JP3186047B2 - 電池電圧検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明は、電池電圧検出装置に関する。

（ロ） 従来の技術 各種装置などに用いられた乾電池の起電力が一定の限
度以下に低下すると、上記装置などの機能が停止するた
めに、乾電池の起電力が上記限度まで低下したことを検
出する必要がある。

また、機能が停止した場合、例えば、水洗便器の洗浄
水制御用の電磁弁など、同電磁弁を閉弁状態に保持する
必要があり、このような場合には、乾電池の発生電力
が、装置が機能停止する以前に乾電池の交換時期を予告
する必要がある。

また、乾電池が消耗していく過程で、乾電池の発生電
力が、ソレノイド、リレー等を駆動する大電力消費には
不足するが、センサまたは表示灯を作動させる小電力消
費には十分な電力を発生する状態がある。

上記の理由から、乾電池の起電力を検出するのに、そ
れぞれ異なるスレショルド電圧を有する２個の電圧低下
検出素子を用いていた。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、電圧低下検出素子を２個用いるため、
回路構成が複雑になり、また、高価な電圧低下検出素子
を２個も用いるため、装置の価格が高価になるという難
点がある。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は、負荷の消費電力が大小切換え可能であり、
負荷状態の電池電圧が第一の電圧以下の場合は第一の検
知信号を出力するとともに、第一の電圧よりも低い第二
の電圧以下の場合は第二の検知信号を出力する電池電圧
検知装置において、電池と負荷間に介設し、負荷への供
給電流に応じて降下電圧が変化する素子と、負荷の両端
の電圧が一定電圧以下になったことを検出すると検出信
号を出力する電圧低下検出手段とを備え、この検出信号
が出力された場合、負荷が大電力消費中ならば前記第一
の検知信号を出力し、負荷が小電力消費中ならば前記第
二の検知信号を出力することを特徴とする電池電圧検知
装置に係るものである。

また、本発明は、前記第一の検知信号が出力された場
合に点灯し、第二の検知信号が出力された場合には点滅
する表示手段を備えたことにも特徴を有する。

（ホ） 作用・効果 この発明によれば、負荷の消費電力が大小切換え可能
であり、負荷状態の電池電圧が第一の電圧以下の場合は
第一の検知信号を出力するとともに、第一の電圧よりも
低い第二の電圧以下の場合は第二の検知信号を出力する
電池電圧検知装置において、電池と負荷間に介設し、負
荷への供給電流に応じて降下電圧が変化する素子と、負
荷の両端の電圧が一定電圧以下になったことを検出する
と検出信号を出力する電圧低下検出手段とを備え、この
検出信号が出力された場合、負荷が大電力消費中ならば
前記第一の検知信号を出力し、負荷が小電力消費中なら
ば前記第二の検知信号を出力するようにしているので、
小電力消費状態では電流が少ないため、素子での電圧降
下が小さいが、大電力消費状態では大電流が流れるため
に上記電圧降下が大きくなる。

また、前記第一の検知信号が出力された場合に点灯
し、第二の検知信号が出力された場合には点滅する表示
手段を備える構成としている。

したがって、電圧低下検出手段のスレショルド電圧を
適切に設定すれば、数回の大電力消費に対応できる電力
が残存した状態で乾電池の交換時期を予告することがで
きる。

また、小電力消費状態で電圧低下検出手段のスレショ
ルド電圧をクロスしたときには、乾電池に大電力消費に
対応できる電力が残存していないことになり、早急に乾
電池の交換を要することを報知することができる。

このように、低コストの簡単な回路構成で、乾電池の
二つの状態を検出して報知することができる。

（ヘ） 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、第１図
において、（１）は装置（Ａ）に電力を供給する乾電池
であり、同乾電池（１）の＋極と装置（Ａ）との間に、
負荷、すなわち装置（Ａ）への供給電流に比例して降下
電圧が変化する素子としてのダイオード（２）を順方向
に介設している。

（Ｄ）は電圧低下検出手段であり、第２図の等価回路
図で示すように、内部にリファレンス電圧回路（Ref）
を内蔵しており、入力端子（D1）から入力した乾電池
（１）の出力電圧とスレショルド電圧に相当するリファ
レンス電圧とをコンパレータ（D2）で比較して、乾電池
（１）の出力電圧がリファレンス電圧よりも低くなる
と、出力端子（D3）がハイレベルになり、乾電池交換時
期を報知するLED（３）に出力しこれを点灯させるよう
に構成している。

（D4）は電源端子、（D5）は定電流回路、（D6）はヒ
ステリシス設定端子であり、（D7）はグランド端子であ
る。

第１図のブロック図には、電源端子（D4）及びヒステ
リシス設定端子（D6）の接続は示していないが、これら
の端子には、電圧低下検出素子（Ｄ）として用いる具体
的な部品に応じて回路設計上適宜適切な電圧を入力する
ものであり、通常、電源端子（D4）には、電圧低下検出
素子（Ｄ）を駆動するための電源電圧を入力し、ヒステ
リシス設定端子（D6）には、電源電圧を分圧した電圧を
入力する。

また、第２図中、定電流回路（D5）は、リファンレン
ス電圧を安定化させるためのものであり、一方、ヒステ
リシス設定端子（D6）は、乾電池（１）の出力電圧とリ
ファレンス電圧とが略等しい場合にコンパレータ（D2）
の作動を安定させるためのものである。

本発明の実施例は上記のように構成されており、乾電
池（１）により装置（Ａ）を作動させている間に、同乾
電池（１）の電力が消費されて、電圧が一定電圧以下と
なって乾電池（１）の交換が必要となると、電圧低下検
出手段（Ｄ）がこれを検出し、LED（３）を点灯させ
る。

特に、乾電池（１）の＋極と装置（Ａ）との間に、ダ
イオード（２）を順方向に介設しているので、第３図で
示すように、大電流が流れる大電力消費状態では、ダイ
オード（２）での電圧降下が、小電力消費状態の時より
も大きい。

また、第４図で示すように、乾電池（１）使用期間の
経過に伴って起電力が次第に低下するが、装置（Ａ）が
電力を消費しているときは、図示するように電圧降下が
あり、前記のように大電力消費状態では大きな電圧降下
がある。

このように大きな電圧降下で低下した乾電池（１）の
起電力を上記リファレンス電圧と比較することにより、
装置（Ａ）が機能停止する以前に乾電池（１）の電圧降
下を検出して乾電池交換を促すことができる。

なお、この状態では乾電池（１）には、大電力消費に
は不十分であるが、この際には、残存する電力によりLE
D（３）を点滅させるなどして、緊急に乾電池（１）を
交換する必要があることを報知することができる。

また、上記状態のまま乾電池交換をせず、そのまま使
用していると、やがて小電力消費状態でも乾電池（１）
の起電力がリファレンス電圧をクロスすることになり、
LED（３）の点滅を停止し、電池の消耗を停止する。

第５図〜第６図は、本実施例にかかる電池電圧検出装
置の適用例を示しており、第５図で示す水洗便器（50）
の給水制御用に応用した例である。

第６図に示すように、乾電池（１）は給水制御部
（Ｂ）に接続されて、これを作動すると共に、他方は電
圧低下検出手段（Ｄ）に接続されている。

給水制御部（Ｂ）は、演算処理部（B1）に、便器使用
の有無、すなわち水洗便器（50）位置での人体の有無な
どを検出するセンサー（Ｓ）、例えば赤外線センサーな
どを接続しており、同センサー（Ｓ）からの人体感知信
号が入力すると、上記信号に対応したパルス状の開閉信
号を同処理部（B1）からソレノイドドライバー（９）に
出力し、電磁弁（14）の開閉制御を行うようにしてい
る。

電磁弁（14）は、第７図で示すように、上記ソレノイ
ド（14a）の開閉コイル（14b）（14c）を配し、下部に
弁機構（15）を配設しており、開コイル（14b）に通電
すると、プランジャ（15a）を上方に引き上げ、閉コイ
ル（14c）に通電すると、同プランジャ（15a）を下方に
押し下げるように構成している。

弁機構（15）は、弁座（15b）と弁体（15c）とダイヤ
フラム（15d）と、パイロット弁（15e）とを設けてお
り、ダイヤフラム（15d）には、パイロット弁（15e）の
開弁時の流通抵抗よりも大なる抵抗を有するオリフィス
（15f）が穿設されている。

従って、開コイル（14b）に通電するとパイロット弁
（15e）が開き、ダイヤフラム（15d）上面の圧力が低下
するので流入口（15g）からの水圧により、弁体（15c）
を上方に押し上げ電磁弁（14）を開き、この状態を保持
する。

また、閉コイル（14c）に通電したときは、パイロッ
ト弁（15e）が閉じ、オリフィス（15f）からの流入した
水でダイヤフラム（15d）上面の圧力が上がり、弁体（1
5c）を押し下げて電磁弁（14）を閉止し、この状態を保
持する。

上記のように開閉コイル（14b）（14c）は、パイロッ
ト弁（15e）開閉のためのプランジャ（15a）を作動させ
るだけであるから、同コイル（14b）（14c）を駆動する
電流はごく小さいものですみ、また電磁弁（14）の開閉
状態が水圧でラッチングされることから消費電力が少な
くてすむ。

また、電磁弁（14）に制御出力がなされているとき
に、大きな電圧降下が発生するので、この時に電圧低下
検出手段（Ｄ）が電圧低下を検出して、LED（３）を点
灯させる。

なお、電磁弁（14）を作動させるに必要な電圧と、電
圧低下検出手段（Ｄ）のリファレンス電圧との間に適切
なマージンを設けることで、水洗便器（50）の使用中に
電磁弁（14）が不用意に機能停止することを防止でき
る。

そして、乾電池交換をせずにそのまま使用した場合に
は、LED（３）を点灯させるだけの小電力消費状態でも
電圧低下検出手段（Ｄ）が電圧低下を検出するが、この
場合にはLED（３）を点滅させて使用者の注意を引き、
早急な乾電池交換を促すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電池電圧検出装置の構成を示すブ
ロック図、第２図は電圧低下検出手段の等価回路図、第
３図はダイオードの順電流と電圧低下との関係を示すグ
ラフ、第４図は乾電池の使用期間と起電力低下の関係
と、電力消費と電圧低下の関係を示すグラフ、第５図は
本発明の電池電圧検出装置を具備した水洗便器の斜視
図、第６図は給水制御部の構成を示すブロック図、第７
図は電磁弁の断面図。 （Ａ）：装置 （Ｄ）：電圧低下検出手段 （１）：乾電池 （２）：ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 達也 神奈川県茅ケ崎市本村２丁目８番１号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/36 H02J 7/00 H01M 10/42 - 10/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷の消費電力が大小切換え可能であり、
   負荷状態の電池電圧が第一の電圧以下の場合は第一の検
   知信号を出力するとともに、第一の電圧よりも低い第二
   の電圧以下の場合は第二の検知信号を出力する電池電圧
   検知装置において、 電池と負荷間に介設し、負荷への供給電流に応じて降下
   電圧が変化する素子と、 負荷の両端の電圧が一定電圧以下になったことを検出す
   ると検出信号を出力する電圧低下検出手段とを備え、 この検出信号が出力された場合、負荷が大電力消費中な
   らば前記第一の検知信号を出力し、負荷が小電力消費中
   ならば前記第二の検知信号を出力することを特徴とする
   電池電圧検知装置。
2. 【請求項２】第一の検知信号が出力された場合に点灯
   し、第二の検知信号が出力された場合には点滅する表示
   手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の電池電圧検知装置。