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2020年02月15日

除電ボルト解明!

除電ボルト解明! 皆様、こんにちは。


今日はなんだかどんよりした曇り空で肌寒い感じです。
気分もすっきりしません。




さて今年初投稿で今年のターゲットを除電ボルトに絞りましたが。

除電ボルトは1個2000円ほどします。

あれから色々除電ボルトの事を調べ、更に別の観点から導体の車体でボルト自体で除電が出来るのか調べて見ました。

更に現在アイスボルトと言う金メッキのボルトが出回っています。

1個3000円もします!
ネジ1本が3000円ですよ。
ぼったくりとしか言いようがないですね。
金メッキはオーディオの世界では有名ですが、そこまで金額が高くありません。
低温処理をし金メッキをするとお化けになるのですね(笑)
値段に見合う価値があるのか?
無いでしょうね(笑)

さて本題の除電ボルトですが、株式会社エヌジーシージャパンという会社が開発しました。
平成26年6月4日に実用新案が登録されました。
【考案の名称】帯電除去装置

ところがです!

トヨタがアルミテープで静電気除去の特許出願を出したことにより、この会社大博打に出ました。

なんと実用新案を捨て、実用新案を抹消し特許出願に打って出ました。

そして平成30年12月28日に特許登録されていました。
特許の方が公的な力が強いので、そちらを選んだのでしょうけどこの程度のネジであまり意味が無かったのではと思ってしまいます。

特許内容は
【特許番号】特許第6456419号(P6456419)
【発明の名称】帯電除去装置
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本発明は帯電した静電気を除去する帯電除去装置の分野に関する。
【0002】
自動車では、エンジンのシリンダー壁面を高速で動作するピストンの往復運動・ミッションケース内部の各種ギアの回転、エアの吸気、タイヤの回転・ブレーキの摩擦・ボディの空気抵抗・オイルや排気ガスや冷却水の流れなど、至る所で常に静電気が発生している。静電気が自動車に帯電すると、人が乗降する際に放電で電撃ショックを受けたり、静電気がノイズとなって、電流が正常に流れなくなったり、各種のセンサーが正確に測定できず、誤作動を起こしたり、エンジンや補機類、電子部品等の本来の性能が発揮できなくなるという問題がある。

【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した目的を達成するために、本発明にかかる帯電除去装置は、以下の構成を有する。
【0009】
本発明に係る帯電除去装置は、静電気の帯電している機器を固定するための締結具と直接的に接合され、前記静電気を前記締結具を介して放電するための放電用突起を有し、前記放電用突起は空中方向に向けて設置されていることを特徴とする。

【発明の効果】
【0010】
本発明は、アース線等の「線材」を用いることなく、簡易に設置することができる。また、締結するので脱落の心配が無く、自身が回動するような部品にも直接設置することができる。
更に、構成部品が少なく非常に安価である。その上、既存の締結具の上に重ねて設置することも可能であり、簡易にどこにでも設置することができる。
【0011】
例えば、静電気を多量に発生するエンジンや駆動系に直接設置することで、静電気を直接除去することができ、エンジンや補器類、駆動系、電装部品の本来の性能を発揮させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明は、図1から図6に示すように、突起を複数有する放電器と、締結具であるネジ(ボルトを含む。)や、ナット又はワッシャーを接合したものである。
【0013】
放電器の形状としては、少なくとも1以上の突起を有するものが望ましい。突起は多い方が好ましく、先端は尖っていた方が良い。
本帯電除去装置は、帯電した静電気をコロナ放電することにより除去するものだからである。
【0014】
コロナ放電とは、帯電した物体の近くに先端の尖った突起状・刃状の接地導体がある場合に、先端部付近でのみ発生する微弱な発光を有する放電をいう。
【0015】
締結具としては、例えば、ボルトやナット、それらに伴って使用されるワッシャー(座金)等が挙げられる。これらの締結具は標準規格品(ISOメートル、ウィット、JIS、ユニファイ)を用いることにより、締結工具も一般的な規格品を使用することができる。
【0016】
ネジには、ボルトが含まれる。頭部の形状によって、六角、なべ、さら、ヘックスローブ、四角等、様々な種類や大きさがあるが、回動させて部品を締結、固定することができるものであれば、種類や大きさは問わない。例えば、タッピングネジ等も含む。
【0017】
ナットには、六角ナット、袋ナット、ロックナット、フランジナット等、様々な形状や大きさがあるが、回動させて部品を締結、固定することができるものであれば、形状や大きさは問わない。複数個重ねて用いてもよい。
【0018】
ワッシャーにも様々な種類や形状、大きさがあるが特に問わない。複数枚重ねて用いてもよい。
【0019】
放電器や、該放電器と接合するナットやボルト、ワッシャーには導電性があればよい。金属、導電性樹脂、導電性ゴム、導電性セラミック、金属メッキされた樹脂などの導電性材料が使用できる。具体的には、銀、銅、金、アルミ、鉄、ステンレス、鉛、亜鉛等、チタン等が挙げられる。金属製が好ましいが、カーボン等の導電性樹脂でも良い。
【0020】
放電器と該放電器が接合されるナットやボルトの材料は、異なる材料でも良いし、同じ材料でもよい。
【0021】
放電器は、ネジ頭部の上面だけでなく、頭部の下面、又は側面に接合しても良い。ネジ頭部の上面、下面、側面の全てに1個又は複数個接合しても良いし、各面又は各面の組み合わせに1個又は複数個接合してもよい。ナットも同様である。また、ナットの場合は、ナットを複数個重ねたものに放電器を接合したものでもよいし、ナットに放電器を接合した物を、複数個重ねる構成としてもよい。
即ち、ナットやボルト、ワッシャー等の締結具のいずれかの場所に放電器が接合されていれば良い。
【0022】
放電器と、締結具の上面又は側面との接合方法は、例えば溶接や接着が挙げる。溶接はアーク溶接でもスポット溶接でもよい。
接着は導電性接着剤を用いてもよい。放電器への電導性が確保されていれば、特に接合方法は問わない。
下面との接合方法は、溶接でも接着でも可能であるが、例えば、放電器の上からネジを締結することで固定するとしても良い。放電器への導電性が確保されていれば特に接合方法は問わない。

【0025】
自動車における静電気の流れの概略は以下の通りである。
【0026】
エンジンのシリンダー内部を高速で駆動されるピストンの動作によりエンジン周辺に電流の流れを阻害する程の大容量の静電気が発生する。該静電気は、上述したようにタイヤのトレッドを通して地表に逸散するためにタイヤに向かって移動する。
多くの静電気は、エンジンマウント、アース線、ミッション等を通じてボディと移動する。ボディからはサスペンションを通じ、各種アーム類へ移動し、該アーム類からホイールハブへ、該ハブからホイール、該ホイールからタイヤへと移動し、最終的にタイヤのトレッド面を通して地表へ逸散する。
尚、自動二輪車においても静電気の流れは同様である。

【0027】
静電気はこれらの種々の通り道で悪影響を与える。しかしながら、タイヤに至るまでの過程において、静電気を放電するような場所はない。


【実施例1】
【0029】
本実施例は、エンジン下部のオイルパンを締結しているボルトを2か所外して、帯電除去装置10に置き換えたものである。
【0030】
帯電除去装置10は、図1に示すように、M10ボルトに、突起を12個有する放電器を溶接したものである。
【0031】
エンジンは上述したとおり、様々な部品が摺動・回動し合い、多量の静電気を発生させる場所である。
【0032】
帯電した多量の静電気は、エンジンやミッション近辺のセンサーにノイズを与え正しい制御を阻害している。
【0033】
また、該静電気はタイヤへ移動する他に放電場所がない。そこで、エンジン下部のオイルパンを止めているボルトを2本外し、帯電除去装置10を設置し、静電気を放電させた。

【0058】
本願の帯電除去装置は、その他、多様な場所へ設置することが可能である。例えば、エンジン上部に設置すると振動を軽減したり、作動音が軽減したり、アイドリングが安定したり様々な効果がある。

大体の特許内容はこんな感じです。

この除電ボルトは普通のネジの材質を使用していると言うことが分かりました。





放電器も普通の座金の歯付き座金 皿形を溶接しているだけでした。


皆様が自作で除電ボルトを作成していますが、本家の除電ボルトと何ら効果に付いて全く変わりは無いようです。
高く見積もっても1個10円程度で自作できる除電ボルトが、1個2000円まで化けるのですからぼったくりも凄いですね(笑)


そしてちょっと気になる文面がありました。

静電気の流れに関して!

各種静電気発生場所から車体を通り、該ホイールからタイヤへと移動し、最終的にタイヤのトレッド面を通して地表へ逸散する。

タイヤは半絶縁体なのでは?

トヨタの特許ではタイヤ等から発生する静電気が、ハブとかサスペンションを通り車体に伝わりボディーからも発生する静電気を、アルミテープを適材適所に貼り除電させると言う話だったと思います。

それなのに静電気が車体を伝わりタイヤに移動し大地にアースする?

そりゃ若干はタイヤから地表に静電気が放電する可能性があると思いますが、逆じゃないのかなと思うのですが?
雷のような高電圧なら車体を伝わりタイヤからアースされるとは思いますが。
そこまでの高電圧の静電気は発生しないのでは?
何のためにバッテリアースがあるのだ。

この除電ボルトの開発者の静電気の流れる認識は正しいのか?

更に乗降時の静電気放電についての解釈が!

静電気が自動車に帯電すると、人が乗降する際に放電で電撃ショックを受けたり

こんな事を特許に書いて説明しているが。
この除電ボルトを開発した人物大丈夫か?

電気は流れやすい方に流れる性質があります。
人体と金属ではどちらが電気が流れやすいのか?
ちょっと考えれば分かるのでは。

乗るときは人体に溜まった静電気が、自動車の金属との間で放電が起きるのではないのか。

降りるときにはシートと人体の摩擦で起きた静電気が、人体に溜まりドアノブとかの金属との間で放電されて電気ショックを受けるのではと思うのだけど。

私の根拠は間違っているのか?


そして根本的に導体の車体のネジから静電気が放電出来るのか?

車体の鉄板は大概電流が流れています。

そこの鉄板のネジに突起を付けたら静電気が放電出来るのか?
普通のネジではダメなのか?

ここでESDノイズの事を調べて見ました。
ESD(Electro-Static Discharge:静電気放電・サージ)

ESDノイズ対策で何かないか探ってみましたら。
富士通でありました。

ノートパソコンにおける静電気放電ノイズ対策効果の解析


プリント回路基板のグランド-筐体接続によるESDノイズ対策効果の解析

なんとネジでESDノイズ対策の検証をしていました。

基盤にねじ無しとネジ数本を追加して電界の移動を検証していました。


ねじ無し基盤



ネジあり基盤



解析結果
磁界の空間分布
PoyntingによるESD解析を実施し、ネジ追加の有無に対するノイズの挙動を比較した結果を以下に示します。 図4は板金と基板の間で観測した近傍磁界の解析結果です。ネジ無しの場合には基板の右側中央付近の近傍磁界が強くなっているのに対して、ネジ有りの場合はノイズ磁界が小さくなっていることがわかります。






プリント回路基板のグランド-筐体接続によるESDノイズ対策効果の解析









解析結果:電界の時間波形
PoyntingによるESD解析を実施し、多点接続と1点接続に対するノイズの挙動を比較した結果は、以下の通りです。カップリングの影響を詳細に見るために、PCB4層目と筐体の間の点で観測された電界の時間波形が下図に示されています。多点接続のほうが、1点接続よりも3~4倍程度ノイズ電界が小さくなっていることがわかります。これは、ESDノイズ電流がすぐ筐体側へ流れ、GNDパターンを流れる電流値が小さくなったためだと考えられます。


このようにESDノイズに対して多点ネジで対策が出来ると解明していました。
メーカーが可能な限り検証しているので、確証性は高いと思います。

普通のネジでESDノイズを筐体の導体に流せるようです。

となると突起を付けたネジなら普通のネジよりは、静電気放電の効果が見込める可能性はあると思えます。

そうなればネジでなくても、皆さんが自作している静電気放電除電ブラシとかでも効果が見込めるのではないかと思えます。

と言うことで、除電ボルトは静電気除去の効果は見込めると思えます。

ただ、値段がネジ1本が有りえない程高額です。
1本100円~300円なら納得できるとは思うとは思いますが。
ぼったくり業者の典型的な形ですね。

この除電ボルトの代わりにアルミテープでも出来るのでは?
理論的には可能だと思う。
アルミテープをネジにはめ込んで設置すれば、ネジを介しアルミテープに静電気が伝わり放電出来るのでは?

更にネジの頭にギザギザに切ったアルミテープを貼ると言うのもアリなのでは?

除電ボルトの事が解明出来たので、アルミテープで除電ボルトを作成してみます。

目を見開けば何かが見える?
尾根遺産開いてくれないかな。
貴方は何が見えましたか(#^.^#)

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Posted at 2020/02/15 17:28:47

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この記事へのコメント

2020/02/15 17:43:58
今晩は(⌒0⌒)/~~
今のタイヤ 静電気を地面に逃がす機能付きが出てますね
ドレッド面一周に違う材質で
メーカーは解りませんが
コメントへの返答
2020/02/15 17:50:40
こんばんは。

最近のタイヤはタイヤ自体で発生する静電気を地表にアースする仕組みが備わっているのは知っています。

確かそのタイヤはブリヂストンではなかったですかね?

ただ、これはタイヤ表面自体から発生する帯電を地表に逃がすものです。

車体の帯電をタイヤから逃がすものでは無いと思えます。
2020/02/15 18:03:34
成る程(^ω^)
ボルト~の放電
昔いか釣りの針で作ろうとしたことが有ります( *´艸`)
でも怪我しそうでやめましたけど(^ω^)
コメントへの返答
2020/02/16 11:31:56
こんにちは。

釣り針で挑戦したことがあるのですか。

確かにケガをしそうですね。

難しく考える必要はないようで、要はボルトから放電し易くさせるようにすればいいだけなので、アルミテープで代用できると思います。

色々なパターンを考え作成してみます。
2020/02/15 18:13:09
こんばんは。

今回の対決バージョンも見事バッサリ斬りましたね👏👏
アルミテープ代用なら気軽にできますし、自作も難しくなさそうですよね。

そういえば、トヨタから新たにアルミテープに関する特許がありました。既にご存知かもしれませんが、エンジンヘッド、ハイブリッド機構周辺あと2つ位ありましたが、チラッと見ただけなので詳細はわかりませんでした😱
コメントへの返答
2020/02/16 11:54:40
こんにちは。

除電ボルトの解明を徹底的にしました。

こうすれば除電ボルトに代わる自作も可能になると思えます。

アルミテープで代用も何パターンか考えられると思いますので、試作を幾つか作ってみます。

トヨタの特許見てみました。
以前から知られているのを修正して出願している感じですね。

それほど重要では無いようです。
2020/02/15 18:51:32
ボルトの頭に筒状のワイヤーブラシみたいなのを半田付けしたら良さそうです。

一センチくらいの錫メッキ線を3本くらい半田付けとかだったらものすごく安くすみますね。
コメントへの返答
2020/02/16 12:02:31
こんにちは。

確かに半田でブラシ見たいなものを接合すれば良いですよね。

皆さんで知恵を出し合えば、簡単で安上がりな除電ボルトが出来るのではと思います。
2020/02/15 21:28:13
こんばんは
ボルトの頭にナットや王冠形状のワッシャーを小奇麗に溶接する技術が私には無いので、2千円で買ってもぼったくられた気持ちにはならないです。ステンレスの溶接ってそんなに簡単なのでしょうか?
コメントへの返答
2020/02/16 12:23:39
こんにちは。

確かに溶接するとなると少し技術がいるとは思います。

バーナーさえあれば簡単です。
見るからに2点溶接なので、全面を溶接していません。

ただ、特許にもあるように溶接にこだわる必要は無いのです。

接合部分の導電性が確保されて居るのであれば、半田で固定しても良いですし。

導電性アルミテープで貼ってでも良いですし。

簡単に色々な方法で除電ボルトもどきが出来ると思います。

2020/02/15 21:43:44
うちの場合、マフラーアースしたら、バチって言わなくなりました。

除電ナットはジムカーナやってる人が明らかに違うって言うくらいだから、効果はあるみたい。

ちなみに、齒付ナットなら安くかえます。

コメントへの返答
2020/02/16 13:08:14
こんにちは。

マフラーアースでパチッとこなくなりましたか。

車体の帯電が減って、降りる時の人体の帯電が少なくなっているのかも?

ジムカーナーをやっている方で使用して見える方が見えるのですか。

角が沢山ある歯付きナットなら同じ効果があると思います。

正規除電ボルトはデザインも考慮して商品化していると思います。


2020/02/16 00:14:20
神聖ノンタマさん❤️
こんばんは❤️🙋

今回もお疲れ様でした🎵🙇

やはり何事もやらないよりは多少よくなるかもしれませんが、それより手軽に同じ様なものが作れてしまうのはなんか残念ですね💡
f(^_^;

こいんさんなら面白い物を作りそうです❤️
ꉂ(˃̤▿˂̤*ૢ)'`,、'`,、'`,、'`,、'`,、
コメントへの返答
2020/02/16 13:21:25
こんにちは。

今回も科学的に解明して見ました。

多少なりとも効果はあると思えますね。

この程度の根拠なら代用は簡単に出来ますね。

誰も真似出来ないような物を科学的根拠で開発してほしいです。

確かにこいんさんなら面白い物を作ってくれるかもしれませんね(笑)

2020/02/16 09:10:28
除電ボルトなるものが出ているのですね🤔
一本3000円とは…💦
ぼっ○🌰ですね……笑っ
そういえば、こんな物もあるようですね
https://www.webcartop.jp/2020/02/492731/
コメントへの返答
2020/02/16 13:37:05
こんにちは。

ほんと高いですね。
値段に見合う効果があるのかが疑問になります?

GRの静電防止スプレーですよね。

これは被膜を全体に塗るというものらしいです。
ただ、持続期間が一ヶ月程度なのです。

そう考えるとレースとかその日だけとかには有効ですけど。

1年持てば良いかなとは思いますが、費用と持続期間を考えるとちょっと手が出せませんね。
2020/02/16 13:10:27
除電ナットの代わりになるもの。
木材用の座金ナットがあります。
こちらは、1個、数百円レベルです。
コメントへの返答
2020/02/16 13:40:29
色々と考えれば代用品は沢山ありそうですね。

アルミテープならもっと激安で出来そうです。
2020/02/16 14:10:48
ノンタマ師匠

お疲れ様です

静電ボルト🔩一本の値段がボッタクリですね

メーカー曰く
専用の物らしく、自作しても効果が得られないと言ってますね
やれやれ┐(´∀`)┌です

私はTIG溶接もYAG溶接も出来るので
ボルトと菊座金で簡単に作れます
又はボルトの頭に放電させる突起を付ければ同じ効果が得られると思います
コメントへの返答
2020/02/16 14:47:40
お疲れ様です。

雪の具合は大丈夫ですか?

ほんとぼったくりの値段ですよね。

メーカー曰く専用の物?
特許内容では規格品でも構わないと記載がありますよね(笑)

我々が知らないとでも思っているのですかね?

何のための特許内容なのだ。

溶接機械を持っているのですか。
凄いですね。
それなら簡単に作成出来そうですね。

私はアルミテープでどんなパターンが出来るか模索してみます!

2020/02/17 17:29:22
ノンタマさん、除電ボルトの推察ありがとうございます。

以前ネタで私が作った、除電端子とかでも
十二分に効果が見込そうですね。

そういえば、strawberry☆knightさんがコメントで書いてた
GRの静電防止スプレーですが
市販品の静電防止スプレーをした後、シリコーンでコーディングすれば
同じ効果でるのでしょうかね?
面倒ですが、同じ効果があるなら1度やりたいですね。

GRの静電防止スプレーをタイヤハウスで使って
除電できれば楽なんですけどね

しかし、除電スプレーは面白いなぁ
コメントへの返答
2020/02/18 15:39:19
こんにちは。

理論さえ合っていれば、どのような形でも可能なようです。

静電防止スプレーの上にシリコンコーティングしたら、効果が無くなるのではないでしょうかね?
シリコンコーティングを先にし、静電防止スプレーをあとにし、逆の工程にすれば効果があるのではと思えます。

ただ、持続期間が一ケ月と短いのが欠点ですね。

雨にあたったりしたら、もっと短くなるのではと思えます。

何か長期間持続できる物がないですかね?
2020/02/18 05:30:00
拝見しました。
原理さえ知っていれば、どうしてもボルトである必要はない代物ですね。
ぼったくりが、同じぼったくり業者の模倣を防ぐために特許出願したといった感じです。

ボルトは単品でよい利点はあるかと思いますが、いかんせん小さすぎですね。
ボルトからの除電で効果を狙うなら、普通のボルトにケーブルを繋いで、その先にアルミや銅製のフィンのついたヒートシンクをつけて風通しの良いところに設置すべきかと思います。
コメントへの返答
2020/02/18 15:45:31
こんにちは。

見て頂けましたか。

ほんと原理が分かって居れば、ボルトである必要が無いものですよね。

権利を主張し真似を出来ないようにしているのだとは思いますね。

確かにその方法が静電放電には適していますね。

全てのボルト自体に放電出来る物を付ければ、それなりに単体と比べて多点放電が可能になるとは考えています。

ここは皆さんが簡単に出来て放電効果が見込めるアルミテープで、どのような形で出来るか模索してみます。
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