JPH1132432A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPH1132432A JPH1132432A JP9162757A JP16275797A JPH1132432A JP H1132432 A JPH1132432 A JP H1132432A JP 9162757 A JP9162757 A JP 9162757A JP 16275797 A JP16275797 A JP 16275797A JP H1132432 A JPH1132432 A JP H1132432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- circuit
- generator
- current
- layer capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバ通信端末装置で、光ファイバは通
じているが商用電源が使用できない非常時に、人力によ
り駆動する簡単な発電電源装置を提供する。 【構成】 手回し（または足回し）形の直流電動発電機
と、電気二重層コンデンサと、負荷（端末装置の電源）
とを直列に接続して、電動発電機をしばらく回した後に
その回転軸をロックする。電動発電機の駆動時から電気
二重層コンデンサに電荷が蓄積され、電動発電機の回転
がロックされると電気二重層コンデンサから蓄積した電
荷を放電する。 【効果】 １分間程度回転駆動した後に回転駆動を停止
すると、その後数分間の通信を行うことができる電源装
置が得られる。
じているが商用電源が使用できない非常時に、人力によ
り駆動する簡単な発電電源装置を提供する。 【構成】 手回し（または足回し）形の直流電動発電機
と、電気二重層コンデンサと、負荷（端末装置の電源）
とを直列に接続して、電動発電機をしばらく回した後に
その回転軸をロックする。電動発電機の駆動時から電気
二重層コンデンサに電荷が蓄積され、電動発電機の回転
がロックされると電気二重層コンデンサから蓄積した電
荷を放電する。 【効果】 １分間程度回転駆動した後に回転駆動を停止
すると、その後数分間の通信を行うことができる電源装
置が得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、商用電源が途絶し
たときに、主として人力により、あるいは簡便な機械的
駆動手段により、発電機を回転駆動して電源を確保する
ための非常用電源装置として利用する。本発明は、通信
機用電源装置として開発されたものであるが、他の用途
の電源装置としても広く利用することができる。本発明
は、新しい電気二重層コンデンサの応用技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】光ファイバ通信方式が普及して、近い将
来に光ファイバ通信端末装置が一般利用者宅内に設けら
れるようになることが予想されている。光ファイバ通信
方式は、局装置と通信端末装置との間には光ファイバの
みが接続され、原則として金属線対が接続されないの
で、従来の有線通信方式のように、局装置から直流通話
電流により端末装置に必要な最小限の電源電流を供給す
ることができない。一般に光ファイバ通信方式では、通
信端末装置に高速ディジタル通信信号を処理するための
高度な電子装置が設けられ、このような電子装置を動作
させるために商用電源（日本国では交流１００Ｖ、６０
または５０ヘルツ）から必要な電源電流を得る電源回路
が設けられる。 【０００３】このような装置では非常災害時などに、通
信線には故障がないのに商用電源が止まってしまい通信
が不能になる場合が予想される。このために、通信端末
装置の予備電源装置として電池電源を設ける、発電機を
設ける、などが従来から知られている技術である。 【０００４】一方、小型であり大きい静電容量を有する
電気二重層コンデンサが開発された。これは、固体活性
炭電極を用いて電気二重層を形成し、電極の等価面積を
きわめて大きくすることにより大きい静電容量を実現す
るものである。しかも電気二重層コンデンサは電解質を
選ぶことにより、その直列抵抗成分をきわめて小さくす
ることができる。その構造、動作原理および製造方法に
ついては、例えば特公平７−９１４４９号公報、特開平
７−２０１６７７号公報、斉藤他「ハイパワー電気二重
層コンデンサの開発」ＮＥＣ技報47巻10号（1994年10
月）91〜96頁、斉藤他「固体活性炭電極を用いたハイパ
ワーキャパシタ」月刊ニューセラミックス９巻12号（19
96年12月）21〜25頁、に記載がある。本願発明者らによ
り試作され、すでに発表された電気二重層コンデンサの
一例は、１５Ｖ、４７０Ｆ（ファラッド）、等価直列抵
抗４ｍΩ、最大放電電流６００Ａのものである。これは
最大端子電圧まで充電したときに約１５Ｗｈ（ワット
時）の電力を蓄積できるものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】通信装置の非常用電源
装置としては、上述のように電池を使用する、小型の発
電機を使用するなどの技術がある。電池電源としては小
型であり簡便な乾電池は、時間がたつと使用しなくとも
劣化してしまうので、予備電源装置の電池の交換など定
期的な保守が必要であり、適正な保守を怠ると非常時に
は役にたたなくなる。大型の鉛蓄電池を使用する電源
は、特別の部屋などの設備が必要であるとともに、その
保守運用には特別の技術が必要であることがよく知られ
ている。発電機はそれを駆動する内燃機関などは大型に
なりやすく、平常時の長期間にわたる保守や、周期的な
試運転が必要であるなど、わずらわしい作業を伴うこと
になる。また、人力による通信用発電装置は、簡便な装
置として軍事目的などには旧くから使用されたが、通信
を行う全時間にわたり回転駆動をつづけなければならな
いなど、一般利用者が使用するには適当な装置ではな
い。 【０００６】本願発明者らは、上記電気二重層コンデン
サを通信装置の非常用電源装置に使用することに着目
し、さまざまな試験を行い本願発明に至った。本願発明
は電気二重層コンデンサの通信用電源装置への応用であ
る。 【０００７】すなわち、電気二重層コンデンサは小型で
あってきわめて大きい静電容量を得ることができるとと
もに、その内部抵抗がきわめて小さい特徴がある。した
がって手動など人力による発電機により短い時間だけ発
電し、それにより得られる電気エネルギを電気二重層コ
ンデンサに蓄積することにより、発電機の駆動を停止し
た後にも長時間にわたり、その電気エネルギを使用して
通信を行うことができるものと考えた。 【０００８】すなわち本発明は、上に述べたように、光
ファイバ通信方式の通信端末装置のように、局装置との
間に金属線による接続がなく、局装置から必要最小限の
電源電流を送ることができない通信端末装置に適する非
常用電源装置を提供することを目的とする。本発明は、
光ファイバ通信方式により通信回線が正常であるにもか
かわらず商用電源が使用できない非常事態に対処するた
めの通信用電源装置を提供することを目的とする。本発
明は、孤立する無線通信装置の電源装置としても適する
電源装置を提供することを目的とする。本発明は、手回
し足踏みなど人力により発電機を回転駆動して発生する
電気エネルギを、発電機を回転駆動している期間だけで
なく、回転駆動を停止した後にも長時間にわたり使用す
ることができる電源装置を提供することを目的とする。
本発明は、乾電池のように部品が消耗することなく部品
を交換する必要がない通信装置の電源装置を提供するこ
とを目的とする。本発明は、蓄電池のように電解液の管
理や充電操作などの保守作業の必要がない通信装置の電
源装置を提供することを目的とする。本発明は、形状が
小型である通信装置の電源装置を提供することを目的と
する。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、直流発電機
と、電気二重層コンデンサとを組み合わせて電源装置と
するものであり、直流発電機（二端子）と、電気二重層
コンデンサ（二端子）と、直流電源回路の直流入力端子
（二端子）とが直列接続されたことを特徴とする。 【００１０】ここに利用する直流発電機は、直流電動発
電機であり、電動機として動作するときと発電機として
動作するときの電流の向きが反対であり、かつ電動機と
して動作するときと発電機として動作するときの回転軸
の回転方向が同一であるものを使用することがよい。す
なわち、この構造の直流発電機あるいは直流電動発電機
はその構造が単純であり、界磁用電源などの別電源を必
要としない。 【００１１】そしてこの構造の直流電動発電機は、回転
軸を外力により駆動すると端子（二端子）に直流電流が
発生し、この端子に外部から電流を印加するとき、すな
わち電動機として動作するときに、回転軸に機械的な回
転力が発生するが、このとき回転軸の回転を機械的にか
つ強制的に停止させると、その端子間は電気的に短絡状
態になる。したがって、直流発電機（二端子）と、電気
二重層コンデンサ（二端子）と、負荷となる直流電源回
路の直流入力端子（二端子）とが直列接続されていると
きに、直流発電機の回転軸を機械的手段によりロックす
ることにより直流発電機が短絡状態となり、電気二重層
コンデンサ（二端子）と直流入力端子（二端子）とが電
気的に直結されることになる。この状態では、電気二重
層コンデンサに蓄積された電荷が直流電源回路の直流入
力端子（二端子）に供給されることになる。 【００１２】この回転軸の回転を強制的に停止させる機
械的手段は、例えば、発電機の回転駆動用のハンドル、
ペダル、その他回転機構の回転を固定ピンその他により
ロックする機構手段である。 【００１３】電動発電機と、電気二重層コンデンサと、
直流電源回路の直流入力端子とを直列接続した状態で、
電動発電機により発電を行い、電気二重層コンデンサに
ある程度の電荷が蓄積されたときに、電動発電機の回転
軸を機械的にロックすると、電気二重層コンデンサから
直流電源回路の直流入力端子に電流が流れるが、そのと
きの電流方向は逆方向になる。したがって、この構造で
は、直流電源回路の直流入力端子に、電気二重層コンデ
ンサの充電時と放電時とで極性が反転する極性反転回路
を接続する回路が適当である。 【００１４】この極性反転回路は、二極双投スイッチで
あることもできるし、半導体整流回路とすることもでき
る。 【００１５】さらに、直流電源回路の直流入力端子に、
定電圧回路（例えばゼナー・ダイオード）を接続するこ
とにより、発電機により直流電源回路に必要な電流を越
える過剰な電流が発生しているときには、過剰電流がこ
の定電圧回路をバイパスして電気二重層コンデンサに充
電されることになる。 【００１６】直流電源回路の直流入力端子に、定電流回
路を接続すると、電気二重層コンデンサに蓄積された電
気エネルギが放出されるときに、蓄積電荷が大きいはじ
めの段階で過剰な電流が直流電源回路に供給されること
を回避することができる。 【００１７】本発明は、電気二重層コンデンサを直流電
源回路の直流入力端子に並列に接続して実施することが
できる。すなわち本発明は、直流発電機と、この直流発
電機の出力電流端子に発電電流を導通する方向に接続さ
れた整流素子を介して接続された電気二重層コンデンサ
とを備え、この電気二重層コンデンサの端子に並列に直
流電源回路の直流入力端子が接続されたことを特徴とす
る。この構成で、直流電源回路の直流入力端子に、定電
流回路を接続して使用することがよい。これにより、電
気二重層コンデンサに蓄積された電気エネルギが放出さ
れるときに、蓄積電荷が大きいはじめの段階で過剰な電
流が直流電源回路に供給されることを回避することがで
きる。 【００１８】上述の本発明の電源装置は、商用電源が遮
断されたときに通信に必要な電源電流を供給する非常用
装置として光ファイバ通信装置の端末装置に装備して利
用することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】図１は本発明実施の形態を示す基
本的な回路構成図である。すなわち、直流発電機（実施
の形態では電動発電機１）と、電気二重層コンデンサ２
と、直流電源回路の直流入力端子３、３とが直列接続さ
れたことを特徴とする電源装置である。抵抗Ｒは直流電
源回路の直流負荷抵抗である。この直流発電機は、直流
の電動発電機１であり、この電動発電機１が電動機とし
て動作するときの電流方向は矢印Ｍであり、発電機とし
て動作するときの電流方向は矢印Ｇであり、互いに反対
方向である。そしてこの電動発電機１は電動機として動
作するときと発電機として動作するときの回転軸の回転
方向が同一である。 【００２０】すなわち、図２に示すようにこの電動発電
機１と電気二重層コンデンサ２とを一対の導体で直結す
ると、電動発電機１の回転軸に外部から回転力を加えて
発電させると、発生した直流電流（矢印Ｇ）により電気
二重層コンデンサ２が充電される。その極性（＋−）は
図２に表示するとおりである。そして、適当な充電が行
われたときに、その外部から加える回転力をやめて回転
軸を自由にすると、たとえばハンドルを手で回していた
ときにその手をはなすと、電気二重層コンデンサ２から
電荷が放出され、電動発電機１には矢印Ｍの方向の電流
が流れて、電動発電機１は電動機として回転する。その
回転軸の回転方向は発電機として動作していたときの回
転方向と同一である。なお、この構成については、同一
発明者による別出願（特願平９−１１２６９９号、本願
出願時において未公開）として出願された。 【００２１】図１の構成で、電動発電機１の回転軸を回
転駆動して発電機として動作させ、電源回路の負荷Ｒに
電流を供給しながら、電気二重層コンデンサ２に充電す
る。このときに電流方向は矢印Ｇである。電気二重層コ
ンデンサ２の極性（＋−）は図１に示すとおりである。
そして、電気二重層コンデンサ２に適当に充電された後
に、電動発電機１の回転軸の回転駆動をやめると、電気
二重層コンデンサ２から放電がはじまり電動発電機１は
電動機として電流によりその回転軸が回転する。そのと
きの電流方向は電気二重層コンデンサ２の極性にしたが
って矢印Ｍである。したがって、電源回路の負荷Ｒに流
れる電流は、充電時と放電時とで逆転してしまう。この
ために電源回路の直流入力端子３、３には極性反転回路
が必要である。 【００２２】さらに、図１の構成で電気二重層コンデン
サ２に適当な充電が行われた後に、電動発電機１を電動
機として動作させ、電流Ｍを放電中にこの電動発電機１
の回転軸を強制的に機械的にロックする。そうすると電
動発電機１には無限の負荷が課された形となって、電動
発電機１の両端子間の抵抗値はほとんど零になって、両
端子間はみかけ上電気的に短絡されたことになる。この
状態では、電気二重層コンデンサ２に充電されていた電
荷は電流となって、負荷Ｒに流れて消費される。機械的
にロックする手段は、電動発電機１の回転軸に取付けら
れたハンドルを突起、ピン、フック、その他により回転
不能にロックする手段が適当である。 【００２３】電動発電機１は手動により、あるいは足踏
みペダルにより、その他人力により、あるいは簡便な内
燃機関装置により簡単に駆動回転させることができる。
本発明の装置は、利用をはじめるときに適当な時間だけ
発電し、その後は発電を中止しても電気二重層コンデン
サに充電された電気エネルギを使用して長時間にわたり
電源電流を供給することができる。 【００２４】発明者らの実験的な検討によれば、装置を
試作して手回しにより発電を行うと、発電機を回してい
る時間の５倍から１０倍の時間にわたり通信を行う非常
用電源装置が得られる。例えば、約１分間の手回し発電
を行うと、発電を開始したときから電源電流を取りはじ
めて、発電を止めても、それに続く１０分間程度にわた
り光ファイバ端末装置に電源電流を供給して通信を行う
ことができる装置を設計することができる。 【００２５】この試験の内容を説明すると、図３は試作
した本発明実施例電動発電機の機構を示す斜視図であ
る。図４はその実施例電動発電機の機構説明図、図５は
その実施例電動発電機の平面図である。この装置は適当
な台の上に置いて、ハンドル４が人の手により回転でき
る構造であり、ハンドル・ギヤ５はハンドル４と同軸で
回転し、このハンドル・ギヤ５にはフライホイール・ギ
ヤ６およびドライブ・ギヤ８が歯合している。フライホ
イール・ギヤ６によりフライホイール７が回転する。ド
ライブ・ギヤ８により電動発電機１が回転駆動される。
この図３では電動発電機１の端子は電気二重層コンデン
サ２の端子２ａに接続されている。すなわち電気的結線
は図２に示すようになされ、電気二重層コンデンサ２の
規格値は、耐圧１２Ｖ（ボルト）、８Ｆ（ファラッド）
である。 【００２６】図６はこの試作装置を用いて試験を行った
結果を示す特性図である。図６は図２に示すように接続
して、電気二重層コンデンサ２の電圧および電流特性を
測定した結果を示す。図６（ａ）は横軸に時間をとり縦
軸に電流を表示し、図６（ｂ）は横軸に時間をとり縦軸
に電圧を表示する。すなわち、時間「０」で電動発電機
１のハンドルを握って手回し発電を行うと、図２の矢印
Ｇのように発電電流が発生し、発電された電流は電気二
重層コンデンサ２に電荷として充電される。電荷が蓄積
されて電気二重層コンデンサ２の端子電圧がしだいに上
昇すると、この電気二重層コンデンサ２に流れ込む電流
はしだいに小さくなる。そしてほぼ３０秒を経過したと
きにこの電気二重層コンデンサ２にめ一杯充電されたも
のとして、電動発電機１のハンドルから手を放す。そう
すると、電流は図２に矢印Ｍで示す方向になり、電動発
電機１は電動機となって回転する。これが図６に「放
置」として表示されている状態である。 【００２７】ほぼ９０秒を経過したときに、電動発電機
１のハンドルをピンによりロックして強制的に回転不能
な状態にする。この状態では電動発電機１の両端子間が
短絡された状態となり、図２に矢印Ｍで示す方向に大き
い電流が流れる。この電流は電気二重層コンデンサ２に
蓄積されていた電荷が一挙に放電することにより生じる
もので、この電流により生じるエネルギは、電動発電機
１の内部抵抗で消費されて、その電流はしだいに小さく
なり、また電気二重層コンデンサ２の端子電圧はしだい
に低下する。放電が完了した状態でこの電流は零にな
り、端子電圧は零になる。 【００２８】この図６に示す試験結果を読み取ると、時
刻０から約３０秒までの間に電流が６Ａから２Ａまで変
化しながら流れたことになる。これを一次関数で表すと
電流Ｉは、 Ｉ ＝ （４／３０）ｔ＋６ となる。この電流Ｉをｔ＝０秒から３０秒まで積分する
と、積分値は２４０Ｃ（クーロン）になる。電源として
供給可能な最低端子電圧を５Ｖとすると、つまり、電気
二重層コンデンサ２の端子電圧が５Ｖを下回ったときに
は、端子電圧が低くなりすぎて利用できないものとする
と、 ５（Ｖ） × ８（Ｆ） ＝ ４０（Ｃ） は電気二重層コンデンサ２に、使用できない電荷として
残ることになる。したがって、 ２４０−４０＝２００Ｃ（クーロン） の電荷を利用できる。光ファイバ端末装置に電源電流と
して一定電流５００ｍＡを供給するものとすると、約４
００秒にわたって電源電流を供給することができること
がわかる。すなわち、この試験結果を単純に評価する
と、約３０秒だけ手回しで発電すると、約４００秒（６
分４０秒）にわたって電源電流を供給することができる
ことになる。 【００２９】必要な電源電流の値は端末装置により相違
するし、これに応じて複数の電気二重層コンデンサの容
量を並列接続するなどにより設計すれば、１分間程度手
回し発電を行うことにより、それに続く１０分間程度に
わたり通信を行うことができる非常用電源装置を実現す
ることができる。 【００３０】 【実施例】図７は本発明の第一実施例装置ブロック構成
図である。光ファイバ１１が終端される通信端末装置１
２に電源電流を供給するための電源回路１３が設けられ
る。通信端末装置１２には、光ファイバ１１を接続する
インターフェース、通信モデム、高速ディジタル通信信
号を送受信するための送受信装置、受信されたディジタ
ル・データおよび送信するディジタル・データを蓄積し
処理するコンピュータ装置、操作キー・ボードその他が
含まれる。電源回路１３は平常時は端子１４から商用電
源（交流１００Ｖ）が利用され、商用電源が使用できな
い非常時に直流入力端子３に本発明の電源装置が接続さ
れる。この直流入力端子３には、電気二重層コンデンサ
２の充電時と放電時とで極性が反転する極性反転回路１
０が接続されている。この極性反転回路は、二極双投ス
イッチである。 【００３１】この図７に示す第一実施例装置の動作を説
明すると、商用電源が利用できなくなったときに、端子
３に接続された本発明の電源装置から直流電流が供給さ
れる。このとき、はじめに極性反転回路１０のスイッチ
を図の左側に倒しておき、電動発電機１は手動により回
転駆動される。発生する矢印Ｇの向きの電流は電気二重
層コンデンサ２を充電しながら、直流入力端子３に供給
されて電源回路１３はただちに使用できる状態となる。
通信端末装置１２には電源が供給され、通信を継続する
ことができる。 【００３２】電動発電機１をたとえば５〜１０分程度、
人力により回転駆動させた後に、極性反転回路１０のス
イッチを右側に切替えて、電動発電機１の回転軸を機械
的にロックする。これにより電動発電機１は電動機とな
るとともに、電気二重層コンデンサ２に充電された電荷
は矢印Ｍの向きの電流として放電される。電動発電機１
は回転できない電動機となったことから、その両端子間
は実質的に零インピーダンスとなり、電気二重層コンデ
ンサ２から流れだす電流は直流入力端子３に供給されて
電源回路１３を動作させる。電源回路１３から発生する
電流は通信端末装置１２に供給され利用される。 【００３３】図８は本発明第二実施例装置のブロック構
成図である。この図は通信端末装置については図６で説
明した第一実施例装置と同様であるので省略して表示す
る。この例は極性反転回路１０にダイオードによる整流
回路が利用された例である。この整流回路の作用によ
り、電流の向きが矢印Ｇのとき、すなわち電動発電機１
が発電機として動作するときも、電流の向きが矢印Ｍの
とき、すなわち電動発電機１が電動機として動作すると
きにも、直流入力端子３には一定方向の電流が供給され
る。 【００３４】図９は本発明の第三実施例装置のブロック
構成図である。この例では直流入力端子３の両端間に定
電圧回路１６が接続されることを示す。電動発電機、電
気二重層コンデンサ、および極性反転回路については図
７または図８に示す構成と同様であるので表示を省略す
る。定電圧回路１６は現実にはゼナー・ダイオードであ
る。この定電圧回路１６により、直流入力端子３の電圧
は電動発電機（図外）の回転速度などにより変化するこ
とがなく一定に維持され、このゼナー・ダイオードが導
通した状態では、電動発電機により発電された電流はゼ
ナー・ダイオードと電源回路１３とに分流し、過剰な電
流は電気二重層コンデンサ２に充電される。 【００３５】図１０は本発明の第四実施例装置のブロッ
ク構成図である。この例では、図９に示す回路構成にさ
らに追加して、直流入力端子３の通路に定電流回路１７
を挿入したものである。この定電流回路１７の作用によ
り、電動発電機（図外）の回転速度の広い範囲にわた
り、すなわちきわめて低速な状態からきわめて高速な状
態まで、電源回路１３に安定な電流が供給されることに
なる。 【００３６】図１１は本発明の第五実施例装置のブロッ
ク構成図である。この構成は、光ファイバ１１を収容す
る通信端末装置１２に電源電流を供給するための回路で
あり、電源回路１３は平常時に使用する商用電源端子１
４および非常時に使用する直流入力端子３とを備える。
そして、直流入力端子３には並列に電気二重層コンデン
サ２が接続され、この電気二重層コンデンサ２には直流
発電機１から整流器２１を介して充電電流が供給され
る。直流発電機１の回転駆動を止めると、整流器２１は
不導通状態となって、電気二重層コンデンサ２に充電さ
れた電流が直流入力端子３に供給される。 【００３７】図１２は本発明の第六実施例装置のブロッ
ク構成図である。この構成は図１１に示す回路に、定電
流回路１７を挿入して電源回路１３の直流入力を供給す
るものである。この定電流回路１７の作用により、電気
二重層コンデンサ２の端子電圧が変動しても、電源回路
１３に供給する電流を一定に維持することができる。こ
の図１２の構成は単純であるが、光ファイバ用通信端末
装置の非常用電源装置として有用な装置となる。 【００３８】図７ないし図１２に示す光ファイバ用通信
端末装置の非常用電源装置は、通信を開始するときに電
動発電機１を人力で回転して電気二重層コンデンサ２を
充電し、しばらくの間電動発電機１の回転を停止させ、
また電気二重層コンデンサ２の充電量が不足してきたと
きに人力で電動発電機１を回転させる、のように間欠的
に充電を行うと、きわめて長時間にわたり通信を係属す
ることができる。 【００３９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば商
用電源が利用できなくなった電源回路に、簡便に直流電
源電流を供給する非常用電源装置が提供できる。本発明
の電源装置は、簡単な駆動、例えば人力により駆動でき
る。しかも、本発明の装置では電気二重層コンデンサを
利用するので、通信を継続する期間にわたり発電機を駆
動する必要がなく、適当な時間、例えば数分間だけ発電
機を回転駆動すると、それにつづく数十分間にわたり通
信を継続することができる。したがって、非常用電源装
置として簡便に利用することができる。本発明の装置は
電気二重層コンデンサを利用するので、定期的な保守を
必要とすることがなく、また部品をひんぱんに交換する
必要がない。
たときに、主として人力により、あるいは簡便な機械的
駆動手段により、発電機を回転駆動して電源を確保する
ための非常用電源装置として利用する。本発明は、通信
機用電源装置として開発されたものであるが、他の用途
の電源装置としても広く利用することができる。本発明
は、新しい電気二重層コンデンサの応用技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】光ファイバ通信方式が普及して、近い将
来に光ファイバ通信端末装置が一般利用者宅内に設けら
れるようになることが予想されている。光ファイバ通信
方式は、局装置と通信端末装置との間には光ファイバの
みが接続され、原則として金属線対が接続されないの
で、従来の有線通信方式のように、局装置から直流通話
電流により端末装置に必要な最小限の電源電流を供給す
ることができない。一般に光ファイバ通信方式では、通
信端末装置に高速ディジタル通信信号を処理するための
高度な電子装置が設けられ、このような電子装置を動作
させるために商用電源（日本国では交流１００Ｖ、６０
または５０ヘルツ）から必要な電源電流を得る電源回路
が設けられる。 【０００３】このような装置では非常災害時などに、通
信線には故障がないのに商用電源が止まってしまい通信
が不能になる場合が予想される。このために、通信端末
装置の予備電源装置として電池電源を設ける、発電機を
設ける、などが従来から知られている技術である。 【０００４】一方、小型であり大きい静電容量を有する
電気二重層コンデンサが開発された。これは、固体活性
炭電極を用いて電気二重層を形成し、電極の等価面積を
きわめて大きくすることにより大きい静電容量を実現す
るものである。しかも電気二重層コンデンサは電解質を
選ぶことにより、その直列抵抗成分をきわめて小さくす
ることができる。その構造、動作原理および製造方法に
ついては、例えば特公平７−９１４４９号公報、特開平
７−２０１６７７号公報、斉藤他「ハイパワー電気二重
層コンデンサの開発」ＮＥＣ技報47巻10号（1994年10
月）91〜96頁、斉藤他「固体活性炭電極を用いたハイパ
ワーキャパシタ」月刊ニューセラミックス９巻12号（19
96年12月）21〜25頁、に記載がある。本願発明者らによ
り試作され、すでに発表された電気二重層コンデンサの
一例は、１５Ｖ、４７０Ｆ（ファラッド）、等価直列抵
抗４ｍΩ、最大放電電流６００Ａのものである。これは
最大端子電圧まで充電したときに約１５Ｗｈ（ワット
時）の電力を蓄積できるものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】通信装置の非常用電源
装置としては、上述のように電池を使用する、小型の発
電機を使用するなどの技術がある。電池電源としては小
型であり簡便な乾電池は、時間がたつと使用しなくとも
劣化してしまうので、予備電源装置の電池の交換など定
期的な保守が必要であり、適正な保守を怠ると非常時に
は役にたたなくなる。大型の鉛蓄電池を使用する電源
は、特別の部屋などの設備が必要であるとともに、その
保守運用には特別の技術が必要であることがよく知られ
ている。発電機はそれを駆動する内燃機関などは大型に
なりやすく、平常時の長期間にわたる保守や、周期的な
試運転が必要であるなど、わずらわしい作業を伴うこと
になる。また、人力による通信用発電装置は、簡便な装
置として軍事目的などには旧くから使用されたが、通信
を行う全時間にわたり回転駆動をつづけなければならな
いなど、一般利用者が使用するには適当な装置ではな
い。 【０００６】本願発明者らは、上記電気二重層コンデン
サを通信装置の非常用電源装置に使用することに着目
し、さまざまな試験を行い本願発明に至った。本願発明
は電気二重層コンデンサの通信用電源装置への応用であ
る。 【０００７】すなわち、電気二重層コンデンサは小型で
あってきわめて大きい静電容量を得ることができるとと
もに、その内部抵抗がきわめて小さい特徴がある。した
がって手動など人力による発電機により短い時間だけ発
電し、それにより得られる電気エネルギを電気二重層コ
ンデンサに蓄積することにより、発電機の駆動を停止し
た後にも長時間にわたり、その電気エネルギを使用して
通信を行うことができるものと考えた。 【０００８】すなわち本発明は、上に述べたように、光
ファイバ通信方式の通信端末装置のように、局装置との
間に金属線による接続がなく、局装置から必要最小限の
電源電流を送ることができない通信端末装置に適する非
常用電源装置を提供することを目的とする。本発明は、
光ファイバ通信方式により通信回線が正常であるにもか
かわらず商用電源が使用できない非常事態に対処するた
めの通信用電源装置を提供することを目的とする。本発
明は、孤立する無線通信装置の電源装置としても適する
電源装置を提供することを目的とする。本発明は、手回
し足踏みなど人力により発電機を回転駆動して発生する
電気エネルギを、発電機を回転駆動している期間だけで
なく、回転駆動を停止した後にも長時間にわたり使用す
ることができる電源装置を提供することを目的とする。
本発明は、乾電池のように部品が消耗することなく部品
を交換する必要がない通信装置の電源装置を提供するこ
とを目的とする。本発明は、蓄電池のように電解液の管
理や充電操作などの保守作業の必要がない通信装置の電
源装置を提供することを目的とする。本発明は、形状が
小型である通信装置の電源装置を提供することを目的と
する。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、直流発電機
と、電気二重層コンデンサとを組み合わせて電源装置と
するものであり、直流発電機（二端子）と、電気二重層
コンデンサ（二端子）と、直流電源回路の直流入力端子
（二端子）とが直列接続されたことを特徴とする。 【００１０】ここに利用する直流発電機は、直流電動発
電機であり、電動機として動作するときと発電機として
動作するときの電流の向きが反対であり、かつ電動機と
して動作するときと発電機として動作するときの回転軸
の回転方向が同一であるものを使用することがよい。す
なわち、この構造の直流発電機あるいは直流電動発電機
はその構造が単純であり、界磁用電源などの別電源を必
要としない。 【００１１】そしてこの構造の直流電動発電機は、回転
軸を外力により駆動すると端子（二端子）に直流電流が
発生し、この端子に外部から電流を印加するとき、すな
わち電動機として動作するときに、回転軸に機械的な回
転力が発生するが、このとき回転軸の回転を機械的にか
つ強制的に停止させると、その端子間は電気的に短絡状
態になる。したがって、直流発電機（二端子）と、電気
二重層コンデンサ（二端子）と、負荷となる直流電源回
路の直流入力端子（二端子）とが直列接続されていると
きに、直流発電機の回転軸を機械的手段によりロックす
ることにより直流発電機が短絡状態となり、電気二重層
コンデンサ（二端子）と直流入力端子（二端子）とが電
気的に直結されることになる。この状態では、電気二重
層コンデンサに蓄積された電荷が直流電源回路の直流入
力端子（二端子）に供給されることになる。 【００１２】この回転軸の回転を強制的に停止させる機
械的手段は、例えば、発電機の回転駆動用のハンドル、
ペダル、その他回転機構の回転を固定ピンその他により
ロックする機構手段である。 【００１３】電動発電機と、電気二重層コンデンサと、
直流電源回路の直流入力端子とを直列接続した状態で、
電動発電機により発電を行い、電気二重層コンデンサに
ある程度の電荷が蓄積されたときに、電動発電機の回転
軸を機械的にロックすると、電気二重層コンデンサから
直流電源回路の直流入力端子に電流が流れるが、そのと
きの電流方向は逆方向になる。したがって、この構造で
は、直流電源回路の直流入力端子に、電気二重層コンデ
ンサの充電時と放電時とで極性が反転する極性反転回路
を接続する回路が適当である。 【００１４】この極性反転回路は、二極双投スイッチで
あることもできるし、半導体整流回路とすることもでき
る。 【００１５】さらに、直流電源回路の直流入力端子に、
定電圧回路（例えばゼナー・ダイオード）を接続するこ
とにより、発電機により直流電源回路に必要な電流を越
える過剰な電流が発生しているときには、過剰電流がこ
の定電圧回路をバイパスして電気二重層コンデンサに充
電されることになる。 【００１６】直流電源回路の直流入力端子に、定電流回
路を接続すると、電気二重層コンデンサに蓄積された電
気エネルギが放出されるときに、蓄積電荷が大きいはじ
めの段階で過剰な電流が直流電源回路に供給されること
を回避することができる。 【００１７】本発明は、電気二重層コンデンサを直流電
源回路の直流入力端子に並列に接続して実施することが
できる。すなわち本発明は、直流発電機と、この直流発
電機の出力電流端子に発電電流を導通する方向に接続さ
れた整流素子を介して接続された電気二重層コンデンサ
とを備え、この電気二重層コンデンサの端子に並列に直
流電源回路の直流入力端子が接続されたことを特徴とす
る。この構成で、直流電源回路の直流入力端子に、定電
流回路を接続して使用することがよい。これにより、電
気二重層コンデンサに蓄積された電気エネルギが放出さ
れるときに、蓄積電荷が大きいはじめの段階で過剰な電
流が直流電源回路に供給されることを回避することがで
きる。 【００１８】上述の本発明の電源装置は、商用電源が遮
断されたときに通信に必要な電源電流を供給する非常用
装置として光ファイバ通信装置の端末装置に装備して利
用することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】図１は本発明実施の形態を示す基
本的な回路構成図である。すなわち、直流発電機（実施
の形態では電動発電機１）と、電気二重層コンデンサ２
と、直流電源回路の直流入力端子３、３とが直列接続さ
れたことを特徴とする電源装置である。抵抗Ｒは直流電
源回路の直流負荷抵抗である。この直流発電機は、直流
の電動発電機１であり、この電動発電機１が電動機とし
て動作するときの電流方向は矢印Ｍであり、発電機とし
て動作するときの電流方向は矢印Ｇであり、互いに反対
方向である。そしてこの電動発電機１は電動機として動
作するときと発電機として動作するときの回転軸の回転
方向が同一である。 【００２０】すなわち、図２に示すようにこの電動発電
機１と電気二重層コンデンサ２とを一対の導体で直結す
ると、電動発電機１の回転軸に外部から回転力を加えて
発電させると、発生した直流電流（矢印Ｇ）により電気
二重層コンデンサ２が充電される。その極性（＋−）は
図２に表示するとおりである。そして、適当な充電が行
われたときに、その外部から加える回転力をやめて回転
軸を自由にすると、たとえばハンドルを手で回していた
ときにその手をはなすと、電気二重層コンデンサ２から
電荷が放出され、電動発電機１には矢印Ｍの方向の電流
が流れて、電動発電機１は電動機として回転する。その
回転軸の回転方向は発電機として動作していたときの回
転方向と同一である。なお、この構成については、同一
発明者による別出願（特願平９−１１２６９９号、本願
出願時において未公開）として出願された。 【００２１】図１の構成で、電動発電機１の回転軸を回
転駆動して発電機として動作させ、電源回路の負荷Ｒに
電流を供給しながら、電気二重層コンデンサ２に充電す
る。このときに電流方向は矢印Ｇである。電気二重層コ
ンデンサ２の極性（＋−）は図１に示すとおりである。
そして、電気二重層コンデンサ２に適当に充電された後
に、電動発電機１の回転軸の回転駆動をやめると、電気
二重層コンデンサ２から放電がはじまり電動発電機１は
電動機として電流によりその回転軸が回転する。そのと
きの電流方向は電気二重層コンデンサ２の極性にしたが
って矢印Ｍである。したがって、電源回路の負荷Ｒに流
れる電流は、充電時と放電時とで逆転してしまう。この
ために電源回路の直流入力端子３、３には極性反転回路
が必要である。 【００２２】さらに、図１の構成で電気二重層コンデン
サ２に適当な充電が行われた後に、電動発電機１を電動
機として動作させ、電流Ｍを放電中にこの電動発電機１
の回転軸を強制的に機械的にロックする。そうすると電
動発電機１には無限の負荷が課された形となって、電動
発電機１の両端子間の抵抗値はほとんど零になって、両
端子間はみかけ上電気的に短絡されたことになる。この
状態では、電気二重層コンデンサ２に充電されていた電
荷は電流となって、負荷Ｒに流れて消費される。機械的
にロックする手段は、電動発電機１の回転軸に取付けら
れたハンドルを突起、ピン、フック、その他により回転
不能にロックする手段が適当である。 【００２３】電動発電機１は手動により、あるいは足踏
みペダルにより、その他人力により、あるいは簡便な内
燃機関装置により簡単に駆動回転させることができる。
本発明の装置は、利用をはじめるときに適当な時間だけ
発電し、その後は発電を中止しても電気二重層コンデン
サに充電された電気エネルギを使用して長時間にわたり
電源電流を供給することができる。 【００２４】発明者らの実験的な検討によれば、装置を
試作して手回しにより発電を行うと、発電機を回してい
る時間の５倍から１０倍の時間にわたり通信を行う非常
用電源装置が得られる。例えば、約１分間の手回し発電
を行うと、発電を開始したときから電源電流を取りはじ
めて、発電を止めても、それに続く１０分間程度にわた
り光ファイバ端末装置に電源電流を供給して通信を行う
ことができる装置を設計することができる。 【００２５】この試験の内容を説明すると、図３は試作
した本発明実施例電動発電機の機構を示す斜視図であ
る。図４はその実施例電動発電機の機構説明図、図５は
その実施例電動発電機の平面図である。この装置は適当
な台の上に置いて、ハンドル４が人の手により回転でき
る構造であり、ハンドル・ギヤ５はハンドル４と同軸で
回転し、このハンドル・ギヤ５にはフライホイール・ギ
ヤ６およびドライブ・ギヤ８が歯合している。フライホ
イール・ギヤ６によりフライホイール７が回転する。ド
ライブ・ギヤ８により電動発電機１が回転駆動される。
この図３では電動発電機１の端子は電気二重層コンデン
サ２の端子２ａに接続されている。すなわち電気的結線
は図２に示すようになされ、電気二重層コンデンサ２の
規格値は、耐圧１２Ｖ（ボルト）、８Ｆ（ファラッド）
である。 【００２６】図６はこの試作装置を用いて試験を行った
結果を示す特性図である。図６は図２に示すように接続
して、電気二重層コンデンサ２の電圧および電流特性を
測定した結果を示す。図６（ａ）は横軸に時間をとり縦
軸に電流を表示し、図６（ｂ）は横軸に時間をとり縦軸
に電圧を表示する。すなわち、時間「０」で電動発電機
１のハンドルを握って手回し発電を行うと、図２の矢印
Ｇのように発電電流が発生し、発電された電流は電気二
重層コンデンサ２に電荷として充電される。電荷が蓄積
されて電気二重層コンデンサ２の端子電圧がしだいに上
昇すると、この電気二重層コンデンサ２に流れ込む電流
はしだいに小さくなる。そしてほぼ３０秒を経過したと
きにこの電気二重層コンデンサ２にめ一杯充電されたも
のとして、電動発電機１のハンドルから手を放す。そう
すると、電流は図２に矢印Ｍで示す方向になり、電動発
電機１は電動機となって回転する。これが図６に「放
置」として表示されている状態である。 【００２７】ほぼ９０秒を経過したときに、電動発電機
１のハンドルをピンによりロックして強制的に回転不能
な状態にする。この状態では電動発電機１の両端子間が
短絡された状態となり、図２に矢印Ｍで示す方向に大き
い電流が流れる。この電流は電気二重層コンデンサ２に
蓄積されていた電荷が一挙に放電することにより生じる
もので、この電流により生じるエネルギは、電動発電機
１の内部抵抗で消費されて、その電流はしだいに小さく
なり、また電気二重層コンデンサ２の端子電圧はしだい
に低下する。放電が完了した状態でこの電流は零にな
り、端子電圧は零になる。 【００２８】この図６に示す試験結果を読み取ると、時
刻０から約３０秒までの間に電流が６Ａから２Ａまで変
化しながら流れたことになる。これを一次関数で表すと
電流Ｉは、 Ｉ ＝ （４／３０）ｔ＋６ となる。この電流Ｉをｔ＝０秒から３０秒まで積分する
と、積分値は２４０Ｃ（クーロン）になる。電源として
供給可能な最低端子電圧を５Ｖとすると、つまり、電気
二重層コンデンサ２の端子電圧が５Ｖを下回ったときに
は、端子電圧が低くなりすぎて利用できないものとする
と、 ５（Ｖ） × ８（Ｆ） ＝ ４０（Ｃ） は電気二重層コンデンサ２に、使用できない電荷として
残ることになる。したがって、 ２４０−４０＝２００Ｃ（クーロン） の電荷を利用できる。光ファイバ端末装置に電源電流と
して一定電流５００ｍＡを供給するものとすると、約４
００秒にわたって電源電流を供給することができること
がわかる。すなわち、この試験結果を単純に評価する
と、約３０秒だけ手回しで発電すると、約４００秒（６
分４０秒）にわたって電源電流を供給することができる
ことになる。 【００２９】必要な電源電流の値は端末装置により相違
するし、これに応じて複数の電気二重層コンデンサの容
量を並列接続するなどにより設計すれば、１分間程度手
回し発電を行うことにより、それに続く１０分間程度に
わたり通信を行うことができる非常用電源装置を実現す
ることができる。 【００３０】 【実施例】図７は本発明の第一実施例装置ブロック構成
図である。光ファイバ１１が終端される通信端末装置１
２に電源電流を供給するための電源回路１３が設けられ
る。通信端末装置１２には、光ファイバ１１を接続する
インターフェース、通信モデム、高速ディジタル通信信
号を送受信するための送受信装置、受信されたディジタ
ル・データおよび送信するディジタル・データを蓄積し
処理するコンピュータ装置、操作キー・ボードその他が
含まれる。電源回路１３は平常時は端子１４から商用電
源（交流１００Ｖ）が利用され、商用電源が使用できな
い非常時に直流入力端子３に本発明の電源装置が接続さ
れる。この直流入力端子３には、電気二重層コンデンサ
２の充電時と放電時とで極性が反転する極性反転回路１
０が接続されている。この極性反転回路は、二極双投ス
イッチである。 【００３１】この図７に示す第一実施例装置の動作を説
明すると、商用電源が利用できなくなったときに、端子
３に接続された本発明の電源装置から直流電流が供給さ
れる。このとき、はじめに極性反転回路１０のスイッチ
を図の左側に倒しておき、電動発電機１は手動により回
転駆動される。発生する矢印Ｇの向きの電流は電気二重
層コンデンサ２を充電しながら、直流入力端子３に供給
されて電源回路１３はただちに使用できる状態となる。
通信端末装置１２には電源が供給され、通信を継続する
ことができる。 【００３２】電動発電機１をたとえば５〜１０分程度、
人力により回転駆動させた後に、極性反転回路１０のス
イッチを右側に切替えて、電動発電機１の回転軸を機械
的にロックする。これにより電動発電機１は電動機とな
るとともに、電気二重層コンデンサ２に充電された電荷
は矢印Ｍの向きの電流として放電される。電動発電機１
は回転できない電動機となったことから、その両端子間
は実質的に零インピーダンスとなり、電気二重層コンデ
ンサ２から流れだす電流は直流入力端子３に供給されて
電源回路１３を動作させる。電源回路１３から発生する
電流は通信端末装置１２に供給され利用される。 【００３３】図８は本発明第二実施例装置のブロック構
成図である。この図は通信端末装置については図６で説
明した第一実施例装置と同様であるので省略して表示す
る。この例は極性反転回路１０にダイオードによる整流
回路が利用された例である。この整流回路の作用によ
り、電流の向きが矢印Ｇのとき、すなわち電動発電機１
が発電機として動作するときも、電流の向きが矢印Ｍの
とき、すなわち電動発電機１が電動機として動作すると
きにも、直流入力端子３には一定方向の電流が供給され
る。 【００３４】図９は本発明の第三実施例装置のブロック
構成図である。この例では直流入力端子３の両端間に定
電圧回路１６が接続されることを示す。電動発電機、電
気二重層コンデンサ、および極性反転回路については図
７または図８に示す構成と同様であるので表示を省略す
る。定電圧回路１６は現実にはゼナー・ダイオードであ
る。この定電圧回路１６により、直流入力端子３の電圧
は電動発電機（図外）の回転速度などにより変化するこ
とがなく一定に維持され、このゼナー・ダイオードが導
通した状態では、電動発電機により発電された電流はゼ
ナー・ダイオードと電源回路１３とに分流し、過剰な電
流は電気二重層コンデンサ２に充電される。 【００３５】図１０は本発明の第四実施例装置のブロッ
ク構成図である。この例では、図９に示す回路構成にさ
らに追加して、直流入力端子３の通路に定電流回路１７
を挿入したものである。この定電流回路１７の作用によ
り、電動発電機（図外）の回転速度の広い範囲にわた
り、すなわちきわめて低速な状態からきわめて高速な状
態まで、電源回路１３に安定な電流が供給されることに
なる。 【００３６】図１１は本発明の第五実施例装置のブロッ
ク構成図である。この構成は、光ファイバ１１を収容す
る通信端末装置１２に電源電流を供給するための回路で
あり、電源回路１３は平常時に使用する商用電源端子１
４および非常時に使用する直流入力端子３とを備える。
そして、直流入力端子３には並列に電気二重層コンデン
サ２が接続され、この電気二重層コンデンサ２には直流
発電機１から整流器２１を介して充電電流が供給され
る。直流発電機１の回転駆動を止めると、整流器２１は
不導通状態となって、電気二重層コンデンサ２に充電さ
れた電流が直流入力端子３に供給される。 【００３７】図１２は本発明の第六実施例装置のブロッ
ク構成図である。この構成は図１１に示す回路に、定電
流回路１７を挿入して電源回路１３の直流入力を供給す
るものである。この定電流回路１７の作用により、電気
二重層コンデンサ２の端子電圧が変動しても、電源回路
１３に供給する電流を一定に維持することができる。こ
の図１２の構成は単純であるが、光ファイバ用通信端末
装置の非常用電源装置として有用な装置となる。 【００３８】図７ないし図１２に示す光ファイバ用通信
端末装置の非常用電源装置は、通信を開始するときに電
動発電機１を人力で回転して電気二重層コンデンサ２を
充電し、しばらくの間電動発電機１の回転を停止させ、
また電気二重層コンデンサ２の充電量が不足してきたと
きに人力で電動発電機１を回転させる、のように間欠的
に充電を行うと、きわめて長時間にわたり通信を係属す
ることができる。 【００３９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば商
用電源が利用できなくなった電源回路に、簡便に直流電
源電流を供給する非常用電源装置が提供できる。本発明
の電源装置は、簡単な駆動、例えば人力により駆動でき
る。しかも、本発明の装置では電気二重層コンデンサを
利用するので、通信を継続する期間にわたり発電機を駆
動する必要がなく、適当な時間、例えば数分間だけ発電
機を回転駆動すると、それにつづく数十分間にわたり通
信を継続することができる。したがって、非常用電源装
置として簡便に利用することができる。本発明の装置は
電気二重層コンデンサを利用するので、定期的な保守を
必要とすることがなく、また部品をひんぱんに交換する
必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための回路図。
【図２】本発明の原理を説明するための回路図。
【図３】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する斜
視図。 【図４】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する一
部破断側面図。 【図５】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する平
面図。 【図５】本発明の実施例電源装置の特性を説明する図。 【図７】本発明の第一実施例の回路ブロック構成図。 【図８】本発明の第二実施例の回路ブロック構成図。 【図９】本発明の第三実施例の回路ブロック構成図。 【図１０】本発明の第四実施例の回路ブロック構成図。 【図１１】本発明の第五実施例の回路ブロック構成図。 【図１２】本発明の第六実施例の回路ブロック構成図。 【符号の説明】 １ 電動発電機 ２ 電気二重層コンデンサ ３ 直流入力端子 ４ ハンドル ５ ハンドル・ギヤ ６ フライホイール・ギヤ ７ フライホイール ８ ドライブ・ギヤ １０ 極性反転回路 １１ 光ファイバ １２ 通信端末装置 １３ 電源回路 １４ 商用電源を接続する端子 １６ 定電圧回路（ゼナー・ダイオード） １７ 定電流回路 ２１ 整流器
視図。 【図４】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する一
部破断側面図。 【図５】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する平
面図。 【図５】本発明の実施例電源装置の特性を説明する図。 【図７】本発明の第一実施例の回路ブロック構成図。 【図８】本発明の第二実施例の回路ブロック構成図。 【図９】本発明の第三実施例の回路ブロック構成図。 【図１０】本発明の第四実施例の回路ブロック構成図。 【図１１】本発明の第五実施例の回路ブロック構成図。 【図１２】本発明の第六実施例の回路ブロック構成図。 【符号の説明】 １ 電動発電機 ２ 電気二重層コンデンサ ３ 直流入力端子 ４ ハンドル ５ ハンドル・ギヤ ６ フライホイール・ギヤ ７ フライホイール ８ ドライブ・ギヤ １０ 極性反転回路 １１ 光ファイバ １２ 通信端末装置 １３ 電源回路 １４ 商用電源を接続する端子 １６ 定電圧回路（ゼナー・ダイオード） １７ 定電流回路 ２１ 整流器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成９年８月１２日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図面の簡単な説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の原理を説明するための回路図。 【図２】本発明の原理を説明するための回路図。 【図３】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する斜
視図。 【図４】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する一
部破断側面図。 【図５】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する平
面図。 【図６】本発明の実施例電源装置の特性を説明する図。 【図７】本発明の第一実施例の回路ブロック構成図。 【図８】本発明の第二実施例の回路ブロック構成図。 【図９】本発明の第三実施例の回路ブロック構成図。 【図１０】本発明の第四実施例の回路ブロック構成図。 【図１１】本発明の第五実施例の回路ブロック構成図。 【図１２】本発明の第六実施例の回路ブロック構成図。 【符号の説明】 １ 電動発電機 ２ 電気二重層コンデンサ ３ 直流入力端子 ４ ハンドル ５ ハンドル・ギヤ ６ フライホイール・ギヤ ７ フライホイール ８ ドライブ・ギヤ １０ 極性反転回路 １１ 光ファイバ １２ 通信端末装置 １３ 電源回路 １４ 商用電源を接続する端子 １６ 定電圧回路（ゼナー・ダイオード） １７ 定電流回路 ２１ 整流器
【手続補正書】 【提出日】平成９年８月１２日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図面の簡単な説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の原理を説明するための回路図。 【図２】本発明の原理を説明するための回路図。 【図３】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する斜
視図。 【図４】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する一
部破断側面図。 【図５】本発明の実施例電動発電機の構造を説明する平
面図。 【図６】本発明の実施例電源装置の特性を説明する図。 【図７】本発明の第一実施例の回路ブロック構成図。 【図８】本発明の第二実施例の回路ブロック構成図。 【図９】本発明の第三実施例の回路ブロック構成図。 【図１０】本発明の第四実施例の回路ブロック構成図。 【図１１】本発明の第五実施例の回路ブロック構成図。 【図１２】本発明の第六実施例の回路ブロック構成図。 【符号の説明】 １ 電動発電機 ２ 電気二重層コンデンサ ３ 直流入力端子 ４ ハンドル ５ ハンドル・ギヤ ６ フライホイール・ギヤ ７ フライホイール ８ ドライブ・ギヤ １０ 極性反転回路 １１ 光ファイバ １２ 通信端末装置 １３ 電源回路 １４ 商用電源を接続する端子 １６ 定電圧回路（ゼナー・ダイオード） １７ 定電流回路 ２１ 整流器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０５ Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｚ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流発電機と、電気二重層コンデンサ
と、直流電源回路の直流入力端子とが直列接続されたこ
とを特徴とする電源装置。 【請求項２】 前記直流発電機は、直流電動発電機であ
り、電動機として動作するときと発電機として動作する
ときの電流方向が反対であり、かつ電動機として動作す
るときと発電機として動作するときの回転軸の回転方向
が同一である請求項１記載の電源装置。 【請求項３】 前記回転軸の回転を強制的に停止させる
機械的手段を備えた請求項２記載の電源装置。 【請求項４】 前記直流電源回路の直流入力端子に、前
記電気二重層コンデンサの充電時と放電時とで極性が反
転する極性反転回路が接続された請求項２または３記載
の電源装置。 【請求項５】 前記極性反転回路は、二極双投スイッチ
である請求項４記載の電源装置。 【請求項７】 前記極性反転回路は、半導体整流回路で
ある請求項４記載の電源装置。 【請求項８】 前記直流電源回路の直流入力端子に、定
電圧回路が接続された請求項４記載の電源装置。 【請求項９】 前記直流電源回路の直流入力端子に、定
電流回路が接続された請求項４記載の電源装置。 【請求項１０】 商用電源が遮断されたときに通信に必
要な電源電流を供給する非常用装置として請求項４ない
し９のいずれかに記載の電源装置が装備されたことを特
徴とする光ファイバ通信装置の端末装置。 【請求項１１】 直流発電機と、この直流発電機の出力
電流端子に発電電流を導通する方向に接続された整流素
子を介して接続された電気二重層コンデンサとを備え、
この電気二重層コンデンサの端子に並列に直流電源回路
の直流入力端子が接続されたことを特徴とする電源装
置。 【請求項１２】 前記直流電源回路の直流入力端子に、
定電流回路が接続された請求項１１記載の電源装置。 【請求項１３】 商用電源が遮断されたときに通信に必
要な電源電流を供給する非常用装置として請求項１１ま
たは１２記載の電源装置が装備さたことを特徴とする光
ファイバ通信装置の端末装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09162757A JP3094954B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電源装置 |
| US09/067,621 US6034492A (en) | 1997-04-30 | 1998-04-28 | Motor-generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09162757A JP3094954B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1132432A true JPH1132432A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3094954B2 JP3094954B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15760670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09162757A Expired - Fee Related JP3094954B2 (ja) | 1997-04-30 | 1997-06-19 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094954B2 (ja) |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156235A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-17 | Nec Corp | 無線通信機用電源装置 |
| JPS62171422A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | 梶原 勇機 | コンデンサ−の放電電流を自由に取り出す装置 |
| JPS6389026A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-20 | 日高 浩一 | 自動車用バツテリ−人力充電装置 |
| JPH01140221A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Ricoh Co Ltd | プリンタ制御装置 |
| JPH01318518A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-25 | Toshiba Corp | 電力貯蔵システム |
| JPH0336944A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-18 | Isuzu Motors Ltd | 携帯発電電源装置 |
| JPH03101132U (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-22 | ||
| JPH03106840U (ja) * | 1990-02-16 | 1991-11-05 | ||
| JPH07296787A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Meiji Denki Kogyo Kk | 電池パック |
| JPH08101284A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-04-16 | Seiko Instr Inc | 電子制御時計 |
| JPH08149755A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Rhythm Watch Co Ltd | 発電機構 |
| JPH08163785A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-21 | Rhythm Watch Co Ltd | 発電機構 |
| JP3036051U (ja) * | 1996-09-20 | 1997-04-08 | 武 林 | コンデンサ蓄電ラジオ受信機 |
| JPH09257961A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-10-03 | Seiko Epson Corp | 発電装置およびこれを備えた携帯型機器 |
| JPH09303249A (ja) * | 1996-05-13 | 1997-11-25 | Nagamine Seisakusho:Kk | 携帯用電源 |
| JPH09330742A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-12-22 | Seiko Instr Inc | 小型充電器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818467A (en) | 1973-02-01 | 1974-06-18 | Solid State Technology | Damage detection |
| US4360860A (en) | 1977-03-07 | 1982-11-23 | Johnson Hugh G | Self-contained hand held portable lantern-flashlight consisting of a manually operated generator and rechargeable batteries |
| US4227092A (en) | 1977-11-30 | 1980-10-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Hand cranked electrical power source |
| US4746806A (en) | 1987-08-17 | 1988-05-24 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Manually operated electrical generator apparatus |
| US5786645A (en) | 1993-04-29 | 1998-07-28 | Obidniak; Louis | Motor-generator using permanent magnets |
| WO1996032314A1 (en) | 1995-04-11 | 1996-10-17 | Aerovironment Inc. | Electric power apparatus for a wheeled vehicle |
| TW200300002A (en) | 2002-11-11 | 2003-05-01 | Dennis Internatioan Co Ltd | Nasal filtration device |
| JP3106840U (ja) | 2004-06-25 | 2005-01-27 | 敏行 石川 | 個別授業用マウスポインタ型ペン |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP09162757A patent/JP3094954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156235A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-17 | Nec Corp | 無線通信機用電源装置 |
| JPS62171422A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | 梶原 勇機 | コンデンサ−の放電電流を自由に取り出す装置 |
| JPS6389026A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-20 | 日高 浩一 | 自動車用バツテリ−人力充電装置 |
| JPH01140221A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Ricoh Co Ltd | プリンタ制御装置 |
| JPH01318518A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-25 | Toshiba Corp | 電力貯蔵システム |
| JPH0336944A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-18 | Isuzu Motors Ltd | 携帯発電電源装置 |
| JPH03101132U (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-22 | ||
| JPH03106840U (ja) * | 1990-02-16 | 1991-11-05 | ||
| JPH07296787A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Meiji Denki Kogyo Kk | 電池パック |
| JPH08101284A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-04-16 | Seiko Instr Inc | 電子制御時計 |
| JPH08149755A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Rhythm Watch Co Ltd | 発電機構 |
| JPH08163785A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-21 | Rhythm Watch Co Ltd | 発電機構 |
| JPH09330742A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-12-22 | Seiko Instr Inc | 小型充電器 |
| JPH09257961A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-10-03 | Seiko Epson Corp | 発電装置およびこれを備えた携帯型機器 |
| JPH09303249A (ja) * | 1996-05-13 | 1997-11-25 | Nagamine Seisakusho:Kk | 携帯用電源 |
| JP3036051U (ja) * | 1996-09-20 | 1997-04-08 | 武 林 | コンデンサ蓄電ラジオ受信機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3094954B2 (ja) | 2000-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6034492A (en) | Motor-generator | |
| US10819132B2 (en) | Device with battery charger system and engine start system formed from high frequency transformers | |
| KR0169478B1 (ko) | 전원장치 | |
| JP4843495B2 (ja) | 歯ブラシ装置及びその充電ユニット | |
| DE69607823T2 (de) | Handbetriebene Hilfsstromversorgungseinrichtung für mobile Telekommunikationsgeräte | |
| Zheng et al. | Design of high-performance triboelectric-piezoelectric hybridized mechanical energy harvester inspired by three-phase asynchronous generator | |
| GB2262324A (en) | Electrical generators | |
| JP3596383B2 (ja) | 発電機を持つ電子時計の充電装置、電子時計、及び充電装置の制御方法 | |
| CN203456938U (zh) | 汽车电源失能的急救装置 | |
| JP3094954B2 (ja) | 電源装置 | |
| JPH11288742A (ja) | 手動発電機 | |
| EP1381069B1 (en) | Bicycle power supply with full-wave and half-wave charging elements | |
| US20050226021A1 (en) | System and methods for generating mobile power | |
| JP3718725B2 (ja) | 電子時計における電源装置 | |
| JPH04340328A (ja) | 電源装置 | |
| JPH1070838A (ja) | 電気自動車の蓄電装置及び充電装置 | |
| JPH09245842A (ja) | 電池と電池操作装置 | |
| JP2533193B2 (ja) | 無停電電源装置における蓄電池の診断方法 | |
| JP3601331B2 (ja) | 電源装置 | |
| JPH1198710A (ja) | 蓄電池充電装置 | |
| CN220754409U (zh) | 一种专用于手机充电的应急便携式手摇发电机 | |
| CN1558525A (zh) | 充电装置 | |
| WO2006006949A1 (en) | A capacitor used as a power supply for a battery charging | |
| JPH05106539A (ja) | 自動車用始動装置 | |
| JPH06153388A (ja) | 電気２重層コンデンサ電圧バランス制御回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070804 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |