JP7259170B2 - 静電気除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械において発生する静電気を除去する静電気除去装置に関する。

機械には、様々な理由により静電気が発生することがある。例えば、自動車等の車両が走行すると、空気が車両に摩擦接触する状態で流れることから、車両にはプラスの電荷（正の電荷）の静電気が発生する。また、車両が走行すると、車輪の回転に伴ってタイヤの各部分が路面に接触したり離れたりすることを繰り返し、エンジンやブレーキ装置等の構成部品が相対的に運動する。これによっても、プラスの電荷の静電気が発生する。

車両は、比較的高い絶縁性を有するタイヤにより地面から電気的に絶縁されているので、このように静電気が発生すると、プラスの電荷が車両の各部分に帯電する。プラスの電荷が車両の各部に帯電すると、車両の各部分の機能に悪影響を与えることがある。あるいは、車両の各部分が本来の性能を十分に発揮できないことがある。

これに対して、特許文献１には、空気イオン変換型自己放電式除電器が設けられた車両の制動力発生装置が開示されている。特許文献１に記載された車両の制動力発生装置では、車両の制動力発生装置に自己放電式除電器を設けて、制動力発生装置内のグリースに帯電する電荷を除去することで、電荷の帯電によりグリースの粘性抵抗が高くなることを防止している。そして、特許文献１に自己放電式除電器は、空気がコロナ放電により正の空気イオンと負の空気イオンとに分離される事象を利用し、負の空気イオンとブレーキディスクに帯電する正の電荷との間において電気的中和を生じさせる。

特開２０１６－１４８３６９号公報

しかし、空気がコロナ放電により正の空気イオンと負の空気イオンとに分離される事象は、ブレーキディスクに帯電する正の電荷に応じて変化する。そのため、負の空気イオンと正の電荷との間において電気的中和を安定的に生じさせるという点においては、改善の余地がある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、機械から静電気を安定的に除去あるいは抑制して、静電気発生による機械的損失を低減し、機械の能力を最大限に発揮させることができる静電気除去装置を提供することを目的とする。

前記課題は、本発明によれば、機械に装着されて、静電気を除去する静電気除去装置であって、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生素子と、前記機械に装着され、前記マイナスイオン発生素子を収納する容器と、を備え、前記マイナスイオン発生素子が発生する前記マイナスイオンにより、前記機械に正の電荷として帯電する静電気を電気的に中和して除電することを特徴とする静電気除去装置により解決される。

本発明に係る静電気除去装置によれば、容器内に収納されたマイナスイオン発生素子が、容器を通じて容器の外部にマイナスイオンを放出して、機械に正の電荷として帯電する静電気を電気的に中和して除電する。従って、機械から静電気を安定的に除去あるいは抑制して、静電気発生による機械的損失を低減し、機械の能力を最大限に発揮させることができる。また、マイナスイオン発生素子は、容器に収納されているので、機械の運転によっては飛散しない。このため、静電気除去装置は、長期間にわたって安定的に静電気の除去あるいは抑制を行うことができる。

本発明に係る静電気除去装置において、好ましくは、前記マイナスイオン発生素子は、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む球体または平板であることを特徴とする。

本発明に係る静電気除去装置によれば、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む球体として形成されたマイナスイオン発生素子は、自然の状態（常温静止状態）でマイナスイオンを発生することができる。また、マイナスイオン発生素子は、球体であるため、より多くのマイナスイオンを発生し、機械から静電気を安定的に除去あるいは抑制することができる。

本発明に係る静電気除去装置において、好ましくは、前記マイナスイオン発生素子は、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む粉体であることを特徴とする。

本発明に係る静電気除去装置によれば、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む粉体として形成されたマイナスイオン発生素子は、自然の状態（常温静止状態）でマイナスイオンを発生することができる。また、マイナスイオン発生素子は、粉体であるため、より狭い空間であっても設置可能とされ、機械から静電気を安定的に除去あるいは抑制することができる。また、塗装用塗料に粉体を混入して対象物の一例であるブレーキキャリパ、ブレーキディスク、ブレーキパッドのバックプレートなどを塗装、着色することにより、さらには、ブレーキキャリパ、ブレーキディスク、ブレーキパッドのバックプレート等の金属部分を鋳造もしくは鍛造にて製造する場合において、原材料の中に粉体を混入して製造することにより、車両から静電気を安定的に除去あるいは抑制することができる。

本発明に係る静電気除去装置において、好ましくは、前記容器は、変形可能な導電性を有する金属箔により形成されたことを特徴とする。

本発明に係る静電気除去装置によれば、変形可能な導電性を有する金属箔により容器が形成されているため、静電気除去装置は、機械の外面形状に合わせて容易に変形し、機械の外面に装着可能とされている。また、マイナスイオン発生素子は、導電性を有する金属箔を通じて金属箔の外部にマイナスイオンを継続的かつ安定的に放出することができる。

本発明は、機械から静電気を安定的に除去あるいは抑制して、静電気発生による機械的損失を低減し、機械の能力を最大限に発揮させることができる静電気除去装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の例を示す斜視図である。 本実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の例を示す断面図である。 第１実施形態に係る静電気除去装置を表す図である。 第１実施形態に係る静電気除去装置を表す図である。 本発明者が実施した検討の結果の一例を例示する表である。 本実施形態のマイナスイオン発生素子の各種の形状例を表す図である。 第２実施形態に係る静電気除去装置を表す断面図である。 本実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の他の例を示す斜視図である。 本実施形態に係る静電気除去装置が装着された一般的な車両のエンジン周りの部位の例を示す斜視図である。 本実施形態に係る静電気除去装置が装着されたヒートポンプの例を示す斜視図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

機械には、様々な理由により静電気が発生することがある。本発明者の得た知見によれば、機械に発生した静電気は、機械に対して少なからず影響を及ぼしている。このような機械に対する静電気の影響を可能な限り抑制することを目的として、本発明がなされた。 本実施形態の静電気除去装置は、機械全般に対して装着可能とされている。本実施形態の機械としては、例えば自動車等の車両、船舶、あるいは産業機械などが挙げられる。本実施形態の説明では、説明の便宜上、静電気除去装置の装着対象物として、車両を例に挙げる。但し、本実施形態に係る静電気除去装置の装着対象物は、車両に限定されるわけではない。

［静電気の中和、減衰、除去による液体、気体の流速、流量の向上について］
自動車の冷却水（クーラント）を例に挙げて説明すると、自動車の冷却水は、エンジンの熱により温められ、ウォータポンプにより圧送され、ラジエータホースを通り、ラジエータにて熱を大気中に放出して熱交換を行い、エンジンに戻ってくる。その場合において、冷却水がエンジン内部のウォーターライン内、ラジエータホース内、ラジエータ内などを流れるときに、冷却水と各ラインのホース等の内壁との摩擦により、静電気が発生する。

本発明者の得た知見によれば、このような静電気を、中和、減衰、除去することにより、冷却水の流れが良くなり、冷却性能が向上する。これは、自動車や機械類における、作動油、オイル類、エンジンオイルにも該当する。作動油、オイル類、エンジンオイルの場合において、エンジン内部には、高回転で回転するギヤー類やポンプがある。また、エンジン内部には、ピストン、カムシャフト等がある。このような部位には、冷却水の場合と比較して、より高速回転の動きにより多くの静電気が発生する。そのため、静電気除去の効果は、冷却水の場合よりも顕著である。また、液体である内燃機関の燃料においても、同様の効果が得られる。

さらに、自動車や機械類においては、エンジンが陰圧にて空気を吸入するため、エアークリーナ（空気吸入部分）のダクトの内壁にも静電気が発生している。エンジンが高回転になるにつれて、陰圧の吸入空気量は増加し、内壁における静電気も増加する。この場合においても、本実施形態に係る静電気除去装置を装着対象部位に貼り付けたり、本実施形態に係る静電気除去装置の粉末を混入した塗料を対象部位の金属に塗布したり、対象部位の金属や樹脂を製造する段階において本実施形態に係る静電気除去装置の粉末を原材料の中に混入したりする方法により、液体、気体が流れるときに発生する静電気の中和、減衰、除去を効果的に行うことができる。

また、副次的効果として、液体および気体を細分化（クラスター化）する効果が得られる。これにより、クーラントなどの液体の場合には、本実施形態に係る静電気除去装置は、より円滑な流れと、冷却性能の向上に関与する。さらに、気体の場合には、本実施形態に係る静電気除去装置は、気体と燃料との接触体積の増加により、燃焼効率の向上に関与する。これは、燃焼を爆発エネルギーに変換する燃料においても該当する。本実施形態に係る静電気除去装置は、空気と燃料との接触体積の向上により、燃焼効率の向上および完全燃焼に寄与する。

自動車が走行するときに高速で回転するタイヤにおいても、タイヤと路面との摩擦により、膨大な静電気が発生している。静電気が中和、除去されると、タイヤは、本来の路面に対する摩擦性能を発揮することができる。これに対して、本実施形態に係る静電気除去装置の粉末をタイヤ内部に充填したり、本実施形態に係る静電気除去装置をホイール部分に張り付けたり、タイヤ、ホイールの製造時に本実施形態に係る静電気除去装置の粉末を原材料の中に混入したりする方法により、タイヤに発生する静電気を中和、除去することができる。

また、自動車が空気中を走行する場合において、車体の外部には膨大な空気摩擦が発生し、静電気が発生している。車体の外部としては、例えば、金属のボディや、フロント、サイド、リヤのガラス部分などが挙げられる。本実施形態に係る静電気除去装置は、例えばアルミテープなどにより静電気を放電しつつ、アルミテープ内に静電気を中和、除去するマイナスイオン発生素子を含有している。そのため、本実施形態に係る静電気除去装置は、より優位に静電気の中和、除去を行うことができる。これにより、本実施形態に係る静電気除去装置は、自動車の設計時の空力性能をより確実に発揮させることができる。

［静電気の中和、減衰、除去による金属の剛性向上について］
本発明者の得た知見によれば、金属に対して外部より力が加えられた場合、金属の分子間に静電気が発生している。例えば、金属に対して捻り、回転、圧縮などの外部の力が加えられた場合、金属の分子同士が動く。そのときに、金属の分子間に静電気が発生する。これにより、金属の分子同士の結合力か弱くなり、金属の強度、剛性が低下する。

これに対して、本実施形態に係る静電気除去装置では、本実施形態に係る静電気除去装置を装着対象部位に貼り付けたり、本実施形態に係る静電気除去装置の粉末を混入した塗料を対象部位の金属に塗布したり、対象部位の金属を製造する段階において本実施形態に係る静電気除去装置の粉末を原材料の中に混入したりする方法により、金属が発生する静電気を中和、減衰、除去して、金属の分子同士の結合力を維持あるいは向上させることができる。これにより、金属製品の本来の能力が発揮され、本実施形態に係る静電気除去装置の非装着時よりも強度、剛性が向上する。

例えば、自動車のサスペンションに取り付けてあるスタビライザ（アンチロールバー）において、自動車がカーブを曲がろうとして外側に遠心力がかかったときには、外側のサスペンションは遠心力により縮もうとする一方で、内側のサスペンションは伸びようとする。なお、このときの傾きを抑制するために、サスペンションは、スプリングを有するとともに、ショックアブソーバを有する。さらに、スタビライザは、左右のサスペンションを接続して、左右のサスペンションの傾きを抑制するように働く。遠心力により、捻る力がスタビライザに加えられた場合、スタビライザの分子間においては、静電気が発生している。このような静電気が中和、減衰、除去されると、スタビライザの剛性、強度が向上し、自動車のロール、傾きが抑制される。

これは、自動車の車体にも該当する。フレーム式、モノコック式を問わず、走行時においては車体のあらゆる部分に、外部からの入力が発生している。そのため、車体の各部分において、膨大な静電気が発生し、自動車の製造時における本来の車体剛性を発揮できていないおそれがある。そのため、本実施形態に係る静電気除去装置を用いて車体の各部分の静電気を除去することは、本来の金属の剛性の向上させるために有効な手段である。

図１は、本発明の実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の例を示す斜視図である。
図２は、本実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の例を示す断面図である。

本実施形態の静電気除去装置は、例えば自動車の各装着対象部位に対して、装着可能とされている。静電気除去装置の装着対象部位としては、ブレーキキャリパの他に、例えば、ブレーキパッドのバックプレート、フロントスタビライザ、リヤスタビライザ、フロントショックアブソーバ、リヤショックアブソーバ、エンジンオイルパン、ミッション（マニュアル、オートマチック）オイルパン、フロンドデフ、リヤデフ、センタートランスファ（四輪駆動車用）、ハブベアリング部分、エンジンコントロールコンピュータ、エアークリーナーボックス、エアーインレットホース、マフラ（パイプ部分、消音器部分）、フューエルホース、ラジエータホース等が挙げられる。自動車のボディにおける装着対象部位としては、フロント、サイド、リヤの各ウインドウ、サイドミラー、ボンネット、ルーフパネル、フロントフェンダ、リヤフェンダ、トランク、アンダーパネル、Ａ、Ｂ、Ｃの各ピラー部分、タイヤ、ホイール等などが挙げられる。タイヤを除電する場合には、本実施形態にかかる静電気除去装置の粉末を、水をはじめとする液体に攪拌させ、空気注入前にタイヤに注入する。すなわち、固体，気体、液体を問わず、摩擦、反復接触、摺動、可動、可変、流動、回転等する部分のすべての部位において、本実施形態の静電気除去装置は、静電気を中和、除電することに極めて有効である。以下の説明では、説明の便宜上、本実施形態に係る静電気除去装置が車両の制動装置に装着された場合を主として挙げる。

図１および図２に示す車両の制動装置１は、例えば自動車の前輪や後輪の制動を行う。車両の制動装置１は、運転者が例えばフットブレーキペダルを踏むことで、油圧で作動する摩擦式のブレーキ装置である。車両の制動装置１は、例えばディスク式油圧ブレーキ（ディスクブレーキ）である。ディスク式油圧ブレーキについては、放熱性が良く、高速で繰り返して制動しても制動力の変化が少なく、安定した制動力を発揮することができる。

図１および図２に示す車両の制動装置１は、例えば浮動キャリパ型のディスク式油圧ブレーキであり、タイヤホイールとともに回転する円板型のブレーキディスク２を、ブレーキディスク２の両面側からブレーキパッド３，４で強く挟み込んで制動する。ブレーキディスク２およびブレーキパッド３，４のそれぞれの材料は、特には限定されず、例えば金属を含む材料であってもよく、カーボンを含む材料であってもよい。

ブレーキキャリパ５は、浮遊状態になっている。ブレーキキャリパ５の一方側は、その内面部分にブレーキパッド３を固定している。ブレーキキャリパ５の他方側は、シリンダ７を有する。シリンダ７は、油圧ピストン６を有している。油圧ピストン６の内面部分は、ブレーキパッド４を固定している。なお、シリンダ７が有する油圧ピストンの数は、１つは限定されず、例えば２つ、４つ、６つ、８つ、あるいは８つ以上の数のいずれであってもよい。

図２に示すように、油圧ピストン６は、ブレーキキャリパ５の他方側のシリンダ７内において、矢印Ｔ方向に沿って移動可能に保持されている。油圧ピストン６とシリンダ７との間は、ダストブーツ８により密封されている。シリンダ７と油圧ピストン６との間には、ブレーキフルード９が満たされている。

運転者がフットブレーキペダルを踏むと、油圧が、ホース９Ａを通じてシリンダ７と油圧ピストン６との間のブレーキフルード９に加わる。これにより、油圧ピストン６はシリンダ７内において矢印Ｔ方向に押される。これにより、図２に表した矢印ＴＲのように、ブレーキディスク２は、ブレーキパッド３，４により、強く挟まれて圧着される。このように、ブレーキディスク２がブレーキパッド３，４により強く挟まれて圧着されると、ブレーキディスク２の回転力が低減し、制動力が生ずるとともに摩擦が生じて、熱および静電気が発生する。

あるいは、ブレーキディスク２がブレーキパッド３，４により圧着されていない場合（制動装置１が制動力を発生していない場合）においても、静電気が発生する。すなわち、車両の走行中の場合であって、運転者がフットブレーキペダルを踏んでおらず、制動装置１が制動力を発生していない場合においても、回転しているブレーキディスク２がブレーキパッド３，４に僅かに接触している。この場合には、ブレーキディスク２は、ブレーキパッド３，４により圧着されていないにもかかわらず、摩擦が生じて静電気が発生する。

自動車は、比較的高い絶縁性を有するタイヤによって地面から電気的に絶縁された状態であるので、自動車に静電気が発生すると、一般的に正の電荷の静電気が車両の車体や車両の制動装置１に帯電する。例えば、正の電荷は、制動装置１内のグリースに帯電している。正の電荷の帯電によりグリースの粘性が高くなると、グリースの粘性抵抗が高くなる。そのため、車両の制動装置１の制動力が低下したり、あるいは、車両の制動装置１が本来の性能を十分に発揮できなかったりすることがある。

これに対して、車両の制動装置１に正の電荷として帯電する静電気を除去したり抑制したりするために、図１と図２に例示するように、車両の制動装置１には、静電気除去装置２０が装着されている。なお、本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される車両の制動装置は、図１および図２に表したディスク式油圧ブレーキ（ディスクブレーキ）には限定されず、ドラムブレーキであってもよい。また、本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される車両の制動装置は、ブレーキマスタシリンダの周辺の装置であってもよい。ブレーキマスタシリンダの周辺の装置については、図面を参照して後述する。

図１および図２に表した制動装置１では、静電気除去装置２０は、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓに装着されている。但し、静電気除去装置２０の装着箇所は、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓには限定されず、例えば図２に表した二点鎖線のように、シリンダ７の外面であってもよく、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓとは異なる外面（例えば上面）であってもよい。

図３および図４は、第１実施形態に係る静電気除去装置を表す図である。
なお、図３は、本実施形態に係る静電気除去装置の一部分が切り欠かれた部分断面図である。図４は、本実施形態に係る静電気除去装置の内部構造例を示す断面図である。

図３および図４に示すように、静電気除去装置２０は、複数個のボール状のマイナスイオン発生素子２１と、これらのマイナスイオン発生素子２１を収納する容器（ケーシングともいう）２２と、を有する。
マイナスイオン発生素子２１は、マイナスイオンを発生する物質で作られたボール状体あるいは球体であり、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む。

マイナスイオン発生素子２１は、セラミックや天然鉱石をそのまま球体に形成したものであっても良いし、セラミックや天然鉱石を一度粉体してから、再度ボール状に固めたものであっても良い。なお、マイナスイオン発生素子２１の形状は、球体には限定されず平板であってもよい。平板の形状を有するマイナスイオン発生素子２１の例は、図６（ａ）～図６（ｉ）に関して後述する。また、マイナスイオン発生素子２１は、１種類の天然鉱石には限定されず、複数の種類の天然鉱石が混合されたものであってもよい。あるいは、マイナスイオン発生素子２１は、１種類または複数の種類の天然鉱石と、金属と、を含んでいてもよい。マイナスイオン発生素子２１は、自然の状態（常温静止状態）でマイナスイオンを発生することができる。このマイナスイオン発生素子２１が、マイナスイオンを発生することで、プラスの電荷に帯電した静電気を電気的に中和して除電することができる。本願明細書において「除電」とは、電気を除去することだけではなく、電気の発生を抑制することを含む。マイナスイオン発生素子２１に含まれる天然鉱石としては、例えば、トルマリン、麦飯石、医王石、ゼオライト、ミネラル砕石、快悠石、ラジウム鉱石、化石珊瑚、珪石、翠砕石、天照石、ブラックシリカ、ホワイトシリカ、銀原料鉱石、無機ゲルマニウム、遠赤外線（黒体原料）粉末、菱苦土鉱（マグネシュウム原料鉱石）、磁器粉末などが挙げられる。

図３および図４に示す容器２２は、例えば長方形状を有している。容器２２は、変形可能で導電性を有する金属箔により形成されている。容器２２の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、あるいはこれらの合金などが挙げられる。但し、容器２２は、変形可能な金属箔により形成されていることには限定されず、可撓性を有していない構造および形状の容器であって、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、あるいはこれらの合金などにより形成された容器であってもよい。また、容器２２は、プラスチックやゴムなどで形成された容器であってもよい。容器２２は、図３および図４に示す例えば長方形状の外囲部分２３と、図３および図４に示す長方形状の蓋部分２４と、そして図４に示す複数の仕切り部分２５と、を有する。

複数の仕切り部分２５は、外囲部分２３の内部を複数の収納領域２３Ｒに区分している。複数個のマイナスイオン発生素子２１は、外囲部分２３の各収納領域２３Ｒ内に、直列に配列された状態で収納されている。そして、図３に示すように、蓋部分２４が外囲部分２３を塞ぐことで、複数個のマイナスイオン発生素子２１は容器２２内に密閉されている。なお、マイナスイオン発生素子２１の配置は、図４に表した配置には限定されない。

各マイナスイオン発生素子２１が発生するマイナスイオンは、変形可能な導電性を有する容器２２を通過して容器２２の外部に放出される。容器２２の外部に放出されたマイナスイオンは、プラスの電荷に帯電した静電気を電気的に中和して除電することができる。

図３および図４に示す静電気除去装置２０は、図１および図２に例示するように、ブレーキキャリパ５の外面に対して、例えば接着剤あるいは粘着剤を用いて固定あるいは装着されている。あるいは、静電気除去装置２０は、ブレーキパッド３，４のバックプレートに固定あるいは装着されていてもよい。また、車両の制動装置がドラムブレーキである場合には、静電気除去装置２０は、例えばブレーキシューの部分や、ブレーキシューをブレーキドラムに押し付けるピストンの部分などに固定あるいは装着される。

ブレーキキャリパ５の外面５Ｓは、形状変化に富んだ曲面形状である。これに対して、本実施形態に係る静電気除去装置２０では、柔らかく変形可能な導電性を有する金属箔により形成された容器２２が、複数個のボール状のマイナスイオン発生素子２１を収めている。これにより、静電気除去装置２０は、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓの形状に合わせて容易に変形し、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓに貼り付けられ固定あるいは装着可能とされている。また、マイナスイオン発生素子２１は、導電性を有する金属箔を通じて金属箔の外部にマイナスイオンを安定的に放出することができる。

本実施形態に係る静電気除去装置２０および車両の制動装置１によれば、容器２２内に収納されたマイナスイオン発生素子２１が、容器２２を通じて容器２２の外部にマイナスイオンを放出して、車両の制動装置１に正の電荷として帯電する静電気を電気的に中和して除電する。これにより、車両の制動装置１から静電気を安定的に除去あるいは抑制して、静電気発生による機械的損失を低減し、車両の能力を最大限に発揮させる。具体的には、車両の制動装置１の制動力の向上を図ることができる。さらに具体的には、マイナスイオン発生素子２１が発生するマイナスイオンは、車両の制動装置１の各部位や、グリースや油類や、ブレーキパッド３，４や、ブレーキディスク２等に正の電荷として帯電する静電気を、電気的に中和して除電することができる。

これにより、例えば、制動時のリニアで剛性感のあるペダルタッチ、応答性及びコントロール性の向上、ブレーキの初期制動力の向上、ブレーキの最大制動力の向上、ブレーキディスク２に対するブレーキパッド３，４の摩擦係数があたかも向上したかのような制動力の立ち上がり方、ブレーキディスク２の当たり面の色の変化、ブレーキダストの減少化、ブレーキキャリパ５の体積増大による熱吸収容量の増大、非制動時のブレーキディスク２とブレーキパッド３，４との僅かな接触において発生する摩擦および静電気を削減することによるブレーキ回転抵抗の削減、ブレーキパッド３，４の寿命延長等の効果を発揮することができる。

また、マイナスイオン発生素子２１は、容器２２に収納されているので、車両の走行によっては飛散しない。このため、静電気除去装置２０は、長期間にわたって安定的に静電気の除去あるいは抑制を行うことができる。また、マイナスイオン発生素子２１は、球体であるため、より多くのマイナスイオンを発生し、車両の制動装置１から静電気を安定的に除去あるいは抑制することができる。

図５は、本発明者が実施した検討の結果の一例を例示する表である。
図５は、本実施形態に係る静電気除去装置２０が、自動車の前輪側の右制動装置と、前輪側の左制動装置と、後輪側の右制動装置と、後輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着された後の場合と、装着される前の場合と、について、得られた制動力の値の例を示している。

本発明者は、例えば車検検査ライン等において、本実施形態に係る静電気除去装置２０が、自動車の前輪側の右制動装置と、前輪側の左制動装置と、後輪側の右制動装置と、後輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着された後の場合と、装着される前の場合と、について、自動車の制動力を測定した。車両の制動装置１に対する静電気除去装置２０の装着前後において、本発明者は、ブレーキオイルの交換や、ブレーキパッドの交換や、ブレーキキャリパを分解しての清掃作業や、ブレーキパッドのパックプレートのグリースアップや、ブレーキパッドの当たり面研磨作業や、ブレーキディスクの表面研磨作業などを一切行っていない。

図５に示すように、静電気除去装置２０が、自動車の前輪側の右制動装置と、前輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着される前では、制動力は、それぞれ３４４ｄａＮ，３０９ｄａＮである。これに対して、静電気除去装置２０が、自動車の前輪側の右制動装置と、前輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着された後では、制動力は、それぞれ３７８ｄａＮ，３６４ｄａＮである。

このため、静電気除去装置２０が前輪側の右制動装置と前輪側の左制動装置とにそれぞれ装着された後の制動力と、装着される前の制動力と、との間の差は、それぞれ＋３４ｄａＮ，＋５５ｄａＮである。つまり、静電気除去装置２０が車両の前輪側の制動装置１に装着される前後において、制動力は増加している。前輪側の右制動装置と前輪側の左制動装置との制動力の増減割合は、＋９．８８％，＋１７．８０％である。また、前輪側の右制動装置と前輪側の左制動装置との制動力の増減割合の平均値は、＋１３．８４％である。

また、静電気除去装置２０が、自動車の後輪側の右制動装置と、後輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着される前では、制動力は、それぞれ３１０ｄａＮ，３１３ｄａＮである。これに対して、静電気除去装置２０が、自動車の後輪側の右制動装置と、後輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着された後では、制動力は、それぞれ３３４ｄａＮ，３３６ｄａＮである。

このため、静電気除去装置２０が後輪側の右制動装置と後輪側の左制動装置とにそれぞれ装着された後の制動力と、装着される前の制動力と、との間の差は、それぞれ＋２４ｄａＮ，＋２３ｄａＮである。つまり、静電気除去装置２０が車両の後輪側の制動装置１に装着される前後において、制動力は増加している。後輪側の右制動装置と後輪側の左制動装置との制動力の増減割合は、＋７．７４％，＋７．３５％である。また、後輪側の右制動装置と後輪側の左制動装置との制動力の増減割合の平均値は、＋７．５５％である。
従って、４輪の制動力の増減割合の全体の平均値は、＋１０．６９％となる。

このように、静電気除去装置２０が、自動車の前輪側の右制動装置と、前輪側の左制動装置と、後輪側の右制動装置と、後輪側の左制動装置と、にそれぞれ装着された後の場合と、装着される前の場合を比較すると、４輪の制動力の増減割合の全体の平均値は、１０％以上増加している。これにより、静電気除去装置２０が車両の制動装置１に装着された場合の効果（制動力の向上）が得られていることが分かる。

図６は、本実施形態のマイナスイオン発生素子の各種の形状例を表す図である。
図３と図４に関して前述したマイナスイオン発生素子２１は、マイナスイオンを発生する物質で作られたボール状体あるいは球体である。但し、マイナスイオン発生素子２１の形状は、特には限定されず、図６（ａ）から図６（ｉ）に例示する各種の形状であってもよい。

すなわち、図６（ａ）のマイナスイオン発生素子２１は、立方体あるいは断面正方形の平板であり、図６（ｂ）のマイナスイオン発生素子２１は、三角錐体、三角柱体あるいは断面三角形の平板である。図６（ｃ）のマイナスイオン発生素子２１は、多角形、例えば正六角形体あるいは断面正六角形の平板であり、図６（ｄ）のマイナスイオン発生素子２１は、楕円体あるいは断面楕円形の平板である。図６（ｅ）のマイナスイオン発生素子２１は、直方体あるいは断面長方形の平板である。図６（ｆ）は、円柱あるいは断面円形の平板である。図６（ｇ）は、断面菱形の柱体あるいは平板である。図６（ｈ）は、断面円形の柱体あるいは平板である。図６（ｉ）は、断面星形の柱体あるいは平板である。

また、図３と図４に関して前述した容器２２は、例えば長方形状である。但し、容器２２の形状は，特には限定されず、他の任意の形状であってもよい。

図７は、第２実施形態に係る静電気除去装置を表す断面図である。
図７に示す静電気除去装置３０は、マイナスイオン発生素子３１と、容器３２と、を有する。マイナスイオン発生素子３１は、マイナスイオンを発生する物質で作られた粉体であり、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む。マイナスイオン発生素子３１は、１種類の天然鉱石には限定されず、複数の種類の天然鉱石が混合されたものであってもよい。あるいは、マイナスイオン発生素子３１は、１種類または複数の種類の天然鉱石と、金属と、を含んでいてもよい。マイナスイオン発生素子３１は、自然の状態（常温静止状態）でマイナスイオンを発生することができる。このマイナスイオン発生素子３１が、マイナスイオンを発生することで、プラスの電荷に帯電した静電気を電気的に中和して除電することができる。マイナスイオン発生素子３１に含まれる天然鉱石の例は、第１実施形態のマイナスイオン発生素子２１に関して前述した通りである。

容器３２は、一方のフィルム３３と他方のフィルム３４とを有している。フィルム３３，３４は、変形可能で導電性を有する金属箔により形成されている。容器３２の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、スチール、真鍮、ステンレス、チタンあるいはこれらの合金などが挙げられる。粉体状のマイナスイオン発生素子３１は、容器３２の一方のフィルム３３と他方のフィルム３４との間において、例えば粘着剤あるいは接着剤を用いて封止または収納されている。これにより、粉体のマイナスイオン発生素子３１が容器３２の外部に漏れたり、飛散したりすることを防止している。

静電気除去装置３０は、図７に示すような構造を有することで、さらに薄型化を図ることができる。これにより、静電気除去装置３０は、装着対象部位あるいは装着対象部位である例えば車両の制動装置１の形状に合わせて、より簡単にしかも確実に変形することができる。このため、静電気除去装置３０は、例えば車両の制動装置１の形状に合わせて容易に変形し、ブレーキキャリパ５の外面５Ｓに貼り付けられ固定あるいは装着可能とされている。つまり、静電気除去装置３０は、より狭い空間であっても設置可能とされている。

図８は、本実施形態に係る静電気除去装置を備える車両の制動装置の他の例を示す斜視図である。
図１および図２に関して前述した通り、本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される車両の制動装置は、ブレーキマスタシリンダの周辺の装置であってもよい。図８に関する説明では、図３および図４に関して前述した静電気除去装置２０が車両の制動装置１Ａに装着された場合を例に挙げる。但し、図８に表した車両の制動装置１Ａには、図７に関して前述した静電気除去装置３０が装着されてもよい。

図８に表した車両の制動装置１Ａは、ブレーキマスタシリンダの周辺装置であり、ブレーキペダル１１と、ブレーキブースタ（ブレーキマスタバック）１２と、ブレーキオイルタンク（リザーバタンク）１３と、マスタシリンダ１４と、を備える。図８に表した車両の制動装置１Ａは、汎用のブレーキマスタシリンダの周辺装置であってよい。図８に表した車両の制動装置１Ａでは、車両の制動装置１Ａに正の電荷として帯電する静電気を除去したり抑制したりするために、静電気除去装置２０がブレーキペダル１１に装着されている。

図８に表した車両の制動装置１Ａでは、容器２２内に収納されたマイナスイオン発生素子２１が、容器２２を通じて容器２２の外部にマイナスイオンを放出して、車両の制動装置１Ａに正の電荷として帯電する静電気を電気的に中和して除電する。これにより、車両の制動装置１Ａから静電気を安定的に除去あるいは抑制して、静電気発生による機械的損失を低減し、車両の能力を最大限に発揮させることができる。具体的には、車両の制動装置１Ａの制動力の向上を図ることができる。さらに具体的には、マイナスイオン発生素子２１が発生するマイナスイオンは、車両の制動装置１Ａのブレーキペダル１１や、ブレーキマスタバック１２や、ブレーキオイルタンク１３や、マスタシリンダ１４や、あるいはブレーキオイル等に正の電荷として帯電する静電気を、電気的に中和して除電することができる。

これにより、例えば、ブレーキの初期制動力の向上、および、ブレーキペダル１１を踏んでブレーキ制動力を発揮する場合に効き方の向上等の効果を発揮することができる。また、図１～図７に関して前述した他の効果についても、同様に得られる。

なお、静電気除去装置２０の装着箇所は、ブレーキペダル１１には限定されず、図８に表した二点鎖線のように、ブレーキブースタ（ブレーキマスタバック）１２と、ブレーキオイルタンク（リザーバタンク）１３と、マスタシリンダ１４と、の少なくともいずれかであってもよい。あるいは、静電気除去装置２０の装着箇所は、電子制御制動力配分システム（ＥＢＤ：Electronic Brake force Distribution）のユニットであってもよく、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）のユニットであってもよい。この場合であっても、同様の効果が得られる。

次に、本実施形態に係る静電気除去装置の装着対象部位の他の例を説明する。
図９は、本実施形態に係る静電気除去装置が装着された一般的な車両のエンジン周りの部位の例を示す斜視図である。
本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される対象部位は、車両の制動装置には限定されず、車両のエンジン周りの部位１Ｂであってもよい。図９に関する説明では、図３および図４に関して前述した静電気除去装置２０が車両のエンジン周りの部位１Ｂに装着された場合を例に挙げる。但し、図９に表した車両のエンジン周りの部位１Ｂには、図７に関して前述した静電気除去装置３０が装着されてもよい。

図９に表した車両のエンジン周りの部位１Ｂでは、静電気除去装置２０は、外気をエアークリーナー４７へ導くインテークダクト４１に装着されている。また、静電気除去装置２０は、ターボタービン等を含むターボユニット４２に装着されている。また、静電気除去装置２０は、ターボユニット４２で圧縮された空気をインタークーラからエンジンへ導くインテークダクト４３に装着されている。また、静電気除去装置２０は、エンジンのヘッドカバー４４に装着されている。また、静電気除去装置２０は、ストラット取付上部４５に装着されている。また、静電気除去装置２０は、ストラットタワーバー４６に装着されている。

図９に表したように、静電気除去装置２０が車両のエンジン周りの部位１Ｂに装着されることにより、車両のエンジン周りの部位１Ｂにおいて発生する静電気を中和、減衰あるいは除去することができる。これにより、車両のエンジン周りの部位１Ｂを流れる液体や気体の流速および流量を向上させることができる。また、車両のエンジン周りの部位１Ｂに設けられた金属の強度および剛性を向上させることができる。これらは、本実施形態の説明の冒頭の部分（図１に関する説明の前の部分）において説明した通りである。

なお、図９に表した車両のエンジン周りの部位１Ｂでは、複数の静電気除去装置２０が種々の部品や部位に装着されている。但し、これは、車両のエンジン周りの部位１Ｂにおける静電気除去装置２０の装着対象部位の一例であり、図９に表した全ての静電気除去装置２０が必要であることを意味するわけではない。１つの静電気除去装置２０が対象部位に装着された場合であっても、静電気除去装置２０は、装着対象部位に発生する静電気を中和、減衰あるいは除去することができる。

図１０は、本実施形態に係る静電気除去装置が装着されたヒートポンプの例を示す斜視図である。
本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される対象部位は、車両には限定されず、静電気が発生し得る船舶、産業機械あるいはその他の機械であってもよい。例えば、図１０に表したように、本実施形態に係る静電気除去装置２０が装着される対象部位は、ヒートポンプ１Ｃであってもよい。図１０に関する説明では、図３および図４に関して前述した静電気除去装置２０がヒートポンプ１Ｃに装着された場合を例に挙げる。但し、図１０に表したヒートポンプ１Ｃには、図７に関して前述した静電気除去装置３０が装着されてもよい。

図１０に表したヒートポンプ１Ｃでは、静電気除去装置２０は、室外機５１から室内機（図示せず）へ熱媒体（冷媒）を導く第１冷媒管５２に装着されている。また、静電気除去装置２０は、室内機（図示せず）から室外機５１へ熱媒体を導く第２冷媒管５３に装着されている。

図１０に表したように、静電気除去装置２０がヒートポンプ１Ｃに装着されることにより、ヒートポンプ１Ｃにおいて発生する静電気を中和、減衰あるいは除去することができる。図１０に表したヒートポンプ１Ｃでは、第１冷媒管５２および第２冷媒管５３を流れる熱媒体（冷媒）の流速および流量を向上させることができる。また、ヒートポンプ１Ｃに設けられた金属の強度および剛性を向上させることができる。これらは、本実施形態の説明の冒頭の部分（図１に関する説明の前の部分）において説明した通りである。

図１０に表したヒートポンプ１Ｃでは、静電気除去装置２０が第１冷媒管５２および第２冷媒管５３の両方に装着されている。但し、これは、ヒートポンプ１Ｃにおける静電気除去装置２０の装着対象部位の一例であり、図１０に表した全ての静電気除去装置２０が必要であることを意味するわけではない。１つの静電気除去装置２０が対象部位に装着された場合であっても、静電気除去装置２０は、装着対象部位に発生する静電気を中和、減衰あるいは除去することができる。また、静電気除去装置２０は、室外機５１の外部や内部に装着されてもよい。この場合であっても、同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

本発明の実施形態の静電気除去装置２０は、例えば自動車の各装着対象部位に対して、装着可能とされている。静電気除去装置２０の装着対象部位としては、ブレーキキャリパ５の他に、例えば、ブレーキパッド３，４のバックプレート、フロントスタビライザ、リヤスタビライザ、フロントショックアブソーバ、リヤショックアブソーバ、エンジンオイルパン、ミッション（マニュアル、オートマチック）オイルパン、フロンドデフ、リヤデフ、センタートランスファ（四輪駆動車用）、ハブベアリング部分、エンジンコントロールコンピュータ、エアークリーナーボックス、エアーインレットホース、マフラ（パイプ部分、消音器部分）、フューエルホース、ラジエータホース等が挙げられる。自動車のボディにおける装着対象部位としては、フロント、サイド、リヤの各ウインドウ、サイドミラー、ボンネット、ルーフパネル、フロントフェンダ、リヤフェンダ、トランク、アンダーパネル、Ａ、Ｂ、Ｃの各ピラー部分、タイヤ、ホイール等などが挙げられる。タイヤを除電する場合には、本実施形態にかかる静電気除去装置の粉末を、水をはじめとする液体に攪拌させ、空気注入前にタイヤに注入する。すなわち、固体、気体、液体を問わず、摩擦、反復接触、摺動、可動、可変、流動、回転等する部分のすべての部位において、本実施形態の静電気除去装置２０は、静電気を中和、除電することに極めて有効である。なお、静電気除去装置２０は、本実施形態の説明において例示した装着箇所のいずれかに装着されることにより効果を発揮することができ、本実施形態の説明において例示した装着箇所のすべてに装着されないと効果を発揮できないわけではない。また、静電気除去装置２０の装着部位が多いほど、複合効果および相乗効果が得られ、全体としてより大きな効果が得られる。

１、１Ａ・・・制動装置、 １Ｂ・・・エンジン周りの部位、 １Ｃ・・・ヒートポンプ、 ２・・・ブレーキディスク、 ３、４・・・ブレーキパッド、 ５・・・ブレーキキャリパ、 ５Ｓ・・・外面、 ６・・・油圧ピストン、 ７・・・シリンダ、 ８・・・ダストブーツ、 ９・・・ブレーキフルード、 ９Ａ・・・ホース、 １１・・・ブレーキペダル、 １２・・・ブレーキブースタ（ブレーキマスタバック）、 １３・・・ブレーキオイルタンク（リザーバタンク）、１４・・・マスタシリンダ１４、 ２０・・・静電気除去装置、 ２１・・・マイナスイオン発生素子、 ２２・・・容器、 ２３・・・外囲部分、 ２３Ｒ・・・収納領域、 ２４・・・蓋部分、 ２５・・・仕切り部分、 ３０・・・静電気除去装置、 ３１・・・マイナスイオン発生素子、 ３２・・・容器、 ３３、３４・・・フィルム、 ４１・・・インテークダクト、 ４２・・・ターボユニット、 ４３・・・インテークダクト、 ４４・・・ヘッドカバー、 ４５・・・ストラット取付上部、 ４６・・・ストラットタワーバー、 ４７・・・エアークリーナー、 ５１・・・室外機、 ５２・・・第１冷媒管、 ５３・・・第２冷媒管

Claims (3)

1. 機械に装着されて、静電気を除去する静電気除去装置であって、
   マイナスイオンを発生する複数のマイナスイオン発生素子と、
   前記機械に装着され、前記マイナスイオン発生素子を収納する容器と、
   を備え、
   前記マイナスイオン発生素子は、セラミックおよび天然鉱石の少なくともいずれかを含む球体または平板であり、
   前記容器は、
   外囲部分と、
   前記外囲部分の内部を複数の収納領域に区分する仕切り部分と、
   前記外囲部分を塞ぐ蓋部分と、
   を有し、
   前記複数のマイナスイオン発生素子は、前記複数の収納領域のそれぞれの内部に直列に配列された状態で収納され、前記蓋部分が前記外囲部分を塞ぐことで前記容器の内部に密閉されており、
   前記マイナスイオン発生素子が発生する前記マイナスイオンにより、前記機械に正の電荷として帯電する静電気を電気的に中和して除電することを特徴とする静電気除去装置。
2. 前記容器は、複数の前記仕切り部分を有し、
   前記複数のマイナスイオン発生素子は、３列以上に配列された状態で前記容器に収納されたことを特徴とする請求項１に記載の静電気除去装置。
3. 前記容器は、変形可能な導電性を有する金属箔により形成され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。
   
   

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