JP2002091627A - 電子機器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の簡素化とコンパクト化を図って電子機
器本体と一体に無停電電源ユニットを組み込んだ電子機
器装置であって、特に無停電電源ユニットによる電子機
器本体のバックアップ状態を把握することのできる電子
機器装置を提供する。 【解決手段】 電源部および／または無停電電源ユニッ
トに、交流電力の供給停止を検出して該交流電力の停止
を、例えばＬＥＤ等を用いた表示および／またはブザー
による鳴動により報知する手段と、例えば手動操作によ
り上記報知を停止させるリセット手段とを備えたアラー
ム機能を組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータやサ
ーバ等の電子機器本体とその電源部、およびその駆動源
である商用電源（交流）の停電時に前記電子機器本体の
作動を保証する無停電電源ユニットを備えた電子機器装
置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】ＯＡ（オフィスオートメーショ
ン）化の進展に伴い、各種情報（データ）の保全要求が
高まっている。そこで各種の情報処理装置や制御機器と
して用いられるコンピュータ、またコンピュータを含む
周辺機器やネットワークシステムにおいてデータを保持
または制御するサーバ等の電子機器の作動を保証するべ
く、例えば図６に示すように電子機器１の電源入力部と
主電源として用いられる商用電源２との間に無停電電源
装置３を設置し、停電時には上記無停電電源装置３から
電子機器１に対して電力供給することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の無
停電電源装置３は、専ら、バックアップ用の電力を蓄え
る二次電池４として鉛蓄電池を用いている。この為、無
停電電源装置３は重くて嵩張ることのみならず、その寿
命が短く、しかも液漏れの危険性がある等、環境上、幾
つかの問題が残されている。また電子機器１は、通常、
商用電源２を主電源として作動する如く構成されてお
り、一般的には商用電源２からその内部電源である直流
電力を生成する電源部（コンバータ）５を備えている。
これに対して無停電電源装置３に組み込まれる二次電池
４は基本的に直流電力を蓄積するものであり、商用電源
２を直流変換して二次電池４を充電するコンバータ６
と、該二次電池４に蓄積された電力を交流変換して前記
電子機器１に供給するコンバータ７とを備えて構成され
る。

【０００４】この為、無停電電源装置３を備えて構築さ
れるシステムにおいては、商用電源（交流）を直流変換
するコンバータ６、二次電池４に蓄積された電力を交流
変換するコンバータ７、および商用電源２または無停電
電源装置３から供給される交流電力を直流変換するコン
バータ（電源部）５からなる３つのコンバータを備える
ことになり、その構成が大掛かりなものとなることが否
めない。そこでこの種の無停電電源装置３の構成の簡素
化とコンパクト化を図り、電子機器１に内蔵することが
種々考えられている。

【０００５】しかしながら電子機器１に無停電電源装置
３を組み込んだとしても、電子機器１が商用電源により
駆動されている状態にあるのか、商用電源の停止に伴っ
て無停電電源装置により駆動されている状態にあるのか
を外部から判断することは困難である。まして複数台の
電子機器装置を並べて用いるような場合、或る電子機器
装置の電源コンセントが外れているような場合であって
も、その電子機器装置に対しては無停電電源装置から電
力供給が行われるので、どの電子機器装置が無停電電源
装置によるバックアップを受けているのかを把握するこ
とができないと言う問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、構成の簡素化とコンパクト化を
図って電子機器本体と一体に無停電電源装置を組み込ん
だ電子機器装置であって、特に無停電電源装置による電
子機器本体のバックアップ状態を簡易にして確実に把握
することができ、例えば電源コンセントの不本意な外れ
に容易に対処することのできる電子機器装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る電子機器装置は、コンピュータやサー
バ等の電子機器本体と、交流電力を直流に変換して前記
電子機器本体を駆動する電源部と、この電源部の直流出
力端に並列接続されて該電源部により直流変換された電
力を蓄積すると共に、前記交流電力の停止時に前記電子
機器本体に対して上記蓄積した電力を供給する二次電池
を備えた無停電電源ユニットとを所定の筐体に一体に収
納して構成されるものであって、特に前記電源部および
／または前記無停電電源ユニットに、前記交流電力の供
給停止を検出し該交流電力の停止を報知するアラーム機
能を組み込んだことを特徴としている。

【０００８】好ましくは請求項２に記載するように前記
二次電池は、ニッケル・水素蓄電池からなり、また請求
項３に記載するように前記無停電電源ユニットは、前記
筐体に予め準備された周辺機器装着用のドライブベイに
装着可能なケースに一体に組み込まれてパック構造化さ
れ、前記筐体に装着して用いるように構成することで、
前記電子機器本体およびその電源部と一体化される。

【０００９】そして請求項４に記載するように前記アラ
ーム機能は、前記交流電力の供給停止をＬＥＤ等を用い
た表示および／またはブザーによる鳴動により報知する
手段と、例えば手動操作により上記報知を停止させるリ
セット手段とを備えて構成される。そしてその報知によ
り電子機器装置への交流電力の供給停止が確認されたと
き、管理者によって、適宜、上記報知を停止させ得るよ
うにしたことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る電子機器装置について説明する。図１
は、無停電電源装置を組み込んで構成される電子機器装
置の概略構成を示すもので、１０はコンピュータやサー
バ等からなる電子機器本体、２０は商用電源（交流電
力）を直流変換して上記電子機器本体１０を駆動する電
源部、そして３０は上記電源部２０により直流変換され
た電力を蓄積すると共に、前記交流電力の給電停止時
（断線や停電時）等に前記電子機器本体１０に対して上
記蓄積した電力を供給する二次電池を備えた無停電電源
ユニットである。この無停電電源ユニット３０と前記電
源部２０とにより無停電電源装置が構成される。

【００１１】電子機器本体１０を駆動する電源部２０
は、基本的には前述した商用電源（交流電源）を直流変
換して所定の直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ
２１を主体として構成される。この実施形態において
は、前記電源部２０には上記ＡＣ／ＤＣコンバータ２１
の動作状態を検出する状態検出部２２や、この状態検出
部２２にて検出された状態情報を前記電子機器本体１０
に通知する為の通信機能２３が設けられている。更にこ
の電源部２０には、後述するように上記状態検出部２２
にて商用電源の停電が検出されたとき、その旨を報知す
る為のアラーム機能２４が組み込まれると共に、前記Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータ２１を冷却する為の専用の冷却ファ
ン２５が組み込まれている。

【００１２】尚、前記状態検出部２２は、ＡＣ／ＤＣコ
ンバータ２１の動作状態として、商用電源（交流電源）
の入力状態を調べることで商用電源ラインの断線や停電
を検出する機能を備える。また状態検出部２２は、冷却
ファン２５の交換時期を把握するべく、例えば電子機器
本体１０に対する直流電力の供給時間から前記冷却ファ
ン２５の稼働時間を検出する機能を備えて構成される。

【００１３】しかして上記電子機器本体１０および電源
部２０は、基本的には、例えば図２に示すように箱形の
筐体１１に一体に組み込まれて１つの電子機器装置を構
成する。この筐体１１の裏面側に組み込まれた冷却ファ
ン１２は、筐体１１の内部に空気を強制的に通流させる
ことで、電子機器全体を冷却する役割を担う。このよう
な電子機器装置に対して前記無停電電源ユニット３０
は、更に上記筐体１１に組み込まれることで該電子機器
装置と一体化され、交流電源の停電時等に電子機器本体
１０に直流電力を供給してその作動をバックアップする
役割を担う。

【００１４】ところで上記無停電電源ユニット３０は、
図１に示すように複数のニッケル・水素蓄電池（Ｎi-Ｍ
Ｈ蓄電池）を直列に接続して構成される二次電池３１を
備え、更に該二次電池３１に対する充電を制御する充電
制御部３２や該二次電池３１の充電状態を検出する状態
検出部３３を備えて構成される。ちなみに上記状態検出
部３３は、例えば二次電池３１の電池電圧Ｖやその電池
温度Ｔ，電池容量Ｃ，放電回数Ｎ，満充電状態ＦＣ，電
池寿命ＬＴ等をそれぞれ検出する機能を備えたものから
なる。そして前記充電制御部３２は、状態検出部３３に
て検出される前記二次電池３１の状態に応じて該二次電
池３１の充電を制御する。また充電制御部３２は、前記
商用電源の停電等に伴う前記ＡＣ／ＤＣコンバータ２１
の作動停止が検出された時、前記二次電池３１に蓄積さ
れた直流電力エネルギを放電させることで、前記ＡＣ／
ＤＣコンバータ２１に代わって前記電子機器本体１０に
対して直流電力を供給する。

【００１５】またこの無停電電源ユニット３０には、例
えばＲＳ-２３２Ｃの通信仕様に従って前記電子機器本
体１０との間でデータ通信する通信機能３４が設けられ
ており、前記状態検出部３３にて検出された二次電池３
１の電池電圧Ｖ等の状態情報が、適宜、前記電子機器本
体１０に通知されるようになっている。ちなみに前記電
子機器本体１０との情報通信は、該電子機器本体１０に
設けられた通信機能１３を介して実行される。具体的に
は電子機器本体１０に設けられた通信機能１３、電源部
２０に設けられた通信機能２３、そして無停電電源ユニ
ット３０に設けられた通信機能３４を、ＲＳ-２３２Ｃ
ケーブルを用いて順次接続することでデータ通信路が形
成され、例えば無停電電源ユニット３０からの情報が電
源部２０を介して電子機器本体１０に通知され、また電
源部２０の情報もまた電子機器本体１０に通知されるよ
うになっている。

【００１６】そして電子機器本体１０においては、これ
らの電源部２０や無停電電源ユニット３０から通知され
る情報から、例えば商用電源の停電を知り、電源部２０
に代わって無停電電源ユニット３０から直流電力が供給
される期間内に、該電子機器本体１０の内部に展開して
いる各種データを不揮発性メモリに保存処理する等の一
連のデータ保全処理を実行する。

【００１７】ちなみに前記無停電電源ユニット３０の二
次電池３１としては、小型で電池容量の大きいニッケル
・水素（Ｎi-ＭＨ）蓄電池が用いられる。特にこの無停
電電源ユニット３０は、例えば図３にその概略構成を示
すように複数本の円筒形Ｎi-ＭＨ蓄電池を横並びにし
て、伝熱性の高いアルミニウム製の扁平な箱形形状をな
す電池ケース４１に収納して電池パック化し、更にこの
電池パック化した電池ケース４１を前記筐体１１のドラ
イブベイに装着可能なケース４２に収納した構造を有す
る。

【００１８】このケース４２は、前述した筐体１１に予
め準備された周辺機器装着用の、例えば３.５インチ用
ドライブベイに適合した大きさのものからなる。そして
電池ケース４１に収納されて電池パック化された二次電
池３１は、このようなケース４２に着脱自在に組み込ま
れ、該ケース４２に予め組み込まれている回路基板４
３,４４に信号ケーブル４５,４６を介して電気的に接続
されることで無停電電源ユニット３０を構成する。

【００１９】尚、前記ケース４２の背面部には該ケース
４２内に空気を通流させて、特に電池ケース４１を介し
て前記二次電池３１を冷却する為の前述した冷却ファン
３５が設けられている。この冷却ファン３５は、ケース
４２の背面部側に設けられた回路基板４３に組み込まれ
たファン制御部３６の制御を受けて駆動されるもので、
例えば前記状態検出部３３により電池温度Ｔの上昇が検
出されたときに選択的に駆動される。無停電電源ユニッ
ト３０は、このような冷却ファン３５を備えることで、
前述した電子機器本体１０や電源部２０とは独立に温度
管理され、二次電池３１の不本意な温度上昇が抑制され
るようになっている。

【００２０】一方、前記無停電電源ユニット３０には、
前記二次電池３１の充電状態等を表示する為の表示部３
７や、前述した商用電源（交流電源）の停電やその電源
ラインの異常を報知する為のアラーム機能３８が設けら
れている。このアラーム機能３８は、例えば前記ＡＣ／
ＤＣコンバータ２１に所定の交流電力が印加されている
か否かを監視することで停電等の異常を検出するもの
で、異常検出時に後述するようにＬＥＤ等を用いてアラ
ーム状態を表示し、および／またはブザーを鳴動させて
アラーム状態を提示する機能からなる。またこのアラー
ム機能３８には、適宜、アラーム報知状態をリセットす
る機能が備えられる。

【００２１】ちなみにこのような表示部３７やアラーム
機能３８は、例えば前記ケース４２の前面パネル部に設
けられたＬＥＤ等からなる表示器４８として実現され
る。そしてこの表示器４８によって、例えば前記状態検
出部３３により検出される二次電池３１の充電状態が、
具体的には電池電圧Ｖや充電容量Ｃ、更には充放電の状
態や放電回数等の情報が表示される。またこの表示器４
８により、前述したアラーム機能３８の制御の下で、停
電状態における二次電池３１からの放電状態の表示が行
われるようになっている。

【００２２】無停電電源ユニット３０は、上述したよう
に二次電池３１を内蔵して電池パック化した電池ケース
４１、および状態検出部３３等の周辺回路を組み込んだ
回路基板４３,４４を、箱状のケース４２に一体に組み
込むことでコンパクトに構成されている。そしてこの無
停電電源ユニット３０は、前述した筐体１１の空き状態
にある３.５インチ用のドライブベイを利用して該筐体
１１に組み込まれる。そしてこの無停電電源ユニット３
０の二次電池３１から導出された所定の電源ケーブル
を、前記電源部２０の直流出力端子に内部的に接続する
ことで、該無停電電源ユニット３０が電子機器本体１０
および電源部２０がなす電子機器に一体化される。

【００２３】しかして無停電電源ユニット３０における
二次電池３１は、充電制御部３２の制御の下で前記電源
部２０が直流変換した電力（直流電力）により充電され
てその電力エネルギを蓄積する。この電力エネルギの充
電は、その満充電状態が検出されるまで行われる。また
前記電源部２０からの直流電力の供給が途切れたときに
は無停電電源ユニット３０は、前記充電制御部３２の制
御の下で上記二次電池３１に蓄積された電力（直流）を
放電し、前記電子機器本体１０に供給することで該電子
機器本体１０の作動を所定時間に亘って保証するものと
なっている。

【００２４】かくして上述したように二次電池３１の状
態検出機能や通信機能、更には表示機能を備えて構成さ
れる無停電電源ユニット３０によれば、電子機器本体１
０および電源部２０を収納した筐体１１のドライブベイ
を有効に活用して該無停電電源ユニット３０を組み込
み、電子機器に一体化することができるので、全体的な
システム構成の大幅な簡素化と設備スペースのコンパク
ト化を図ることができる。しかも無停電電源ユニット３
０におけるケース４２の前面に表示器４８が設けられて
おり、該無停電電源ユニット３０の動作状態、ひいては
二次電池３１の充電状態が表示されるので、電子機器の
取り扱い場所において無停電電源ユニット３０の動作状
態を確認し、把握することができる。これ故、無停電電
源ユニット３０の動作状態から、商用電源の停電や電源
部２０の故障状況等を確実にモニタすることが可能とな
る。

【００２５】また無停電電源ユニット３０に組み込まれ
たアラーム機能３８により、商用電源の停電やその電源
ラインの断線等の異常が検出されたとき、表示器４８に
おけるＬＥＤを表示駆動してその旨を報知するので、そ
の異常を外部から容易に、且つ確実に把握することが可
能である。特に複数台の電子機器を並べて用いているよ
うな場合であっても、どの電子機器の電源線に異常が発
生したのかを正確に把握し、その対策を講じることが可
能となる等の利点がある。またこのようなアラーム用の
ＬＥＤを前記筐体１１の裏面側、例えば電源部２０の裏
面側に組み込んでおけば、電子機器装置（筐体１１）の
裏側に回って該電子機器装置をメンテナンスする場合で
あっても、どの電子機器装置に対して交流電力の供給が
停止しているのかを容易に判別することができるので、
そのメンテナンス効率を高めることが可能となる。

【００２６】また上述した如く構成された無停電電源ユ
ニット３０によれば、該無停電電源ユニット３０自体が
二次電池３１を冷却するための冷却ファン３５を備えて
おり、電子機器本体１０や電源部２０とは独立に冷却フ
ァン３５を作動させるので、二次電池３１の不本意な温
度上昇に伴う電池特性の劣化を未然に防ぐことができ
る。従って無停電電源ユニット３０の動作特性を簡易に
して効果的に保証しながら、電源部２０により駆動され
る電子機器本体１０の動作を確実に保証することができ
る等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００２７】更に前述した実施形態によれば、電源部２
０自体もアラーム機能２４を備えているので、複数台の
電子機器中のどの電子機器の電源線に異常が発生したの
かを正確に把握することが容易である等の利点もある。
更には無停電電源ユニット３０の動作状態、および電源
装置２０の動作状態を電子機器本体１０に通知する機能
を備えているので、電子機器本体１０にとっては無停電
電源ユニット３０および電源部２０の動作状態を把握し
ながら所定の処理動作を実行することができ、商用電源
の停電時等におけるデータ保全処理等を迅速に実行する
ことができる等の利点がある。

【００２８】ここで前記無停電電源ユニット３０におけ
る二次電池３１として用いられるニッケル・水素蓄電池
（Ｎi-ＭＨ蓄電池）について簡単に説明すると、このニ
ッケル・水素蓄電池（Ｎi-ＭＨ蓄電池）は、例えば図４
にその概略的な断面構造を示すようにシート状の正極５
１と負極５２とをセパレータ５３を介して相互に絶縁し
て巻回し、円筒状の容器５４内に電解液と共に封入した
構造を有する。特に正極５１および負極５２は、その巻
き軸方向に互いに逆向きに突出させた状態で巻回されて
おり、その突出端部を集電板５５,５６にそれぞれ溶接
することで、例えば３Ａｈ程度の大電流を通電し得る如
く構成されている。尚、ニッケル・水素蓄電池の電池電
圧が１.２Ｖであることから、従来の鉛蓄電池を用いた
無停電電源装置と同様な直流電力（１２Ｖ）を得る場合
には、１０本のニッケル・水素蓄電池を直列に接続する
ことで二次電池３１が実現される。

【００２９】ちなみに１２Ｖ-３Ａｈクラスのニッケル
・水素蓄電池と鉛蓄電池とを比較した場合、図５に満充
電状態から２０Ａの一定電流にて放電させたときの電池
容量（実効容量）の変化を特性Ａ,Ｂとしてそれぞれ示
すように、ニッケル・水素蓄電池の方が略２倍程度優れ
ている。しかも１２Ｖ-３Ａｈクラスのニッケル・水素
蓄電池は、同クラスの鉛蓄電池に比較してエネルギ密度
が高く、その大きさにして略１／５の体積を有するに過
ぎない。従って仮に従来の鉛蓄電池と同程度のバックア
ップ性能（実効容量）を備えるだけならば、１２Ｖ-１.
５Ａｈクラスのニッケル・水素蓄電池を用いても十分で
あり、全体的には鉛蓄電池に比較して１／１０程度の体
積のニッケル・水素蓄電池を用いても、無停電電源用の
二次電池３１として十分な機能を発揮させることが可能
である。これ故、二次電池３１としてニッケル・水素蓄
電池を用いることにより、前述したように該二次電池３
１を電子機器の筐体１１に対してコンパクトに内蔵する
ことが可能である。

【００３０】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばこの実施形態に係る無停電電源
ユニット３０を前記筐体１１の５インチ用ドライブベイ
に装着する場合には、３.５インチ／５インチ用の変換
アダプタを用いるようにすれば良い。また筐体１１内に
無停電電源ユニット３０を組み込むスペースがないよう
な場合には、ケース４２から電池ケース４１に収納した
二次電池３１だけを取り出し、これを筐体１１の内部に
組み込むようにすることも可能である。その他、本発明
はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子機器本体とその電源部、更に無停電電源ユニットを所
定の筐体に一体に組み込んで構成される電子機器装置に
おいて、電源部および／または無停電電源ユニットに設
けられたアラーム機能を用いて商用電源の供給停止が検
出されたときにその旨を報知するので、例えば複数台の
電子機器装置を並べて用いるような場合であっても、ど
の電子機器装置の商用電源ラインに異常があるのかを的
確に把握し、適切な対策を講じることができる。従って
電子機器装置のメンテナンス管理の容易化を図ることが
できる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器装置の全体
的な概略構成図。

【図２】電子機器本体や電源部を一体に組み込んで電子
機器装置を構成する筐体の例を示す図。

【図３】無停電電源ユニットの概略的な構造を示す図。

【図４】二次電池として用いられるニッケル・水素（Ｎ
i-ＭＨ）蓄電池の概略的な断面構造を示す図。

【図５】ニッケル・水素蓄電池と鉛蓄電池の電池容量を
対比して示す特性図。

【図６】従来システムにおける電子機器と無停電電源装
置との関係を示す図。

【符号の説明】

１０ 電子機器本体 ２０ 電源部 ２４ アラーム機能 ３０ 無停電電源ユニット ３１ 二次電池（ニッケル・水素蓄電池） ３２ 充電制御部 ３３ 状態検出部 ３４ 通信機能 ３５ 冷却ファン ３６ ファン制御部 ３７ 表示部 ３８ アラーム機能

フロントページの続き (72)発明者 森 靖 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5B011 DA03 DA06 HH08 5H030 AA03 AS03 AS06 AS11 BB09 DD20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器本体と、 交流電力を直流に変換して前記電子機器本体を駆動する
   電源部と、 この電源部により直流変換された電力を蓄積すると共
   に、前記交流電力の停止時に前記電子機器本体に対して
   上記蓄積した電力を供給する二次電池を備えた無停電電
   源ユニットと、 前記電子機器本体、前記電源部、および前記無停電電源
   ユニットを一体に収納した筐体と、 前記電源部および／または前記無停電電源ユニットに組
   み込まれて前記交流電力の供給停止を検出し該交流電力
   の停止を報知するアラーム機能とを具備したことを特徴
   とする電子機器装置。
2. 【請求項２】 前記二次電池は、ニッケル・水素蓄電池
   からなる請求項１に記載の電子機器装置。
3. 【請求項３】 前記アラーム機能は、前記交流電力の停
   止を表示および／または鳴動により報知する手段と、上
   記報知を停止させるリセット手段とを備える請求項１に
   記載の電子機器装置。