JP2018170870A - 無停電電源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自立柱における作業の妨げになるのを抑制することができる無停電電源供給装置を提供する。【解決手段】無停電電源供給装置１は、筐体１０と、筐体１０に収容され、質量エネルギー密度が７０Ｗh／ｋｇ以上の蓄電素子５１を有する蓄電装置５０と、筐体１０を電力柱２から所定距離以上離間させた状態で電力柱２に対して固定されて、筐体１０を空中で支持する支持部２０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、空中に設置される無停電電源供給装置に関する。

従来、空中に設置される無停電電源供給装置が知られている。例えば、特許文献１には、電柱（自立柱）に設置された共同受信施設用無停電電源装置（無停電電源供給装置）が開示されている。

特開昭６３−１６１８１４号公報

しかしながら、上記従来の無停電電源供給装置では、自立柱に直接固定されている構成であるため、無停電電源供給装置が、自立柱における作業の妨げになる場合があるという問題がある。つまり、作業員が自立柱に上って工事等の作業をする際に、無停電電源供給装置が自立柱に直接固定されていると、当該作業の妨げになるおそれがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、自立柱における作業の妨げになるのを抑制することができる無停電電源供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無停電電源供給装置は、筐体と、前記筐体に収容され、質量エネルギー密度が７０Ｗh／ｋｇ以上の蓄電素子を有する蓄電装置と、前記筐体を自立柱から所定距離以上離間させた状態で前記自立柱に対して固定されて、前記筐体を空中で支持する支持部とを備える。

これによれば、無停電電源供給装置は、質量エネルギー密度が７０Ｗh／ｋｇ以上の蓄電素子を有する蓄電装置を備えており、自立柱から所定距離以上離間した状態で、自立柱に対して固定されて空中で支持される。ここで、作業員が自立柱に上って作業をする際に、無停電電源供給装置が自立柱に近接して設置されていると当該作業の妨げになるおそれがある。しかし、無停電電源供給装置が重いと、無停電電源供給装置を自立柱から離間して配置するのが困難な場合がある。このため、質量エネルギー密度が高い蓄電素子を用いて蓄電素子の重量を軽量にすることで、無停電電源供給装置の軽量化が図られるため、容易に、無停電電源供給装置を自立柱から離間した状態で支持することができる。これにより、無停電電源供給装置が自立柱における作業の妨げになるのを抑制することができる。

また、前記支持部は、前記自立柱に取り付けられた１本の腕金に固定されて、前記筐体を支持することにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、自立柱に取り付けられた１本の腕金に固定されて支持される。つまり、軽量な蓄電素子を用いることで無停電電源供給装置の軽量化が図られているため、従来は複数本の腕金で支持されていた無停電電源供給装置を１本の腕金で支持することができる。これにより、無停電電源供給装置を支持する構成を簡素化できるため、さらに容易に、無停電電源供給装置を自立柱から離間した状態で支持することができる。

また、前記蓄電素子は、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を有するリチウムイオン電池であることにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、蓄電素子として、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を有するリチウムイオン電池を有している。つまり、リチウムイオン電池は鉛蓄電池に比べて軽量であるため、軽量な蓄電素子を用いることで、容易に、無停電電源供給装置を自立柱から離間した状態で支持することができる。また、軽量な蓄電素子を用いることで、安全性が向上される。さらに、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を用いたリチウムイオン電池は安全性が高いため、安全性が一層向上される。このため、高度な安全対策を施すような必要がなく、さらに容易に、無停電電源供給装置を自立柱から離間した状態で支持することができる。

また、さらに、商用電力が入力され、同軸ケーブルで電力を出力する電源回路を備えることにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、電力を出力する際に、同軸ケーブルで電力を出力する。これにより、無停電電源供給装置は、当該同軸ケーブルを介して、情報を伝達することができる。つまり、無停電電源供給装置は自立柱から離間した状態で空中に設置されているため、無停電電源供給装置の情報を取得するのが困難な場合があるが、当該同軸ケーブルを用いることで、無停電電源供給装置の情報を容易に取得することができる。

また、前記筐体は、側面に、開閉可能な蓋部を有し、前記蓄電素子は、電極端子を有し、前記電極端子は、前記蓋部に対向して配置されることにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、筐体の側面に、開閉可能な蓋部を有し、蓄電素子の電極端子が、当該蓋部に対向して配置されている。つまり、無停電電源供給装置は自立柱から離間した状態で空中に設置されているため、筐体の上面や下面からのアクセスがしにくい。このため、筐体の側面に蓋部を配置することで、筐体の側面から容易にアクセスすることができ、無停電電源供給装置のメンテナンスを容易に行うことができる。また、当該蓋部を開けたところに蓄電素子の電極端子があることになるため、電極端子にアクセスしやすく、蓄電素子のメンテナンスを容易に行うことができる。

また、前記筐体は、側面に、開閉可能な蓋部を有し、前記無停電電源供給装置は、さらに、主面が前記蓋部に対向して配置される基板を備えることにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、筐体の側面に、開閉可能な蓋部を有し、基板の主面が、当該蓋部に対向して配置されている。つまり、無停電電源供給装置は自立柱から離間した状態で空中に設置されているため、筐体の上面や下面からのアクセスがしにくい。このため、筐体の側面に蓋部を配置することで、筐体の側面から容易にアクセスすることができ、無停電電源供給装置のメンテナンスを容易に行うことができる。また、当該蓋部を開けたところに基板の主面があることになるため、基板の主面にアクセスしやすく、基板のメンテナンスを容易に行うことができる。

また、さらに、前記自立柱から延びるケーブルが接続される電力の入力部及び出力部を備え、前記入力部及び前記出力部の少なくとも一方は、前記自立柱の反対側に配置されることにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置において、自立柱から延びるケーブルが接続される電力の入力部及び出力部は、少なくとも一方が当該自立柱の反対側に配置されている。ここで、当該入力部及び出力部が自立柱側に配置されていれば、作業員が自立柱に上って作業をする際に、当該入力部及び出力部が当該作業の妨げになる場合がある。このため、当該入力部及び出力部の少なくとも一方が自立柱の反対側に配置されていることで、無停電電源供給装置が自立柱における作業の妨げになるのを抑制することができる。

また、さらに、変圧器を備え、前記支持部は、前記蓄電装置及び前記変圧器が収容された前記筐体を空中で支持することにしてもよい。

これによれば、無停電電源供給装置は、さらに変圧器を備えており、自立柱から離間した状態で、蓄電装置及び変圧器を収容した筐体が空中で支持される。つまり、変圧器は重量が重いが、蓄電装置が軽量であるため、蓄電装置及び変圧器を一緒に筐体に収容して扱うことができ、容易に、無停電電源供給装置を自立柱から離間させて支持することができる。

本発明に係る無停電電源供給装置によれば、自立柱における作業の妨げになるのを抑制することができる。

実施の形態に係る無停電電源供給装置が設置されている状態を示す正面図である。 実施の形態に係る無停電電源供給装置周辺の構成を示す模式図である。 実施の形態に係る無停電電源供給装置の外観及び内部構成を示す正面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る無停電電源供給装置の機能構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る無停電電源供給装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

（実施の形態）
まず、無停電電源供給装置１が設置されている状態、及び、無停電電源供給装置１の周辺の構成について、説明する。図１は、本実施の形態に係る無停電電源供給装置１が設置されている状態を示す正面図である。また、図２は、本実施の形態に係る無停電電源供給装置１周辺の構成を示す模式図である。

無停電電源供給装置１は、電源を有しており、停電時等に他の機器に電力を供給する無停電電源供給装置であり、本実施の形態では、ケーブルテレビ伝送路用の無停電電源供給装置である。具体的には、図１に示すように、無停電電源供給装置１は、自立柱である電力柱２の近傍に配置され、１本の腕金３に固定されて、空中に設置されている。なお、無停電電源供給装置１は、ケーブルテレビ伝送路用の無停電電源供給装置には限定されず、自立柱に対して固定されて空中に設置されている無停電電源供給装置であれば、どのような用途の無停電電源供給装置であってもよい。ここで、無停電電源供給装置１は、筐体１０と、筐体１０を支持する支持部２０と、電力の入力部３１及び出力部３２とを備えている。

筐体１０は、無停電電源供給装置１の外装体を構成する直方体形状（箱型）の部材である。支持部２０は、筐体１０の背面（腕金３側の側面）から腕金３に向けて突出して配置されており、自立柱である電力柱２に取り付けられた１本の腕金３に固定されて、筐体１０を空中で支持する。例えば、支持部２０には、貫通孔（図示せず）が形成されており、当該貫通孔に固定部材（金属製のバンド等）が挿入されることで、当該固定部材が腕金３に固定される。なお、支持部２０は、腕金３に固定されて筐体１０を空中で支持することができれば、どのような位置に配置されていてもよいし、どのような形状を有していてもよい。また、電力柱２から腕金３まで延設されて腕金３を支持する棒状の部材（アームタイ）が設けられていてもよい。

ここで、支持部２０は、筐体１０を自立柱である電力柱２から所定距離以上離間させた状態で電力柱２に対して固定されて、筐体１０を空中で支持する。なお、当該所定距離は、好ましくは５００ｍｍ〜１０００ｍｍの間の距離であり、さらに好ましくは７５０ｍｍである。

入力部３１及び出力部３２は、電力柱２から延びるケーブルが接続される電力の入力部及び出力部である。具体的には、入力部３１に、商用電力が供給される電力ケーブル４１が接続され、出力部３２に、電力及び各種情報を出力するための同軸ケーブル４２が接続される。つまり、無停電電源供給装置１は、電力ケーブル４１を介して商用電力が入力されて、同軸ケーブル４２を介して電力（本実施の形態では、交流電力）が出力される。

また、入力部３１及び出力部３２は、双方が電力柱２の反対側に配置されている。なお、入力部３１及び出力部３２は、双方が電力柱２の反対側に配置されているのではなく、いずれか一方が電力柱２側に配置されていてもよい。つまり、入力部３１及び出力部３２の少なくとも一方は、電力柱２の反対側に配置されている。

なお、本実施の形態では、自立柱として電力柱２を例示しているが、電力柱２には限定されず、電信柱、信号柱または自営柱など、自立している柱であれば、どのような柱であってもよい。

また、図２に示すように、１つの無停電電源供給装置１ごとに、１つのノード４が設定される。つまり、１つのノード４に対して、１つの無停電電源供給装置１、１つのノードアンプ４ａ及び複数のアンプ４ｂが設けられている。そして、それぞれの無停電電源供給装置１には、上述の通り、商用電力が供給される電力ケーブル４１と、電力及び各種情報を出力するための同軸ケーブル４２とが接続されている。また、それぞれのノード４において、無停電電源供給装置１とノードアンプ４ａとが同軸ケーブル４２で接続され、ノードアンプ４ａとアンプ４ｂとは同軸ケーブル４ｃで接続され、また、同軸ケーブル４ｃは、各家庭まで延びている。また、それぞれのノードアンプ４ａには、光ファイバ５がそれぞれ接続されている。

このような構成により、光ファイバ５によって伝達された情報は、ノードアンプ４ａ及びアンプ４ｂを介して同軸ケーブル４ｃによって各家庭に伝達される。また、同軸ケーブル４２と光ファイバ５とによって、無停電電源供給装置１に関する各種情報も伝達することができる。なお、各種情報とは、例えば、無停電電源供給装置１が設置されている位置の緯度及び経度等の無停電電源供給装置１の位置情報、蓄電装置５０等の製造年月日やメーカ名等の機器情報、蓄電装置５０の電圧や電流等の充放電情報などである。

また、電力ケーブル４１を介して無停電電源供給装置１に供給された電力は、同軸ケーブル４２を介してノードアンプ４ａに供給され、また、同軸ケーブル４ｃを介して各アンプ４ｂに供給される。また、停電時等で、電力ケーブル４１から無停電電源供給装置１に電力が供給されない場合には、無停電電源供給装置１が有する電源（後述の蓄電装置５０）から、ノードアンプ４ａや各アンプ４ｂに電力が供給される。

このように、無停電電源供給装置１は、電源を有するケーブルテレビ伝送路用の無停電電源供給装置であり、数千のノード４に対応して数千台の無停電電源供給装置１が配置される。また、同軸ケーブル４２と光ファイバ５とを介して、数千台の無停電電源供給装置１と上記の各種情報をやり取りすることができる。

次に、無停電電源供給装置１の構成について、さらに詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る無停電電源供給装置１の外観及び内部構成を示す正面図である。具体的には、同図の（ａ）は、無停電電源供給装置１の外観を示す図であり、同図の（ｂ）は、無停電電源供給装置１の筐体１０の内部の構成を示す図である。つまり、無停電電源供給装置１において、同図の（ａ）は、筐体１０に蓋部１１を取り付けた（蓋部１１を閉めた）状態を示しており、同図の（ｂ）は、筐体１０から蓋部１１を取り外した（蓋部１１を開けた）状態を示している。

まず、同図の（ａ）に示すように、無停電電源供給装置１は、筐体１０の側面に、上述の支持部２０、入力部３１及び出力部３２を備えている。同図では、筐体１０の裏側の側面（背面）に支持部２０が設けられ、筐体１０の右側面の下部に入力部３１が設けられ、筐体１０の右側面の上部に出力部３２が設けられている。また、筐体１０は、側面（同図では正面）に、開閉可能な蓋部１１を有している。蓋部１１は、筐体１０の本体の開口を閉塞する板状部材であり、筐体１０の当該本体にネジ留め等によって固定されている。なお、蓋部１１の形状や固定方法は、特に限定されない。

また、同図の（ｂ）に示すように、無停電電源供給装置１は、筐体１０の内方に、蓄電装置５０、変圧器３３及び基板３４等を備えている。つまり、筐体１０内に、蓄電装置５０、変圧器３３及び基板３４等が収容されており、支持部２０は、これらの蓄電装置５０、変圧器３３及び基板３４等が収容された筐体１０を空中で支持する。

筐体１０は、内部空間において、蓄電装置５０、変圧器３３及び基板３４等の位置規制を行うための部材である。つまり、蓄電装置５０は、筐体１０内の一端部（同図では左側の端部）の空間内に配置され、変圧器３３は、筐体１０内の他端部（同図では右側の端部）の空間内に配置され、基板３４は、筐体１０内の中央部に配置されている。これらの蓄電装置５０、変圧器３３及び基板３４等の構成について、以下に詳細に説明する。

まず、蓄電装置５０の構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る蓄電装置５０の構成を示す斜視図である。

蓄電装置５０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる電池モジュールである。同図に示すように、蓄電装置５０は、複数の蓄電素子５１と、当該複数の蓄電素子５１を拘束する拘束部材５２とを有している。具体的には、蓄電装置５０において、６個の扁平な直方体形状（角型）の蓄電素子５１が厚み方向に配列された状態で、拘束部材５２で拘束されて固定されている。なお、蓄電装置５０は、蓄電素子５１の電極端子同士を接続するバスバーや配線等も有しているが、図示は省略する。また、蓄電装置５０は、蓄電素子５１等を収容する外装体、外部端子、バスバープレート等を有していてもよい。

蓄電素子５１は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池である。具体的には、蓄電素子５１は、質量エネルギー密度（重量エネルギー密度）が７０Ｗh／ｋｇ以上であり、好ましくは質量エネルギー密度が８５Ｗh／ｋｇ以上であり、さらに好ましくは質量エネルギー密度が１００Ｗh／ｋｇ以上である。また、蓄電素子５１は、体積エネルギー密度が１５０Ｗh／ｌ以上であり、好ましくは体積エネルギー密度が１７０Ｗh／ｌ以上であり、さらに好ましくは体積エネルギー密度が２００Ｗh／ｌ以上である。質量エネルギー密度とは、単位質量（１ｋｇ）あたりのエネルギー密度であり、体積エネルギー密度とは、単位体積（１ｌ）あたりのエネルギー密度である。なお、一般的な鉛蓄電池の質量エネルギー密度は３０〜４０Ｗh／ｋｇ程度であり、一般的な鉛蓄電池の体積エネルギー密度は６０〜７５Ｗh／ｌ程度であるため、蓄電素子５１は、非常に高い質量エネルギー密度及び体積エネルギー密度を有する二次電池である。

このように、質量エネルギー密度が高い二次電池を用いることで、蓄電素子５１の重量を軽量化することができるため、蓄電装置５０は、重量が５ｋｇ以下の軽量なものとなっている。このような軽量の蓄電素子５１を用いることで、無停電電源供給装置１は、重量が３０ｋｇ以下となるのが好ましく、重量が２０ｋｇ以下となるのがさらに好ましい。これにより、無停電電源供給装置１の軽量化が図られるため、無停電電源供給装置１を、電力柱２に取り付けられた１本の腕金３で支持することができる。なお、無停電電源供給装置１は、例えば、筐体１０の高さ（図３の上下方向の長さ）が２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度、幅（図３の左右方向の長さ）が５００ｍｍ〜６００ｍｍ程度、奥行き（図３の紙面を貫く方向の長さ）が１５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度の大きさである。

また、蓄電素子５１は、金属製の容器５１ａを備えている。容器５１ａは、上面（蓋部分）、２つの長側面、２つの短側面及び底面からなる箱型の容器であり、容器５１ａの蓋部分には、金属製の電極端子５１ｂである正極端子及び負極端子が設けられている。また、複数の蓄電素子５１において、それぞれの電極端子５１ｂは同じ方向（図４では上方）に向けて突出して配置されており、隣り合う蓄電素子５１の電極端子５１ｂ同士がバスバー（図示せず）で接続される。また、複数の蓄電素子５１が有する最も外側の電極端子５１ｂが外部端子（図示せず）に接続される、または、この最も外側の電極端子５１ｂが外部端子として機能することにより、蓄電装置５０が、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる。

また、容器５１ａの内方には、電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）が配置されており、当該電極体は、正極板と負極板とセパレータとを有している。正極板は、金属製の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものであり、負極板は、金属製の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。

また、本実施の形態では、蓄電素子５１は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池としては、以下のものが好ましい。一例としては、リチウムと鉄とを含有するポリアニオン（オキソ酸）化合物を正極活物質として用いた正極板を備えたリチウムイオン電池である。他の例としては、リチウムとチタンとを含有する酸化物を負極活物質として用いた負極板を備えたリチウムイオン電池である。前者の例としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の集電箔上に、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ_４あるいはＬｉＭ_ｘＦｅ_{（１−ｘ）}ＰＯ_４（ＭはＦｅ以外の金属、０＜ｘ＜１）を用いた正極活物質層が形成された正極板が挙げられる。後者の例としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の集電箔上に、負極活物質としてＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２を用いた負極活物質層が形成された負極板が挙げられる。なお、前者の場合には、従来知られている負極板を適宜使用することができ、後者の場合には、従来知られている正極板を適宜使用することができる。このように、蓄電素子５１は、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を有するリチウムイオン電池であるのが好ましい。

また、容器５１ａの内方には、上記の電極体の他、集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、これらの詳細な説明は省略する。また、容器５１ａの蓋部分には、電解液を注液する注液部や、容器５１ａ内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放するガス排出弁等が設けられていてもよい。

なお、蓄電素子５１は、上記の構成には限定されず、体積エネルギー密度が１５０Ｗh／ｌ未満であってもよいし、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の双方とも用いないリチウムイオン電池でもよい。また、蓄電素子５１は、リチウムイオン電池以外の非水電解質二次電池であってもよいし、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよいし、さらに、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。また、本実施の形態では、角型の蓄電素子５１を図示しているが、蓄電素子５１の形状は、角型には限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、複数の蓄電素子５１は、全て直列接続、全て並列接続、または、直列接続と並列接続との組み合わせなど、どのように接続されていてもよい。また、本実施の形態では、６個の蓄電素子５１が配列されているが、配列される蓄電素子５１の個数は限定されず、例えば１つの蓄電素子５１しか設けられていない構成でもかまわない。

拘束部材５２は、複数の蓄電素子５１（本実施の形態では、６個の蓄電素子５１）の外周に配置されて、当該複数の蓄電素子５１を拘束する部材である。具体的には、拘束部材５２は、複数の蓄電素子５１の側面（容器５１ａの長側面及び短側面）の周囲を囲うように配置された２つのＵ字形状の部材５２ａ及び５２ｂから構成されている。この２つのＵ字形状の部材５２ａ及び５２ｂの端部同士がネジ等で締結されることで、複数の蓄電素子５１を拘束する。

なお、拘束部材５２は、複数の蓄電素子５１を拘束できれば、上記の位置及び構成には限定されない。例えば、拘束部材５２は、複数の蓄電素子５１の長側面及び短側面ではなく、複数の蓄電素子５１の上面、長側面及び底面（容器５１ａの蓋部分、長側面及び底面）の周囲を囲うように配置されていてもよい。また、拘束部材５２は、上記のように２つの部材５２ａ及び５２ｂではなく、１つまたは３つ以上の部材で構成されていてもよい。また、拘束部材５２の材質についても、特に限定されず、金属等の導電部材で形成されていてもよいし、樹脂等の絶縁部材で形成されていてもよい。なお、拘束部材５２が導電部材で形成されている場合には、拘束部材５２と複数の蓄電素子５１とを絶縁するために、拘束部材５２の内面に絶縁シート等の絶縁部材が配置されているのが好ましい。

ここで、図３に戻り、蓄電素子５１が有する電極端子５１ｂ（正極端子及び負極端子）は、蓋部１１に対向して配置されている。言い換えれば、電極端子５１ｂは、蓄電素子５１の容器５１ａの蓋部分から、蓋部１１に向けて突出するように配置されている。つまり、蓄電装置５０は、それぞれの蓄電素子５１の容器５１ａの短側面が下方に向き、かつ、電極端子５１ｂが正面を向くように、横向きに配置されている。

また、基板３４は、回路部品が配置されている面である主面３４ａが、蓋部１１に対向して配置されている。つまり、基板３４は、主面３４ａが正面を向くように縦向きに配置されて、筐体１０内の仕切り等（図示せず）に取り付けられ固定されている。ここで、基板３４及び上述の変圧器３３を含む無停電電源供給装置１の機能構成について、詳細に説明する。図５は、本実施の形態に係る無停電電源供給装置１の機能構成を示すブロック図である。

同図に示すように、無停電電源供給装置１は、上述の入力部３１、出力部３２、変圧器３３及び基板３４を有する電源回路３０と、蓄電装置５０とを備え、蓄電装置５０には、ＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）５３が設けられている。

電源回路３０は、商用電力が入力され、同軸ケーブル４２で電力（本実施の形態では、交流電力）を出力する電源回路である。つまり、電源回路３０は、上述の通り、入力部３１に電力ケーブル４１が接続されて、商用電力系統から商用電力が入力され、出力部３２に同軸ケーブル４２が接続されて、外部の他の機器に交流電力を出力する。

また、変圧器３３は、入力部３１から入力された電力の電圧を調整し、出力部３２または基板３４に電力を送る。また、変圧器３３は、基板３４からの電力の電圧を調整し、出力部３２に電力を送る。変圧器３３は、例えば、入力部３１から入力された１００Ｖの商用電力、または、蓄電装置５０からの電力を、６０Ｖ〜９０Ｖの電圧に変換して、出力部３２に送る。これにより、出力部３２は、６０Ｖ〜９０Ｖの交流電力を同軸ケーブル４２へ出力する。なお、変圧器３３は、重量が５ｋｇ程度である。

基板３４は、蓄電装置５０の充放電電力が流れる主回路基板、及び、制御回路を搭載した制御基板等の複数の基板を有している。主回路基板は、例えば、蓄電装置５０へ流れる交流電力を直流電力に変換し、または、蓄電装置５０から流れる直流電力を交流電力に変換する双方向インバータの機能を有している。また、制御基板は、例えば、蓄電装置５０の温度や電圧等のデータに基づいて、蓄電装置５０の充放電を制御する機能を有している。つまり、基板３４は、いわゆるＢＭＵ（Battery Management Unit）の機能を有している。なお、図３では、基板３４は、主回路基板及び制御基板等の複数の基板が１箇所に集められて筐体１０内に配置されていたが、当該複数の基板うちのいずれかの基板が、筐体１０内の異なる位置に配置されていてもよい。また、基板３４は、複数の基板ではなく、主回路基板及び制御基板等の複数の基板の機能を有する１枚の基板でもよい。

ＣＭＵ５３は、蓄電装置５０の温度や電圧等を監視する装置（回路基板）である。本実施の形態では、１つのＣＭＵ５３が設けられているが、２つ以上のＣＭＵ５３、または、１つの蓄電素子５１に対して１つのＣＭＵ５３（つまり、本実施の形態の場合は６つのＣＭＵ５３）が設けられていてもよい。なお、ＣＭＵ５３は、図３には図示されていないが、基板３４と同じ位置または蓄電素子５１の近傍の位置など、どのような位置に配置されていてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態に係る無停電電源供給装置１によれば、質量エネルギー密度が７０Ｗh／ｋｇ以上の蓄電素子５１を有する蓄電装置５０を備えており、自立柱である電力柱２から所定距離以上離間した状態で、電力柱２に対して固定されて空中で支持される。ここで、作業員が電力柱２に上って作業をする際に、無停電電源供給装置１が電力柱２に近接して設置されていると当該作業の妨げになるおそれがある。しかし、無停電電源供給装置１が重いと、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間して配置するのが困難な場合がある。このため、質量エネルギー密度が高い蓄電素子５１を用いて蓄電素子５１の重量を軽量にすることで、無停電電源供給装置１の軽量化が図られているため、容易に、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間した状態で支持することができる。これにより、無停電電源供給装置１が電力柱２における作業の妨げになるのを抑制することができる。また、軽量な蓄電素子５１を用いることで無停電電源供給装置１の軽量化が図られているため、安全性が向上し、また、無停電電源供給装置１の空中への設置作業やメンテナンスを容易に行うこともできる。

また、無停電電源供給装置１は、電力柱２に取り付けられた１本の腕金３に固定されて支持される。つまり、軽量な蓄電素子５１を用いることで無停電電源供給装置１の軽量化が図られているため、従来は複数本の腕金で支持されていた無停電電源供給装置１を１本の腕金３で支持することができる。これにより、無停電電源供給装置１を支持する構成を簡素化できるため、さらに容易に、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間した状態で支持することができる。

また、無停電電源供給装置１は、蓄電素子５１として、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を有するリチウムイオン電池を有している。つまり、リチウムイオン電池は鉛蓄電池に比べて軽量であるため、軽量な蓄電素子５１を用いることで、容易に、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間した状態で支持することができる。また、軽量な蓄電素子５１を用いることで、安全性が向上される。さらに、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を用いたリチウムイオン電池は安全性が高いため、安全性が一層向上される。このため、高度な安全対策を施すような必要がなく、さらに容易に、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間した状態で支持することができる。

また、無停電電源供給装置１は、電力を出力する際に、同軸ケーブル４２で電力を出力する。これにより、無停電電源供給装置１は、同軸ケーブル４２を介して、情報を伝達することができる。つまり、無停電電源供給装置１は電力柱２から離間した状態で空中に設置されているため、無停電電源供給装置１の情報を取得するのが困難な場合があるが、同軸ケーブル４２を用いることで、無停電電源供給装置１の情報を容易に取得することができる。特に、無停電電源供給装置１が、空中に設置されるケーブルテレビ伝送路用等の無停電電源供給装置の場合、同軸ケーブル４２及びケーブルテレビ用の光ファイバ５等を介して、無停電電源供給装置１の情報を容易に取得することができる。また、例えば無停電電源供給装置１の位置情報やメンテナンス時期に関する情報など、無停電電源供給装置１のメンテナンスに活用できる情報を取得することができれば、無停電電源供給装置１のメンテナンスを容易にすることができる。

また、無停電電源供給装置１は、筐体１０の側面に、開閉可能な蓋部１１を有し、蓄電素子５１の電極端子５１ｂが、蓋部１１に対向して配置されている。つまり、無停電電源供給装置１は電力柱２から離間した状態で空中に設置されているため、筐体１０の上面や下面からのアクセスがしにくい。このため、筐体１０の側面に蓋部１１を配置することで、筐体１０の側面から容易にアクセスすることができ、無停電電源供給装置１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、蓋部１１を開けたところに蓄電素子５１の電極端子５１ｂがあることになるため、電極端子５１ｂにアクセスしやすく、蓄電素子５１のメンテナンスを容易に行うことができる。

また、無停電電源供給装置１は、筐体１０の側面に、開閉可能な蓋部１１を有し、基板３４の主面３４ａが、蓋部１１に対向して配置されている。つまり、無停電電源供給装置１は電力柱２から離間した状態で空中に設置されているため、筐体１０の上面や下面からのアクセスがしにくい。このため、筐体１０の側面に蓋部１１を配置することで、筐体１０の側面から容易にアクセスすることができ、無停電電源供給装置１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、蓋部１１を開けたところに基板３４の主面３４ａがあることになるため、基板３４の主面３４ａにアクセスしやすく、基板３４のメンテナンスを容易に行うことができる。

また、無停電電源供給装置１は、さらに変圧器３３を備えており、電力柱２から離間した状態で、蓄電装置５０及び変圧器３３を収容した筐体１０が空中で支持される。つまり、変圧器３３は重量が重いが、蓄電装置５０が軽量であるため、蓄電装置５０及び変圧器３３を一緒に筐体１０に収容して扱うことができ、容易に、無停電電源供給装置１を電力柱２から離間させて支持することができる。

また、無停電電源供給装置１において、蓄電装置５０は、複数の蓄電素子５１が拘束部材５２で拘束された構成を有している。つまり、無停電電源供給装置１は空中に設置されているため揺れやすいが、無停電電源供給装置１が空中で揺れても、複数の蓄電素子５１が拘束されているため、それぞれの蓄電素子５１が別々に振動するのを抑制することができる。このため、それぞれの蓄電素子５１とバスバーとの接続部が別々に振動するのを抑制し、蓄電素子５１からバスバーが外れるのを抑制することができる。

また、無停電電源供給装置１において、電力柱２から延びるケーブルが接続される電力の入力部３１及び出力部３２は、少なくとも一方が電力柱２の反対側に配置されている。ここで、入力部３１及び出力部３２が電力柱２側に配置されていれば、作業員が電力柱２に上って作業をする際に、入力部３１及び出力部３２が当該作業の妨げになる場合がある。このため、入力部３１及び出力部３２の少なくとも一方が電力柱２の反対側に配置されていることで、無停電電源供給装置１が電力柱２における作業の妨げになるのを抑制することができる。

また、入力部３１及び出力部３２に、電力柱２からのケーブルが接続される場合であって、ケーブルやコネクタが硬くてケーブルが曲がりにくいような場合には、入力部３１及び出力部３２を電力柱２から離した方が、ケーブルを接続（架設）しやすいことがある。このため、このような場合に、入力部３１及び出力部３２の少なくとも一方を、電力柱２の反対側に配置することで、ケーブルを接続（架設）しやすくすることができるため、無停電電源供給装置１の設置作業やメンテナンスを容易に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態に係る無停電電源供給装置１について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上記実施の形態では、支持部２０は、電力柱２に取り付けられた１本の腕金３に固定されて、筐体１０を空中で支持することとした。しかし、支持部２０は、腕金ではなく、電力柱２から延びる棒状または板状の部材に固定されることにしてもよい。または、支持部２０は、１本の腕金３ではなく、２本以上の腕金３に固定されて、筐体１０を空中で支持することにしてもよい。

また、上記実施の形態では、出力部３２には同軸ケーブル４２が接続されることとした。しかし、出力部３２には、同軸ケーブル４２ではなく、電力ケーブルが接続されることにしてもよい。これによっても、停電時等に他の機器に電力を供給する無停電電源供給装置としての機能を果たすことができる。

また、上記実施の形態では、筐体１０は、側面に、開閉可能な蓋部１１を有していることとした。しかし、筐体１０は、上面または底面に、蓋部１１を有していることにしてもよいし、蓋部１１を有していない構成でもかまわない。

また、上記実施の形態では、蓄電素子５１の電極端子５１ｂは、蓋部１１に対向して配置されていることとした。しかし、蓄電素子５１の電極端子５１ｂは、蓋部１１に対向しておらず、例えば、上方に向いて配置されているような構成でもかまわない。

また、上記実施の形態では、基板３４は、主面３４ａが蓋部１１に対向して配置されていることとした。しかし、基板３４の主面３４ａは、蓋部１１に対向しておらず、例えば、上方に向いて配置されているような構成でもかまわない。

また、上記実施の形態では、蓄電装置５０は、複数の蓄電素子５１を拘束する拘束部材５２を有していることとした。しかし、蓄電装置５０は、拘束部材５２を有しておらず、複数の蓄電素子５１が外装体内に配置されたような構成でもかまわない。

また、上記実施の形態では、入力部３１及び出力部３２の少なくとも一方が、自立柱の反対側に配置されていることとした。しかし、入力部３１及び出力部３２の双方ともに、自立柱側に配置されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態では、蓄電装置５０及び変圧器３３等が筐体１０に収容され、支持部２０は、当該筐体１０を空中で支持することとした。しかし、筐体１０には変圧器３３は収容されておらず、支持部２０は、当該筐体１０を空中で支持することにしてもよい。

また、上記実施の形態に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、停電時等に他の機器に電力を供給する無停電電源供給装置に適用できる。

１ 無停電電源供給装置
２ 電力柱（自立柱）
３ 腕金
１０ 筐体
１１ 蓋部
２０ 支持部
３０ 電源回路
３１ 入力部
３２ 出力部
３３ 変圧器
３４ 基板
３４ａ 主面
４２ 同軸ケーブル
５０ 蓄電装置
５１ 蓄電素子
５１ｂ 電極端子
５２ 拘束部材

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容され、質量エネルギー密度が７０Ｗh／ｋｇ以上の蓄電素子を有する蓄電装置と、
   前記筐体を自立柱から所定距離以上離間させた状態で前記自立柱に対して固定されて、前記筐体を空中で支持する支持部と
   を備える無停電電源供給装置。
2. 前記支持部は、前記自立柱に取り付けられた１本の腕金に固定されて、前記筐体を支持する
   請求項１に記載の無停電電源供給装置。
3. 前記蓄電素子は、リチウムと鉄とを含有する正極活物質、及び、リチウムとチタンとを含有する負極活物質の少なくとも一方を有するリチウムイオン電池である
   請求項１または２に記載の無停電電源供給装置。
4. さらに、
   商用電力が入力され、同軸ケーブルで電力を出力する電源回路を備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の無停電電源供給装置。
5. 前記筐体は、側面に、開閉可能な蓋部を有し、
   前記蓄電素子は、電極端子を有し、
   前記電極端子は、前記蓋部に対向して配置される
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の無停電電源供給装置。
6. 前記筐体は、側面に、開閉可能な蓋部を有し、
   前記無停電電源供給装置は、さらに、主面が前記蓋部に対向して配置される基板を備える
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の無停電電源供給装置。
7. さらに、前記自立柱から延びるケーブルが接続される電力の入力部及び出力部を備え、
   前記入力部及び前記出力部の少なくとも一方は、前記自立柱の反対側に配置される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の無停電電源供給装置。
8. さらに、変圧器を備え、
   前記支持部は、前記蓄電装置及び前記変圧器が収容された前記筐体を空中で支持する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の無停電電源供給装置。

Images