(57)【要約】【課題】電力線のような導体に電圧が印加されなくなった場合に、逆極性等の電圧を印加することなく表示状態が切り替わる加圧・無加圧検知表示装置を実現する。【解決手段】導体の表面に接合させるための粘着層が一方の面に形成された電極層と、該電極層と所定の間隔を置いて対向配置された透明電極層と、前記電極層と透明電極層との間に挟持された表示層とを有し透明電極層を介して表示層の表示状態が視認可能である加圧・無加圧検知表示装置において、前記表示層は、一方の半球に正の帯電体、他方の半球に負の帯電体を有する帯電粒子がシート状媒体中に混入されてなり、帯電粒子は正の帯電体を有する半球側と負の帯電体を有する半球側とが異なる色に着色され、導体に電圧が印加されていると該導体と電極層との間に電界に応じた向きに回転し、導体に電圧が印加されなくなると帯電粒子の周囲の場の状態に応じて向きが変化するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する電極層と、該電極層の他方の面と所定の間隔を置いて対向配置された透明電極層と、前記電極層と前記透明電極層との間に配置された表示層とを有し、前記透明電極層を介して前記表示層の表示状態が視認可能である導体の加圧・無加圧検知表示装置であって、
前記表示層は、一方の半球に正の帯電体、他方の半球に負の帯電体を有する帯電粒子がシート状媒体中に回転可能に混入されてなり、
前記帯電粒子は、
正の帯電体を有する半球側と負の帯電体を有する半球側とがそれぞれ異なる色に着色され、
前記導体に電圧が印加されていると、該導体と前記電極層との間の電界に応じた向きに回転し、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子の周囲の場の状態に応じて向きが変化するように構成されていることを特徴とする導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【請求項２】
前記導電性を有する電極層の一方の面に、監視対象の導体の表面に接合させるための粘着層が形成され、当該粘着層を用いて前記監視対象の導体の表面に結合させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【請求項３】
前記帯電粒子の周囲の場は、前記表示層の前記電極層との界面近傍の残留電荷と、前記表示層の前記透明電極層との界面近傍の残留電荷とによって形成される電場であり、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子は前記残留電荷によって形成される前記電場に応じて向きが変化することを特徴とする請求項１または２に記載の導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【請求項４】
前記粘着層と前記電極層との間に磁石層が設けられ、
前記帯電粒子の周囲の場は、前記磁石層によって形成される磁場であり、
前記帯電粒子は正の帯電体を有する半球側に磁性体が添加されており、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子は前記磁性体が前記磁石層の磁力により吸引されて向きが変化することを特徴とする請求項１または２に記載の導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【請求項５】
前記電極層は前記表示層の外側に広がる部位を有し、該部位には一方の端子が前記電極層に電気的に接続された抵抗体が実装され、
前記抵抗体の他方の端子と前記透明電極層には、接地電位を供給するための２本のリード線の端部がそれぞれ接続され、該リード線の途中には、前記抵抗体と直列をなす抵抗素子および該抵抗素子と並列形態の容量素子が実装された基板が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【請求項６】
前記監視対象の導体は、鉄道軌道に敷設されているき電線であり、
前記基板は、前記リード線の前記表示層との接続部から所定距離以上離れた部位に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の導体の加圧・無加圧検知表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力線のような導体への電圧印加の有無を検知し表示する加圧・無加圧検知表示装置に関し、特に帯電粒子を利用した加圧・無加圧検知表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用の直流送電システムにおける送電線（電力線）には、変電所から１５００Ｖ程度の直流電圧が印加されている。送電線（電力線）や変電所においては、工事を行う場合、電力線への送電を停止してから行うが、電力線を見ただけでは直流電圧が印加されているか否か分からない。
直流送電システムにおける送電線の直流電圧を測定するための装置として検電器が知られている。従来の検電器には、接触型の検電器と非接触型の検電器があるが、高圧の電力線に関しては、安全性確保の観点から非接触型の検電器を使用するのが望ましい。なお、非接触型の検電器に関する発明としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
しかしながら、複数の電力線が輻輳している区間や配電盤等の装置において、非接触型の検電器を用いたのでは、隣接する電力線の電界に反応するおそれがあるため、着目する電力線に直流電圧が印加されているか否か正確に知ることは困難である。
一方、電界の印加により光学特性が変化する電気光学層（電気泳動層）及び電極層を有し、電力線芯線外周の絶縁層外に配置して、芯線に加えられた直流或いは交流電位の形成する電界により電気光学層の光学特性を変えて電力線への通電有無を視認可能とした通電表示媒体に関する発明が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２７３３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載されている通電表示媒体は、検知対象の電力線に直接装着する形態であるため、複数の電力線の輻輳区間における誤検知のおそれはないものの、電力線への通電に伴う電界により電気光学層の光学特性を変えて視認を可能にするものであり、電力線の印加電圧がゼロになっただけでは表示が切り替わらない。
また、電気泳動粒子を利用した表示媒体として電子ペーパーが知られているが、電子ペーパーは電気泳動粒子がメモリ性を有しており、表示を切り替えるには印加電圧の極性を逆転させなければならない。そのため、上記いずれの技術も、送電の停止すなわち電力線に印加されている直流電圧がなくなったことを検知して表示する加圧・無加圧検知表示装置として使用することができないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、検電器を使用せずに、電力線のような導体に電圧が印加されているか否かを視覚的に確認することができる加圧・無加圧検知表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、導体に電圧が印加されなくなった場合に、逆極性等の電圧を印加することなく表示状態が切り替わる加圧・無加圧検知表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、
導電性を有する電極層と、該電極層の他方の面と所定の間隔を置いて対向配置された透明電極層と、前記電極層と前記透明電極層との間に配置された表示層とを有し、前記透明電極層を介して前記表示層の表示状態が視認可能である導体の加圧・無加圧検知表示装置であって、
前記表示層は、一方の半球に正の帯電体、他方の半球に負の帯電体を有する帯電粒子がシート状媒体中に回転可能に混入されてなり、
前記帯電粒子は、
正の帯電体を有する半球側と負の帯電体を有する半球側とがそれぞれ異なる色に着色され、
前記導体に電圧が印加されていると、該導体と前記電極層との間の電界に応じた向きに回転し、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子の周囲の場の状態に応じて向きが変化するように構成したものである。
ここで、「帯電粒子」は、回転のし易さの観点から球状であることが望ましいが、完全な球体である必要はなく、多少いびつな球状や正多面体状等であっても良い。
【０００８】
上記手段によれば、監視対象の導体（電力線）に電圧が印加されているか印加されていないかによって、表示部内の帯電粒子の向きが異なるとともに、正電荷の帯電側と負電荷の帯電側とで色が異なるため、導体に電圧が印加されているかいないかを表示部の色を見て判断することができる。また、帯電粒子はその周囲の場の状態に応じて向きが変化するため、逆極性等の電圧を印加することなく表示状態を切り替えることができる。その結果、電力線への電圧印加の有無を検知し表示することができる。なお、「帯電粒子の周囲の場」としては、電場、磁場、重力場を利用することができる。また、導体への印加電圧が直流電圧または交流電圧のいずれの場合でも検知可能である。
【０００９】
ここで、望ましくは、前記導電性を有する電極層の一方の面に、監視対象の導体の表面に接合させるための粘着層が形成され、当該粘着層を用いて前記監視対象の導体の表面に結合させることが可能に構成する。
かかる構成によれば、電極層が監視対象の導体の表面に密着されることで、より確実な表示が可能になる。
【００１０】
また、望ましくは、前記帯電粒子の周囲の場は、前記表示層の前記電極層との界面近傍の残留電荷と、前記表示層の前記透明電極層との界面近傍の残留電荷とによって形成される電場であり、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子は前記残留電荷によって形成される前記電場に応じて向きが変化するように構成する。
かかる構成によれば、導体に電圧が印加されなくなると残留電荷によって形成される電場に応じて表示部内の帯電粒子の向きが変化するので、無加圧時に電場を逆転させるための手段を設けなくても表示状態を切り替えることができる。
【００１１】
また、前記粘着層と前記電極層との間に磁石層が設けられ、
前記帯電粒子の周囲の場は、前記磁石層によって形成される磁場であり、
前記帯電粒子は正の帯電体を有する半球側に磁性体が添加されており、
前記導体に電圧が印加されなくなると、前記帯電粒子は前記磁性体が前記磁石層の磁力により吸引されて向きが変化するように構成しても良い。
かかる構成によれば、粘着層と電極層との間に磁石層（マグネットシート）を設けるだけで、無加圧時に磁場を変化させて表示状態を切り替えることができるため、導体の加圧・無加圧検知表示装置を安価に実現することができる。
【００１２】
さらに、望ましくは、帯電粒子の周囲の場として残留電荷によって形成される電場を利用するものにおいて、前記電極層は前記表示層の外側に広がる部位を有し、該部位には一方の端子が前記電極層に電気的に接続された抵抗体が実装され、
前記抵抗体の他方の端子と前記透明電極層には、接地電位を供給するための２本のリード線の端部がそれぞれ接続され、該リード線の途中には、前記抵抗体と直列をなす抵抗素子および該抵抗素子と並列形態の容量素子が実装された基板が設けられているように構成する。
かかる構成によれば、部品点数の少ないコンパクトな加圧・無加圧検知表示装置を実現することができる。
【００１３】
さらに、望ましくは、前記監視対象の導体は、鉄道軌道に敷設されているき電線であり、
前記基板は、前記リード線の前記表示層との接続部から所定距離（例えば３０ｃｍ）以上離れた部位に設けられているようにする。
これにより、例えば１０００Ｖ以上の高電圧が印加されるき電線の加圧・無加圧を、リード線（ケーブル）を介した放電や表示部の絶縁破壊を起こすことなく検知することができる加圧・無加圧検知表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、検電器を使用せずに、電力線のような導体に電圧が印加されているか否かを視覚的に確認することができる加圧・無加圧検知表示装置を実現することができる。また、導体に電圧が印加されなくなった場合に、逆極性等の電圧を印加することなく表示状態が切り替わる加圧・無加圧検知表示装置を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】(Ａ)は本発明に係る導体の加圧・無加圧検知表示装置の一実施形態を示す構成図、(Ｂ)は実施形態の加圧・無加圧検知表示装置の等価回路図である。
【図２】実施形態に係る導体の加圧・無加圧検知表示装置を構成する検知表示器のデバイス構造の具体例を示す断面図である。
【図３】電界を利用して表示を反転させる第１実施例の加圧・無加圧検知表示装置における検知表示器の動作原理を示す説明図である。
【図４】第１実施例の加圧・無加圧検知表示装置を、交流が印加される導体の加圧・無加圧を検知する装置として構成する場合の変形例を示すもので、（Ａ）は検知表示器の構成および動作原理を示す説明図、（Ｂ）はその等価回路図である。
【図５】磁界を利用して表示を反転させる第２実施例の加圧・無加圧検知表示装置における検知表示器の動作原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る導体の加圧・無加圧検知表示装置の実施形態について説明する。
（第１実施例）
図１(Ａ)は、本発明に係る導体の加圧・無加圧検知表示装置の第１実施例を示す構成図である。図１(Ａ)に示すように、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置は、監視対象の電力線のような導体の表面に接合される検知表示器１１と、放電防止用の容量素子（コンデンサ）および抵抗素子が実装され上記検知表示器１１に接続用ケーブル１２を介して接続された付属基板１３と、付属基板１３に一方の端部が接続され他端にグランドラインへのコネクタ１４ａが設けられた接地用ケーブル１４とから構成されている。符号Ｗは、監視対象の電力線を仮想的に示したものである。
【００１７】
ケーブル１２及び１４は、検知表示器１１へ接地電位を供給するもので、それぞれ２本のリード線を有し、検知表示器１１は、ケーブル１２及び１４を介して供給される接地電位を基準にして、監視対象の電力線の電圧を検知し加圧の有無に応じた表示を行う。ケーブルを介して検知表示器１１に直接接地電位を供給する構成であると、監視対象の電力線に大きなサージ電圧が発生した時に、その電圧が直接検知表示器１１にかかってサージ電流が流れてしまうので、それを防止するために付属基板１３が設けられており、検知表示器１１と付属基板１３を接続するケーブル１２は例えば３０ｃｍ以上の長さに設定される。
【００１８】
検知表示器１１は、電気泳動粒子を利用した公知の電子ペーパー（電気泳動ディスプレイ）と類似の構造を有し、電気泳動粒子の代わりに帯電粒子を用いた表示デバイスを備えている。また、該表示デバイスをコンデンサとみなしたときに、この等価コンデンサと並列形態となる抵抗素子（以下、並列抵抗と称する）を設けて、電力線が加圧状態から無加圧状態に変化した際に並列抵抗に電流を流して、等価コンデンサの両電極の正電荷と負電荷を中和させるとともに、表示デバイスの表示層を構成するシート状媒体の表面の残留電荷で電極間の極性を逆転させて帯電粒子を反転させることで加圧・無加圧の検知と表示を行うように構成されている。
【００１９】
図２には、上記検知表示器１１の具体的なデバイス構造の例が示されている。
図２に示すように、本実施例における検知表示器１１は、当該デバイスを鉄道軌道のき電線や変電所内の高圧線のような電力線の表面に接合させるための導電性粘着層１１１と、該導電性粘着層１１１の表面に接合された両面導通電極層１１２と、該両面導通電極層１１２の表面に接合された表示層（表示シート）１１３と、該表示層１１３の表面に接合された透明電極層１１４とを備える。
【００２０】
両面導通電極層１１２は、導電層１１２ａと絶縁体層１１２ｂと導電層１１２ｃのサンドイッチ構造をなし、絶縁体層１１２ｂには、表裏の導電層１１２ａと１１２ｃとを導通する導電体コラム１１２ｄが設けられている。透明電極層１１４は、ガラス板もしくはアクリル板のような透明な樹脂からなるプレートの下面にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）のような透明な導電膜を形成したものを使用することができる。なお、図２においては、デバイスの構造が分かるように、各層を誇張して示しているが、実際に製造するデバイスでは全体の厚みが数ｍｍ程度になるように設計することができる。
【００２１】
表示層（表示シート）１１３は、内部に帯電粒子が混入された透明な材料（例えばシリコーンゴム）からなる厚さ０．２５〜０．３mmのシートの表面を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）などからなる樹脂フィルムで覆い、その外縁部を熱圧着したものであり、例えば帯電粒子とシリコーンゴムとを混ぜ合わせてシード状にしたものをシリコーンオイルに浸漬し、膨潤させることで形成することができる。帯電粒子が混入したシリコーンゴムをシリコーンオイルに浸漬すると、シリコーンゴムが約１．２２倍に膨張して、帯電粒子の周囲にシリコーンオイルで満たされた球状の空洞が形成され、その空洞内に帯電粒子が浮遊した構造が得られる。
【００２２】
帯電粒子は、一方の半球に正の帯電体、他方の半球に負の帯電体を有する球体であり、例えば直径が１００μｍ程度のアクリル製の球体のうち半分に正に帯電し易い顔料を含ませ、残り半分に負に帯電し易い顔料を含ませものである。このような帯電粒子およびその製造方法は公知であるので、具体的な製造方法の説明は省略する。本実施例では、上記２種類の顔料はそれぞれ異なる色（例えば赤色と白色）が選択される。
【００２３】
また、本実施例の検知表示器１１においては、図２に示すように、両面導通電極層１１２の表面側の導電層１１２ａが表示層（表示シート）１１３の一方の側に延設され、該延設部の上に並列抵抗１１５が実装され、並列抵抗１１５の一方の端子が導電層１１２ａに半田付け等によって電気的に接続されている。両面導通電極層１１２全体を表示層１１３の一方の側に延設しても良い。
さらに、延設された上記導電層１１２ａの並列抵抗１１５を挟んだ反対側の表面に、銅などの電気抵抗の小さな金属からなるメタル層１１６が形成され、該メタル層１１６に並列抵抗１１５の他方の端子が、半田付け等により電気的に接続されている。そして、図示しないが、このメタル層１１６に前述の接続用ケーブル１２の一方のリード線の一端が接続されている。なお、導電層１１２ａの上記並列抵抗１１５の実装部位Ｄ１および上記メタル層１１６の形成部位Ｄ２は、少なくとも表面（図では上面）が絶縁体層で形成されている。
【００２４】
さらに、本実施例の検知表示器１１においては、最上層の透明電極層１１４の下面にも銅などの導電性金属からなるメタル電極層１１７が形成され、該メタル電極層１１７に前記接続用ケーブル１２の他方のリード線の一端が電気的に接続されている。
次に、電力線が加圧状態から無加圧状態に変化した際における検知表示器１１の動作原理について、図３を用いて説明する。なお、以下の説明では、検知表示器１１が、き電線や高圧線のような電力線の表面に接合されているものとする。
【００２５】
電力線の表面に接合された検知表示器１１は、例えば変電所の遮断器（Ｓ１）が導通状態（オン）にされることで、電力線Ｗに例えば１５００Ｖのような直流電圧が印加されると、電力線の回りに電界が発生し、電力線の表面に接合されている検知表示器１１においては、図３（Ａ）に示すように、両面導通電極層１１２に正の電荷が、また透明電極層１１４に負の電荷がそれぞれ蓄積される。また、それによって表示層（表示シート）１１３内の帯電粒子Ｂは、正電荷に帯電した半球側が透明電極層１１４を向き、負電荷に帯電した半球側が両面導通電極層１１２を向くように回転する。また、このとき、表示層１１３のシート状媒体（絶縁体）の両面導通電極層１１２との界面に負の電荷が誘起され、透明電極層１１４との界面に正の電荷が誘起される。その結果、透明電極層１１４を介して、帯電粒子Ｂの正電荷帯電側の色（赤色）を視認することができるようになり、表示部の色から電圧が印加されている（加圧状態）と判断することができる。
【００２６】
次に、変電所の遮断器（Ｓ１）が遮断状態（オフ）にされることで、電力線Ｗに直流電圧が印加されなくなると、電力線の回りに電界が消滅して、図３（Ｂ）に示すように、両面導通電極層１１２に蓄積されていた正の電荷と、透明電極層１１４に蓄積されていた負の電荷がそれぞれ並列抵抗１１５（Ｒ１）に向かって移動し、電極間の蓄積電荷が放電される。
ただし、このとき、表示層１１３のシート状媒体が絶縁体であるため、両面導通電極層１１２との界面の負電荷および透明電極層１１４との界面の正電荷はそのまま界面に残留する。そのため、この残留電荷によって、帯電粒子Ｂの周囲は電場が支配的になり、図３（Ｃ）−（Ｄ）に示すように、表示層（表示シート）１１３内の帯電粒子Ｂが反転し、透明電極層１１４を介して帯電粒子帯電粒子Ｂの負電荷帯電側の色（白色）を視認することができるようになり、電圧が印加されていない（無加圧状態）と判断することができる。
【００２７】
図１(Ｂ)には、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置の等価回路が示されている。
図１(Ｂ)において、符号Ｃ１は検知表示器１１の表示層１１３を等価的に表すコンデンサ、Ｒ１は並列抵抗１１５を等価的に表したもの、Ｃ２，Ｒ２は放電防止用の付属基板１３上に実装されているコンデンサおよび抵抗である。また、Ｗは検知表示器１１が接合される監視対象の電力線である。
図１(Ｂ)の等価回路から分かるように、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置においては、１５００Ｖのような電圧が印加される電力線Ｗと接地点（０Ｖ）との間に、検知表示器１１の等価コンデンサＣ１と放電防止用のコンデンサＣ２とが直列に接続されている。
【００２８】
そのため、放電防止用のコンデンサＣ２がなく、検知表示器１１が直接接地点に接続されている場合には、検知表示器１１の両面導通電極層１１２と透明電極層１１４との間に１５００Ｖの電圧がかかるので、電力線Ｗにサージ電圧が入った際に検知表示器１１が絶縁破壊されたり放電電流が流れたりするおそれがあるが、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置においては、検知表示器１１の等価コンデンサＣ１と放電防止用のコンデンサＣ２とで電圧が分圧され、検知表示器１１にかかる電圧が小さくなって、検知表示器１１の絶縁破壊やケーブル１２を通した放電を防止することができる。放電防止用のコンデンサＣ２の容量値は、例えば検知表示器１１の等価コンデンサＣ１の容量値の１／３のような大きさに設定する。これにより、検知表示器１１にかかる電圧を、全体の１／４程度に低減することができる。
【００２９】
また、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置においては、並列抵抗１１５（Ｒ１）と直列に付属基板１３上の抵抗Ｒ２が接続されている。そのため、抵抗Ｒ２がなく、抵抗Ｒ１が直接接地点に接続されている場合には、抵抗Ｒ１の両端子間に１５００Ｖの電圧がかかるので、電力線Ｗにサージ電圧が入った際に抵抗Ｒ１が短絡して放電電流が流れるおそれがあるが、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置においては、検知表示器１１の並列抵抗１１５（Ｒ１）と放電防止用の抵抗Ｒ２とで電圧が分圧され、抵抗Ｒ１にかかる電圧が小さくなって、抵抗Ｒ１の短絡やケーブル１２を通した放電を防止することができる。
【００３０】
（変形例）
上記実施例では、直流電圧が印加される電力線を検知対象とした場合の装置の動作について説明したが、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置は、そのまま交流電圧が印加される電力線を検知対象とする装置として使用すると、印加されている交流電圧の周波数に応じて帯電粒子が回転する一方、交流電圧が印加されなくなると帯電粒子が回転しなくなるため見え方は変化するが、交流電圧が印加されているときと交流電圧が印加されていないときとで、透明電極層１１４を通して見える色が大きく変化しないので、加圧・無加圧を判別することが困難である。
【００３１】
そこで、本変形例では、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、交流電源と両面導通電極層１１２との間に整流用のダイオードＤ１を設けて、抵抗Ｒ１とで半波整流回路を構成するようにした。これにより、検知対象の電力線に交流電圧が印加された際に、検知表示器１１を、両面導通電極層１１２と透明電極層１１４との間に直流電圧が印加されたのと同じ状態にすることができる。その結果、電力線に交流電圧が印加されると、帯電粒子Ｂの正電荷帯電側の半球が透明電極層１１４を向くことで、正電荷帯電側の色（赤色）を視認することができ、電力線に交流電圧が印加されなくなると、残留電荷で帯電粒子Ｂが反転して負電荷帯電側の色（白色）を視認することができるようになるので、加圧状態か無加圧状態かを容易に判別することができる。
【００３２】
（第２実施例）
次に、本発明に係る導体の加圧・無加圧検知表示装置の第２実施例について説明する。
第２実施例は、電力線への電圧の印加がなくなった際に、磁力を利用して帯電粒子を逆転させて表示を反転させるようにしたものである。
具体的には、図２に示す検知表示器１１のデバイス構造において、両面導通電極層１１２と表示層（表示シート）１１３との間にマグネットシート１１８（図５参照）を介在させるとともに、表示層１１３に封入される帯電粒子の正電荷帯電側の半球にのみ磁性体を添加し、負電荷帯電側の半球は非磁性体のみで形成されているようにしたものである。他の構成は図２のものと同様で良い。
マグネットシート１１８は、厚みが薄いものであればＮ極とＳ極の並びはどのようなものであってもよく、例えばライン状のＮ極とライン状のＳ極とが交互に並らんだ縞模様状の構造のものでよい。
【００３３】
第２実施例の加圧・無加圧検知表示装置においては、電力線Ｗに例えば１５００Ｖのような電圧が印加されると、電力線の回りに電界が発生し、電力線の表面に接合されている検知表示器１１においては、図５（Ａ）に示すように、両面導通電極層１１２に正の電荷が、また透明電極層１１４に負の電荷がそれぞれ蓄積される。また、それによって表示層（表示シート）１１３内の帯電粒子Ｂは、正電荷に帯電した半球側が透明電極層１１４を向き、負電荷に帯電した半球側が両面導通電極層１１２を向くように回転する。その結果、透明電極層１１４を介して、帯電粒子Ｂは、正電荷帯電側の色（赤色）を視認することができ、電圧が印加されている（加圧状態）と判断することができる。
【００３４】
次に、変電所の遮断器（Ｓ１）が遮断状態（オフ）にされることで、電力線Ｗに電圧が印加されなくなると、電力線の回りに電界が消滅して両面導通電極層１１２と透明電極層１１４の蓄積電荷が並列抵抗１１５（Ｒ１）へ放電され、これらの電極間すなわち帯電粒子の周囲はマグネットシート１１８の磁場が支配的になる。また、帯電粒子Ｂは、正電荷に帯電した半球側に磁性体が添加されている。そのため、マグネットシート１１８の磁場によって、図５（Ｂ）に示すように、帯電粒子Ｂの表面の磁性体がマグネットシート１１８に引き寄せられて反転を開始し、図５（Ｃ）に示すように、磁性体添加側の半球が両面導通電極層１１２に対向する状態となる。その結果、反対側の透明電極層１１４を介して帯電粒子Ｂの磁性体が添加されていない半球側の色（白色）を視認することができ、電圧が印加されていない（無加圧状態）と判断することができる。
【００３５】
なお、図５に示した実施例においては、並列抵抗Ｒ１を設けたものを示したが、並列抵抗Ｒ１が無くても電圧が引加されなくなると電場と磁場のバランスが崩れ、帯電粒子Ｂの周囲は磁場が支配的になり帯電粒子Ｂが回転することが可能になるので、この並列抵抗Ｒ１を省略した構成も可能である。ただし、並列抵抗１１５（Ｒ１）を設けることで、電圧が印加されなくなった際に、両面導通電極層１１２に蓄積されていた正の電荷と、透明電極層１１４に蓄積されていた負の電荷がそれぞれ並列抵抗Ｒ１に向かって移動し、電極間の蓄積電荷が速やかに放電されるので、より確実な表示が可能になる。
【００３６】
また、上記第２実施例では、直流電圧が印加される電力線を検知対象とした場合の装置の動作について説明したが、第２実施例の加圧・無加圧検知表示装置は、そのまま交流電圧が印加される電力線を検知対象とする装置として使用することができる。本実施例の加圧・無加圧検知表示装置を交流の電力線に取り付けると、印加されている交流電圧の周波数に応じて帯電粒子が回転する一方、交流電圧が印加されなくなるとマグネットシート１１８の磁界に応じた向きに並ぶ。具体的には、帯電粒子Ｂの表面の磁性体が、マグネットシート１１８が設けられている側を向くように回転し、反対側の透明電極層１１４を介して帯電粒子Ｂの磁性体が添加されていない半球側の色（白色）を視認可能な状態に変わる。そのため、交流電圧が印加されているときと交流電圧が印加されていないときとで、透明電極層１１４を通して見える色および見え方が変わることとなるので、加圧・無加圧を判別することができる。
【００３７】
なお、交流の電力線の検知では、加圧状態で交流電圧の周波数に応じて帯電粒子が回転するため、粒子泳動部分すなわち帯電粒子が入ったオイルで満たされている空洞内の帯電粒子とオイルとの粘性が大きいと帯電粒子が円滑に回転しなくなり加圧・無加圧が判別しにくくなるおそれがある。従って、交流電圧が印加される電力線を検知対象とする装置の場合には、帯電粒子とオイルとの粘性を適宜調整するのが良い。なお、帯電粒子が回転している状態を視認可能にする粘性は、検知したい交流電圧の周波数によって最適な値が変わるので、具体的な粘性の値および使用する材料は実験を行なって決定すればよい。
【００３８】
（第３実施例）
次に、本発明に係る電力線の加圧・無加圧検知表示装置の第３実施例について説明する。
第３実施例は、電力線への電圧の印加がなくなった際に、重力を利用して帯電粒子を逆転させて表示を反転させるようにしたものである。
具体的には、図２に示す検知表示器１１のデバイス構造において、表示層（表示シート）１１３に封入される帯電粒子の正電荷帯電側の半球と負電荷帯電側の半球を構成する材料として比較的比重差の大きいものを使用するなどして、重心を偏位させるようにしたものである。他の構成は図２のものと同様で良い。
なお、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置は、監視対象の電力線が水平方向に敷設されているものに用途が限定されるとともに、検知表示器１１の表示面が鉛直方向上方または下方を向く姿勢で監視対象の電力線に接合される必要がある。
【００３９】
以下、第３実施例の加圧・無加圧検知表示装置の使用方法について説明する。なお、以下の説明では、表示層１１３内の帯電粒子は負電荷帯電側の半球（白色）の重量の方が正電荷帯電側の半球（赤色）の重量よりも大きくなるように設定されているものとする。また、監視対象の電力線は、例えば鉄道軌道のき電線のように人の身長よりも高い位置にて水平方向に敷設されているものとする。このような条件の場合、検知表示器１１の表示面（透明電極層１１４側）が鉛直方向下方を向く姿勢で監視対象の電力線に接合される。つまり、検知表示器１１は、向きが図２に示されているのとは上下逆の状態で監視対象の電力線に接合される。
【００４０】
第３実施例の加圧・無加圧検知表示装置が上記のような姿勢で監視対象の電力線に接合され、電力線に電圧が印加されていない状態では、表示層１１３内の帯電粒子は重量の大きな負電荷帯電側の半球（白色）が下側になるように移動する。従って、この場合、透明電極層１１４を介して半球側の色（白色）を視認することができる。
その後、電力線に例えば１５００Ｖのような電圧が印加されると、図３（Ａ）と同様に、電力線の電界によって、両面導通電極層１１２に正の電荷が、また透明電極層１１４に負の電荷がそれぞれ蓄積される。また、それによって表示層（表示シート）１１３内の帯電粒子は、負電荷に帯電した半球側が両面導通電極層１１２のある側（上方）を向き、正電荷に帯電した半球側が透明電極層１１４のある側（下方）を向くように回転する。
【００４１】
その結果、透明電極層１１４を介して、帯電粒子の正電荷帯電側の色（赤色）を視認することができ、電圧が印加されている（加圧状態）と判断することができる。
次に、変電所の遮断器が遮断状態にされることで、電力線に電圧が印加されなくなると、両面導通電極層１１２と透明電極層１１４の蓄積電荷が放電され、これらの電極間すなわち帯電粒子の周囲は重力場が支配的になる。そのため、表示層１１３内の帯電粒子は重量の大きな負電荷帯電側の半球（白色）が下側になるように回転し、透明電極層１１４を介して白色を視認することができ、電圧が印加されていない（無加圧状態）と判断することができる。
帯電粒子は、比重差のある材料で形成する代わりに、一方の半球（負電荷帯電側）に錘となるものを添加して、重心を偏位させるようにしても良い。
【００４２】
また、上記第３実施例では、直流電圧が印加される電力線を検知対象とした場合の装置の動作について説明したが、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置は、前記第２実施例と同様に、そのまま交流電圧が印加される電力線を検知対象とする装置として使用することができる。本実施例の加圧・無加圧検知表示装置を交流の電力線に取り付けると、印加されている交流電圧の周波数に応じて帯電粒子が回転する一方、交流電圧が印加されなくなると重力に応じた向きに並ぶ。そのため、交流電圧が印加されているときと交流電圧が印加されていないときとで、透明電極層１１４を通して見える色および見え方が変わることとなるので、加圧・無加圧を判別することができる。
なお、本実施例の加圧・無加圧検知表示装置による交流の電力線の検知でも、帯電粒子とオイルとの粘性が大きいと帯電粒子が円滑に回転しなくなくなって視認できなくなるおそれがあるので、検知対象の交流の周波数に応じて粘性を適宜調整するのが良い。
【００４３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、監視対象の電力線に電圧が印加されると透明電極層１１４を介して帯電粒子の赤色が視認され、監視対象の電力線に電圧が印加されなくなると透明電極層１１４を介して帯電粒子の白色を視認できるようにしているが、他の色（例えば赤色と緑色）を視認できるように構成しても良い。
【００４４】
また、前記実施形態では、検知表示器１１の一方の端子（電極）を接地点に接続するケーブルの途中に抵抗とコンデンサを実装した放電防止用の付属基板１３を設けているが、監視対象の電力線に印加される電圧が低い場合や監視対象の電力線にサージ電圧がのるおそれがない個所に使用する場合には、上記付属基板１３を省略することも可能である。
さらに、前記実施形態では、電力線が無加圧状態になった際に、帯電粒子の回りの電場または磁場もしくは重力場を利用して反転させる実施例について説明したが、両面導通電極層１１２の界面と透明電極層１１４の界面の残留電荷による電場を利用して帯電粒子を逆転させる第１実施例と、帯電粒子の重心を偏位させておいて電力線が無加圧状態になった際に重力場を利用して帯電粒子を逆転させる第３実施例とを組み合わせた実施例も可能である。
【００４５】
また、上記実施例では、き電線のような送電用の電力線に電圧が印加されているかいないかを検出するための加圧・無加圧検知表示装置に適用した場合を例にとって説明したが、本発明の加圧・無加圧検知表示装置はそのような用途に限定されるものではなく、例えば変電所の高速遮断器や断路器の端子など、高電圧が印加される導体に貼り付けて電圧が印加されているかいないかを検出する場合に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１１    検知表示器
１２    接続用ケーブル
１３    放電防止用の付属基板
１４    接地用ケーブル
１１１  導電性粘着層
１１２  両面導通電極層
１１３  表示層（表示シート）
１１４  透明電極層
１１５  並列抵抗
１１６  メタル層
１１７  メタル電極層
Ｂ      帯電粒子
【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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