JPH07123608A - コードレス機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過充電による素子の破壊を防ぐことができる
コードレス機器を実現することを目的としている。 【構成】 制御回路３５がコード２２が接続されている
か否かの状況に応じて第一のトランジスタ２７と第二の
トランジスタ２８を制御して、コード２２が接続されて
いるときにも取り外されているときにも第二の負荷３４
に電流を供給することができるようにしているものであ
る。またコード２２が接続されているときは、蓄電素子
３２を満充電検知手段３８が満充電を検知するまで充電
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばジャーポットの
ような商品に適用することができるコードレス機器に関
するものである。つまり、コンセントに電源プラグを差
し込んで充電しておき、この充電が終了した段階でコン
セントから電源プラグを抜いてコードレスの状態で使用
することもできる機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されている一般的なコードレス
機器を、図３に基づいて説明する。コードレス機器は、
着脱自在とした商用１００Ｖの交流電源１と、交流電源
１を約１０Ｖの低電圧に変換するトランス２・整流回路
３と、整流回路３によって充電される２次電池や大容量
のコンデンサによって構成した蓄電素子４と、蓄電素子
４に接続した負荷５と、負荷５の電流を入り切りするス
イッチ６を備えているものである。

【０００３】以上の構成で、以下のようにコードレス機
器として動作するものである。交流電源１が接続されて
いるコード有りの状態では、交流電源１からトランス２
と整流回路３を経て、蓄電素子４に充電電流が供給され
ている。この状態でスイッチ６を閉じると、トランス２
から整流回路３を経た電流は負荷５にも供給されて、負
荷５はコード有りの状態で稼働する。また交流電源１を
取り外した状態でスイッチ６を閉じると、負荷５には蓄
電素子４に蓄えられた電荷が供給され、コードレスの状
態で稼働するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成のもの
は、交流電源を接続したままの状態で長時間充電を行っ
た場合は、蓄電素子が過充電となり、性能が劣化した
り、ひどい場合には破壊したり、過熱・発炎もしくは発
火するという課題を有している。

【０００５】本発明はこのような課題を解決しようとす
るもので、充電完了時には自動的に蓄電素子の充電をス
トップすることができる安全なコードレス機器を提供す
ることを第一の目的としているものである。

【０００６】また前記第一の目的に関連して、更に一旦
充電が完了した段階から所定時間が経過すると再び自動
的に充電を実行して、蓄電素子が常にほぼいっぱいの電
荷を蓄えることができるコードレス機器を提供すること
を第二の目的としているものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、着脱自在な交流電源とスイ
ッチング素子と負荷との直列回路からなる電流供給回路
と、前記電流供給回路に接続した蓄電素子と、この蓄電
素子の満充電を検知する満充電検知手段と、前記スイッ
チング素子のオンオフを制御する駆動回路を有し、前記
駆動回路は満充電検知手段からの信号を受けてスイッチ
ング素子をオフするコードレス機器前記課題を解決する
コードレス機器とするものである。

【０００８】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、着脱自在な交流電源とスイッチング素子と負
荷との直列回路からなる電流供給回路と、前記電流供給
回路に接続した蓄電素子と、この蓄電素子の満充電を検
知する満充電検知手段と、前記スイッチング素子のオン
オフを制御する駆動回路と、この駆動回路に接続した時
限手段とを有し、前記駆動回路は満充電検知手段からの
信号を受けてスイッチング素子をオフし、前記時限手段
は前記駆動回路がスイッチング素子をオフさせてから所
定の時間が経過した時点で、前記駆動回路にオン信号を
入力し前記スイッチング素子を再びオンさせるコードレ
ス機器とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の第一の手段は、満充電検知手段が蓄電
素子の満充電を検知すると、スイッチング素子をオフす
るように作用し、過充電による破壊等が発生する心配の
ないコードレス機器を実現するものである。

【００１０】また本発明の第二の手段は、満充電検知手
段が蓄電素子の満充電を検知すると、スイッチング素子
をオフするように作用し、更に時限手段がこの時点から
所定の時間が経過した段階で再び蓄電素子の充電を開始
させて、常に蓄電素子がほぼいっぱいの電荷を蓄えるこ
とができるコードレス機器を実現するものである。

【００１１】

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例について、
図１に基づいて説明する。本実施例はコードレス給湯を
可能としたジャーポットに関するものである。商用１０
０Ｖの交流電源２１は、前記ジャーポットに付属してい
るマグネット式の着脱可能なコード２２（以下単にコー
ド２２と称する）によって、第一の負荷２４を構成して
いる保温用ヒータ２３に脱着自在に接続されている。こ
の交流電源２１・コード２２・第一の負荷２４は、電流
供給回路２５を構成している。電流供給回路２５には整
流回路２６が接続されており、第一の負荷２４によって
低減されたＡＣ電圧をＤＣに整流している。整流回路２
６には、第一のＮＰＮ形のトランジスタ２７と同じくＮ
ＰＮ形の第二のトランジスタ２８の直列回路が接続され
ている。また、前記第一のトランジスタ２７のコレクタ
とエミッタとの間には第一の逆導通ダイオード２９が、
第二のトランジスタ２８のコレクタとエミッタとの間に
は第二の逆導通ダイオード３０が接続されている。更
に、第一のトランジスタ２７のコレクタとエミッタとの
間には、チョークコイル３１と電気二重層コンデンサで
構成した蓄電素子３２と、蓄電素子３２の満充電を検知
する満充電検知手段３８とを接続している。満充電検知
手段３８は、定電圧ダイオード４０とホトカプラ４１に
よって構成しており、蓄電素子３２が満充電になった場
合には、定電圧ダイオード４０のツェナ電圧を越えた時
点でホトカプラ４１の入力側に電流が流れ、出力側から
オフ信号を発するものである。またスイッチング素子３
７は、前記満充電検知手段３８の信号を受けて動作する
駆動回路３９によって駆動されている。本実施例におい
ては、スイッチング素子３７としてはトライアックを使
用しており、駆動回路３９は前記満充電検知手段３８の
信号を受けるとスイッチング素子３７をオフするように
作動するものである。

【００１２】また第一のトランジスタ２７と第二のトラ
ンジスタ２８の直列回路の両端には、スイッチ３６を介
して第二の負荷３４を構成しているジャーポットの給湯
用モータ３３を接続している。また制御回路３５は、電
流供給回路２５の出力電圧を検知し交流電源２１が接続
されているかいないかに応じて、第一のトランジスタ２
７と第二のトランジスタ２８をオンオフ制御している。

【００１３】以下本実施例の動作について説明する。コ
ード２２によって交流電源２１が接続されているとき
は、交流電源２１から第一の負荷２４によって適切な大
きさにステップダウンされた電圧が整流回路２６に供給
される。この状態においては蓄電素子３２の充電がほと
んど進んでいないため端子間の電圧は低く、満充電検知
手段３８は作動していないものである。したがって駆動
回路３９は、スイッチング素子３７をオンに制御してい
る。同時に整流回路２６の出力は、スイッチ３６を介し
て第二の負荷３４にも供給されている。このため使用者
がスイッチ３６をオンすれば、第二の負荷３４を構成し
ている給湯用モータ３３が駆動して保温中の熱湯を図示
していないジャーポットの注ぎ口から抽出することがで
きる。つまり、本実施例のコードレス機器をコード有り
の状態で使用できるものである。なおこのとき制御回路
３５はスイッチ３６がオンされていることを検知してお
り、この状態では第二のトランジスタ２８にベース電流
を供給しないものである。つまり、第二のトランジスタ
２８はオフとなっているものである。スイッチ３６がオ
ンされていないときには、制御回路３５は第二のトラン
ジスタ２８にベース電流を供給しており、整流回路２６
から第二のトランジスタ２８に電流が流れ、この電流は
チョークコイル３１を介して蓄電素子３２に流れる。つ
まり蓄電素子３２は充電が進行する。この蓄電素子３２
の充電が進んで満充電状態となると、満充電検知手段３
８が駆動回路３９にこの情報を伝達して、駆動回路３９
がスイッチング素子３７をオフに制御するものである。
すなわち、蓄電素子３２の端子間の電圧が満充電検知手
段３８を構成する定電圧ダイオード４０のツェナ電圧を
越えた時点で、ホトカプラ４１の入力側に電流が流れ出
力側が導通状態となって、これがオフ信号となって駆動
回路３９に伝達されるものである。駆動回路３９は、ホ
トカプラ４１の出力側がオープンの場合はスイッチング
素子３７をオンとし、ホトカプラ４１の出力側がショー
トの場合はスイッチング素子３７をオフとするものであ
る。したがってスイッチング素子３７は、蓄電素子３２
が満充電になった時点でオフされ、それ以上に過充電さ
れることはないものである。

【００１４】なおまた、第二のトランジスタ２８がオン
している状態においては、前記しているように第二のト
ランジスタ２８からの電流がチョークコイル３１に流れ
ており、制御回路３５が第二のトランジスタ２８をオフ
した瞬間には、チョークコイル３１に蓄えた磁気エネル
ギーが第一の逆導通ダイオード２９と蓄電素子３２の間
に循環して、第一のトランジスタ２７のコレクタとエミ
ッタとの間に逆電圧が印加されることはないものであ
る。

【００１５】以上のように、コード２２によって交流電
源２１が接続されているときは、電流供給回路２５から
の電流が第一の負荷２４・第二の負荷３４・蓄電素子３
２に供給されるものである。こうして、蓄電素子３２は
満充電状態となるまで充電され、また第二の負荷３４は
スイッチ３６のオンによってコード有りの状態で自由に
運転できるものである。

【００１６】次に、コード２２が取り外されて交流電源
２１が接続されていないときの動作について説明する。
この状態においては、制御回路３５は第一のトランジス
タ２７に対してハイとローの出力を約３０kHzで繰り返
す信号を出力するものである。従って第一のトランジス
タ２７は、約３０kHzでオンとオフを繰り返しているも
のである。第一のトランジスタ２７がオン状態にあると
きには、満充電状態となっている蓄電素子３２からチョ
ークコイル３１と第一のトランジスタ２７に電流が流れ
るものである。制御回路３５によって所定の時間（例え
ば２０μ秒）が経過した後第一のトランジスタ２７がオ
フにされると、いままでチョークコイル３１に流れてい
た電流は、その内部に蓄えられた磁気的エネルギーによ
って、急にはゼロにはならず、第二の逆導通ダイオード
３０を介して第二の負荷３４に供給される。従ってチョ
ークコイル３１の蓄積エネルギーは徐々に減少するが、
所定時間の後に制御回路３５が再び第一のトランジスタ
２７をオンすることによって、再び蓄電素子３２からの
充電電流が供給されるものである。こうして制御回路３
５が第一のトランジスタ２７のオンオフを繰り返すこと
によって、蓄電素子３２に蓄えられた充電電流が、第二
の負荷３４に供給されるものである。

【００１７】つまりコード２２を取り外した状態では、
昇圧チョッパとしての動作になるものである。従って、
制御回路３５が第一のトランジスタ２７のオンとオフの
比率を変化させると、蓄電素子３２の電圧に対する第二
の負荷３４に供給する電圧の比を調整することができる
ものである。なお第一の負荷２４は、当然蓄電素子３２
から電流の供給を受けることはないものである。

【００１８】以上のように本実施例においては、制御回
路３５が第一のトランジスタ２７と第二のトランジスタ
２８を、コード２２が接続されているか否かの状況に応
じて制御して、コード２２が接続されているときにも取
り外されているときにも第二の負荷３４に電流を供給す
ることができるようにしているものである。

【００１９】特に本実施例においては、通常のジャーポ
ットに必要とされる保温ヒータ２３を第一の負荷２４と
して用いているため、トランスのような重量・価格・体
積の大きいものを設ける必要がないものである。

【００２０】続いて本発明の第二の手段の実施例につい
て、図２に基づいて説明する。本実施例では、駆動回路
３９に接続した時限手段４２を有した構成となっている
ものである。つまり蓄電素子３２が満充電になった場合
には、満充電検知手段３８からのオフ信号によって駆動
回路３９がスイッチング素子３７をオフし、更に時限手
段４２が、駆動回路３９がスイッチング素子３７をオフ
させてから所定の時間（本実施例においては１０秒間）
が経過すると、駆動回路３９にオン信号を入力するもの
である。こうして、駆動回路３９は再びスイッチング素
子３７をオン制御するものである。

【００２１】以下本実施例の動作について説明する。蓄
電素子３２が電流供給回路２５からの電流により、充電
される過程は図１の場合と全く同様である。蓄電素子３
２の端子電圧が所定の値に達すると、満充電検知手段３
８が駆動回路３９にこの情報を伝達して、駆動回路３９
がスイッチング素子３７をオフする。同時に時限手段４
２は、駆動回路３９によってスイッチング素子３７がオ
フにされた時点から計時を開始して、１０秒が経過した
段階で再び駆動回路３９に対してオン信号を伝達するも
のである。こうして駆動回路３９は、再びスイッチング
素子３７をオンするものである。この１０秒間の間に、
蓄電素子３２には放電した電荷分を補うだけの充電が行
われているものである。こうして蓄電素子３２が再び満
充電に達すると、満充電検知手段３８が作用して駆動回
路３９がスイッチング素子３７がオフするわけである。
以降このような動作が繰り返され、結果的に蓄電素子３
２は常に満充電状態を保持できるものとなっている。

【００２２】本実施例では前記しているように、時限手
段４２を設けているため以下のような特長を有するもの
となっている。

【００２３】一般に蓄電素子３２は、充電電流が流れて
いる場合には内部の抵抗による電圧降下の影響によっ
て、端子電圧がやや高くなる傾向があり、充電電流を切
った瞬間にはその電圧降下分だけ端子電圧が低下すると
いう現象が起きるものである。したがって、このような
特性を有する蓄電素子３２の満充電検知を端子電圧で行
おうとすると、１つのしきい値だけでは短時間を周期と
した発振動作が起こって好ましくないものである。すな
わち、一旦しきい値に達して満充電検知を行い充電をス
トップすると、その瞬間に蓄電素子３２の端子電圧が低
下して、再びこのしきい値を下回ることになるわけであ
る。つまり、満充電検知信号がなくなることになり、充
電動作が非常に短時間の周期で繰り返されることになる
ものである。

【００２４】この点本実施例では、時限手段４２を設け
ているため、このような発振動作が短時間周期で繰り返
される事態を生ずることはないものである。つまり、必
ず１０秒後に次の充電動作が開始され、したがってスイ
ッチング素子３７に接点を有するものを使用した場合に
は、この接点の耐久性を高めることができ、長寿命とす
ることができるものである。

【００２５】なお前記各実施例においては、スイッチン
グ素子３７としてトライアックを使用するようにしてい
るが、特にトライアックに限定するものではなく、要は
電流供給回路２５の出力のオンオフができるものであれ
ば何でもかまわない。また第一の負荷２４についてもジ
ャーポット用の保温ヒータに限定する必要はなく、機器
に使用されるインピーダンスを持つものであれば、どの
ようなものでも使用できるものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、着脱自在な交流
電源とスイッチング素子と負荷との直列回路からなる電
流供給回路と、前記電流供給回路に接続した蓄電素子
と、この蓄電素子の満充電を検知する満充電検知手段
と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する駆動回
路を有し、前記駆動回路は満充電検知手段からの信号を
受けてスイッチング素子をオフする構成として、過充電
によって素子が破壊される心配がなく、信頼性の高いコ
ードレス機器を実現できるものである。

【００２７】本発明の第二の手段は、着脱自在な交流電
源とスイッチング素子と負荷との直列回路からなる電流
供給回路と、前記電流供給回路に接続した蓄電素子と、
この蓄電素子の満充電を検知する満充電検知手段と、前
記スイッチング素子のオンオフを制御する駆動回路と、
この駆動回路に接続した時限手段とを有し、前記駆動回
路は満充電検知手段からの信号を受けてスイッチング素
子をオフし、前記時限手段は前記駆動回路がスイッチン
グ素子をオフさせてから所定の時間が経過した時点で、
前記駆動回路にオン信号を入力し前記スイッチング素子
を再びオンさせる構成として、過充電による素子の破壊
の心配がなく、かつ蓄電素子の電荷を常に満充電状態と
して特にコードレス状態での使用が安定してできるコー
ドレス機器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例であるコードレス
機器を示す回路図

【図２】本発明の第二の手段の実施例であるコードレス
機器を示す回路図

【図３】従来の技術におけるコードレス機器の回路図

【符号の説明】

２１ 交流電源 ２２ コード ２４ 第一の負荷 ２５ 電流供給回路 ３２ 蓄電素子 ３４ 第二の負荷 ３８ 満充電検知手段 ３９ 駆動回路 ４２ 時限手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着脱自在な交流電源とスイッチング素子
   と負荷との直列回路からなる電流供給回路と、前記電流
   供給回路に接続した蓄電素子と、この蓄電素子の満充電
   を検知する満充電検知手段と、前記スイッチング素子の
   オンオフを制御する駆動回路を有し、前記駆動回路は満
   充電検知手段からの信号を受けてスイッチング素子をオ
   フするコードレス機器。
2. 【請求項２】 着脱自在な交流電源とスイッチング素子
   と負荷との直列回路からなる電流供給回路と、前記電流
   供給回路に接続した蓄電素子と、この蓄電素子の満充電
   を検知する満充電検知手段と、前記スイッチング素子の
   オンオフを制御する駆動回路と、この駆動回路に接続し
   た時限手段とを有し、前記駆動回路は満充電検知手段か
   らの信号を受けてスイッチング素子をオフし、前記時限
   手段は前記駆動回路がスイッチング素子をオフさせてか
   ら所定の時間が経過した時点で、前記駆動回路にオン信
   号を入力し前記スイッチング素子を再びオンさせるコー
   ドレス機器。