(57)【要約】【課題】バッテリーがあがったときに、手近に入手できる乾電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動することができ、常時自家用車に積んでおくことができる程度にコンパクトで、安価な緊急電源装置を得る。【解決手段】電源としての電池１を装填することができる電池装填部と、電源装填部に装填される電池１の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力を蓄積するキャパシタ５と、キャパシタ５の蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子７、８と、を有する。出力端子７、８は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有する構成にする。【選択図】図１
2006320040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源としての電池を装填することができる電池装填部と、
上記電源装填部に装填される電池の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を蓄積するキャパシタと、
上記キャパシタの蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子と、を有することを特徴とする緊急電源装置。
【請求項２】
ＤＣ／ＤＣコンバータの出力は定電圧レギュレータで電圧が安定化されてキャパシタに入力される請求項１記載の緊急電源装置。
【請求項３】
キャパシタと出力端子との間には逆流防止用のダイオードが接続されている請求項１記載の緊急電源装置。
【請求項４】
出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有する請求項１記載の緊急電源装置。
【請求項５】
救援が必要なバッテリーの一方の端子を直接受け入れるソケットは円形の受け穴を有し、上記バッテリーの他方の端子を直接受け入れるソケットは上記円形の受け穴を通る直線に沿って伸びた受け穴を有してなる請求項４記載の緊急電源装置。
【請求項６】
出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットと、フレキシブルケーブルに接続された導電性のクリップとからなる請求項１記載の緊急電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のバッテリーが消耗してしまい、いわゆるバッテリーあがりの状態になった場合など、緊急事態が生じた場合にエンジンを始動することができる緊急電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車を長期間使用することなく放置しておくと、バッテリーが自然に放電して、蓄えられた電力が消耗し、スタータモータを駆動することができない事態に至ることがある。いわゆるバッテリーあがりであって、バッテリーが古くなるとあがり易くなる。
【０００３】
バッテリーあがりに備えて、商用交流電源からスタータモータを駆動するための電源を得るようにした緊急電源装置が市販されている。この緊急電源装置は、商用交流電源を所定の電圧に降圧するトランスと、トランスの２次側の出力を整流する整流器を具備している。整流後の直流出力端子を自動車のバッテリーの端子に接続すれば、緊急電源装置から自動車のスタータモータに電源が供給されるため、スタータモータを駆動してエンジンを始動することができる。エンジン始動後はエンジンで発電機が駆動されバッテリーがチャージされる。しかしながら、この種従来の緊急電源装置は、交流電源を電源とするため、交流電源を引き込むことができない出先でバッテリーあがりに遭遇した場合は役に立たない。また、整流された直流出力で直接スタータを駆動するものであるため、トランス、整流器の電流容量が大きくなり、全体が大型になる。したがって、自家用自動車に常時積んでおくということは非現実的であり、自動車の整備工場などに備えられているに過ぎない。
【０００４】
いま、仮に、常時自家用車に積んでおくことができる程度にコンパクトで、必要とする場合に身近に入手することができる乾電池を電源として自動車のスタータモータを駆動することができる装置があるとしたら、万一バッテリーあがりに遭遇したとしても、あわてることなく対処できるはずである。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みて、身近に流通している乾電池であっても、その電圧を所定の電圧まで昇圧し、かつ、ある程度の時間をかけて蓄電することにより、短時間であれば自動車のスタータモータに電力を供給してエンジンをスタートすることができる、という発想のもとに完成したものである。かかる発想に基づく緊急電源装置を実現すれば、常時自家用車に積んでおくことができる程度にコンパクトで、安価な緊急電源装置を得ることができる。
【０００６】
なお、本発明に比較的近い従来技術として、エンジン始動用スタータに電力を供給する蓄電池の放電電圧がエンジン始動電圧以下になったとき、乾電池のような他の電池によって充電される電気二重層コンデンサを上記蓄電池に直列に接続し、その和電圧をエンジン始動電圧以上にするように構成したエンジン始動装置がある（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１記載の発明は、乾電池のような他の電池を複数直列に接続して所定の電圧にするものであるから、多数の乾電池を直列に接続する必要があり、簡便性の点から難点がある。また、特許文献１記載の発明は、自動車に組み込み、本来のバッテリーとこの発明にかかるエンジン始動装置をスイッチで切り換えることを想定しており、緊急時にのみ装着して使用する本願発明にかかる緊急電源装置とはもともとの発想から異なるものである。
【０００７】
また、本来のバッテリーと補助電源を有し、スタータモータ始動時はバッテリーと補助電源の重畳電圧をスタータモータに印加し、始動後はバッテリーおよび補助電源を充電装置にそれぞれ並列に接続してそれぞれ充電するようにし、また、補助電源としてコンデンサを用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２記載の発明も、自動車に組み込むことを想定しており、緊急時にのみ装着して使用する本願発明にかかる緊急電源装置とはもともとの発想から異なるものである。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３２１７９８号公報
【特許文献２】特開２００１−４１１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、いわゆるバッテリーあがりの事態が発生したときに、手近に入手することができる乾電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動することができる緊急電源装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、常時自家用車に積んでおくことができる程度にコンパクト化することができ、かつ、安価な緊急電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電源としての電池を装填することができる電池装填部と、電源装填部に装填される電池の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を蓄積するキャパシタと、キャパシタの蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子と、を有することを最も主要な特徴とする。
出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有する構成にするとよい。
【発明の効果】
【００１１】
電源を供給する対象が自動車のエンジンのスタータモータの場合、短時間とはいえ１００Ａ以上、比較的大きなエンジンの場合２００Ａ程度の大電流が流れる。身近に入手することができる乾電池は、電圧が自動車のバッテリーの電圧よりも低く、しかも、１００Ａ以上という大電流を流すことは不可能である。そこで、まず、ＤＣ／ＤＣコンバータによって自動車のバッテリーの電圧と同等の電圧に昇圧し、昇圧後の電流をキャパシタに蓄積する。この蓄積に例えば５分間程度の時間をかければ、キャパシタにはスタータモータを５〜１０秒間程度は電流を供給するに足りる電力を蓄積することができる。キャパシタは、大電流を短時間に放出できるという特性を備えており、外形はコンパクトであることから、本発明に適した素子である。このように、本発明は、短時間に大電流を流すために、ある程度の時間をかけて必要な電力を蓄積するという発想に基づいているため、電源は身近に流通している乾電池で間に合い、全体の構成もコンパクトにまとまるから、自家用車に常時積んでおいても邪魔にならない。
救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを備えることにより、バッテリーへの装着が容易であり、ケーブルを引き回すわずらわしさも解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる緊急電源装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、本発明に用いられる電気回路の構成例について説明する。図１はそのブロック図である。図１において、符号１は電源としての乾電池を示している。乾電池１は、緊急電源装置内の電源装填部に装填される。乾電池１は例えば単１型電池を１本使用するものであってもよいが、複数本、例えば２本を並列または直列に使用するものであってもよい。図示の例では２本の乾電池１を並列に接続するようになっていて、その端子電圧１．５Ｖが電源スイッチ２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３に入力されるようになっている。
【００１４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、例えば直流電源をオン・オフするトランジスタなどからなるバイブレータと、バイブレータによりオン・オフされる電源の電圧を所定の電圧、例えば、一般的な自家用車に搭載されているバッテリーの電圧である１２Ｖまで昇圧するトランスと、トランスの出力を整流する整流器を具備してなる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力はリップルの多い出力であるため、定電圧レギュレータ４で電圧を安定化させ、これをキャパシタ５に蓄積する。キャパシタ５に蓄積された直流の例えば１２Ｖの電力は、逆流防止のためのダイオード６を介してプラス端子７とマイナス端子８から外部に供給することができるように構成されている。
【００１５】
いま、小型の自家用車のスタータモータを想定し、１２Ｖの電圧で１００Ａの電流を１０秒間供給するという条件を設定する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３が、１２Ｖで２．５Ａの電流出力が可能であるとすると、上記の条件を満たすためには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が４００秒間動作しながらキャパシタ５に電力を蓄積すればよいことになる。４００秒は７分近い時間であり、自家用車のユーザーが万が一のときに待つことができる時間の最大限に近いものと考えられる。なぜなら、自動車の支援団体の会員の場合、支援を依頼してから支援員が到着するまでの時間と比較して時間的なメリットがなければ、緊急電源装置を使用しようという気持ちにならないからである。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力が上記のように１２Ｖで２．５Ａであるとすると、１．５Ｖの乾電池１からは２０Ａの電流を供給する必要がある。現在市販されている単１型高性能乾電池１本の容量が５．０Ａｈであるとすると、２０Ａの電流を９００秒間流すことができることになり、必要にして十分な電力を蓄積するに必要な上記４００秒を２倍以上上回っている。したがって、乾電池１本でも自動車のエンジンのスタータモータを駆動することができることがわかる。もっとも、これは計算上のことであり、実際には各電気部品の効率、乾電池１の使用条件などによって、乾電池１にはさらに過酷な使用条件が課せられることになる。したがって、図１に示す実施例のように、電源としての乾電池１を複数用いるように構成するのが望ましい。しかしながら、乾電池を多数用いるようにしたのでは、装置全体が大きくなり、電池を購入するコストの負担をユーザーに強いることになるので、単１型の乾電池を２本程度並列または直列接続で用いるのが合理的である。なお、自動車のバッテリー電圧は２４Ｖのものもあるので、それに対応する緊急電源装置を用意してもよいし、出力電圧を１２Ｖと２４Ｖに切り換えるスイッチを設けてもよい。出力電圧の切り換えは、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ３に使用されているトランスのタップを選択して巻数比を切り換えることによって実現することができる。
【実施例２】
【００１６】
次に、上記緊急電源装置の外観の構成例について説明する。図２乃至図４において、箱形の装置本体１０の上面中央には本装置の持ち運び及び取り扱いの便に供するグリップ１１が取り付けられ、また、電源スイッチ２が取り付けられている。装置本体１０の底面側には、出力端子７，８が設けられている。出力端子７，８は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有してなる。図４において符号１５は救援が必要なバッテリーを示しており、バッテリー１５の上面には周知のように円柱状の二つの端子１６，１８が設けられている。装置本体１０の上記出力端子７、８の位置と上記端子１６，１８を構成するソケットの位置を合わせ、装置本体１０をバッテリー１５に押し付けると、上記二つのソケットにバッテリー１５の二つの端子１６，１８がそれぞれ進入するように構成されている。バッテリー１５の型式や仕様によって二つの端子１６，１８の間隔が異なるので、一方の端子１６を受け入れる出力端子７を構成するソケットは円形の受け穴になっているのに対し、他方の端子１８を受け入れる出力端子８を構成するソケットは上記円形の受け穴を通る直線に沿って伸びた長方形状の受け穴になっていて、二つの端子１６，１８相互の間隔の違いに対応できるようになっている。
【００１７】
装置本体１０内には乾電池１を装填することができる電源装填部が設けられている。電源装填部は、ユーザーが市販の乾電池１を装填することができるように電池ホルダーが設けられ、電池ホルダーの開口部を蓋で塞ぐことができるようになっている。装置本体１０内にはまた、図１に示すような電気回路を実装した回路基板１２が配置されている。
【００１８】
以上説明した実施例にかかる緊急電源装置は、その出力端子７、８に上記のように直接バッテリー１５の二つの端子１６，１８を嵌合させることによって使用することができる。出力端子７、８の極性とバッテリー１５の二つの端子１６，１８の極性を間違わないように、装置本体１０に出力端子７，８の極性を明示しておく。使用するに当たっては、あらかじめ乾電池１を所定位置に装填し電源スイッチ２をオンにして回路を少なくとも数分間作動させ、前記キャパシタ５に、スタータモータを駆動するに足りる電力を蓄えておく。キャパシタ５に電力を蓄えたあと本装置をバッテリー１５に接続してもよいし、バッテリー１５に接続した状態で電力を蓄えてもよい。いずれにせよ、キャパシタ５に蓄える電力が、救援が必要なバッテリー１５に食われるので、計算上必要なチャージ時間よりも余分なチャージ時間が必要になる。キャパシタ５が十分にチャージされた状態でスタータモータを駆動する。このとき、キャパシタ５に蓄えられた電力が大電流で急激に放出されるが、キャパシタ５はその特性上、急激な大電流による放電に耐えることができる。
【００１９】
図２乃至図４に示す実施例によれば、救援を必要とするバッテリー１５に直接装着することができる。そのため、従来のように救援を求めた自動車のバッテリーからブースターケーブルを引き回す手間がなくなり、取り扱いが極めて簡単になるので、自動車の仕組みについてわからないユーザーでも容易に扱うことができる。
【実施例３】
【００２０】
図５は、本発明にかかる緊急電源装置の別の実施例を示す。この実施例は、上記バッテリー１５の二つの端子１６，１８に接続する出力端子７，８のうち、一方の出力端子７は前記実施例における出力端子７と同様に円形の受け穴を有するソケットで構成されているのに対し、他方の出力端子がフレキシブルケーブル２０を介して接続されたクリップ８０からなる点が前記実施例と異なっている。前述のように、支援が必要なバッテリーの型式や仕様によってプラスとマイナスの端子の間隔が異なるので、図５に示す実施例では、例えばバッテリーのプラス側の端子を円形の受け穴を有するソケットからなる出力端子７で受け、バッテリーのマイナス側の端子をクリップ８０で挟んで接続する。フレキシブルケーブル２０の伸縮によってバッテリーのプラスとマイナスの端子間寸法の違いに対応することができる。
【００２１】
図５に示す実施例によれば、片方の出力端子８０はフレキシブルケーブル２０を介して伸縮させる必要があるが、一方の出力端子７はこれにバッテリーの一方の端子を直接嵌めるだけでよく、従来のバッテリー支援方法のようにブースターケーブルを引き回す必要はない。また、前述の実施例と同様に、コンパクトで、常時自家用車に搭載しておいても邪魔にならないという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明にかかる緊急電源装置を構成するのに必要な回路部品は全て量産化されさまざまの仕様のものが市販されているから、適合する仕様のものを採用すればよい。これら回路部品のコストも、標準品であれば比較的安く、自家用自動車の所有者にとっては経済的に負担を強いるほどのコストにはならないので、万が一のバッテリーあがりに備えて各自家用車に搭載しておくこともできる。電源となる乾電池はどこでも入手することができるので、この点からも、万が一のバッテリーあがりにも安心である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる緊急電源装置の回路構成の例を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる緊急電源装置の実施例の外観を斜め上方から見た斜視図である。
【図３】上記実施例の外観を斜め下方から見た斜視図である。
【図４】上記実施例の使用状態を示す正面図である。
【図５】本発明にかかる緊急電源装置の別の実施例の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    乾電池
２    電源スイッチ
３    ＤＣ／ＤＣコンバータ
４    低電圧レギュレータ
５    キャパシタ
６    ダイオード
７    出力端子
８    出力端子
１０    装置本体
１１    取っ手
２０    フレキシブルケーブル
８０    クリップ
【図１】
2006320040.tif 000003
【図２】
2006320040.tif 000004
【図３】
2006320040.tif 000005
【図４】
2006320040.tif 000006
【図５】
2006320040.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月30日(2005.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源としての電池を装填することができる電池装填部と、
上記電源装填部に装填される電池の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を蓄積するキャパシタと、
上記キャパシタの蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子と、を有し、
上記出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有し、
上記救援が必要なバッテリーの一方の端子を直接受け入れるソケットは円形の受け穴を有し、上記バッテリーの他方の端子を直接受け入れるソケットは上記円形の受け穴を通る直線に沿って伸びた受け穴を有することを特徴とする緊急電源装置。
【請求項２】
電源としての電池を装填することができる電池装填部と、
上記電源装填部に装填される電池の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を蓄積するキャパシタと、
上記キャパシタの蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子と、を有し、
上記出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットと、フレキシブルケーブルに接続された導電性のクリップとからなることを特徴とする緊急電源装置。
【請求項３】
ＤＣ／ＤＣコンバータの出力は定電圧レギュレータで電圧が安定化されてキャパシタに入力される請求項１又は２記載の緊急電源装置。
【請求項４】
キャパシタと出力端子との間には逆流防止用のダイオードが接続されている請求項１又は２記載の緊急電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、電源としての電池を装填することができる電池装填部と、電源装填部に装填される電池の電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を蓄積するキャパシタと、キャパシタの蓄積電力を救援が必要なバッテリーに供給することができる出力端子と、を有し、上記出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットを有し、上記救援が必要なバッテリーの一方の端子を直接受け入れるソケットは円形の受け穴を有し、上記バッテリーの他方の端子を直接受け入れるソケットは上記円形の受け穴を通る直線に沿って伸びた受け穴を有することを主要な特徴とする。
上記出力端子は、救援が必要なバッテリーの端子を直接受け入れるソケットと、フレキシブルケーブルに接続された導電性のクリップで構成してもよい。