JPH06349591A - 導電床用除電ローラーと除電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ローラー接地面の剥離による帯電や床の汚れ
を発生させず、且つスパークを発生させない適度な導電
性を有し、台車の静電気を効果的に除電することのでき
るローラーを提供する。 【構成】 台車ＡとキャスターＢに挟まれたキャスター
用連結部材１０に、スプリング２０が取り付けられてい
る。スプリング２０にスプリング用連結部材３１を介し
てローラー支持体３０が取り付けられている。ローラー
支持体３０に回転可能に支持された導電床用除電ローラ
ーＣは、スプリング２０により所定圧で導電床面に接地
されるようになっている。さらに、ローラー支持体３１
に支持された導電床用除電ローラーＣは、体積電気抵抗
率が１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調整された部材で作られ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、台車等に帯電した静電
気の除電に関するものであり、特に、簡単に除電対策が
施せるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度ＩＣ技術の発達で、殆どあら
ゆる種類の機械及び機器類の心臓部にＩＣが広く使用さ
れている。ＩＣは極微弱な電気により機能するが、その
一方で静電気等の影響を強く受けやすいと言われてい
る。例えば、ＩＣ工場等では静電気によりＩＣが破損す
る恐れが十分にあり、導電床等の静電対策を施したクリ
ーンルームで製造が行われている。また、一部医療部門
でも、静電気による着菌、高濃度の引火性気体雰囲気中
での医療行為中の静電気によるスパーク、高精度機器類
の静電気による誤動作等の、静電気に起因する重大事故
の危険性が指摘されている。

【０００３】従来、このような静電気の発生を特に嫌う
場所では、床材に導電性部材を使用したり、着衣に非帯
電性の性質を有した繊維を使用する等して、極力静電気
の発生による障害を未然に防ぐ努力がなされてきた。従
って、このような場所で使用される機器類や道具類等
も、十分にその静電気対策が要求され、キャスター付き
の運搬用台車にも静電気対策が求められるようになって
きた。台車のキャスターのローラーには、以前は導電性
を有するカーボンブラックを添加したゴム製のものが使
用されてきた。しかし、最近では、特にクリーンルーム
等の汚れを嫌う環境では、床面上に黒色ゴム製のローラ
ーの痕が黒く着いて汚れる等の理由で、ナイロンやポリ
ウレタン製の白色のローラーが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以前より使用されてい
るカーボンブラックを添加した黒色のゴム製ローラーを
使用したキャスターでは、カーボンブラックが導電性で
あるため除電効果は認められるが、帯電した静電気を一
度に逃がすためスパークが発生し易いという問題があっ
た。さらに、前記のように、最近の汚れを嫌う環境では
床面をカーボンブラックの黒色で汚すという問題も指摘
されていた。一方、上記黒色のゴムに替わって使用され
ているナイロンやポリウレタン製の床面上の汚れの目立
たない白色のローラーでは、床面を黒色に汚す心配はな
いが、電気抵抗が一般に高く除電効果が認められないば
かりか、床材との剥離帯電で逆に台車の帯電量が増加す
るという問題があった。

【０００５】さらに、本出願人は台車等の効果的な静電
対策を行なうべく、台車の静電気の発生要因の究明に取
り組んだ。台車等に帯電する静電気には、例えば、台車
に積み込まれるものが既に持っているか若しくは発生さ
せる静電気、又は台車の移動用に取り付けられるキャス
ター部分で発生する静電気等がある。特に、このキャス
ター部分で発生する静電気は、キャスターのローラーが
床上を回転するときに、ローラー表面に発生する、いわ
ゆる剥離帯電であることが分かった。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点を踏まえて、
制電性（スパークを発生させない適度な導電性）を有す
るとともに、剥離による帯電や床の汚れを発生させず
に、効果的に台車の静電気を除電するローラーを提供す
ることを目的とした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、静電気を嫌う場所で使用される運搬用台車の底部
に導電性支持体を介して回転可能に取り付けて、運搬用
台車に帯電した静電気を導電床に流すようにしたローラ
ーであって、ローラーを体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１０
¹⁰Ω・ｃｍの範囲内の部材により形成した。さらに、ロ
ーラーは、ゴムや樹脂に銀、ニッケル等の非黒色系の導
電性金属粉や導電性繊維、または金属イオン等を混入し
て形成されている。また、ローラーが体積電気抵抗率が
１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内の部材により形成さ
れ、導電性のローラー支持体が導電性スプリングを介し
て台車のキャスターに取り付けられ、前記導電性スプリ
ングでローラー支持体に設けられたローラーが所定圧内
で接地面に押しつけられ直接台車の荷重を受けない構造
である。

【０００８】ローラーを体積電気抵抗率１０⁵ 〜１０¹⁰
Ω・ｃｍの範囲内の部材により形成したのは、体積電気
抵抗率が１０⁵ Ω・ｃｍ未満では電気抵抗が低く、帯電
した静電気が一度に流れて、いわゆるスパーク現象が発
生し易いためである。また、体積電気抵抗率が１０¹⁰Ω
・ｃｍより大きいと、体積電気抵抗率が高いために帯電
した静電気が効果的に流れずに、除電機能が低くなるか
らである。つまり、体積電気抵抗率を１０⁵ 〜１０¹⁰Ω
・ｃｍの範囲内にすることにより、台車に帯電した静電
気を除々にスパークを起こさずに導電床に逃がすことが
できる。

【０００９】体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ
の範囲内の部材としては、例えば銀、ニッケル等の非黒
色系の導電性金属粉や導電性繊維、または金属イオン等
を添加して電気抵抗を上記範囲内に調製した熱可塑性樹
脂やゴム等を使用することができる。導電性のカーボン
ブラックを添加して電気抵抗を上記範囲内に調製するこ
ともできるが、本発明では剥離によるカーボンブラック
の黒色の汚れの発生を避けるためにカーボンブラックを
使用しなかった。本発明では、成型性、衝撃吸収性、弾
力性等の理由により、体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１０¹⁰
Ω・ｃｍの範囲内に調製されたゴムを使用した。

【００１０】さらに、本発明で導電性支持体により回転
可能なローラーとしたのは、帯状のものを接地させなが
ら帯電した静電気を逃がすことも可能ではあるが、この
導電床上を引きずる帯状のものの欠点である、接地面積
が充分に得られないこと、床上の塵を拾い集めることに
よる除電効果の低下を防ぐため、及び、それ自体摩耗し
て粉塵となりにくくするためである。また、本発明で
は、上記体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範
囲内である部材を台車のキャスターに取り付けて伴走さ
せる除電ローラーとしたのは、キャスターのローラー自
体に本発明に係るローラーを用いることも可能だが、運
搬時における台車のキャスターにかかる荷重によるロー
ラーの摩耗や破損を極力防ぐためである。これにより、
接地面積を大きくとれる柔らかいゴム材を使用しても、
除電ローラー自体の耐用寿命を延ばすことかできる。
尚、ローラーは円柱状をイメージするが、接地して床と
のスリップを生じない回転体であれば円柱状ではなく、
例えば、球状であっても良く、特に限定するものではな
い。

【００１１】

【作用】本発明では、ローラーは体積電気抵抗率１０⁵
〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内の部材を使用して作られてい
るため、ローラーに帯電した静電気をスパークを起こさ
ずに除々に、導電床上に逃がす制電機能を付与すること
ができる。また、体積電気抵抗率を１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・
ｃｍの範囲内に調製したゴムを、上記ローラーの作成部
材として使用しているため、上記制電機能の他にもゴム
の弾力性、衝撃吸収性により台車の運搬物への無用な衝
撃を与えないようにすることができる。

【００１２】さらに、キャスターに導電性のローラー支
持体を介して上記ローラーを取り付け、台車のキャスタ
ーとともに導電床上を接地しながら伴走させることがで
きるため、運搬物等により発生した静電気、及びキャス
ターのローラーの剥離帯電等により発生した静電気を、
上記ローラーにより逃がすことができる。また、導電性
のローラー支持体が導電性のスプリングを介してキャス
ターに取り付けられているため、スプリングの復元力を
利用してローラーを所定圧で接地面に押しつけるように
して伴走することができ、接地面に多少の起伏があって
も伴走中の安定した接地が確保され、静電気の除電を安
定して行うことができる。

【００１３】

【実施例】本発明に係る導電床用除電ローラー及び除電
装置の実施例を、図により以下説明する。本発明では、
概略、運搬用の台車ＡのキャスターＢ部分に伴走可能に
導電床用の除電ローラーＣを取り付けることにより、導
電床上に台車Ａに帯電した静電気を逃がすことができる
ように構成されたものである（図１）。台車Ａとキャス
ターＢとの間に略矩形で、平面状のキャスター用連結部
材１０が挟まれて取り付けられている。キャスター用連
結部材１０は、キャスターＢを台車Ａに取り付けるとき
に一緒に取り付けることができるようになっている。さ
らに、キャスター用連結部材１０の一端には、スプリン
グ２０の連結用のボルト穴が設けられ、ローラー支持体
３０との間にスプリング２０を介して接続することがで
きるようになっている。

【００１４】スプリング２０は、平面略矩形の板状で、
一端部がやや湾曲したバネ材のような復元粘性のある板
材で形成されている。矩形の平面状のスプリング２０の
長手方向に沿って、幅がボルトのねじ部分が入る程度の
二本の長い開孔部２１が設けられており、キャスター用
連結部材１０にスプリング２０を取り付けるときに、こ
の長い開孔部２１の所望の位置で取り付けることによ
り、キャスターＢとローラー支持体３０に支持された導
電床用除電ローラーＣとの取り付け距離を調整すること
ができるようになっている。さらに、上記の２本の長い
開孔部２１の下側、上記湾曲部分の末端に、ボルト用の
穴２２が２個設けられ、ローラー支持体３０のスプリン
グ用連結部材３１にボルトとナットで固定できるように
なっている。

【００１５】スプリング２０の湾曲部分２３が床面に向
くようにして、スプリング２０にローラー支持体３０が
上記スプリング用連結部材３１を介してボルトとナット
で連結されている。ローラー支持体３０に支持された導
電床用除電ローラーＣは、スプリング２０により所定圧
力で導電床上に押さえつけられながら接地することがで
きるようになっている。そのため、導電床表面の多少の
起伏でも接地の安定性が保たれている。押さえつける接
地圧は、予めスプリングの湾曲部分の湾曲度を変えるこ
とにより調整可能である。また、接地圧は、導電床用除
電ローラーＣをキャスター用連結部材１０、スプリング
２０、スプリング用連結部材３１等を介して取り付けた
時点での、キャスターＢのローラーＢ１の接地面と導電
床用除電ローラーＣの接地面との高低差を目安とするこ
とができる。

【００１６】ローラー支持体３０は、板材で略コの字形
に形成され、コの字形の開口内部に導電床用除電ローラ
ーＣを抱え込み、回転軸３２の回りに回転可能に支持さ
れている。さらに、ローラー支持体３０の天板３０ａ部
分は、ボールベアリングを環状に配した２枚の回転部材
３３、３４に挟まれたスプリング用連結部材３１ととも
に、ボルトとナットで固定されている。これにより、ロ
ーラー支持体３０はボルトの軸を中心にして自在に回転
でき（図中の矢印）、キャスターＢに伴走して移動方向
を自由に変換することができるようになっている（図
２、３）。導電床用除電ローラーＣの材質は、体積電気
抵抗率が１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内にある成型可
能な部材により形成されている。この部材としては、例
えば熱可塑性樹脂やゴム等を使用することができる。

【００１７】本実施例では、カーボンブラックをゴムに
添加する代わりに銀又はニッケル等を加え、ゴムの体積
電気抵抗率を１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内に調製し
たものを使用した。これは、導電床用除電ローラーＣの
接地回転により、除々に摩耗したときに、カーボンブラ
ックによる導電床の黒色の汚れを避けるためである。ま
た、導電性を有する繊維を上記熱可塑性樹脂やゴムに適
度に分散添加して、体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１０¹⁰Ω
・ｃｍの範囲内の制電機能を有した部材を使用しても構
わない。さらに、金属塩を溶媒で溶解し、イオン化され
た状態でゴムに添加して制電機能を付加した部材を使用
することも可能である。

【００１８】一方、前記キャスター用連結部材１０、ス
プリング２０、ローラー回転支持体３０等は、導電性部
材により形成され、台車Ａに帯電した静電気が導電床用
除電ローラーＣに滞りなく流れるようになっている。ま
た、上記構成の導電床用除電ローラーＣを台車Ａのキャ
スターＢに取り付けた際の、除電効果を確認するために
以下のような実験を行なった。先ず、導電床に使用され
る部材で駆動ローラー（イ）を作成し、従来のキャスタ
ーのローラーに使用される部材（ナイロン：体積電気抵
抗率１０¹³Ω・ｃｍ）でローラー（ロ）を、本発明に係
る体積電気抵抗率１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内にあ
る部材（ゴム）でローラー（ハ）をそれぞれ作成した。

【００１９】実際に導電床上で台車Ａを移動させながら
従来のキャスターや本発明の除電ローラーの除電効果を
測定することは難しいために、図４に示すように駆動ロ
ーラー（イ）に対してローラー（ロ）、（ハ）のそれぞ
れをローラー面で接触させながらモーターにより回転さ
せて、ローラー（ロ）、（ハ）のローラー面での表面電
位を非接触式表面電位計で測定するようにした。このと
き、駆動ローラー（イ）に対するローラー（ロ）、
（ハ）の接触圧は、台車Ａを実際に使用する際のキャス
ターＢのローラーと導電床のローラーの接触圧とほぼ同
一になるような条件で行い、またローラー（ロ）、
（ハ）の回転速度を８０ｍ／分とした。

【００２０】図５には、縦軸にローラー（ロ）、（ハ）
のローラー面の表面電位を、横軸にローラーの回転時間
をとって測定結果をプロットしたものである。従来のキ
ャスターのローラー部材により作成したローラー（ロ）
は、回転後約３０秒でその表面電位が約６ＫＶに達し、
回転を停止させる３分間はほぼ６ＫＶの表面電位を有し
ていることが分かる。３分後ローラーの回転を停止させ
ると、除々に表面電位は低下するが、回転停止後３分経
過しても完全に表面電位が０に戻らないことが分かる。
つまり、このことは、従来のローラー（ロ）では回転が
始まると剥離帯電が発生し、帯電量が６ＫＶにも達し、
さらに回転停止後も導電性が悪いため帯電した静電気が
逃げにくいことを示している。

【００２１】一方、図５よりローラー（ロ）と同一条件
でローラー（ハ）を回転させて表面電位を測定した結
果、約９０ｖ程度しか表面電位が上昇しないことが分か
った。さらに、回転停止後も、ローラー（ロ）とは異な
り、速やかに表面電位が０に戻ることが確認された。つ
まり、本発明に係る部材により作られたローラー（ハ）
は、剥離帯電を発生させずに、且つローラー（ハ）自体
の導電性が良好なため回転停止後の帯電が認められない
ことを示している。以上の結果より、本発明に係る部材
を使用して作成されたローラー（ハ）は、従来キャスタ
ーに使用されていたローラー（ロ）よりも、極めて除電
効果が大きいことが確認できた。

【００２２】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、本実施例では、スプリング２０を
介してローラー支持体３０に支持された導電床用除電ロ
ーラーＣをキャスターＢに取り付けたが、キャスターＢ
に隣接して取り付けてもよく、取り付け方法はキャスタ
ーＢの構造に合わせて種々変えても構わない。また、本
発明の導電床用除電ローラーＣの取り付け対象は、キャ
スター付き台車に限定されることはなく、移動可能な作
業台、移動棚、コンベアー、診療台等のキャスターによ
り移動可能なものには原則的に取り付けることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の電気抵抗を一定の範囲内に抑え
た部材（制電特性の高い部材）を使用することにより、
帯電した静電気をスパークさせずに除電することができ
る。上記制電特性の高い部材でローラーを作成すること
により、従来の台車等に使用されているキャスターのロ
ーラーにはない除電機能を持たせることができる。ま
た、本発明の除電ローラーは、従来の台車のキャスター
に連結部材を用いて伴走用の除電ローラーを取り付ける
だけで、手軽に台車に帯電した静電気を効果的に除電を
することができ、現場対応を速やかに行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施状況を示した説明図。

【図２】本発明の実施状況を示した側面図。

【図３】スプリングの平面図。

【図４】表面電位測定装置を模式的に示した説明図。

【図５】本発明に係る除電ローラーの除電効果を示した
グラフ。

【符号の説明】

１０ キャスター用連結部材 ２０ スプリング ３０ ローラー支持体 ３１ スプリング用連結部材 Ａ 台車 Ｂ キャスター Ｃ 導電床用除電ローラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電気を嫌う場所で使用される運搬用台
   車の底部に導電性支持体を介して回転可能に取り付け
   て、運搬用台車に帯電した静電気を導電床に流すように
   したローラーであって、ローラーは体積電気抵抗率が１
   ０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内の部材により形成されて
   いることを特徴とする導電床用除電ローラー。
2. 【請求項２】 ローラーは、ゴムや樹脂に銀、ニッケル
   等の非黒色系の導電性金属粉や導電性繊維、または金属
   イオン等を混入して形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の導電床用除電ローラー。
3. 【請求項３】 ローラーが体積電気抵抗率が１０⁵ 〜１
   ０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内の部材により形成され、導電性の
   ローラー支持体が導電性スプリングを介して台車のキャ
   スターに取り付けられ、前記導電性スプリングでローラ
   ー支持体に設けられたローラーが所定圧内で接地面に押
   しつけられ直接台車の荷重を受けない構造であることを
   特徴とする導電床用除電装置。