バッテリ装置
【課題】外部電源ＯＦＦ時に負荷に電力を供給するバッテリ装置において、外部電源ＯＦＦ時における電池の電圧を正確に把握する。
【解決手段】外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより低い場合に異常信号を出力するコンパレータＵ２と、コンパレータＵ２からの異常を保持するピークホールド回路６と、このピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段７とを備える。これにより、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧を把握することができる。また、ピークホールド回路６があるため、コンパレータＵ２で異常信号が出力された後に、制御装置２が設備電源３からの電力供給を受けて、第１の電池Ｂ１の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段７によって外部に知らせることができる。
【解決手段】外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより低い場合に異常信号を出力するコンパレータＵ２と、コンパレータＵ２からの異常を保持するピークホールド回路６と、このピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段７とを備える。これにより、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧を把握することができる。また、ピークホールド回路６があるため、コンパレータＵ２で異常信号が出力された後に、制御装置２が設備電源３からの電力供給を受けて、第１の電池Ｂ１の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段７によって外部に知らせることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するバッテリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける、電子機器内部の記憶装置（揮発性メモリ）への電力供給を行うバッテリ装置として、例えば、特許文献１に開示されるようなものがある。
【０００３】
特許文献１には、バッテリ装置は、第１の電池と第２の電池とを有し、外部電源からの電力が供給されているときの第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較して、電池の消耗を判断し、第１の電池が消耗している場合には、第２の電池に切り替えて、電力を記憶装置に供給する技術が開示されている。
【０００４】
しかし、バッテリ装置は、外部電源から電力供給が遮断されているときに、負荷（記憶装置）へ電力供給するものであるため、本来は、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握して、電池寿命かどうかを判断すべきである。
従来のバッテリ装置では、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握することはできなかった。このため、電池を使いきる前に、電池交換をしてしまう無駄が生じる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するバッテリ装置において、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のバッテリ装置は、少なくとも外部電源から電力供給が遮断されているときに第１の電池と第２の電池とのいずれかによって負荷へ電力を供給するものである。
そして、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、第１の電池から第２の電池に切り替えて負荷への電力供給を行う切替手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備える。
【０００８】
これによれば、外部電源から電力供給が遮断されているとき（以下、外部電源ＯＦＦ時）の第１の電池の電圧を把握することができる。
なお、比較手段、信号保持手段、切替手段は、少なくとも外部電源以外の電源によって駆動する。
また、信号保持手段があるため、比較手段で異常信号が出力された後に、外部電源からの電力供給を受けて、第１の電池の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧が所定の閾値より低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段によって外部に知らせることができる。これにより、第１の電池の交換が必要である旨を外部に知らせ、電池交換すべき旨を作業者等に促すことができる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のバッテリ装置によれば、第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタを備える。
報知手段によって第１の電池の消耗が知らされると、作業者は第１の電池の交換作業を行うが、交換作業時に、誤って第１の電池と第２の電池の両方とも取り外してしまい負荷への電力供給が絶たれてしまうという電池の交換作業のミスを避ける必要がある。
【００１０】
そこで、本手段では、第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタがあることによって、例えば、交換作業時の始めにこの空きコネクタに新品の電池を接続するという作業をすることによって、誤って、第１の電池と第２の電池の両方を外してしまっても、空きコネクタに接続された新品の電池によって負荷に電力が供給され、負荷への電力供給が絶たれるというミスを避けることができる。
【００１１】
また、この空きコネクタがあることにより、以下のような交換作業を行うことができる。
（１）まず、空きコネクタに新品の電池を接続する。
（２）次に、第１の電池として使用していた消耗した電池を取り外す。
（３）次に、第２の電池として使用していた電池を、第１の電池が接続されていたコネクタに接続し、新たな第１の電池として用いる。そして、空きコネクタに接続された新品の電池は、第２の電池として用いられる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のバッテリ装置は、基準電圧電源と、基準電圧電源の電圧を降下させて出力するレギュレータとを備え、レギュレータの出力を所定の閾値として用いる。
これによれば、負荷によって使用する電圧が異なっても、適正な規制電圧が設定されたレギュレータを選択することによって、任意の基準電圧にすることができる。
このため、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００１３】
例えば、基準電圧を所定の電池の電圧とすると、負荷によって基準電圧を変えたいときに融通がきかない。このため、負荷に求められる電圧に対して低すぎる電圧が所定の閾値となってしまう虞がある。また、まだ負荷を動かす能力があるにも関わらず、電池が消耗しているとして異常信号を出してしまい電池を使いきることなく交換することになる虞がある。
しかし、レギュレータを用いることによって、基準電圧を任意に設定することができ、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００１４】
また、基準電圧電源を抵抗体によって電圧降下させて閾値として用いる方法も考えられるが、この方法では、基準電圧にばらつきが生じやすいという問題がある。しかし、レギュレータを用いる場合には、基準電圧電源の電圧のばらつきに対しても、基準電圧を安定化させることができる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のバッテリ装置によれば、報知手段は、第１、第２の電池が配される基板に設けられる発光手段である。
本手段は、報知手段の一態様を示すものである。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のバッテリ装置によれば、報知手段は、光、音、または表示によって、異常を報知する。
本手段は、報知手段の一態様を示すものである。
【００１７】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のバッテリシステムは、複数のバッテリ装置と、複数あるバッテリ装置の内の少なくともいずれか１つのバッテリ装置において、信号保持手段が比較手段からの異常信号の出力に応じた所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段を備える。
【００１８】
これによれば、第２の報知手段によって、複数あるバッテリ装置のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができ、そして、各バッテリ装置に設けられた報知手段（発光手段）によって、どのバッテリ装置に電池交換が必要なのかを把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】バッテリ装置の回路図である（実施例１）。
【図２】バッテリ装置の基板配置図である（実施例１）。
【図３】バッテリ装置を利用したバッテリシステムの構成図である（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明を実施するための形態のバッテリ装置は、少なくとも外部電源ＯＦＦ時に負荷に電力を供給するものである。
そして、外部電源ＯＦＦ時にメインで負荷に電力を供給する第１の電池と、第１の電池の予備としての第２の電池と、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、第１の電池から第２の電池に切り替えて負荷への電力供給を行う切替手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備える。
そして、比較手段および信号保持手段は、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１または第２の電池によって電力供給を受けて作動する。
【実施例】
【００２１】
〔実施例１の構成〕
実施例１を、図１、２を用いて説明する。
バッテリ装置１は、負荷に電力供給する外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するものである。
本実施例での負荷は、生産用設備に用いられるサーボモータの制御装置２（揮発性メモリを含む）であり、外部電源とは制御装置２に電力供給する設備電源３である。
【００２２】
バッテリ装置１は、第１の電池Ｂ１と、第２の電池Ｂ２と、空きコネクタＣＮ３と、３端子レギュレータＵ１（レギュレータ）と、コンパレータＵ２（比較手段）と、アナログスイッチＵ３（切替手段）と、ピークホールド回路６（信号保持手段）と、報知手段７とを備える。
【００２３】
第１の電池Ｂ１は、設備電源３から電力供給が遮断されているとき（外部電源ＯＦＦ時）に、制御装置２に電力を供給するメインバッテリである。
第１の電池Ｂ１は、基板９に設けられた第１コネクタＣＮ１に接続されており、アナログスイッチＵ３を介して制御装置２に接続されている（図１参照）。また、基板９には、第１の電池Ｂ１を配するための第１電池ボックスＢＸ１が設けられている（図２参照）。
【００２４】
第２の電池Ｂ２は、第１の電池Ｂ１の電圧が低下したときに制御装置に電力を供給するサブバッテリである。
第２の電池Ｂ２は、基板に設けられた第２コネクタＣＮ２に接続されており、アナログスイッチＵ３を介して制御装置２に接続されている（図１参照）。また、基板９には、第２の電池Ｂ２を配するための第２電池ボックスＢＸ２が設けられている（図２参照）。
なお、新品時の第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂとは同じであり、制御装置２を駆動可能な電圧となっている。
【００２５】
空きコネクタＣＮ３は、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能に設けられている。すなわち空きコネクタＣＮ３は、基板９上に、第２コネクタＣＮ２と並列に接続されており、コンパレータＵ２及びアナログスイッチＵ３に対して、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能になっている。
つまり、空きコネクタＣＮ３からの配線は、分岐して、一方は３端子レギュレータＵ１を介してコンパレータＵ２に接続し、他方はアナログスイッチＵ３に接続している。
【００２６】
コンパレータＵ２は、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとが入力され、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも小さい場合に、ＨＩＧＨ信号（異常信号）を出力するものである。
なお、基準電圧Ｖｏは、３端子レギュレータＵ１を介して入力される（後に詳述する）。
【００２７】
アナログスイッチＵ３は、コンパレータＵ２からの出力に応じて、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に切り替えて負荷への電力供給を行う切替スイッチである。
すなわち、アナログスイッチＵ３のＮＣ（ノーマリクローズ）端子には第１の電池Ｂ１が接続されており、ＮＯ（ノーマリオープン）端子には第２の電池Ｂ２が接続されている。
そして、ＩＮ端子には、コンパレータＵ２からの出力が入力されており、ＣＯＭ端子には、制御装置２に接続された端子台ＴＢ１が接続されている（図１参照）。
【００２８】
コンパレータＵ２からの出力がＬＯＷ信号である場合には、アナログスイッチＵ３のＮＣ（ノーマリクローズ）端子とＣＯＭ端子とが接続されて、ＣＯＭ端子には第１の電池Ｂ１が接続されることになる。
そして、コンパレータＵ２からの出力がＨＩＧＨ信号である場合には、アナログスイッチＵ３が切り替わり、ＮＯ端子とＣＯＭ端子とが接続されて、ＣＯＭ端子には第２の電池Ｂ２が接続されることになる。
これにより、第１の電池Ｂ１の電圧低下によって、サブバッテリである第２の電池Ｂ２からの電力供給に自動的に切り替わる構成となっている。
【００２９】
また、電池は負荷により電圧が変動するため、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２へ制御装置２への電力供給が切り替わった後に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが回復する。このとき、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも大きい電圧に回復すると、コンパレータＵ２からの出力はＬＯＷ信号となり、アナログスイッチＵ３が切り替わって、第１の電池Ｂ１から制御装置２へ電力供給されることになる。
すなわち、制御装置２への電力供給は、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとの比較によってリアルタイムにアナログスイッチにより切替えられる。
なお、コンパレータＵ２、アナログスイッチＵ３は、第２の電池Ｂ２から電力供給を受けて駆動している。
【００３０】
３端子レギュレータＵ１は、電圧を変換させるレギュレータの一種であり、本実施例では、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂが入力され、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂを所定の降下量で降下させて出力するものである。
そして、出力された電圧は、基準電圧Ｖｏとして、コンパレータＵ２に入力されている。
つまり、本実施例では、第２の電池Ｂ２が基準電圧電源であって、基準電圧Ｖｏは、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂよりも少し低い電圧となる。
【００３１】
なお、第２の電池Ｂ２と３端子レギュレータＵ１との間の配線にはコンデンサＣ１を介して接地する配線が接続している。また、３端子レギュレータＵ１とコンパレータＵ２との間の配線にはコンデンサＣ２を介して接地する配線が接続している。
【００３２】
ピークホールド回路６は、入力信号を一旦出力しダイオードＤ１に帰還させるオペアンプＵ４ａと、ダイオードＤ１と直列に接続されて接地されるコンデンサＣ３と、コンデンサＣ３と並列に接続されるリセットスイッチＳＷ１と、ダイオードＤ１の出力を受けて、その出力を帰還させるオペアンプＵ４ｂとにより構成される周知の回路であって、入力信号の最大値を保持する回路である（図１参照）。なお、オペアンプＵ４ａとＵ４ｂは１つのオペアンプＩＣ（Ｕ４）内に収められている（図２参照）。
【００３３】
本実施例では、ピークホールド回路６は、コンパレータＵ２からの出力が入力されるようになっており、保持した信号を報知手段７に出力する。
すなわち、コンパレータＵ２から入力されたＨＩＧＨ信号が入力されると、オペアンプＵ４ａは帰還電流との電圧比較によりピーク電圧を出力し、オペアンプＵ４ｂを介して、インピーダンス変換されて出力される。これにより、コンパレータＵ２から入力されたＨＩＧＨ信号が異常信号として保持される。そして、保持した信号を報知手段７に出力する。
ピークホールド回路６は、第１の電池Ｂ１から電力供給を受けて駆動している。
【００３４】
なお、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２へ制御装置２への電力供給が切り替わった後に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも大きい電圧に回復した場合には、コンパレータＵ２からの出力はＬＯＷ信号となるが、ピークホールド回路６によって異常信号は保持される。
そして、ピークホールド回路６は、リセットＳＷ１が押されるまで、もしくは、第１の電池Ｂ１を取り外すまで、異常信号を保持し続ける。
【００３５】
報知手段７は、ピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する手段である。
本実施例の報知手段７は、基板９上に設けられるＬＥＤ７ａ（発光手段）と、モニタ表示装置７ｂである。
【００３６】
報知手段７は、設備電源３によって駆動している。すなわち、設備電源３から制御装置２へ電力供給されているとき（外部電源ＯＮ時）に、駆動する。
そして、ピークホールド回路６と報知手段７との間には、抵抗Ｒ１とフォトカプラＵ５が設けられており、電気的な絶縁を保ちつつ、ピークホールド回路６から報知手段７への信号出力が可能になっている。
【００３７】
これにより、設備電源３がＯＮされると、異常信号がフォトカプラＵ５を介して報知手段７に入力されて、報知手段７が駆動する。
【００３８】
ＬＥＤ７ａは、フォトカプラＵ６を介してフォトカプラＵ５に接続されており、異常信号を受けて発光する。なお、ＬＥＤ７ａは、端子台ＴＢ２を介して設備電源３に接続されており、端子台ＴＢ２とＬＥＤ７ａの間には抵抗Ｒ２が直列に設けられている。
【００３９】
モニタ表示装置７ｂは、フォトカプラＵ６およびフォトカプラＵ５を介して信号が入力されるＰＬＣ１０（プログラマブルロジックコントローラ）と、ＰＬＣ１０に接続されるモニタ１１とを有する。
ＰＬＣ１０は、異常信号の入力を受けて、モニタ１１を制御し、モニタ１１に異常である旨の表示をさせる。
なお、基板９には、ＰＬＣ１０に接続するための端子台ＴＢ３が設けられている。
【００４０】
そして、第１の電池Ｂ１、第１コネクタＣＮ１、第１電池ボックスＢＸ１、第２の電池Ｂ２、第２コネクタＣＮ２、第２電池ボックスＢＸ２、空きコネクタＣＮ３、コンパレータＵ２、アナログスイッチＵ３、３端子レギュレータＵ１、ピークホールド回路６の構成要素（オペアンプＵ４ａ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、リセットスイッチＳＷ１、オペアンプＵ４ｂ）、抵抗Ｒ１、フォトカプラＵ５、フォトカプラＵ６、ＬＥＤ７ａ、抵抗Ｒ２、端子台ＴＢ１〜３は、全て、同一基板９上に配されて、１つのバッテリ装置１を構成する（図２参照）。
【００４１】
〔実施例１の作動〕
バッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧をチェックして、その結果に基づき、電力供給を第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に自動的に切替える。そして、異常信号が出力された場合には、外部電源をＯＮしたときに報知手段７によってその旨を外部に知らせる。以下に、具体的に、バッテリ装置１の作動について説明する。
【００４２】
（１）切替え動作
＜第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏ以上である場合＞
アナログスイッチＵ３は、ＮＣ端子とＣＯＭ端子を接続しており、第１の電池Ｂ１によって制御装置２に電力が供給される。
【００４３】
＜第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより小さい場合＞
コンパレータＵ２からＨＩＧＨ信号が出力され、この信号の入力を受けたアナログスイッチＵ３は、ＮＣ端子とＣＯＭ端子との接続を解除してＮＯ端子とＣＯＭ端子を接続し、第２の電池Ｂ２によって制御装置２に電力が供給される。すなわち、制御装置２への電力供給が第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に切り替わる。
【００４４】
そして、コンパレータＵ２からのＨＩＧＨ信号は、ピークホールド回路６に出力されて、ピークホールド回路６によって異常信号が保持される。
これらの動作は、外部電源ＯＦＦ時に実施される。
【００４５】
（２）報知動作
設備電源３をＯＮし、設備電源３によって制御装置２及び報知手段７に電力が供給されると、異常信号が報知手段７に出力される。
これによって、ＬＥＤ７ａが点灯し、モニタ１１に異常信号が出力されている旨の表示がされる。
【００４６】
〔本実施例の電池交換作業〕
報知手段７による報知によって、作業者は、第１の電池Ｂ１の交換が必要である旨を知る。そして、電池交換作業を行う。電池交換作業は、空きコネクタＣＮ３を利用して、以下の手順で行われる。
（１）まず、空きコネクタＣＮ３に新品の電池Ｂ３を接続する。
（２）次に、第１の電池Ｂ１として使用していた消耗した電池を取り外す。
（３）次に、第２の電池Ｂ２として使用していた電池を、第１の電池Ｂ１が接続されていた第１コネクタＣＮ１に接続し、第１電池ボックスＢＸ１へ配する。これにより、第２の電池Ｂ２として使用していた電池が新たな第１の電池Ｂ１となる。
（４）そして、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３を第２電池ボックスＢＸ２へ配する。これにより、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３は第２の電池Ｂ２として用いられる。そして、第２コネクタＣＮ２が新たな空きコネクタＣＮ３となる。
【００４７】
〔実施例１の作用効果〕
本実施例のバッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとを比較し、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより低い場合に、異常信号を出力するコンパレータＵ２と、コンパレータＵ２からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持するピークホールド回路６と、このピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段７とを備える。
そして、コンパレータＵ２は第２の電池Ｂ２により駆動され、ピークホールド回路６は、第１の電池Ｂ１によって駆動する。
【００４８】
これによれば、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧を把握することができる。
また、ピークホールド回路６があるため、コンパレータＵ２で異常信号が出力された後に、制御装置２が設備電源３からの電力供給を受けて、第１の電池Ｂ１の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段７によって外部に知らせることができる。これにより、第１の電池Ｂ１の交換が必要である旨を外部に知らせ、電池交換すべき旨を作業者等に促すことができる。
【００４９】
また、本実施例のバッテリ装置によれば、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能な空きコネクタＣＮ３を備える。
報知手段７によって第１の電池Ｂ１の消耗が知らされると、作業者は第１の電池Ｂ１の交換作業を行う。
例えば、外部電源ＯＦＦ時に電池交換をする際に、誤って第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を取り外すと、制御装置２に電力が供給されず、揮発性メモリのデータが消えてしまう。また、制御装置２によっては、設備電源３をＯＮにしてあっても、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を取り外すと、揮発性メモリのデータが消えるタイプのものがある。
そこで、電池交換はこのようなミス無く行われる必要がある。
【００５０】
本実施例では、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能な空きコネクタＣＮ３があることによって、例えば、交換作業時の始めにこの空きコネクタＣＮ３に新品の電池Ｂ３を接続するという作業をすることによって、誤って、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を外してしまっても、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３によって負荷に電力が供給され、負荷への電力供給が絶たれるというミスを避けることができる。
【００５１】
また、空きコネクタＣＮ３があることによって、〔本実施例の電池交換作業〕の（１）〜（４）に記載の手順で、ミス無く円滑に電池交換作業を行うことができる。
【００５２】
また、本実施例のバッテリ装置１は、３端子レギュレータＵ１を備え、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂを所定の降下量で降下させて出力し、その出力電圧を基準電圧Ｖｏとして、コンパレータＵ２に出力している。
【００５３】
これによれば、バッテリ装置１が電力供給する負荷によって使用する電圧が異なっても、適正な規制電圧が設定された３端子レギュレータＵ１を選択することによって、任意の基準電圧にすることができる。
このため、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００５４】
例えば、基準電圧を所定の電池の電圧（例えば、３Ｖ）とすると、負荷によって基準電圧を変えたいときに融通がきかず、負荷に求められる電圧が例えば３．１〜３．６Ｖのとき、負荷に求められる電圧より基準電圧が低すぎるため、第１の電池Ｂ１の電圧低下を検出できず、揮発性メモリのデータが消滅してしまう。
また、負荷に求められる電圧が３Ｖ未満電圧である場合には、所定の電池電圧（例えば３Ｖ）を閾値として第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａをチェックすると、まだ負荷を動かす能力があるにも関わらず、電池が消耗しているとして異常信号を出してしまうことになる。つまり、「（３Ｖ−負荷に求められる電圧）＝使用可能な電圧」であり、この分を無駄にしてしまうことになる。このため、電池を使いきることなく交換することになってしまう。
【００５５】
しかし、３端子レギュレータＵ１を用いることによって、基準電圧を任意に設定することができ、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００５６】
また、基準電圧電源を抵抗体によって電圧降下させて閾値として用いる方法も考えられるが、この方法では、基準電圧にばらつきが生じやすいという問題がある。しかし、３端子レギュレータＵ１を用いる場合には、基準電圧電源（本実施例では第２の電池Ｂ２）の電圧のばらつきに対しても、基準電圧を安定化させることができる。
【００５７】
〔実施例２の構成〕
実施例２を図３を用いて説明する。
実施例２は、バッテリ装置１を複数個設けて、複数の制御装置２に電力供給するバッテリシステム２０である。
バッテリシステム２０は、複数のバッテリ装置１と、複数あるバッテリ装置１の内の少なくともいずれか１つのバッテリ装置１において、ピークホールド回路６がコンパレータＵ２からの異常信号の出力に応じた所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段２１を備える。
【００５８】
本実施例のバッテリ装置１は、報知手段７を除く構成は実施例１と同じである。
本実施例のバッテリ装置１の報知手段７はＬＥＤ７ａであって、各バッテリ装置１にモニタ表示装置７ｂは設けられていない。
つまり、各バッテリ装置１の報知手段７はＬＥＤ７ａのみである。
【００５９】
第２の報知手段２１は例えばモニタ表示装置２１ａであって、複数のバッテリ装置１が並列に接続されるＰＬＣ１０と、ＰＬＣ１０に接続されるモニタ１１を有する。
複数のバッテリ装置１は並列にＰＬＣ１０に入力するため、いずれか１つのバッテリ装置１において異常信号が出力された場合には、ＰＬＣ１０は、異常信号の入力を受けて、モニタ１１を制御し、モニタ１１に異常である旨の表示をさせる。
第２の報知手段２１は、設備電源３によって電力を供給される。
【００６０】
これによれば、第２の報知手段２１によって、複数あるバッテリ装置１のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができ、そして、各バッテリ装置１に設けられたＬＥＤ７ａによって、どのバッテリ装置１に電池交換が必要なのかを把握することができる。
また、例えば、バッテリ装置１が足元等の見えにくい場所にある場合には、モニタ１１を見えやすい場所において、モニタ１１によって複数のバッテリ装置１のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができる。
なお、ＰＬＣ１０が複数のバッテリ装置１のそれぞれの入力をバッテリ装置毎に受け付けられるようにし、どのバッテリ装置１の電池交換が必要なのかをモニタ１１に表示させる構成としてもよい。この場合には、ＬＥＤ７ａは不要となり、ＰＬＣ１０とモニタ１１が報知手段７と第２の報知手段２１とを兼ねることになる。
【００６１】
〔変形例〕
実施例１、２のバッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に制御装置２に電力供給をするものであったが、外部電源ＯＦＦ時だけでなくＯＮ時にも制御装置２内の揮発性メモリに電力供給するものであってもよい。
【００６２】
また、実施例１の報知手段７は、ＬＥＤ７ａとモニタ表示装置７ｂであったが、いずれか１つであってもよい。また、ブザー等の音によって異常を報知するものであってもよい。また、実施例１では報知手段７としてＰＬＣ１０とモニタ１１とからなるモニタ表示装置７ｂを用いたが、パソコン等の他の制御装置を報知手段７として用いてもよい。また、実施例２の第２の報知手段２１についても、モニタ表示装置２１ａに限らず、パソコン等の他の制御装置を用いてもよい。
【００６３】
報知手段７、第２の報知手段２１は、制御装置２の設備電源３によって電力供給されていたが、設備電源３とは別の外部の電源によって電力供給される態様としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ バッテリ装置
Ｂ１ 第１の電池
Ｂ２ 第２の電池
ＣＮ３ 空きコネクタ
Ｕ１ ３端子レギュレータ（レギュレータ）
Ｕ２ コンパレータ（比較手段）
Ｕ３ アナログスイッチ（切替手段）
６ ピークホールド回路（信号保持手段）
７ 報知手段
９ 基板
２０ バッテリシステム
２１ 第２の報知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するバッテリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける、電子機器内部の記憶装置（揮発性メモリ）への電力供給を行うバッテリ装置として、例えば、特許文献１に開示されるようなものがある。
【０００３】
特許文献１には、バッテリ装置は、第１の電池と第２の電池とを有し、外部電源からの電力が供給されているときの第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較して、電池の消耗を判断し、第１の電池が消耗している場合には、第２の電池に切り替えて、電力を記憶装置に供給する技術が開示されている。
【０００４】
しかし、バッテリ装置は、外部電源から電力供給が遮断されているときに、負荷（記憶装置）へ電力供給するものであるため、本来は、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握して、電池寿命かどうかを判断すべきである。
従来のバッテリ装置では、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握することはできなかった。このため、電池を使いきる前に、電池交換をしてしまう無駄が生じる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するバッテリ装置において、外部電源から電力供給が遮断されているときにおける電池の電圧を把握することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のバッテリ装置は、少なくとも外部電源から電力供給が遮断されているときに第１の電池と第２の電池とのいずれかによって負荷へ電力を供給するものである。
そして、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、第１の電池から第２の電池に切り替えて負荷への電力供給を行う切替手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備える。
【０００８】
これによれば、外部電源から電力供給が遮断されているとき（以下、外部電源ＯＦＦ時）の第１の電池の電圧を把握することができる。
なお、比較手段、信号保持手段、切替手段は、少なくとも外部電源以外の電源によって駆動する。
また、信号保持手段があるため、比較手段で異常信号が出力された後に、外部電源からの電力供給を受けて、第１の電池の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧が所定の閾値より低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段によって外部に知らせることができる。これにより、第１の電池の交換が必要である旨を外部に知らせ、電池交換すべき旨を作業者等に促すことができる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のバッテリ装置によれば、第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタを備える。
報知手段によって第１の電池の消耗が知らされると、作業者は第１の電池の交換作業を行うが、交換作業時に、誤って第１の電池と第２の電池の両方とも取り外してしまい負荷への電力供給が絶たれてしまうという電池の交換作業のミスを避ける必要がある。
【００１０】
そこで、本手段では、第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタがあることによって、例えば、交換作業時の始めにこの空きコネクタに新品の電池を接続するという作業をすることによって、誤って、第１の電池と第２の電池の両方を外してしまっても、空きコネクタに接続された新品の電池によって負荷に電力が供給され、負荷への電力供給が絶たれるというミスを避けることができる。
【００１１】
また、この空きコネクタがあることにより、以下のような交換作業を行うことができる。
（１）まず、空きコネクタに新品の電池を接続する。
（２）次に、第１の電池として使用していた消耗した電池を取り外す。
（３）次に、第２の電池として使用していた電池を、第１の電池が接続されていたコネクタに接続し、新たな第１の電池として用いる。そして、空きコネクタに接続された新品の電池は、第２の電池として用いられる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のバッテリ装置は、基準電圧電源と、基準電圧電源の電圧を降下させて出力するレギュレータとを備え、レギュレータの出力を所定の閾値として用いる。
これによれば、負荷によって使用する電圧が異なっても、適正な規制電圧が設定されたレギュレータを選択することによって、任意の基準電圧にすることができる。
このため、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００１３】
例えば、基準電圧を所定の電池の電圧とすると、負荷によって基準電圧を変えたいときに融通がきかない。このため、負荷に求められる電圧に対して低すぎる電圧が所定の閾値となってしまう虞がある。また、まだ負荷を動かす能力があるにも関わらず、電池が消耗しているとして異常信号を出してしまい電池を使いきることなく交換することになる虞がある。
しかし、レギュレータを用いることによって、基準電圧を任意に設定することができ、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００１４】
また、基準電圧電源を抵抗体によって電圧降下させて閾値として用いる方法も考えられるが、この方法では、基準電圧にばらつきが生じやすいという問題がある。しかし、レギュレータを用いる場合には、基準電圧電源の電圧のばらつきに対しても、基準電圧を安定化させることができる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のバッテリ装置によれば、報知手段は、第１、第２の電池が配される基板に設けられる発光手段である。
本手段は、報知手段の一態様を示すものである。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のバッテリ装置によれば、報知手段は、光、音、または表示によって、異常を報知する。
本手段は、報知手段の一態様を示すものである。
【００１７】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のバッテリシステムは、複数のバッテリ装置と、複数あるバッテリ装置の内の少なくともいずれか１つのバッテリ装置において、信号保持手段が比較手段からの異常信号の出力に応じた所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段を備える。
【００１８】
これによれば、第２の報知手段によって、複数あるバッテリ装置のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができ、そして、各バッテリ装置に設けられた報知手段（発光手段）によって、どのバッテリ装置に電池交換が必要なのかを把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】バッテリ装置の回路図である（実施例１）。
【図２】バッテリ装置の基板配置図である（実施例１）。
【図３】バッテリ装置を利用したバッテリシステムの構成図である（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明を実施するための形態のバッテリ装置は、少なくとも外部電源ＯＦＦ時に負荷に電力を供給するものである。
そして、外部電源ＯＦＦ時にメインで負荷に電力を供給する第１の電池と、第１の電池の予備としての第２の電池と、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、第１の電池から第２の電池に切り替えて負荷への電力供給を行う切替手段と、比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備える。
そして、比較手段および信号保持手段は、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１または第２の電池によって電力供給を受けて作動する。
【実施例】
【００２１】
〔実施例１の構成〕
実施例１を、図１、２を用いて説明する。
バッテリ装置１は、負荷に電力供給する外部電源から電力供給が遮断されているときに負荷に電力を供給するものである。
本実施例での負荷は、生産用設備に用いられるサーボモータの制御装置２（揮発性メモリを含む）であり、外部電源とは制御装置２に電力供給する設備電源３である。
【００２２】
バッテリ装置１は、第１の電池Ｂ１と、第２の電池Ｂ２と、空きコネクタＣＮ３と、３端子レギュレータＵ１（レギュレータ）と、コンパレータＵ２（比較手段）と、アナログスイッチＵ３（切替手段）と、ピークホールド回路６（信号保持手段）と、報知手段７とを備える。
【００２３】
第１の電池Ｂ１は、設備電源３から電力供給が遮断されているとき（外部電源ＯＦＦ時）に、制御装置２に電力を供給するメインバッテリである。
第１の電池Ｂ１は、基板９に設けられた第１コネクタＣＮ１に接続されており、アナログスイッチＵ３を介して制御装置２に接続されている（図１参照）。また、基板９には、第１の電池Ｂ１を配するための第１電池ボックスＢＸ１が設けられている（図２参照）。
【００２４】
第２の電池Ｂ２は、第１の電池Ｂ１の電圧が低下したときに制御装置に電力を供給するサブバッテリである。
第２の電池Ｂ２は、基板に設けられた第２コネクタＣＮ２に接続されており、アナログスイッチＵ３を介して制御装置２に接続されている（図１参照）。また、基板９には、第２の電池Ｂ２を配するための第２電池ボックスＢＸ２が設けられている（図２参照）。
なお、新品時の第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂとは同じであり、制御装置２を駆動可能な電圧となっている。
【００２５】
空きコネクタＣＮ３は、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能に設けられている。すなわち空きコネクタＣＮ３は、基板９上に、第２コネクタＣＮ２と並列に接続されており、コンパレータＵ２及びアナログスイッチＵ３に対して、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能になっている。
つまり、空きコネクタＣＮ３からの配線は、分岐して、一方は３端子レギュレータＵ１を介してコンパレータＵ２に接続し、他方はアナログスイッチＵ３に接続している。
【００２６】
コンパレータＵ２は、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとが入力され、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも小さい場合に、ＨＩＧＨ信号（異常信号）を出力するものである。
なお、基準電圧Ｖｏは、３端子レギュレータＵ１を介して入力される（後に詳述する）。
【００２７】
アナログスイッチＵ３は、コンパレータＵ２からの出力に応じて、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に切り替えて負荷への電力供給を行う切替スイッチである。
すなわち、アナログスイッチＵ３のＮＣ（ノーマリクローズ）端子には第１の電池Ｂ１が接続されており、ＮＯ（ノーマリオープン）端子には第２の電池Ｂ２が接続されている。
そして、ＩＮ端子には、コンパレータＵ２からの出力が入力されており、ＣＯＭ端子には、制御装置２に接続された端子台ＴＢ１が接続されている（図１参照）。
【００２８】
コンパレータＵ２からの出力がＬＯＷ信号である場合には、アナログスイッチＵ３のＮＣ（ノーマリクローズ）端子とＣＯＭ端子とが接続されて、ＣＯＭ端子には第１の電池Ｂ１が接続されることになる。
そして、コンパレータＵ２からの出力がＨＩＧＨ信号である場合には、アナログスイッチＵ３が切り替わり、ＮＯ端子とＣＯＭ端子とが接続されて、ＣＯＭ端子には第２の電池Ｂ２が接続されることになる。
これにより、第１の電池Ｂ１の電圧低下によって、サブバッテリである第２の電池Ｂ２からの電力供給に自動的に切り替わる構成となっている。
【００２９】
また、電池は負荷により電圧が変動するため、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２へ制御装置２への電力供給が切り替わった後に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが回復する。このとき、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも大きい電圧に回復すると、コンパレータＵ２からの出力はＬＯＷ信号となり、アナログスイッチＵ３が切り替わって、第１の電池Ｂ１から制御装置２へ電力供給されることになる。
すなわち、制御装置２への電力供給は、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとの比較によってリアルタイムにアナログスイッチにより切替えられる。
なお、コンパレータＵ２、アナログスイッチＵ３は、第２の電池Ｂ２から電力供給を受けて駆動している。
【００３０】
３端子レギュレータＵ１は、電圧を変換させるレギュレータの一種であり、本実施例では、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂが入力され、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂを所定の降下量で降下させて出力するものである。
そして、出力された電圧は、基準電圧Ｖｏとして、コンパレータＵ２に入力されている。
つまり、本実施例では、第２の電池Ｂ２が基準電圧電源であって、基準電圧Ｖｏは、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂよりも少し低い電圧となる。
【００３１】
なお、第２の電池Ｂ２と３端子レギュレータＵ１との間の配線にはコンデンサＣ１を介して接地する配線が接続している。また、３端子レギュレータＵ１とコンパレータＵ２との間の配線にはコンデンサＣ２を介して接地する配線が接続している。
【００３２】
ピークホールド回路６は、入力信号を一旦出力しダイオードＤ１に帰還させるオペアンプＵ４ａと、ダイオードＤ１と直列に接続されて接地されるコンデンサＣ３と、コンデンサＣ３と並列に接続されるリセットスイッチＳＷ１と、ダイオードＤ１の出力を受けて、その出力を帰還させるオペアンプＵ４ｂとにより構成される周知の回路であって、入力信号の最大値を保持する回路である（図１参照）。なお、オペアンプＵ４ａとＵ４ｂは１つのオペアンプＩＣ（Ｕ４）内に収められている（図２参照）。
【００３３】
本実施例では、ピークホールド回路６は、コンパレータＵ２からの出力が入力されるようになっており、保持した信号を報知手段７に出力する。
すなわち、コンパレータＵ２から入力されたＨＩＧＨ信号が入力されると、オペアンプＵ４ａは帰還電流との電圧比較によりピーク電圧を出力し、オペアンプＵ４ｂを介して、インピーダンス変換されて出力される。これにより、コンパレータＵ２から入力されたＨＩＧＨ信号が異常信号として保持される。そして、保持した信号を報知手段７に出力する。
ピークホールド回路６は、第１の電池Ｂ１から電力供給を受けて駆動している。
【００３４】
なお、第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２へ制御装置２への電力供給が切り替わった後に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも大きい電圧に回復した場合には、コンパレータＵ２からの出力はＬＯＷ信号となるが、ピークホールド回路６によって異常信号は保持される。
そして、ピークホールド回路６は、リセットＳＷ１が押されるまで、もしくは、第１の電池Ｂ１を取り外すまで、異常信号を保持し続ける。
【００３５】
報知手段７は、ピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する手段である。
本実施例の報知手段７は、基板９上に設けられるＬＥＤ７ａ（発光手段）と、モニタ表示装置７ｂである。
【００３６】
報知手段７は、設備電源３によって駆動している。すなわち、設備電源３から制御装置２へ電力供給されているとき（外部電源ＯＮ時）に、駆動する。
そして、ピークホールド回路６と報知手段７との間には、抵抗Ｒ１とフォトカプラＵ５が設けられており、電気的な絶縁を保ちつつ、ピークホールド回路６から報知手段７への信号出力が可能になっている。
【００３７】
これにより、設備電源３がＯＮされると、異常信号がフォトカプラＵ５を介して報知手段７に入力されて、報知手段７が駆動する。
【００３８】
ＬＥＤ７ａは、フォトカプラＵ６を介してフォトカプラＵ５に接続されており、異常信号を受けて発光する。なお、ＬＥＤ７ａは、端子台ＴＢ２を介して設備電源３に接続されており、端子台ＴＢ２とＬＥＤ７ａの間には抵抗Ｒ２が直列に設けられている。
【００３９】
モニタ表示装置７ｂは、フォトカプラＵ６およびフォトカプラＵ５を介して信号が入力されるＰＬＣ１０（プログラマブルロジックコントローラ）と、ＰＬＣ１０に接続されるモニタ１１とを有する。
ＰＬＣ１０は、異常信号の入力を受けて、モニタ１１を制御し、モニタ１１に異常である旨の表示をさせる。
なお、基板９には、ＰＬＣ１０に接続するための端子台ＴＢ３が設けられている。
【００４０】
そして、第１の電池Ｂ１、第１コネクタＣＮ１、第１電池ボックスＢＸ１、第２の電池Ｂ２、第２コネクタＣＮ２、第２電池ボックスＢＸ２、空きコネクタＣＮ３、コンパレータＵ２、アナログスイッチＵ３、３端子レギュレータＵ１、ピークホールド回路６の構成要素（オペアンプＵ４ａ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、リセットスイッチＳＷ１、オペアンプＵ４ｂ）、抵抗Ｒ１、フォトカプラＵ５、フォトカプラＵ６、ＬＥＤ７ａ、抵抗Ｒ２、端子台ＴＢ１〜３は、全て、同一基板９上に配されて、１つのバッテリ装置１を構成する（図２参照）。
【００４１】
〔実施例１の作動〕
バッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧をチェックして、その結果に基づき、電力供給を第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に自動的に切替える。そして、異常信号が出力された場合には、外部電源をＯＮしたときに報知手段７によってその旨を外部に知らせる。以下に、具体的に、バッテリ装置１の作動について説明する。
【００４２】
（１）切替え動作
＜第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏ以上である場合＞
アナログスイッチＵ３は、ＮＣ端子とＣＯＭ端子を接続しており、第１の電池Ｂ１によって制御装置２に電力が供給される。
【００４３】
＜第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより小さい場合＞
コンパレータＵ２からＨＩＧＨ信号が出力され、この信号の入力を受けたアナログスイッチＵ３は、ＮＣ端子とＣＯＭ端子との接続を解除してＮＯ端子とＣＯＭ端子を接続し、第２の電池Ｂ２によって制御装置２に電力が供給される。すなわち、制御装置２への電力供給が第１の電池Ｂ１から第２の電池Ｂ２に切り替わる。
【００４４】
そして、コンパレータＵ２からのＨＩＧＨ信号は、ピークホールド回路６に出力されて、ピークホールド回路６によって異常信号が保持される。
これらの動作は、外部電源ＯＦＦ時に実施される。
【００４５】
（２）報知動作
設備電源３をＯＮし、設備電源３によって制御装置２及び報知手段７に電力が供給されると、異常信号が報知手段７に出力される。
これによって、ＬＥＤ７ａが点灯し、モニタ１１に異常信号が出力されている旨の表示がされる。
【００４６】
〔本実施例の電池交換作業〕
報知手段７による報知によって、作業者は、第１の電池Ｂ１の交換が必要である旨を知る。そして、電池交換作業を行う。電池交換作業は、空きコネクタＣＮ３を利用して、以下の手順で行われる。
（１）まず、空きコネクタＣＮ３に新品の電池Ｂ３を接続する。
（２）次に、第１の電池Ｂ１として使用していた消耗した電池を取り外す。
（３）次に、第２の電池Ｂ２として使用していた電池を、第１の電池Ｂ１が接続されていた第１コネクタＣＮ１に接続し、第１電池ボックスＢＸ１へ配する。これにより、第２の電池Ｂ２として使用していた電池が新たな第１の電池Ｂ１となる。
（４）そして、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３を第２電池ボックスＢＸ２へ配する。これにより、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３は第２の電池Ｂ２として用いられる。そして、第２コネクタＣＮ２が新たな空きコネクタＣＮ３となる。
【００４７】
〔実施例１の作用効果〕
本実施例のバッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａと基準電圧Ｖｏとを比較し、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏより低い場合に、異常信号を出力するコンパレータＵ２と、コンパレータＵ２からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持するピークホールド回路６と、このピークホールド回路６により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段７とを備える。
そして、コンパレータＵ２は第２の電池Ｂ２により駆動され、ピークホールド回路６は、第１の電池Ｂ１によって駆動する。
【００４８】
これによれば、外部電源ＯＦＦ時に、第１の電池Ｂ１の電圧を把握することができる。
また、ピークホールド回路６があるため、コンパレータＵ２で異常信号が出力された後に、制御装置２が設備電源３からの電力供給を受けて、第１の電池Ｂ１の電圧が変わったとしても、外部電源ＯＦＦ時の電圧Ｖａが基準電圧Ｖｏよりも低い旨の信号を保持でき、この保持した信号に基づいて、報知手段７によって外部に知らせることができる。これにより、第１の電池Ｂ１の交換が必要である旨を外部に知らせ、電池交換すべき旨を作業者等に促すことができる。
【００４９】
また、本実施例のバッテリ装置によれば、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能な空きコネクタＣＮ３を備える。
報知手段７によって第１の電池Ｂ１の消耗が知らされると、作業者は第１の電池Ｂ１の交換作業を行う。
例えば、外部電源ＯＦＦ時に電池交換をする際に、誤って第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を取り外すと、制御装置２に電力が供給されず、揮発性メモリのデータが消えてしまう。また、制御装置２によっては、設備電源３をＯＮにしてあっても、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を取り外すと、揮発性メモリのデータが消えるタイプのものがある。
そこで、電池交換はこのようなミス無く行われる必要がある。
【００５０】
本実施例では、第２の電池Ｂ２と並列に電池Ｂ３を接続可能な空きコネクタＣＮ３があることによって、例えば、交換作業時の始めにこの空きコネクタＣＮ３に新品の電池Ｂ３を接続するという作業をすることによって、誤って、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２の両方を外してしまっても、空きコネクタＣＮ３に接続された新品の電池Ｂ３によって負荷に電力が供給され、負荷への電力供給が絶たれるというミスを避けることができる。
【００５１】
また、空きコネクタＣＮ３があることによって、〔本実施例の電池交換作業〕の（１）〜（４）に記載の手順で、ミス無く円滑に電池交換作業を行うことができる。
【００５２】
また、本実施例のバッテリ装置１は、３端子レギュレータＵ１を備え、第２の電池Ｂ２の電圧Ｖｂを所定の降下量で降下させて出力し、その出力電圧を基準電圧Ｖｏとして、コンパレータＵ２に出力している。
【００５３】
これによれば、バッテリ装置１が電力供給する負荷によって使用する電圧が異なっても、適正な規制電圧が設定された３端子レギュレータＵ１を選択することによって、任意の基準電圧にすることができる。
このため、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００５４】
例えば、基準電圧を所定の電池の電圧（例えば、３Ｖ）とすると、負荷によって基準電圧を変えたいときに融通がきかず、負荷に求められる電圧が例えば３．１〜３．６Ｖのとき、負荷に求められる電圧より基準電圧が低すぎるため、第１の電池Ｂ１の電圧低下を検出できず、揮発性メモリのデータが消滅してしまう。
また、負荷に求められる電圧が３Ｖ未満電圧である場合には、所定の電池電圧（例えば３Ｖ）を閾値として第１の電池Ｂ１の電圧Ｖａをチェックすると、まだ負荷を動かす能力があるにも関わらず、電池が消耗しているとして異常信号を出してしまうことになる。つまり、「（３Ｖ−負荷に求められる電圧）＝使用可能な電圧」であり、この分を無駄にしてしまうことになる。このため、電池を使いきることなく交換することになってしまう。
【００５５】
しかし、３端子レギュレータＵ１を用いることによって、基準電圧を任意に設定することができ、負荷に応じた適切な基準電圧との比較で、電池交換要否が判断されるため、電池を使いきることなく電池交換をしてしまうという無駄を避けることができる。
【００５６】
また、基準電圧電源を抵抗体によって電圧降下させて閾値として用いる方法も考えられるが、この方法では、基準電圧にばらつきが生じやすいという問題がある。しかし、３端子レギュレータＵ１を用いる場合には、基準電圧電源（本実施例では第２の電池Ｂ２）の電圧のばらつきに対しても、基準電圧を安定化させることができる。
【００５７】
〔実施例２の構成〕
実施例２を図３を用いて説明する。
実施例２は、バッテリ装置１を複数個設けて、複数の制御装置２に電力供給するバッテリシステム２０である。
バッテリシステム２０は、複数のバッテリ装置１と、複数あるバッテリ装置１の内の少なくともいずれか１つのバッテリ装置１において、ピークホールド回路６がコンパレータＵ２からの異常信号の出力に応じた所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段２１を備える。
【００５８】
本実施例のバッテリ装置１は、報知手段７を除く構成は実施例１と同じである。
本実施例のバッテリ装置１の報知手段７はＬＥＤ７ａであって、各バッテリ装置１にモニタ表示装置７ｂは設けられていない。
つまり、各バッテリ装置１の報知手段７はＬＥＤ７ａのみである。
【００５９】
第２の報知手段２１は例えばモニタ表示装置２１ａであって、複数のバッテリ装置１が並列に接続されるＰＬＣ１０と、ＰＬＣ１０に接続されるモニタ１１を有する。
複数のバッテリ装置１は並列にＰＬＣ１０に入力するため、いずれか１つのバッテリ装置１において異常信号が出力された場合には、ＰＬＣ１０は、異常信号の入力を受けて、モニタ１１を制御し、モニタ１１に異常である旨の表示をさせる。
第２の報知手段２１は、設備電源３によって電力を供給される。
【００６０】
これによれば、第２の報知手段２１によって、複数あるバッテリ装置１のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができ、そして、各バッテリ装置１に設けられたＬＥＤ７ａによって、どのバッテリ装置１に電池交換が必要なのかを把握することができる。
また、例えば、バッテリ装置１が足元等の見えにくい場所にある場合には、モニタ１１を見えやすい場所において、モニタ１１によって複数のバッテリ装置１のどれかにおいて電池交換が必要である旨を把握することができる。
なお、ＰＬＣ１０が複数のバッテリ装置１のそれぞれの入力をバッテリ装置毎に受け付けられるようにし、どのバッテリ装置１の電池交換が必要なのかをモニタ１１に表示させる構成としてもよい。この場合には、ＬＥＤ７ａは不要となり、ＰＬＣ１０とモニタ１１が報知手段７と第２の報知手段２１とを兼ねることになる。
【００６１】
〔変形例〕
実施例１、２のバッテリ装置１は、外部電源ＯＦＦ時に制御装置２に電力供給をするものであったが、外部電源ＯＦＦ時だけでなくＯＮ時にも制御装置２内の揮発性メモリに電力供給するものであってもよい。
【００６２】
また、実施例１の報知手段７は、ＬＥＤ７ａとモニタ表示装置７ｂであったが、いずれか１つであってもよい。また、ブザー等の音によって異常を報知するものであってもよい。また、実施例１では報知手段７としてＰＬＣ１０とモニタ１１とからなるモニタ表示装置７ｂを用いたが、パソコン等の他の制御装置を報知手段７として用いてもよい。また、実施例２の第２の報知手段２１についても、モニタ表示装置２１ａに限らず、パソコン等の他の制御装置を用いてもよい。
【００６３】
報知手段７、第２の報知手段２１は、制御装置２の設備電源３によって電力供給されていたが、設備電源３とは別の外部の電源によって電力供給される態様としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ バッテリ装置
Ｂ１ 第１の電池
Ｂ２ 第２の電池
ＣＮ３ 空きコネクタ
Ｕ１ ３端子レギュレータ（レギュレータ）
Ｕ２ コンパレータ（比較手段）
Ｕ３ アナログスイッチ（切替手段）
６ ピークホールド回路（信号保持手段）
７ 報知手段
９ 基板
２０ バッテリシステム
２１ 第２の報知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池と第２の電池とのいずれかによって負荷へ電力を供給するバッテリ装置であって、
前記外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、前記第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの異常信号の出力に応じて、前記第１の電池から前記第２の電池に切り替えて前記負荷への電力供給をさせる切替手段と、
前記比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、
この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリ装置において、
前記第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタを備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバッテリ装置において、
基準電圧電源と、前記基準電圧電源の電圧を降下させて出力するレギュレータとを備え、
前記レギュレータの出力を前記所定の閾値として用いることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリ装置において、
前記報知手段は、前記第１、第２の電池が配される基板に設けられる発光手段であることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリ装置において、
前記報知手段は、光、音、または表示によって、異常を報知することを特徴とするバッテリ装置。
【請求項６】
請求項４に記載のバッテリ装置を複数個備えるバッテリシステムであって、
いずれかの前記バッテリ装置において、前記信号保持手段が前記比較手段からの異常信号の出力に応じた前記所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段を備えることを特徴とするバッテリシステム。
【請求項１】
少なくとも、外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池と第２の電池とのいずれかによって負荷へ電力を供給するバッテリ装置であって、
前記外部電源から電力供給が遮断されているときに、第１の電池の電圧と所定の閾値とを比較し、前記第１の電池が前記所定の閾値より低い場合に、異常信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの異常信号の出力に応じて、前記第１の電池から前記第２の電池に切り替えて前記負荷への電力供給をさせる切替手段と、
前記比較手段からの異常信号の出力に応じて、所定の信号を保持する信号保持手段と、
この信号保持手段により保持された信号に応じて、外部に異常を報知する報知手段とを備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリ装置において、
前記第２の電池と並列に電池を接続可能な空きコネクタを備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバッテリ装置において、
基準電圧電源と、前記基準電圧電源の電圧を降下させて出力するレギュレータとを備え、
前記レギュレータの出力を前記所定の閾値として用いることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリ装置において、
前記報知手段は、前記第１、第２の電池が配される基板に設けられる発光手段であることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリ装置において、
前記報知手段は、光、音、または表示によって、異常を報知することを特徴とするバッテリ装置。
【請求項６】
請求項４に記載のバッテリ装置を複数個備えるバッテリシステムであって、
いずれかの前記バッテリ装置において、前記信号保持手段が前記比較手段からの異常信号の出力に応じた前記所定の信号を保持している場合に、その旨を報知する第２の報知手段を備えることを特徴とするバッテリシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８２９５９（Ｐ２０１２−１８２９５９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５８５９（Ｐ２０１１−４５８５９）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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