JP6084801B2 - 電撃装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋外での作業に適した電撃装置に関するものである。

従来から、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、すなわち電撃を与えるとシイタケの発生を促進する効果があることまで判明している。
そこで、ほだ木に人工的に高電圧の電撃を与えようとする試みがなされている。

特開昭６３−９８３２２号公報

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

而して、屋外での農作業では、広範囲にわたって栽培された作物や、マツタケのように何処に自生しているか特定できないようなものを対象とするため、特許文献１で提案されているようなものでは、効率良く、しかも漏れ無く電撃作業を行うことは難しい。

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、屋外での農作業に適して、効率的にしかも漏れ無く電撃作業を行うことができる電撃装置を提供することを、その目的とする。

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、請求項１の発明は、高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、前記電撃部が車軸状部分と前記車軸状部分に回転自在に支持され、複数の印加電極を有する車輪を備え、高電圧発生部から供給された高電圧が前記車軸状部分から前記車輪の印加電極に放電を介して伝達されることを特徴とする電撃装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した電撃装置において、印加電極は車輪をなす基板に取り付けられた複数の小電極群によって構成されていることを特徴とする電撃装置である。

請求項３の発明は、高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、前記高電圧パルス印加部では高電圧発生部から高電圧が供給される放電側導電体が層状で、貫通穴が複数形成された穴有りの絶縁体層と穴無しの絶縁体層によってサンドされた複層構造体の一部を為しており、貫通穴からの露出部分が複数の印加電極を構成していることを特徴とする電撃装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した電撃装置において、層構造体の側面は覆われ、または、一対の絶縁体層がその間の導電体層を超えて外方に突出ていることを特徴とする電撃装置である。

請求項５の発明は、農業用車輛に取り付けられ、高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、前記高電圧パルス印加部では、回転する車軸状部分に前記印加電極が導通支持され前記高電圧発生部から前記車軸状部分を介して高電圧が供給されるようになっており、さらに、前記印加電極を囲んで絶縁性のドラム状カバーが前記車軸状部分に対して回転自在に支持されており、このドラム状カバーには、貫通部が形成されていることを特徴とする電撃装置である。

請求項６の発明は、高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、高電圧パルス印加部では高電圧発生部から高電圧が供給される高電圧伝達部が設けられ、この高電圧伝達部の車軸状部分には、電撃部の振り子状の印加電極が回転自在に導通支持されており、さらに、前記印加電極を囲んで絶縁性のドラム状カバーが回転自在に支持されており、このドラム状カバーには、内側面に複数の受電部が互いに絶縁した状態で配されると共に、前記受電部どうしの間に貫通部が形成されていることを特徴とする電撃装置である。

請求項７の発明は、請求項６に記載した電撃装置において、車軸状部分にはドラム状カバーが二つ取り付けられ、それぞれのカバー内に振り子状の印加電極が複数備えられていることを特徴とする電撃装置である。

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれかに記載した電撃装置において、手持ち式になっていることを特徴とする電撃装置である。

請求項９の発明は、請求項１から７のいずれかに記載した電撃装置において、
車体に取り付けられ、前記車体の移動に追従して電撃部が被電撃領域を移動することを特徴とする電撃装置である。

本発明の電撃装置によれば、屋外での農作業に適して、効率的にしかも漏れ無く電撃作業を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電撃装置の斜視図である。 図１の電撃装置の電撃部の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電撃装置の斜視図である。 図３の電撃装置の電撃部の下面図である。 図４の電撃部の断面図である。 図３の電撃部を台車に取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電撃装置の斜視図である。 図７の電撃装置の電撃部側の正面図である。 図８の電撃部の斜視図である。 図８の電撃部の側面のイメージ図である。

本発明の第１の実施の形態に係る電撃装置１を、図面にしたがって説明する。
図１に示すように、この電撃装置１は手持ち式になっており、筒状の筺体３の基端側から低電圧ケーブル５が貫入している。
筺体３は２つの区分からなっており、基端側は手持ち部７となっている。この手持ち部７を為す部分は、導電材、例えば金属で構成されており、アース線９が接続されている。

先端側は保護カバー１１となっており、絶縁体、例えばＰＭＭＡ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＯＭ、ＰＥＴＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどで構成される。
符号１３は高電圧発生部となっており、この高電圧発生部１３は保護カバー１１内に収められている。上記した低電圧ケーブル５から供給された電圧は高電圧発生部１３で昇圧されて高電圧となる。高電圧発生部１３は、小型化を図るため、コッククロフトウォルトン回路で構成されている。
高電圧発生部１３の出力端側には、球状の放電側電極１５が連結されている。この放電側電極１５は保護カバー１１内で裸出している。

高電圧パルス印加部１７では、球状の受電部（電極）１９が上記した保護カバー１１内で放電側電極１５と放電ギャップ（Ｇ）を介して対向している。符号２１は連結部を示し、この連結部２１は「Ｔ」字状を為しており、その縦軸２３の軸方向前端が横軸２５の軸方向中間で接続して一体となっている。縦軸２３は横軸２５に対して回動自在に接続されている。
縦軸２３は保護カバー１１の軸方向前端の閉塞面を貫通して後端側は保護カバー１１内に入り込んでおり、その後端に上記した受電部１９が連結されている。この保護カバー１１内で放電側電極１５と受電部１９とが対向した空間が放電室を構成している。縦軸２３の外側は絶縁材で構成されているが内部には高電圧伝送ラインが通されている。

横軸２５は導電性の車軸状部分となっており、横軸２５の軸方向両端側には車輪２７が回転自在に取り付けられている。横軸２５にはカバーパイプ２６に通されて軸からの放電が阻止されている。
図２に示すように、この車輪２７の本体をなす円板状基板２９は絶縁性であるが、その中心の穴縁に沿って導電性を有する金属で構成されたリング状軸受部３１が取り付けられており、連結部２１の横軸２５とは導通状態となっている。円板状基板２９の両側の板面には導電性を有する金属粉３３が多数付着されて小電極群を構成している。金属粉３３は円板状基板２９上に集まらずに均一に分散して互いに離間しており、円板状基板２９の板面が露出している。電撃部の印加電極はこの金属粉３３によって構成されており、板面上に多数の印加電極からなる小電極群が形成されたことになる。金属粉の候補としては、ステンレス、純銅、金、銀、チタン、タングステンが挙げられ、非金属粉とする場合はその候補としては炭素が挙げられる。
また、円板状基板２９の外周縁にはリング状の絶縁ゴム製の車輪カバー３５が装着されている。

この電撃装置１は上記したように構成されており、電源をＯＮにすると、放電室内で放電側電極１５と受電部１９との間で放電が起こり、その電荷は連結部２１を介して車輪２７のリング状軸受部３１まで伝達される。そして、リング状軸受部３１とその近傍の金属粉３３との間や、近傍の金属粉３３どうしの間で二次放電が起こり、金属粉３３に電荷が伝達・分配され、この多数の金属粉３３から作物等に対してさらに三次放電により電撃が与えられる。従って、一回の放電での作用範囲が点から面となり、作業を効率良くしかも漏れ無く進めることができる。

電撃装置１の手持ち部分を掴んで前後方向に押すと、車輪２７の直進走行により多数の印加電極が容易に移動するので、屋外でも効率良く作業を進めることができる。しかも、車輪２７が動くことで、金属粉３３の周囲は常にフレッシュな空気で満たされることになり、放電が安定する。また、移動の際には、大地に接触するのは車輪カバー３５となるので、円板状基板２９は損傷から保護される。

本発明の第２の実施の形態に係る電撃装置３７を、図面にしたがって説明する。
図３に示すように、この電撃装置３７は第１の実施の形態に係る電撃装置１と同様に手持ち式になっており、共通している構成部分は多い。従って共通部分は同じ符号を付すことで説明を省略し、異なる部分について説明する。

符号３９は放電側導電体を示す。この放電側導電体３９は板状で、上板４１と中板４３と下板４５とで三層構造を為している。上板４１と下板４５は絶縁体、例えば、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＯＭ、ＰＥＴＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等で構成されている。また、中板４３は導電体、例えばステンレス、純銅、金、銀、チタン、タングステン、炭素等で構成されている。
上板４１の中心部分に穴が開いており、この穴に上記した中板４３と同じ導電体で構成されて棒状の連結部４７が貫入されている。この連結部４７の基端は受電部１９に連結され、前端は中板４３に連結されて導通している。

下板４５には板厚方向に貫通する貫通穴４９が一定の配列で複数形成されており、各々の部分には中板４３が円状に露出してそれぞれ印加電極５１となっており、複数の印加電極５１で小電極群を構成している。上記構成から、いずれの印加電極５１も穴底にあるので、ここに高電圧を印加させるとコロナ放電により穴の空気はイオン化される。やがてイオン化は飽和し空気は導通化され、それを切っ掛けに火花放電に至る。火花放電は衝撃波を伴うのでイオン化された空気が排出されフレッシュな空気に入れ替わり、再びコロナ放電へと戻る。このイオン化が飽和するまでの時間差で１つの穴に集中することなく全ての穴で火花放電を起こすことができる。
従って、シンプル且つ軽量な機構で広範囲に電撃を与えることができる。

図５（１）に示す例（図４に対応）では、絶縁材で構成された絶縁枠５３が嵌められて、縁が露出しないようになっている。また、図５（２）に示す例では、絶縁材で構成された絶縁カバー５５で縁が覆われて、縁が露出しないようになっている。また、図５（３）では、上板４１と下板４５とが導電性の中板４３を超えて側方に突出してリーク放電し難い沿面距離が確保されている。このように構成することで、いずれも板厚方向である側面からのリーク放電が阻止されている。
上記した三例のいずれに構成してもよい。

図６は電撃装置３７を台車５７に取り付けた例を示す。この例では電源やコントローラを格納した本体５９は台車５７の上に搭載されている。このように台車５７に取り付けてもよい。

本発明の第３の実施の形態に係る電撃装置６１を、図面にしたがって説明する。
図７、図８に示す電撃装置６１は、農業用車輛に、絶縁性の連結部６３の基端側を固定して取り付けられるようになっている。
電源やコントローラ、更には高電圧発生部が車輛側の本体（図示省略）に配されており、連結部６３に高電圧伝送ライン６５が通されて、高電圧が伝達される。
連結部６３はフレーム状を為しており、先端側では二股に分けられ、その間に車軸状部分６７が横架されている。この車軸状部分６７は導電性部材で構成されており、上記した高電圧伝送ライン６５と導通接続されている。

車軸状部分６７は二つに区画されており、図９に示すように、それぞれに、矢じり状の印加電極６９が２個備えられている。各印加電極６９は、車軸状部分６７に対して軸受を介して回転自在に取付けられて振り子様となっており、車軸状部分６７が回転しても自重で下向きに付勢されている。印加電極６９は、車軸状部分６７と導通接続されている。
符号７１はドラム状カバーを示し、このドラム状カバー７１は絶縁性素材で形成されている。このドラム状カバー７１の内側面には、図１０に示すように、板状の受電部（電極）７３が複数取り付けられており、受電部７３は互いに絶縁されている。印加電極６９の遊端とその下方にある受電部７３との間にはギャップ（Ｇ）がある。受電部７３どうしの間には、貫通穴７５が細長く軸方向に延びて形成されている。ドラム状カバー７１は車軸状部分６７に対して回転自在に連結されている。なお、図８では視認の便宜のため、受電部７３は一つだけ図示されている。

この電撃装置６１では、高電圧が高電圧伝送ライン６５および車軸状部分６７を介して印加電極６９まで伝達され、印加電極６９とそれに下方から対向する受電部７３との間で主に放電が起こる。そして、放電生成物は貫通穴７５から外に出てくる。また、帯電した受電部７３から大地側に対しては二次放電により電撃が与えられる。

第１の実施の形態の円盤状の車輪２７と異なり、印加電極側に幅を持たせているので、電撃の有効面積が広がっており、広大な大地を電撃対象場所とする場合でも、農業用車輛の移動回数を減らして作業を効率良く進めることができる。
また、電撃方向が大地に向けられているので、脇に背の高い植物が有っても、それに対する直接的な電撃が阻止され、高電圧を効率良く利用できる。空気イオン等の放電生成物の有効性も昨今注目されているが、この寿命が短い放電生成物も大地側の受電部７３に隣り合う貫通穴７５から優先的に排出されるので、これらも効率的に活用できる。
さらに、ドラム状カバー７１が車輪２７と異なり幅があるので、大地に凹凸が有っても大地との接地状態が担保され易い。

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、高電圧発生部は本体５９側にもってきてもよい。
なお、印加電極との間で放電を起こす電極は、第１の実施の形態、第２の実施の形態では直接大地側となっているが、第３の実施の形態では主に受電部７３となっているが、いずれの態様でも本発明の範囲に含まれる。

本発明の電撃装置は、農業用に適している。

１…電撃装置（第１の実施の形態）
３…筺体 ５…低電圧ケーブル
７…手持ち部 ９…アース線
１１…保護カバー １３…高電圧発生部
１５…放電側電極 １７…高電圧パルス印加部
１９…受電部 ２１…連結部
２３…縦軸 ２５…横軸
２７…車輪 ２９…円板状基板
３１…リング状軸受部 ３３…金属粉
３５…車輪カバー
３７…電撃装置（第２の実施の形態）
３９…放電側導電体 ４１…上板
４３…中板 ４５…下板
４７…連結部 ４９…貫通穴
５１…印加電極 ５３…絶縁枠
５５…絶縁カバー
５７…台車 ５９…本体
６１…電撃装置（第３の実施の形態）
６３…連結部 ６５…高電圧伝送ライン
６７…車軸状部分 ６９…印加電極
７１…ドラム状カバー ７３…受電部
７５…貫通穴
Ｇ…放電ギャップ

Claims (9)

1. 高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、
   前記電撃部が車軸状部分と前記車軸状部分に回転自在に支持され、複数の印加電極を有する車輪を備え、高電圧発生部から供給された高電圧が前記車軸状部分から前記車輪の印加電極に放電を介して伝達されることを特徴とする電撃装置。
2. 請求項１に記載した電撃装置において、
   印加電極は車輪をなす基板に取り付けられた複数の小電極群によって構成されていることを特徴とする電撃装置。
3. 高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、
   前記高電圧パルス印加部では高電圧発生部から高電圧が供給される放電側導電体が層状で、貫通穴が複数形成された穴有りの絶縁体層と穴無しの絶縁体層によってサンドされた複層構造体の一部を為しており、貫通穴からの露出部分が複数の印加電極を構成していることを特徴とする電撃装置。
4. 請求項３に記載した電撃装置において、
   層構造体の側面は覆われ、または、一対の絶縁体層がその間の導電体層を超えて外方に突出ていることを特徴とする電撃装置。
5. 農業用車輛に取り付けられ、高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、
   前記高電圧パルス印加部では、回転する車軸状部分に前記印加電極が導通支持され前記高電圧発生部から前記車軸状部分を介して高電圧が供給されるようになっており、
   さらに、前記印加電極を囲んで絶縁性のドラム状カバーが前記車軸状部分に対して回転自在に支持されており、このドラム状カバーには、貫通部が形成されていることを特徴とする電撃装置。
6. 高電圧パルス印加部が複数の印加電極に分割された電撃部を備えており、単一の高電圧発生部から高電圧が供給されると、複数の印加電極に分配されて、それぞれの電極から被処理物に対して電撃を与える電撃装置であって、
   高電圧パルス印加部では高電圧発生部から高電圧が供給される高電圧伝達部が設けられ、この高電圧伝達部の車軸状部分には、電撃部の振り子状の印加電極が回転自在に導通支持されており、さらに、前記印加電極を囲んで絶縁性のドラム状カバーが回転自在に支持されており、このドラム状カバーには、内側面に複数の受電部が互いに絶縁した状態で配されると共に、前記受電部どうしの間に貫通部が形成されていることを特徴とする電撃装置。
7. 請求項６に記載した電撃装置において、
   車軸状部分にはドラム状カバーが二つ取り付けられ、それぞれのカバー内に振り子状の印加電極が複数備えられていることを特徴とする電撃装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載した電撃装置において、
   手持ち式になっていることを特徴とする電撃装置。
9. 請求項１から７のいずれかに記載した電撃装置において、
   車体に取り付けられ、前記車体の移動に追従して電撃部が被電撃領域を移動することを特徴とする電撃装置。

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