(57)【要約】【課題】外部電源に接続して負荷機器に電力供給できると共に、単独でも電力供給可能であり、車載バッテリに接続した場合に、電力供給するためにエンジンのアイドリング運転を必要とせず、エンジンを停止しても一定時間は負荷機器へ電力供給し続けることができる可搬型電源装置を提供する。【解決手段】外部電源に接続可能な入力手段２２と、負荷機器５１に接続される出力手段３２と、外部電源により充電可能なバックアップバッテリ１０と、備えた可搬型電源装置１であって、入力手段２２と出力手段３２とを結んで、外部電源から負荷機器５１へ電力供給する主閉回路Ｌ１と、バックアップバッテリ１０から負荷機器５１へ電力供給するバックアップ電力供給回路Ｌ８と、電力供給不能状態を報知する供給不能表示回路Ｌ７と、バックアップ電力供給回路Ｌ８と供給不能表示回路Ｌ７とを切り替えるリレースイッチＲＬ１と、リレースイッチＲｌ１を駆動させるリレー駆動回路とＬ４、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に接続可能な入力手段と、負荷機器に接続される出力手段と、前記外部電源により充電可能なバックアップバッテリとを備えた可搬型電源装置であって、
前記入力手段と前記出力手段とを結んで、前記外部電源から前記負荷機器へ電力供給する主閉回路と、
前記バックアップバッテリから負荷機器へ電力を供給するバックアップ電力供給回路と、
電力供給不能状態を報知する供給不能表示回路と、
前記バックアップ電力供給回路と供給不能表示回路とを選択的に切り替えるリレー駆動回路と、
を備えていることを特徴とする可搬型電源装置。
【請求項２】
前記外部電源から電力を導入して前記バックアップバッテリに充電するバックアップバッテリ充電回路を備え、該充電回路は電源スイッチをオンすることにより前記外部電源との間で閉回路を形成することを特徴とする請求項１に記載の可搬型電源装置。
【請求項３】
前記バックアップバッテリのプラス端子が前記リレー駆動回路に接続され、前記外部電源からの電力供給が停止した後も、前記バックアップバッテリから前記リレー駆動回路への電力が供給されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可搬型電源装置。
【請求項４】
前記リレー駆動回路は、前記バックアップバッテリの電圧が所定の電圧まで低下したときに、前記バックアップ電力供給回路から供給不能表示回路に切り替わり、前記バックアップバッテリから前記出力手段への電力の供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載の可搬型電源装置。
【請求項５】
前記外部電源が車載バッテリまたは家庭用交流電源であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の可搬型電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリ等の外部電源に接続して負荷機器に電力供給すると共に、単独でも負荷機器に電力供給可能な可搬型電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のセンターパネル等に設けられたシガーライタ等の電源ソケットに接続して車載用の保冷ユニットや冷風機等の負荷機器に電力を供給する電源装置は種々提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ケース内にＤＣ／ＡＣコンバータを含む電気回路を組み込み、ケース表面にＡＣコンセントを備えた電源装置を自動車内のパネル等に設けられた灰皿設置スペースに収納した車載電源装置が提案されている。
【０００４】
また特許文献２には、車体へ着脱自在に設けられた可搬電池と、太陽電池製の補助電池を備え、接続手段を介して補助電池により可搬電池に充電するように構成された車載用電源装置が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２３３６９７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の車載用電源装置は、灰皿設置スペースに収納して使用する形式の電源装置であり、可搬型の電源装置ではなかった。また、自動車の駐停車時に負荷機器に電力を供給するにはエンジンをアイドリング運転する必要があり、エンジンを停止した後は負荷機器に電力供給をすることはできなかった。
【０００６】
特許文献２の車載用電源装置は可搬型の電源装置であり、エンジンを停止した後においても負荷機器に電力供給可能であるが、太陽電池製の補助電池を搭載した車両を対象としている。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、外部電源に接続して負荷機器に電力供給する共に、単独でも負荷機器に電力供給可能であり、車載バッテリに接続した場合に、負荷機器へ電力供給するためにエンジンのアイドリング運転を必要とせず、エンジンを停止しても一定時間は負荷機器へ電力を供給し続けることができる可搬型の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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る可搬型電源装置は、外部電源に接続可能な入力手段と、負荷機器に接続される出力手段と、前記外部電源により充電可能なバックアップバッテリと、備えた可搬型電源装置であって、
前記入力手段と前記出力手段とを結んで、前記外部電源から前記負荷機器へ電力供給する主閉回路と、
前記バックアップバッテリから負荷機器へ電力供給するバックアップ電力供給回路と、
電力供給不能状態を報知する供給不能表示回路と、
前記バックアップ電力供給回路と供給不能表示回路とを選択的に切り替えるリレー駆動回路と、
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る可搬型電源装置によれば、入力手段と出力手段とを結んで外部電源から負荷機器へ電力供給する主閉回路と、バックアップバッテリから負荷機器へ電力供給するバックアップ電力供給回路と、を備えているので、外部電源に接続して負荷機器に電力供給すると共に、単独でも負荷機器に電力供給可能である。また、バックアップバッテリから負荷機器へ電力供給しうるので、車載バッテリに接続した場合に、負荷機器へ電力供給するためにエンジンのアイドリング運転を必要とせず、エンジンを停止しても一定時間は負荷機器へ電力供給し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る可搬型電源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る可搬型電源装置の一実施の形態の外観構成図である。図２は本実施の形態に係る可搬型電源装置の回路構成のブロック図である。
【００１２】
図１を参照すると、本実施の形態に係る電源装置１の本体は、バックアップバッテリ１０と、電力供給回路の収納された電源ユニット２０と、から構成されている。バックアップバッテリ１０は、たとえば、横幅１８１±１ｍｍ×奥行７６±１ｍｍ×高さ１６７±１ｍｍ程度の携帯可能な大きさを有しており、その上部の左右には、＋および−の電極と不図示の吊下げストラップのフックを取り付けるための掛け部とを兼ねた部位１１、１２が形成されている。
【００１３】
電源ユニット２０の上部中央には本実施の形態の電源装置１を稼働させる電源スイッチ（Ｐｏｗ  Ｓｗ）２１が配設されている。電源スイッチ２１の左右には、電源入力状態（Ｐｏｗ  Ｏｎ）および電力供給状態を表示する電源ランプとしてのＬＥＤ１（緑）と、電力供給不能状態（Ｂａｔｔ  Ｌｏｗ）を表示するＬＥＤ２（赤）と、が配設されている。
【００１４】
この電源ユニット２０の出力側（ＯＵＴ側）には、たとえば、車載用の保冷ユニットや冷風機等の種々の負荷機器５１（図２参照）を接続可能な出力ケーブル３１が延出されており、その先端部には負荷機器５１を接続可能な出力コネクタ（本発明の出力手段に相当）３２が取り付けられている。
【００１５】
本実施の形態に係る電源装置１は、可搬型の電源装置として単独でも使用可能であるが、自動車のセンターパネル等に設けられたシガーライタソケット等の電源ソケット（図示せず）に接続して用いることも可能である。したがって、電源ユニット２０の入力側（ＩＮ側）には入力コネクタ（本発明の入力手段に相当）２２が配設されており、この入力コネクタ２２には上記電源ソケットに接続可能なプラグケーブル４１が接続される。このプラグケーブル４１の基端側には上記入力コネクタ２２に接続可能な接続コネクタ４２が取り付けられており、先端側には上記電源ソケットに接続可能な挿入プラグ４３が取り付けられている。
【００１６】
また、入力コネクタ２２は、上記プラグケーブル４１をアダプタケーブル６１と取り替えることにより、家庭用交流電源に接続することも可能である。アダプタケーブル６１にはＡＣアダプタ６３が介設されており、その基端側には上記入力コネクタ２２に接続可能な接続コネクタ６２が取り付けられ、先端側には家庭用交流コンセントに接続可能な挿入プラグ６４が取り付けられている（図２参照）。
【００１７】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る電源装置１の電源ユニット２０内に収納された電力供給回路の構成を説明する。
【００１８】
上述したように、本実施の形態に係る電源装置１は単独でも使用可能であるが、自動車のシガーライタソケット等の電源ソケットに接続して用いることも可能である。図２では、車両側の電源ソケットおよび上記プラグケーブル４１を省略図示しており、１２Ｖ（２４Ｖ）の車載バッテリ４５を有する閉回路Ｌ０に上記接続コネクタ４２が存するように表している。すなわち、図２において、上記接続コネクタ４２は、エンジンスイッチ（ＩＧＳＷ）４４の始動により電力供給される車載バッテリ４５を有する閉回路Ｌ０に備えられ、該閉回路Ｌ０においてエンジンスイッチ（ＩＧＳＷ）４４よりも電流方向下流側に介設されている。
【００１９】
本実施の形態に係る電源装置１の電力供給回路は直流閉回路により構成され、上述したように、その入力側（ＩＮ側）には上記入力コネクタ２２が取り付けられ、出力側には車載用保冷ユニット等の負荷装置５１の電源コネクタ５２を接続するための出力コネクタ３２が取り付けられている。入力コネクタ２２および出力コネクタ３２のプラス（＋）端子同士がラインＬ２により接続され、マイナス（−）端子同士がラインＬ３によって接続されることにより、車載バッテリ４５から負荷装置５１へ電力を供給する主閉回路Ｌ１が構成されている。なお、上述したように、入力コネクタ２２にＡＣアダプタケーブル６１を接続することにより、家庭用交流電源から主閉回路Ｌ１を介して負荷装置５１へ電力供給することも可能である。
【００２０】
主閉回路Ｌ１のラインＬ２とラインＬ３との間には、後述するリレースイッチＲＬ１を駆動するためのリレーコイル（ＲＬ１）２５を有するリレー駆動回路Ｌ４が並列接続されており、このリレー駆動回路Ｌ４にはアノード側をラインＬ２に並列接続したダイオードＤ１，Ｄ２、リレーコイル（ＲＬ１）２５および抵抗器Ｒ２が電流方向に順次直列接続されている。
【００２１】
リレー駆動回路Ｌ４のダイオードＤ１，Ｄ２とリレーコイル（ＲＬ１）２５との間には、主閉回路Ｌ１のラインＬ３に至るバックアップバッテリ充電回路Ｌ５が接続されている。このバックアップバッテリ充電回路Ｌ５には、抵抗器Ｒ１、１２Ｖのバックアップバッテリ１０および電源スイッチ２１が直列接続されており、バックアップバッテリ１０のプラス端子側は抵抗器Ｒ１を介してリレー駆動回路Ｌ４に接続され、バックアップバッテリ１０のマイナス端子側は電源スイッチ２１を介してラインＬ３に接続されている。
【００２２】
バックアップバッテリ充電回路Ｌ５の抵抗器Ｒ１と、バックアップバッテリ充電回路Ｌ５とリレー駆動回路Ｌ４の接続部との間には、ラインＬ３に至る供給表示回路Ｌ６が接続されている。供給表示回路Ｌ６には、この回路Ｌ６に流れる電流を、たとえば、１０ｍＡ〜２０ｍＡ程度に制限してＬＥＤの破損を防止する定電流ダイード（ＣＲＤ１）と、電源入力状態（Ｐｏｗｅｒ  Ｏｎ）または電力供給状態を表示するＬＥＤ１（緑）と、が電流方向に順次直列接続されている。
【００２３】
また、バックアップバッテリ充電回路Ｌ５の抵抗器Ｒ１とバックアップバッテリ１０との間には、上記リレーコイル（ＲＬ１）２５によって駆動されるリレースイッチＲＬ１のオフ側接点Ｓ２を介してラインＬ３に至る供給不能表示回路Ｌ７が接続されている。供給不能表示回路Ｌ７には、この回路Ｌ７に流れる電流を、たとえば、１０ｍＡ〜２０ｍＡ程度に制限してＬＥＤの破損を防止する定電流ダイード（ＣＲＤ２）と、電力供給不能状態を表示するＬＥＤ２（赤）と、が電流方向に順次直列接続されている。
【００２４】
なお、同一電流値（たとえば、２０ｍＡ）で発光する同径（φ）のＬＥＤの場合、ＬＥＤ２（赤）の方がＬＥＤ１（緑）よりも低電圧で発光する。また、上記表示回路Ｌ６，Ｌ７には、ＬＥＤに代えて表示ランプを配設してもよく、定電流ダイオード（ＣＲＤ）に代えて抵抗器を配置してもよい。
【００２５】
上記リレースイッチＲＬ１は、リレー駆動回路Ｌ４のリレーコイル（ＲＬ１）２５への印加電圧に基づいてオン・オフ作動され、たとえば、リレーコイル（ＲＬ１）２５に１０Ｖを超える電圧が印加される場合にはオン側接点Ｓ１に接触し、印加電圧が１０Ｖ程度に低下した場合にはオフ側接点Ｓ２に接触するようになっている。このリレースイッチＲＬ１のオン側接点Ｓ１には、ダイオードＤ３，Ｄ４のアノード側が並列接続されており、そのカソード側はラインＬ２に接続されている。リレースイッチＲＬ１がオン側接点Ｓ１に接続され、かつ電源スイッチ２１がオンしている場合には、バックアップバッテリ１０のプラス端子、リレースイッチＲＬ１、ダイオードＤ３，Ｄ４、負荷機器５１、電源スイッチ２１およびバックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、この閉回路がバックアップバッテリ１０から負荷機器５１へ電力供給するバックアップ電力供給回路Ｌ８として機能する。
【００２６】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る電源装置１の使用方法および作動について説明する。
【００２７】
まず、本実施の形態に係る電源装置１を単体で使用して、車載用保冷ユニット等の負荷装置５１に電力供給を行う場合について説明する。この場合には、電源ユニット２０の入力コネクタ２２に、プラグケーブル４１やアダプタケーブル６１は接続しない。
【００２８】
負荷装置５１の電源コネクタ５２を電源ユニット２０の出力コネクタ３２に接続した状態で、まず、電源ユニット２０の電源スイッチ２１をオン（ＯＮ）する。電源スイッチ２１をオンすると、バックアップバッテリ１０のプラス端子から抵抗器Ｒ１、リレーコイル（ＲＬ１）２５、抵抗器Ｒ２、電源スイッチ２１、バックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、この閉回路にバックアップバッテリ１０から１２Ｖ電流が流れる。リレーコイル（ＲＬ１）２５に１２Ｖの電圧が印加されると、リレースイッチＲＬ１がオン側接点Ｓ１へと切り替わり、ダイオードＤ３，Ｄ４側に接続される。リレースイッチＲＬ１がダイオードＤ３，Ｄ４側に接続されることによって、バックアップバッテリ１０の電圧が保冷ユニット等の負荷装置５１に印加されることになる。同時に、バックアップバッテリ１０のプラス端子から抵抗器Ｒ１、定電流ダイオード（ＣＲＤ１）、ＬＥＤ１（緑）、電源スイッチ２１およびバックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、電力供給状態を表示するＬＥＤ１(緑)が点灯する。
【００２９】
この状態で使用を続け、バックアップバッテリ１０の電圧が、たとえば１０Ｖ程度まで低下すると、リレーコイル（ＲＬ１）２５に印加される電圧も低下するので、リレースイッチＲＬ１がオフ側接点Ｓ２へと切り替わり、ＬＥＤ２（赤）側に接続される。そして、バックアップバッテリ１０のプラス端子から定電流ダイオード（ＣＲＤ２）、ＬＥＤ２（赤）、電源スイッチ２１およびバックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、ＬＥＤ２（赤）が点灯して、バックアップバッテリ１０が電力供給不能状態（Ｂａｔｔ  Ｌｏｗ）になったことを報知する。つまり、バックアップバッテリ１０の電圧が、たとえば、１０Ｖ程度に低下すると、バックアップバッテリ１０からの電力供給が自動的に停止することになる。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る電源装置１に外部電源を接続して、車載保冷ユニット等の負荷装置５１に電力供給を行う場合について説明する。この場合には、電源ユニット２０の入力コネクタ２２にプラグケーブル４１またはアダプタケーブル６１が接続される。
【００３１】
負荷装置５１の電源コネクタ５２を電源ユニット２０の出力コネクタ３２に接続すると共に、プラグケーブル４１を電源ユニット２０の入力コネクタ２２に接続した状態で、まず、エンジンスイッチ（ＩＧＳＷ）４４を始動する。これにより、ラインＬ２およびラインＬ３を介して車載バッテリ４５からの電圧が負荷装置５１に印加される。
【００３２】
そして、車載バッテリ４５のプラス端子からダイオードＤ１，Ｄ２、リレーコイル（ＲＬ１）２５、抵抗器Ｒ２および車載バッテリ４５のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、この閉回路に車載バッテリ４５から１２Ｖの電流が流れる。リレーコイル（ＲＬ１）２５に１２Ｖの電圧が印加されると、リレースイッチＲＬ１がオン側接点Ｓ１へと切り替わり、ダイオードＤ３、Ｄ４側に接続される。同時に、車載バッテリ４５のプラス端子からダイオードＤ１，Ｄ２、定電流ダイオード（ＣＲＤ１）、ＬＥＤ１（緑）および車載バッテリ４５のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、電力供給状態を表示するＬＥＤ１(緑)が点灯する。
【００３３】
電源ユニット２０の電源スイッチ２１をオンすると、車載バッテリ４５のプラス端子からダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗器Ｒ１、バックアップバッテリ１０のプラス端子、マイナス端子、電源スイッチ２１および車載バッテリ４５のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、車載バッテリ４５からバックアップバッテリ１０に充電が行なわれることになる。すなわち、電源スイッチ２１をオンしなければバックアップバッテリ充電回路Ｌ５は導通しないため、バックアップバッテリ１０の充電は行なわれない。
【００３４】
エンジンを稼働している限り、車載バッテリ４５からラインＬ２およびラインＬ３を介して負荷装置５１に電力供給が行われる。一方、自動車の駐停車にエンジンを停止しても、電源ユニット２０の電源スイッチ２１をオンしている限りは、バックアップバッテリ１０のプラス端子から抵抗器Ｒ１、リレーコイル（ＲＬ１）２５、抵抗器Ｒ２、電源スイッチ２１、バックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、この閉回路にバックアップバッテリ１０から１２Ｖの電流が流れる。リレーコイル（ＲＬ１）２５に印加される電圧が１２Ｖに維持されるので、リレースイッチＲＬ１がオン側接点Ｓ１に接触した状態が維持される。すなわち、リレースイッチＲＬ１がダイオードＤ３，Ｄ４側に接続されているので、バックアップバッテリ１０の電圧が負荷装置５１に印加されることになる。同時に、バックアップバッテリ１０のプラス端子から抵抗器Ｒ１、定電流ダイオード（ＣＲＤ１）、緑色のＬＥＤ１、電源スイッチ２１およびバックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、電力供給状態を表示するＬＥＤ１(緑)の点灯も継続する。
【００３５】
この状態で使用を続け、バックアップバッテリ１０の電圧が、たとえば１０Ｖ程度まで低下すると、リレーコイルＲＬ１に印加される電圧も低下するため、リレースイッチＲＬ１がオフ側接点Ｓ２へと切り替わり、ＬＥＤ２（赤）側に接続される。そして、バックアップバッテリ１０のプラス端子から定電流ダイオード（ＣＲＤ２）、ＬＥＤ２（赤）、電源スイッチ２１およびバックアップバッテリ１０のマイナス端子を結ぶ閉回路が形成され、ＬＥＤ２（赤）が点灯して、バックアップバッテリ１０が電力供給不能状態（Ｂａｔｔ  Ｌｏｗ）になったことを報知する。
【００３６】
つまり、エンジンを停止しても、バックアップバッテリ１０の電圧が、たとえば、１０Ｖ程度に低下するまでの一定時間はバックアップバッテリ１０から負荷装置５１に電力供給が行われ、１０Ｖ程度に低下すると電力供給が自動的に停止することになる。
【００３７】
なお、電源ユニット２０の入力コネクタ２２にプラグケーブル４１に代えてアダプタケーブル６１を接続して、外部電源として家庭用交流電源を供給する場合にも、本実施の形態の電源装置１は上記と同様に作動する。
【００３８】
以上のように本実施の形態に係る可搬型電源装置１によれば、電源ユニット２０が、入力コネクタ２２と出力コネクタ３２とを結んで、車載バッテリ４５や家庭用交流電源等の外部電源から負荷機器５１へ電力供給する主閉回路Ｌ１と、バックアップバッテリ１０から負荷機器５１へ電力供給するバックアップ電力供給回路Ｌ８と、を備えているので、外部電源に接続して負荷機器５１に電力供給できると共に、単独でも負荷機器５１に電力供給可能である。また、バックアップバッテリ１０から負荷機器５１へ電力供給しうるので、自動車の電源ソケット等を介して車載バッテリ４５に接続した場合に、負荷機器５１へ電力供給するためにエンジンのアイドリング運転を必要とせず、エンジンを停止しても一定時間は負荷機器５１へ電力供給し続けることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る可搬型電源装置１は、出力コネクタの型式を変換することにより保冷ユニットや冷風機のみならず、空気調和機、空気清浄機、携帯電話、パーソナルコンピュータおよびシェーバ等の種々の負荷機器への電力供給に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る可搬型電源装置の一実施の形態の外観構成図である。
【図２】本実施の形態に係る可搬型電源装置の回路構成のブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    可搬型電源装置、
１０    バックアップバッテリ、
２０    電源ユニット、
２１    電源スイッチ、
２２    入力手段（入力コネクタ）、
２５    リレーコイル（ＲＬ１）、
３２    出力手段（出力コネクタ）、
５１    負荷機器、
ＲＬ１    リレースイッチ、
Ｌ１    主閉回路、
Ｌ４    リレー駆動回路、
Ｌ５    バックアップバッテリ充電回路、
Ｌ６    供給表示回路、
Ｌ７    供給不能表示回路、
Ｌ８    バックアップ電力供給回路。
【図１】
2008074258.tif 000003
【図２】
2008074258.tif 000004