JPH08149818A - 整流方法および整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 商用電源を整流して直流ないし脈流の出力を
得る場合、１１０ボルト系の商用電源を受電するときも
２２０ボルト系商用電源を受電するときも、手動操作に
よる電圧調整を必要とせずに、所望電圧の出力が得られ
る整流方法、および整流装置を提供する。 【構成】 低圧トランス８は、その２次コイル８ｂに中
間端子９ｃが設けられている。電圧感応式リレー１０の
リレーコイル１０ａは、上記２次コイル８ｂの両端端子
電圧を印加され、電圧が過高であると共通接点Ｃｏｍを
常閉接点Ｎ．Ｃから常開接点Ｎ．Ｏに切り換え、半導体
整流回路５を低周波トランスの中間端子９ｃに導通させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、商用の交流電源を整流
する方法、および同装置に係り、特に、１１０ボルト系
商用電源に対しても２２０ボルト系商用電源に対して
も、手動操作による電圧切換調整を行なう必要の無いよ
うに改良した整流方法、および整流装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】商用電力は一般に交流であり、その電圧
は国によって異なっているが、大別して１１０ボルト系
と２２０ボルト系とが有る。直流の機器を用いる場合や
バッテリ（例えばカドニカ電池，鉛蓄電池など）を充電
する場合は、商用の交流電源を低周波トランスによって
降圧するとともに整流器によって整流して使用に供され
る。なお、例えば大規模建設工事や僻地の鉱山設備にお
いて配電されている電力は必ずしも商取引されないが、
本発明においては商用電源に含ませて考える。図６は従
来例に係る商用交流電源用の整流方法および同整流装置
を説明するための配線図である。１は低周波トランス
（通称・電源トランス）であって、１次コイル１ａと２
次コイル１ｂとが巻回形成されている。上記２次コイル
１ｂの出力は半導体整流回路５で整流され、バッテリ６
に供給されてこれを充電し、若しくは負荷７に供給され
てこれを作動させる。この従来例の１次コイル１ｂには
４個の中間タップ１ｃ〜１ｆが設けられるとともに、切
換スイッチ２を介してプラグ４に接続されていて、商用
電源ＡＣに接続される。この従来例の装置を使用するに
は、商用電源の電圧に応じて切換スイッチ２を手動操作
して適当な中間タップを選定し、半導体整流回路５に定
格電圧を出力させるように、２次コイル１ｂの出力電圧
を調整する。

【０００３】図６の従来例が４個の中間タップ１ｃ〜１
ｆを設けて５段階の電圧調整を可能ならしめているの
は、例えば定格１１７ボルトの商用電源に対しても精密
に調節できるようにするためである。しかし、商用電源
は一般にプラス・マイナス１０パーセント程度の変動幅
を有しており、その上、直流電力の供給を受ける電気機
器もプラス・マイナス１０パーセント強の順応幅を有し
ているので、このように精密な５段階調整が出来なくて
も実用上の支障を生じない。そこで、図６の従来例から
中間タップ１ｄ，同１ｅ，および同１ｆを省略するとと
もに、切換スイッチを２段切換型に簡略化した従来例も
実用されている。以上のようにして、概略的に１１０ボ
ルト系商用電源と２２０ボルト系商用電源との切換操作
のみを行なうことは可能であり、実用に供されてもいる
が、１１０ボルト系と２２０ボルト系との電圧差は「２
倍と半分」の関係にあって、この間の切り換えを省略す
ることは事実上、不可能に近い。次に、その理由を説明
する。切換操作を省略した場合に生じる問題は、低周波
トランスが何のような仕様になっているかによって異な
る。すなわち、低周波トランスの１次側定格電圧が１１
０ボルトである場合、２２０ボルト系商用電源の供給を
受けると、該低周波トランスの２次側出力電圧が定格電
圧値の約２倍となり、半導体整流器の許容電圧を越えて
過熱もしくは破損させたり、バッテリが過熱，破損する
など、回復不能の損傷を被るのみでなく、火災発生の虞
れ無としない。低周波トランスの１次側定格電圧が２２
０ボルトである場合、１１０ボルト系商用電源の供給を
受けると、該低周波トランスの２次側出力電圧が定格電
圧値の約半分となり、一般にはバッテリの充電が不能で
ある。また、整流出力を供給される負荷側の機器は正常
に作動せず、若しくは性能が著しく低下する。

【０００４】最近、整流出力が低くなってもバッテリの
充電を行ない得る技術も開発されてはいるが、低周波ト
ランスの２次側出力電圧が半分になると、充電所要時間
が著しく（例えば約１０倍）長くなって実用価値が激減
する。以上に述べたような事情により、１１０ボルト系
商用電源と２２０ボルト系商用電源との両方に適用する
ことができて、良好な性能を発揮させ得る整流装置は手
動操作による電圧調整を不可欠としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】商用電源を整流して直
流ないし脈流を得ようとするとき、定置式の設備におい
ては別段の不具合を生じないが、国境を越えて移動する
場合は図６に示したように手動操作による電圧調節をし
なければならない。上記の手動操作は非常に煩わしいの
で、手動操作を不可欠とする電気機器は商品価値が低
い。のみならず、手動操作を失念したり誤ったりした場
合は電気機器か正常に作動せず、若しくは修復不能な損
傷を被ったりする。本発明は上述の事情に鑑みて為され
たものであって、商用電源を整流して直流出力ないし脈
流出力を得る場合、手動操作を必要とすることなく、し
かも、１１０ボルト系商用電圧を受電しても２２０ボル
ト系商用電圧を受電しても、ほぼ一定電圧の整流出力が
得られるように改良した整流技術を提供して、電気機器
産業の発展に貢献することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した整流技術の基本的原理について、その実施
例に対応する図１を参照して説明すると、低周波トラン
ス８の１次コイル８ａに商用電源が供給されると、２次
コイル８ｂに誘導電圧が発生する。この２次コイル８ｂ
の両端にそれぞれ第１端子９ａと第２端子９ｂとが接続
されていて、かつ、該２次コイル８ｂの中間タップに中
間端子９ｃが接続されている。これにより、第１端子９
ａと中間端子９ｃとの間に発生する電圧をＥとすれば、
第１端子９ａと第２端子９ｂとの間に発生する電圧は２
Ｅとなる。ここに、本発明における電圧Ｅは、低周波ト
ランスの１次側入力電圧に略比例して増減する変数であ
る。上記の出力電圧２Ｅを印加されてリレー接点１０ｂ
を作動させるリレーコイル１０ａを備えた電圧感応式リ
レー１０が設けられていて、上記の電圧２Ｅがほぼ所望
の電圧であれば該電圧２Ｅが半導体整流回路５に供給さ
れる。上記の電圧２Ｅが著しく高くて、所望の電圧の約
２倍であるときは、前記のリレー接点が切り替えられ
て、中間端子９ｃに出力されている電圧Ｅを半導体整流
回路５に導通させる。この場合、低周波トランス８の１
次コイル８ａに印加される電圧は、１１０ボルト（プラ
ス・マイナス１０％）若しくは２２０ボルト（プラス・
マイナス１０％）であるから、電圧２Ｅが著しく過大な
ときは電圧Ｅが適正電圧であり、電圧Ｅが著しく過小な
ときは電圧２Ｅが適正電圧である。従って、上記のよう
な２段階制御で実用上充分であり、詳細な多段階制御は
不可欠ではない。

【０００７】前記の電圧感応式リレーとは、一つのユニ
ットとしてのリレーが電圧変化に応じて作動するという
機能に着目した呼称であって、その作動メカニズムが電
流値の変化に基づくものであっても、本発明における電
圧感応式リレーに属するものである。図１を参照して以
上に説明した原理に基づく具体的手段として本発明に係
る第１の整流方法は、交流の商用電源を整流して直流な
いし脈流の出力を得る方法において、上記の交流電源を
低周波トランスの１次コイルに供給するとともに、２次
コイルから電圧Ｅの出力と、約２Ｅの出力とを導出し、
単極双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーのリレ
ーコイルを上記低周波トランスに接続するとともに、そ
の常開接点端子を前記電圧Ｅの出力端子に接続し、か
つ、その常閉接点端子を前記電圧約２Ｅの出力端子に接
続し、前記電圧感応式リレーの共通接点端子を半導体整
流回路に接続して、前記低周波トランスの１次コイルが
１１０ボルト系の商用電源に接続されたときは前記リレ
ーコイルに印加される電圧が駆動電圧未満となって、該
低周波トランスの約２Ｅの出力電圧がリレーの常閉接点
を通って前記半導体整流回路に与えられ、前記低周波ト
ランスの１次コイルが２２０ボルト系の商用電源に接続
されたときは前記リレーコイルに印加される電圧が駆動
電圧以上となって、該低周波トランスの電圧Ｅの出力が
リレーの常開接点を通って前記半導体整流回路に与えら
れるように、低周波トランスの出力端子の接続を自動的
に切り換えることにより、１１０ボルト系商用電源であ
っても２２０ボルト系商用電源であっても、手動操作に
よる切換調節を必要とせずに略一定の整流出力を得るこ
とを特徴とする。

【０００８】前述した基本的原理を応用して、第２の発
明に係る整流方法は、低周波トランスの２次コイルから
出力される交流電力を、半導体整流回路によって整流
し、かつ、上記低周波トランスの１次側に、１１０ボル
ト系用コイルと２２０ボルト系用コイルとを巻回形成
し、単極双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーの
リレーコイルを上記低周波トランスの１次側回路に接続
するとともに、上記電圧感応式リレーの常閉接点端子を
前記１１０ボルト系用１次コイルに、同じく常開接点端
子を前記２２０ボルト系用１次コイルに、それぞれ接続
し、同じく共通接点を前記商用電源に接続することによ
って、１１０ボルト系商用電源を使用するときも２２０
ボルト系商用電源を使用するときも、手動操作による切
換調節を必要とせずに略一定の整流出力を得ることを特
徴とする。

【０００９】また、図１を参照して説明した原理に基づ
く第１の発明方法を実施するために創作した本発明に係
る図１の発明装置の構成は、商用電源に接続される１次
コイル、並びに、電圧Ｅの出力端子および電圧約２Ｅの
出力端子を有する２次コイルを備えた低周波トランス
と、リレーコイルを上記低周波トランスに接続された、
単極双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーと、を
具備しており、上記電圧感応式リレーの常閉接点端子が
電圧約２Ｅの出力端子に接続され、同じく常開接点端子
が電圧Ｅの出力端子に接続され、同じく共通接点端子が
半導体整流回路に接続されていることを特徴とする。

【００１０】また、図１について説明した原理を応用し
て創作された第２の発明に係る方法を実施するために構
成した第２の発明に係る整流装置の構成は、前記商用電
源に接続される１次コイルと、半導体整流回路に接続さ
れる２次コイルとを有する低周波トランスを具備してお
り、上記１次コイルには、１１０ボルト系商用電源にマ
ッチングする１１０ボルト系用端子と、２２０ボルト系
商用電源にマッチングする２２０ボルト系用端子とが設
けられており、かつ、リレーコイルを低周波トランス１
次側回路に接続されて、単極双投型の接点構造を有する
電圧感応リレーを具備していて、上記電圧感応リレーの
常閉接点端子が前記１１０ボルト系用端子に、同じく常
開接点端子が前記２２０ボルト系用端子に、同じく共通
接点端子が前記商用電源を受電するための接続導通用器
具に、それぞれ接続されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】前記の第１の発明方法によると、低周波トラン
スの１次コイルに１１０ボルト系の商用電源が供給され
たとき、リレーコイルに印加される電圧が駆動電圧値に
達しないので、単極双投型接点の共通端子が常閉接点に
導通せしめられて半導体整流回路に電圧２Ｅが供給さ
れ、該半導体整流回路が定格状態で作動し、定格電圧の
脈流を出力する。また、低周波トランスの１次コイルに
２２０ボルト系の商用電源が供給されたとき、リレーコ
イルに印加される電圧が駆動電圧値を越えるので、単極
双投型接点の共通端子が常開接点に導通せしめられて半
導体整流回路に電圧Ｅが供給され、該半導体整流回路が
定格状態で作動し、定格電圧の脈流を出力する。

【００１２】そして、前記の第１の発明装置は、上記第
１の発明方法の実施に必要な構成部材を具備するととも
に、該第１の発明方法を実施するに好適なように接続さ
れているので、この装置によれば第１の発明方法を容易
に実施して、その効果を充分に発揮させることができ
る。

【００１３】さらに、前記の第２の発明方法によると、
低周波トランス１次側回路に接続された電圧感応型リレ
ーが、商用電源電圧の高，低に応じて、該商用電源を低
周波トランスの１１０ボルト系用１次コイル、若しくは
２２０ボルト系用１次コイルへ、自動的に切り換えて接
続させるので、該低周波トランスの２次側には常にほぼ
一定の電圧が出力され、半導体整流回路に対して定格入
力電圧を供給する。これにより、該半導体整流回路は定
格状態で作動し、定格電圧の脈流を出力する。

【００１４】そして、前記の第２の発明装置は、上記第
２の発明方法の実施に必要な構成部材を具備するととも
に、該第２の発明方法を実施するに好適なように接続さ
れているので、この装置によれば第２の発明方法を容易
に実施して、その効果を充分に発揮させることができ
る。

【００１５】

【実施例】次に、図１ないし図５を順次に参照しつつ、
本発明の実施例を説明する。図１は本発明に係る整流方
法を実施するために構成した本発明に係る整流装置の１
実施例の配線図である。８は低周波トランスであって、
８ａは１次コイル、８ｂは２次コイルである。上記２次
コイル８ｂの両端には、それぞれ第１端子９ａと第２端
子９ｂとが接続されており、かつ、該２次コイル８ｂの
中間タップに、中間端子９ｃが接続されている。これに
より、第１端子９ａと中間端子９ｃとの間に現れる電圧
をＥとすると、１次コイル８ａに印加される電圧が変化
して上記の電圧Ｅが変化しても、中間端子９ｃと第２端
子９ｂとの間に現れる電圧はＥであり、第１端子９ａと
第２端子９ｂとの間に現れる電圧は２Ｅとなる。すなわ
ち、第１端子９ａと第２端子９ｂとの間には、変数であ
る電圧Ｅの２倍に相当する電圧が現れる。一方、図示の
１０は直流電圧感応式リレーであって、リレーコイル１
０ａによって駆動される単極双投型リレー接点１０ｂを
有している。上記リレーコイル１０ａは、整流素子Ｄを
直列に介して前記第１端子９ａと第２端子９ｂとの間に
接続されるとともに、電解コンデンサ１１を並列に接続
されている。上記リレーコイル１０ａは、印加される直
流電圧が駆動電圧値に達しないときはリレー接点１０の
共通端子Ｃｏｍを常閉端子Ｎ．Ｃに導通させており、印
加直流電圧が駆動電圧値を越えたときは、前記の共通接
点Ｃｏｍを常開接点Ｎ．Ｏに導通せしめる。図２は上記
実施例における電圧感応式リレーの具体的な構造を説明
するために示したものであって、上掲の図１にシンボル
マークで描いた電圧感応式リレー１０を実体的な模式図
とした配線図に、図１におけると同様の図面参照番号を
付した図である。本実施例の電圧感応式リレーは３枚の
リードを用いたリードスイッチであってガラス管の中
に、常閉接点を形成するリードＮ．Ｃと、常開接点を形
成するリードＮ．Ｏとが平行に封入，支持されており、
共通接点を形成するリードＣｏｍが上記常閉接点Ｎ．Ｃ
に接触せしめて保持されている。そしてガラス管に巻回
されたリレーコイル１０ａには、印加電圧に比例した電
流が流れ、印加電圧が駆動電圧値を越えると共通端子Ｃ
ｏｍの導通が常閉端子Ｎ．Ｃから常開端子Ｎ．Ｏに切り
換えられる。

【００１６】（図１参照）前記の低周波トランス８は、
１次コイル８ａに２２０ボルト系商用電源が供給された
とき、電圧Ｅが半導体整流回路５の定格入力電圧となる
ように構成されている。従って、上記１次コイル８ａに
１１０ボルト系商用電源が供給されたときは、電圧２Ｅ
が半導体整流回路５の定格入力電圧に相当する。そし
て、前記電圧感応式リレー１０のリレーコイル１０ａの
駆動電圧値は、１次コイル８ａに２２０ボルト系商用電
源が供給された状態における電圧２Ｅよりも低く、１次
コイル８ａに１１０ボルト系商用電源が供給された状態
における電圧Ｅよりも高く設定されている。そして、本
実施例の半導体整流回路５は、４組のダイオードをブリ
ッジ形に配列，結線された全波整流回路であって、その
入力側は第１端子９ａと、リレー接点の共通端子Ｃｏｍ
とに接続されるとともに、その出力側はバッテリ６に接
続される。

【００１７】いま、プラグ４が１１０ボルト系商用電源
のコンセントに差し込まれると、２次コイル８ｂに発生
する電圧２Ｅが半導体整流回路５の適正な入力電圧に相
当する。この場合、上記の電圧２Ｅはリレーコイル１０
ａの駆動電圧に達しないので、リレー接点１０ｂの共通
接点Ｃｏｍは常閉接点Ｎ，Ｃに導通される。これによ
り、上記の電圧２Ｅが半導体整流回路５に供給され、該
半導体整流回路５は定格状態で作動し、バッテリ６を適
正電流値で充電する。また、プラグ４が２２０ボルト系
商用電源のコンセントに差し込まれると、２次コイル８
ｂに発生する電圧Ｅが半導体整流回路５の適正な入力電
圧に相当する。この場合、前記の電圧２Ｅはリレーコイ
ル１０ａの駆動電圧を超過するので、リレー接点１０ｂ
の共通接点Ｃｏｍは常開接点Ｎ．Ｏに導通される。これ
により、上記の電圧Ｅが半導体整流回路５に供給され、
該半導体整流回路５は定格状態で作動し、バッテリ６を
適正電流値で充電する。図１および図２を参照して以上
に説明した作用，効果から容易に理解されるように、本
発明における電圧感応式リレーに必要な機能は「１次コ
イル８ａに供給されている商用電源が１１０ボルト系で
あるか２２０ボルト系であるかに基づいてリレー接点１
０ｂを切換作動させること」であって、上記の電圧の識
別は、リレーコイル１０ａに印加される電圧が１次コイ
ル８ａの印加電圧に比例して変化することを利用してい
る。従って、上記リレーコイル１０ａは、必ずしも電圧
２Ｅを発生する端子に接続しなければならぬものではな
く、電圧Ｅを発生する端子に接続することもできる（こ
の場合、リレーコイルの駆動電圧を約半分にするよう設
定変更を伴う）。さらに、本図１，２に示した２次コイ
ル８ｂの他に、リレーコイルの駆動専用の２次コイルを
設けたり、リレーコイル駆動用のタップを引き出したり
（いずれも図示せず）することも容易に可能である。ま
た、１次コイル８ａ側からリレーコイル駆動用の電圧を
抽出することも可能である。そして、２次コイルに供給
される商用電源の電圧を（低周波トランスを介在させず
に）リレーコイル１０ａに導くことも可能であるが、こ
の場合は電圧降下用の直列抵抗を併用することが望まし
い。

【００１８】本発明は、バッテリ充電用の整流方法およ
び整流装置として創作したものであるが、その利用範囲
はバッテリの充電に限らない。次に、これを説明する。
図３は前掲の図１，図２に示した実施例の応用例を示
し、バッテリを介在させずに電子機器の電源装置を構成
した状態を示す模式的な電気系統図である。図３に示し
た１２はポータブル形の電子機器である。定置式の電子
機器が複数種類の商用電源を用いることは殆ど考えられ
ないが、海外旅行者が携行するワープロ，パソコン，ラ
ジオ，テレビなどの電子機器は、電圧系の異なる商用電
源に接続される機会が少なくない。このような場合、上
記電子機器１２のケーシング内に本発明に係る整流装置
を組み入れるとともに、プラグ１４とコードとを引き出
せるようにしておくと非常に便利である。半導体整流回
路５の出力電流は脈流であるから、該半導体整流回路５
とポータブル電子機器１２との間に、チョークコイルと
電解コンデンサとより成る平滑回路（図示省略）を設け
るか、若しくは電子機器１２内に平滑回路を組み込む。

【００１９】既成の市販の電子機器類の中には、バッテ
リを内蔵していて、外部交流電源を用いて当該電子機器
類を使用している間にバッテリの充電か行なわれる構造
のものも有るが、このような構造の電子機器類を図３の
実施例における電子機器１２として適用することも容易
に可能である。電子機器類の外部電源受電回路には安全
装置を設けたものも多いが、これらの安全装置の作動信
頼性は必ずしも完璧ではない。これと対比して、海外旅
行先で電子機器が故障した場合の修理が事実上、不可能
に近いことを考え合わせると、安全装置つきの電子機器
に本実施例（図３）を適用することの意義は決して少な
くない。

【００２０】前記とさらに異なる応用例の範囲に、手持
ち電動工具（種としてドリル，ドライバ，リベット打ち
機）が有る。生産工場内において用いられる手持ち工具
類は一般に、電機コードもしくは空気ホースを曳いてい
るものが多い。しかし、建設工事（特に天井配線や内線
工事）においては、コードやホースを曳きながら高所作
業を行なうことが非常に困難である。従って、天井工事
用の電動工具類は、バッテリを内蔵した直流モータ駆動
方式の開発によって初めて実用化されたと言っても過言
ではない。このようなバッテリ内蔵形の直流モータを駆
動源とする手持ち工具類においても、商用電源に対する
電圧切換操作の不適切による充電不能，過熱焼損の危険
性が有る。図４は前掲の図１，図２に示した実施例の応
用例として、バッテリを内蔵した直流モータを駆動源と
する動力負荷に、本発明に係る整流技術を適用した１例
を示す配線図である。本図４に示した１３は、具体的に
はバッテリ１３ｂを内蔵し、直流モータ１３ａを動力源
とするハンドドリルである。

【００２１】図５は、前掲の図１〜図４に示した実施例
と異なる要件よりなる、第２の発明に係る整流方法を実
施するために構成した、第２の発明に係る整流装置の１
実施例を示す電気配線図であって、上記の図１〜図４に
おけると同一の符号を付した構成部分は、図１〜図４の
実施例における構成部材と同様ないし類似の構成部分を
表している。本例の低周波トランス１４の１次コイル１
４ａは、１１０ボルト系用端子１４ｅと２２０ボルト系
用端子１４ｃとを有しており、上記１１０ボルト系用端
子１４ｅと共通端子１４ｄとの間に交流１１０ボルトを
加えると２次コイル１４ｂに発生する電圧か半導体整流
回路５の定格入力電圧範囲内となり、上記２２０ボルト
系用端子１４ｃと共通端子１４ｄとの間に交流２２０ボ
ルトを加えると２次コイル１４ｂに発生する電圧か半導
体整流回路５の定格入力電圧範囲内となるように構成さ
れている。

【００２２】本実施例の電圧感応式リレー１５のリレー
コイル１５ａはプラグ４に接続されていて、商用電源の
電圧が印加されるようになっている。上記のリレーコイ
ル１５ａの駆動電圧は２２０ボルトよりも低く、１１０
ボルトよりも高く設定されている。このため、商用電源
が１１０ボルト（プラス・マイナス１０％）であれば共
通端子Ｃｏｍを常閉端子Ｎ．Ｃに接触導通させ、商用電
源が２２０ボルト（プラス・マイナス１０％）であれば
共通端子Ｃｏｍを常開端子Ｎ．Ｏに接触導通させる。上
記電圧感応式リレー１５の常閉端子Ｎ．Ｃは低周波トラ
ンス１４の１１０ボルト系用端子１４ｅに、同じく常開
端子Ｎ．Ｏは２２０ボルト系用端子１４ｃに、それぞれ
接続されている。上記電圧感応式リレー１５の共通端子
Ｃｏｍと、低周波トランス１４の共通端子１４ｄとは、
プラグ４に接続されて商用電源を印加される。以上のよ
うに構成された本実施例（図５）において、プラグ４が
１１０ボルト系商用電源に接続されると、電圧感応式リ
レー１５のリレーコイル１５ａに印加される電圧は１１
０ボルトであって駆動電圧値に達しないので、共通端子
Ｃｏｍが常閉端子Ｎ．Ｃに導通され、該１１０ボルトの
商用電源が１１０ボルト系用端子１４ｅに供給される。
また、上記のプラグ４が２２０ボルト系商用電源に接続
されると、電圧感応式リレー１５のリレーコイル１５ａ
に印加される電圧は２２０ボルトであって駆動電圧値を
超過するので、共通端子Ｃｏｍが常開端子Ｎ．Ｏに導通
され、該２２０ボルトの商用電源が２２０ボルト系用端
子１４ｃに供給される。以上に述べた自動切換機能によ
り、プラグ４が１１０ボルト系商用電源に接続されても
２２０ボルト系商用電源に接続されても、手動操作によ
る電圧切換調整を必要とせずに、低周波トランス１４の
２次側出力電圧は常に半導体整流回路５の定格入力電圧
とほぼ等しくなり、該半導体整流回路５は定格状態で作
動して定格出力電圧をバッテリ６に供給する。その結
果、上記のバッテリ６は過熱する虞れ無く、比較的迅速
に充電される。ここに比較的迅速にとは、該バッテリ６
の品質特性に比して遅滞することの無い意である。図示
を省略するが、本図５に示した実施例におけるバッテリ
６に代えて、図３に示した実施例におけるポータブル電
子機器１２を接続することもでき、図３の実施例におけ
ると同様の効果が得られる。また、本図５に示した実施
例におけるバッテリ６に代えて、図４に示したバッテリ
内蔵形の直流モータより成る動力負荷を接続することも
でき、図４の実施例におけると同様の効果が得られる。
本図５の実施例における電圧感応式リレー１５の具体的
な構成は、図２に示した実施例における電圧感応式リレ
ー１０と類似であるが、そのリレーコイルに商用電源が
直接的に掛かることのないように、電圧降下用の直列抵
抗器Ｒを介挿接続した。図示を省略するが、直列抵抗器
Ｒに代えて分圧抵抗器を用いることも可能である。しか
し、分圧抵抗器に比して直列抵抗器の方が電力消費量が
少ないので望ましい。

【００２３】

【発明の効果】第１の本発明方法を適用すると、低周波
トランスの１次コイルに１１０ボルト系の商用電源が供
給されたとき、リレーコイルに印加される電圧が駆動電
圧値に達しないので、単極双投型接点の共通端子が常閉
接点に導通せしめられて半導体整流回路に電圧２Ｅが供
給され、該半導体整流回路が定格状態で作動し、定格電
圧の脈流を出力する。また、低周波トランスの１次コイ
ルに２２０ボルト系の商用電源が供給されたとき、リレ
ーコイルに印加される電圧が駆動電圧値を越えるので、
単極双投型接点の共通端子が常開接点に導通せしめられ
て半導体整流回路に電圧Ｅが供給され、該半導体整流回
路が定格状態で作動し、定格電圧の脈流を出力する。

【００２４】そして、前記の第１の発明装置は、上記第
１の発明方法の実施に必要な構成部材を具備するととも
に、該第１の発明方法を実施するに好適なように接続さ
れているので、この装置によれば第１の発明方法を容易
に実施して、その効果を充分に発揮させることができ
る。

【００２５】さらに、前記の第２の発明方法によると、
低周波トランス１次側回路に接続された電圧感応型リレ
ーが、商用電源電圧の高，低に応じて、該商用電源を低
周波トランスの１１０ボルト系用１次コイル、若しくは
２２０ボルト系用１次コイルへ、自動的に切り換えて接
続させるので、該低周波トランスの２次側には常にほぼ
一定の電圧が出力され、半導体整流回路に対して定格入
力電圧を供給する。これにより、該半導体整流回路は定
格状態で作動し、定格電圧の脈流を出力する。

【００２６】そして、前記の第２の発明装置は、上記第
２の発明方法の実施に必要な構成部材を具備するととも
に、該第２の発明方法を実施するに好適なように接続さ
れているので、この装置によれば第２の発明方法を容易
に実施して、その効果を充分に発揮させることができる
という優れた実用的効果を奏し、電気機器産業の発展に
貢献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る整流方法を実施するために構成し
た本発明に係る整流装置の１実施例の配線図である。

【図２】上記実施例における電圧感応式リレーの具体的
な構造を説明するために示したものであって、上掲の図
１にシンボルマークで描いた電圧感応式リレー１０を実
体的な模式図とした配線図に、図１におけると同様の図
面参照番号を付した図である。

【図３】前掲の図１，図２に示した実施例の応用例を示
し、バッテリを介在させずに電子機器の電源装置を構成
した状態を示す模式的な電気系統図である。

【図４】前掲の図１，図２に示した実施例の応用例とし
て、バッテリを内蔵した直流モータを駆動源とする動力
負荷に、本発明に係る整流技術を適用した１例を示す配
線図である。

【図５】前掲の図１〜図４に示した実施例と異なる要件
よりなる、第２の発明に係る整流方法を実施するために
構成した、第２の発明に係る整流装置の１実施例を示す
電気配線図であって、上記の図１〜図４におけると同一
の符号を付した構成部分は、図１〜図４の実施例におけ
る構成部材と同様ないし類似の構成部分を表している。

【図６】従来例に係る商用交流電源用の整流方法および
同整流装置を説明するための配線図である。

【符号の説明】

１…低周波トランス、１ａ…１次コイル、１ｂ…２次コ
イル、１ｃ〜１ｆ…中間タップ、２…切換スイッチ、３
…ヒューズ、４…プラグ、５…半導体整流回路、６…バ
ッテリ、７…負荷、８…低周波トランス、８ａ…１次コ
イル、８ｂ…２次コイル、９ａ…第１端子、９ｂ…第２
端子、９ｃ…中間端子、１０…電圧感応式リレー、１０
ａ…リレーコイル、１０ｂ…リレー接点、１１…電解コ
ンデンサ、１２…ポータブル電子機器、１３…動力負
荷、１３ａ…直流モータ、１３ｂ…内蔵バッテリ、１４
…低周波トランス、１４ａ…１次コイル、１４ｂ…２次
コイル、１４ｃ…２２０ボルト系用端子、１４ｄ…共通
端子、１４ｅ…１１０ボルト系用端子。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流の商用電源を整流して直流ないし脈
   流の出力を得る方法において、 上記の交流電源を低周波トランスの１次コイルに供給す
   るとともに、２次コイルから電圧Ｅの出力と、約２Ｅの
   出力とを導出し、 単極双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーのリレ
   ーコイルを上記低周波トランスに接続するとともに、そ
   の常開接点端子を前記電圧Ｅの出力端子に接続し、か
   つ、その常閉接点端子を前記電圧約２Ｅの出力端子に接
   続し、 前記電圧感応式リレーの共通接点端子を半導体整流回路
   に接続して、 前記低周波トランスの１次コイルが１１０ボルト系の商
   用電源に接続されたときは前記リレーコイルに印加され
   る電圧が駆動電圧未満となって、該低周波トランスの約
   ２Ｅの出力電圧がリレーの常閉接点を通って前記半導体
   整流回路に与えられ、 前記低周波トランスの１次コイルが２２０ボルト系の商
   用電源に接続されたときは前記リレーコイルに印加され
   る電圧が駆動電圧以上となって、該低周波トランスの電
   圧Ｅの出力がリレーの常開接点を通って前記半導体整流
   回路に与えられるように、低周波トランスの出力端子の
   接続を自動的に切り換えることにより、１１０ボルト系
   商用電源であっても２２０ボルト系商用電源であって
   も、手動操作による切換調節を必要とせずに略一定の整
   流出力を得ることを特徴とする整流方法。ただし、前記
   の電圧Ｅは低周波トランスの１次側入力電圧に略比例し
   て変化する変数である。
2. 【請求項２】 前記の電圧感応式リレーとして直流電圧
   に感応する型式のリレーを用い、前記の低周波トランス
   に対して整流素子を直列に介挿して接続することを特徴
   とする、請求項１に記載した整流方法。
3. 【請求項３】 前記電圧感応式リレーのリレーコイルに
   対して、電解コンデンサを並列に接続することを特徴と
   する、請求項２に記載した整流方法。
4. 【請求項４】 前記の電圧感応式リレーは、非磁性管の
   中に２枚のリードを平行に封入支持するとともに、該２
   枚のリードの内の片方のリードに接触せしめてもう１枚
   のリードを封入支持し、かつ、前記非磁性管の周囲にコ
   イルを巻回して構成することを特徴とする、請求項１な
   いし請求項３の何れかに記載した整流方法。
5. 【請求項５】 前記の電圧感応式リレーを、低周波トラ
   ンスの電圧Ｅの出力端子に接続することを特徴とする、
   請求項１ないし請求項４の何れかに記載した整流方法。
6. 【請求項６】 前記の電圧感応式リレーを、低周波トラ
   ンスの電圧約２Ｅの出力端子に接続することを特徴とす
   る、請求項１ないし請求項４の何れかに記載した整流方
   法。
7. 【請求項７】 前記の電圧感応式リレーを、低周波トラ
   ンスの１次コイルの出力端子に接続することを特徴とす
   る、請求項１ないし請求項４の何れかに記載した整流方
   法。
8. 【請求項８】 前記の電圧感応式リレーを、低周波トラ
   ンスの１次コイルもしくは２次コイルに設けたリレー駆
   動用タップに接続することを特徴とする、請求項１ない
   し請求項４の何れかに記載した整流方法。
9. 【請求項９】 前記の電圧感応式リレーを、低周波トラ
   ンスに巻回したリレー用２次コイルに接続することを特
   徴とする、請求項１ないし請求項４の何れかに記載した
   整流方法。
10. 【請求項１０】 ４組のダイオードを環状に接続して、
    前記の半導体整流回路を構成することを特徴とする、請
    求項１ないし請求項４の何れかに記載した整流方法。
11. 【請求項１１】 交流の商用電源を整流して直流ないし
    脈流の出力を得る方法において、 低周波トランスの２次コイルから出力される交流電力
    を、半導体整流回路によって整流し、かつ、 上記低周波トランスの１次側に、１１０ボルト系用コイ
    ルと２２０ボルト系用コイルとを巻回形成し、 単極双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーのリレ
    ーコイルを上記低周波トランスの１次側回路に接続する
    とともに、 上記電圧感応式リレーの常閉接点端子を前記１１０ボル
    ト系用１次コイルに、同じく常開接点端子を前記２２０
    ボルト系用１次コイルに、それぞれ接続し、同じく共通
    接点を前記商用電源に接続することによって、１１０ボ
    ルト系商用電源を使用するときも２２０ボルト系商用電
    源を使用するときも、手動操作による切換調節を必要と
    せずに略一定の整流出力を得ることを特徴とする整流方
    法。
12. 【請求項１２】 前記の整流出力をバッテリに供給し
    て、該バッテリの充電電流を定格充電電流値の範囲内に
    保つことを特徴とする、請求項１ないし請求項１１の何
    れかに記載した整流方法。
13. 【請求項１３】 前記の整流出力を、平滑回路を介して
    電子機器に供給し、該電子機器の電源として使用し、該
    電源の電圧を定格電圧値の範囲内に保つことを特徴とす
    る、請求項１ないし請求項１１の何れかに記載した整流
    方法。
14. 【請求項１４】 前記の整流出力を、バッテリ内蔵形の
    直流電動機より成る動力機器に接続して、該直流電動機
    の駆動用電源と内蔵バッテリの充電電源とに共用するこ
    とを特徴とする、請求項１ないし請求項１１の何れかに
    記載した整流方法。
15. 【請求項１５】 商用電源を整流する装置において、 商用電源に接続される１次コイル、並びに、電圧Ｅの出
    力端子および電圧約２Ｅの出力端子を有する２次コイル
    を備えた低周波トランスと、 リレーコイルを上記低周波トランスに接続された、単極
    双投型の接点構造を有する電圧感応式リレーと、を具備
    しており、 上記電圧感応式リレーの常閉接点端子が電圧約２Ｅの出
    力端子に接続され、同じく常開接点端子が電圧Ｅの出力
    端子に接続され、同じく共通接点端子が半導体整流回路
    に接続されていることを特徴とする整流装置。ただし、
    前記の電圧Ｅは１次側入力電圧に略比例して変化する変
    数である。
16. 【請求項１６】 前記の電圧感応式リレーは直流電圧に
    感応する型式のリレーであって、整流素子を直列に介挿
    して低周波トランスに接続されていることを特徴とす
    る、請求項１５に記載した整流装置。
17. 【請求項１７】 前記の電圧感応式リレーのリレーコイ
    ルと並列に、電解コンデンサが接続されていることを特
    徴とする、請求項１６に記載した整流装置。
18. 【請求項１８】 前記の電圧感応式リレーは電磁コイル
    を備えたリードスイッチであって、１対のリードが平行
    に支持されるとともに、上記１対のリードの内の片方の
    リードに接触せしめて、該１対のリードの間にもう１枚
    のリードが支持されていることを特徴とする、請求項１
    ５ないし請求項１７の何れかに記載した整流装置。
19. 【請求項１９】 前記電圧感応式リレーのリレーコイル
    が、前記低周波トランスの電圧Ｅの出力端子に接続され
    ていることを特徴とする、請求項１５ないし請求項１７
    の何れかに記載した整流装置。
20. 【請求項２０】 前記電圧感応式リレーのリレーコイル
    が、前記低周波トランスの電圧約２Ｅの出力端子に接続
    されていることを特徴とする、請求項１５ないし請求項
    １７の何れかに記載した整流装置。
21. 【請求項２１】 前記電圧感応式リレーのリレーコイル
    が、前記低周波トランスの１次コイルに対して、電圧降
    下抵抗器を直列に介挿して接続されていることを特徴と
    する、請求項１５ないし１７の何れかに記載した整流装
    置。
22. 【請求項２２】 前記の低周波トランスの１次コイル若
    しくは２次コイルに、リレー駆動用の中間タップが設け
    られていて、前記電圧感応式リレーのリレーコイルが上
    記中間タップに接続されていることを特徴とする、請求
    項１５ないし１７の何れかに記載した整流装置。
23. 【請求項２３】 前記の低周波トランスには、出力電圧
    Ｅの端子と出力電圧約２Ｅの端子とを有する２次コイル
    の他に、リレー駆動専用の２次コイルが設けられてい
    て、このリレー駆動専用の２次コイルに前記電圧感応式
    リレーが接続されていることを特徴とする、請求項１５
    ないし請求項１７の何れかに記載した整流器。
24. 【請求項２４】 前記の半導体整流回路は、４組のダイ
    オードをブリッジ型に接続したものであることを特徴と
    する、請求項１５ないし請求項２３の何れかに記載した
    整流装置。
25. 【請求項２５】 商用電源を整流する装置において、 上記商用電源に接続される１次コイルと、半導体整流回
    路に接続される２次コイルとを有する低周波トランスを
    具備しており、 上記１次コイルには、１１０ボルト系商用電源にマッチ
    ングする１１０ボルト系用端子と、２２０ボルト系商用
    電源にマッチングする２２０ボルト系用端子とが設けら
    れており、かつ、 リレーコイルを低周波トランス１次側回路に接続され
    て、単極双投型の接点構造を有する電圧感応リレーを具
    備していて、 上記電圧感応リレーの常閉接点端子が前記１１０ボルト
    系用端子に、同じく常開接点端子が前記２２０ボルト系
    用端子に、同じく共通接点端子が前記商用電源を受電す
    るための接続導通用器具に、それぞれ接続されているこ
    とを特徴とする整流装置。
26. 【請求項２６】 前記半導体整流回路の出力側がバッテ
    リに接続されるようになっていて、当該整流装置がバッ
    テリ充電用機器の主要部を形成していることを特徴とす
    る、請求項１５ないし請求項２５の何れかに記載した整
    流装置。
27. 【請求項２７】 前記半導体整流回路の出力側が、平滑
    回路を介してポータブル電子機器に接続されていて、該
    電子機器の電源装置として機能するようになっているこ
    とを特徴とする、請求項１５ないし請求項２５の何れか
    に記載した整流装置。
28. 【請求項２８】 前記半導体整流回路の出力側が、バッ
    テリ内蔵形の直流電動機より成る動力機器に接続され
    て、上記直流電動機の駆動用電源装置としての機能と、
    上記内蔵バッテリの充電用電源としての機能とを兼ねる
    ようになっていることを特徴とする、請求項１５ないし
    請求項２５の何れかに記載した整流装置。