(57)【要約】  伝統的な静電塗装だけでなく、自然環境におかれ、抵抗が変化し易い農産物等に対しても適切な印加作業を施すことができる高電圧印加装置を提供する。  出力電流値と電圧値をデジタル変換器（１０３、１０５）を介してＣＰＵ（３９）に取り込み、放電エネルギー量を求め、印加一回当たりの放電量が適正か否かを判定し、その結果を緑／赤ランプ列（１０７）の点灯により表示する。従って、作業者は放電量が不十分で適正でなかった場合には容易に分かるので、印加をやり直して、当該農産物に応じて適切な印加作業を施すことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラの制御下で、高電圧発生部で昇圧した電圧を対象物に対して印加する高電圧印加装置であって、
高電圧発生部側に設けられた放電を電気的に検知する放電検知手段を備え、前記コントローラは、前記放電検知手段からの検知情報に基づいて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載した高電圧印加装置において、
放電検知手段は電波受信用アンテナ導体であり、コントローラは、含まれる雑音レベルから放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載した高電圧印加装置において、
アンテナ導体は高電圧発生器のメタルコネクタの外側導電体で構成されていることを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載した高電圧印加装置において、コントローラに接続され、高電圧印加時の入力側または出力側の電流・電圧の４つのうち少なくとも一つの値を検出する放電検出手段を備え、前記コントローラは前記値から予め設定された適正範囲と照らし合わせて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載した高電圧印加装置において、
放電検出手段では、入力側または出力側の電流を検出することを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項６】
請求の範囲第４項または第５項に記載した高電圧印加装置において、
放電検出手段では、入力側または出力側の電流又は電流及び電圧を検出し、
コントローラは、これらから算出されたエネルギー量から予め設定された適正範囲と照らし合わせて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載した高電圧印加装置において、
光や音などの報知手段を備えていることを特徴とする高電圧印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装装置、植物用電撃装置等に備えられ、対象物に高電圧を印加する高電圧印加装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、静電塗装を行う場合には、被塗装物に導電プライマーを塗布した後には、予めアースされているか否かを確認する。アース不良の場合には、被塗装物とアース間で放電が発生し、この放電が静電塗装で使用されている溶剤の最小着火エネルギーを上回ると、火災が発生するからである。
また、特許文献２に記載のように、ほだ木に雷が落ちるとシイタケが異常発生することが知られており、最近では発芽直前のほだ木に高電圧の電気的刺激を与えるとシイタケの発生が促進する等、植物に対して電撃を与えることで育成促進を図れることや、その逆に不要な植物には細胞膜を破壊して枯らすことができることが分かってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７１２２４号公報
【特許文献２】特開昭６３−９８３２２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】高木浩一、猪原哲著「パルスパワー技術の農業・食品分野への応用」電気学会論文誌Vol.129  No.7  2009  社団法人電気学会  p.439-445
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、従来のアース確認方法は静電塗装前に行うものであり、作業中での確認はできなかった。
また、農産物等に含まれる水分は、自然環境下におかれると、変化し易いが、水分量が変化すると、電気抵抗が変化する。また、室内でも、農産物のおかれた状態、例えば容器が絶縁性か否かでも、電気抵抗が変化する。さらに、装置側で印加電圧を設定しても、放電ギャップの長さが適正でないと、所望の放電エネルギーは発生しない。それに対して、農産物毎に有効とされる放電エネルギーの範囲は決まっているが、特許文献２で提案されているものは、そのような被印加側での電気抵抗の変化や装置側の組立ミスに対応できる構成にはなっていない。【０００６】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、放電状態を高電圧発生装置側で逐次把握できる、新規且つ有効な高電圧印加装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求の範囲第１項の発明は、コントローラの制御下で、高電圧発生部で昇圧した電圧を対象物に対して印加する高電圧印加装置であって、高電圧発生部側に設けられた放電を電気的に検知する放電検知手段を備え、前記コントローラは、前記放電検知手段からの検知情報に基づいて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置である。【０００８】
請求の範囲第２項の発明は、請求の範囲第１項に記載した高電圧印加装置において、放電検知手段は電波受信用アンテナ導体であり、コントローラは、含まれる雑音レベルから放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置である。【０００９】
請求の範囲第３項の発明は、請求の範囲第１項または第２項に記載した高電圧印加装置において、アンテナ導体は高電圧発生器のメタルコネクタの外側導電体で構成されていることを特徴とする高電圧印加装置である。【００１０】
請求の範囲第４項の発明は、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載した高電圧印加装置において、コントローラに接続され、高電圧印加時の入力側または出力側の電流・電圧の４つのうち少なくとも一つの値を検出する放電検出手段を備え、前記コントローラは前記値から予め設定された適正範囲と照らし合わせて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置である。【００１１】
請求の範囲第５項の発明は、請求の範囲第４項に記載した高電圧印加装置において、放電検出手段では、入力側または出力側の電流を検出することを特徴とする高電圧印加装置である。【００１２】
請求の範囲第６項の発明は、請求の範囲第４項または第５項に記載した高電圧印加装置において、放電検出手段では、入力側または出力側の電流又は電流及び電圧を検出し、コントローラは、これらから算出されたエネルギー量から予め設定された適正範囲と照らし合わせて放電状態を把握することを特徴とする高電圧印加装置である。【００１３】
請求の範囲第７項の発明は、請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載した高電圧印加装置において、光や音などの報知手段を備えていることを特徴とする高電圧印加装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の高電圧印加装置によれば、高電圧発生器側で、作業中でも放電状態を把握できる。
農作物等に適用する場合には、対象物である被印加側での電気抵抗の変化等に対応して、適切な放電エネルギーを印加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高電圧印加装置の全体の斜視図である。
【図２】図１の高電圧印加装置の電源乃至高電圧発生部の電気的配線図である。
【図３】図１の高電圧印加装置の高電圧パルス印加部の構成図である。
【図４】図１の高電圧印加装置と被印加体とを含む簡易的な電気的構成図である。
【図５】図１の高電圧印加装置の出力波形である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る高電圧印加装置の電源乃至高電圧発生部の電気的配線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係る高電圧印加装置１を、図面にしたがって説明する。
図１に示すように、高電圧印加装置１は、高電圧発生部３、コントローラ３７、高電圧パルス印加部５１とから主になっており、高電圧パルス印加部５１には手持ち部５５が一体に取り付けられている。
高電圧発生部３は使用の際には後述する設置型ハウジング４７内に収容される。
高電圧発生部３は低電圧ケーブル３１を介してコントローラ３７と接続され、高電圧ケーブル４９を介して高電圧パルス印加部５１と接続されている。
【００１７】
高電圧発生部３は、熱硬化性樹脂製の樹脂成形体５に高電圧発生回路７が封入されて一体になっている。高電圧発生回路７の構成について、図２にしたがって説明する。
入力側には複数の端子９（９ａ〜９ｇ）を有するメタルコネクタ１０が備えられている。その右側には昇圧変圧器１１が配置されており、昇圧変圧器１１の右側にはコッククロフトウォルトン回路１３が配置されている。コッククロフトウォルトン回路１３は複数のコンデンサ１５と複数のダイオード１７とから成っている。コッククロフトウォルトン回路１３の右側には出力用保護抵抗１９が配置されており、出力用保護抵抗１９の右側には出力端子２１が配置されている。昇圧変圧器１１、コッククロフトウォルトン回路１３の下側にはブリーダ抵抗２３、２５、保護抵抗２７が配置されている。
符号２９は温度センサを示し、この温度センサ２９は昇圧変圧器１１の近傍に配置されている。
【００１８】
低電圧ケーブル３１には複数の伝送線３３（３３ａ〜３３ｇ）が備えられており、複数の伝送線３３はシールド材３５で包囲されている。低電圧ケーブル３１の端部にはメタルコネクタ３４が設けられており、このメタルコネクタ３４と高電圧発生部３のメタルコネクタ１０が連結されている。
コントローラ３７のＣＰＵ３９には、定格温度、高電圧パルスの印加方法（出力電圧、発生方法等）や放電が適正になされているか否かの判定に必要なプログラムやデータが記憶されたメモリ４１と、直流電源４３の電源ラインに介挿されるトランジスタ４５が接続されている。
【００１９】
昇圧変圧器１１の一次側コイルは端子９ａ、９ｂ、９ｃ、伝送線３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してコントローラ３７に接続されている。昇圧変圧器１１の二次側コイルはコッククロフトウォルトン回路１３に接続されている。コッククロフトウォルトン回路１３の高電圧側（図２において右側）には出力用保護抵抗１９の一端が接続されており、この出力用保護抵抗１９の他端は出力端子２１に接続されている。
また、コッククロフトウォルトン回路１３の高電圧側には分圧用にブリーダ抵抗２３の一端が接続されており、ブリーダ抵抗２３の他端にはブリーダ抵抗２５の一端が接続されている。ブリーダ抵抗２５の他端は端子９ｆ、伝送線３３ｆを介してコントローラ３７に接続されており、コントローラ３７内で接地されている。
保護抵抗２７の一端は端子９ｄに接続され、他端は端子９ｆに接続されている。
【００２０】
温度センサ２９の一端は端子９ｇ、伝送線３３ｇを介してコントローラ３７に接続されており、他端はメタルコネクタ１０、３４、シールド材３５、導線３６を介してコントローラ３７内で接地されている。
【００２１】
上記したように、電源供給ラインである伝送線３３ａには、入力電圧値・入力電流値のデジタル変換器１０１を含む検出ラインが介挿されており、入力電圧値・入力電流値がデジタル変換されてＣＰＵ３９に取り込まれるようになっている。
また、伝送線３３ｄとその途中に介挿された出力電流値のデジタル変換器１０３により出力電流値の検出手段が構成され、伝送線３３ｅとその途中に介挿された出力電圧値のデジタル変換器１０５により出力電圧値の検出手段が構成され、出力電流値・出力電圧値がデジタル変換されてＣＰＵ３９に取り込まれるようになっている。
【００２２】
図１において符号４７は設置型ハウジングを示し、この設置型ハウジング４７は、一端側に開口を有する高電圧発生部収容空間４７ａ、高電圧ケーブル挿入空間４７ｂ及び調整用コンデンサ収容空間４７ｃを有している。設置型ハウジング４７内には金属製の接続部４８（図２参照）が設けられており、この接続部４８は高電圧発生部収容空間４７ａ、高電圧ケーブル挿入空間４７ｂ及び調整用コンデンサ収容空間４７ｃの他端側の側面を画定している。
設置型ハウジング４７の一端側の側面のうち、調整用コンデンサ収容空間４７ｃは接地プレート５２で閉鎖されるようになっている。メタルコネクタ１０、３４は接地プレート５２に接続されている。また、高電圧ケーブル挿入空間４７ｂの開口にはケーブルグランド５８が設けられている。
調整用コンデンサ収容空間４７ｃには、ユニット化された調整用コンデンサ５４（図２参照）が収容されている。
【００２３】
次に、高電圧パルス印加部５１の構成について、図３にしたがって説明する。
符号５３は長筒状の筺体を示し、この筺体５３は３つの部材からなっている。すなわち、左方から手持ち部５５、保護カバー５７、放電ギャップカバー５９がそれぞれ連結されて一体になっている。
手持ち部５５は導電材、例えば金属材で構成されており、アース線５６が接続されている。保護カバー５７は絶縁体、例えばPVC、PE、PP、POM、PETP、PFA、PTFEなどで構成される。
放電ギャップカバー５９は透明乃至半透明で、上記した絶縁体や１０６〜１０１０Ω程度の抵抗値を有する半導電体、例えば、PVC、PETP、PMMA、PCなどで構成される。なお、半導電体は、後述する放電側電極６３と接地側電極６５との間の放電を阻害することがないものである。
【００２４】
この筺体５３内に軸方向左端側から高電圧ケーブル４９の他端側が引き込まれており、この引き込まれた部分は絶縁性の筒体５０に収容されている。高電圧ケーブル４９の引き込み口にはケーブルグランド６１が設けられている。
高電圧ケーブル４９は放電ギャップカバー５９側まで延びており、その先端側に球状の放電側電極６３が裸出している。
この放電側電極６３に放電ギャップ（Ｇ）を介して球状の接地側電極６５が対向している。棒状の連結部６７を挟んでこの接地側電極６５の反対側には印加側電極６９が裸出している。連結部６７は接地側電極６５側が筺体５３内に引き込まれており、被印加体（Ｏ）に当てて接触させる印加側電極６９のみが筺体５３の外に裸出している構成になっている。
【００２５】
全体の電気的構成を簡略化すると、図４に示すように、装置側は、高電圧発生部３のコンデンサ（Ｃ１）、調整用コンデンサ５４（Ｃ２）、高電圧ケーブル４９のコンデンサ（Ｃ３）、ブリーダ抵抗２３、２５（Ｒ１）、出力用保護抵抗１９（Ｒ２）となり、被印加体（Ｏ）側は被印加抵抗（Ｒ３）とで構成されており、以下に示す検出・判定機構により、この被印加抵抗（Ｒ３）の変化に対応できるようになっている。
【００２６】
ＣＰＵ３９では、把握手段の一部として判定手段が論理構成されており、図５に示す出力放電電圧波形と出力放電電流波形から、ＣＰＵ内蔵のクロックを利用して、以下の数式によって、一回の放電当たりの放電エネルギー量（Ｅ）を求め、これも、予め設定された適正範囲と照らし合わせて、当該範囲に収まるか否かで、ＯＫ／ＮＧを判定する。
【数１】
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電流または電圧のいずれか一方だけでなく、両方の値が反映される放電エネルギー値を求めることで、サンプリング周波数を多くせずとも精度高く放電量が適正か否かを判定できている。
【００２７】
また、ＣＰＵ３９では、入力電圧波形と入力電流波形からでも、ＣＰＵ内蔵のクロックを利用して、同様に、一回の放電当たりの入力エネルギー量を求めている。
コントローラ３７に、放電エネルギー量と入力エネルギー量の両方とも、適正範囲に収まる場合には、最終的にＯＫの判定を下し、それ以外の場合にはＮＧの判定を下す。
報知手段として緑／赤ランプ列１０７が設けられており、コントローラ３７は、最終的な判定結果に基づいて、緑（ＯＫ）、赤（ＮＧ）のいずれかを点灯させる。
【００２８】
次に、高電圧印加装置１の使用方法と動作について説明する。
被印加体（Ｏ）としてのシイタケのほだ木に高電圧パルスを印加する場合について説明する。
シイタケのほだ木に対応して、放電開始電圧と、放電エネルギーと、印加回数が設定されている。
被印加体（Ｏ）を適当なアース台の上に載せておく。
そして、運転スイッチ（図示省略）をＯＮにした状態で、手持ち部５５を手で握って、先端の印加側電極６９を被印加体（Ｏ）に当てる。
上記作業により、コントローラ３７の制御下、直流電源４３から供給された電源が高電圧発生部３の出力端子２１に出力される。この高電圧は、放電側電極６３に送られて接地側電極６５との間で放電を起こして高電圧パルスを生じ、この高電圧パルスが印加側電極６９側から被印加体（Ｏ）に対して印加されることになる。
【００２９】
高電圧の出力中、コントローラ３７は入力側の電流・電圧値と、出力側の放電開始電圧および放電エネルギーをモニター判定し、その結果を対応する緑／赤ランプ列１０７の点灯により報知する。
従って、不十分な放電で終わった場合には、印加回数にカウントせず、印加作業をやり直したり、装置自体の組立をやり直した上で印加作業を再開したりすることで、その被印加体（Ｏ）に必要な放電エネルギーを確実に与えることができる。
複数の印加回数で印加することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る高電圧印加装置２０１を、図６にしたがって説明する。
この高電圧印加装置２０１は、静電塗装用であり、特開２０１０−２５２４６５号公報で示すものに代えて使用できる。
高電圧印加装置２０１は、第１の実施の形態に係る高電圧印加装置１と同じ構成部分を有しており、その部分は同じ符号を付すことで説明を省略し、以下追加部分について説明する。
【００３１】
放電検出手段として、上記した電流／電圧値を利用したものに加えて、放電によって発生した電磁波を利用したものも含まれている。
メタルコネクタ３４の導電性のフード２０３（第１の実施の形態では図示省略）がアンテナ導体として利用されており、このフード２０３には導線が接続されており、この導線の他端側はケーブル３１内を通されてコントローラ３７内まで引きこまれ、電波受信器２０５に接続されている。
受信した電磁波の情報もデジタル処理されてＣＰＵ３９に渡されるので、ＣＰＵ３９は放電によって生じた電磁波から放電状態を把握できる。アース不良がある場合には、電磁場に雑音が混ざるので、メモリ４１に予め記憶された雑音レベルのデータに基づいて、その雑音レベルがアース不良の発生に相当するか否かを判定できる。
【００３２】
上記した電流／電圧値の利用だけでは、アース不良は把握できないので、両方を併用することで、放電量が適正か否かと、アース不良の有無を同時に把握できる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、放電エネルギーを求めるのではなく、簡易的に、入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧のいずれか１つの値を求めてもよい。但し、電圧値が所定の高さまで上がっても周囲環境によっては放電しないことから、電流値を採用する方が実際の放電状況を反映し易い。また、昇圧ロスがあるので、入力側よりも出力側の方が実際の放電状況を反映し易い。
また、上記の実施の形態では、高電圧発生部３は手持ち部５５と離れていたが、一体にしてもよい。
また、アンテナ導体は別個のものを外付けしてもよい。
放電検出手段は、用途や求められる要求のレベルに応じて選択すればよく、電磁波を利用するだけの簡易構成にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の高電圧印加装置は、従来の伝統的な静電塗装等の工業分野だけでなく、農作物に対して電気的刺激を与える等の農業分野でも利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１…高電圧印加装置（第１の実施の形態）      ３…高電圧発生部
７…高電圧発生回路      １３…コッククロフトウォルトン回路
２３、２５…ブリーダ抵抗      ３１…低電圧ケーブル
３７…コントローラ      ４７…設置型ハウジング      ４８…接続部
４９…高電圧ケーブル      ５１…高電圧パルス印加部
５２…接地プレート      ５３…筺体      ５４…調整用コンデンサ
５５…手持ち部      ５７…保護カバー
５８、６１…ケーブルグランド      ５９…放電ギャップカバー
６３…放電側電極      ６５…接地側電極      ６７…連結部
６９…印加側電極      １０１…入力電圧値・入力電流値のデジタル変換器
１０３…出力電流値のデジタル変換器
１０５…出力電圧値のデジタル変換器
１０７…緑／赤ランプ列
Ｏ…被印加体      Ｇ…放電ギャップ      Ｃ１…高電圧発生部の静電容量
Ｃ２…調整用コンデンサの静電容量      Ｃ３…高電圧ケーブルの静電容量
Ｒ１…ブリーダ抵抗（２３、２５）      Ｒ２…出力用保護抵抗（１９）
Ｒ３…被印加抵抗（Ｏ）    ２０１…高電圧印加装置（第２の実施の形態）
２０３…導電性のフード      ２０５…電波受信器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2013051276.tif 000011
2013051276.tif 000012
2013051276.tif 000013
2013051276.tif 000014
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