JPH0432623B2

JPH0432623B2 -

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Publication number: JPH0432623B2
Application number: JP59017823A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-01
Filing date: 1984-02-01
Publication date: 1992-05-29
Also published as: JPS60162425A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は複写機などの電気機器に関するもので
ある。

［背景技術］事務処理用の電気機器（フアクシミリ、複写
機、ワードプロセツサなど）や工場内の自動制御
機器（産業用ロボツト）などは、常に作動状態に
ある電子回路と、間歇的にオンオフされるモータ
やランプ、ヒータ（サーマルヘツド）などの負荷
とから一般的に構成されており、機器の入力側か
ら見た入力電流は一定ではなく尖頭値を含んだ複
雑な波形を呈するものである。

第１図及び第２図はこの間の事情を詳細に説明
するために示した従来例である。即ち商用電源Ｅ
から電源スイツチSW_Mを介して機器制御用の電
子回路部１が接続されて電気機器Ｍは待機状態に
ある。一方モータやランプ、ヒータ（サーマルヘ
ツド）などの間歇負荷２やスイツチングレギユー
レータなどの安定化電源３は電子回路部１の信号
により間歇的にオン、オフする間歇スイツチSW_C
を介して電源スイツチSW_Mの出力側から給電さ
れている。この間歇スイツチSW_Cは安定化電源３
の出力側に挿入されていることもあり、また一部
の間歇負荷２、例えばヒータなどが安定化電源３
を介さずに直接間歇スイツチSW_Cの出力側に接続
されていることもある。また電子回路部１と安定
化電源３は商用電源たるAC100V又は200Vから
DC5V，12V，24Vなどに変換されているのが普
通である。

而して外部からの信号、例えば押ボタンスイツ
チによるオンや電話回線受信によるオンなどで間
歇スイツチSW_Cにオン指令信号が送られると間歇
負荷２が動作し電気機器Ｍは待機状態から動作状
態に移行する。間歇スイツチSW_Cがオフされると
間歇負荷２はオフされて再び待機状態となる。こ
のときの電気機器Ｍの入力電流を第２図に示す。
即ち電気機器Ｍの待機時の入力電流I_C1＜＜間歇
負荷２電流I_P1となつており、電気機器Ｍの入力
電流I_M1は間歇スイツチSW_Cのオン時にも急激に
増大し、その尖頭値は30A以上にも達することが
あるため、入力側電線は間歇スイツチSW_Cのオン
時の電流を考慮した太い電線が必要であつた。ま
た電源インピーダンスが高い場合急峻な電圧低下
が起こり周囲の電気機器を誤動作させることがあ
つた。更に安定化電源３は間歇的にしか動作しな
いにもかかわらず間歇負荷２の負荷２電流I_P1に
耐える大容量のものを容易しなければならず、ま
た更に電気設備技術基準や内線規定に定める一般
の100V屋内配線における15A分岐回路では使用
不能になることもあつて、200V専用機器となり
汎用性を欠くという欠点があつた。

ところで本発明の電気機器と同様に商用電源に
接続された充電回路部と、この充電回路部により
充電される蓄電池と、該蓄電池に接続される回路
部とを備えた電気機器としては第３図、第４図に
示すような非常電源装置が従来からある。

つまり第３図装置では商用電源Ｅが通電されて
いる時は充電回路部４′を通じて蓄電池５′を充電
し、停電になると、リレーRYが停電を検知して
リレー接点ｒが間歇負荷２′側に切替わり、蓄電
池５′から間歇負荷２′へ電力が供給される。この
場合充電回路部４′の充電容量は間歇負荷２′の容
量に比べて少なくて済むが、間歇負荷２′の動作
は停電などで充電回路部４′が作動しない時に限
られており、充電回路部４′の作動中に間歇負荷
２′と接続されるようなことはなく、商用電源Ｅ
の通電下で作動する電気機器とは根本的に異なる
ものである。また第４図装置では商用電源Ｅが通
電されているときも又停電時も間歇負荷２′が動
作する所謂フローテイング方式と呼ばれるもので
あるが、この場合は常時も間歇負荷２′を動作さ
せるため、充電回路部４′の容量は負荷を作動さ
せる容量と蓄電池５′を充電させる容量とを合わ
せたものとなり、当然充電回路部４′＞間歇負荷
２′の容量となつており、入力電流を平坦化或い
は均一化させることはできないものである。又第
３図、第４図とも間歇負荷２′は一般に連続的通
電負荷であつて、間歇的に作動するような回路部
を持つものではなく入力電流を平坦化するような
本発明の電気機器とは基本的に異なるものであつ
た。

［発明の目的］本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、そ
の目的とするところは事務処理用の電気機器（フ
アクシミリ、複写機、ワードプロセツサ等）や、
工場内の自動制御機器（産業用ロボツト）等の間
歇的にオンオフされる回路部を有する電気機器の
入力電流の尖頭値を従来の入力電流の尖頭値以下
に低減、平坦化させ小容量の電源装置で動作可能
とするとともに、機器動作時と、不動作時との充
電電流を切り換えることができ、不動作時に蓄電
池を過充電より防止することが可能な電気機器を
提供するにある。

［発明の開示］本発明は商用電源Ｅに接続され第１及び第２の
回路部を有する電気機器であつて、蓄電池５と、
電源スイツチSW_Mと、該電源スイツチSW_Mを介
して商用電源Ｅに接続れた第１の回路部と、第１
の充電回路４ａ、第２の充電回路４ｂで構成し、
上記電源スイツチSW_Mのオン時に第１の充電回
路４ａで、上記電源スイツチSW_Mのオフ時に第
２の充電回路４ｂで上記蓄電池５を充電させる充
電回路部４と、第１の回路部の動作時に間歇的に
オンオフされる間歇スイツチSW_Cを介して上記蓄
電池５に接続された第２の回路部とを備えて成
り、充電回路部４の出力容量を第２の回路部の負
荷容量よりも小さく設定したことを特徴とするも
のである。

以下本発明電気機器を実施例により説明する。

まず実施例の説明の前に、本発明の基本となる
例について説明する。

第５図は基本例の回路ブロツク図を示すもので
り、かかる実施例では商用電源Ｅから電源スイツ
チSW_Mを介して第１の回路部たる機器制御用の
電子回路部１が接続されている点は第１図の従来
例と同じであるが、充電完了スイツチSW₁を前述
の電源スイツチSW_Mの出力側と電子回路部１と
の間に必要に応じて接続する。また商用電源Ｅに
は必要に応じて設けた過充電防止スイツチSW₂を
介して充電回路部４を接続してある。この充電回
路部４の出力側には蓄電池５を接続し、更に蓄電
池５には電子回路部１により制御される間歇スイ
ツチSW_Cを介して第２の回路部たる間歇負荷２を
接続してある。更に蓄電池５のプラス極と電子回
路部１の停電補償を必要とする回路との間には必
要に応じて逆流防止ダイオードＤを介して停電補
償スイツチSW₃を接続してある。

而して図示する基本となる電気機器Ｍでは従来
例に示した安定化電源３は充電回路部４と蓄電池
５とがその機能を果たすが故に用いられない。こ
こで充電回路部４は蓄電池５の過充電検出機能
や、充電完了検出機能を備え、必要に応じて設け
られる充電完了スイツチSW₁や過充電防止スイツ
チSW₂を制御する。また停電補償スイツチSW₃は
適宜な商用電源Ｅの停電を検知する停電検知手段
を設けて該手段が停電を検知するとオンされるも
のである。さらにまた電源スイツチSW_M以外に
電気機器Ｍの入力側に別の電源スイツチを設けて
もよい。

次に基本例の動作を説明する。まず電源スイツ
チSW_Mをオンすると、電子回路部１には商用電
源Ｅが電源スイツチSW_M、充電完了スイツチ
SW₁を介して給電される。一方電源スイツチ
SW_Mのオンオフに拘わらず過充電防止スイツチ
SW₂を介して充電回路部４に商用電源Ｅから常時
給電され充電回路部４の出力により蓄電池５を充
電する。而して電源スイツチSW_Mをオンさせる
ことにより電気機器Ｍは待機状態となる。この待
機状態で外部信号例えば押ボタンスイツチによる
オン信号が電子回路部１に入力すると、電子回路
部１の制御の下で間歇スイツチSW_Cがオンし、間
歇負荷２には電流I_L1が流れる。このとき間歇負
荷２に流れる電流I_L1は第９図に示すように蓄電
池５からの放電電流I_B1と充電回路部４からの供
給分I_ch1とが合成されたものとなつている。さて
上述の外部信号が解除されて間歇スイツチSW_Cが
オフすると、蓄電池５へ充電電流I_ch1が流れ放電
分を充電する。この状態を示すのが第８図であ
る。つまり基本例では間歇負荷２の一回の動作で
消費する電力を蓄電池５と充電回路部４とが分担
して受け持つのである。

ここで間歇負荷２容量と蓄電池５容量と充電回
路部４の出力容量との関係条件を１間歇負荷２容量≦蓄電池５容量＋充電回路部
４の出力容量２充電回路部４の出力容量＜間歇負荷２容量の
２点を満足する条件に設定することによつて、
上記１の条件から間歇負荷２への給電は蓄電池
５と充電回路部４の出力とで十分賄うことがで
き、また上記２の条件から充電回路部４の入力
電流は間歇負荷２の電流相当分（一次側に換算
した値）より小さな値でよいことになり、上述
の如く I_L1＝I_ch1＋I_B1となる。

而して間歇負荷２がオフの間に充電回路部４の
出力電流I_ch1で蓄電池５を充電し、間歇負荷２の
オン時にはI_ch1＋I_B1で負荷電流I_L1を形成し、充電
回路部４に対する総合入力電流I_P1は充電回路部
４の効率を無視すれば充電回路部４の出力電流
I_ch1相当分（１次側に換算した値）以上になるこ
とはないのである。従つて間歇負荷２の動作時の
尖頭電流I_P1は蓄電池５か間歇負荷２の電流の一
部が供給されることとなり、電気機器Ｍのトータ
ルの入力電流I_M1は平坦化されて第６図に示すよ
うになり、第２図に示したような大電流となるこ
とはないのである。

尚第７図は間歇負荷２のオン、オフに拘わらず
定電流の出力をが充電回路部４より出力している
ことを示している。また間歇負荷２のオン時間及
びオフ時間がまちまちであつて、一回の使用で蓄
電池５が総て放電する場合もあるが、残量が残る
場合もある。そこで残量が少なくともあるように
蓄電池５の容量を選定した場合でも、第１０図の
ように電源スイツチSW_Mのオンスタート時が蓄
電池５の容量が満充電状態であつても使用時間と
共に蓄電池５が放電して徐々に蓄電池５の容量が
低下する。従つて実際に蓄電池５の容量及び充電
回路部４の容量を設定するに当たつては間歇負荷
２のオン、オフの時間比を考慮して適当に選定す
る必要があるわけである。そして蓄電池５の充電
は電気機器Ｍの電源スイツチSW_Mのオフ時（例
えば夜間）に補充電を行うことができる。このよ
うに電気機器Ｍを使用しない場合にも充電を行う
基本例の電気機器Ｍの上述した入力電流I_M1は充
電回路部４などの効率を無視した場合理論値とし
ては第１１図に示すようになり、間歇負荷２の動
作電力の一部は電気機器Ｍのオフ期間中（例えば
夜間）に充電した蓄電池５により補給されること
になり入力電流I_M1の尖頭値は平均入力電流I_AVE以
下に設定することができる。

また昼間のように電気機器Ｍを使用する期間に
おいても使用頻度の如何によつては上述と同じ降
下が期待でき、また間歇負荷２に対して蓄電池５
及び充電回路部４から電力を供給するが故に電気
機器Ｍの入力電流I_M1にあまり大きな尖頭値が現
れなくなるのである。

さて必要に応じて設けられる充電完了スイツチ
SW₁は蓄電池５が一定量以上充電されるまでオフ
状態で、一定量以上の充電が検知されるとオンす
るもので、電子回路部１が商用電源Ｅの給電を受
けて動作するまでの間に外部信号が入つても受け
付けず、充電完了するまでに間歇負荷２がオンす
るのを防ぐためのものである。つまり蓄電池５の
充電量不足による間歇負荷２の誤動作を防止する
ことができる。また過充電防止スイツチSW₂は間
歇スイツチSW_Cのオフ時間の長い時や、オン時間
が短い時、つまり放電量に対して充電量が多くな
り過ぎた時にオフして蓄電池５が過充電で傷むの
を防ぐためのものである。また停電補償スイツチ
SW₃は商用電源Ｅが停電するとオンし、電子回路
部１の電源を蓄電池５より蓄電池５の有効時間だ
け給電して補償し電気機器Ｍの動作を可能にす
る。

以上の基本例では、機器動作時も、機器不動作
時も同じ充電回路部４の充電出力で蓄電池５が充
電されており、急速充電などを行う場合不動作時
にも大きな充電電流が蓄電池５に流れ、蓄電池５
に悪い影響を与える恐れがある。

そこで本発明は上記基本例を基に改良を加えた
ものであり、第１２図はその実施例を示し、本実
施例では２個の充電回路４ａ，４ｂを設けて、電
源スイツチSW_Mのオン、オフにより切り換える
ようになつており、電源スイツチSW_Mがオン側
接点ａに投入されると、該オン側接点ａと過充電
防止スイツチSW₂₁とを介して充電回路４ａが商
用電源Ｅに接続されると共に電子回路部１が商用
電源Ｅに接続され、第５図基本例と全く同じ動作
が為される。

次に電源スイツチSW_Mがオフ側接点ｂに接続
されると（例えば夜間等の機器不動作時）、上述
の通常動作と容量の異なる充電回路４ｂを過充電
防止スイツチSW₂₂で蓄電池４を充電するのであ
る。ここで動作時と不動作時で蓄電池５の充電電
流を異ならしめ不動作時には穏やかな充電とする
ことにより蓄電池５を急速充電による過充電より
保護することができるのである。尚電源スイツチ
SW_Mのオン、オフ動作と間歇スイツチSW_Cを連
動させることによつて動作時のみ急速充電状態と
することもできて、上述と同様に蓄電池５の保護
が図れる。

［発明の効果］本発明は、蓄電池と、電源スイツチと、該電源
スイツチを介して商用電源に接続された第１の回
路部と、第１の充電回路、第２の充電回路で構成
され、上記電源スイツチのオン時の第１の充電回
路で、上記電源スイツチのオフ時に第２の充電回
路で、上記蓄電池を充電させる充電回路部と、第
１の回路部の動作時に間歇的にオンオフされる間
歇スイツチを介して上記蓄電池に接続された第２
の回路部とを備えて成り、充電回路部の出力容量
を第２の回路部の負荷容量よりも小さくした設定
したので、電源スイツチのオン、オフに関係なく
蓄電池を常時充電することができものであつて、
第２の回路部の動作時の負荷電流を蓄電池で負担
できるので、電気機器の入力電流にあまり大きな
尖頭値が現れなくなり、しかも充電回路部への蓄
電池の充電のための入力電流と、第１の回路部の
入力電流が加算された値が必要な入力電流値であ
るから、平坦化された値の電流の値となり、また
上述のように尖頭値を考慮する必要がないから入
力側電線を細くすることができるという効果があ
り、また上述のように常時蓄電池を充電するので
第２の回路部の動作による蓄電池の容量の減少が
あつても第２の回路部の不動作時に補充電でき、
電気機器の使用時に容量不足が生じるのを防ぐこ
とも可能であり、更に急峻な電源電圧の低下がな
くなり、周囲の電気機器を誤動作させることがな
く、また間歇スイツチのオン、オフで発生するサ
ージやノイズが蓄電池に吸収されるので、ノイズ
対策が軽減でき、更に蓄電池の電圧を適当な値に
選定することにより、従来用いられていた安定化
電源が不要となり、また高周波ノイズ源を低減で
き、更にまた従来100V15A分岐では使用できな
かつた機器も使用可能なり汎用性が増大するとい
う効果を有し、しかも充電回路部の電気容量も小
さくて済むから従来の安定化電源より小型、軽
量、安価となるという効果があり、しかも第１の
充電回路、第２の充電回路で構成され、上記電源
スイツチのオン時に第１の充電回路で、上記電源
スイツチのオフ時に第２の充電回路で上記蓄電池
を充電させる充電回路部を備えているから、機器
動作時に大きな電流を出力する第１の充電回路を
用い、不動作時には小さな電流を出力する第２の
充電回路を用いるという使い分けが可能となり、
そのため動作時に急速充電が行え、不動作時には
急速充電による過充電を防止した充電が行えると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路ブロツク図、第２図は同
上の動作説明図、第３図、第４図は夫々別の従来
例の回路ブロツク図、第５図は本発明の基本例の
回路ブロツク図、第６図〜第１１図は同上の動作
説明図、第１２図は本発明の実施例の回路ブロツ
ク図であり、１は電子回路部、２は間歇負荷、４
は充電回路部、４ａ，４ｂは充電回路、５は蓄電
池、SW_Mは電源スイツチ、SW_Cは間歇スイツチ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１商用電源に接続され第１及び第２の回路部を
有する電気機器であつて、蓄電池と、電源スイツ
チと、該電源スイツチを介して商用電源に接続さ
れた第１の回路部と、第１の充電回路、第２の充
電回路で構成され、上記電源スイツチのオン時に
第１の充電回路で、上記電源スイツチのオフ時に
第２の充電回路で上記蓄電池を充電させる充電回
路部と、第１の回路部の動作時に間歇的にオンオ
フされる間歇スイツチを介して上記蓄電池に接続
された第２の回路部とを備えて成り、充電回路部
の出力容量を第２の回路部の負荷容量よりも小さ
く設定したことを特徴とする電気機器。