アルミテープの効果と形状、除電範囲を詳しく説明

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アルミテープ・バンパー1

ここではトヨタが考案したアルミテープによる除電の効果と貼り付け場所をなるべくわかりやすく、説明したいと思います。

トヨタ特許情報を読み解き、部分的に説明していきます。

説明部位はバンパー。他、アルミテープが効力を及ぼす範囲と、どのような箇所に貼れば効果的なのか?が開示されているので合わせて見ていきます。

参考ページ

車両及びその製造方法

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除電器(アルミテープ)の設置場所~バンパー

屈曲している箇所に貼る

アルミテープ・バンパー1

上の図が示しているのは効果的なアルミテープ(除電器)設置場所を表しています。番号12に導電性被膜(帯電抑制剤)と名称が付けられていますが、これがアルミテープのこと。点線で表されている四角のエリアです。

ここに貼り付けられている意味は空気流が剥離する特定箇所の外表面とは反対側の裏面に貼り付けられているからです。

貼り付けるのは裏側でも表側でも構いません。裏側に貼る理由は表側だと見栄えが悪くなるから、ということが記載されています。

ここで言う「空気流が剥離する」というのは、車体の表面に沿った空気の流れが車体の表面から離れた空気の流れに変化することであり、車体を前方から見た場合に、車体の外面が車体の内側に屈曲する箇所で空気流の剥離が主に生じる、ということ。

空気流が剥離するポイントは車体の左右両側で車幅が狭くなるように屈曲する箇所、またボンネットやルーフでは高さが低くなるように屈曲する箇所、

さらにアンダーカバーなどの車体下面に露出している部分では、車高が車両後方に向けて次第に低くなっている箇所から水平に変化するように屈曲する箇所、あるいは車両後方に向けて水平であった箇所から車高が次第に高くなるように屈曲する箇所など。

さらに、車体の外部に部分的に突出している箇所や段差のある箇所などが、空気流の剥離が生じる特定部位に相当する。と記載がある。

すごく簡単に言うとバンパーの角などの折れ曲がっているラインで空気の流れが変わるから、そこを除電すると具合がいいよ、ということ。

外装部品で効果的な部位

バンパー、ドアミラー、ヘッドランプ、ドアノブ、テールランプ、アンテナフィン、樹脂製サイドドア、樹脂製バックドア等。
これらの外装部品は静電気によって正に帯電し易く、その結果正の電位が高くなる樹脂部品であり、これらの樹脂外装部品にアルミテープを設けると効果的であるとされています。

除電器(アルミテープ)の形状と種類の定義

形状について

アルミテープ形状

トヨタが公開した情報では除電器(導電性被膜)は外縁部や外周壁面に鋭い角部を有しており、具体的には鋭利もしくは尖っていて電荷が集中して自己放電を生じ易くなるようにする形状が好ましいとされている。

上図を見てもらえるとわかるように図(A)は長方形だ。単純なこの形でも4つの辺、フチが鋭利なエッジであったり尖った角部がきちんと設けられていれば除電能力はある、ということが記載されています。

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また、より多くの放電が発生しやすいように長方形に限らず図(B)のように格子状にしたり、他には(C)(D)のように半円形や円形であっても効果があるとのこと。

半円形や円形でも側面に鋭利なエッジさえ設けていればそこから放電が見込める。

これまでの情報からすでに施行した皆さんは格子状にしたり、それに近い形状のアルミテープを車に貼り付けている人が多いと思う。しかし図を見ると長方形や半円形、円形であっても問題ないと公言している。

半円形や円形でも側面に鋭利なエッジさえ設けていればそこから放電が見込め、更に効果的に放電したければ表面にローレット加工などを施して表面を凸凹にすることも有効。

ローレット加工

http://blog.livedoor.jp/damdari/tag/STAEDTLER

除電器の素材と効果範囲

除電器(導電性被膜)の素材として、金、銀、銅、アルミニウム等(すなわち導電性金属)を用いることができる。

アルミニウムを用いる場合には酸化防止加工を施すことが好ましく、これは酸化による導電性の低下を抑制するため。
トヨタはこの特許を公開している情報の中で、例えば上図の車両バンパーの図中(12)は導電性金属箔と導電性接着剤との層からなる接着テープであって、例えば導電性アルミニウムホイールテープを鋭利もしくは尖った角部を設けるように切断したものであってもよい。

と記載があることから使用するには導電性金属箔と導電性接着剤を使った部材であることが重要なのではないだろうか?と推測できる。

そしてその除電器(アルミテープ)の効果範囲は特定部位を中心として直径約150mm200mmの範囲の特定部位における車体表面からの空気流の剥離が抑制される。

と明言している。特定部位というのは貼り付けた位置のことでアルミテープを貼り付けた位置から直径150~200mmまでを除電できる。ということになります。

空気流剥離のメカニズム

アルミテープ3

これは上図のバンパー断面図です。FR←と矢印が向いている方向が車体前側になります。

なぜ車を除電すると有効に働くか?ということを簡単に説明すると車は走行すると静電気が少しずつ蓄積されていき、気流が矢印B方向に大きく乱れていくところをアルミテープ(12)を設置して除電することによって抑えられ、矢印Aに円滑に流れるようになります。

そうすることで想定した通りの、もしくは近い空力特性が獲得でき、極低速走行時から高速走行時までにおける動力性能や操縦安定性もしくは制動性能あるいは乗り心地などの走行特性が向上します。

また、車体の帯電は主に車が走行することにより生じるので、高速走行するほど帯電量が多くなって自己放電が生じやすくなる。そのため中高速走行時の走行特性が、より向上する。

応用も利くアルミテープ

特許公開文書末に「本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。」

とあるので、今日までにユーザーの方々が色々な場所に施行したことは間違ってはいなかったようです。

ただ効果が目に見えなく、大体が自身の体感度合いでしか比べようがないので施行する場所が難しいのが実情です。

施行場所やアルミテープの形状に困ったときなど、これを一読いただければ手がかりになるかもしれません。

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