂やゴムやガラスや木材などの電気抵抗率を１０＾１３Ωｍとすると、ＣＲ時定数は５６０秒となり、おおよそ１０分のオーダーである。このことから、劣化の時間と比較して充分短い時間で帯電させられることが分かる。電気抵抗率がさらに高く１０＾１６Ωｍ以上のものも希に存在する。電気抵抗率が例えば１０＾１６Ωｍの場合、ＣＲ時定数はおおよそ６日のオーダーとなる。それでも、電位を印加する部分の面積が大きく厚みの薄い形状の場合は、より短い時間で帯電することができるので、形状によっては劣化防止できる可能性は充分ある。

（評価実験結果）
以上に説明した本発明による静電気劣化防止方法の有効性を確認するために、不導体の劣化防止対象物１５としてプラスチックなどより劣化しやすいゴムと表面を不導体で塗装した金属板とについて屋外で約５年間にわたり大地の電位よりおおよそ３Ｖ低い電位を印加した。その結果、ゴムは断面が尖った形状の部分まで初期の形状を維持し、塗装面は初期状態からの色つやの変化を小さくすることができるなどの顕著な劣化防止効果があることを確認することができた。

（劣化より充電が遅い場合）
電気抵抗率が更に高い場合などに、劣化より充電が遅くなる場合がないとは言えない。それでも、バンド理論によると価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップを熱により越える電子は確率的にゼロではなく、電気を全く通さない完全な絶縁体は常温では存在しないと考えられる。したがって、大地の電位より低い電位を印加することにより、少なくとも少しは電子を流し込むことができるので、常温で劣化防止の効果が全くない物質はないと考えられる。

（劣化防止対象物１５）
本発明による静電気劣化防止方法では、不導体の劣化防止対象物１５とは、例えば通常の樹脂やゴムや塗料やガラスや乾燥木材やアスファルトや雲母や磁器や水晶などのことである。また、劣化防止対象物は、単一の材料ばかりでなく、複合品や組立品であっても良い。さらに、複合品や組立品の特定の部分であっても良い。

（静電気劣化防止装置）
これより、本発明による静電気劣化防止装置の好適な一例について、図３を基に説明する。なお、本発明による静電気劣化防止装置は、前述の本発明による静電気劣化防止方法を用いているので、重複説明は省略し、ここでは静電気劣化防止装置としての追加説明を行う。

本発明による静電気劣化防止装置は、接地手段２１と電源手段２２と印加手段２３をおもな構成要素とし、不導体の劣化防止対象物２５の劣化を防止する。但し、これらの構成要素は、電気的に接続されていれば、離れた場所にあってもよい。また、複数の配線やコネクタなどを介して間接的に接続しても良い。ここで、絶縁支持手段２４は、印加手段２３を支持するためのものである。大地２９は必要であるが、装置の範囲を超えているので静電気劣化防止装置には含めない。図３に示す例は、印加手段２３が絶縁支持手段２４と劣化防止対象物２５を完全に分離できて、劣化防止対象物２５が印加手段２３以外に接続されているものがなく、劣化防止対象物２５の電位がほぼ印加手段２３の電位になる基本的な構成である。

（接地手段２１）
接地手段２１は、大地２９に接続する。接地手段２１は、大地２９に直接接続しても良いが、大地２９に接続されているアース端子などを介して、間接的に接続するようにしても良い。

（電源手段２２）
電源手段２２は、負の値である起電力Ｖｓを発生し、印加手段２３に出力する。電源手段２２は、電力源として１次電池や２次電池や太陽電池や各種発電機や図示しなし外部配線による商用電源などを用いることができる。ただし、環境発電や振動発電など不安定な電源を用いる場合は、２次電池やキャパシタなどを併用しても良いことは、言うまでもない。電源手段２２の簡単な例は、約３Ｖの電池の陽極を接地手段２１に接続して、陰極を印加手段２３に接続することである。こうすることにより、大地２９の電位より約３Ｖ低い電位を発生し、印加手段２３に出力できる。但し、電源手段２２が供給する電位は、この限りでないことは言うまでもない。また、過度のリーク電流Ｉや感電防止などの観点から、必要に応じて電源手段２２には出力と直列に保護抵抗を付加するなどの保護手段を設けてもよい。

（電位の範囲）
電源手段２２が出力する電位の範囲について説明する。上限の電位は、大地２９の電位より低ければ印加手段２３を介して劣化防止対象物に電子を供給できるので、大地の電位を０Ｖの基準とした場合に、０Ｖ未満であれば良い。下限の電位については、本発明による静電気劣化防止装置では、電源手段２２の出力する電位が低い程帯電の時間が短くなり、また供給する電子の数が多くなることにより劣化防止効果が高まる利点がある。ただし、電位が低すぎて感電の可能性を生じないように、−２０Ｖ以上であることが望ましい。

（印加手段２３）
印加手段２３は、電源手段２２の出力に配線などにより電気的に接続され、電源手段２２からの大地の電位より低い電位を劣化防止対象物２５に印加することにより、劣化防止対象物２５に電子を供給する。印加手段２３は、例えばコネクタやクリップなどを用いて着脱可能なものとしても良い。また、劣化防止対象物２５が複合品や組立品を構成する一部分の場合には、印加手段２３は複合品や組立品のどこか１カ所に大地の電位より低い電位を印加することにより、他の部分を介して間接的に劣化防止対象物２５の部分にも大地の電位より低い電位を印加することができる。例えば、自動車のワイパーゴムが劣化防止対象物２５の場合には、印加手段２３であるクリップで自動車のフレームに固定されたマフラーを挟んだ場合は、マフラーとフレームとボディーとワイパーブレードなどを介してワイパーゴムに電位を印加することができる。

（劣化防止対象物２５）
劣化防止対象物２５は、前述の静電気劣化防止方法の説明での図２に示した劣化防止対象物１５に対応する。劣化防止対象物２５は静電容量をもつため、大地の電位より低い電位を印加されることにより電位が下がり、電子の数が増えて劣化が防止される。

（絶縁支持手段２４）
印加手段２３や劣化防止対象物２５が重力で大地２９に直接接触しないために、何がしかの支持手段が必要である。絶縁支持手段２４は、印加手段２３を支持するとともに、大地２９と印加手段２３や劣化防止対象物２５を高い電気抵抗で絶縁する。図３の例のように、劣化防止対象物２５と絶縁支持手段２４とが充分電気抵抗値の小さい印加手段２３により切り離されている場合には、絶縁支持手段２４から大地２９へのリーク電流Ｉがあっても、絶縁支持手段２４の劣化防止対象物２５の劣化防止への影響は無視でき、本発明による静電気劣化防止装置の本質的な作用及び効果には影響をおよぼさない。

（消費電力）
図３に示す構成では、絶縁支持手段２４でのリーク電流Ｉ以外には、基本的に印加手段２３と劣化防止対象物２５などに帯電させるための過渡電流と紫外線や熱などにより飛び出す電子や酸素などにより奪われる電子を補充する程度の定常電流しか必要にならないので、ほとんど流れない程度の非常に少ない消費電流となり、低消費電力で劣化を防止することができる。

（図４に示す他の接続例）
図４は、印加手段３３によって劣化防止対象物を分離できない場合の一例の接続図である。例えば、印加手段が埋め込まれた網状の電極である場合や、すでに劣化防止対象物が大地に直接的あるいは間接的に支持されていて外側に電極を設けて接続した場合などである。ここでは、このような場合を例に、定常状態での各部位での電位やリーク電流Ｉについての考え方について説明する。

図４において、被印加上部３５は印加手段３３より上側でその先が電気的に開放端となる部分である。また、被印加下部３４は印加手段３３の下側で印加手段３３と大地２９の間の部分である。印加手段３３が点線で表されているのは、印加手段３３が被印加上部３５と被印加下部３４を完全に分離しているのではなく、被印加上部３５と被印加下部３４に直接接続された部分があることを示している。ここでは、どこまでが劣化防止対象物で、どこからが絶縁支持手段であるかは、問題にしていない。なお、接地手段２１と電源手段２２は、図３に示す例の場合と同様である。

（疑似的な等価回路図）
図５は、図４に示す構成での定常状態での電位と電流の概算を行うための、疑似的な等価回路図である。本来は分布定数となるが、概算のため被印加上部３５も被印加下部３４も単なる抵抗として表わしている。図５において、接地記号は大地２９を表し、抵抗Ｒｅは接地手段２１の接地抵抗、電池Ｖｓは電源手段２２の起電力、抵抗Ｒｃは印加手段３３の接続抵抗、抵抗Ｒａは被印加上部３５の電気抵抗、抵抗Ｒｂは被印加下部３４の電気抵抗、抵抗Ｒｂｅは被印加下部３４の接地抵抗に各々対応している。電位Ｖａは、被印加上部３５全体の電位で、電位Ｖｂは被印加下部３４と大地２９との接触面の電位を表わしている。ここで、電位の基準は、大地２９の電位を０Ｖとしたものである。また、リーク電流Ｉは、図５の回路でのループを時計方向に流れる電流で、値が負の電流である。

（被印加上部３５の電位）
この場合、各部分の静電容量への充電が完了した後の定常状態の被印加上部３５内ではほとんど電流が流れないので、電位Ｖａは場所により変わらず一様と考えることができる。定常状態での被印加上部３５の電位Ｖａは、リーク電流Ｉに被印加下部３４の電気抵抗Ｒｂと接地抵抗Ｒｂｅとの和を掛けた値として、数２により概算できる。

数２から分かるように、被印加上部３５の電位Ｖａを電源手段２２の起電力Ｖｓに近づけるには、抵抗Ｒｂと抵抗Ｒｂｅの和と比較して抵抗Ｒｃと抵抗Ｒｅとの和が十分小さければ良い。充分小さく出来ない場合は、電源手段２２の発生する起電力Ｖｓの絶対値を大きくすることで対応してもよい。このために、被印加上部３５の電位Ｖａを検出できる場合には、電源手段２２にフィードバックをかけることも有効である。また、接地手段２１の接地抵抗Ｒｅによる電圧降下の影響が問題になる場合には、図示しないが、離れた２か所に接地手段２１を設け、一方を電子源として用いて、もう一方を電位の基準として電源手段２２を構成して対応することもできる。

（被印加下部３４の電位）
定常状態での被印加下部３４の電位は、印加手段３３に近い位置では被印加上部３５の電位Ｖａとおおよそ同じで、大地２９との接触箇所での電位Ｖｂは、数３により概算できる。

数３から分かることは、電位Ｖｂを電位Ｖａに近づけて被印加下部３４内での電位の変化を少なくするには、例えば被印加下部３４の下の大地を抵抗値の高い絶縁舗装するなど、被印加下部３４の抵抗Ｒｂより被印加下部３４の接地抵抗Ｒｂｅを充分大きくすることが効果的である。こうすることで、印加手段３３から大地２９に流れるリーク電流Ｉを少なくして消費電力を少なくする効果も併せもつ。このような絶縁舗装に限らず、被印加下部３４が複数の要素が直列に構成されている場合には、複数の構成要素の中で抵抗値が支配的に大きい値の要素がある場合には、そこに絶縁機能があると考えて、その要素より印加手段３３に近い要素では電位Ｖａと近い電位にすることができる。

（全体の電位）
また、数２及び数３から分かることは、電源手段２２が発生する起電力Ｖｓが負の値であれば、電位Ｖａも電位Ｖｂもリーク電流Ｉも負の値であり、程度の違いがあるにしても、被印加上部３５も被印加下部３４も劣化が防止されることである。つまり、印加手段３３が少なくともどこか１カ所に大地の電位より低い電位を印加することにより、全体の電位を大地の電位より低くして劣化を防止することができる。なお、降雨などにより被印加上部３５や被印加下部３４が濡れた場合には、抵抗Ｒｃを流れる電流が大きくなる。この場合、被印加上部３５の電位Ｖａや被印加下部３４の電位Ｖｂが、抵抗Ｒｃによる電圧降下の影響で大地の電位に近づくことが考えられるが、大地の電位より低い電位であることにかわりはなく、劣化防止の効果が少なくなってもなくなることはない。

（保管庫での利用）
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えることにより、不導体の劣化防止対象物を含む保管品の劣化を防止することのできる保管庫の接続図である。なお、本発明の特許請求の範囲や明細書での保管庫とは、物を保管するための器や什器や施設や設備や場所のことで、例えば、車両を保管する車庫や航空機を保管する格納庫や物置や冷蔵庫などである。なお、接地手段２１と電源手段２２は、保管庫の中に設けても外に設けても構わない。印加手段さえ保管庫内の劣化防止対象物を含む保管品に電位を印加できる構成であればよい。

（車庫）
図６（ａ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えた、劣化防止対象物を含む車両４５を保管する車庫の一例の接続図である。保管している車両４５のワイパーゴムやボディの塗装や内装やタイヤなどの不導体の部分の紫外線などによる劣化を防止できる。ここで言う車両４５は、自動車のみならず、自動二輪車や原動機付自転車や自転車などを含み、人や物を運ぶために、有人運転や無人の自動運転などで陸上を移動する乗り物や運搬手段ならどのようなものでも良い。ここで、接地手段２１と電源手段２２は、前述の図３に示した例のものと同様のものである。絶縁舗装４８は、大地２９と車両４５を絶縁するための舗装であるが、必ずしも必要ではない。屋根４６と屋根を支える柱４７も、雨よけのためであるが、必ずしも必要ではない。

印加手段４３は、例えば容易に着脱可能なコネクタや金属のクリップなどで人が挟むことにより車両の一部に接続し、電源手段２２の供給する電位を車両４５に印加する。あるいは、車庫に止めることにより自動的に車両４５に接触するようにしても良い。車両４５への電位の印加箇所は、車両４５の中で多くの部品と電気的に低い抵抗値で接続されている例えばフレームやマフラーなどの箇所にすることが望ましい。なお、例えばマフラーに印加するクリップの接続抵抗やフレームやシャーシやホイールなどの各部品間の電気抵抗は不導体の塗膜などを介している場合も多いが、塗膜の厚みを考慮するとタイヤと絶縁舗装の抵抗よりは充分小さいと考えられるため、通常問題にはならない。

車両４５は、車庫に止めて印加手段４３により電源手段２２の供給する電位を印加されている時間に応じて、劣化が防止される。このように、本発明による静電気劣化防止装置は、間欠的に使用することもできる。

（格納庫）
図６（ｂ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えた、不導体の劣化防止対象物を含む航空機５５を保管する格納庫の一例の接続図である。ここで言う格納庫とは、駐機場なども含むものである。保管している航空機５５の不導体の部分の劣化を防止できる。ここでは、図６（ａ）に示した車庫との相違点のみを示す。ここで言う航空機５５は、ヘリコプターのみならず、飛行機やドローンなどを含み、物や人を運ぶために、有人運転や無人の自動運転などで空中を飛ぶ乗り物や運搬手段ならどのようなものでも良い。建築物５６は、風雨を遮るためのものであるが、本発明において必ずしも必要ではない。

（物置）
図６（ｃ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えた、劣化防止対象物である不導体を含む物品６５を保管する物置の一例の接続図である。物置の右側の扉を左にずらして開けた状態を示している。ここでは、図６（ａ）に示した車庫との相違点のみを示す。電源手段２２に接続されたスチール製の物置が印加手段６３である。物置の棚に置かれている物品６５の不導体の部分の酸化などによる劣化を防止する。土台石６８は、物置を支えるとともに、大地２９と物置を電気的に絶縁する。なお、物置６３を構成する各部品間の電気抵抗は、不導体の塗膜などを介している場合も多いが、塗膜の厚みを考慮すると、土台石６８の抵抗よりは充分小さいと考えられるため、通常問題にはならない。

（冷蔵庫）
図６（ｄ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えた、劣化防止対象物である図示しない保管品などを屋内で保管する冷蔵庫の一例の接続図である。ここでは、図６（ａ）に示した車庫との相違点のみを示す。接地手段７１は、屋内配線のアース端子に接続している。屋内のアース端子は、電気的に大地に接続されているからである。電源手段２２からの配線を冷蔵庫のシャーシなどに接続することにより、冷蔵庫が印加手段７３となる。冷蔵庫の中に保管されている不導体の物品などの劣化を防止できる。冷蔵庫は、床７８の上に置かれている。床７８と大地との電気抵抗値が充分に高くない場合には、冷蔵庫と床の間に絶縁マットなどを挿入すればよい。

（建築物）
図７（ａ），（ｂ）は、本発明による静電気劣化防止装置を備えることにより、不導体の部分の劣化を防止するようにした建築物の接続図である。図７（ａ）に木造建築物の場合の例を、図７（ｂ）に鉄骨造建築物の場合の例を示すが、同様の構成で本発明による静電気劣化防止装置を設けるようにすれば、どのような構造の建築物に用いても良い。通常、建築物では不導体である外壁や屋根や屋上などの塗装やコーキングなどの劣化防止のために多くの維持費がかかるため、本発明による静電気劣化防止装置を備えることの効果は大きい。なお、接地手段２１と電源手段２２は、前述の図３に示した例のものと同様のものであり、建築物の中に設けても外に設けても構わない。印加手段さえ建築物の少なくとも一部に接続されていればよい。

（木造建築物）
図７（ａ）に一例を示す本発明による静電気劣化防止装置を備えた木造建築物では、不導体である外壁や屋根などの塗装やコーキングなどの劣化を防止する。印加手段８３は、布基礎である基礎８４と土台８８とを固定するアンカーボルトであり、電源手段２２の出力に接続されている。ここで、例えば全ての土台の上面などに導電塗装を施すと、土台まで含めて印加手段として機能する。印加手段はアンカーボルトに限られるものではなく、例えば柱８７の下の方に導電塗装を施すなどして印加手段を設けるようにしても良い。基礎８４から大地２９へのリーク電流が問題にならないように、基礎８４に防水処理を施して、リーク電流を減らすことも効果的である。外壁８５や屋根８６など土台より上の建築物全体には、土台８８や柱８７や梁などを介して、印加手段８３から電子が供給される。また、導電性分子錯体などにより壁などに電波を遮らない程度の導電性をもたせるようにすると、さらに効率的に電子を供給することができる。

（鉄骨造建築物）
図７（ｂ）に一例を示す本発明による静電気劣化防止装置を備えた鉄骨造建築物では、不導体である外壁や屋上などの塗装やコーキングなどの劣化を防止する。印加手段９３は、柱と梁により一体化された全ての鉄骨であり、電源手段２２の出力に接続されている。但し、絶縁してリーク電流を抑えるために、基礎９４と柱の脚部の間に繊維強化プラスチックなどによる絶縁手段９８を設けるなどして、印加手段９３である鉄骨を大地２９と電気的に絶縁する。これにより、不導体の外壁９５や屋上９６などには、印加手段９３である鉄骨から電子が供給される。但し、鉄骨造建築物のどの部分に印加手段９３を設けるかは、この限りでない。

（まとめ）
以上に示したように、本発明による静電気劣化防止方法およびその装置では、不導体である劣化防止対象物に負の電位を印加することにより、電子の数を増やして劣化を防止する。したがって、劣化防止対象物に接続する電極は最低１つあればよく、劣化防止対象物全体の劣化を防止することができる。また、リーク電流を除くと、過渡的に印加手段２３と劣化防止対象物２５に帯電させるための電流と、定常的に紫外線や熱などにより飛び出す電子や酸素などにより奪われる電子を補充する程度の電流しか必要にならないので、少ない消費電力で劣化を防止することができる。また、車庫や駐機場や物置や冷蔵庫や建築物などでの幅広い用途で利用することができる。

本発明による静電気劣化防止方法およびその装置は、約５年間試験運用を行い、簡単な構成で顕著な効果があることを確認したものである。また、幅広い不導体の劣化防止対象物に使用することができるため、対象となる市場は大きいものと考えられる。さらに、多くの場合劣化防止対象物と比較すると充分安価で実現することができるため、普及する可能性は十分にある。

２ 電源
３ 酸化物層
５ 電子伝導性領域
６ 負電荷集積手段
１５，２５ 不導体の劣化防止対象物
２１，７１ 接地手段
２２ 電源手段
２３，３３，４３，６３，７３，８３，９３ 印加手段
２４ 絶縁支持手段
２９ 大地
３４ 被印加下部
３５ 被印加上部
４５ 車両
４６ 屋根
４７ 屋根を支える柱
４８ 絶縁舗装
５５ 航空機
５６ 建築物
６５ 物品
６８ 土台石
７８ 床
８４，９４ 基礎
８５，９５ 外壁
８６ 屋根
８７ 柱
８８ 土台
９６ 屋上
９８ 絶縁手段

Claims (4)

1. 不導体の劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止方法であって、大地の電位より低い電位を前記劣化防止対象物に印加することにより、前記劣化防止対象物の劣化を防止することを特徴とする静電気劣化防止方法。
2. 不導体の劣化防止対象物の劣化を静電気により防止する静電気劣化防止装置であって、大地への接地手段と、前記大地への接地手段により得られた大地の電位より低い電位を出力する電源手段と、前記電源手段で発生した電位を直接的または間接的に前記劣化防止対象物に印加する印加手段とを有することを特徴とする静電気劣化防止装置。
3. 請求項２に記載の静電気劣化防止装置を備えていることを特徴とする保管庫。
4. 請求項２に記載の静電気劣化防止装置を備えていることを特徴とする建築物。

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