(57)【要約】【課題】衝撃電圧発生装置の出力端子に接続されている電気柵の裸電線が断線しその裸電線が地面に接触しアースされ、そして且つ衝撃電圧発生装置のアース端子に接続されているアース線が断線しアース端子がアースから浮いた状態になったとしても、電源装置内の電源トランスに絶縁破壊が発生することを防止して衝撃電圧発生装置の故障発生を防止し、さらに、衝撃電圧発生装置のアース端子に交流電圧が露出することを防止できる電気柵の衝撃電圧発生装置用の電源装置を提供する。【解決手段】電気柵の裸電線３ａ，３ｂに衝撃電圧を印加する衝撃電圧発生装置５を作動させるために交流電源の交流電圧を減圧、整流して直流電圧を発生させる電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置１００において、交流電源の交流電圧を減圧する電源トランスＴの１次巻線と２次巻線との間に、バリスタ電圧が電源トランスＴの耐電圧値未満のサージアブソーバＺ１，Ｚ２を接続した。【選択図】図１
2005151748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気柵の裸電線に衝撃電圧を印加する衝撃電圧発生装置を作動させるために交流電源の交流電圧を減圧、整流して直流電圧を発生させる電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置であって、交流電源の交流電圧を減圧する電源トランスを備えるとともに、この電源トランスの２次巻線側に整流回路を備え、電源トランスの１次巻線と２次巻線との間に衝撃電圧吸収素子を接続したことを特徴とする電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置。
【請求項２】
電源トランスの１次巻線と２次巻線のマイナス側との間に衝撃電圧吸収素子を接続した請求項１に記載の電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置。
【請求項３】
電源トランスの１次巻線の両端と２次巻線のマイナス側との間に、それぞれ衝撃電圧吸収素子を接続した請求項１に記載の電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛等の畜産動物が牧場以外へ脱出するのを防止するため、あるいは田畑に猪、鹿等の害獣が侵入するのを防止するために、牧場あるいは田畑の周囲に設置される電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば中山間地域の農村地帯では、田畑を荒らす猪、鹿等の害獣を電気ショックで撃退するために、田畑の周囲に裸電線を張り巡らしこの裸電線に衝撃電圧を印加するようにした電気柵が多く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電気柵は図７に示すように、田畑の周囲に打設された電気柵用支柱２に取り付けられた碍子１ａ、碍子１ｂに裸電線３ａ、裸電線３ｂを係止して、裸電線３ａ、裸電線３ｂを田畑の周囲に張設し、その裸電線３ａ、裸電線３ｂを約５０ｍごとに裸電線からなる上下結線４で結線したものである。地表より１段目の裸電線３ｂは地表より約２０ｃｍ程度、２段目の裸電線３ａは裸電線３ｂの上方約２０ｃｍ程度の比較的低い位置に張設されている。そして、この張設された裸電線３ａ、裸電線３ｂに衝撃電圧発生装置５より発生された衝撃電圧が印加されている。
【０００４】
田畑に侵入しようとして、この張設された裸電線３ａもしくは裸電線３ｂに接触した猪等の害獣には図７中の矢印のように衝撃電圧発生装置５の出力端子６、出力線７、裸電線３ａ、上下結線４、裸電線３ｂ、猪８、地中９、アース棒１０、アース線１１、アース端子１２の順路で衝撃電流が流れ、猪８は電気ショックにより電撃を受け、田畑へ侵入する意欲を失い、侵入をあきらめる。
【０００５】
この電気柵１における衝撃電圧発生装置５の概略の構成を図８に示す。
【０００６】
衝撃電圧発生装置５は、電源部５ａと、その端子３０，３１に接続された衝撃電圧発生部５ｂとから構成されている。電源部５ａは、図示のものは直流電源たるＤＣ１２Ｖの電池５０のみで構成され  衝撃電圧発生部５ｂは、パルストランス、半導体等で構成されている。
【０００７】
衝撃電圧発生部５ｂは、電池５０のＤＣ１２Ｖを作動電源として、出力端子６に図９のようなパルス状の衝撃電圧２０を発生させる。この衝撃電圧２０の無負荷時の尖頭電圧値は８０００Ｖ程度であり、その幅２１は８０マイクロ秒程度、間隔２２は１秒程度であり、この衝撃電圧２０が、出力端子６から出力線７を経由して電気柵の裸電線３ａ  ３ｂへ印加される。なお、アース端子１２はアース線１１に接続され、さらにアース棒１０により地中９にアースされている。
【０００８】
図８では、衝撃電圧発生部５ｂを電池５０のＤＣ１２Ｖで作動させるようにしたが、これをＡＣ１００Ｖで作動させるには、衝撃電圧発生装置５の電源部５ａを図１０に示すような構成とする。すなわち、電源部５ａの電源トランスＴの１次側端子３２，３３にＡＣ１００Ｖを加え、２次巻線端子３６，３７に低圧の交流電圧を発生させる。そして、この低圧の交流電圧をダイオードＤ及びコンデンサＣからなる整流回路で整流し、端子３０，３１間にＤＣ１２Ｖを発生させる。
【０００９】
この端子３０，３１間のＤＣ１２Ｖを図１１に示すように衝撃電圧発生部５ｂへ供給し出力端子６及びアース端子１２間にパルス状の衝撃電圧を発生させ、これを電気柵１の裸電線３ａ，３ｂに印加する。このようにＡＣ１００Ｖを低圧の交流に変換し、そして整流し、ＤＣ１２Ｖを発生させ、このＤＣ１２Ｖで、衝撃電圧発生部５ｂを作動させる。
【００１０】
この場合、図１１に示すように正常に裸電線３ａ，３ｂが張設され、アース端子１２が確実にアースされている状態が正常な使用である。
【００１１】
今仮に、図１２に示すように裸電線３ａ，３ｂが断線等し、裸電線３ａ又は３ｂが地中９に接触した場合、出力端子６の衝撃電圧は、図１２の矢印のように、出力端子６→出力線７→裸電線３ａ，３ｂ→地中９→アース棒１０→アース線１１→アース端子１２の方向へ流れる。要するに、出力端子６の衝撃電圧は、アース端子１２に戻ってくる。このとき、電源部５ａや衝撃電圧発生部５ｂへ障害を与えることなく故障はしない。
【００１２】
しかし、何らかの原因で図１３に示すように裸電線３ａ，３ｂが図１２と同様に断線等し、地中９に接触してアースされ、そして、且つアース線１１が断線して、アース端子１２がアースされてなかったとする。その場合、日本国内では各電力会社によりＡＣ１００Ｖの入力端子３２又は３３は、その何れかが地中９にアースされているので、出力端子６に発生した衝撃電圧は、図１３の場合、矢印のように出力端子６→出力線７→裸電線３ａ，３ｂ→地中９→電力会社のアース線３８→電源トランスＴの１次側端子３３→電源トランスＴの１次巻線端子３５の方向へ加わる。そして、電源トランスＴの２次巻線端子３７とマイナス側の端子３１を通ってアース端子１２へ戻ろうとする。
【００１３】
このように衝撃電圧は電源トランスＴの１次巻線側へ回り込み、この電源トランスＴの１次巻線端子３５と２次巻線端子３７との間に衝撃電圧が印加されることになる。この衝撃電圧は  先に図９で説明したように尖頭電圧が約８０００Ｖであり  これが約１秒間に１回の割合で繰り返し印加されることになる。すなわち、電源トランスＴの１次巻線と２次巻線間に約１秒間に１回の割合で繰り返す尖頭電圧８０００Ｖの衝撃電圧が加わることになる。
【００１４】
これに対して、電源トランスＴは、通常ＡＣ１００Ｖを減圧し直流電圧を取り出すだけのものであるから、その１次巻線と２次巻線間の絶縁耐圧（耐電圧）は、通常１０００〜１５００Ｖ程度しかない。１秒間に１回の割合で尖頭電圧８０００Ｖの衝撃電圧が印加され続けると、例えば１週間では何十万回と印加され続けることになる。そうすると、いつかは電源トランスＴに絶縁破壊が発生し、１次巻線端子３５と２次巻線端子３７は短絡状態となる。すなわち、電源トランスＴの１次巻線と２次巻線が短絡状態となり、この部分で発熱し故障となる。そして、ＡＣ１００Ｖの電圧が電源トランスＴの２次巻線端子３７及び直流電圧のマイナス側の端子３１を通してアース端子１２に露出されることになり、非常に危険な状態が発生する可能性があった。
【００１５】
これに対して、特許文献２には、電気柵における漏電警報装置が開示されているが、上述のような電源トランスの絶縁破壊を防止する根本的な解決策とはなっていない。
【特許文献１】特開２００２−２７２３５５号公報
【特許文献２】実公平２−１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、電気柵の衝撃電圧発生装置を作動させるための交流を電源とする電源装置であって、衝撃電圧発生装置の出力端子に接続されている電気柵の裸電線が断線しその裸電線が地面に接触しアースされ、そして且つ衝撃電圧発生装置のアース端子に接続されているアース線が断線しアース端子がアースから浮いた状態になったとしても、電源装置内の電源トランスに絶縁破壊が発生することを防止して衝撃電圧発生装置の故障発生を防止し、さらに、衝撃電圧発生装置のアース端子に交流電圧が露出することを防止できる電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、電気柵の裸電線に衝撃電圧を印加する衝撃電圧発生装置を作動させるために交流電源の交流電圧を減圧、整流して直流電圧を発生させる電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置であって、交流電源の交流電圧を減圧する電源トランスを備えるとともに、この電源トランスの２次巻線側に整流回路を備え、電源トランスの１次巻線と２次巻線との間に衝撃電圧吸収素子を接続したことを特徴とする。
衝撃電圧吸収素子は、電源トランスの１次巻線と２次巻線のマイナス側との間に接続することが好ましく、さらに好ましくは、電源トランスの１次巻線の両端（巻始め端と巻き終わり端）と２次巻線のマイナス側との間のそれぞれに接続する。
【００１８】
衝撃電圧吸収素子としては、一般的にサージアブソーバと称される半導体素子を使用することができる。このサージアブソーバは、半導体各メーカーから市販されており、定められた一定電圧以上の電圧が印加されると  定められた一定電圧値に保つようになっている。この一定電圧をバリスタ電圧と称するが、本発明では、電源トランスの１次巻線、２次巻線間の耐電圧値よりも低いバリスタ電圧となるサージアブソーバを使用する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電源トランスの１次巻線、２次巻線間に衝撃電圧吸収素子を接続したことにより、電源トランスの発熱、絶縁破壊を防止でき、電気柵の衝撃電圧発生装置の故障発生を防止できる。また、電気柵の衝撃電圧発生装置のアース端子に減圧前の交流電圧が露出することを防止でき、きわめて安全に電気柵を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の第１実施例を示す概略構成図である。
【００２２】
図１において、本発明の電源装置１００は、衝撃電圧発生部５ｂとともに衝撃電圧発生装置５を構成する。
【００２３】
図１に示す本発明の電源装置１００は電源トランスＴを備え、この電源トランスＴは、１次側端子３２，３３から入力されるＡＣ１００Ｖを減圧して、２次側でＡＣ８．６Ｖの交流電圧を発生するものである。そして、このＡＣ８．６Ｖの交流電圧をダイオードＤ及びコンデンサＣからなる整流回路で整流し、端子３０，３１間に直流電圧を発生させる。ＡＣ８．６Ｖは実効値であるので、この発生する直流電圧の電圧値は、８．６×１．４１≒１２．１Ｖとなる。すなわち端子３０，３１間に直流約１２Ｖを発生し、端子３０がプラス側、端子３１がマイナス側（アース側）となる。
【００２４】
この直流１２Ｖを衝撃電圧発生部５ｂへ供給し、その出力端子６，１２間に、先に図９で説明したような約１秒間に１回の割合で繰り返す尖頭電圧８０００Ｖの衝撃電圧を発生させる。そして、この衝撃電圧は、出力端子６から出力線７を介して裸電線３ａ，３ｂに印加される。
【００２５】
図１（ａ）のように出力端子６から出力線７を介して裸電線３ａに接続され、裸電線３ａ，３ｂが正常に張設され、また、アース端子１２にアース線１１が接続され、アース棒１０を正しく地中９に打ち込み使用する。このとき、電気柵の衝撃電圧発生装置５は正常に作動する。
【００２６】
しかし、図１（ｂ）のように何らかの原因で裸電線３ａ，３ｂが断線等して、裸電線３ａ，３ｂが地中９に接触してアースされ、そして、且つアース線１１が断線し、アース端子１２がアースされなかったとすると、出力端子６に発生した衝撃電圧は、図１（ｂ）の矢印のように、出力端子６→出力線７→裸電線３ａ，３ｂ→地中９→電力会社のアース線３８→１次側端子３３→電源トランスＴの１次巻線端子３５の方向へ加わる。そして、電源トランスＴの２次巻線端子３７とマイナス側の端子３１を通ってアース端子１２へ戻ろうとする。
【００２７】
このように衝撃電圧は電源トランスＴの１次巻線側へ回り込み、この電源トランスＴの１次巻線端子３５と２次巻線のマイナス側の端子３７との間に衝撃電圧が印加されることになる。この衝撃電圧は先に説明したように、尖頭電圧が８０００Ｖであり、電源トランスＴの耐電圧（実施例では１５００Ｖ）を上回るので、本発明の実施がなされていなければ、いつかは電源トランスＴの絶縁破壊が発生し故障となる。
【００２８】
そこで、本発明では、図１に示すように、電源トランスＴの１次巻線端子３５近傍、すなわち１次巻線の巻始め端と、２次巻線のマイナス側の端子３７との間、及び、１次巻線端子３４近傍、すなわち１次巻線の巻終わり端と、２次巻線のマイナス側の端子３７との間に、それぞれ衝撃電圧吸収素子としてサージアブソーバＺ１，Ｚ２を接続する。
【００２９】
サージアブソーバＺ１，Ｚ２のバリスタ電圧は電源トランスＴの耐電圧値より低い値のものが選ばれ接続される。実施例の場合、電源トランスＴの耐電圧値は約１５００Ｖであるのでバリスタ電圧１０００Ｖのものが接続される。図２はサージアブソーバＺ１，Ｚ２の形状を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。サージアブソーバＺ１，Ｚ２は、円柱状の本体部分ＺＨとリード線ＺＬからなり、本実施例では、本体部分ＺＨの直径が１２ｍｍ、厚みが９ｍｍ程度のものを使用した。
【００３０】
このような構成において、図１（ｂ）において出力端子６に発生した衝撃電圧は、図１（ｂ）の矢印のように、出力端子６→出力線７→裸電線３ａ，３ｂ→地中９→電力会社のアース線３８→１次側端子３３→電源トランスＴの１次巻線端子３５（１次巻線の巻始め端）→サージアブソーバＺ１→２次巻線端子３７→直流電圧のマイナス側の端子３１→アース端子１２の方向へ加わる。
【００３１】
その結果  この衝撃電圧はサージアブソーバＺ１の両端に印加されることになる。そして、衝撃電圧は、サージアブソーバＺ１の作用により、そのバリスタ電圧（１０００Ｖ）まで低下する。その様子を、オシロスコープで観察すると図３のようになる。このように、当初、尖頭電圧が８０００Ｖであった衝撃電圧は、電源トランスＴの耐電圧値（１５００Ｖ）未満の１０００Ｖに低下するので、電源トランスＴは絶縁破壊を起こすことはない。
【００３２】
ここで、サージアブソーバＺ１の他にサージアブソーバＺ２を接続するのは、次の理由による。すなわち、ＡＣ１００Ｖの入力端子３２，３３は通常コンセントに差し込まれる。コンセントに差し込まれる場合は、入力端子３２，３３のどちらがアース側になるかわからない。図１は、入力端子３３がアース側となる例で、この場合は、上述のようにサージアブソーバＺ１に衝撃電圧が印加されるが、逆に、入力端子３２がアース側となった場合は、サージアブソーバＺ２に衝撃電圧が印加される。このように、電源トランスＴの１次巻線の両端（１次巻線端子３４，３５）と２次巻線のマイナス側（２次巻線端子３７）との間に、それぞれサージアブソーバＺ１，Ｚ２を接続することで、入力端子３２，３３のどちらがアース側になっても、サージアブソーバＺ１又はサージアブソーバＺ２に衝撃電圧が印加され、この衝撃電圧をバリスタ電圧まで低下させることができる。
【００３３】
以上のように、電源トランスＴの１次巻線、２次巻線間に、電源トランスＴの耐電圧値未満のバリスタ電圧となるサージアブソーバＺ１，Ｚ２を接続しているので、電源トランスＴは絶縁破壊を起こすことはない。また、電源トランスＴが絶縁破壊を起こすことがないので、衝撃電圧発生装置５のアース端子１２にＡＣ１００Ｖの電圧が露出することもない。したがって、きわめて安定的且つ安全に電気柵を使用することができる。
【実施例２】
【００３４】
図４は、本発明の第２実施例を示す概略構成図である。第１実施例では衝撃電圧発生装置５の電源部５ａとしての本発明の電源装置１００を衝撃電圧発生部５ｂと一体的に構成したが、本実施例では図４（ａ）に示すように、本発明の電源装置１００を衝撃電圧発生部５ｂと別体とし分離可能としたものである。
【００３５】
図４において、衝撃電圧発生部５ｂは、入力端子３９，４０と出力端子６及びアース端子１２を備え、入力端子３９，４０に本発明の電源装置１００の出力側の端子３０，３１を接続可能としている。このような構成にすることで、衝撃電圧発生部５ｂの入力端子３９，４０には、図４（ｂ）に示すように別途に直流電池１１０を接続することもできる。これによって、衝撃電圧発生部５ｂの作動用電源を交流直流兼用とすることができる。
【００３６】
図５は、本実施例における電源装置１００の構成図である。この電源装置１００の構成は、その出力側の端子３０，３１が衝撃電圧発生部５ｂの入力端子３９，４０と分離可能に構成されている以外は第１実施例の電源装置１００と同一である。したがって、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
なお、交流電圧から直流電圧を発生させるものとしては、この本発明の電源装置１００からサージアブソーバＺ１，Ｚ２を除いたものを独立させて製作した、いわゆるＡＣアダプターが市販されている。このＡＣアダプターは出力電圧、許容電流、形状等より多数の種類のものがあり、例えば、パソコン、ゲーム機、携帯電話機充電器用などとして広く使用されている。
【００３８】
しかし、何れも衝撃電圧を発生させ、その衝撃電圧を地上の動物に与え動物の体内を通し地中を通じて電源のアース端子に戻ってくるような使い方をするものではない。このような使い方をする電源は、非常に特殊であり、電気柵の衝撃電圧発生装置用以外にないと言っても過言ではない。
【００３９】
すなわち、通常のＡＣアダプターには、衝撃電圧が地中から回り込んでくることは考えなくてよいため、衝撃電圧吸収素子（サージアブソーバ）は接続されていない。このように、衝撃電圧吸収素子（サージアブソーバ）は、電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置だからこそ必要であり、また有用である。
【実施例３】
【００４０】
図６は、本発明の第３実施例を示す概略構成図である。
【００４１】
通常、電気柵の衝撃電圧発生装置の電源装置は、先に図１又は図５に示した回路構成で基本的に目的を達成する。しかし、入力のＡＣ１００Ｖの電圧が変動したり、衝撃電圧発生部で発生させる衝撃電圧の大小によって負荷が変動したりすると、直流出力電圧が変動することがある。
【００４２】
そこで、本実施例では、直流出力電圧を安定させるため、電源装置１００の出力部に電圧安定化装置１０１を接続している。この電圧安定化装置１０１は電圧安定化半導体素子ＩＣと抵抗ＲとコンデンサＣ２から構成されており、図示のような回路構成とすることで、直流出力電圧を安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、牛等の畜産動物が牧場以外への脱出を防止するため、あるいは田畑に猪、鹿等の害獣が侵入するのを防止するために、牧場あるいは田畑の周囲に設置される各種電気柵用の衝撃電圧発生装置に直流電圧を供給する電源装置のうち、交流電源を使用した電源装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】サージアブソーバの形状を示す図である。
【図３】本発明において電源トランスの１次側と２次側に印加される衝撃パルス電圧の模式図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。
【図５】第２実施例における電源装置の構成図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す概略構成図である。
【図７】従来の猪撃退用の電気柵を示す構成図である。
【図８】従来の電気柵における衝撃電圧発生装置の概略構成図である。
【図９】図８の衝撃電圧発生装置より発生する衝撃電圧パルスの模式図である。
【図１０】交流電圧から直流電圧を発生する従来の電源装置の回路構成図である。
【図１１】図１０の従来の電源装置を電気柵用電源装置として適用したときの概略構成図である。
【図１２】図１１において、電気柵の裸電線が断線したときの衝撃パルス電圧の流れを示す説明図である。
【図１３】図１１において、電気柵の裸電線及びアース線が断線したときの衝撃パルス電圧の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電気柵
１ａ、１ｂ  碍子
２  電気柵用支柱
３ａ、３ｂ  裸電線
４  上下結線
５  衝撃電圧発生装置
５ａ  電源部
５ｂ  衝撃電圧発生部
６  出力端子
７  出力線
８  猪
９  地中
１０  アース棒
１１  アース線
１２  アース端子
２０  衝撃電圧
２１  衝撃電圧の幅
２２  衝撃電圧の間隔
３０，３１  端子
３２，３３  電源トランスの１次側端子
３４，３５  １次巻線端子
３６，３７  ２次巻線端子
３８  アース線
３９，４０  衝撃電圧発生装置の入力端子
５０  電池
１００  本発明の電源装置
１０１  電圧安定化装置
１１０  直流電池
Ｔ  電源トランス
Ｚ１，Ｚ２  サージアブソーバ
Ｄ  ダイオード
Ｃ，Ｃ２  コンデンサ
Ｒ  抵抗
ＩＣ  電圧安定化半導体素子
【図１】
2005151748.tif 000003
【図２】
2005151748.tif 000004
【図３】
2005151748.tif 000005
【図４】
2005151748.tif 000006
【図５】
2005151748.tif 000007
【図６】
2005151748.tif 000008
【図７】
2005151748.tif 000009
【図８】
2005151748.tif 000010
【図９】
2005151748.tif 000011
【図１０】
2005151748.tif 000012
【図１１】
2005151748.tif 000013
【図１２】
2005151748.tif 000014
【図１３】
2005151748.tif 000015