(57)【要約】【課題】自然条件等の外的条件が変動した場合であっても、常時、一定の高電圧を導電線に印加しておくことができ、野外に設置される電気柵等に好適に使用することができる電圧保持装置およびこれに用いるギャップ器具を提供する。【解決手段】導電線１４を所定電圧に保持する電圧保持装置１０であって、導電線１４と電源装置１２との間に、放電により導電線１４に電圧を印加するギャップ器具１６を設けている。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電線を所定電圧に保持する電圧保持装置であって、
前記導電線と電源装置との間に、放電により前記導電線に電圧を印加するギャップ器具を設けたことを特徴とする電圧保持装置。
【請求項２】
前記ギャップ器具が、一端側が前記電源装置に電気的に接続される第１の端子と、該第１の端子と先端間を離間させて配置され、一端側が前記導電線に電気的に接続される第２の端子とを備えることを特徴とする請求項１記載の電圧保持装置。
【請求項３】
前記導電線が、電気柵として用いられることを特徴とする請求項１または２記載の電圧保持装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の電圧保持装置に用いられるギャップ器具であって、
電気的な絶縁性を有する保持部材により、前記第１の端子と前記第２の端子とが、先端間を離間して支持されていることを特徴とするギャップ器具。
【請求項５】
前記保持部材には、少なくとも前記第１の端子と前記第２の端子の先端部を覆い、先端間を密閉された空間とする内側領域が設けられていることを特徴とする請求項４記載のギャップ器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気柵等に用いられる導電線の電圧値が略一定に保持される電圧保持装置とこれに用いるギャップ器具とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気柵は、一定の電圧が印加されている導電線を田畑等に張り巡らし、田畑に野生動物が侵入することを阻止するために用いられている。図５に、従来用いられている電気柵の一例を示す。図５に示す電気柵１００は、田畑の周囲を囲むように導電線１４を配置し、導電線１４に電源装置１２により高電圧を印加しておくことによって、導電線１４に動物が接触した際に動物に電気ショックを与えて動物の侵入を防ぐものである。２４は導電線１４を支持するために所定間隔で配置した杭であり、２６は杭２４に導電線１４を電気的に絶縁して支持するための碍子である。
【０００３】
このように導電線１４を杭２４に電気的に絶縁して支持することにより、導電線１４は地面に対して絶縁され、電源装置１２によって印加される高電圧が常時保持される状態となっている。しかしながら、導電線１４は野外に設置されているため、雨や霧の日には導電線１４から漏電してしまって高電圧が保持されなくなるし、草や木の枝が導電線１４に接触することによっても導電線１４から地中に漏電して、導電線１４が所要の高電圧を保持することができなくなる。従来の電気柵には、電源装置に降雨センサーを取り付け、降雨を感知すると電源装置の電源が切れるように制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
再表００／１８２２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電気柵は、降雨や霧といった気象条件により、あるいはまた、草や木の枝等が導電線１４に接触するといった自然条件によって、本来の機能を果たさなくなるという大きな問題がある。
野生動物は時、所をかまわず侵入してくるから、雨や霧の際に野生動物の侵入を防御できないのでは、防御柵としては大きな欠陥である。また、草や木は自然に生長するから、草や木の枝が知らないうちに導電線１４に接触するまでに伸びるといったことはしばしばおきる。このため、電気柵を見回って、草や木の枝が導電線１４に接触しないように草木を刈り払いするといったことも行われる。しかし、広い範囲にわたって設置された電気柵にこのような作業をするには大きな労力がかかる。
【０００６】
そこで、本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、自然条件等の外的条件が変動した場合であっても、常時、一定の高電圧を導電線に印加しておくことができ、野外に設置される電気柵等に好適に使用することができる電圧保持装置およびこれに用いるギャップ器具を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、導電線を所定電圧に保持する電圧保持装置であって、前記導電線と電源装置との間に、放電により前記導電線に電圧を印加するギャップ器具を設けたことを特徴とする。
また、前記ギャップ器具が、一端側が前記電源装置に電気的に接続される第１の端子と、該第１の端子と先端間を離間させて配置され、一端側が前記導電線に電気的に接続される第２の端子とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記導電線が、電気柵として用いられることを特徴とする。
また、ギャップ器具が、電気的な絶縁性を有する保持部材により、前記第１の端子と前記第２の端子とが、先端間を離間して支持されていることを特徴とする。
また、前記保持部材には、少なくとも前記第１の端子と前記第２の端子の先端部を覆い、先端間を密閉された空間とする内側領域が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電圧保持装置の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる電圧保持装置の一実施形態である電気柵の概略構成を示す概略図である。図示する電気柵１０は、直流高電圧を発生する電源装置１２と、電源装置１２により発生した高電圧が印加される導電線１４と、電源装置１２と導電線１４の間に設けられ、導電線１４に印加される電圧を制御し導電線１４の電圧値を保持するギャップ器具１６とを備えている。
【００１０】
なお、導電線１４は、図５に示す従来の電気柵と同様に、田畑等の導電線１４を張り巡らす位置に沿って杭２４を立て、杭２４に取り付けた碍子２６を経由させるようにして張設する。導電線１４の一端側に、電源装置１２の高圧側を電気的に接続することにより、導電線１４に高電圧が印加される。碍子２６は導電線１４を電気的に絶縁して杭２４に支持するためのものである。本実施形態においては、碍子２６としてペットボトルを利用し、ペットボトルを杭２４に固定してからペットボトルに導電線１４を支持するようにした。ペットボトルは軽量であること、電気的絶縁性に優れること、廃棄物として大量に得られることから、広い範囲に設置する電気柵１０の碍子２６として好適に使用することができる。
【００１１】
図２は、図１に示す電源装置１２の構成を拡大して示す説明図である。図示するように、本実施形態の電源装置１２は、バッテリー（例えば、１２Ｖ）等の低圧の直流電圧を発生する電源部１８と、発振回路やトランス、整流回路を備え、低電圧を高電圧（例えば、電圧８０００〜１００００Ｖ、電流１００μＡ）に昇圧する高電圧部２２と、高電圧を導電線１４に印加する際の印加時間、印加電流等を制御する制御部２０とから構成されている。
そして、高電圧を印加する高電圧部２２のマイナス側の端子がアース線２５によって接地され、プラス側の端子は入力線３６を介してギャップ器具１６に接続されている。
【００１２】
なお、制御部２０および高電圧部２２を風雨から保護するため、本実施形態では、制御部２０および高電圧部２２を各々ペットボトルの内部に収容するようにしている。ペットボトルの口に支持棒を挿入し、ペットボトルの底が鉛直上方になるように支持棒を地面に突き立てるようにすることで、制御部２０と高電圧部２２を収容した状態でペットボトルを立てるように支持することができる。
【００１３】
図３は、入力線３６によって電源装置１２と電気的に接続されるギャップ器具１６の構成を示す透過斜視図である。
本実施形態のギャップ器具１６は、電源装置１２と導電線１４との中間に設けられるもので、導電線１４の電位が所定の電位（高電圧）から一定程度以下の電位にまで降下した際に、電源装置１２から導電線１４に電気を供給し、導電線１４が所定の電位（高電圧）を保持する作用をなすように設けられている。
このギャップ器具１６は、一端が電源装置１２に電気的に接続されている第１の端子２８と、一端が導電線１４に電気的に接続されている第２の端子３０とを備える。これら第１の端子２８と第２の端子３０は、各々の先端部を互いに対向させ、所定距離離間させた状態で保持部材３２に支持されている。
【００１４】
本実施形態においては、第１の端子２８および第２の端子３０は、細い釘状に形成された金属の棒状体によって形成されている。第１の端子２８と第２の端子３０の各々の先端側にはねじ山２８ａ、３０ａが設けられており、第１の端子２８の一端部には電源装置１２に接続する入力線３６が接続され、第２の端子３０の一端部には導電線１４に接続する出力線３８が接続されている。
【００１５】
これらの第１の端子２８と第２の端子３０を支持する保持部材３２は、ペット（ＰＥＴ：ポリエチレン・テレフタレート）ボトルを組み合わせて形成することができる。
すなわち、保持部材３２は内側に凸となる凸部３２ａが底部に形成された２つのペットボトルから、各々底部側を切り取り、切り取った２つのペットボトル片３２ｂ、３２ｂを、底部を向かい合わせて接着して形成される。２つのペットボトル片３２ｂ、３２ｂの底部を突き合わせて接着したことにより、ペットボトル片３２ｂ、３２ｂの底部間には、凸部３２ａ、３２ａによって囲まれた内側領域が空間部分となる。そして、ペットボトル片３２ｂ、３２ｂの底部を周方向に完全に接着することにより、凸部３２ａ、３２ａによって囲まれた内部空間３４は、外部から気密かつ水密にシールされる。
【００１６】
第１の端子２８および第２の端子３０は、各々の凸部３２ａ、３２ａの頂部から内部空間３４に向かって差し込まれて支持されている。第１の端子２８および第２の端子３０の先端側にはねじ山２８ａ、３０ａが設けられているから、凸部３２ａ、３２ａに、第１の端子２８と第２の端子３０のねじ山２８ａ、３０ａに螺合するネジ孔を設けておくことにより、凸部３２ａ、３２ａへの第１の端子２８と第２の端子３０のねじ込み度合いによって、第１の端子２８と第２の端子３０の先端間の間隔（ギャップ）を調節することができる。
【００１７】
図４に、凸部３２ａ、３２ａに第１の端子２８と第２の端子３０をねじ込んだ状態を拡大して示す。ペットボトル片３２ｂ、３２ｂの凸部３２ａ、３２ａを突き合わせて接着したことにより内部空間３４が形成されていること、第１の端子２８と第２の端子３０の軸線方向が一致するように凸部３２ａ、３２ａに支持されていることを示す。第１の端子２８と第２の端子３０の先端間距離（ギャップ）は、これらの端子間で放電を起こさせることによって電源装置１２から導電線１４に電気を供給する作用を起こさせるためのものであり、放電電圧に応じて適宜設定する。通常、ギャップ間隔は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設けられる。
【００１８】
本実施形態の保持部材３２は、ペットボトル片３２ｂ、３２ｂの胴部３２ｃ、３２ｃによって、第１の端子２８と第２の端子３０の周囲を覆うように形成されている。胴部３２ｃ、３２ｃは雨や霧の日でも、保持部材３２の内側に水滴が入り込まないように保護するために設けたものであり、第１の端子２８および第２の端子３０に水滴が付着して漏電することを防止する作用を有している。胴部３２ｃの長さは適宜設定すればよいが、本実施形態では胴部３２ｃの長さを５ｃｍ程度としている。
【００１９】
なお、本実施形態では保持部材３２をペットボトルを利用して形成しているが、既成のペットボトルを使用するのではなく、ギャップ器具１６に使用する保持部材３２として専用品を製作して使用してもよい。市販のペットボトルは大量に手に入れることができ、電気的に優れた絶縁体であること、切り離しや接着といった組み立て操作が容易にできることから、ギャップ器具１６の保持部材３２として好適に利用することができる。
【００２０】
ギャップ器具１６の第２の端子３０に接続されている出力線３８はコイル２７を介して導電線１４に接続されている。コイル２７は、導電線１４の電圧が瞬間的に降下した際に逆起電力を発生させ、導電線１４の電圧降下を抑えるために設けられているものである。
【００２１】
次に、本実施形態の電気柵１０の作用について説明する。本実施形態の電気柵１０は、図５に示す従来の電気柵１００のように高電圧を導電線１４に直接印加するのではなく、ギャップ器具１６を介して導電線１４に印加していることにより、以下のような特徴的な作用が奏される。
先ず、電源部１８の電源電圧は高電圧部２２により高電圧に昇圧され、ギャップ器具１６の第１の端子２８に高電圧が印加される。ギャップ器具１６では第１の端子２８と第２の端子３０とがその先端を離間して配置されているから、第１の端子２８と第２の端子３０の先端間に電位差が生じることによって、これらの端子間で放電作用が生じるものとなっている。
【００２２】
導電線１４は、当初は低電位（接地電位に近い）になっているから、第１の端子２８に高電圧が印加されると、第１の端子２８と第２の端子３０との間に生じる電位差によって、第１の端子２８と第２の端子３０との間で放電（スパーク）が生じ、第２の端子３０の電位が第１の端子２８の電位に徐々に近づいて、第１の端子２８と第２の端子３０の電位が略等しくなると放電は停止する。実際には、第１の端子２８と第２の端子３０とのギャップ間隔が放電電位差を規定するから、第１の端子２８と第２の端子３０の電位差が放電電位差以下となったところで、相互間の放電作用が停止することになる。こうして第２の端子３０が高電圧になり、第２の端子３０に電気的に接続されている導電線１４が高電圧の状態になる。
【００２３】
ここで、導電線１４に野生動物が接触した場合についてみると、動物は良導体であるから、高電圧に保持されている導電線１４に動物が接触すると、動物を介して接地側に高圧電流が流れ、動物に電気ショックが与えられることになる。
また、導電線１４に草や木の枝が接触して、草や木の枝から接地側に漏電して導電線１４の電位が徐々に下がった場合、あるいは降雨、霧などによって導電線１４から空中に漏電して導電線１４の電位が下がった場合を考えると、このときは第２の端子３０も導電線１４とともに電位が下がり、第１の端子２８と第２の端子３０との間に放電電圧以上の電位差が生じると、第１の端子２８と第２の端子３０との間で放電が起き、第２の端子３０（導電線１４）の電位が下がることを抑えるようにギャップ器具１６が作用しはじめる。
【００２４】
このようにギャップ器具１６の作用は、第１の端子２８と第２の端子３０との間に電位差が生じた際には、これらの端子間に放電を起こさせ、第１の端子２８と第２の端子３０との電位差を解消しようとする作用である。すなわち、導電線１４から徐々に漏電しているような場合には、ギャップ器具１６を経由して電源装置１２側からパワーが供給され、導電線１４の電位が下がらないように補完され、導電線１４の電位が下がることが抑えられる。
【００２５】
ギャップ器具１６は、第１の端子２８と第２の端子３０との間で放電を起こさせて導電線１４の電位を第１の端子２８の電位（高電圧）に揃えようとする作用と同時に、電源装置１２と導電線１４とを空間的に隔離した状態に置くという作用も有している。すなわち、電源装置１２と導電線１４とは放電作用のみによって電気的なパワーが供給される関係にあり、常時は電気的に離間した状態（断線した状態）にある。したがって、本実施形態の電気柵では導電線１４から漏電する場合でも、従来のように導電線１４に電源装置１２が直接的に接続されている場合とくらべて漏電量が少なく抑えられるという利点がある。
【００２６】
本実施形態の電気柵では、ギャップ器具１６を介することによって導電線１４には間欠的に電気的パワーが供給されるだけであるから、これによって電源装置１２の消耗を防止することができるとともに、導電線１４の漏電量が抑えられることと合わせて、導電線１４の電位が降下することを効果的に防止することが可能となる。
【００２７】
なお、第１の端子２８と第２の端子３０とのギャップ間隔が狭い場合には僅かな電位差が生じることで頻繁に放電が生じ、電源部１８が速く消耗する。したがって、第１の端子２８と第２の端子３０のギャップ間隔をあまり狭くすることは得策ではない。一方、第１の端子２８と第２の端子３０のギャップ間隔を広くすると、第１の端子２８と第２の端子３０との間に大きな電位差が生じないと放電が起きないから、放電が頻繁に起こらなくなり電源部１８の消耗は回避できるものの、第２の端子３０に接続されている導電線１４の電位が大きく下がってはじめて放電することになり、導電線１４を常時高電圧に保持するという目的が図れなくなる。したがって、第１の端子２８と第２の端子３０は、印加する電圧等に応じて、ギャップ間隔を適宜設定する必要がある。
【００２８】
このようにして、本実施形態の電気柵は、雨あるいは霧等の気象条件によって導電線１４から漏電が起きるような場合や、導電線１４に草や木の枝が接触して漏電が起きるような場合でも、ギャップ器具１６の作用によって導電線１４の電圧が降下することを抑えることができ、導電線１４を常時高電圧に保持することが可能となる。これによって、野生動物の侵入を防止する電気柵として好適に使用することが可能となる。なお、本発明に係る電圧保持装置は電気柵に限らず、導電線を一定の高電圧に常時保持するといった場合に、好適に利用することが可能である。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明に係る電圧保持装置を実際の電気柵１０について適用した例について、従来の電気柵１００の作用と比較して以下に説明する。
図１に示す本実施例の電気柵１０は、電源部１８として１２Ｖ−８０ｍＡ《出力用の》バッテリーを用い、高電圧部２２としてトランスを使用している。そして、電源部１８により発生した１２Ｖの電源電圧をトランスにより７０００Ｖ〜１００００Ｖ−１００μＡの高電圧に昇圧した後、ギャップ器具１６に印加している。
【００３０】
ギャップ器具１６の第１の端子２８と第２の端子３０にはステンレス製の釘を使用し、第１の端子２８と第２の端子３０のギャップＬを７ｍｍに設定した。コイル２７は１００ｍＨのコイルである。
導電線１４は裸銅線１４ａを設置距離ｄが略２００ｍとなるように張設した。裸銅線１４ａは、碍子２６としてペットボトルを取り付けた杭２４を所定間隔で配置し、ペットボトルを用いて架設した。
【００３１】
電源装置１２と上記ギャップ器具１６およびコイル２７を備えた条件の場合（実施例）と、ギャップ器具１６とコイル２７を取り外した条件の場合（従来例）とで、導電線１４の電圧降下について比較実験を行った。
表１に実験結果を示す。実験１〜４は、導電線１４に木の枝や雑草を接触させて導電線１４の電圧降下を試験した結果を示す。電圧測定は７０００Ｖ〜１００００Ｖの電圧を検知できる検電器を用いて行った。
【００３２】
【表１】
2004208565.tif 000003
【００３３】
実験１は、図１に示す位置ａに湿った木の枝を接触させた場合、実験２は位置ａ、ｂ、ｃに同時に木の枝を接触させた場合、実験３は位置ａに雑草を接触させた場合、実験４は位置ｅで接地させた場合である。
実験１〜３のいずれの場合も、実施例の場合は電圧の降下がみられず、従来例では電圧が降下した。実施例の場合に、導電線１４と木の枝や雑草とが接触した部位で小さな火花が見られたのは、導電線１４が高電圧に保持されているためである。従来例の場合は、導電線１４が電圧降下してしまっているために、導電線１４と木の枝等との接触部分に火花は見られない。このことからも、本実施例の場合は導電線１４が木の枝や雑草が導電線１４に接触しても高電圧を保持していることがわかる。
【００３４】
なお、これらの実験は、晴天、雨、霧雨、霧、早朝結露といったいろいろな気象条件の場合に行ったものである。いずれの場合も、本実施例の電気柵１０は天候に関わりなく導電線１４の電圧降下はみられず、一方、従来の電気柵では、雨、霧雨、霧、早朝結露の場合には導電線１４は電圧降下した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明による電圧保持装置によれば、上述したように、電源装置と導電線との間に、放電により電圧を印加するギャップ器具を設けたことにより、導電線の漏電を防ぎ、導電線の電圧を一定に保つことができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電圧保持装置の一実施形態である電気柵の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す電気柵の電源装置を主に示す部分拡大図である。
【図３】図１に示す電気柵のギャップ器具の構成を示す透過斜視図である。
【図４】第１の端子と第２の端子の配置を示す説明図である。
【図５】従来の電気柵の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  電気柵
１２  電源装置
１４  導電線
１４ａ  裸銅線
１６  ギャップ器具
１８  電源部
２０  制御部
２２  高電圧部
２７  コイル
２８  第１の端子
３０  第２の端子
３２  保持部材
３２ａ  凸部
３２ｂ、３２ｂ  ペットボトル片
３２ｃ  胴部
３４  内部空間
３６  入力線
３８  出力線
【図１】
2004208565.tif 000004
【図２】
2004208565.tif 000005
【図３】
2004208565.tif 000006
【図４】
2004208565.tif 000007
【図５】
2004208565.tif 000008