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2013 年度 実施状況報告書

帯電した人体等を遠ざけたときに起こる電子機器の誤動作の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25820107
研究種目

若手研究(B)

研究機関工学院大学

研究代表者

市川 紀充  工学院大学, 工学部, 准教授 (60415833)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード帯電物体の移動 / 金属筐体 / 誘導電圧 / キャパシタンスモデル / q=cv / 電子機器の故障・誤動作 / 電子機器の設計 / 新しい試験法の検討
研究概要

本研究は、帯電した人体がパソコンなどの電子機器から遠ざかることで起こる電子機器の誤動作の問題を定量的に解決し、誤動作の起こりにくい信頼性の高い電子機器の設計に指針を与えることを目的としている。
平成25年度の研究は、帯電した物体を電子機器を模した金属筐体から遠ざけたときに金属筐体に生じる誘導電圧を明らかにすることを目的として次の通りに実施した。一般に帯電した物体の近くの導体に生じる誘導電圧は、各導体間の静電容量の比で求められる。しかし、帯電した物体を金属筐体に近づけたときに金属筐体の電荷を放電させ、その後帯電した物体を金属筐体から遠ざけると、金属筐体は帯電した物体の電圧の極性とは逆極性の電圧に帯電する。このように帯電した物体を金属筐体から遠ざけたときに金属筐体に生じる誘導電圧は、各導体間の静電容量を測定し、キャパシタンスモデルを用いて数値計算しただけでは明らかできない。本研究では帯電電位測定器を用いた誘導電圧の測定と、q=cv則から、金属筐体に生じる誘導電圧を測定と数値計算で明らかにした。
本研究の結果、0.7 kVの帯電物体を金属筐体から遠ざけたとき、金属筐体に生じる誘導電圧は最大で-2.3 kVになることを明らかにした。本実験条件では、金属筐体に生じる誘導電圧は、帯電物体の電圧の約-3倍になることを明らかにした。このように予想された結果よりも相当大きな逆極性の誘導電圧が金属筐体に生じる可能性があるため、電子機器の誤動作が容易に発生する可能性があるといえる。
本研究の成果は、帯電物体の移動が原因で発生する電子機器の故障や誤動作を検討する新しい試験法の検討と、電子機器設計の基礎として役立つと思われる。今後の研究では、恒温恒室槽を用いて周囲環境(温度と相対湿度)と金属筐体に生じる誘導電圧の関係を詳細に検討したい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画通りに実施されている。

今後の研究の推進方策

平成26年度の研究は、平成25年度の研究成果に基づいて、帯電した物体を金属筐体から遠ざけたときに“金属筐体内に生じる誘導電圧”を明らかにする。本研究成果から金属筐体内に生じる誘導電圧の式を求め、電子機器の誤動作を防止できる機器設計に指針を与えることを目的として実施する。本実験では、金属筐体内に生じる誘導電圧を測定するために、申請者らがこれまでに提案してきた高電圧の分野で電圧測定に使用される球ギャップ(二つの球電極間からなる電圧測定器)と電磁波センサを用いた非接触型誘導電圧測定器を使用して以下の実験・数値計算を行う。
(1) 金属筐体内に生じる誘導電圧を非接触型誘導電圧測定法を用いて測定。
(2) 各導体間の静電容量を静電容量測定器を用いて測定。
(3) 金属筐体内の導体の電荷量を測定。
(4) 測定した静電容量と電荷量を用いて、金属筐体内の導体に生じる誘導電圧の数値計算。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 防災設備にもとめられるもの2014

    • 著者名/発表者名
      引地 順、市川紀充
    • 雑誌名

      電気設備学会誌

      巻: Vol. 34,No. 3 ページ: 159-163

  • [雑誌論文] Electrical fatality rate by industry in Japan, 1974-20032013

    • 著者名/発表者名
      Norimitsu Ichikawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Applications

      巻: Vol. PP, No. 99 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on an insulating safeguard based upon DC breakdown voltages of insulating materials2013

    • 著者名/発表者名
      Norimitsu Ichikawa, Kazuhiko Taniguchi
    • 雑誌名

      Automatic Control of Physiological State and Function

      巻: Vol. 2, No. 1, 1000105 ページ: 4 pages

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ESD detection by transient earth voltage2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ohsawa, Norimitsu Ichikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: Vol. 418, No. 012054 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 需要設備向けスマートグリッド実用化技術2013

    • 著者名/発表者名
      需要設備向けスマートグリッド実用化技術調査専門委員会編
    • 雑誌名

      電気学会技術報告

      巻: 第1283号 ページ: 1-115

  • [雑誌論文] 特集に当たって2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 雑誌名

      電気設備学会誌

      巻: Vol. 33、No. 4 ページ: 228-229

  • [雑誌論文] 電気安全の大切さ2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 雑誌名

      電気設備学会誌

      巻: Vol. 33、No. 4 ページ: 239-243

  • [雑誌論文] 密閉された金属容器内で発生する災害予兆放電の外部検出の研究2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充、大澤 敦、冨田 一
    • 雑誌名

      労働安全衛生総合研究所特別研究報告

      巻: JNIOSH-SRR-NO. 43 ページ: 7-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 過渡接地電圧による静電気放電の検出2013

    • 著者名/発表者名
      大澤 敦、市川紀充
    • 雑誌名

      労働安全衛生総合研究所特別研究報告

      巻: JNIOSH-SRR-NO. 43 ページ: 13-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 初期放電の検出による静電気火災・爆発災害の予防技術の開発に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      冨田 一、山隈瑞樹、大澤 敦、崔 光石、市川紀充、最上智史、鈴木輝夫
    • 雑誌名

      労働安全衛生総合研究所特別研究報告

      巻: JNIOSH-SRR-NO. 43 ページ: 1-3

  • [雑誌論文] 編集後記2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 雑誌名

      電気設備学会誌

      巻: Vol. 33、No. 12 ページ: 956

  • [学会発表] 電気安全の大切さ-感電災害の現状と今後の課題-

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 学会等名
      講習会「ビル電気設備の安心安全技術」(主催:電気設備学会)
    • 発表場所
      東京電業会館
    • 招待講演
  • [学会発表] スマートグリッドと需要家ファシリテイ間のサービス・インフラの概要

    • 著者名/発表者名
      市川紀充、豊田武二
    • 学会等名
      電気学会全国大会シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学
  • [学会発表] 帯電した人体の動きによって発生する誘導電圧を利用した動作判別

    • 著者名/発表者名
      渡邊政宏、市川紀充、坂本哲夫
    • 学会等名
      電気学会生産設備管理研究会
    • 発表場所
      工学院大学
  • [学会発表] 帯電した物体を金属筐体から遠ざけたときに生じる静電誘導電圧

    • 著者名/発表者名
      市川紀充、牧田幸太
    • 学会等名
      電気学会生産設備管理研究会
    • 発表場所
      工学院大学
  • [学会発表] コンセントとプラグ間で発生するシンチレーション時の表面温度・電流特性

    • 著者名/発表者名
      湯山翔太、市川紀充、坂本哲夫
    • 学会等名
      電気学会生産設備管理研究会
    • 発表場所
      工学院大学
  • [学会発表] 電気設備への雷災害で生じる大地電位の上昇に関する研究

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 学会等名
      安全工学シンポジウム2013
    • 発表場所
      日本学術会議
  • [図書] 日本大百科全書ニッポニカ(Web公開版)2014

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 総ページ数
      アンペア契約やインターホンなど計22項目
    • 出版者
      小学館クリエイティブ
  • [図書] 電気工学ハンドブック第7版、45編静電気・医用電子・一般、第1章静電気2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 総ページ数
      2335-2340
    • 出版者
      電気学会
  • [図書] 電気学会125年史 1888-2013、第2部5編2章第1章総説2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 総ページ数
      663-664
    • 出版者
      電気学会
  • [図書] 電気学会125年史 1888-2013、第2部5編2章第2節感電災害の防止技術2013

    • 著者名/発表者名
      市川紀充
    • 総ページ数
      664-665
    • 出版者
      電気学会

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公開日: 2015-05-28  

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