JP2014138432A - 電源装置及び電源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 平常時には他の用途に使用されている電源を地震等の災害発生時において汎用の電子機器へ電力供給が可能な非常用電源として使用するとともに、利用したい場所へ容易に持ち運び可能な電源装置及び電源ユニットを提供する。
【解決手段】 本発明における電源ユニットは、電動自転車に使用される取り外し可能なバッテリ２０を地震等の災害発生時等において非常用電源として使用可能にするものである。この電源ユニットは、上記電動自転車のバッテリ２０と、このバッテリ２０を保持するとともにバッテリ２０の電力の変換を行って電気機器１００へ供給する電源装置１０とを有して構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源装置及び電源ユニットに関し、特に、取り外し自在な電動自転車のバッテリを用いて非常用の電源を提供する電源装置及び電源ユニットに関する。

地震や火災等の大規模な災害が発生した場合、断線等により停電し、数日間にわたって復旧の目途が立たない場合がある。
このような災害発生時において携帯電話機等の通信機器の充電が十分ではない場合、家族等とも長期間にわたって連絡が取れず、安否の確認が困難となってしまう。また、ラジオや照明等、緊急時の情報収集や生活に必要な最低限の電力の確保もままならないため、何日にもわたって不自由な生活が続くこととなる。
一方で、いつ発生するかわからない災害のために、非常用の電源を常時確保しておくのは手間の面でもコストの面でも非常に負担が大きい。

平常時には他の用途に使用されている電源を上記のような災害発生時に非常用電源として転用できるものとして、特許文献１に開示する逆給電機能付き給電装置が提案されている。
この特許文献１に開示の給電装置は、平常時には系統電源から電気自動車に搭載されたバッテリに充電を行い、系統電源の停電が発生したときには、電気自動車に搭載されたバッテリから無線通信器へ電力を供給するというものである。

特開２０１１−１６６９２８

しかしながら、上述のように、特許文献１の給電装置は、専用の通信機器に電力を供給するものであるから、個人が所有する汎用の携帯電話機やラジオ等には使用するのが困難であるという問題点がある。
また、特許文献１の給電装置は、電気自動車のバッテリから直接電力の供給を受けるので、利用したい場所まで電気自動車を移動させる必要があるが、地震発生時には道路が崩壊したり重度の渋滞が発生したりすることが多く、実際に利用したい場所まで電気自動車を移動させることができず、非常用電源を提供できないおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、平常時には他の用途に使用されている電源を地震等の災害発生時において汎用の電子機器へ電力供給が可能な非常用電源として使用するとともに、利用したい場所へ容易に持ち運び可能な電源装置及び電源ユニットを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明における電源装置は、電動自転車に対して専用に使用され、電動自転車から取り外し可能なバッテリを利用する電源装置であって、電動自転車から取り外されたバッテリを装着し、装着したバッテリから出力される電力を電気機器へ供給することを特徴とする。

また、本発明における電源装置は、電動自転車から取り外し可能なバッテリを利用する電源装置であって、電動自転車から取り外されたバッテリを保持する保持部と、バッテリが保持部に保持されているとき、電動自転車のバッテリの入出力端子と接続する入力端子と、入力端子を介して入力するバッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータにより変換された交流電力を電気機器へ供給する出力端子とを有することを特徴とする。

また、本発明における電源装置は、出力端子は汎用のコンセントであることを特徴とする。

また、本発明における電源装置は、保持部にはバッテリを保持する側に立設する一対の立設片が設けられ、一対の立設片間は、バッテリの幅と略同寸に構成されていることを特徴とする。

また、本発明における電源装置は、保持部の先端に設けられた切欠きにより構成される一対の誘導片をさらに有し、一対の誘導片間は、バッテリの入出力端子の反対側の先端であって、バッテリを保持部で保持したときに保持部に接触する側に突出して設けられる凸部の幅と略同寸であることを特徴とする。

また、本発明における電源ユニットは、上記の電源装置に対しバッテリを装着して構成されることを特徴とする。

本発明は、電動自転車に対して専用に使用され電動自転車から取り外し可能なバッテリから出力される電力を電気機器へ供給するように構成されているので、平常時には電動自転車専用に使用されている電源を地震等の災害発生時において汎用の電子機器へ電力供給が可能な非常用電源として使用できるとともに、利用したい場所へ容易に持ち運ぶことが可能となる。

本発明の実施の形態における電源装置の外観を示す図である。 本発明の実施の形態における電源ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における電源ユニットの外観斜視図である。 本発明の実施の形態における電源ユニットの正面図である。

（１）電源ユニットの概要
本発明の実施の形態における電源ユニットは、電動自転車等の電動車両の取り外し可能なバッテリを地震等の災害発生時等において非常用電源として使用可能にするものである。
この本実施の形態における電源ユニットは、上記電動自転車のバッテリと、このバッテリを保持するとともにバッテリの電力の変換を行ってその変換した電力を電気機器へ供給する電源装置とを有して構成される。
本実施の形態における電源ユニットは、上記のように構成されることにより、本来電動自転車を駆動させる以外に用途のない専用のバッテリを、通信機器やラジオ、照明等の緊急性の高い電気機器へ電力を供給する非常用電源として使用することが可能となる。

（２）電源ユニットの構成
図１は、本発明の実施の形態における電源装置１０の外観を示す図である。
本実施の形態では、電源ユニットにおける長さ方向、幅方向及び高さ方向を以下のように定める。すなわち、電源装置１０のバッテリ保持面（載置面）において、電源装置１０とバッテリの両端子の接続方向を長さ方向とし、上記保持面上で長さ方向に直交する方向を幅方向とする。また、上記保持面に直交する方向を高さ方向とする。
図に示すように、電源装置１０は、電源装置１０の外装筺体を構成するとともに電動自転車のバッテリを保持する保持部１１と、バッテリの入出力端子と接続する入力端子１２と、電子機器の入力端子と接続する出力端子１３と、保持部１１の長さ方向の一方の先端に設けられた切欠きにより形成される一対の突片状の部材であって、バッテリを保持部１１上の適切な位置に誘導してバッテリの入出力端子を電源装置１０の入力端子１２に容易に接続させる一対の誘導片１４ａ，１４ｂと、上記保持部１１上において高さ方向（バッテリ載置側）に立設される一対の部材であって、これらの間隔がバッテリの幅と略同寸に構成される（わずかにバッテリの幅の方が短くなるように構成される）立設片１５ａ，１５ｂと、電源装置１０による電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチ１６と、ＬＥＤ等により構成され、バッテリから供給される電力により点灯して電源装置１０の動作状態を表すランプ１７ａ，１７ｂとを有して構成される。

図２は、本発明の実施の形態における電源ユニットの構成を示す図である。
なお、本図では、図１に示した誘導片１４ａ，１４ｂ、立設片１５ａ，１５ｂ、スイッチ１６及びランプ１７ａ，１７ｂ等は省略している。
図に示すように、本実施の形態における電源ユニットは、電気機器へ電力を供給する電源装置１０と、その電源装置１０に装着して電源として機能するバッテリ２０とを有して構成される。

図に示すように、電源装置１０は、電源装置１０の外装筺体として機能する保持部１１の内部にインバータ１０１と、電力線１０２，１０３とを有している。このインバータ１０１は、電力線１０２，１０３を介してそれぞれ入力端子１２，出力端子１３と接続されている。

バッテリ２０は、蓄電機能を有する部分とバッテリの外装筺体とを構成するバッテリ本体２１と、バッテリ本体２１へ電力を入力またはバッテリ本体２１から電力を出力する入出力端子２２とを有して構成される。
このバッテリ２０は、電動自転車に使用される取り外し可能な専用のバッテリであって、通常、電動自転車以外の他の機器に接続して使用することはできない。
また、バッテリ２０は、電源装置１０に装着したとき、その全体重量が持ち運び可能な程度に軽量であることが好ましい。このように軽量に構成することにより、災害発生時等の非常時には電源ユニットを使用したい場所まで容易に持ち運び非常用電源として使用することができるようになる。

（３）バッテリ２０の装着方法
図３は、本発明の実施の形態における電源ユニットの外観斜視図である。
また、図４は、その電源ユニットの正面図である。
次に、図２〜４を用いて、バッテリ２０を電源装置１０に装着して電源ユニットを構成する手順について説明する。
図に示すように、バッテリ本体２１の先端の一部には、電源装置１０に接する側に突出し、バッテリ２０を電源装置１０に装着する際に電源装置１０の適切な位置に誘導する凸部２３が設けられている。
この凸部２３の幅は、上記誘導片１４ａ，１４ｂ間の距離と略同寸となるように設けられている（わずかに凸部２３の幅の方が短くなるように設けられている）。
電源ユニット構成時には、電源装置の１０の入力端子１２と、バッテリ２０の入出力端子２２とを互いに対向させるようにバッテリ２０を保持部１１上に載置し、その載置したバッテリ２０を保持部１１上において図２の矢印Ａの方向（長さ方向）に摺動させて、凸状に形成されている入力端子１２を、凹状に形成されているバッテリ２０の入出力端子２２に挿嵌することにより、端子同士１２，２２を物理的及び電気的に接続してバッテリ２０を電源装置１０に装着固定する。
このとき、凸部２３が電源装置１０の誘導片１４ａ，１４ｂ間に挟まれるようにするとともに、バッテリ本体２１が立設片１５ａ，１５ｂ間に挟まれるようにしてバッテリ２０を保持部１１上で摺動させることにより、バッテリ２０を保持部１１上の適切な位置に誘導し、端子同士１２，２２を容易に接続することが可能となる。

このように、本実施の形態では、入力端子１２を入出力端子２２へ挿嵌することにより装着固定されるが、その装着するための構成としては、これに限定されることなく、他の構成により装着固定されるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、上記のように、立設片１５ａ，１５ｂ間にバッテリ本体２１を挟むようにするとともに、誘導片１４ａ，１４ｂ間に凸部２３を挿嵌させることにより、電源装置１０の保持部１１上の適切な位置にバッテリ２０を誘導するように構成しているが、その他の構成によりバッテリ２０を誘導するようにしてもよい。
例えば、バッテリ２０の保持部１１に接する側に上記の摺動方向に沿って凸条を設け、一方、電源装置１０のバッテリ２０に接する側に上記凸条の形状に合うように溝部を設ける。このように構成した場合、この溝部に上記凸条を嵌挿させて上記摺動方向に沿って摺動させることで、上記誘導片１４ａ，１４ｂ又は立設片１５ａ，１５ｂと同様に、バッテリ２０を保持部１１上の適切な位置に容易に誘導させることが可能となる。

（４）電気機器への電力の供給方法
次に、図２を用いて、電源ユニットが電気機器へ電力供給するときの作用について説明する。
上記のように両端子１２，２２が接続されると、バッテリ本体２１から直流電力が、入出力端子２２、入力端子１２及び電力線１０２を介してインバータ１０１へ入力される。
インバータ１０１は、その入力されたバッテリ２０からの直流電力を交流電力に変換し、適宜電圧値も調整する。
ここで、スイッチ１６をオンにすると、上記変換された交流電力は、電力線１０３を介して出力端子１３から出力可能となる。このようにスイッチ１６をオンにして出力端子１３からの電力供給が可能になると、ランプ１７ａが点灯し、その電力供給が可能となっていることを示す。
ここで、例えば汎用のコンセント状に構成された出力端子１３に電気機器のプラグが接続されると、その電気機器へ電力を供給する。
ただし、その電気機器の作動に必要な電力量が、電源ユニットが供給可能な電力量を超えているときには、ランプ１７ｂが点灯し、その電気機器の作動に必要な電力の供給が不可能であることを示す。

（５）電源ユニットの使用例
次に、図３，４を用いて、電源ユニットの使用例について説明する。
図に示すように、電源ユニットを使用するときには、凸部２３が誘導片１４ａ，１４ｂ間に挟入し両端子１２，２２が接続されて、バッテリ２０が電源装置１０に装着される。
ここで、例えばコンセント状の出力端子１３にプラグ状の電気機器１００の接続コード３０を接続すると、接続コード３０を介して電気機器１００へ電力が供給され、使用することが可能になる。
図３，４の例では、電気機器を通信機器の１つであるスマートホンとしたが、これはあくまでも一例であり、他の電気機器であってもよい。
例えば、電気機器１００としては、スマートホン以外の他の通信機器（携帯電話機、タブレット端末、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ＰＣ等）や情報取得用の機器（ラジオ、テレビ等）、又は照明等の緊急性の高いものがあげられるが、ここで例示したものに限定されない。

（６）実施形態のまとめ
以上説明したように、本実施の形態における電源ユニットは、通常は電動自転車等の機器にしか使用できない専用のバッテリ２０と、このバッテリ２０と物理的・電気的に接続可能であってバッテリ２０の直流電力を交流電力に変換するインバータ１０１を備え、変換した交流電力を汎用性の高いコンセント等から供給する電源装置１０とを有して構成されるので、通常は他の機器に使用できない専用のバッテリ２０を災害発生時等の非常時において汎用性の高い電源として、通信機器や情報取得機器、照明等の緊急性の高い電気機器１００へ電力を供給することが可能となる。
また、バッテリ２０を持ち運び可能な程度に構成することにより、実際に非常用電源を必要としている場所まで電源ユニットを容易に持ち運ぶことができ、電気自動車に固定されたバッテリを用いて非常用電源を提供する従来の方式と比べて、電源を使用できる場所が拡大し、その利便性が向上する。

なお、上記の実施形態は本発明の好適な実施の一形態であり、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能となる。
例えば、本実施の形態では、バッテリ２０を電動自転車の専用のバッテリとしたが、取り外し可能であって、好ましくは持ち運び可能な程度に軽量に構成されているものであれば、ＰＣやカメラ、ゲーム機等他の機器に専用に使用されるバッテリであってもよく、また、ここで例示したものに限定されない。

また、本実施の形態では、電源装置１０は、バッテリ２０を保持部１１上の適切な位置に誘導する立設片１５ａ，１５ｂを有しているが、省いて構成してもよい。

また、本実施の形態では、災害発生時等における非常用電源として使用されることを想定して説明したが、キャンプ等の際の電源取得に困難な野外においても、平常時に当然に使用することができ、その用途については特に限定しない。

また、本実施の形態においては、出力端子の一例として汎用のコンセントとしたが、汎用の電気機器１００へ電力が供給可能であれば、これに限定されず、ＵＳＢポート等の他の規格の出力端子であってもよい。

１０ 電源装置
１１ 保持部
１２ 入力端子
１３ 出力端子
１４ａ，１４ｂ 誘導片
１５ａ，１５ｂ 立設片
１６ スイッチ
１７ａ，１７ｂ ランプ
２０ バッテリ
２１ バッテリ本体
２２ 入出力端子
２３ 凸部
３０ 接続コード
１００ 電気機器
１０１ インバータ
１０２，１０３ 電力線
Ａ 矢印

Claims (6)

1. 電動自転車に対して専用に使用され、該電動自転車から取り外し可能なバッテリを利用する電源装置であって、
   前記電動自転車から取り外されたバッテリを装着し、該装着したバッテリから出力される電力を電気機器へ供給することを特徴とする電源装置。
2. 電動自転車から取り外し可能なバッテリを利用する電源装置であって、
   前記電動自転車から取り外されたバッテリを保持する保持部と、
   前記バッテリが前記保持部に保持されているとき、該電動自転車のバッテリの入出力端子と接続する入力端子と、
   前記入力端子を介して入力する前記バッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記インバータにより変換された交流電力を電気機器へ供給する出力端子とを有することを特徴とする電源装置。
3. 前記出力端子は汎用のコンセントであることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 前記保持部にはバッテリを保持する側に立設する一対の立設片が設けられ、
   前記一対の立設片間は、前記バッテリの幅と略同寸に構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の電源装置。
5. 前記保持部の先端に設けられた切欠きにより構成される一対の誘導片をさらに有し、
   前記一対の誘導片間は、前記バッテリの入出力端子の反対側の先端であって、前記バッテリを前記保持部で保持したときに前記保持部に接触する側に突出して設けられる凸部の幅と略同寸であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電源装置に対し前記バッテリを装着して構成されることを特徴とする電源ユニット。

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