JP7191277B1 - 殺菌又はウイルスの不活化を行う装置、及び殺菌又はウイルスの不活化を行う方法 - Google Patents

Abstract

本開示に係る装置は、殺菌又はウイルスの不活化を行う装置において、被摩擦部材及び該被摩擦部材と対向する対向部材のうちの一方の部材と、前記被摩擦部材に擦れ合う摩擦部材と、を備え、前記摩擦部材と前記被摩擦部材との摩擦によって前記被摩擦部材と前記対向部材との間に電界を発生させる。

Description

本開示は、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う装置、及び電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う方法に関する。

従来、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う技術が知られている。電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う技術は、オゾン等の放電生成物及び薬品を用いずに殺菌又はウイルスの不活化を行う技術として、注目されている。例えば、特許文献１には、電界を用いて殺菌を行うエアフィルタが開示されている。具体的には、特許文献１に記載のエアフィルタは、第１の電極、第２の電極、プレート及び電源部を備えている。第１の電極及び第２の電極は、金属が格子状に配置されたものである。プレートは、第１の電極及び第２の電極によって挟まれている。また、プレートには、第１の電極と第２の電極との対向方向に貫通する貫通孔が形成されている。特許文献１に記載のエアフィルタは、第１の電極と第２の電極との間に電源部から電圧を印加することにより、第１の電極と第２の電極との間に電界を形成し、プレートの貫通孔を通過する菌を該電界によって死滅させる。

特開２００８－１５４７０５号公報

電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術は、上述のように、２つの電極間に電圧を印加する電源部が必要となる。このため、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術は、この電源部によるコストの増加等が課題となっていた。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う装置であって、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる装置を得ることを、第１の目的とする。また、本開示は、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う方法であって、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる方法を得ることを、第２の目的とする。

本開示に係る装置は、殺菌又はウイルスの不活化を行う装置において、被摩擦部材と、人の手ではなく、該被摩擦部材と離隔して対向する対向部材と、前記対向部材とは離隔して配置され、前記被摩擦部材に擦れ合う摩擦部材と、前記対向部材とは異なり、前記摩擦部材と前記被摩擦部材とを相対的に移動させるモーターと、を備え、前記摩擦部材と前記被摩擦部材との摩擦によって前記被摩擦部材と前記対向部材との間に電界を発生させる構成となっている。

また、本開示に係る方法は、殺菌又はウイルスの不活化を行う方法において、モーターによって摩擦部材と被摩擦部材とを相対的に移動させることによって、前記被摩擦部材に前記摩擦部材を擦れ合わせ、前記摩擦部材と前記被摩擦部材との摩擦によって、前記被摩擦部材と離隔して対向し、且つ、前記摩擦部材と離隔して配置された部材である対向部材と、前記被摩擦部材との間に電界を発生させる。

本開示に係る装置及び方法は、摩擦を利用して、殺菌又はウイルスの不活化に用いられる電界を発生させる。このため、本開示に係る装置及び方法は、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく、殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。

本実施の形態１に係る装置の内部構造を示す側面図である。 本実施の形態１に係る装置の内部構造を示す側面図である。 本実施の形態２に係る装置の一例の内部構造を示す側面図である。 本実施の形態２に係る装置の別の一例の内部構造を示す側面図である。 本実施の形態２に係る装置の別の一例の内部構造を示す側面図である。 本実施の形態３に係る装置の内部構造を示す側面図である。

以下の各実施の形態において、本開示に係る装置及び方法の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。また、同一又はこれに相当するものに同一の符号を付すというやり方は、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも本開示に係る装置及び方法の例示である。本開示に係る装置及び方法は、明細書に記載された形態に限定されるものではない。特に、本開示に係る装置及び方法の構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定されるものではなく、ある実施の形態に記載した構成要素を当該実施の形態とは別の実施の形態に記載した構成要素と組み合わせたものであってもよい。また、以下の本開示に係る装置及び方法の一例の説明において、図における上方を「上側」とし、下方を「下側」として説明する。さらに、以下では、本開示に係る装置及び方法の一例の理解を容易にするために、方向を表す用語を適宜用いる。しかしながら、方向を表す用語は、本開示に係る装置及び方法の一例を説明のためのものである。本開示に係る装置及び方法は、これらの用語により限定されるものではない。なお、方向を表す用語とは、「右」、「左」、「前」及び「後」等である。また、以下に示す図面では、各構成要素の大きさの関係が、本開示に係る装置及び方法を実際に実施した場合とは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１及び図２は、本実施の形態１に係る装置の内部構造を示す側面図である。
なお、図２は、図１とは異なる方向から装置１の内部構造を観察した側面図となっている。具体的には、図２は、図１の紙面右側から装置１の内部構造を観察した側面図となっている。以下、図１及び図２を用いて、本実施の形態１に係る装置１について説明する。ここで、図２及び後述の図で示す先端黒塗りの矢印は、構成要素の移動方向を示している。

装置１は、対向して配置された被摩擦部材２０及び対向部材４０の間に電界５を発生させ、被摩擦部材２０又は対向部材４０に対して殺菌又はウイルスの不活化を行う装置である。この際、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの一方は、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる部材であり、装置１以外の装置の構成要素となる。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの他方は、装置１の構成要素となる。なお、以下では、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうち、装置１の構成要素となる部材を、第１部材と称する場合がある。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうち、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる部材を、第２部材と称する場合がある。

装置１は、第１部材、摩擦部材１０、及び移動機構３０を備えている。

本実施の形態１では、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうち、被摩擦部材２０が第１部材となっている。被摩擦部材２０は、摩擦部材１０と擦れ合った際に静電気が発生しやすい素材で形成されているのが好ましい。本実施の形態１では、被摩擦部材２０は、樹脂で形成されている。また、本実施の形態１では、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうち、対向部材４０が第２部材となっている。対向部材４０は、例えば、空気調和装置のフィルタである。すなわち、本実施の形態１では、対向部材４０は、非金属製の部材となっている。なお、本実施の形態１では、被摩擦部材２０は、四角形の板形状をしている。しかしながら、当該形状は、被摩擦部材２０の形状の一例である。被摩擦部材２０は、他の形状をしていてもよい。

摩擦部材１０は、被摩擦部材２０に擦れ合うものである。摩擦部材１０は、円柱状の支持体１１の外周面に設けられている。また、摩擦部材１０は、被摩擦部材２０の面２１に接触している。支持体１１が該支持体１１の中心軸を回転中心として回転することにより、支持体１１と共に摩擦部材１０も回転し、摩擦部材１０が被摩擦部材２０の面２１に擦れ合うこととなる。これにより、被摩擦部材２０に静電気が発生する。なお、本実施の形態１では、支持体１１は、アルミニウム等の金属で形成されている。ここで、支持体１１は、接地されていることが好ましい。支持体１１が接地されていることにより、被摩擦部材２０と摩擦部材１０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に効率よく静電気を発生させることができる。

摩擦部材１０は、樹脂又は綿等、可撓性を有する素材で形成される。この際、摩擦部材１０の素材は、被摩擦部材２０の素材の帯電傾向に応じて選択されるのが好ましい。例えば、被摩擦部材２０が、Ｐｏｌｙ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ等、負の摩擦帯電傾向を有する素材で形成されているとする。この場合、摩擦部材１０は、Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６等、正の摩擦帯電傾向を有する素材で形成することが好ましい。また、例えば、被摩擦部材２０が、正の摩擦帯電傾向を有する素材で形成されているとする。この場合、摩擦部材１０は、負の摩擦帯電傾向を有する素材で形成することが好ましい。なお、Ｐｏｌｙ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅは、ＰＰと略される場合もある。また、Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６は、ＰＡ６と略される場合もある。本実施の形態１では、摩擦部材１０として、正の摩擦帯電傾向を有するＰＡ６の繊維で形成された不織布を用いている。

なお、摩擦部材１０は、不織布に限定されない。例えば、可撓性を有する繊維状の素材をはけ状にまとめ、該はけ状にまとめられたものを摩擦部材１０としてもよい。また、例えば、可撓性を有する素材をスポンジ状に形成し、該スポンジ状に形成されたものを摩擦部材１０としてもよい。また、例えば、可撓性を有する素材を板状に形成し、該板状に形成されたものを摩擦部材１０としてもよい。

また、図１及び図２に示す摩擦部材１０の数及び大きさも、あくまでも一例である。例えば、本実施の形態１では、３つの摩擦部材１０が設けられている。これに限らず、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の大きさに応じて、摩擦部材１０の数を適宜増減させてもよい。また、例えば、摩擦部材１０における支持体１１の長手方向の長さも、被摩擦部材２０の大きさに応じて適宜決定すればよい。この際、摩擦部材１０における支持体１１の長手方向の長さは、被摩擦部材２０における支持体１１の長手方向の長さ以上となっていることが好ましい。摩擦部材１０と被摩擦部材２０とが擦れ合う範囲を、すなわち摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦範囲を極力大きくすることができる。なお、支持体１１の長手方向とは、図１の紙面左右方向である。

また、図１及び図２に示す摩擦部材１０の配置姿勢も、あくまでも一例である。摩擦部材１０は、図１及び図２に示す摩擦部材１０を被摩擦部材２０の面２１と平行に回転させ、図１及び図２に示す摩擦部材１０の姿勢に対して傾いた配置となっていてもよい。

移動機構３０は、摩擦部材１０と被摩擦部材２０とを相対的に移動させるものである。本実施の形態１では、移動機構３０は、駆動源となるモーター３１と、摩擦部材１０を移動させるためにモーター３１の駆動力を伝達する伝達機構３２とを備えている。詳しくは、モーター３１は、電源３３から電力供給されて、駆動する。伝達機構３２は、複数のギヤで構成されており、モーター３１の出力軸と、摩擦部材１０の設けられた支持体１１とを接続している。モーター３１が駆動することにより、モーター３１の駆動力が伝達機構３２によって支持体１１に伝達され、支持体１１及び該支持体１１に設けられている摩擦部材１０が回転する。これにより、摩擦部材１０が被摩擦部材２０の面２１に擦れ合うこととなる。

なお、上述した移動機構３０の構成は、あくまでも一例である。例えば、移動機構３０の駆動源として、モーター３１以外の駆動源を用いてもよい。また、例えば、複数のプーリと、これらのプーリを連結するベルトとで、伝達機構３２を構成してもよい。また、例えば、駆動源の出力軸と支持体１１とを直接接続する軸継手を、伝達機構３２として用いてもよい。また、本実施の形態１では、移動機構３０は摩擦部材１０を移動させる構成であったが、移動機構３０は、摩擦部材１０と被摩擦部材２０とを相対的に移動させるものであればよい。このため、実施の形態２で後述するように、移動機構３０は、被摩擦部材２０を移動させる構成であってもよい。また、実施の形態２で後述するように、装置１の設けられる装置が移動機構３０に相当する機構を備えている場合、当該機構を移動機構３０の代わりに用いてもよい。すなわち、装置１の設けられる装置が移動機構３０に相当する機構を備えている場合、装置１は、移動機構３０を備えていなくてもよい。なお、後述の実施の形態２では、装置１の設けられる装置の一例として、エスカレーターを紹介している。

上述のように、被摩擦部材２０と対向部材４０とは、対向して配置される。この際、被摩擦部材２０及び対向部材４０を保持する構成は、特に限定されない。例えば、被摩擦部材２０及び対向部材４０の双方を、装置１が設けられる装置の構成に保持させてもよい。また、例えば、被摩擦部材２０及び対向部材４０の双方を、装置１の構成に保持させてもよい。また、例えば、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの一方を装置１が設けられる装置の構成に保持させ、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの他方を装置１の構成に保持させてもよい。本実施の形態１では、第１部材である被摩擦部材２０を装置１の構成が保持する構成となっている。また、第２部材である対向部材４０を、装置１が設けられる装置の構成で保持する構成となっている。

詳しくは、本実施の形態１に係る装置１は、第１部材である被摩擦部材２０を保持する対向配置機構５０を備えている。換言すると、対向配置機構５０は、第１部材である被摩擦部材２０を保持し、被摩擦部材２０と対向部材４０とが対向した状態を保つものである。また、本実施の形態１では、対向配置機構５０が被摩擦部材２０を保持した状態では、対向部材４０が被摩擦部材２０の面２２と対向する構成となっている。被摩擦部材２０の面２２は、被摩擦部材２０における摩擦部材１０と擦れ合う面２１の反対面である。なお、上述のように、対向配置機構５０によって第２部材である対向部材４０を保持する構成としてもよい。また、装置１に、被摩擦部材２０を保持する対向配置機構５０と、対向部材４０を保持する対向配置機構５０とを備えてもよい。

また、本実施の形態１では、対向配置機構５０は、保持部５１、間隔調整機構５２、及び固定部５３を備えている。保持部５１は、被摩擦部材２０を保持するものである。この保持部５１は、間隔調整機構５２に設けられている。また、間隔調整機構５２には、固定部５３も設けられている。この固定部５３は、固定部材２に固定されている。固定部材２は、装置１の設置後に動かない部材であり、装置１の筐体等である。保持部５１に被摩擦部材２０が保持され、固定部５３が固定部材２に固定されることにより、被摩擦部材２０と対向部材４０とは、対向した状態が保たれる。なお、本実施の形態１では、対向配置機構５０は、被摩擦部材２０と対向部材４０とが規定の間隔を空けて対向した状態で、被摩擦部材２０を保持する。

ここで、本実施の形態１では、対向配置機構５０の間隔調整機構５２は、長さを調整することが可能な構成となっている。間隔調整機構５２の長さを調整する構成は特に限定されないが、本実施の形態１では、間隔調整機構５２は、例えば、次のような構成となっている。間隔調整機構５２は、ナット５２ａ、支持体５２ｂ、及び支持体５２ｃを備えている。支持体５２ｂには、保持部５１が設けられている。支持体５２ｃには、固定部５３が設けられている。ナット５２ａは、支持体５２ｂと支持体５２ｃとを接続している。そして、ナット５２ａを回すことにより、支持体５２ｂと支持体５２ｃとの間の距離を調整できる。すなわち、ナット５２ａを回すことにより、間隔調整機構５２の長さを調整できる。間隔調整機構５２が長さを調整することが可能な構成となっていることにより、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離の変更が容易となる。

なお、被摩擦部材２０と対向部材４０とが規定の間隔を空けて対向する場合、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離は、次のように設定される。菌が強電界に晒されると、菌の細胞膜に電位差が発生する。この電位差が１Ｖを超えると、菌の細胞膜に穴が開き、その穴が修復不可能なほどに十分に大きくなる。この結果、菌は死滅する。同様に、ウイルスが強電界に晒されると、ウイルスのエンベロープに電位差が発生する。この電位差が１Ｖを超えると、ウイルスのエンベロープに穴が開き、その穴が修復不可能なほどに十分に大きくなる。この結果、ウイルスは不活化される。細胞膜又はエンベロープに１Ｖを超える電位差を発生させるために必要な電界の強度は、１０ｋＶ／ｃｍ以上である。ここで、上述のように、装置１は、対向して配置された被摩擦部材２０及び対向部材４０の間に電界５を発生させ、殺菌又はウイルスの不活化を行う装置である。このため、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離は、被摩擦部材２０及び対向部材４０の間に発生する電界５の強度が１０ｋＶ／ｃｍ以上となる距離に設定される。なお、被摩擦部材２０及び対向部材４０の間に発生する電界５の強度が被摩擦部材２０及び対向部材４０の間において均一になるように、被摩擦部材２０と対向部材４０とは、互いの対向面がなるべく平行になっていることが好ましい。すなわち、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１とは、なるべく平行になっていることが好ましい。

続いて、本実施の形態１に係る装置１の動作について説明する。
移動機構３０によって摩擦部材１０を回転移動させると、摩擦部材１０が被摩擦部材２０の面２１に擦れ合う。これにより、被摩擦部材２０に帯電電荷３が発生し、被摩擦部材２０は静電気を帯びる。以下、摩擦部材１０が被摩擦部材２０に擦れ合い、被摩擦部材２０に帯電電荷３が発生する動作を、摩擦帯電ステップと呼ぶ。

摩擦帯電ステップにより、被摩擦部材２０は１０ｋＶから２０ｋＶの電位の静電気を帯びる。図１及び図２では、被摩擦部材２０が負の静電気を帯びる場合を示している。被摩擦部材２０が静電気を帯びると、対向部材４０には、被摩擦部材２０の面２２と対向する面である面４１に、帯電電荷３と逆極性の誘導電荷４が発生する。そして、対向部材４０は、帯電する。すると、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間に、電界５が形成される。電界５の強度は、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間の距離と、被摩擦部材２０に発生する静電気の電位とで決まる。このため、被摩擦部材２０が１０ｋＶから２０ｋＶの電位の静電気を帯びる場合、殺菌又はウイルスの不活化を実行できる１０ｋＶ／ｃｍ以上に電界５の強度を維持するには、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間の距離を１ｃｍ以下とすればよい。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着している菌１０１は、電界５によって死滅する。すなわち、殺菌を行う対象である第２部材が殺菌される。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着しているウイルス１０２は、電界５によって不活化される。すなわち、ウイルスの不活化を行う対象である第２部材に付着しているウイルスが、不活化される。

ここで、本実施の形態１に係る装置１においては、対向部材４０は、被摩擦部材２０における摩擦部材１０と擦れ合う面の反対面である面２２と対向している。これにより、被摩擦部材２０と対向部材４０との間に摩擦部材１０が存在しないこととなるため、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離を小さくすることができる。すなわち、電界５の強度が大きくなるため、殺菌能力が向上し、ウイルスを不活化する能力が向上する。

また、本実施の形態１に係る装置１においては、被摩擦部材２０と対向部材４０とは、規定の間隔を空けて対向している。これにより、被摩擦部材２０と対向部材４０とが対向している範囲全域において、電界５を形成することができる。このため、殺菌能力が向上し、ウイルスを不活化する能力が向上する。

なお、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間の１ｃｍ以下という距離は、あくまでも一例である。被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間の距離は、被摩擦部材２０に発生する静電気の電位、及び装置１の設置環境等に応じて、電界５の強度が１０ｋＶ／ｃｍ以上となるように適宜設定すればよい。

以上、本実施の形態１に係る装置１は、殺菌又はウイルスの不活化を行う装置である。装置１は、第１部材と、摩擦部材１０とを備えている。第１部材は、被摩擦部材２０及び該被摩擦部材２０と対向する対向部材４０のうちの一方である。摩擦部材１０は、被摩擦部材２０に擦れ合うものである。そして、装置１は、摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦によって被摩擦部材２０と対向部材４０との間に電界５を発生させる。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの第１部材でない側の部材である第２部材の殺菌、又は該第２部材に付着したウイルスの不活化を行うことができる。

また、本実施の形態１で示した方法は、殺菌又はウイルスの不活化を行う方法である。この方法は、被摩擦部材２０に摩擦部材１０を擦れ合わせ、摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦によって、被摩擦部材２０に対向する部材である対向部材４０と被摩擦部材２０との間に電界５を発生させる。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの少なくとも一方の部材の殺菌、又は被摩擦部材２０及び対向部材４０のうちの少なくとも一方の部材に付着したウイルスの不活化を行うことができる。

電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術は、２つの電極間に電圧を印加する電源部が必要となる。このため、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術は、この電源部によるコストの増加等が課題となっていた。例えば、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術においては、殺菌能力及びウイルスを不活化する能力を十分に発揮させるには、電極の面積を大きくする必要がある。そして、電極の面積を大きくすると、電極に出力する電力も大きなものが必要となる。この結果、２つの電極間に電圧を印加する電源部のコストが増加してしまう。また、２つの電極間に電圧を印加する電源部で消費するエネルギー量が増加し、省エネルギー性が低下してしまう。

一方、本実施の形態１に係る装置１及び方法は、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく、殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。このため、本実施の形態１に係る装置１及び方法は、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術と比べ、コストを低減でき、省エネルギー性が向上する。

実施の形態２．
上述のように、移動機構３０は、摩擦部材１０と被摩擦部材２０とを相対的に移動させるものであればよい。本実施の形態２では、移動機構３０が被摩擦部材２０を移動させる装置１の例を、幾つか紹介する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とする。

図３は、本実施の形態２に係る装置の一例の内部構造を示す側面図である。
図３に示す装置１では、被摩擦部材２０が、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材となっている。被摩擦部材２０は、樹脂素材で形成されている。被摩擦部材２０は、例えば、エスカレーターの手すり、又は、ロール巻き取り式フィルタのようなものである。

図３に示す装置１では、実施の形態１と同様に、摩擦部材１０は、円柱状の支持体１１の外周面に設けられている。そして、摩擦部材１０は、被摩擦部材２０の面２１に接触している。また、図３に示す装置１では、上述のように、移動機構３０は、被摩擦部材２０を移動させる構成となっている。具体的には、移動機構３０は、円筒状に形成された、例えば金属製の回転部３４を備えている。回転部３４の外周面には、複数の突起が形成されている。また、回転部３４は、被摩擦部材２０を挟んで摩擦部材１０と対向する位置に配置され、被摩擦部材２０の面２２に接触している。そして、移動機構３０が回転部３４を回転させることにより、被摩擦部材２０は、先端黒塗りの矢印の方向に移動する。なお、本実施の形態２では、回転部３４は、接地されている。回転部３４が接地されていることにより、被摩擦部材２０と摩擦部材１０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に効率よく静電気を発生させることができる。

また、図３に示す装置１は、実施の形態１と同様に、対向配置機構５０を備えている。図３に示す装置１では、対向配置機構５０は、保持部５１によって、対向部材４０を保持している。また、対向配置機構５０は、被摩擦部材２０と対向部材４０とが規定の間隔を空けて対向した状態で、対向部材４０を保持している。具体的には、対向部材４０は、被摩擦部材２０における摩擦部材１０と擦れ合う面の反対面である面２２と対向している。なお、図３に示す対向配置機構５０は、実施の形態１と同様に、間隔調整機構５２の長さを調整することが可能な構成となっている。これにより、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離の変更が容易となる。

また、図３に示す装置１は、接地部材６０を備えている。接地部材６０の面６１は、対向部材４０における被摩擦部材２０と対向する面４１の反対面である面４２に接触している。接地部材６０は、金属製であり、接地されている。接地部材６０は、例えば、対向部材４０と共に、対向配置機構５０の保持部５１によって保持されている。

移動機構３０で被摩擦部材２０を移動させ、摩擦帯電ステップを実行すると、摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦により、被摩擦部材２０は１０ｋＶから２０ｋＶの電位の静電気を帯びる。そして、被摩擦部材２０における静電気を帯びた部分が対向部材４０と対向する位置に移動すると、被摩擦部材２０の面２２と接地部材６０の面６１との間に１０ｋＶ／ｃｍ以上の電界５が形成される。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着している菌１０１は、電界５によって死滅する。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着しているウイルス１０２は、電界５によって不活化される。

なお、接地部材６０がない場合でも、対向部材４０の面４１に誘導電荷４が発生し、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０の面４１との間に、電界５が形成される。しかしながら、接地部材６０を配置することで、対向部材４０の誘導帯電特性に影響されること無く電界が形成されるため、より安定して１０ｋＶ／ｃｍ以上の強い電界５を得ることができる。

このように、図３のように装置１を構成しても、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく、殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。このため、図３のように装置１を構成しても、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術と比べ、コストを低減でき、省エネルギー性が向上する。

また、図３に示す装置１においては、被摩擦部材２０が、対向部材４０に対して移動する構成となっている。このため、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材に対して、広い範囲で殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。なお、当該効果は、被摩擦部材２０と対向部材４０とが相対的に移動する構成であれば、得ることができる。例えば、実施の形態１で示したように被摩擦部材２０が移動しない構成の場合、対向部材４０を移動させてもよい。これにより、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材に対して、広い範囲で殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。

図４は、本実施の形態２に係る装置の別の一例の内部構造を示す側面図である。
図４に示す装置１では、図３に示した装置１と同様に、被摩擦部材２０が、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材となっている。また、図４に示す装置１は、図３に示した装置１と同様に、摩擦部材１０が設けられている。また、図４に示す装置１では、図３に示した装置１と同様に、移動機構３０は、回転部３４を備えている。この回転部３４は、図３に示した装置１と同様に、被摩擦部材２０を挟んで摩擦部材１０と対向する位置に配置され、被摩擦部材２０の面２２に接触している。また、回転部３４は、図３に示した装置１と同様に、接地されている。図４に示す装置１では、先端黒塗りの矢印で示すように、移動機構３０が回転部３４を回転させることにより、被摩擦部材２０は、上方に移動する。

図４に示す装置１においても、図３に示した装置１と同様に、対向配置機構５０を備えている。図４に示す装置１では、対向配置機構５０は、対向部材４０を保持している。この際、図４に示す装置１においては、対向配置機構５０は、被摩擦部材２０と対向部材４０とが接触した状態で、対向部材４０を保持している。なお、図４に示す装置１では、対向部材４０は、摩擦部材１０及び移動機構３０から離れた位置において、被摩擦部材２０の面２１に接触している。

また、図４に示す装置１においては、対向部材４０は、移動機構３０の回転部３４と同様の構成となっており、接地されている。そして、対向部材４０は、図示せぬ駆動源と伝達機構を介して接続されており、回転可能な構成となっている。すなわち、図４に示す装置１においては、対向部材４０も移動機構３０として機能している。

移動機構３０の回転部３４及び対向部材４０を回転させて被摩擦部材２０を移動させ、摩擦帯電ステップを実行すると、摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦により、被摩擦部材２０は１０ｋＶから２０ｋＶの電位の静電気を帯びる。なお、被摩擦部材２０と接地されている対向部材４０とが一部で接しているが、被摩擦部材２０は樹脂素材で構成されているため、すなわち被摩擦部材２０は表面の抵抗値が高いため、被摩擦部材２０で発生した静電気が対向部材４０の接地先に流れることはない。

被摩擦部材２０における静電気を帯びた部分が対向部材４０に近づくと、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０との間に１０ｋＶ／ｃｍ以上の電界５が形成される。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着している菌１０１は、電界５によって死滅する。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着しているウイルス１０２は、電界５によって不活化される。

このように、図４のように装置１を構成しても、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく、殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。このため、図４のように装置１を構成しても、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術と比べ、コストを低減でき、省エネルギー性が向上する。

また、図４に示す装置１においては、被摩擦部材２０と対向部材４０とが相対的に移動する構成となっている。このため、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材に対して、広い範囲で殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。

また、図４に示す装置１においては、被摩擦部材２０と対向部材４０とが接触している。このため、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離を固定することができ、より安定して１０ｋＶ／ｃｍ以上の強い電界５を得ることができる。その結果、殺菌効果及びウイルスを不活化する効果が安定する。

なお、図４に示す装置１では、対向部材４０は、被摩擦部材２０の面２１に接触している。これに限らず、対向部材４０は、被摩擦部材２０の面２２に接触していてもよい。また、図３及び図４に示した回転部３４の形状は、あくまでも一例である。同様に、図４に示した対向部材４０の形状も、あくまでも一例である。

図５は、本実施の形態２に係る装置の別の一例の内部構造を示す側面図である。
図５に示す装置１では、図３及び図４に示した装置１と同様に、被摩擦部材２０が、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材となっている。この被摩擦部材２０は、中空の円管状に形成されている。また、被摩擦部材２０は、図示せぬ移動機構３０に接続されている。そして、被摩擦部材２０は、図示せぬ移動機構３０によって、中心軸を回転中心として回転する構成となっている。

また、図５に示す装置１では、被摩擦部材２０の内側に摩擦部材１０が配置されている。詳しくは、摩擦部材１０が設けられる支持体１１は、例えば、被摩擦部材２０の中心軸上に固定されている。また、支持体１１は、被摩擦部材２０の内周部と対向し、被摩擦部材２０の内周部形状に沿った面部を有する取付部１１ａを備えている。摩擦部材１０は、この取付部１１ａに取り付けられ、被摩擦部材２０の内周面となる面２１に接触している。この支持体１１は、接地されている。支持体１１が接地されていることにより、被摩擦部材２０と摩擦部材１０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に効率よく静電気を発生させることができる。

また、図５に示す装置１は、摩擦部材１０と被摩擦部材２０を挟んで対向する位置に、補助部材１２を備えている。また、補助部材１２は、規定の間隔を空けて、被摩擦部材２０と対向している。補助部材１２は、金属製であり、接地されている。接地されている補助部材１２を備えることにより、被摩擦部材２０と摩擦部材１０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に効率よく静電気を発生させることができる。なお、図５では、補助部材１２は、対向配置機構５０に保持されている。すなわち、補助部材１２は、対向部材４０ということもできる。

図５に示す装置１においても、図３及び図４に示した装置１と同様に、対向配置機構５０を備えている。図５に示す装置１では、対向配置機構５０は、対向部材４０を保持している。また、対向配置機構５０は、被摩擦部材２０と対向部材４０とが接触した状態で、対向部材４０を保持している。また、図５に示す装置１では、対向部材４０は、金属で形成されており、接地されている。

移動機構３０により被摩擦部材２０を移動させ、摩擦帯電ステップを実行すると、摩擦部材１０と被摩擦部材２０との摩擦により、被摩擦部材２０は１０ｋＶから２０ｋＶの電位の静電気を帯びる。ここで、被摩擦部材２０と接地されている対向部材４０とが一部で接しているが、被摩擦部材２０は樹脂素材で構成されているため、すなわち被摩擦部材２０は表面の抵抗値が高いため、被摩擦部材２０で発生した静電気が対向部材４０の接地先に流れることはない。なお、対向部材４０が非金属の素材で構成され、接地できない場合、被摩擦部材２０の表面の抵抗値を、対向部材４０の表面の抵抗値よりも高くするとよい。ただし、対向部材４０は、接地されているのが好ましい。対向部材４０の素材が限定されなくなるためである。

被摩擦部材２０における静電気を帯びた部分が対向部材４０に近づくと、被摩擦部材２０の面２２と対向部材４０との間に１０ｋＶ／ｃｍ以上の電界５が形成される。これにより、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着している菌１０１は、電界５によって死滅する。また、被摩擦部材２０及び対向部材４０に付着しているウイルス１０２は、電界５によって不活化される。

このように、図５のように装置１を構成しても、２つの電極間に電圧を印加する電源部を用いることなく、殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。このため、図５のように装置１を構成しても、電界を用いて殺菌又はウイルスの不活化を行う従来の技術と比べ、コストを低減でき、省エネルギー性が向上する。

また、図５に示す装置１においては、被摩擦部材２０と対向部材４０とが相対的に移動する構成となっている。このため、殺菌又はウイルスの不活化を行う対象となる第２部材に対して、広い範囲で殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。

また、図５に示す装置１においては、被摩擦部材２０と対向部材４０とが接触している。このため、被摩擦部材２０と対向部材４０との間の距離を固定することができ、より安定して１０ｋＶ／ｃｍ以上の強い電界５を得ることができる。その結果、殺菌効果及びウイルスを不活化する効果が安定する。

なお、図５に示す装置１では、被摩擦部材２０は、図示せぬ移動機構３０に接続され、該移動機構３０によって回転する構成となっていた。これに限らず、被摩擦部材２０は、移動機構３０に接続されていない状態で、回転自在に設けられていてもよい。この場合、例えば、当該被摩擦部材２０に図４で示した対向部材４０を接触させ、該対向部材４０を回転させることにより、被摩擦部材２０を回転させることができる。

また、図３～図５において本実施の形態２に係る装置１を説明したが、これらの装置１は、あくまでも一例である。本実施の形態２に係る装置１においては、実施の形態１と同様に、摩擦部材１０の数及び配置位置は限定されない。また、本実施の形態２に係る装置１においては、移動機構３０の数及び配置位置も限定されない。また、本実施の形態２に係る装置１においては、対向部材４０も、被摩擦部材２０に対向する位置に配置されておけばよく、図３～図５に示す数に限定されない。また、本実施の形態２に係る装置１においては、実施の形態１と同様に、はけ状、スポンジ状又は板状に形成された可撓性を有する素材を摩擦部材１０として用いてもよい。また、本実施の形態２に係る装置１においては、実施の形態１と同様に、対向配置機構５０の構成も、図３～図５に示した構成に限定されない。

また、装置１の設けられる装置が移動機構３０に相当する機構を備えている場合、当該機構を移動機構３０の代わりに用いてもよい。すなわち、装置１の設けられる装置が移動機構３０に相当する機構を備えている場合、装置１は、移動機構３０を備えていなくてもよい。例えば、被摩擦部材２０がエスカレーターの手すりの場合、装置１の設けられる装置はエスカレーターとなる。エスカレーターは、通常、手すりを移動させる機構を備えている。この場合、当該機構を移動機構３０の代わりに用いてもよい。

実施の形態３．
装置１は、本実施の形態３で示すように、湿度検出装置７１及び湿度調整装置７２を備えていてもよい。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。また、以下では、実施の形態１で示した装置１に湿度検出装置７１及び湿度調整装置７２を備えた例を用いて、本実施の形態３に係る装置１を説明する。

図６は、本実施の形態３に係る装置の内部構造を示す側面図である。
本実施の形態３に係る装置１は、湿度検出装置７１及び湿度調整装置７２を備えている。湿度検出装置７１は、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の設置箇所の空気の湿度を検出するものである。すなわち、湿度検出装置７１は、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の周囲の空気の湿度を検出するものである。本実施の形態３では、湿度検出装置７１は、相対湿度を検出する。また、湿度調整装置７２は、空気の湿度を調整するものであり、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の設置箇所の空気の湿度を調整できる位置に設けられている。

摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の周囲の空気の湿度が高くなると、摩擦部材１０と被摩擦部材２０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に帯電電荷３が発生しにくくなり、被摩擦部材２０に発生する静電気の電位が低下する。このため、本実施の形態３に係る装置１は、湿度検出装置７１の検出した湿度に応じて湿度調整装置７２を動作させ、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の周囲の空気の湿度を規定の湿度以下に維持する。例えば、装置１は、湿度検出装置７１の検出した湿度が閾値以上になった際、湿度調整装置７２を動作させ、摩擦部材１０及び被摩擦部材２０の周囲の空気の湿度を低下させる。

これにより、摩擦部材１０と被摩擦部材２０とが擦れ合った際、被摩擦部材２０に発生する静電気の電位が過度に小さくなることを抑制できる。この結果、装置１は、より安定して第２部材を殺菌でき、より安定して第２部材のウイルスを不活化できる。

１ 装置、２ 固定部材、３ 帯電電荷、４ 誘導電荷、５ 電界、１０ 摩擦部材、１１ 支持体、１１ａ 取付部、１２ 補助部材、２０ 被摩擦部材、２１ 面、２２ 面、３０ 移動機構、３１ モーター、３２ 伝達機構、３３ 電源、３４ 回転部、４０ 対向部材、４１ 面、４２ 面、５０ 対向配置機構、５１ 保持部、５２ 間隔調整機構、５２ａ ナット、５２ｂ 支持体、５２ｃ 支持体、５３ 固定部、６０ 接地部材、６１ 面、７１ 湿度検出装置、７２ 湿度調整装置、１０１ 菌、１０２ ウイルス。

Claims (11)

1. 殺菌又はウイルスの不活化を行う装置において、
   被摩擦部材と、
   人の手ではなく、該被摩擦部材と離隔して対向する対向部材と、
   前記対向部材とは離隔して配置され、前記被摩擦部材に擦れ合う摩擦部材と、
   前記対向部材とは異なり、前記摩擦部材と前記被摩擦部材とを相対的に移動させるモーターと、
   を備え、
   前記摩擦部材と前記被摩擦部材との摩擦によって前記被摩擦部材と前記対向部材との間に電界を発生させる
   装置。
2. 前記対向部材は、前記被摩擦部材における前記摩擦部材と擦れ合う面の反対面と対向する
   請求項１に記載の装置。
3. 前記対向部材は、接地されている部材である
   請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 前記対向部材における前記被摩擦部材と対向する面の反対面に接触し、接地される接地部材を備えている
   請求項１又は請求項２に記載の装置。
5. 前記被摩擦部材と前記対向部材とは、規定の間隔を空けて対向する
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記被摩擦部材と前記対向部材とが相対的に移動する構成である
   請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記摩擦部材と前記被摩擦部材とを相対的に移動させる移動機構を備えている
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記移動機構は、前記摩擦部材を移動させる構成である
   請求項７に記載の装置。
9. 前記移動機構は、前記被摩擦部材を移動させる構成である
   請求項７に記載の装置。
10. 前記摩擦部材及び前記被摩擦部材の設置箇所の湿度を検出する湿度検出装置と、
    前記摩擦部材及び前記被摩擦部材の設置箇所の湿度を調整する湿度調整装置と、
    を備えている
    請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の装置。
11. 殺菌又はウイルスの不活化を行う方法において、
    モーターによって摩擦部材と被摩擦部材とを相対的に移動させることによって、前記被摩擦部材に前記摩擦部材を擦れ合わせ、
    前記摩擦部材と前記被摩擦部材との摩擦によって、前記被摩擦部材と離隔して対向し、且つ、前記摩擦部材と離隔して配置された部材である対向部材と、前記被摩擦部材との間に電界を発生させる
    方法。

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