JP2023512017A - 微粒子捕集装置 - Google Patents

Abstract

車両が運転面上を運転される際に、運転面（Ｓ）上の又は運転面（Ｓ）に対する摩耗により、車両のタイヤ又は車輪（Ｗ）から放たれる微粒子を集める又は捕らえるために車両に取り付け可能な微粒子捕集装置。本装置は、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点（ＣＰ）からの微粒子の流れ（Ｆ１）を受けるために車両のタイヤ又は車輪にすぐ近接する作動位置に取り付け可能な静電フィルタユニット（１１０）を備える。このフィルタユニット（１１０）は、静電引力によって流れの中の微粒子を集める又は捕らえるように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、微粒子、特に、限定するものではないが、車両が運転される運転面上の又は運転面に対する摩耗により、車両のタイヤ又は車輪から放たれる微粒子を、自然環境への及び関連する汚染につながるこれらの放出を防止又は減少させるために、捕らえる又は集めるための微粒子捕集装置に関する。

現代の車両のタイヤは、車両が運転される際に路面に対して摩耗するゴム及びプラスチックベース／石油化学ベースの化合物からできており、しばしばタイヤダストと呼ばれる小さなタイヤ微粒子を生成する。タイヤダストの大部分は、排水溝又は水路に押し流されるようにできる道路上に又は道路の側部に集まるが、タイヤ微粒子のいくつかは、空気中に浮遊し、吸収されるほど微小であり、空気汚染に影響する。

今日、ヨーロッパでは毎年、路面に対する摩耗や裂けによって、５０万トンのタイヤ微粒子が生成されている。事実、タイヤダストは、我々の環境において２番目に多いマイクロプラスチック汚染物質である。人間や動物の健康に特に懸念されるものは、空気中のＰＭ２．５レベルであり、直径２．５μｍ未満の粒子は、大きな粒子よりも、空気中に長く滞留し、吸入の危険性が増大し、これは心臓及び肺疾患に関連付けられている。タイヤダストは、英国におけるＰＭ２．５レベルのおおよそ１０質量％の要因である。これに加えて、現代のタイヤ組成の３０％までを占めるカーボンブラックは、公知の発癌物質である。

列車やトラムのような鉄道車両はまた、金属線路に対するレール車輪の摩擦摩耗からの小さな金属微粒子の排出物を生成し、これは、汚染、特に地下環境における空気汚染に（程度は低いものの）影響する。

よりクリーンなエンジン技術の発展を通じて、自動車や列車等の車両からの排気ガスを減少させるために、近年、多大な努力がなされている。一方、タイヤや車輪微粒子等の非排気源からの排出物は、対処されておらず、流通する車両の数と共に、特に、乗り換えられる車両よりもより多くの技術を含み、また、より重くなる新しい車両により、増加し続けるであろう。現在、これらの排出物を制御するための方針は存在しない。

したがって、タイヤ及び車輪の微粒子からの汚染は、公共の健康と環境の両方に対する増大する懸念であり、これらの排出物を減少させる革新的な方法を見出す必要がある。

本発明の態様及び実施形態は、上記に鑑みてなされたものである。

本発明の第１の態様によれば、微粒子捕集装置が提供される。この装置は、車両が運転面上を運転される際に、運転面上の又は運転面に対する摩耗により、車両のタイヤ又は車輪から放たれる微粒子を集める又は捕らえるために車両に取り付けることができる。この装置は、車輪又はタイヤの近傍の位置に取り付け可能にしてもよい。この装置は、静電引力によって微粒子を集める又は捕らえる静電フィルタユニットを備えていてもよい。静電フィルタユニットは、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点（または、接触領域）からの微粒子の流れを受けるために、車両の車輪に関連して作動位置に取り付けることができるようにしてもよい。作動位置は、タイヤ又は車輪にすぐ近接するようにしてもよい。フィルタユニットは、静電引力によって流れの中の微粒子を集め又は捕らえるように構成されていてもよい。フィルタユニットは、流れの中の帯電された微粒子を集め又は捕らえるように構成されていてもよい。静電フィルタユニットは、粒子を集め又は捕らえるために帯電されたときに（流れの中の）微粒子を捕集電極又は各捕集電極に引き寄せるために、１つ以上の静電的に帯電可能な捕集電極を備えていてもよい。

タイヤ又は車輪の摩耗は、タイヤＴ又は車輪Ｗと運転面Ｓとの間の接触点において発生する。この装置は、有利には、微粒子放出物が自然環境に入ることを防止するために、微粒子放出物の源において微粒子放出物を集め又は捕らえる。一旦集められると、これらの微粒子は、制御された方法で処理されてもよく、また、リサイクルされてもよい。

車両は、車輪が装着された車両であってもよい。車両は、タイヤが装着された車両であってもよく、この場合、車輪にはタイヤが装着されている。また、車両は、タイヤが装着されていない車両であってもよく、この場合、車輪にはタイヤが装着されていない。タイヤが装着された車両の非限定的な例には、自動車、トラック、バス、重量物運搬車（ＨＧＶ）、自動二輪車、スクータ、自転車又は航空機が含まれる。タイヤが装着されていない車両の非限定的な例には、列車やトラムのようなレール車両が含まれる。車両が、タイヤが装着された車両である場合、微粒子は、運転面上の又は運転面に対する摩耗によって車輪のタイヤから放たれるタイヤ微粒子である。タイヤ微粒子は、ゴム、プラスチック、及び／又は石油化学ベースの微粒子、または、ゴム、プラスチック、及び／又は石油化学ベースの化合物であってもよく、これらを含んでいてもよい。車両が、タイヤが装着されていない車両である場合、微粒子は金属微粒子を含んでいてもよい。

フィルタユニットは、帯電微粒子を集めるための収集段であってもよく、また、収集段を有していてもよい。収集段は捕集電極を有していてもよい。一実施形態では、フィルタユニットは、微粒子を帯電させるための帯電段を有していない。運転面上の又は運転面に対するタイヤ及び／又は車輪の摩耗により生成される微粒子は、例えば、接触点での摩擦によって帯電されてもよい。帯電段がないことは、本装置が作動している際／作動するために、より少ない電力を消費／必要とすることを意味し、帯電及び収集段を有する静電フィルタユニットよりも、車両の車輪と比較して小型となることができる。

作動位置は、フィルタユニットがタイヤ又は車輪の半径方向外側の面に、及び／又は、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点（または、接触領域）に、すぐ近接して位置決めされるような位置であってもよい。これは、フィルタユニットに入ることができ、集められることができる微粒子の割合、量、及び／又は流れを増加又は最大化することができる。

フィルタユニットの作動位置は、運転面Ｓからの最小距離（例えば、運転面又は接地クリアランス）と、タイヤ又は車輪の半径方向外側の面からの最小距離（例えば、タイヤ又は車輪クリアランス）とを含んでいてもよい。これにより、使用時におけるフィルタユニットと運転面Ｓ及びタイヤ又は車輪との接触を回避することができ得る。運転面Ｓからの最小距離は、実質的に１０‐５００ｍｍ、又は１０‐２００ｍｍ、又は１０‐５０、５０‐１００、１００‐１５０、１５０‐２００、２００‐２５０、２５０‐３００、３００‐３５０、３５０‐４００、４００‐４５０、又は４５０‐５００ｃｍの範囲内、または、これらの範囲の任意の組み合わせ又はサブコンビネーションとすることができる。タイヤ又は車輪の半径方向外側の面からの最小距離は、実質的に１０‐２００ｍｍ、又は１０‐２０、２０‐３０、４０‐５０、５０‐６０、６０‐７０、７０‐８０、８０‐９０、９０‐１００、１００‐１１０、１１０‐１２０、１２０‐１３０、１３０‐１４０、１４０‐１５０、１６０‐１７０、１７０‐１８０、１８０‐１９０、又は１９０‐２００ｍｍの範囲内、または、これらの範囲の任意の組み合わせ又はサブコンビネーションとすることができる。

作動位置は、車輪の後方（車両の前進方向に対して）であってもよい。これにより、本装置は、例えば車両の加速中に生成される後方方向の接触点から放出される又は発射される微粒子を集めることができ得る。

あるいは、作動位置は、車輪の前方（車両の前進方向に対して）であってもよい。これにより、本装置は、例えば車両の制動中に生成される前方方向に放出される又は発射される微粒子を集めることができ得る。

作動位置が車輪の後にある場合、フィルタユニットは作動位置に取り付けられるか、または、微粒子を含み連行するタイヤ又は車輪の周りの空気流を受けるように配置されてもよい。これにより、フィルタユニットは、タイヤ又は車輪の周りの空気流を利用しない作動位置と比較して、より多くのより小さいサイズの微粒子を受容することができ得る。

フィルタユニットは、作動位置に取り付け可能であってもよいし、または、回転／スピニングしているタイヤ又は車輪（使用状態、車両が運転面上を動いているとき）のマグヌス効果から作られるタイヤ又は車輪の周りの実質的に上向きの空気流を受けるように配置されてもよい。この空気流は、接触点からタイヤ又は車輪の後方周りに、例えば車輪又はタイヤの回転方向に、向けられてもよい。この空気流は、微粒子の大部分を、タイヤ又は車輪の少なくとも一部分周りに接触点からフィルタユニットに向けて、運んでもよく、導いてもよく、及び／又は引き込んでもよい。これにより、タイヤ又は車輪周りの空気流を利用しない作動位置よりもより多くのより小さいサイズの微粒子を受けることを維持しつつ、フィルタユニットを運転面（及び選択的にタイヤ又は車輪）からより離れて位置させることができ得る。この空気流を利用することにより、フィルタユニットを車輪に対して小型にすることができる。

本装置は、本装置を車両に（直接又は間接に）取り付け、フィルタユニットを作動位置に取り付けるように構成された取付部を有していてもよい。取付部は、取付点において本装置を車両に取り付けるように構成されてもよい。取付点は、フィルタユニットの作動位置が車輪の回転軸又は車輪に対して軸方向及び半径方向に実質的に固定されるようなものであってもよい。これにより、フィルタユニットは、作動位置を維持しながら（例えば、車輪が上に、下に動く、及び／又は旋回する際に）、車両の車輪と共に動くことができ得る。すなわち、フィルタユニットは、車輪の軸方向及び車輪の平面内で固定されており、固定された角度位置にあり、横揺れ及び旋回時に車輪が車両に対して回転することを可能にする。

取付部は、フィルタユニットが作動位置を維持しながら車輪と共に動くことができるように、車両の車輪アセンブリ上の取付点において本装置を車両に取り付けるように構成されていてもよい。選択的には又は好ましくは、車輪アセンブリがサスペンション及び／又はステアリングアセンブリである、または、サスペンション及び／又はステアリングアセンブリを含む場合、フィルタユニットが、車両のサスペンションと共に、及び／又は車輪が作動位置を維持しながら回転しているときに、動くことができるように、取付部は、装置を車輪アセンブリ上の取付点において車両に取り付けるように構成されてもよい。取付点は、車両サスペンションシステム又は車輪アセンブリのナックル又はステアリングナックルであってもよい。

あるいは、取付部は、フィルタユニットの作動位置が車輪に対して実質的に固定されないように、取付点において本装置を車両に取り付けるように構成されてもよい。すなわち、フィルタユニットは、軸方向に及び／又は車輪の平面内に固定されておらず、車輪がフィルタユニットから独立して回転又は上方／下方に動くことができるように、車両に対して実質的に固定されている。この場合、取付点は、車両のホイールアーチ上及び／又は内に、及び／又は車両又は車体の下側に、及び／又は車両又は車体に取り付けられたマッドフラップ／ガード又はトリムのような付属部品に又は上にあってもよい。

取付部は、実質的に可撓性を有していてもよく、及び／又は、フィルタユニットの作動位置からの一時的な変位を受け入れるための１つ以上の可撓性のある部分又は継手を有していてもよい。選択的に又は好ましくは、取付部は、フィルタユニットを作動位置に／向かって付勢するように構成されていてもよい。これにより、フィルタユニットを作動位置に維持し、また、作動位置からの変位後に作動位置に戻すことができ得る。フィルタユニットが作動位置から変位したときに、フィルタユニットに戻し力を付与するために、可撓性のある継手又は各可撓性のある継手は、ばね付勢された継手であり、または、ばね付勢された継手を有し、及び／又は弾力性のある可撓性のある部材又は他のいずれかの公知の付勢手段を有していてもよい。１つ以上の可撓性のある部分又は継手は、サスペンション、空気圧要素、又はギヤードモータを含むようにしてもよい。取付部は、ゴム又はプラスチックベースの材料のような弾力性のある可撓性のある材料で形成された、または、ゴム又はプラスチックベースの材料のような弾力性のある可撓性のある材料を有する１つ以上の弾力性を有する可撓性のある部分を有するようにしてもよい。

フィルタユニットは、１つ以上の捕集電極を収容するためのフィルタキャビティを有していてもよい。フィルタキャビティは、微粒子の流れ又は微粒子を含み連行する空気流を受けるための入口開口を有していてもよい。入口開口は、作動位置にあるときに、タイヤ又は車輪の少なくとも一部に対向するように構成されてもよい。入口開口は、タイヤ又は車輪の幅を実質的に横切って延びていてもよい。これは、フィルタユニットが受ける微粒子の量を増加させ得る。入口開口は、タイヤ又は車輪の幅の少なくとも６０、７０、８０、９０、又は９５％を実質的に横切って延びていてもよい。入口開口は、タイヤ又は車輪の幅の全て又は大部分を横切って延びていてもよい。入口開口は、タイヤ又は車輪の幅よりもさらに延びていてもよい。入口開口は、実質的に周方向に延びる周方向部及び／又は実質的に半径方向（車輪に対して）に延びる半径方向部を有していてもよい。これは、フィルタユニットに入る流れ／空気流の流量、又は空気流量、又は断面積を増加させることができ得る。

入口開口は、ノズル又はノズル部を有していてもよく又はノズル又はノズル部に接続されていてもよい。ノズル部は、本装置内への空気流の方向にテーパ状の幅を有する開口を有していてもよい。テーパ状の開口は、本装置内への空気流の方向において幅を減少させてもよい。ノズル部は、本装置内への空気流の速度を増加させ、本装置内に低圧の領域を作り、それによって本装置に入るタイヤ微粒子の取り込み及び量を増加させてもよい。

あるいは、本装置は、ノズルを有していてもよい。ノズルは、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点（又は接触領域）から微粒子の流れを受け、空気流をフィルタユニットの入口開口に向けるように構成されていてもよい。ノズルは、フィルタユニットの入口開口への空気流の速度を増加させるために、本装置内への空気流の方向にテーパ状の幅を有する開口を有していてもよい。取付部は、フィルタユニットを作動位置において車両（直接又は間接に）に取り付けるように構成されていてもよい。ノズルはまた、取付点においてノズルを車両に取り付けるように構成された取付部を有していてもよい。フィルタユニットの取付部は、車両の下側のような車両上の固定された取付点にフィルタを取り付けるように構成されてもよい。ノズルの取付部は、ノズルが車輪と共に自由に動き、また、回転することができるように、ノズルを車輪のステアリングナックルに取り付けるように構成されていてもよい。ノズルの取付部は、可撓性のあるゴム継手であってもよいし、または、可撓性のあるゴム継手を有していてもよい。ノズルは、入口開口から物理的に分離されていてもよく、または、入口開口に可撓性のある導管を介して接続されていてもよい。

ノズル又はノズル部のテーパ状の開口は、線形の、多項式の、又は指数関数的な輪郭を有していてもよい。ノズル又はノズル部のテーパ状の開口は、フラクタルパターン又は寸法を有していてもよい。

本装置は、入口開口（有する場合、ノズルの下流）を横切って又は入口開口と捕集電極との間に配置され、閾値サイズよりも大きい粒子の進入を阻止するフィルタメッシュを有していてもよい。メッシュは、フィルタユニットの一部であってもよい。メッシュは、予め定められた大きさの複数の隙間を有していてもよい。隙間は、閾値サイズよりも小さい大きさを有するタイヤ微粒子が本装置に入ることを可能にし、より大きな粒子が本装置に入ることを阻止するように構成された大きさを有するようにしてもよい。メッシュは、ターマックや砂利のような大きな異物が本装置に入ることを防止する障壁として作用してもよい。メッシュはまた、本装置に入る水の量を減少させる障壁として作用してもよい。隙間の大きさは、本装置内への空気流を調整したり制限したりしないように、閾値サイズよりも更に大きくしてもよい。

ノズルは、空気がメッシュ及び捕集電極を通って流れる前にノズルを通って流れるように配置されていてもよい。ノズルは、本装置内に粒子を運んでいる多くの空気を取り込むことを目的として、収縮係数率によって気流の速度を増加させる、またその領域内の圧力を低下させる、収縮係数を有するように構成されていてもよい。

ノズルの後にフィルタメッシュが存在すると、メッシュのすぐ後ろに乱流を発生させることができる。ノズル／ノズル部及び／又はフィルタメッシュは、捕集電極の周りの本装置内で低圧の領域を生み出す／引き起こすことができる。低圧キャビティは、本装置に入るタイヤ微粒子の量を増加させることができる。

本装置は、１つ以上の捕集電極を静電的に帯電させるために、捕集電極又は各捕集電極に接続された帯電回路を備えていてもよい。帯電回路は、本装置及び／又は車両の電源に接続可能であってもよい。帯電回路は、正又は負の帯電電圧、または、基準電圧（例えば、接地）を１つ以上の捕集電極に出力及び／又は印加するように動作可能であってもよい。帯電電圧は、実質的に（±）５－１５ｋＶ、又は５－７、７－９、９－１１、１１－１３、１３－１５ｋＶ、または、これらの範囲の任意の組み合わせ又はサブコンビネーションの範囲内であってもよい。帯電回路は、本装置の電源を備えることができる。本装置の電源は、運転面に対する車両の運動に応答して電力を発生するように構成された発電機であってもよいし、この発電機を有していてもよい。発電機は、タイヤ又は車輪の回転運動に応答して電力を発生するように構成させてもよい。発電機は、タイヤ又は車輪（例えば、車輪のリムにおいて）と摩擦により係合してこれらと共に回転するように構成された回転可能な駆動要素を有していてもよい。帯電回路は、整流回路及びＤＣ電圧増幅器に限定されないがこれらを含む、電源から出力された電力を帯電電圧に変換するための当技術分野で知られている１つ以上の電気的構成要素を有していてもよい。帯電回路は、ＡＣ電圧（例えば、ダイナモからの電圧）をＤＣ電圧に変換するためのフル又はハーフブリッジ整流器を含んでいてもよい。帯電回路は、捕集電極を帯電するのに適した範囲にＤＣ電圧を増大させるための電圧変換器を有していてもよい。

本装置は、帯電回路に接続可能な制御モジュールを備えていてもよい。制御モジュールは、例えば１つ以上の検出された運転条件に応答して、１つ以上の捕集電極の帯電を選択的に起動及び／又は停止するように構成されていてもよい。１つ以上の運転条件は、限定されるものではないが、加速、制動、コーナリング、及び／又は濡れ具合などの運転面状態のうちの１つ以上を含んでいてもよい。微粒子は、主として加速、制動、コーナリング中に生成されるので、制御モジュールは、必要がある場合にのみフィルタユニットを作動させることを可能にし、微粒子の収集を損なうことなく、装置の消費電力を減少させる。

制御モジュールは、１つ以上の検出された運転条件を示す運転データを受信するために、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能であってもよい。代替的又は追加的に、本装置は、１つ以上の検出された運転条件を検出し、運転データを制御モジュールに提供するために、制御モジュールに接続された又はと通信している、１つ以上のセンサを有していてもよい。制御モジュールは、運転データの処理、及び１つ以上の捕集電極の帯電を起動又は停止するか否かの決定のために、１つ以上のプロセッサ及び／又はメモリを有していてもよい。

１つ以上のセンサは、これらに限定されないが、慣性計測ユニット、加速度計、及び／又は１つ以上の環境センサを含んでいてもよい。１つ以上の環境センサは、運転面状態を検出するための濡れ具合、温度及び／又は湿度センサを含んでいてもよい。１つ以上のセンサは、縁石のような物体への本装置の近接を検出するための近接センサを含んでいてもよい。制御モジュールは、車両ＥＣＵに信号を送信し、本装置の物体への検出された近接度を運転者に警告するように構成されてもよい。これにより、縁石等の物体との衝撃による本装置の損傷を防止することができる。

本装置は、本装置又は捕集電極の車両に対する位置を移動させる手段を更に備えていてもよい。例えば、本装置又は捕集電極は、機械的アクチュエータを介して、格納された又は非作動可能な位置と配置された又は作動可能な位置との間で移動可能（例えば、回転可能、枢動可能、又は１つ以上の方向への他の形で移動可能）であってもよい。制御モジュールは、作動位置と非作動位置との間で本装置又は捕集電極を移動させるようにアクチュエータを操作するように構成されていてもよい。制御モジュールは、車両ＥＣＵに信号を送信した後に、縁石のような物体の近接を検出し続ける近接センサに応答して、アクチュエータを作動させて本装置を作動位置から格納位置に移動させるように構成されていてもよい。制御ユニットは、捕集電極を移動することによって本装置の配置を変更するように構成されていてもよい。

制御モジュールは、例えば、ＥＣＵを介して、車両の１つ以上の外部のセンサ又は装置と通信するようにしてもよい。１つ以上の外部のセンサ又は装置は、ＧＰＳシステムを含んでいてもよい。制御モジュールは、車両の１つ以上の外部のセンサ又は装置から、運転データ及び／又は気象データのような情報又はデータを受信するように構成されていてもよい。

１つ以上のセンサは、集められた微粒子の体積、質量又は量、または、格納ユニットの充填レベルを監視するための１つ以上の収集センサを含んでいてもよい。収集センサは、格納ユニットの充填レベルを検出するための赤外線（例えば、深さ）センサ、及び／又は格納ユニットの重量を監視するためのセンサを含んでいてもよい。

１つ以上のセンサは、１つ以上の粒子センサを含んでいてもよい。粒子センサは、粒子計数器、粒子分析器、及び／又は分光計であってもよいし、又はこれらを有していてもよい。１つ以上の粒子センサは、集められた粒子の数又は量を測定し、測定データを制御モジュールに出力するように構成されていてもよい。１つ以上の粒子センサは、集められた粒子の量／数を測定するために赤外線又は他の電磁波長を使用する光センサであってもよい。

制御モジュールは、収集及び／又は粒子センサからの１つ以上の信号に基づいて粒子収集効率を決定及び監視するように構成されていてもよい。制御モジュールは、所定の距離当たりの捕集電極の重量の変化を監視するようにしてもよい。制御モジュールは、１キロメートル当たりのミリグラム数で収集効率を監視するようにしてもよい。制御部は、車両が移動した距離を計算するためにＧＰＳシステムから送られた情報を、収集効率を計算するために使用するようにしてもよい。制御ユニットは、測定された収集効率を予め定められた／目標効率又は効率範囲と比較するようにしてもよい。制御モジュールは、収集効率を所定値の上／下にする決定に応答して、捕集電極に印加される帯電電圧を調整するように帯電回路を制御するように構成されていてもよい。

１つ以上のセンサは、撮像装置又はカメラであってもよいし、又はこれらを有していてもよい。カメラは、タイヤ及び／又は電極を撮像するように配置又は構成されていてもよい。制御モジュールは、カメラの出力に基づいて、タイヤのトレッド摩耗及び／又は捕集電極の飽和を監視／決定するように構成されていてもよい。

フィルタユニットは、集められた微粒子を１つ以上の捕集電極から除去又は洗浄するための洗浄手段を有していてもよい。洗浄手段は、捕集電極が帯電されていないときに、連続的に、周期的に、又は選択的に動作するようにしてもよい。これにより、捕集電極上に微粒子が堆積するにつれて、フィルタユニットの収集効率が実質的に経時的に低下することを防止するようにしてもよい。

本装置は、洗浄手段によって捕集電極から除去又は洗浄される集められた微粒子を格納するためのレセプタクルを備えていていてもよい。レセプタクルは、洗浄手段によって除去され／導かれた集められた微粒子を受ける位置に取り付け可能であってもよい。レセプタクルは、フィルタキャビティと流体連通していてもよい。レセプタクルは、本装置から取り外し可能であってもよい。これにより、集められた微粒子が、捕集電極から除去されて自然環境内に放たれることを防止できるようにしてもよく、それらを制御された方法で処理され及び／又はリサイクルされることを可能にしてもよい。レセプタクルは、１０－５００ｃｍ^３、又は１０－５０、５０－１００、１００－１５０、１５０－２００、２００－２５０、２５０－３００、３５０－４００、４５０－５００ｃｍ^３、または、これらの範囲の任意の組み合わせ又はサブコンビネーションの量を保持するように構成されていてもよい。

洗浄手段は、機械的及び／又は非機械的であってもよい。機械的洗浄手段は、１つ以上の捕集電極から集められた微粒子を除去又は清浄にするために、機械的振動（例えば、共振又は非共振）を捕集電極又は各捕集電極に伝達するように構成された１つ以上の機械的振動子であってもよく、または、この１つ以上の機械的振動子を有していてもよい。機械的振動子は、超音波振動子であってもよいし、超音波振動子を有していてもよい。代替的に又は追加的に、機械的洗浄手段は、集められた微粒子を捕集電極又は各捕集電極の表面から除去又は清浄にするために、捕集電極又は各捕集電極の表面上又は表面を横切って動くように構成された１つ以上の可動洗浄部材（例えば、ワイピングブレード、ブラシ、スポンジ等）であってもよく、または、この１つ以上の可動洗浄部材を有していてもよい。可動洗浄部材及び／又は機械的振動子は、１つ以上のモータ又はアクチュエータによって駆動（直線又は回転）されてもよい。帯電回路は、１つ以上のモータ又はアクチュエータを駆動させるために、１つ以上のモータ又はアクチュエータを有していてもよく、１つ以上のモータ又はアクチュエータに接続されていてもよい。制御モジュールは、１つ以上のモータを制御するようにしてもよい。非機械的洗浄手段は、集められた微粒子を捕集電極から吹き飛ばすために、空気流、好ましくは清浄な空気流を利用するようにしてもよい。空気流に基づく洗浄手段の一例では、フィルタユニットは、実質的に清浄な空気流を受けて、この空気流を１つ以上の捕集電極上に及び／又を超えて導いて、それらから集められた微粒子を除去又は清浄するために、フィルタキャビティと流体連通する入口導管を有していてもよい。選択的に又は好ましくは、入口弁が、清浄な空気流の吸気を制御するために入口導管内に又は入口導管と連通して設けられていてもよい。機械的及び非機械的洗浄手段は、別々に又は組み合わせて実施されてもよい。入口弁は、制御モジュールによって制御されてもよい。

代替的に又は追加的に、非機械的洗浄手段は、イオン化ジェットであっても、又はイオン化ジェットを有していても、又はイオン化ジェットを利用してもよい。イオン化ジェットは、荷電粒子又はイオンを含んでいてもよい。荷電粒子又はイオンは、捕捉された帯電タイヤ微粒子と相互作用して、タイヤ微粒子から残留電荷を除去するようにしてもよい。イオン化ジェットは、多数の正イオン及び負イオンを有する高エネルギーイオン雲を有していてもよい。イオン雲は、イオン雲に近接して正又は負のいずれかの極性の静電的に帯電された面（例えば、捕集電極）を中和する。この装置は、イオン化ジェット又はイオン雲を生成するための手段を有していてもよい。イオン化ジェットは、コロナ放電装置、空気イオン化装置、イオン発生器、又は静電放電イオン化装置のような公知の手段のいずれかを使用して形成してもよい。イオン化ジェットは、捕捉された微粒子から残留電荷を除去し、それらを中性にするように構成してもよい。中性粒子は、１つ以上の捕集電極からの吸引静電力を受けない。イオン化ジェットは、１つ以上の捕集電極を洗浄するために定期的に使用されてもよい。

代替的に又は追加的に、非機械的洗浄手段は、水の流れであってもよく、又は水の流れを有していてもよく、又は水の流れを利用してもよい。水は、ある湿潤気象状況で装置に入るようにしてもよい。本装置は、本装置内に入る水を捕捉し及び／又は捕集電極上に向けるための手段を備えていてもよい。これは、運転中に本装置内に堆積された異物を洗い流すことができる。捕捉された水は、入口、１つ以上の捕捉電極、及び／又は本装置内のいずれかの他の内部空間を洗浄するために使用されてもよい。異物を洗い流すために捕捉された水を使用する際、本装置又は制御モジュールは、捕捉された微粒子が、例えば水又は水分を検出する環境センサに応答して洗い流されるのを防止するために、集められた微粒子を格納するための格納ユニット／レセプタクルを閉鎖／密閉するように構成されていてもよい。

１つ以上の捕集電極は、流れ又は空気流が列を通る際に一対の隣接する電極間を通過するように、流れ又は空気流に対して実質的に垂直に配置された２つ以上の捕集電極の列を有するようにしてもよい。帯電回路は、列内において交互の捕集電極に帯電電圧を印加し、列内においてコレクタプレートの残りに基準電圧を印加するように構成されていてもよく、その逆であってもよい。帯電回路は、正の帯電電圧を列内における交互の捕集電極に印加し、負の帯電電圧を列内におけるコレクタプレートの残りに印加するように構成されていてもよく、その逆であってもよい。これは、帯電された微粒子を帯電された捕集電極に押し遣るために、入ってくる微粒子流に対して実質的に横断方向に電界を提供する。正及び負に帯電されたコレクタプレートの交互の配列を使用することは、粒子がコレクタプレートの１つに向かってより大きな結果として得られる静電気力を受けるように、実質的に均一な電界を提供するようにしてもよく、これは収集効率を高めることができる。

タイヤ組成物は、微粒子が絶縁性であるか導電性であるかを決定づける。摩擦の下では、絶縁体は正に帯電され、導体は負に帯電される。それに加えて、正及び負に帯電されたコレクタプレートの交互配列を使用することは、正及び負に帯電された粒子の両方が装置によって捕捉されることを確実にでき、従って、全ての組成タイプのタイヤから放たれた微粒子が捕捉されることを確実にできる。

コレクタプレートに印加される帯電電圧は、夫々のコレクタプレートを正に、負に、又は中性に帯電するために、正、負、又は中性としてもよい。帯電回路は、例えば周期的に、各捕集電極に印加される帯電電圧の極性を変化又は反転させるように構成されていてもよい。帯電電圧極性の反転は、電極を洗浄するのを助けるために捕捉された粒子を活発に排出できる。帯電回路は、中性又はゼロの正味電荷を有するように、捕集電極の列に中性の帯電電圧又は無の帯電電圧を印加するように構成されていてもよい。帯電回路は、捕集電極が中性又はゼロの正味電荷を有するように、捕集電極を放電するように構成されていてもよい。電極が中性に帯電されると、粒子は静電気力を何ら受けることなく通過することができる。

帯電回路は、捕集電極の異なる帯電構成のために１つ以上の異なる帯電モードで動作するように構成されていてもよい。帯電モードは、制御モジュールによって起動及び／又は制御されてもよい。

帯電モードは、捕集電極が一定の正及び負の帯電電圧、又は正／負及び中性の電圧で交互に帯電される第１のモードを有していてもよい。帯電モードは、捕集電極が全て中性に帯電及び／又は電断される第２のモードを有していてもよい。帯電モードは、各コレクタプレートにおける帯電電圧の極性が周期的に反転される第３のモードを有していてもよい。

制御モジュールは、１つ以上のセンサからの信号を受信することに応答して帯電モードを変更するように構成されていてもよい。制御モジュールは、洗浄手段が起動／駆動されるとき、湿潤な天候状態を検出することに応答して、第２の帯電モードを作動させるように構成されていてもよい。制御モジュールは、例えば、吸引された粒子の堆積を示す、収集効率の低下を検出することに応答して、第３の帯電モードを作動させるように構成されていてもよい。

捕集電極又は各捕集電極は、導電性材料で形成されていてもよく、又は導電性材料を有していてもよく、又は導電性材料で被覆されていていてもよい。導電性材料は、銅、黄銅、鋼、アルミニウム、金属合金、導電性ポリマー、導電性マイクロ又はナノ粒子、及び／又はグラファイト、グラフェン及び／又はカーボンナノチューブ／粒子のような炭素系材料のうちの１つ以上であってもよく、又はこれらのうちの１つ以上を有していてもよい。捕集電極の１つ以上は、実質的に可撓性を有していてもよい。可撓性のあるコレクタは、洗浄手段によって集められた微粒子の洗浄／除去を助けることができる。捕集電極は、取り外し可能であっても、交換可能であってもよい。捕集電極は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフロン（登録商標））又は他の適切なポリマー材料（導電性又は非導電性であってもよい）のような非粘着性の外部コーティングをさらに有していてもよい。これは、クリーニング手段によって集められた微粒子の捕集電極からの除去を助けることができる。

捕集電極又は各捕集電極は、外側の表面コーティングを有していてもよい。表面コーティングは、捕集電極の表面積を増加させるように構成されていてもよい。これは、タイヤ微粒子収集効率を高めることができる。表面コーティングは、電極又は各電極の耐久性を改善するように構成されていてもよい。表面コーティングは、例えば錆のような化学的損傷のような自然環境から電極又は各電極を保護するように構成されていてもよい。表面コーティングは、電極又は各電極を衝撃損傷から保護するように構成されていてもよい。

表面コーティングは、電気絶縁コーティングであってもよいし、電気絶縁コーティングを有していてもよい。絶縁コーティングは、ある導電性のタイヤ微粒子が捕集電極と接触したときに、それらの電荷を保持することを可能にできる。タイヤ微粒子の電荷を維持することは、粒子が、捕集電極と接触して電極に付着したままであるときに、引き付ける静電気力を受け続けることを確実にすることができる。

表面コーティングは、疎水性の表面コーティングであってもよいし、疎水性の表面コーティングを有していてもよい。疎水性の表面コーティングを使用すると、水をはじくことができ、水が電極又は各電極上に堆積するのを防止することができる。水の蓄積を防止することは、結果として、収集効率を高めることができる。疎水性のコーティングはまた、水の堆積を防止することができ、これは捕集電極からタイヤ微粒子を洗い流すことができる。

列内の捕集電極は、約１－５ｃｍ、又は１－２、２－３、３－４、４－５ｃｍの距離、または、これらの範囲のいずれかの組み合わせ又はサブコンビネーションだけ、離間されていてもよい。

捕集電極又は各捕集電極は、実質的に平面の又は板状の要素であってもよく、または、実質的に平面の又は板状の要素を有していてもよい。捕集電極が平面である場合、これらは、フィルタユニットが作動位置にあるときに、流れと及び互いに実質的に平行に配置されていてもよい。選択的に、平面電極は、垂直線に実質的に平行に配置されていてもよい。これは、フィルタキャビティ内への流れ又は空気流に対する低い抵抗を提供することができる。

捕集電極又は各捕集電極は、フィルタユニット内への／を通る流れ又は空気流の方向に長さを有していてもよい。長さは、約５－４０度、又は５－１０、１０－１５、１５－２０、２０－２５、２５－３０、３０－３５、３５－４０度、または、これらの範囲のいずれかの組み合わせ又はサブコンビネーションの角度から作られる弧の長さに対応するようにしてもよい。このようにして、捕集電極は、タイヤ又は車輪の半径方向外側の面の少なくとも一部上に延びている。捕集電極又は各捕集電極は、フィルタユニット内への／を通る流れ又は空気流の方向に実質的に垂直な方向に深さを有していてもよい。深さは、実質的に１０－２００ｍｍ、又は１０－５０、５０－１００、１００－１５０、１５０－２００ｃｍ、または、これらの範囲のいずれかの組み合わせ又はサブコンビネーションの範囲内であってもよい。これは、粒子の収集効率を向上させるために、タイヤ又は車輪の周りに延びる電界領域を提供することができる。

あるいは、電極又は各捕集電極は、実質的に湾曲した又は非平面の要素であってもよいし、または、実質的に湾曲した又は非平面の要素を有していてもよい。捕集電極又は各捕集電極は、実質的に円筒形又は棒状の形状、または、螺旋形であってもよい。円筒形又は棒状の電極は、直線状、正方形、長方形、三角形、又は六角形の列に配置されてもよい。あるいは、捕集電極の列は、平面と非平面又は湾曲した要素との組み合わせを有していてもよい。捕集電極の一方は、固定電極であってもよく、または、固定電極を有していてもよく、捕集電極の他方は、回転するときにその表面に帯電微粒子を集めるための回転可能な電極であってもよく、この回転可能な電極を有していてもよい。固定捕集電極は、実質的に平面の要素であってもよいし、または、実質的に平面の要素を有していてもよい。回転可能な捕集電極は、その中心軸周りに回転する円筒形の要素であってもよいし、または、この円筒形の要素を有していてもよい。

捕集電極又は各捕集電極は、プレート、格子、マトリックス、グリッド、圧延ドラム、ワイヤグリッドプレート、又は織って作られたワイヤグリッドプレートであってもよい。

１つ以上の捕集電極は、帯電微粒子を引き寄せ／捕捉し、及び／又は帯電微粒子を夫々の電極の特定の領域に堆積させるために、例えば特定の形状を有するように構成されていてもよい。１つ以上の捕集電極は、例えば夫々の電極の特定の領域で生成されるより大きい又は強化された電荷及び電界を有する、均一ではない電界を生成するように構成されて（例えば、１つ以上の鋭い角部及び／又は屈曲部を有して）いてもよい。これは、これらの特定の領域において帯電微粒子に加えられる静電力を増加させることができる。

本装置は、入ってくる空気流から帯電微粒子を分離するように構成されていてもよい。本装置は、異なる捕集電極を異なる帯電電圧に帯電することによって、異なるサイズの帯電微粒子を分離するように構成されていてもよい。例えば、より高い帯電電圧を有する捕集電極は、より大きな微粒子を捕らえるために使用されることができ、より小さい帯電電圧を有する捕集電極は、より小さい微粒子を捕らえるために使用されることができる。フィルタユニットは、流路に沿って複数の収集領域を有していてもよく、この場合、各収集領域は、異なる帯電電圧を有する捕集電極を有している。このようにして、異なるサイズの微粒子はフィルタユニット内の異なる領域において捕らえられ得る。

１つ以上の捕集電極は、所定の方法で荷電粒子の軌道に影響を与える電界を生成するために、特定の形状を持って配置及び／又は構成されるようにしてもよい。１つ以上の捕集電極は、帯電微粒子を流入空気流から分離する電界を生成するために、特定の形状を有していてもよい。本装置は、帯電されたタイヤ微粒子を、装置、すなわち、格納ユニット内の特定の領域に向けるように構成されていてもよい。

本装置は、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点（又は接触領域）からの微粒子の集団を含む空気の流れを受け入れるための入口と、実質的に減少した濃度の粒子を有する空気の流れを出するための出口との間に画定される一次流路を備えるようにしてもよい。１つ以上のコレクタプレートは、一次流路から帯電微粒子を、例えば静電フィルタユニット及び／又は格納ユニットに導くために、静電力（例えば、実質的に流路を横切る）を印加するように配置及び／又は構成されてもよい。

後方に搭載された装置の平均収集効率は、５５－８０％、又は５５－６０、６０－６５、６５－７０、７０－７５、７５－８０％、または、これらの範囲のいずれかの組み合わせ又はサブコンビネーションの範囲内であってもよい。

帯電回路は、例えば後の使用のために、捕集電極から放出されるエネルギー又は電荷を貯蔵するように構成されていてもよい。コレクタプレートから放出される電荷又はエネルギーは、コンデンサ又は超コンデンサに貯蔵されてもよい。コレクタプレートは、帯電電圧の極性を反転させるとき（例えば、第３の帯電モード）、または、コレクタプレートを放電又はコレクタプレートに中性の帯電電圧を印加するとき（例えば、第２の帯電モード）、放電してもよい。コレクタプレートが洗浄されて、微粒子が電極から除去されるときに、電荷又はエネルギーが追加的に放出されてもよい。帯電回路は、少なくとも部分的にコレクタプレートを帯電するために貯蔵された電荷を使用するように構成されていてもよい。

フィルタユニットは、微粒子を帯電させるための帯電段を有していてもよい。帯電段は、収集段又は捕集電極の上流に配置されていてもよい。帯電段階は、静電的に帯電可能な導電性グリッドを有していてもよい。グリッドは、導電性メッシュ又は複数の導電性ワイヤを有していてもよい。帯電段は、コロナ放電装置であってもよいし、コロナ放電装置を有していてもよい。帯電段は、イオン発生器であってもよいし、イオン発生器を有していてもよい。静電的に帯電可能な導電性グリッドは、フィルタキャビティの入口開口を横切って配置されていてもよく及び／又は延びていてもよい。静電的に帯電可能な導電性グリッドは、帯電電圧を受けるために帯電回路に接続されている。帯電電圧は、導電性グリッドを取り囲む空気をイオン化し、微粒子が導電性グリッドを通過するときに微粒子に負の電荷を移すために、捕集電極に印加される帯電電圧よりも大きい負の電圧であってもよい。あるいは、帯電電圧は、導電性グリッドを取り囲む空気をイオン化して、微粒子が導電性グリッドを通過するときに正の電荷を微粒子に移すために、正の電圧であってもよい。導電性グリッドの帯電電圧は、実質的に（±）１０－２０ｋＶ、又は１０－１２、１２－１４、１４－１６、１６－１８、１８－２０ｋＶ、または、これらの範囲のいずれかの組み合わせ又はサブコンビネーションの範囲内であってもよい。導電性グリッドの帯電電圧は、捕集電極に印加される帯電電圧の少なくとも２倍であってもよい。帯電段は、装置が、運転面上の摩耗によって不十分に帯電されるか又は帯電されない微粒子を集める又は捕らえることを可能にしてもよい。帯電段は、微粒子に電荷を移して、粒子上に既に帯電されている電荷を均一のレベルまで増幅／増加させて、収集効率を増加させ、及び／又は帯電されていないどんなタイヤ微粒子でも帯電させるように構成されていてもよい。

静電的に帯電可能な導電性グリッドは、フィルタメッシュであってもよく、または、フィルタメッシュを有していてもよい。帯電段の導電性グリッドとしてフィルタメッシュを使用することは、別の帯電段を必要としなくできるので、本装置のサイズを低減することができる。

本装置又はフィルタユニットは、出口を有していてもよい。出口は、入口開口を通って本装置に入った空気が本装置を出ることを可能にしてもよい。出口は、本装置を通過する空気が自由流れ、すなわち本装置の周囲の空気流に戻ることを可能にしてもよい。出口は、本装置を通過する層流の／滑らかな空気が車輪の後方の乱流後流に戻ることを可能にしてもよい。これにより、乱流を低減することができ、車両にかかる抗力を低減することができる。

本装置は、捕集電極の下流の空気流から残りの微粒子を分離し、それによって清浄な空気を大気に戻すように構成された特定の形状を有していてもよい。残りの微粒子は、捕集電極によって捕らえられなかったタイヤ微粒子であってもよい。本装置は、ＨＥＰＡフィルタのような空気流から残りの微粒子を分離するための１つ以上のフィルタを有していてもよい。代替的に又は追加的に、残りの微粒子は、サイクロン式又は遠心分離を用いて空気流から分離されてもよい。本装置は、当技術分野で知られているように、サイクロン式又は遠心分離装置を備えていてもよい。サイクロン式又は遠心分離装置は、出口空気流を受けて、出口空気流から残りの粒子を、例えば収集のための格納ユニットに導く回転する螺旋状空気流を生成するように（例えば、円筒形又は円錐形の導管を有して）構成されていてもよい。

サイクロン式又は遠心分離は、大きさに応じて粒子を分離し、分類するために使用してもよい。分離装置は、制御モジュールへの粒子のサイズ分布を表すデータを出力するように構成されていてもよい。

本装置は、車両の空気力学に積極的に影響する形状因子（サイズ及び形状）を持って構成されていてもよい。例えば、車輪の背後への本装置の位置決めは、車両の空気力学に積極的に影響を与えることができる。本装置の位置及び／又は形状因子は、乱流を減少させ、車両に作用するダウンフォースを増加させるように構成することができ、これにより、車両の性能及び取り扱いを補助することができる。また、車両の抗力を低減することができ、燃費を向上させることができる。例えば、車輪の背後に本装置を配置することにより、各車輪の後方の乱流を減少させることができる。本装置は、車両の下側と地面との間の距離を減少させることによってダウンフォースを増大させることができる。本装置の形状因子は、負の揚力を発生させて、これによりダウンフォースを増大させる翼として作用させるように構成してもよい。本装置の形状因子は、高速気流に応答して増大されたダウンフォースを生成するように構成されていてもよい。

本装置は、本装置が前輪又は後輪に取り付けられるべきかどうかに応じて、異なる形状因子を有していてもよい。異なる形状因子は、異なる対向気流特性に応答して本装置をより効果的にすることができる。

本装置は、より多くのタイヤ微粒子を受け、より大きなダウンフォースを提供するため、低圧及び高速の領域に配置される場合に最も効果的であり得る。車輪の内面（車両の中心線に最も近い）に向かう空気流は、より高い速度及びより低い圧力で空気流にぶつかる。本装置は、この領域においてより多くの微粒子を捕らえるように設計されていてもよい。

本発明の第２の態様によれば、車両が第１の態様の微粒子捕集装置を用いて動く際に、運転面上の又は運転面に対する摩耗により、車両のタイヤ又は車輪から放たれる微粒子を集める又は捕らえる方法が提供される。この方法は、作動位置に取り付けられた静電フィルタユニットにおいて、タイヤ又は車輪と運転面との間の接触点からの微粒子の流れを受け取ることと、静電引力により流れ中の微粒子を集める又は捕らえることとを備えていてもよい。

フィルタユニットは、１つ以上の静電的に帯電可能な捕集電極を有していてもよく、静電引力によって流れ中の微粒子を集める又は捕らえるステップは、少なくとも１つの捕集電極に流れ中の微粒子を引き寄せるために、少なくとも１つの１つ以上の捕集電極を帯電することを含んでいてもよい。選択的に又は好ましくは、微粒子が帯電される場合、本方法は、微粒子を予め帯電することなく、静電引力によって流れ中の微粒子を集める又は捕らえることを含んでいてもよい。

接触点から微粒子の流れを受けるステップは、作動位置に取り付けられた静電フィルタユニットにおいて、微粒子を含み連行するタイヤ又は車輪の周りの空気流を受けることを含んでいてもよい。

本方法は、本装置の洗浄手段を使用して、１つ以上の捕集電極から集められた又は捕らえられた微粒子を洗浄又は除去すること、及び、本装置のレセプタクル内に、洗浄手段によって１つ以上の捕集電極から除去された集められた微粒子を格納することを更に含んでいてもよい。選択的に又は好ましくは、レセプタクルは取り外し可能であり、本方法は、格納された集められた微粒子を処理するために本装置からレセプタクルを取り外すことを更に含んでいてもよい。

洗浄手段は、機械的又は非機械的であってもよい（第１の態様を参照）。洗浄手段は、機械的振動機構、１つ以上の可動洗浄部材（例えば、拭き取りブレード、ブラシ、スポンジ等）、空気流、水流、イオン化ジェットであってもよく、または、これらを有していてもよい。加えて又は代替的に、捕集電極に印加される帯電電圧の極性は、洗浄時に捕捉された微粒子をはじくために反転されてもよい。

本方法は、１つ以上の検出された又は決定された運転条件に応答して、１つ以上の捕集電極の少なくとも１つを帯電することをさらに含んでいてもよい。選択的に又は好ましくは、１つ以上の運転条件は、加速、制動、コーナリング、及び／又は運転面状態のうちの１つ以上を含む。本方法は、１つ以上の運転条件を示す運転データを受信することをさらに含んでいてもよい。本方法は、１つ以上の運転条件を決定するために、受信された運転データを処理することをさらに含んでいてもよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る微粒子捕集装置を備える車両が提供される。本装置は、車両が運転面上を運転されたときに、タイヤ又は車輪から放たれた粒子を捕捉するために、車両のタイヤ又は車輪にすぐ近傍において車両に取り付けられていてもよい。車両は、車輪に装着されたタイヤを有する又は有しない車輪を有していてもよい。選択的に又は好ましくは、車両が、タイヤが装着されている車両である場合には、微粒子は、運転面上の又は運転面に対する摩耗によって車輪のタイヤから放たれるタイヤ微粒子である。

本発明の第４の態様によれば、面上の又は面に対する摩耗又は処理によって、タイヤ又は車輪から放たれる微粒子を集める又は捕らえるための微粒子捕集装置が提供される。微粒子は、本装置によって生成されてもよい。本装置は、タイヤ又は車輪を備えていてもよい。本装置は、リサイクル又は廃棄のために、使用されているタイヤを処理及び／又は細断するためのものであってもよい。本装置は、タイヤ又は車輪の近傍において車両における位置に取り付けることができるものであってもよい。本装置は、静電引力によって微粒子を集める又は捕らえるための静電フィルタユニットを有していてもよい。静電フィルタユニットは、タイヤ又は車輪と表面との間の接触点からの微粒子の流れを受けるために、車両の車輪に対して作動位置に取り付けることができるものであってもよい。作動位置は、タイヤ又は車輪のすぐ近傍にあってもよい。フィルタユニットは、静電引力によって流れの中の微粒子を集める又は捕らえるように構成されていてもよい。フィルタユニットは、流れの中の帯電された微粒子を集める又は捕らえるように構成されていてもよい。静電フィルタユニットは、微粒子を集める又は捕らえるために帯電されたときに、微粒子（流れの中）を各捕集電極に引き寄せるための１つ以上の静電的に帯電可能な捕集電極を有していてもよい。

本発明の別個の態様及び実施形態に関連して説明される特徴は、一緒に使用されてもよく、及び／又は互いに交換可能であってもよい。同様に、特徴が、簡潔のために、単一の実施形態に関連して説明されている場合、これらは、別々に又はいずれかの適切なサブコンビネーションで提供されてもよい。本装置に関連して記載された特徴は、本方法に関して定義可能な対応する特徴を有するとでき、その逆もまた同様であり、これらの実施形態は具体的に想定される。

本発明を十分に理解することができるように、実施形態は、伴う図面を参照して一例として説明される。図面において、以下が示される。
図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子捕集装置の概略図を示す。 図２は、本発明の一実施形態に係る微粒子捕集装置の図を示す。 図３は、車輪の周りの空気流を受けるように配置された図２の装置を示す。 図４は、車両の後輪に取り付けられた微粒子捕集装置の一例を示す。 図５は、前輪及び後輪に微粒子捕集装置を備えた車両を示す。 図６（ａ）及び６（ｂ）は、夫々、微粒子捕集装置の捕集電極の配置例を示す模式的な平面図及び斜視図を示す。 図７は、図２及び３の装置のコレクタ配置を示す。 図８は、図２、３及び７の装置をより詳細に示す。 図９は、図８の装置のフィルタキャビティの概略図を示す。 図１０は、車両の車輪に対する作動位置に取り付けられた図８の装置を示す。 図１１は、捕集電極を洗浄するための図８の装置を通る空気流を示す。 図１２は、微粒子捕集装置を作動させるための制御システムのブロック図を示す。 図１３（ａ）及び１３（ｂ）は、微粒子捕集装置の帯電段の動作を示す。 図１４は、微粒子捕集装置の別の捕集電極の配置を示す。 図１５（ａ）及び１５（ｂ）は、微粒子捕集装置の他の別の捕集電極の配置を示す。 図１６（ａ）及び１６（ｂ）は、微粒子捕集装置の他の別の捕集電極の配置を示す。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、捕集電極の機械的な洗浄手段を示す。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、メッシュの例を示す。 図１９は、帯電段としても作用するメッシュを示す。 図２０は、装置入口及びメッシュがどのように低圧領域を生成するかを示す。 図２１は、いくつかの実施形態を用いて、捕集電極を洗浄するためにイオン化ジェットをどのように使用するかを示す。 図２２は、残留微粒子分離のための円錐サイクロン本体を示す。 図２３ａは、移動車両の周囲の圧力及び空気速度のシミュレーションを示す。 図２３ｂは、移動車両の周囲の圧力及び空気速度のシミュレーションを示す。 図２３ｃは、移動車両の周囲の圧力及び空気速度のシミュレーションを示す。 図２３ｄは、移動車両の周囲の圧力及び空気速度のシミュレーションを示す。 図２４は、一実施形態に係るタイヤ微粒子捕集装置を示す。 図２５は、微粒子捕集装置を作動させるための別の制御システムを示す。

なお、図面は図式であり、正確な縮尺ではなくてもよい。これらの図の部材の相対的な寸法及び比率は、図面における明瞭性及び利便性のために、誇張又は縮小されて示されていてもよい。同一の参照符号は、該して、変更された及び／又は異なる実施形態における対応する又は類似の特徴を参照するために使用される。

図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子捕集装置１００の概略図を示す。装置１００は、車両が動いている際に、地面や路面のような運転面Ｓ上の又は運転面Ｓに対する摩耗によって、車輪Ｗ又は車輪Ｗに取り付けられたタイヤ（不図示）から放たれる微粒子を集める又は捕らえるために車両（不図示）の車輪Ｗの近傍において車両に取り付けられている。車輪Ｗの運動及び回転方向は、矢印Ｍ及びＲで夫々示されている。装置１００は、微粒子を集める又は捕らえる静電フィルタユニット１１０と、フィルタユニット１１０を車両に取り付けるための取付部１２０とを備えており、詳細は後述される。

タイヤ又は車輪摩耗は、タイヤＴ又は車輪Ｗと運転面Ｓとの間の接触点ＣＰ（又は接触領域）において発生する。車両が方向Ｍに前進しているとき、特に車両が加速しているとき、タイヤ又は車輪Ｗからの微粒子は、主に後方に投げ出されるが、車両が慣性により制動されている場合には、いくつかの微粒子が（少なくとも最初は）前方に投げ出され得る。接触点ＣＰからの後方及び前方への粒子の流れの例は、夫々矢印Ｆ１及びＦ２によって示されている。装置１００は、これらの微粒子を集めるために、車輪Ｗの後方及び／又は前方の位置（図示せず）に取り付けることができる。いずれの場合も、フィルタユニット１１０は、接触点ＣＰからの微粒子の流れＦ１，Ｆ２を受けるために、タイヤＴ又は車輪Ｗのすぐ近傍の作動位置に取り付けられている。このようにして、装置１００は、微粒子放出物が自然環境に入るのを防止するために、微粒子放出物の源において微粒子放出物を集める又は捕らえるように構成されている。一旦集められると、これらの微粒子は、制御された方法で処理される又はリサイクルされることができる。

装置１００は、概して、自動車、トラック、バス、重量物運搬車（ＨＧＶ）、自動二輪車、スクータ、自転車又は航空機のようなタイヤが装着された車両、及び、例えば列車やトラムのような路線上を走るレール車両のようなタイヤが装着されていない車両を含む全ての車輪付き車両と共に使用することができる。車両が、タイヤが装着された車両である場合、微粒子は、運転面Ｓ上の又は運転面Ｓに対する摩耗によって車輪のタイヤから放出されるタイヤ微粒子である。車両が、タイヤが装着されていない車両である場合、微粒子は、典型的には、金属路線上の金属レール車輪の摩耗から形成される金属微粒子である。装置１００は、組立中に車両に取り付けられてもよいし、既存の車両に後付けされてもよい。装置１００の実施形態は、主として、タイヤが装着された車両に関連して以下に説明されるが、記載された特徴及び原理は、タイヤが装着されていない車両の車輪からの微粒子を集めるために等しく適用される。

フィルタユニット１１０は、静電引力によって流れＦ１，Ｆ２内の微粒子を集める又は捕らえるように構成されている。静電フィルタユニット１１０は、図６（ａ）及び６（ｂ）を参照して以下でさらに説明するように、１つ以上の静電的に帯電可能な捕集電極１１４を、帯電されたときに、流れＦ１，Ｆ２内の微粒子を捕集電極１１４又は各捕集電極１１４に引き付けるために、有している。捕集電極１１４を静電的に帯電するために、数ｋｖ（実質的に（±）５－１５ｋＶ）の帯電電圧が、正又は負の電荷の電位を生成するために帯電回路１４０（後述する）を介して印加される。正に帯電された微粒子は、負に帯電された捕集電極１１４に引き付けられ、また、負に帯電された微粒子は、正に帯電した捕集電極１１４に引き付けられる。

フィルタユニット１１０は、基本的に、電気集塵装置として作動する。空気清浄用途に使用される公知の電気集塵装置は、集められる微粒子を帯電する帯電段と、これら微粒子を捕らえる収集段とを含む。実験により、本発明者らは、タイヤ又は車輪Ｗの摩耗により発生した微粒子は、概して、タイヤ又は車輪Ｗと運転面Ｓとの間の相互作用（摩擦）によって帯電されることを見出した。具体的には、タイヤ微粒子中の炭素は正に帯電される。したがって、公知の２段階電気集塵装置とは異なり、本発明の装置１００は、捕集電極１１４において捕集する前に、微粒子を事前に帯電するための帯電段を有する必要はない。しかしながら、装置１００は、例えば、図１３（ａ）及び１３（ｂ）を参照して以下により詳細に説明されるように、ごく少量の微粒子が摩耗過程を介して帯電されない又は不十分に帯電される場合に、微粒子を事前に帯電するための帯電段を有していてもよい。

静電フィルタユニット１１０の重要なメトリックは、フィルタユニットに入るが捕集されていない微粒子の量（重量／質量）に対するフィルタユニット１１０によって捕集さられた微粒子の量（重量／質量）の比として定義される収集効率である。収集効率に影響する要因は、主として、フィルタユニット１１０にどれだけの微粒子材料が入るかに影響するフィルタユニット１１０の位置であり、また、捕集された微粒子の量に影響する捕集電極１１４の形状である。

このように、フィルタユニット１１０の位置又は作動位置は、微粒子の捕集を最大にするための重要な考慮事項である。フィルタユニット１１０の作動位置は、微粒子の供給源、すなわち接触点ＣＰのすぐ近傍にあり、これに由来するほとんどの量の微粒子を集め又は捕らえることを目的とする。本実施形態において、「すぐ近傍」とは、車両の通常の使用又は動作に影響を与えないように、運転面Ｓあるいはタイヤ又は車輪Ｗに接触することなく、実際的に可能な限り接近していることを意味する。したがって、フィルタユニット１１０の作動位置は、運転面Ｓからの最小距離、Δｙ（運転面又は接地クリアランス）、及びタイヤ又は車輪Ｗの半径方向外側の面からの最小距離、Δｒ（タイヤ又は車輪クリアランス）を含み、そして、使用の際に、フィルタユニット１１０と運転面Ｓ及びタイヤ又は車輪Ｗとの間の接触を回避する（図１参照）。

実施形態においては、Δｙ及びΔｒは実質的に１０－２００ｍｍの範囲にある。しかしながら、本発明はこれらの範囲に限定されるものではないことは理解される。実際には、接地及びタイヤ／車輪クリアランスは、これらに限定されないが、車両のタイプ、車両の通常の使用、タイヤＴ／車輪Ｗ寸法、及び、例えば縁石、スピードバンプ、起伏、又は穴（pot hole）である一般に遭遇する全ての物体又は障害物を含む種々の要因に依存する。

図２は、タイヤが装着されている車両のための装置１００の実施形態を示す。タイヤＴは、通常の方法で車輪Ｗの周りに取り付けられている。タイヤＴは、ゴム系化合物から作られており、固体であっても、膨らませることができるものであってもよい。この場合、集められるべき微粒子はタイヤ微粒子である。装置１００は、車両の前進方向に対して車輪Ｗの前方又は後方にあることができる。

タイヤ／車輪の摩耗によって生成された微粒子は、大きさの分布を有している。より大きな粒子は、運転面Ｓ上に残るかもしれず、接触点ＣＰから離れるように投げ出されるかもしれず、一方、例えば２００μｍ未満（汚染に最も関連性のあるもの）のより小さい微粒子は、タイヤＴの周りの空気の流れ、特に後方方向に発せられる流れ（例えば、加速及びコーナリングの間）に、連行され得る（少なくとも所定の時間の間）。図３は、車両が面Ｓを横切ってＭ方向に動いている際の、タイヤＴ又は車輪Ｗの周りの種々の典型的な空気流れを示している。タイヤＴ又は車輪Ｗの上に流線空気流ＡＦ５、接触点ＣＰの近傍のジェット流ＡＦ４、タイヤＴ又は車輪Ｗの後方（動きの方向Ｍに対して）の乱流空気流ＡＦ３の領域、及び、回転するタイヤＴ又は車輪Ｗのマグヌス効果から生じる回転方向ＲのタイヤＴ又は車輪Ｗの後方周りの実質的に上方に向けられたキャビティ空気流ＡＦ１がある。

一実施形態においては、フィルタユニット１１０は、図３に示すように、微粒子を含み連行するタイヤＴの周囲の上方に向けられた空気流ＡＦ１を受ける車両の車輪Ｗの後方の作動位置に取り付けられている。マグヌス効果からの空気流ＡＦ１は、大部分の微粒子を、接触点ＣＰから（少なくとも一部の）タイヤＴ又は車輪Ｗを周ってフィルタユニット１１０に向かって引き寄せ及び／又は導く。車輪Ｗの周りの空気流ＡＦ１を利用することにより、フィルタユニット１１０の大きさを比較的コンパクトに保ちながら、フィルタユニット１１０において受けられて、したがって集められる微粒子の量は増える。しかしながら、空気流の使用は必須ではなく、例えば、フィルタユニット１１０が車輪Ｗの前方に取り付けられて、前方に投げ出される微粒子を集める実施形態（図示せず）においては、空気流は重要な役割を果たさない可能性が有る。

図４は、タイヤが装着された車両Ｖに取り付けられた後方装着装置１００の一例を示しており、この場合、後輪Ｗの近傍に取り付けられている。図５は、前輪及び後輪Ｗの両方の近傍に装置１００が取り付けられたタイヤが装着された車両Ｖの一例を示している。装置１００は、任意の数の車輪Ｗに取り付けられ得ることが理解される。

図６（ａ）及び６（ｂ）は、流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１に対して実質的に垂直に（又は横断して）配置された捕集電極１１４の列を有する捕集電極列の一例を示しており、微粒子は、列を通るその通路上において隣接する２つの捕集電極１１４の間を通過するようになっている。捕集電極１１４は、実質的に平面状又は板状の要素であり、図示のように、空気流ＡＦ１に、それぞれの相互に、及び垂直線に対して実質的に平行に配置されている。平面状の捕集電極１１４は、１－３ｃｍの距離だけ隔てられている。この平面状の配置は、捕集電極１１４を通る空気流ＡＦ１に対して最小限の抵抗を与えることができる。しかしながら、平面状の配置は必須ではなく、図１４、１５（ａ）、１５（ｂ）、１６（ａ）及び１６（ｂ）を参照して以下で更に説明する、代替的な非平面要素を代わりに使用することができる。

各捕集電極１１４は、フィルタユニット１１０を通って流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１の方向に長さＬに亘って延びており、タイヤＴ又は車輪Ｗの半径方向外側の面の少なくとも一部に亘って延びている。各捕集電極１１４はまた、流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１の方向に実質的に垂直な方向に深さＤを有している。原理上は、捕集電極１１４の長さＬが長いほど、微粒子は隣接する捕集電極１１４の間の電界内により長く在り、また、捕集電極１１４によって集められ又は捕らえられる確率はより高くなる。さらに、捕集電極１１４が深くなるほど、電界領域は大きくなり、捕捉できる微粒子の数が増加する。（これら両方は収集効率を上昇させる。）実際には、長さＬ及び深さＤは、フィルタユニット１１０の収集効率とスペース／コンパクト性との間の妥協であり、車両のタイプ及び車輪寸法に依存する。

列内の捕集電極１１４は、図示のように、正及び負の電位で交互に帯電されており、正に帯電された１１４ａ及び負に帯電された１１４ｂの捕集電極の交互の連続が形成される。これは、近接する捕集電極の間の領域に強い電界を形成し、これは、捕集電極１１４ａ，１１４ｂの間を通過する流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１内の帯電された微粒子に静電力（ローレンツ力）を及ぼし、それらを正又は負に帯電された捕集電極１１４ｇに向け、捕集電極１１４ｇにおいて捕捉されて、経時的に蓄積される。図示の例では、微粒子は正に帯電されており、負に帯電された捕集電極１１４ｂに引き付けられる。別の実施形態では、微粒子の電荷に応じて、正１１４ａ又は負１１４ｂに帯電された捕集電極の１つが代わりに接地されることができる。これは、帯電回路１４０の複雑さを低減することができる。

図７は、図２及び３の装置１００のための平面状の捕集電極配置を示している。長さＬは約１０－２０度の角度から作られる弧の長さに対応する。深さＤは、実質的に１０－２００ｍｍの範囲である。タイヤＴ又は車輪Ｗの半径方向外側の面に面する捕集電極１１４の端又は辺は、その長さに亘って半径方向外側の面へのすぐの近傍を維持するように図示のように湾曲していてもよい。

捕集電極１１４は、導電性材料で形成され、導電性部材を有し、及び／又は導電性部材で被覆されている。好適な導電性材料の例は、銅、黄銅、鋼、アルミニウム、金属合金、導電性ポリマー、導電性マイクロ又はナノ粒子、及び／又は、グラファイト、グラフェン及び／又はカーボンナノチューブのような炭素系材料を含む。捕集電極１１４は、後述する捕集電極１１４から集められた微粒子を除去するのを容易にするために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような非粘着性コーティングをさらに有していてもよい。一実施形態では、捕集電極１１４は、約１－５ｃｍの距離だけ間隔を空けられた又は離間された平行な銅板の列を含む。

捕集電極１１４は、捕集電極を形成するために使用される導電性材料との直接的な電気的接触を防止するために電気的に絶縁するコーティングを有していてもよい。この絶縁するコーティングは、放電を防止し、微粒子と捕集電極１１４との間の静電引力を維持する。

加えて又は代替的に、コーティングは、捕集電極１１４の表面からの水の流出を促進するために疎水性であってもよい。捕集電極１１４上の水の蓄積は、水が誘電体として作用できるため、捕集電極１１４の間の電界強度を低下させることができる。捕集電極周辺の電界強度が低下すると、帯電された微粒子はより弱い静電気力を受けるので、収集効率は低下する。

捕集電極１１４の耐久性はまた、表面コーティングを使用することによって改善され得る。例えば、コーティングは、捕集電極１１４上の錆の形成を防止し、砂利のような破片が捕集電極１１４の表面を少しずつ削ることを防止できる。

図８は、図７の装置１００をより詳細に示している。フィルタユニット１１０は、フィルタキャビティ１１２を有しており、フィルタキャビティ１１２は、捕集電極１１４を収容し、入口開口１１２ａを有している。入口開口１１２ａを介して、流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１がフィルタキャビティ１１２に入ることができ、また、入口開口１１２ａは捕集電極１１４と相互作用する。入口開口１１２ａは、フィルタユニット１１０が流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１を受けるために作動位置に取り付けられたときに、タイヤＴ又は車輪Ｗの少なくとも一部に対向するように構成されている。入口開口１１２ａは、タイヤＴの幅を少なくとも部分的に横切って延びており、好ましくは、タイヤＴの幅の大部分を横切って延びている。入口開口１１２ａは、実質的に周方向に延びる周方向部１１２ａ＿ｃと、図９に示されるように、フィルタユニット１１０に入る流れＦ１，Ｆ２又は空気流ＡＦ１を増加させるように実質的に半径方向に（車輪Ｗに対して）延びる半径方向部１１２ａ＿ｒとを有していてもよい。他の実施形態では、入口開口１１２ａは、ノズル又はノズル部分１９４を有しており、装置１００は、図２０及び２４を参照して以下で説明するように、実質的に「清浄化された」空気を自由流に戻すために、出口１９９を有している。

図１０は、作動位置に取り付けられた装置１００の一例を示している。入口開口１１２ａは、タイヤＴの幅の少なくとも８０％を横切って延びており、タイヤクリアランスは約１０－５０ｍｍである。入口開口１１２ａは、周方向部１２ａ＿ｃと半径方向部１１２ａ＿ｒと有している。図示の実施形態では、フィルタユニット１１０はまた、捕集電極１１４が外部から見えるように少なくとも部分的に透明な窓部１１２ｂを備えている（これは必須ではないが）。別の例（図示せず）では、周方向部１１２ａ＿ｃ及び半径方向部１１２ａ＿ｒは、例えば、フィルタキャビティ１１２の壁によって分離された、フィルタキャビティ１１２への２つの別個の（しかし隣接する）開口であってもよい。平面状又は板状の捕集電極１１４は、約２ｃｍの間隔を持って、互いに及び垂直線に実質的に平行に配置されている。

フィルタユニット１１０が、３つの平行な銅板電極１１４を有しており、交互に帯電されており、約７ｋｖの帯電電圧を持って接地されており、また、タイヤＴのすぐ近傍で車輪Ｗの後方に位置されている例では、後方装着装置１００の平均収集効率は５５－７０％の範囲であった。

再び図８を参照すると、取付部１２０は、フィルタユニット１１０の作動位置が車輪Ｗに対して軸方向及び半径方向に実質的に固定されるように、車両（図示せず）の車輪アセンブリ上の取付点において装置１１０を車両に取り付けるように構成されている。このようにして、フィルタユニット１１０は、作動位置を維持しながら、車両の車輪Ｗと共に動くことができる（この実施形態では、車輪の動きは、上、下、及びコーナリング運動を含む）。例えば、車輪アセンブリがサスペンション及び／又はステアリングアセンブリである、または、車輪アセンブリがサスペンション及び／又はステアリングアセンブリを有する場合、フィルタユニット１１０は、車両のサスペンションと共に動くことができ、及び／又は車輪Ｗが旋回しているときに動くことができる。一実施形態では、装置１００は、車両のサスペンションシステムのナックル又はステアリングナックルに取り付け可能である。

別の実施形態（図示せず）では、取付部１２０は、車体、下側、ホイールアーチ、又はマッドフラップのような付属品に取り付けるように構成されている。この場合、フィルタユニット１１０の作動位置は、車輪Ｗに対して実質的に固定されていない。これは、例えば、車両がサスペンションを有していない場合、及び／又は車輪がコーナリングの際に旋回しない場合（例えば、後輪）、適切であり得る。しかし、この実施形態はこれらの場合に限定されるものではない。

取付部１２０は、例えば、物体又は運転面Ｓとの衝突の際での、フィルタユニット１１０の作動位置からの一時的な変位を受け入れるための可撓性のある継手１２５を有していてもよい。継手１２５は、フィルタユニット１１０を作動位置に維持し、作動位置からの変位の後に作動位置に戻すように、フィルタユニット１１０を作動位置に向けて付勢するように構成されていてもよい。例えば、継手１２５は、ばね負荷されていてもよいし、又は当技術分野で知られている任意の他の付勢手段を備えていてもよい。

図１２は、装置１００を作動させるための制御システム例１０００のブロック図を示している。システム１０００の一部は、装置１００内又は上に配置されてもよく、他の一部は車両Ｖ内又は上に配置されてもよい。装置１００は、捕集電極１１４を帯電するための帯電回路１４０を有している。帯電回路１４０は、捕集電極１１４に接続されており、正又は負の帯電電圧或いは基準電圧（例えば、接地）を１つ以上の捕集電極１１４に出力又は印加するように作動できる。帯電電圧は、実質的に５－１５ｋＶ、好ましくは、実質的に６－１０ｋｖの範囲であってもよい。帯電回路１４０は、１つ以上の電源１５０に接続可能である。電源１５０は、車両との統合度合い及び装置１００を後付けすることを可能にすることに応じて、装置電源１５０ｄ及び／又は車両電源１５０ｖ（例えば、車両の電力システム）を有していてもよい。

装置１００が車両に後付け可能である実施形態では、装置１００は、当技術分野で知られているように、車両ＶのタイヤＴ又は車輪Ｗの回転運動に反応して電力を発生するように構成された発電機１５０ｄを備えている。発電機１５０ｄは、タイヤＴ又は車輪Ｗ（例えば、車輪のリム）と摩擦による係合をして共に回転するように構成された回転可能な駆動要素を有している。このようにして、帯電回路１４０及び帯電は、車両の動きに反応可能にすることができる。また、発電機１５０ｄ（図示せず）によって発電された電力を（少なくとも一時的に）蓄えるためにバッテリが設けられていてもよい。

自動車用バッテリやダイナモ等の車両用電源から出力される電圧は、約１２Ｖであってもよい。帯電回路１４０は、電源１５０から出力された電力を、要求される帯電電圧に変換するために当技術分野で知られている任意の電気的構成要素を有していてもよい。一実施形態において、ＤＣ-ＤＣ電圧変換器又は増幅器が、電流を２ｍＡ未満に減少させつつ、捕集電極を帯電するために適したｋＶ範囲に電圧を増大させるために使用される。選択的に、発電機１５０ｄから出力されたＡＣ電圧を増大前のＤＣ電圧に変換するために、全波ブリッジ整流器を用いてもよい。

一実施形態では、帯電回路１４０は、正の電圧を交互の捕集電極１１４に印加し、負の電圧を残りの捕集電極１１４に印加し、または、その逆を行う。交互する帯電極性は、捕集電極１１４の間に均一ではない電界を提供する。帯電回路１４０は、複数のモードで動作することができる。一例では、帯電モードは、捕集電極１１４が一定の正及び負の帯電電圧、又は正／負及び中性の電圧で交互に帯電される第１のモードと、捕集電極が全て中性に帯電される第２のモードと、各捕集電極１１４における帯電電圧の極性が周期的に反転される第３のモードとを含む。第３のモードでの帯電極性の反転は、電極１１４に既に収集された帯電された微粒子をはじき、そうでなければ収集効率を低下させる可能性のある電極上の帯電された微粒子の集まりの清浄又減少を助ける。

いくつかの実施形態では、帯電回路１４０は、捕集電極１１４によって放電された電荷を蓄えるように構成された１つ又は複数のコンデンサ又は超コンデンサを有している。蓄えられた電荷は、消費電力を低減するために捕集電極１１４を再帯電するために再利用され得る。

装置１００は、フィルタユニット１１０を選択的に作動及び停止させために、すなわち捕集電極１１４を帯電のために、帯電回路１４０に接続可能な制御モジュール１６０を有していてもよい。例えば、帯電回路１４０は、帯電回路１４０の出力を制御する（例えば、捕集電極１１４を帯電回路１４０に／から接続及び切断する）ための１つ以上の制御スイッチ（例えば、リレー、高電力トランジスタなど）、及び１つ以上のスイッチ（図示せず）を制御する制御モジュール１６０を有していてもよい。

微粒子は、車両Ｖが加速、制動、及びコーナリングする際に、主に生成される。このように、一実施形態では、制御モジュール１６０は、車両の加速、制動、及び／又はコーナリングを含む１つ以上の検出された運転状態に応答して、フィルタユニット１１０を選択的に作動させるように構成されている。さらに、装置１００は湿潤状態においてより効果的でないため、制御モジュール１６０は、検出された湿潤な運転面の状態に応答して、フィルタユニット１１０を停止するように構成されていてもよい。

ほとんどの現代の車両、特に自動車及び航空機のような動力車両は、種々の車両機能及びパラメータを制御及び監視する高度な車載電子制御システム（例えば、電子制御ユニット又はＥＣＵ）を有しており、加速、制動、コーナリング、温度、雨、湿度などの運転状態を検出する多数のセンサを有している。一実施形態では、制御モジュール１６０は、車両のＥＣＵに接続可能であり、１つ以上の検出された運転状態を示す運転データを受信し、受信した運転データに対応して帯電回路１４０を制御する。

代替的に又は追加的に、装置１００は、１つ以上の運転状態を検出し、この運転データを制御モジュール１６０に提供するための１つ以上のセンサ１７０を有していてもよい。センサ１７０は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）、加速度計、及び、温度、濡れ具合、湿度、オゾンレベル（オゾンは、空気のイオン化を介して捕集電極１１４近傍に生成される可能性があるため）を検出する１つ以上の環境センサの１つ以上を有していてもよい。タイヤＴ又は車輪Ｗ或いは運転面Ｓから装置１００の距離を監視するために近接センサが設けられていてもよい。近接センサはまた、タイヤＴ又は車輪Ｗの摩耗を判定するために用いられてもよい。フィルタユニット１１０の重量を測定するための手段、例えばロードセルもまた、電極１１４上又はレセプタクル１４０内の微粒子の収集を監視するために設けられていてもよい。

制御モジュール１６０は、帯電回路１４０を異なる帯電モード間で切り替えるようにしてもよい。例えば、制御モジュール１６０が、車両が一定速度で動いている（より少ないタイヤ微粒子が生成されていることを意味する）ことを示すために、センサ１７０からの信号を受信した場合、制御モジュール１６０は、電力消費を低減するために、帯電回路１７０を第２の帯電モードで動作させるようにしてもよい。さらに、センサ１７０は、車両が加速又は制動していることを示す信号を制御モジュール１６０に送信してもよく、制御モジュール１６０は、応答して、微粒子収集効率を高めるために帯電回路１４０を第１の帯電モードで動作させてもよい。

集められた微粒子は、時間と共に捕集電極１１４上に増えていき、収集効率が低下し得る。一実施形態では、フィルタユニット１１０は、集められた微粒子を捕集電極１１４から洗浄及び／又は除去するための手段と、捕集電極１１４から除去又は洗浄された集められた微粒子を格納するためのレセプタクル１３０と有している。レセプタクル１３０は、洗浄手段によって除去された又は導かれた集められた微粒子を受ける位置に取り付けられている。洗浄手段は、機械的振動を捕集電極１１４に伝える１つ以上の機械的な振動子（図示せず）のような機械的なものであってもよい。代替的に又は追加的に、機械的手段は、１つ以上の可動洗浄部材１１８を有していてもよい。可動洗浄部材１１８は、例えば、洗浄部材１１８が第１の位置（実線の輪郭）から第２の位置（破線の輪郭）に矢印の方向に動く、図１７（ａ）及び１７（ｂ）に示すように、集められた微粒子を捕集電極１１４から除去又は洗浄にするために、捕集電極１１４又は各捕集電極１１４の表面上を、または、捕集電極１１４又は各捕集電極１１４の表面を横切って動く。帯電回路１４０によって給電され、また、選択的に制御モジュール１６０によって制御される、１つ以上のアクチュエータ又はモータ（図示せず）によって、可動洗浄部材及び／又は機械的な振動子は駆動されてもよい。例えば、洗浄手段は、捕集電極１１４が作動されていないときに作動されてもよい。あるいは、フィルタユニット１１０は、集められた微粒子を捕集電極１１４からレセプタクル１３０に向けて吹き飛ばすための清浄空気流を受ける又は用いるように構成されていてもよい。異なる洗浄手段を別々に使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。

制御モジュール１６０は、例えば、捕集電極１１４上の微粒子の堆積を示す１つ以上のセンサ１７０から受信した信号に応答して、捕集電極１１４の洗浄を補助するために、帯電回路１４０を第３の帯電モードで動作させてもよい。

図１１は、空気洗浄手段を備えた装置１００の一実施形態を示している。フィルタユニット１１０は、フィルタキャビティ１１２と流体連通する入口導管１１６を有しており、入口導管１１６は、タイヤＴ又は車輪Ｗの周囲から実質的な清浄空気流ＡＦ２を受け、集められた微粒子を捕集電極１１４から除去又は洗浄するために（図８も参照）清浄空気流ＡＦ２を捕集電極１１４の上及び／又は捕集電極１１４を通過して導びく。取り外し可能なレセプタクル１３０は、図示のように、清浄空気流ＡＦ２によって捕集電極１１４から除去された集められた微粒子を格納するために、フィルタキャビティ１１２と流体連通している（また、その下流に配置されている）。空気清浄は、捕集電極１１４が帯電されていないときに有効であり得る。清浄空気流ＡＦ２は、車両が動いているとき、連続的に受けられ得る。あるいは、フィルタユニット１１０は、例えば捕集電極１１４が帯電されたときに、清浄空気流ＡＦ２がフィルタキャビティ１１２に入ることを選択的に阻止するために、入口導管１１６に又は隣接して入口弁（図示せず）を有していてもよい。入口弁は、制御モジュール１６０によって制御されてもよい。

一例として、英国の車は１年当たり１２，４１１ｋｍ走行し、ｋｍ当たり約１３０ｍｇのタイヤ微粒子を発生し、そして、１年当たり約１．６１３ｋｇの全質量を生む。４１０ｋｇ／ｍ^３の圧縮されていないタイヤ微粒子のおおよその密度を用いると、これは約３９００ｃｍ^３の全体積に変換できる。６０％の収集効率で、２１３．５ｃｍ^３の容積（すなわち、約６×６×６ｃｍの寸法を有する）を保持することができるレセプタクル１３０は、およそ毎月１回の交換又は空にすることを必要とする。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、帯電段と収集段とを含む２段の微粒子捕集装置１００を示している。収集段は、先に説明したフィルタユニット１１０と同じである。帯電段は、例えばフィルタキャビティ１１２の入口開口１１２ａを横切って、捕集電極１１４の上流に配置されたコロナ放電グリッド１８０の形態をとってもよい。グリッド１８０は、導電性メッシュ又は複数の導電性ワイヤを有していてもよい。コロナ放電グリッド１８０は、帯電回路１４０に接続されており、図示のように、グリッド１８０の周囲の空気をイオン化し、微粒子がグリッド１８０を通過するときに微粒子に負又は正の電荷を伝達するために、大きな負又は正の電圧（典型的には捕集電極１１４の少なくとも２倍）で帯電される。

図１４、１５（ａ）、１５（ｂ）、１６（ａ）及び１６（ｂ）は、粒子収集のために電極の表面積－容積率を最大にすることを目的とする１つ以上の湾曲した又は平面ではない捕集電極１１４を有する別の捕集電極の配置を示している。図１４は、空気流ＡＦ１と実質的に平行に配置され、実質的に一定の距離間隔を有する２つの螺旋形状の電極１１４ａ，１１４ｂを示している。好適な洗浄方法は、上記のような空気流に基づくものである。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、回転可能な捕集電極１１４ａと固定された捕集電極１１４ｂとを有する構成を示している。この場合、回転可能な電極１１４は負に帯電され、それが回転するときにその表面上に正に帯電された微粒子を集める。好適な洗浄方法は、空気流に基づくいている又は機械的（上記参照）である。図１６（ａ）及び１６（ｂ）は、交互に帯電及び接地される、または、正及び負の電荷で交互に帯電される、棒状の捕集電極１１４ａ，１１４ｂの列を有している配置を示している。この列は、正方形列として示されているが、列は、長方形列、三角形列、六角形列などの任意の幾何学的形状をとることができると理解される。適切な洗浄方法は、空気流に基づく又は機械的（上記参照）である。捕集電極１１４は、機械的手段によって、集された微粒子の洗浄／除去を補助するために実質的に可撓性を有していてもよい。代替的に又は追加的に、列全体は取り外し可能であり又は交換可能である。

図１８（ａ）及び１８（ｂ）は、微粒子捕集装置１００内に含まれ得るフィルタメッシュ１８０ａ，１８０ｂの例を示している。フィルタメッシュ１８０ａ，１８０ｂは、砂利のような破片が静電フィルタユニット１１０内に入ることを防止する。フィルタメッシュ１８０ａ，１８０ｂは、捕集電極１１４の上流に、例えば入口開口に又は入口開口と収集段との間に、配置される。フィルタメッシュ１８０ａ，１８０ｂは、図１３（ａ）及び１３（ｂ）のグリッド１８０であっても又はグリッド１８０を有していてもよい。

フィルタメッシュ１８０ａ，１８０ｂは、複数の開口部１８６を有している。開口部１８６は、平均的なタイヤ微粒子１８２よりも大きく、しかしながら、例えば砂利、砂粒、泥などの平均的なデブリ粒子１８４よりも小さい。例えば、開口部１８６は、実質的に１－１０ｍｍの間の範囲内の大きさ／幅を有していてもよい。これにより、タイヤ微粒子１８２がメッシュ１８０ａを通過することを可能にするが、より大きな破片粒子がメッシュ１８０ａ，１８０ｂを通って収集段に至ることを防止する。図１８（ａ）の例では、開口部１８６は、ベースシート１８８内に形成されてもよく、図１８（ｂ）において、メッシュ１８０ｂは、ワイヤメッシュを有している。

図１９において、図１８ｂのワイヤメッシュ１８０ｂは、ＤＣ帯電電圧を受けるために帯電回路１４０に接続されている。この実施形態では、メッシュ１８０ｂは帯電可能であり、さらに、タイヤ微粒子１８２を帯電するための帯電段として作用する。

図２０は、車両の車輪１９２の後方に配置された装置１００を示している。この図では、車輪１９２は右から左へ移動している。装置１００は、入口１９４と、メッシュ１８０とを有している。装置１００の他の構成要素は、明瞭化のために省略されている。

入口１９４は、車輪１９２から来る空気をより小さな領域に向け直すように構成されたテーパ状の開口幅を有するノズル部を有している。空気を（矢印で示すように）方向転換することは、装置１００内に、低圧及び高速の領域を形成する。メッシュ１８０は、即座に装置１００内に、更に低圧の領域を形成する助けをする。低圧の領域を形成することは、入口空気流中により多くの微粒子を取り込む助けとなり、従って、より多くのタイヤ微粒子が装置１００によって捕捉されることを可能にする。他の実施形態では、入口１９４は、装置１００の残りの部分よりも大きくてもよい。より大きな入口１９４を有することは、より多くの車輪１９２から来る空気が装置１００内に方向転換されることを可能にする。

一実施形態では、装置１００は、図２１に概略的に示されるように、捕集電極１１４から帯電されたタイヤ微粒子１８２を除去するために捕集電極１１４の近傍にイオン化ジェットを生成するためのイオン発生器１９６を備えている。イオン化ジェットは、捕集電極１１４において荷電粒子１８２を中性化し、それによってそれらを電極１１４に保持する全ての引力を除去する多数の荷電イオン１９５（正及び負の両方）を有している。

図２２は、いくつかの実施形態に係る装置１００の一部として使用することができる円錐サイクロン本体２００を示している。サイクロン本体２００は、捕集電極１１４の下流に配置され、空気流を自然環境に戻す前に空気流中の全ての残留微粒子（帯電したタイヤ微粒子又は他のもの）を除去するように構成されている。本体２００は、残留微粒子１８２を含む空気流を受けるための入口１９７と、濃度が減少した残留微粒子を含む実質的に「清浄」な空気流を出力する出口１９９とを有している。円錐サイクロン本体２００は、サイクロン式分離を用いて空気流から残留微粒子１８２を分離するように構成されている。微粒子１８２は、空気流から分離され、廃棄物出口１９８を介してサイクロン本体２００から、例えば格納ユニットに出る。残りの清浄空気流は、出口１９９を介して自由流に戻る。フィルタを通された空気を自由流に戻らせることは、乱流を減少させ、したがって車両に作用するけん引力を減少させる。

最適な装置位置を決定するために、移動床及び回転車輪を備えた計算モデルを用いて空力学的研究が行われた。これらのシミュレーションでは、装置１００は、帯電微粒子を捕捉するために、電流ライナの延長部として作用するホイールライナの後部に向かって配置されてもよい。これらのシミュレーションの結果は、図２３ａ－図２３ｄに示されている。図２３ａ及び図２３ｄは、タイヤ微粒子を運ぶ高速及び低圧の流れの証拠を提供する、前後輪ライナにおける全圧力値の分布を示している。図２３ｂ及び２３ｃは、車の周囲の空気流速度の大きさを示している。図２３ｂは、タイヤの内側面（車両中心線に最も近い）における気流速度の大きさを示している。図２３ｃは、タイヤの中心線に沿った気流速度の大きさを示している。

２０１及び２０２が付された領域は、上述したように、ホイールアーチの後方にある。シミュレーション結果は、ホイールアーチ内の面圧及び空気流速度の最高値がこれらの領域２０１、２０２に見られることを示し、これはタイヤ微粒子の収集に望ましい。

図２３ｂにおいて、内側面の強調表示された領域は、車輪の中央の点よりも高い速度である。これは、タイヤの内側面に向かう正の速度勾配を示す。図２３ｃには、フロントタイヤの後方に位置する高速領域がある。車輪の内面（車両の中心線に最も近い）に向かう空気流は、より高い速度及びより低い圧力で空気流にぶつかる。この装置は、この領域においてより多くの微粒子を捕捉するように設計することもできる。

図２４は、一実施形態に係るタイヤ微粒子装置１００を示す。本実施形態に関連して説明した構成要素は、上述の説明において説明した構成要素とすることができる。装置１００は、タイヤ微粒子１８２を含む空気流を受けるように構成されたテーパ開口幅を有するノズルの形態の入口１９４と、帯電されたタイヤ微粒子を集めるための静電フィルタユニット１１０と、実質的に「清浄化された」空気を自由流に戻すための出口１９９とを備えている。フィルタメッシュ１８０は、入口１８４とフィルタユニット１１０との間に設けられ、砂利や泥等の破片が装置１００に進入することを防止する。フィルタメッシュ１８０は、追加的に、導電性材料で形成されても又は導電性材料を有していてもよく、また、入ってくるタイヤ微粒子１８２を帯電するように構成された事前帯電メッシュとして機能してもよい。この場合、フィルタメッシュ１８０は、帯電電圧を受けるように帯電回路１４０に接続されている。他の実施形態では、単一のメッシュ１８０の代わりに２つの別個のメッシュを使用してもよい。

装置１００は、捕捉されたタイヤ微粒子１８２を静電フィルタユニット１１０から受けるように構成された取り外し可能な格納ユニット２０４を更に備えている。取り外し可能な格納ユニット２０４は、捕捉されたタイヤ微粒子１８２を廃棄又はリサイクルするために、装置１００から取り外されてもよい。装置１００は、上述したように、イオンのジェットを提供するように構成されたイオン発生装置１９６を更に備えている。この例では、タイヤ微粒子１８２は、イオン化ジェットによって捕集電極１１４から除去された後、取り外し可能な格納ユニット２０４内に落下する。装置１００はまた、上述したように、制御モジュール１６０、及び制御モジュール１６０と通信するセンサ１７０を備えている。装置１００はまた、超音波振動子のような機械的な洗浄機構、及び、上述したエアフィルタ又はサイクロン本体のような、フィルタユニット１１０と出口１９９との間に配置された残留エアフィルタ装置２００を備えている。

図２５は、装置１００を作動させるための別の制御システム例２０００の概略図を示している。システム２０００の一部は、装置１００内又は上に配置されていてもよく、また、他の一部は、車両Ｖ内又は上に配置されてもよい。装置１００は、捕集電極１１４、捕集電極１１４を帯電するための帯電回路１４０、制御モジュール１６０と、イオン発生器１９６、事前帯電メッシュ１８０－２、事前帯電メッシュ１８０－２に電力を供給するための電圧調整器１４２、及び制御モジュール１６０と通信する複数のセンサ１７０を備えている。

センサ１７０は、水分センサ１７０ａ、加速度計１７０ｄ、及び近接センサ１７０ｂを有している。近接センサ１７０ｂは、縁石のような外部物体への装置１００の近接を検出するように構成されている。制御モジュール１６０は、装置１００の外部物体への近接を運転者に警告して、装置と外部物体との間の衝突を回避するために、近接センサからの信号を受信し、信号を車両ＥＣＵに送信する。

センサ１７０はまた、集められた微粒子の数又は量を測定し、測定データを制御モジュールに出力するように構成された１つ以上の粒子センサ１７０ｃを有している。粒子センサ１７０ｃは、当技術分野で知られているように、赤外光を用いて粒子特性の光学的測定を提供する、粒子計数器、粒子分析器、及び／又は分光計であってもよいし、または、これらを有していてもよい。この例では、制御モジュール１６０は、粒子センサ１７０ｃからの１つ以上の信号に基づいて粒子収集効率を決定及び監視し、所定の値より低い収集効率の検出に応答して、捕集電極１１４に印加される帯電電圧を調整するために帯電回路１４０を制御するように構成されている。

本開示を読むことにより、他の変形及び変更が当業者には理解される。このような変形及び変更は、当技術分野で既に知られており、本開示に既に記載されている特徴の代わりに又は特徴に加えて使用可能な同等の及び他の特徴を含み得る。

本特許請求の範囲は、特定の特徴の組み合わせに向けられているが、本発明の開示の範囲はまた、明確に又は黙示的に本開示に開示された新規な特徴を、又は明確又は黙示的に本開示に開示された特徴のいずれの新規な組み合わせを、又はそれらのいずれの概念（一般化）を、それがいずれの本請求項に係る発明と同じ発明に関連しているか否かに関わりなく、また、それが本発明と同じ技術的課題のいずれか又は全てを軽減するか否かに関わりなく、含んでいると理解されるべきである。

別の実施形態に関連して説明されている特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよい。反対に、簡潔さのために、単一の実施形態に関連して説明されている様々な特徴はまた、別々に、または、任意の適切なサブコンビネーションで提供されてもよい。

完全を期すために、「備える」、「有する」、及び「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数を示す用語は、複数を除外せず、また、本特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も、請求項の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (49)

1. 車両が運転面上を運転される際に、前記運転面上の又は前記運転面に対する摩耗により、前記車両のタイヤ又は車輪から放たれる微粒子を集める又は捕らえるために前記車両に取り付け可能な微粒子捕集装置であって、
   前記タイヤ又は前記車輪と前記運転面との間の接触点からの微粒子の流れを受けるために前記車両の前記タイヤ又は前記車輪にすぐ近接する作動位置に取り付け可能な静電のフィルタユニットであって、静電引力によって前記流れの中の前記微粒子を集める又は捕らえるように構成された前記フィルタユニットを備える、微粒子捕集装置。
2. 静電の前記フィルタユニットは、前記微粒子を集める又は捕らえるために帯電されたときに、前記流れの中の前記微粒子を前記捕集電極又は各前記捕集電極に引き寄せるために１つ以上の静電帯電可能な捕集電極を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記車両は、タイヤを装着している車両であり、前記微粒子は、前記運転面上の又は前記運転面に対する摩耗により前記車輪の前記タイヤから放たれるタイヤ微粒子であり、選択的に又は好ましくは、前記微粒子は、ゴム系微粒子を含んでおり、または、
   前記車両は、タイヤを装着していない車両であり、選択的に又は好ましくは、前記微粒子は金属微粒子を含む、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記作動位置は、前記フィルタユニットが、前記タイヤ又は前記車輪の半径方向外側の面に、及び／又は、前記タイヤ又は前記車輪と前記運転面との間の接触点又は接触領域に、すぐ近接して位置決めされる位置である、請求項１～３のいずれかに記載の装置。
5. 前記作動位置は、前記車両の前記車輪の後方にある、請求項１～４のいずれかに記載の装置。
6. 前記作動位置は、前記フィルタユニットが、前記タイヤ又は前記車輪に連行される前記微粒子を含む前記タイヤ又は前記車輪の周りの空気流を受けるようにする位置である、請求項１～５のいずれかに記載の装置。
7. 前記作動位置は、前記フィルタユニットが、前記回転するタイヤ又は前記車輪のマグヌス効果から作られる前記タイヤ又は前記車輪の周りの実質的に上側に向けられた空気流を受けるようにする位置である、請求項６に記載の装置。
8. 前記作動位置は、前記車輪の前方にある、請求項１～４のいずれかに記載の装置。
9. 前記装置を前記車両に取り付け、前記フィルタユニットを前記作動位置に取り付けるように構成された取付部を備える、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
10. 前記取付部は、前記フィルタユニットの前記作動位置が前記車輪に対して軸方向及び半径方向に実質的に固定されるように、選択的に又は好ましくは、前記フィルタユニットが前記作動位置を維持しながら前記車両の前記車輪と共に動くことができるように、前記装置を取付点において前記車両に取り付けるように構成されている、請求項９に記載の装置。
11. 前記取付部は、前記フィルタユニットが前記作動位置を維持しながら前記車両の前記車輪と共に動くことができるように、前記車両の車輪アセンブリ上の取付点において前記装置を前記車両に取り付けるように構成されており、選択的に又は好ましくは、前記車輪アセンブリはサスペンション及び／又はステアリングアセンブリであり又はを有し、前記フィルタユニットは、前記車両サスペンションと共に、及び／又は前記車両の前記車輪が前記作動位置を維持しながら回転しているときに、動くことができる、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記取付部は、前記フィルタユニットの前記作動位置が前記車輪に対して実質的に固定されていないように、取付点において前記装置を前記車両に取り付けるように構成されており、選択的に又は好ましくは、前記取付点は、前記ホイールアーチ上又は内に、及び／又は前記車両の下側にある、請求項９に記載の装置。
13. 前記取付部は、実質的に可撓性であり、及び／又は、１つ以上の可撓部又は継手を有し、選択的に又は好ましくは、前記フィルタユニットの前記作動位置からの一時的な変位を受け入れるために、前記フィルタユニットを前記作動位置に向けて付勢するように構成されている、請求項９～１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記フィルタユニットは、前記１つ以上の捕集電極を収容し、前記微粒子の流れを受けるための前記作動位置にあるときに少なくとも部分的に前記タイヤ又は前記車輪に対向するように構成された入口開口を有するフィルタキャビティを備え、選択的に又は好ましくは、前記入口開口は、前記タイヤ又は前記車輪の幅を実質的に横切って延びる、請求項２～１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記フィルタユニットは、前記１つ以上の捕集電極から集められた微粒子を除去又は洗浄するための洗浄手段を有し、請求項２～１４のいずれかの装置。
16. 前記洗浄手段は、
    実質的に清浄な空気流を受けるために前記フィルタキャビティと流体連通し、前記１つ以上の捕集電極上に及び／又はを超えて前記清浄な空気流を導き、集められた微粒子を前記１つ以上の捕集電極から除去又は清浄するための入口導管、集められた微粒子を前記１つ以上の捕集電極から除去又は清浄するために機械的振動を前記捕集電極又は各前記捕集電極に伝達するように構成された１つ以上の機械的振動子、及び／又は
    前記集められた微粒子を前記１つ以上の捕集電極から除去又は清浄するために、前記捕集電極又は各前記捕集電極の表面上に又は表面を横切って動くように構成された１つ以上の可動洗浄部材、を備える、請求項１４に従属する請求項１５に記載の装置。
17. 前記装置は、前記１つ以上の捕集電極から除去された集められ微粒子を格納するための前記フィルタキャビティと流体連通するレセプタクルを備え、選択的に又は好ましくは、前記レセプタクルは、前記装置から取り外し可能である、請求項１５又は１６に記載の装置。
18. 前記１つ以上の捕集電極は、前記流れに対して実質的に垂直に配置された捕集電極の列を有する、請求項２～１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記１つ以上の捕集電極は、導電性材料で形成されているか又は導電性材料を含み、前記導電性材料は、選択的に又は好ましくは、銅、黄銅、鋼、アルミニウム、金属合金、導電性ポリマー、導電性マイクロ又はナノ粒子、及び／又は炭素系材料である、請求項２～１８のいずれかに記載の装置。
20. 前記捕集電極又は各前記捕集電極は、前記作動位置にあるときに実質的に直立に配置された板状要素を有する、請求項２～１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記捕集電極又は各前記捕集電極は、耐久性を向上させるように構成された表面コーティングを有する、請求項２～２０のいずれかに記載の装置。
22. 前記捕集電極又は各前記捕集電極は、前記タイヤ微粒子と前記捕集電極との間の電気的接触を防止するように構成された薄い絶縁表面コーティングを有する、請求項２～２１のいずれかに記載の装置。
23. 前記捕集電極又は各前記捕集電極は、疎水性表面コーティングを有する、請求項２～２２のいずれかに記載の装置。
24. 前記装置は、前記１つ以上の捕集電極を静電的に帯電するために前記１つ以上の捕集電極に接続された帯電回路を有し、選択的に又は好ましくは、請求項１８に直接又は間接で従属する場合、前記帯電回路は、前記列内の交互の捕集電極に帯電電圧を印加し、前記列内のコレクタプレートの残りに基準電圧を印加するように構成されている、またはその逆に構成されている、請求項２～２３のいずれかに記載の装置。
25. 前記帯電回路は、前記列内の交互の捕集電極に帯電電圧を印加し、前記列内の前記コレクタプレートの残りに反対の帯電電圧を印加するように構成されている、またはその逆に構成されている、請求項２４に記載の装置。
26. 前記帯電回路は、各前記捕集電極への前記帯電電圧の極性を周期的に反転させるように構成されている、請求項２４又は２５に記載の装置。
27. 前記帯電回路が電源に接続可能であり、選択的に又は好ましくは、前記電源が前記車両の電源である、請求項２４に記載の装置。
28. 前記帯電回路は、電源を有する、請求項２４に記載の装置。
29. 前電源は、前記運転面に対する前記車両の動きに応答して電力を発生するように構成された発電機である又はを有する、請求項２８に記載の装置。
30. 前記発電機は、前記車両の前記タイヤ又は前記車輪の回転運動に応答して電力を発生するように構成されており、選択的に又は好ましくは、前記発電機は、前記タイヤ又は前記車輪と摩擦により係合して回転するように構成された回転可能な駆動要素を有する、請求項２９に記載の装置。
31. １つ以上の検出された運転条件に応答して前記１つ以上の捕集電極の帯電を選択的に起動及び停止するために前記帯電回路に接続可能である制御モジュールを有し、また、選択的に又は好ましくは、前記１つ以上の運転条件は、加速、制動、コーナリング、及び／又は運転面状態のうちの１つ以上を含む、請求項２４～３０のいずれかに記載の装置。
32. 前記制御モジュールは、前記１つ以上の検出された運転条件を示す運転データを受信する車両電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能である、請求項３１に記載の装置。
33. 前記装置は、前記１つ以上の運転条件を検出し、運転データを前記制御モジュールに提供する１つ以上のセンサを有し、また、選択的に又は好ましくは、前記１つ以上のセンサは、１つ以上の運転条件を検出するための慣性計測ユニット、加速度計、及び／又は１つ以上の環境センサの１つ以上を含み、選択的に又は好ましくは、前記１つ以上の環境センサは、運転面状態を検出するための濡れ具合、温度及び／又は湿度センサを含む、請求項３１又は３２に記載の装置。
34. 前記装置は、閾値サイズより大きい粒子が前記装置に入ることを阻止するように構成されたメッシュを含む、請求項１～３３のいずれかに記載の装置。
35. 前記メッシュは、前記捕集電極の周囲の前記装置内に低圧空洞を形成するように構成されている、請求項３４に記載の装置。
36. 前記メッシュは、導電性材料で形成されているか、または、導電性材料を含み、前記帯電回路は、前記メッシュにＤＣ帯電電圧を印加して、タイヤ微粒子を帯電させるための帯電段として作用するように構成されている、請求項３４又は３５に記載の装置。
37. 前記装置は、前記流入する空気流から帯電されたタイヤ微粒子を分離し、前記装置内の特定の領域に前記帯電されたタイヤ微粒子を向かわせるように構成されている、請求項１～３６のいずれかに記載の装置。
38. 前記装置は、前記フィルタユニットを通過する空気流が前記装置を出ることを可能にするように構成された出口をさらに備える、請求項１～３７のいずれかに記載の装置。
39. 前記装置は、前記フィルタユニットと前記出口との間に位置する微粒子分離手段を備え、前記分離手段は、サイクロン式分離又は遠心分離を用いて、前記空気流から残りの微粒子を分離するように構成されている、請求項３８に記載の装置。
40. 前記装置は、微粒子の流れを受け入れるための入口開口部を備え、前記入口開口部は、選択的に又は好ましくはテーパ状の幅を有するノズル部分を有し、前記ノズルは、前記空気流の速度を増やし、また、前記空気流の圧力を減らすように構成されている、請求項１～３９のいずれかに記載の装置。
41. 車両が請求項１～４０のいずれかに記載の微粒子捕集装置を用いて動く際に、運転面上の又は運転面に対する摩耗により、前記車両のタイヤ又は車輪から放たれる微粒子を集める又は捕らえる方法であって、
    前記作動位置に取り付けられた前記静電フィルタユニットにおいて、前記タイヤ又は前記車輪と前記運転面との間の接触点からの微粒子の流れを受けること、及び、
    静電引力により前記流れの中の前記微粒子を集める又は捕らえること、を備える、方法。
42. 前記フィルタユニットは、１つ以上の静電帯電可能な捕集電極を有し、静電引力によって前記流れの中の前記微粒子を集める又は捕らえるステップは、
    少なくとも１つの前記１つ以上の捕集電極を、前記少なくとも１つの捕集電極に前記流れの中の前記微粒子を引き寄せるために、また、選択的に又は好ましくは、前記微粒子を予め帯電することなく、帯電することを有する、請求項４１に記載の方法。
43. 前記接触点から微粒子の流れを受けるステップは、前記作動位置に取り付けられた前記静電フィルタユニットにおいて、前記微粒子を含み連行する前記タイヤ又は前記車輪の周りの空気流を受けることを含む、請求項４１又は４２に記載の方法。
44. 前記装置の洗浄手段を用いて、前記１つ以上の捕集電極から集められた又は捕らえられた微粒子を洗浄又は除去すること、及び、
    前記装置のレセプタクル内に、前記洗浄手段によって前記１つ以上の捕集電極から除去された集められた微粒子を格納すること、を更に含み、また、選択的に又は好ましくは、前記レセプタクルは取り外し可能であり、前記方法は、前記格納された集められた微粒子を処理するために前記装置から前記レセプタクルを取り外すことを更に含む、請求項４１、４２又は４３に記載の方法。
45. 前記装置を洗浄することは、前記捕集電極の極性を反転させることを含む、請求項４４に記載の方法。
46. 前記装置を洗浄することは、前記集められた微粒子を中性にするためにイオンジェットを使用することを含む、請求項４４又は４５に記載の方法。
47. １つ以上の運転条件に応答して前記１つ以上の捕集電極の少なくとも１を帯電することを更に含み、また、選択的に又は好ましくは、前記１つ以上の運転条件は、加速、制動、コーナリング、及び／又は運転面状態のうちの１つ以上を含む、請求項４１～４６のいずれかに記載の方法。
48. 前記１つ以上の検出された運転条件を示す運転データを受信することを含む、請求項４７に記載の方法。
49. 請求項１から４０のいずれか１項に記載の微粒子捕集装置を備える車両であって、前記装置は、前記車両が運転面上を運転される際に、前記運転面上の又は運転面に対する摩耗により、前記車両のタイヤ又は車輪から放出される微粒子を捕らえるために、前記車両の前記タイヤ又は前記車輪のすぐ近傍において前記車両に取り付けられており、また、選択的に又は好ましくは、前記車両は、タイヤを装着している車両であり、前記微粒子は、前記運転面上又は前記運転面に対する摩耗によって前記車輪の前記タイヤから放たれるタイヤ微粒子である、車両。

Images