JP3160205U

JP3160205U - 携帯型電源装置

Info

Publication number: JP3160205U
Application number: JP2010002072U
Authority: JP
Inventors: 中村　浩幸; 浩幸中村; 悦代中村
Original assignee: 株式会社ヒロズテクノロジー
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2020-03-30

Abstract

【課題】環境に優しく屋内屋外を問わず使用できる効率のよい携帯型電源装置を提供する。【解決手段】電気的な出力端子２と機械的な動力を受け入れる入力軸３とを有した発電機４と、電気的な入力端子５を有し発電機４の入力軸３を回転駆動するための出力軸６を有した直流電動機７と、この直流電動機７の入力端子５に電気的に接続されたバッテリ８と、発電機４の出力端子２に接続され発電された電力を外部に出力するためのコンセントと、発電機４により発電された電力を直流電動機７側に戻すための回路１０と、発電機４、直流電動機７、バッテリ８、コンセント及び回路１０を保持する携帯可能なハウジングとを具備する。【選択図】図３

Description

本考案は、野外でも使用可能な携帯型電源装置に関する。

従来、この種の携帯型電源装置として、発電機と、この発電機を駆動する小型の内燃機関と、この発電機により発電された電力を外部に出力するためのコンセントと、前記発電機、内燃機関及びコンセントを保持する携帯可能なハウジングとを具備してなるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなものであると、内燃機関の運転によって騒音や排気が発生するため、環境に悪影響を与えるばかりでなく、使用できる場所も限られる。

特開２００３−１４８３１１号公報

本考案は、上述した課題を解消し、環境に優しく屋内屋外を問わず使用できる効率のよい携帯型電源装置を提供することを目的とする。

本考案は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明にかかる携帯型電源装置は、電気的な出力端子と機械的な動力を受け入れる入力軸とを有した発電機と、電気的な入力端子を有し前記発電機の入力軸を回転駆動するための出力軸を有した直流電動機と、この直流電動機の入力端子に電気的に接続されたバッテリと、前記発電機の出力端子に接続され発電された電力を外部に出力するためのコンセントと、前記発電機の出力端子と前記直流電動機の入力端子との間に設けられ前記発電機により発電された電力を前記直流電動機側に戻すための回路と、前記発電機、直流電動機、バッテリ、コンセント及び回路を保持する携帯可能なハウジングとを具備してなることを特徴とする。

このようなものであれば、発電機で発電された電力が、前記回路によって直流電動機側に戻ることになり、この直流電動機側に戻された電力は、直流電動機を駆動するために用いることができる。したがって、直流電動機を動かすための電力としては、バッテリから供給される電力のみならず、発電機から供給される電力も使用される。そのため、バッテリから供給される電力、すなわちバッテリの消費を最小限に抑えることができ、全体としてエネルギー効率のよい電源装置とすることができる。さらに、従来の内燃機関に代えて直流電動機を用いているので、騒音や排気の問題を解消し得る。したがって、この携帯型電源装置を使用するにあたって、使用場所の制限が緩和されるとともに、使用しても環境に負荷がかかりにくい。

このような携帯型電源装置の具体的な一態様としては、前記発電機が直流発電機であるとともに、前記コンセントが１００ｖの交流電圧を出力するためのものであり、このコンセントと前記発電機の出力端子との間に電気的に介在させたＤＣ／ＡＣ変換器を備えているものが挙げられる。

バッテリを充電可能にするためには、外部の交流１００ｖのコンセントに接続可能なプラグと、このプラグと前記バッテリとの間に設けられ前記プラグから取り込んだ電力を前記バッテリに戻すためのＡＣ／ＤＣ変換器とを具備しているものが好ましい。

外部からの機械的な動力で発電機を動かし得るようにするには、前記発電機の入力軸に機械的に接続され前記入力軸に対して動力を入出力するための動力入出力端を備えているものが好ましい。

本考案によれば、環境に優しく屋内屋外を問わず使用できる効率のよい携帯型電源装置を提供することができる。

本考案の一実施形態を示す携帯型電源装置の全体斜視図。同実施形態の要部を模式的に示す斜視図。同実施形態の機械的・電気的接続関係を説明する説明図。

以下、本考案の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態にかかる携帯型電源装置１は、図１ないし図３に示すように、電気的な出力端子２と機械的な動力を受け入れる入力軸３とを有した発電機４と、電気的な入力端子５を有し前記発電機４の入力軸３を回転駆動するための出力軸６を有した直流電動機７と、この直流電動機７の入力端子５に電気的に接続されたバッテリ８と、前記発電機４の出力端子２に接続され発電された電力を外部に出力するためのＡＣ用コンセント９と、前記発電機４の出力端子２と前記直流電動機７の入力端子５との間に設けられ前記発電機４により発電された電力を前記直流電動機７側に戻す回路１０とを具備してなる。そして、これら発電機４、直流電動機７、バッテリ８、ＡＣ用コンセント９及び回路１０をハウジング１１によって保持している。また、外部の交流１００ｖのコンセント（図示せず）に接続可能なプラグ１２と、このプラグ１２と前記バッテリ８及び直流電動機７の入力端子５との間に設けられ前記プラグ１２から取り込んだ電力を前記バッテリ８に戻すＡＣ／ＤＣ変換器１３とを備えている。

前記発電機４は、図２及び図３に示すように、電磁誘導の法則を利用して機械的な動力から直流電力を得る直流方式のものである。前記出力端子２は、ＤＣ／ＡＣ変換器１４の入力端子２３及び直流電動機７の入力端子５に電気的に接続されている。前記入力軸３には、従動用プーリ１５が装着されている。また、この入力軸３の先端には、動力を入出力するための動力入出力端１６が設けられている。すなわち、この動力入出力端１６は、前記入力軸３に直接機械的に接続されている。前記動力入出力端１６は、後述するハンドル１７の先端３４を挿入可能な中空部を有してなる円筒体状のもので、その開口端部に前記ハンドル１７の空転防止用のキー１８を係止させるための係合溝１９を備えている。

前記直流電動機７は、図２及び図３に示すように、その入力端子５に、例えば１２ｖの直流電圧の印加を受けた場合にその出力軸６が回転動作するものである。前記入力端子５は、スイッチ２０を介して前記バッテリ８に接続されているとともに、前記発電機４の出力端子２に接続されている。この直流電動機７の出力軸６には、駆動用プーリ２１が装着されている。そして、前記出力軸６とともに回転する駆動用プーリ２１の回転動力をベルト３３を介して、前記発電機４の入力軸３とともに回転する従動用プーリ１５に伝達するようにしている。

前記バッテリ８は、図２及び図３に示すように、例えば充電可能な１２ｖタイプのものである。このバッテリ８としては、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が採用可能である。

前記ＡＣ用コンセント９は、図１及び図３に示すように、家庭等に普及している１００ｖの交流電圧を出力するためのもので、種々の家電製品を接続することができる。このＡＣ用コンセント９は、例えばＤＣ１２ｖの電圧をＡＣ１００ｖの電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換器１４の出力端子２２に電気的に接続されている。このＤＣ／ＡＣ変換器１４は、前記発電機４の出力端子２とＡＣ用コンセント９との間に電気的に介在させたものであり、このＤＣ／ＡＣ変換器１４の入力端子２３は、前記発電機４の出力端子２に電気的に接続されている。また、このＡＣ用コンセント９に隣接させて、図１及び図３に示すように、前記バッテリ８に接続されたＤＣ用コンセント２４が設けられている。このＤＣ用コンセント２４は、乗用車等において普及している１２ｖの直流電圧を出力するためのもので、種々の乗用車用電化製品を接続することができる。

前記プラグ１２は、図１及び図３に示すように、例えば家庭用のコンセント等に接続可能なもので、ＡＣ１００ｖの電圧をＤＣ１２ｖの電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器１３の入力端子２５に電気的に接続されている。このＡＣ／ＤＣ変換器１３の出力端子２６は、前記バッテリ８に電気的に接続されている。

前記スイッチ２０は、図３に示すように、バッテリ８と直流電動機７との電気的な接続を断続させるためのものである。すなわち、このスイッチ２０は、接続位置では、前記バッテリ８を前記直流電動機７の入力端子５に接続し、切断位置では、前記バッテリ８を前記直流電動機７から電気的に切り離すようにしている。

前記ハウジング１１は、図１に示すように、前面２７にコントローラ部２８を備えた筐体をなすものであり、上面に取手３６を取り付けている。前記コントローラ部２８には、前記ＡＣ用コンセント９、ＤＣ用コンセント２４、及びアース端子２９や警告ブザー用ランプ３０、スイッチ操作用の操作キー（図示せず）等が設けられている。また、このコントローラ部２８から前記プラグ１２のコードが表出しており、このコードによってハウジング１１の外に配されたプラグ１２の導体部分とハウジング１１内に配されたＡＣ／ＤＣ変換器１３とが接続されている。このハウジング１１の側面３１には、ハンドル取付用の取付孔３２が設けられている。

前記ハンドル１７は、図２及び図３に示すように、前記動力入出力端１６に装脱可能に設けられ、先端３４を前記動力入出力端１６に接続した上で、基端３５に外部から動力を与えるものである。このハンドル１７は、その先端３４を前記ハウジング１１の取付孔３２を貫通させるとともに、前記発電機４の入力軸３に設けられた動力入出力端１６に接続するものである。この状態で基端３５に外部から回転動作を加えると、この基端３５と一体に設けられたハンドル１７の先端３４、並びに、この先端３４が取り付けられた発電機４の入力軸３が回転し、前記発電機４を稼動させるものである。

次に、この携帯型電源装置１の使用態様を説明する。

まず、停止状態においては、スイッチ２０が前記切断位置にある。この場合には、バッテリ８と直流電動機７との電気的接続が断たれているので、ＡＣ用コンセント９からは電力を得ることができない。一方、ＤＣ用コンセント２４は、バッテリ８と電気的に接続されているので、このＤＣ用コンセント２４からＤＣ１２ｖの電圧を取り出すことができる。なお、ＤＣ用コンセント２４に負荷がかかっていない状態では、バッテリ８は消費されない。

スイッチ２０を前記切断位置から接続位置に切り換えると、バッテリ８から供給された１２ｖの直流電圧により直流電動機７が起動し発電機４が駆動されて発電が開始される。その結果、前記発電機４の出力電圧がＤＣ／ＡＣ変換器１４を介して１００ｖの交流電圧に変換された後、ＡＣ用コンセント９からＡＣ１００ｖの電圧を取り出すことができるようになる。その際、発電機４で発電される電力の大きさや、ＡＣ用コンセント９にかかる負荷の大きさによっては、発電機４の出力端子２から直流電動機７の入力端子５に一部の電力が戻されることになる。具体的には、前記発電機４により発電された電力が、その電力を消費する負荷の大きさに比べて大きい場合には、発電機４の出力端子２から直流電動機７の入力端子５に一部の電力が戻される。したがって、バッテリ８からの電力供給を最小限で抑えることができる。なお、ＡＣ用コンセント９に負荷がかかっていない状態では電力が消費されないので、発電機４により発電された電力は、ＤＣ／ＡＣ変換器１４側で消費されることなく、発電機４の出力端子２から直流電動機７の入力端子５に電力が戻される。その結果、直流電動機７を回転動作させるとともに、バッテリ８を充電することができる。

すなわち、この携帯型電源装置１から１００ｖの交流電圧を取り出したい場合には、直流電動機７及び発電機４を稼働状態にさせた上で、ＡＣ用コンセント９にプラグ１２を差し込めばよい。詳述すれば、直流電動機７が作動して出力軸６が回転すると、その回転動力が、ベルト３３を介して従動用プーリ１５に伝達され、発電機４の入力軸３を回転させる。前記回転による機械的エネルギーは発電機４によって電気エネルギーに変えられる。この電気エネルギーたる電力は、前記発電機４の出力端子２からＤＣ／ＡＣ変換器１４の入力端子２３に入力され、このＤＣ／ＡＣ変換器１４によって直流電力から１００ｖの交流電力が電気的に生成される。よって、このＤＣ／ＡＣ変換器１４の出力端子２２に電気的に接続されたＡＣ用コンセント９から１００ｖの交流電圧を取り出すことが可能になる。

また、この携帯型電源装置１から１２ｖの直流電圧を取り出したい場合には、ＤＣ用コンセント２４にプラグ１２を差し込めばよい。すなわち、バッテリ８とＤＣ用コンセント２４とは常に電気的に接続されているので、バッテリ８から安定的にＤＣ用コンセント２４に１２ｖの直流電圧が供給される。

なお、前記バッテリ８を充電したい場合には、外部電力から供給される電力を用いて充電する方法と、外部動力を変換して供給される電力を用いて充電する方法を選択的に採用することができる。

外部電力から供給される電力を用いて充電する方法とは、具体的には、前記プラグ１２を家庭用のコンセント等に接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器１３によってＡＣ１００ｖの電圧をＤＣ１２ｖの電圧に変換した上でバッテリ８を充電するものである。

また、外部動力を変換して供給される電力を用いて充電する方法とは、具体的には、発電機４の動力入出力端１６にハンドル１７を接続し、このハンドル１７の基端３５に外部からの回転動力を加えることで発電機４の入力軸３を回転させる。そして、この発電機４によって前記回転動力を電力に変換し、発電機４の出力端子２から供給される電力を用いてバッテリ８を充電するものである。なお、この方法を用いて充電する際には、前記スイッチ２０は接続状態にしておく。この充電方法は、バッテリ８の蓄電量が低下した場合に好適に用いられる方法である。

以上に説明した２種類のバッテリ８の充電方法は、バッテリ８の充電のみを行う場合と、バッテリ８を充電しながら外部への電力供給を同時に行う場合とのいずれにも採用可能である。

以上に述べたように、本実施形態に係る携帯型電源装置１によれば、電気的な出力端子２と機械的な動力を受け入れる入力軸３とを有した発電機４と、電気的な入力端子５を有し前記発電機４の入力軸３を回転駆動するための出力軸６を有した直流電動機７と、この直流電動機７の入力端子５に電気的に接続されたバッテリ８と、前記発電機４の出力端子２に接続され発電された電力を外部に出力するためのＡＣ用コンセント９と、前記発電機４の出力端子２と前記直流電動機７の入力端子５との間に設けられ前記発電機４により発電された電力を前記直流電動機７側に戻すための回路１０と、前記発電機４、直流電動機７、バッテリ８、ＡＣ用コンセント９及び回路１０を保持する携帯可能なハウジング１１とを具備してなる。そのため、発電機４で発電された電力が、前記回路１０によって直流電動機７側に戻ることになり、このようにして直流電動機７側に戻された電力は、直流電動機７を駆動するために用いることができる。したがって、直流電動機７を動かすための電力としては、バッテリ８から供給される電力のみならず、発電機４から供給される電力も使用される。そのため、バッテリ８から供給される電力、すなわちバッテリ８の消費を最小限に抑えることができ、エネルギー効率のよい携帯型電源装置１とすることができる。なお、一時的にスイッチ２０を切断位置にして、バッテリ８からの電力供給を断つこともできる。

また、このようなものであれば、機械的な動力部分が存在するため、動力入出力端１６を介して運動エネルギーを入力することによりバッテリ８の充電を助けたり、前記動力入出力端１６を介して運動エネルギーを外部に取り出して有効に利用したりすることができる。

さらに、従来の内燃機関に代えて直流電動機７を用いているので、騒音や排気の問題を解消し得る。したがって、この携帯型電源装置１を使用するにあたって、使用場所の制限が緩和されるとともに、使用しても環境に負荷がかかりにくい。

また、発電機４、直流電動機７、バッテリ８、ＡＣ用コンセント９、ＤＣ用コンセント２４、及び回路１０は、すべて携帯可能なハウジング１１に保持されているので、この携帯型原電装置を容易に持ち運ぶことができる。

前記発電機４は、直流式のものであるとともに、前記ＡＣ用コンセント９が１００ｖの交流電圧を出力するためのものであり、このＡＣ用コンセント９と前記発電機４の出力端子２との間に電気的に介在させたＤＣ／ＡＣ変換器１４を備えているので、発電機４で発電した直流電圧を家庭用電化製品等で使用可能な１００ｖの交流電圧に変換することができる。したがって、この携帯型電源装置１のＡＣ用コンセント９を用いて、種々の家庭用電化製品を使用することができる。

さらに、外部の交流１００ｖのコンセントに接続可能なプラグ１２と、このプラグ１２と前記バッテリ８との間に設けられ前記プラグ１２から取り込んだ電力を前記バッテリ８に戻すためのＡＣ／ＤＣ変換器１３とを具備しているので、携帯型電源装置１に備えられたバッテリ８を充電することができる。そのため、この携帯型電源装置１を繰り返し使用することができる。その上、前記プラグ１２は、交流１００ｖのコンセントに接続可能なものであるので、前記バッテリ８を充電する際には、家庭にあるコンセントを用いることができる。

前記発電機４の入力軸３に機械的に接続され前記入力軸３に対して動力を入出力するための動力入出力端１６を備えているので、前記動力入出力端１６にハンドル１７を取り付けることで、例えば、緊急時にこの携帯型電源装置１を稼動させることができる。具体的には、バッテリ８の蓄電レベルが低下した場合、ハンドル１７を回転動作させて発電機４を駆動させ、バッテリ８の充電をすることもできる。また、バッテリ８の充電以外にも、ハンドル１７を回転動作させて発電機４を駆動させ、ＡＣ用コンセント９から１００ｖの電圧を取り出すことも可能である。したがって、プラグ１２を接続する家庭用コンセントがない状況下においても、この携帯型電源装置１を用いることができる。

また、前記動力入出力端１６に、ハンドル１７を取り外し可能にしているので、前記携帯型電源装置１は、ハンドル１７を付けていない通常の使用状態では、ハンドル１７の出っ張りのないコンパクトな形態をなすとともに、ハンドル１７を付けた緊急の使用状態では、使用者が直流電動機７や発電機４等の機器に手を触れないような形態をなしている。

なお、本考案は以上に述べた実施形態に限られない。

ＡＣ用コンセントは、１００ｖの交流電圧を出力するためのものに限られず、２００ｖの交流電圧を出力するものであってもよい。また、ＤＣ用コンセントは、１２ｖの直流電圧を出力するためのものに限られず、２４ｖの直流電圧を出力するものであってもよい。さらに、これらに合わせて、ＡＣ／ＤＣ変換器及びＤＣ／ＡＣ変換器も、本実施形態で説明したものに限られず、種々変更可能である。

また、発電機の出力端子側には、発電機とＤＣ／ＡＣ変換器との電気的な接続を断続させるためのスイッチを設けてもよい。このようなものであれば、ＡＣ用コンセントへのプラグの抜き差しにかかわりなく、電力消費量及び直流電動機側に戻す電力を調節することができる。

動力入出力端に接続するものとして、上記実施形態では例としてハンドルを挙げたが、これに限られず、風車、水車、車輪等、発電機の入力軸に回転動力を与えるものであってもよい。また、発電機の入力軸を、機械的な動力の出力軸として使用することも可能である。すなわち、この動力入出力端から出力される機械的な動力を用いて、例えば扇風機等を動かすようにしてもよい。

動力入出力端は、発電機の入力軸に一体的に設けられているものに限られず、直流電動機の出力軸に一体的に設けられプーリ及びベルトを介して機械的に発電機に接続されているものであってもよい。

その他、本考案の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

１…携帯型電源装置
２…出力端子
３…入力軸
４…発電機
５…入力端子
６…出力軸
７…直流電動機
８…バッテリ
９…（ＡＣ用）コンセント
１０…回路
１１…ハウジング
１２…プラグ
１３…ＡＣ／ＤＣ変換器
１４…ＤＣ／ＡＣ変換器
１６…動力入出力端

Claims

電気的な出力端子と機械的な動力を受け入れる入力軸とを有した発電機と、電気的な入力端子を有し前記発電機の入力軸を回転駆動するための出力軸を有した直流電動機と、この直流電動機の入力端子に電気的に接続されたバッテリと、前記発電機の出力端子に接続され発電された電力を外部に出力するためのコンセントと、前記発電機の出力端子と前記直流電動機の入力端子との間に設けられ前記発電機により発電された電力を前記直流電動機側に戻すための回路と、前記発電機、直流電動機、バッテリ、コンセント及び回路を保持する携帯可能なハウジングとを具備してなる携帯型電源装置。
前記発電機が直流発電機であるとともに、前記コンセントが１００ｖの交流電圧を出力するためのものであり、このコンセントと前記発電機の出力端子との間に電気的に介在させたＤＣ／ＡＣ変換器を備えている請求項１記載の携帯型電源装置。
外部の交流１００ｖのコンセントに接続可能なプラグと、このプラグと前記バッテリとの間に設けられ前記プラグから取り込んだ電力を前記バッテリに戻すためのＡＣ／ＤＣ変換器とを具備している請求項１または２記載の携帯型電源装置。
前記発電機の入力軸に機械的に接続され前記入力軸に対して動力を入出力するための動力入出力端を備えている請求項１、２または３記載の携帯型電源装置。