波形変換機およびそれを備える電源装置
【課題】使用時及び運搬時の負担を軽減する波形変換器及びそれを備える電源装置の提供。
【解決手段】本発明の波形変換器たる正弦波アダプタ１は、外部からの電圧が入力される入力部１５と、正弦波アダプタ１の設定状態を表示する表示部１２と、正弦波アダプタ１の出力周波数を設定する設定部１３と、正弦波アダプタ１を冷却する冷却ファン１６とを備えている。外部から入力された電圧の波形は、正弦波アダプタ１に設けられたインバータ回路１１８によって正弦波に変換される。インバータ回路１１８によって正弦波波形に変換された電圧は、出力ケーブル１４から外部に出力される。
【解決手段】本発明の波形変換器たる正弦波アダプタ１は、外部からの電圧が入力される入力部１５と、正弦波アダプタ１の設定状態を表示する表示部１２と、正弦波アダプタ１の出力周波数を設定する設定部１３と、正弦波アダプタ１を冷却する冷却ファン１６とを備えている。外部から入力された電圧の波形は、正弦波アダプタ１に設けられたインバータ回路１１８によって正弦波に変換される。インバータ回路１１８によって正弦波波形に変換された電圧は、出力ケーブル１４から外部に出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形変換機およびそれを備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記インバータ装置を精密機器の電源として用いることが考えられるが、インバータ装置の出力が矩形波電圧の場合、精密機器は矩形波電圧では正常に動作しない虞がある。そこで、インバータ装置と精密機器の間に波形変換機（正弦波アダプタ）を接続し、矩形波電圧を正弦波電圧に変換することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、正弦波アダプタとインバータ装置とが別体構造となっているため、使用時や運搬に煩わしさがあった。
【０００６】
本発明は、使用時及び運搬時の負担を軽減する波形変換器およびそれを備える電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、電圧が入力される入力部と、該電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ回路と、該正弦波形の電圧を出力する出力部と、を備えたことを特徴とする波形変換器を提供している。
【０００８】
電圧が入力される入力部と、電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ部と、正弦波形の電圧を出力する出力部と、を備えるため、例えば、既存のインバータ装置に装着することで、インバータ装置から出力された矩形波を正弦波に整形することができるので、簡易かつ安価な構成で、既存のインバータ装置を精密機器等の電源として用いることが可能となる。また、どんな入力波形も正弦波に変換できる。
【０００９】
また、上面と底面と側面とを有する略函状のハウジングを備え、該ハウジングには、該入力電圧を供給するインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
ハウジングにはインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられているため、インバータ装置を正弦はアダプタの上に載置した状態で固定することができる。このため、正弦波アダプタとインバータ装置とをコンパクトにまとめた状態として使用することができる。
【００１１】
また、該インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、該矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力することが好ましい。
【００１２】
インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力するため、場所を選ばすに車載用のバッテリー等の搬送可能、携帯可能な電池から正弦波の交流電圧を得ることができる。
【００１３】
また、該インバータ装置固定部は該ハウジングの上面に設けられていることが好ましい。
【００１４】
インバータ装置固定部はハウジングの上面に設けられているため、インバータ装置の波形変換器への取り付けを容易とすることができる。
【００１５】
また、該インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、該電動工具用電池パックを接続した該インバータ装置を該インバータ装置固定部に固定可能であることが好ましい。
【００１６】
インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、電動工具用電池パックを接続したインバータ装置をインバータ装置固定部に固定可能であるため、携帯性を向上させることができる。
【００１７】
また、該ハウジングの一の側面には、該ハウジング外方へ指向する入出力端子が設けられ、該インバータ装置は、上面と底面と側面とを有する略函状のインバータハウジングを備え、該インバータハウジングの一の側面には、該インバータハウジング外方へ指向するインバータ入出力端子が設けられ、該インバータ装置は、該インバータハウジングの底面が該ハウジングの上面に対向するとともに、該インバータハウジングの該一の側面が該ハウジングの該一の側面に対応するように該インバータハウジングの４つの側面が該ハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、該インバータ装置固定部に固定されることが好ましい。
【００１８】
インバータ装置は、インバータハウジングの底面がハウジングの上面に対向するとともに、インバータハウジングの一の側面がハウジングの一の側面に対応するようにインバータハウジングの４つの側面がハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、インバータ装置固定部に固定されるため、インバータ入出力端子とアダプタ入出力端子とを近接配置させることができ、これらに接続されるケーブルとして短いものを用いることができる。また、ケーブルの這いまわしをコンパクトに行うことができる。
【００１９】
また、該インバータ装置は該インバータ装置固定部と係合する係合部を有し、該係合部と該入出力端子は異なる面に設けられていることが好ましい。
【００２０】
インバータ装置はインバータ装置固定部と係合する係合部を有し、係合部と入出力端子は異なる面に設けられているため、入出力端子にケーブルを着脱する操作や、係合部をインバータ装置固定部に係合させる操作をする際に、互いに操作の邪魔にならない。
【００２１】
また、前記入力された電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部と、前記入力部に入力された電圧を検出する電圧検出部と、をさらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には前記昇圧動作を禁止することが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、入力部に適正な電圧が入力されている場合には昇圧回路を動作させないので、無駄に昇圧回路を動作させて電力が浪費することを防止することができる。
【００２３】
また、前記インバータ回路は、前記昇圧回路の出力電圧をパルス波に変換するインバータ部と、前記パルス波を正弦波に整形する整形部と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には前記昇圧回路を動作させることなく前記インバータ回路を動作させることが好ましい。
【００２４】
また、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が入力許容範囲から外れている場合には前記昇圧回路と前記インバータ回路の少なくとも一方の動作を禁止することが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、入力部に適正な電圧が入力されていない場合には昇圧回路とインバータ回路の少なくとも一方を動作させないので、昇圧回路又はインバータ回路に含まれる素子が破損することを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の波形変換器は、前記インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、前記制御部は、前記電流検出部に流れる電流が所定値以上の場合に前記インバータ回路から出力される電圧が低下するように前記インバータ回路を制御することが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、インバータ回路に大きな電流が流れることが抑制されるので、インバータ回路を構成するＦＥＴ等の素子が破損することを抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の波形変換器は、前記出力部から出力される電圧の周波数を設定可能な周波数設定部を更に備え、前記制御部は、前記周波数設定部で設定された周波数の電圧が前記出力部から出力されるように前記インバータ回路を制御することが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、波形変換器から出力される電圧の周波数を変化させることができるので、例えば、商用電源の周波数が異なる関東と関西の両方で波形変換器を使用することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の波形変換器は、前記出力部から出力される電圧を設定可能な電圧設定部を更に備え、前記制御部は、前記電圧設定部で設定された電圧が前記出力部から出力されるように前記昇圧回路を制御することが好ましい。
【００３１】
このような構成によれば、波形変換器から出力される電圧を変化させることができるので、例えば、商用電源の電圧が異なる海外でも使用することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の波形変換器は、前記入力部に入力された電圧の波形を判別する波形判別部と、前記入力部と前記出力部との間に接続され、オン・オフ可能なバイパス回路と、を更に備え、前記制御部は、前記波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、前記バイパス回路をオンすることが好ましい。
【００３３】
特に、前記制御部は、前記波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、少なくとも前記インバータ回路の動作を禁止することが好ましい。
【００３４】
このような構成によれば、入力された電圧の波形が正弦波であった場合には、インバータ回路を動作させずに電力をバイパス回路に流すので、無駄にインバータ部を動作させて電力が浪費することを防止することができる。
【００３５】
また、該ハウジングには、該ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、該ハウジング内であって該貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、該遮蔽壁と該貫通孔が形成された該ハウジングの部分との間は排水空間をなし該排水空間の下部は底面によって画成され、該排水空間の下部を画成する底面の部分には、該ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００３６】
ハウジングには、ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、ハウジング内であって貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、遮蔽壁と貫通孔が形成されたハウジングの部分との間は排水空間をなし排水空間の下部は底面によって画成され、排水空間の下部を画成する底面の部分には、ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されているため、貫通孔から流入した雨水等の水が遮蔽壁よりもアダプタハウジング内方へ浸入することを防止することができ、且つ、排水空間内に流入した水をアダプタハウジング外方へ排出することができる。また、発熱する回路基板を冷却するためのファンがアダプタハウジング内に設けられている場合には、ファンによりアダプタハウジング内に流されるエアの流入口や排出口として貫通孔を利用することができる。
【００３７】
また、矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し該正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、該回路基板全体は樹脂材により被覆されていることが好ましい。
【００３８】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、回路基板全体は樹脂材により被覆されているため、アダプタハウジング内に雨水等の水や塵が流入した場合であっても回路基板に直接当該水や塵が接触することを防止することができる。
【００３９】
本発明の別の観点では、一端に開口が形成された函状の本体部と、該開口を開閉可能に本体部に設けられた蓋体と、該本体部に収容される鉛蓄電池と、該鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得る該インバータ装置と、を備え、該本体部は波形変換器を収容可能であることを特徴とする電源装置を提供している。
【００４０】
本体部に収容される鉛蓄電池と、鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得るインバータ装置と、を備え、本体部は上記波形変換器を収容可能であるため、鉛蓄電池単体よりも使用可能な時間を長くすることができる。
【００４１】
また、該インバータ装置は該蓋体に固定可能であり、該インバータ装置を該蓋体に固定し且つ該波形変換器を該本体部に収容した状態で該波形変換器と該インバータ装置とを接続可能としたことが好ましい。
【００４２】
インバータ装置は蓋体に固定可能であり、インバータ装置を蓋体に固定し且つ波形変換器を本体部に収容した状態で波形変換器とインバータ装置とを接続可能としたため、インバータ装置と波形変換器とをコンパクトに固定した状態で電源装置を使用することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、使用時及び運搬時の負担を軽減する正弦波アダプタを提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの正面斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの側面図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの分解平面図
【図５】本発明の第１の実施形態に係るインバータ装置の正面斜視図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す正面斜視図
【図７】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す背面斜視図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解斜視図
【図９】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す側面図
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解側面図
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解正面図
【図１２】本発明の第１の実施形態の変形例に係る電源装置の側面断面図
【図１３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る正弦波アダプタとインバータ装置とアダプタとを装着した状態を示す正面斜視図
【図１４】本発明の第１の実施形態の変形例に係る正弦波アダプタとインバータ装置とアダプタとを装着した状態を示す背面斜視図
【図１５】本発明の第１の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの使用形態を例示する図。
【図１６】図１の各装置における電圧波形の変化を説明する図。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による正弦波アダプタのブロック図。
【図１８（ａ）】本発明の第１の実施の形態による正弦波アダプタの回路図。
【図１８（ｂ）】突入電流防止回路を備えていない場合の突入電流について説明する図。
【図１８（ｃ）】突入電流防止回路を備えている場合の突入電流について説明する図。
【図１９】本発明の第１の実施の形態による表示部の表示例を示す図。
【図２０】本発明の第１の実施の形態による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートに関するフローチャート。
【図２１】本発明の第１の実施の形態によるソフトスタートの説明図。
【図２２（ａ）】本発明の第２の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの回路図。
【図２２（ｂ）】本発明の第２の実施の形態によるバイパス回路の制御に関するフローチャート。
【図２３】本発明の第２の実施の形態による波形判別回路における波形の変化を説明する図。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの回路図
【図２５】本発明の第４の実施の形態による過電流制御に関するフローチャート。
【図２６】変形例による正弦波アダプタの回路図。
【図２７】変形例による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートに関するフローチャート。
【図２８】本発明の第５の実施形態に係る正弦波アダプタの図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態に係る波形変換器たる正弦波アダプタ１の構成について、添付の図面に基づき説明する。
【００４６】
図１乃至図４に示すように、正弦波アダプタ１は、正弦波アダプタ１の外殻を構成する筐体１０と、筐体１０から突出した係合部１１と、正弦波アダプタ１の設定状態を表示する表示部１２と、正弦波アダプタ１の出力周波数を設定する設定部１３と、出力ケーブル１４と、外部からの入力を受ける入力部１５と、冷却ファン１６と、回路基板１７と、を備えている。
【００４７】
以下の説明において、表示部１２が設けられている方向を前、逆を後と定義する。また、排気口１０ｂが設けられている方向を右、逆を左と定義する。
【００４８】
筐体１０には、外気を取込むための吸気口１０ａ及び取込んだ外気を排出するための排気口１０ｂが形成されている。正弦波アダプタ１は、後述するインバータ装置２から入力された電圧（例えば矩形波の交流１００Ｖ電圧）を正弦波の交流１００Ｖとして出力する装置である。図１及び図２に示すように、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂは上下方向に長い略矩形状に前後方向に複数並んで形成される。吸気口１０ａ及び排気口１０ｂの開口面積は略同一である。図３に示すように、正弦波アダプタ１の底面には、吸気口１０ａから侵入した水が内部に侵入することを防止するための隔壁１０Ａが、筐体１０の側面と左右方向に所定距離離間して筐体１０の底面から上方に向けて立設している。すなわち吸気口１０ａ側と排気口１０ｂ側にそれぞれ立設している。正弦波アダプタ１の底面であって筐体１０の側面と隔壁１０Ａとの間には、吸気口１０ａから侵入した水を外部に排出するための排水口１０ｃが形成されている。筐体１０と隔壁１０Ａとの間には、吸気口１０ａから侵入した水を一時的に貯める排水空間１０ｄが規定されている。隔壁１０Ａは、図４に示すように、回路基板１７の周囲を取囲むように設けられており、回路基板１７を位置決めする役割も果たす。排気口１０ｂも図３と同様の構造となっている。筐体１０は本発明のハウジング（アダプタハウジング）に相当し、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂは本発明の貫通孔に相当し、排水口１０ｃは本発明の排水用貫通孔に相当し、隔壁１０Ａが本発明の遮蔽壁に相当する。
【００４９】
係合部１１は、筐体１０の上面に設けられており、図５に示すインバータ装置２の着脱ボタン２３の端部にもうけられた被係合部と係合可能である。インバータ装置２の詳細な構成は後述する。係合部１１は、筐体１０の上面の左右方向両端にそれぞれ設けられている。これにより、２箇所で正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定するため、両者を確実に固定することができる。また、係合部１１は上面の端部に設けられているため、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２の一方に大きな力が加わったとしても互いにずれることが抑制される。係合部１１は、本発明のインバータ装置固定部に相当する。
【００５０】
表示部１２は、前方に向けて斜め下方に傾斜しており、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を固定した状態でも前方から見やすいように構成されている。表示部１２には、２つのＬＥＤランプが設けられていて、設定部１３により正弦波アダプタ１の出力周波数が５０Ｈｚに設定されている時は一方のＬＥＤランプが点灯し、設定部１３により出力周波数が６０Ｈｚに設定されている時は他方のＬＥＤランプが点灯する。
【００５１】
設定部１３も、表示部１２と同様に前方に向けて斜め下方に傾斜しており、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を固定した状態でも前方から見やすいように構成さている。設定部１３は、押ボタンスイッチとなっていて、設定部１３を押すことにより、正弦波アダプタ１の出力周波数を切替えることができる。
【００５２】
出力ケーブル１４は、筐体１０の後面から外方に延出していて、その先端には差込プラグ１４Ａが設けられている。差込プラグ１４Ａから、正弦波の交流１００Ｖ電圧が出力される。
【００５３】
入力部１５は、出力ケーブル１４と隣接するように筐体１０の後面に設けられている。入力部１５には、インバータ装置２からの出力が入力される。出力ケーブル１４及び入力部１５は、本発明のアダプタ入出力端子に相当する。
【００５４】
冷却ファン１６は、図４に示すように、正弦波アダプタ１の右側面の排気口１０ｂ近傍に固定されており、吸気口１０ａから外気を吸入して排気口１０ｂから排出することにより正弦波アダプタ１内部を冷却する。冷却ファン１６は、正弦波アダプタ１作動時は常に起動している。なお、回路基板１７等の温度に応じて冷却ファン１６を駆動するようにしてもよい。
【００５５】
回路基板１７は、正弦波アダプタ１内に配置されていて、複数のコンデンサ等の電子部品が備えられている。回路基板１７は、その外周面がウレタン１７Ａによって覆われている。具体的には、回路基板１７を隔壁１０Ａ及び筐体１０の側面で囲まれた領域に配置し、そこにウレタン１７Ａを流し込む。流し込んだウレタン１７Ａを硬化させることにより回路基板１７及び回路基板１７上の電子部品がウレタン１７Ａに覆われる。図４における斜線部が、ウレタン１７Ａ充填領域となる。これにより、回路基板１７が筐体１０に固定されると同時に、回路基板１７の防水、防振、防塵が可能となる。
【００５６】
本実施形態の正弦波アダプタ１は、インバータ装置２と着脱可能である。インバータ装置２は、蓄電池としての電動工具用の電池パック５（例えばリチウム電池で１４．４Ｖ、３，０Ａ）を装着可能である。インバータ装置２は、図５に示すように、インバータ装置２の外殻を構成するハウジング２０と、インバータ装置２の状態を表示する表示パネル２１と、出力ケーブル２２と、着脱ボタン２３と、電池パック５を収容する収容部２４と、外部からの入力を受ける電力入力部２５と、電力入力部２５に着脱可能に設けられた電源ケーブル２６と、バンド係止部２７と、を有している。インバータ装置２は、電池パック５からの直流１４，４Ｖの電圧を矩形波の交流１００Ｖに変換して出力ケーブル２２から出力する。インバータ装置２は、電源ケーブル２６を商用電源に接続することにより商用電源からの入力により電池パック５を充電することもできる。また、出力ケーブル２２から電池パック５の直流出力を得ることもできる。更に、商用電源から直接出力ケーブル２２に交流電圧を出力することもできる。
【００５７】
表示パネル２１にはＬＥＤランプが設けられていて、ＬＥＤランプの点灯あるいは点滅の状態によって、作業者は電池パック５を充電しているか、出力ケーブル２２から出力を得ているのか、電源装置１に異常が発生しているか、などを判断することができる。出力ケーブル２２は、ハウジング２０の後面から外方に延出している。着脱ボタン２３は、左右方向両端に設けられており、左右の着脱ボタン２３を同時に押すことで、インバータ装置５の正弦波アダプタ１への着脱ができる。着脱ボタン２３の端部であってハウジング２０の底面には、係合部１１と係合可能な被係合部が設けられている。被係合部は、本発明の係合部に相当する。
【００５８】
収容部２４は、電池パック５以外にも、電池パック５と略同形状であって後述する電源３（鉛蓄電池）と接続されたアダプタ４（図１２乃至図１４）を装着することもできる。アダプタ４は、ケーブル４Ａを介して鉛蓄電池３と接続している。容量（１２Ｖ、３８Ａｈ）の大きな鉛蓄電池３を使用することにより、電池パック５よりも長い時間電源として使用することができる。詳細な構成については、後述する。
【００５９】
電力入力部２５及び電源ケーブル２６は、インバータ装置２の後面から外方に延出している。出力ケーブル２２及び電力入力部２５は、本発明のインバータ入出力端子に相当する。
【００６０】
バンド係止部２７は、インバータ装置２の前部の左右方向両端に設けられており、図示せぬ肩掛けバンドを係止することができる。バンド係止部２７は、出力ケーブル２２及び電力入力部２５と反対の側面に設けられており、作業者が図示せぬバンドを肩に掛けた状態で鉛直方向下側から出力ケーブル２２が延びている。従って、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とを接続し、電動工具用電池パック５を電源として使用することで携帯性が向上する。また、バンド係止部２７と各入出力部が異なる面に設けられているので互いに邪魔になることがない。なお、正弦波アダプタ１にバンド係止部２７を設けてもよい。
【００６１】
図６乃至図１１に示すように、係合部１１とインバータ装置２の被係合部とが係合することにより、インバータ装置２の底面が正弦波アダプタ１の上面と対向するように固定される。電池パック５を収容部２４に装着した状態で出力ケーブル２２を入力部１５に差込むことで、出力ケーブル１４から正弦波の交流１００Ｖ電圧を得ることができる。インバータ装置２の底面と正弦波アダプタ１の上面との面積は略同一であり、両者の前後方向及び左右方向の長さも略同一であるため、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に一体的に固定することができる。
【００６２】
図７に示すように、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定した状態で、出力ケーブル１４、入力部１５、出力ケーブル２２、電力入力部２５（以下、入出力部という）が一箇所に集約されるように配置している。より詳細には、正弦波アダプタ１の入力部１５とインバータ装置２の出力ケーブル２２とを同一方向の面上に配置するとともに、電力入力部２５の直下に入力部１５が位置し出力ケーブル２２（ハウジング２０との接続部）の直下に出力ケーブル１４が位置するように配置している。これにより、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２のケーブルの這いまわしを最小限に抑えている。
【００６３】
正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定した状態で、バンド係止部２７の反対側の側面に入出力部が位置している。また、後述のアダプタ４のケーブル４Ａも入出力部の近傍に位置している。これにより、作業者がバンド係止部２７に係止された図示せぬバンドを肩に掛けた状態で鉛直方向下側からケーブル類が延びている。従って、入出力部が作業者の邪魔にならない。
【００６４】
このような構成により、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とをコンパクトにまとめた状態として使用、運搬することができる。また、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とは係合部１１と被係合部とが係合することにより固定されるため不意に一方が他方から外れることを防止できる。
【００６５】
インバータ装置１は、筐体１０の底面がハウジング２０の上面に対向するとともに、ハウジング２０の側面が筐体１０の側面に対応するように筐体１０の４つの側面がハウジング２０の４つの側面に対応した位置関係で、係合部１１に固定されるため、出力ケーブル１４、入力部１５、出力ケーブル２２、電力入力部２５を近接配置させることができ、これらに接続されるケーブルとして短いものを用いることができる。また、ケーブルの這いまわしをコンパクトに行うことができる。
【００６６】
筐体１０には、筐体１０の内部と外部とを連通する吸気口１０ａ及び排気口１０ｂが形成され、筐体１０内であって吸気口１０ａ及び排気口１０ｂに対向する部分には隔壁１０Ａが設けられ、隔壁１０Ａと吸気口１０ａ及び排気口１０ｂが形成された筐体１０の部分との間は排水空間１０ｄをなし排水空間１０ｄの下部は底面によって画成され、排水空間１０ｄの下部を画成する底面の部分には、筐体１０の内部と外部とを連通する排水口１０ｃが形成されているため、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂから流入した雨水等の水が隔壁１０Ａよりも筐体１０内方へ浸入することを防止することができ、且つ、排水空間１０ｄに流入した水を筐体１０から外方へ排出することができる。
【００６７】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板１７を有し、回路基板１７全体はウレタン１７Ａにより被覆されているため、筐体１０内に雨水等の水や塵が流入した場合であっても回路基板１７に直接当該水や塵が接触することを防止することができる。
【００６８】
次に実施形態の変形例を図１２乃至図１４を用いて説明する。変形例では、電動工具用電池パック５に代えて自動車用の鉛蓄電池を直流電源（駆動源）として使用する。
【００６９】
正弦波アダプタ１は、電源装置１０１内に収容可能となっている。電源装置１０１は、外枠を構成する本体部１０２と、本体部１０２内の内部空間１０２ａを開閉する蓋体となる上蓋１０３とから主に構成されている。本体部１０２の内部空間１０２ａには、電動工具用電池パック５に代えて電源として使用する自動車用の鉛蓄電池３（１２Ｖ）と、鉛蓄電池３が収容される部屋と正弦波アダプタ１が収容される部屋とを区画する中蓋１０５とが収容されている。
【００７０】
本体部１０２には、鉛蓄電池３の上方で内部空間１０２ａに突出した突出部１０２Ａと、本体部１０２に回転可能に支持された車輪１０２Ｂとが設けられている。本体部１０２の上方は開口しており、上蓋１０３によりその開口が開閉可能になっている。鉛蓄電池３はバッテリシャフト３Ａによって内部空間１０２ａに固定されている。中蓋１０５は、本体部１０２の突出部１０２Ａに載置されている。中蓋１０５の上面には正弦波アダプタ１が載置されている。
【００７１】
インバータ装置２は上蓋１０３に載置され、上蓋１０３には正弦波アダプタ１のインバータ係止部１１と同様の係止部が設けられており、インバータ装置２の着脱ボタン２３と係合することで、インバータ装置２を上蓋１０３に固定することができる。インバータ装置２は電動工具用電池パック５と同形状の接続部（収納部２４に接続される端子やレール部分）を有するアダプタ４を介して鉛蓄電池３からの直流電圧が供給される。アダプタ４と鉛蓄電池３は、アダプタ４から延出するケーブル４Ａを介して接続されている。
【００７２】
アダプタ４のケーブル４Ａ、正弦波アダプタ１やインバータ装置２のケーブルは中蓋１０５や上蓋１０３に設けられた図示しない溝部を介して本体部１０２の外部に露出している。図１２に示す状態において、インバータ装置２には、アダプタ４及びケーブル４Ａを介して鉛蓄電池３から直流電圧が供給される。インバータ装置２は鉛蓄電池３からの直流電圧１２Ｖを昇圧、波形変換して矩形波の交流電圧を出力ケーブル２２から出力する。正弦波アダプタ１の入力部１５から入力された矩形波の交流電圧は、正弦波アダプタ１で正弦波の交流電圧に変換され、出力ケーブル１４から出力される。
【００７３】
また、上述した電動工具用電池パック５使用時と同様に、正弦波アダプタ１とインバータ装置２を接続した状態で使用することも可能である。上蓋１０３を開状態とし、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を取り付けると図１３及び図１４の状態とすることができる。また、正弦波アダプタ１にインバータ装置２の着脱ボタン２３と同様の機構を設ければ、図１３の状態で上蓋１０３に固定することができる。
【００７４】
変形例によれば、正弦波アダプタ１やインバータ装置２の携帯性は電動工具用電池パック５使用時に比べて劣るが、容量の大きい鉛蓄電池３を使用することができるため長時間の使用が可能となる。また、本体部１０２には車輪１０２Ｂが設けられているため、電源装置１０１の移動を容易にすることができ使用用途が広がる。
【００７５】
また、図１４に示すように、入出力部（入力部１５等）は筐体１０及びハウジング２０の後面の左右一方側に設けられており、収納部２４は左右他方側に設けられているため、アダプタ４のケーブル４Ａと入出力部が干渉することがない。従って、入出力部がアダプタ４の着脱動作等の邪魔になることがない。
【００７６】
次に、図１５乃至図２２を用いて、本発明の第１の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタ１の電気的な構成について説明する。
【００７７】
図１５は、本実施の形態による正弦波アダプタ１の使用形態を例示したものであり、図１６は、各装置における電圧波形の変化を説明する図である。
【００７８】
図１５に示すように、正弦波アダプタ１は、入力端子Ａを介してインバータ装置２に接続可能である。まず、インバータ装置２には、アダプタ４を介して鉛蓄電池３から直流電圧が供給される（図１５（ａ）、図１６（ａ））。鉛蓄電池３は、上述の電動工具用の電池パック５であってもよい。なお、鉛蓄電池３は充放電状態や寿命等に応じてその電圧が変動する。
インバータ装置２は、当該直流電圧を昇圧回路で約１４１Ｖの直流電圧に昇圧した上で（図１５（ｂ）、図１６（ｂ））、インバータ回路によって矩形波電圧（実効値でＡＣ１００Ｖ）に変換して出力する（図１５（ｃ）、図１６（ｃ））。
正弦波アダプタ１は、まず、入力端子Ａに入力された当該矩形波電圧を整流回路で直流電圧に整流し（図１５（ｄ）、図１６（ｄ））、昇圧回路で当該直流電圧を約１４１Ｖに変圧する（図１５（ｅ）、図１６（ｅ））。なお、整流回路の出力はインバータ装置２の出力により変動し、負荷が大きい場合には出力が小さくなる。そして、正弦波アダプタ１は、変圧された直流電圧をインバータ回路でパルス波電圧に変換した後（図１５（ｆ）、図１６（ｆ））、当該パルス波電圧を整形回路で正弦波電圧に変換する（図１５（ｇ）、図１６（ｇ））。なお、インバータ回路はスイッチング周波数２０ｋＨｚでスイッチングしている。当該正弦波電圧は、出力端子Ｂを介して精密機器等に出力可能である。ここで、鉛蓄電池３、インバータ装置２、正弦波アダプタ１により電源装置を構成する。
【００７９】
次に、正弦波アダプタ１の回路構成について説明する。図１７は、正弦波アダプタ１のブロック図であり、図１８（ａ）は、正弦波アダプタ１の回路図である。
【００８０】
図１７及び図１８（ａ）に示すように、正弦波アダプタ１は、整流回路１１１と、第１平滑コンデンサ１１２と、突入電流防止回路１１３と、電圧検出回路（電圧検出部）１１４と、補助電源１１５と、昇圧回路１１６と、第２平滑コンデンサ１１７と、インバータ回路１１８と、電流検出抵抗１１９と、ドライバＩＣ１２０と、マイコン１２１と、周波数切替回路１２２と、ファン機構１２４と、を備えている。マイコン１２１は、本発明の制御部に相当する。
【００８１】
整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２は、インバータ装置２から入力された矩形波電圧を整流・平滑し、図１６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、インバータ装置２から入力された電圧の最大値に相当する直流電圧を出力する。
【００８２】
突入電流防止回路１１３は、電源投入時に正弦波アダプタ１内に大きな突入電流が流れることを防止するためのものであり、主に、ＦＥＴ１３１と、突入電流防止用抵抗１３２と、分圧抵抗１３３及び１３４と、を備えている。突入電流防止用抵抗１３２は、第１平滑コンデンサ１１２に大電流が流れない程度の抵抗値を有している。
【００８３】
ここで、突入電流防止回路１１３を備えていない状態で最大電圧１４１Ｖの矩形波が正弦波アダプタ１に入力された場合を考える。この場合、例えば、パターン上のインピーダンスを１Ωとして計算すると、図１８（ｂ）に示すように、第１平滑コンデンサ１１２の存在により正弦波アダプタ１内には最大で１４１Ａもの突入電流が流れることとなるため、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子を破損させる虞がある。
【００８４】
しかしながら、本実施の形態では、第１平滑コンデンサ１１２と直列に突入電流防止用抵抗１３２が接続されており、また、突入電流防止用抵抗１３２にはＦＥＴ１３１が並列に接続されている。ＦＥＴ１３１は、インバータ装置２の電源投入後（正弦波アダプタ１の動作開始後）、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧の分圧抵抗１３３及び１３４による分圧がＦＥＴ１３１のゲート電圧まで上昇するまでオフしているため、ＦＥＴ１３１がオフしている間は、電流は第１平滑コンデンサ１１２から突入電流防止用抵抗１３２に流れることとなる。従って、この場合には、例えば、突入電流防止用抵抗１３２の抵抗値を１００Ωとして計算すると、図１８（ｃ）に示すように、正弦波アダプタ１内に流れる突入電流は１．４Ａ程度となるため、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損を抑制することができる。
【００８５】
一方、大きな突入電流が収まった後にも突入電流防止用抵抗１３２に電流を流し続けていては電力を浪費してしまうこととなる。そこで、本実施の形態では、大きな突入電流が収まった頃、すなわち、正弦波アダプタ１に入力される電圧がある程度上昇した頃にＦＥＴ１３１がオンするように分圧抵抗１３３及び１３４の抵抗値が設定されている。このような構成により、ＦＥＴ１３１がオンした後は、電流は、第１平滑コンデンサ１１２からＦＥＴ１３１に流れ、突入電流防止用抵抗１３２には流れなくなる。なお、ＦＥＴ１３１のオン抵抗は突入電流防止用抵抗１３２の抵抗値に対して極めて小さいためＦＥＴ１３１による電力の浪費はほとんど生じない。
【００８６】
また、インバータ装置２は、大きな電流が流れた場合に動作を停止する過電流防止機能を備えているため、正弦波アダプタ１側で大きな突入電流が発生した場合にも動作を停止してしまうこととなる。しかしながら、本実施の形態では、正弦波アダプタ１が突入電流防止回路１１３を備えているので、正弦波アダプタ１側で発生した突入電流によりインバータ装置２が動作を停止してしまうことが防止されている。
【００８７】
電圧検出回路１１４は、直列に接続された電圧検出抵抗１４１及び１４２を備えており、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧すなわち第１平滑コンデンサ１１２の充電電圧の電圧検出抵抗１４１及び１４２による分圧電圧をマイコン１２１に出力する。
【００８８】
補助電源１１５は、三端子レギュレータ１５１と、発振防止用コンデンサ１５２及び１５３と、を備えており、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧を所定の直流電圧（例えば５Ｖ）に変換し、マイコン１２１等に駆動電圧として供給する。
【００８９】
昇圧回路１１６は、コイル１６１と、ＦＥＴ１６２と、スイッチングＩＣ１６３と、整流ダイオード１６４と、電圧検出抵抗１６５及び１６６と、を備えている。
【００９０】
コイル１６１に蓄えられた電圧は、スイッチングＩＣ１６３がＦＥＴ１６２をオン・オフさせることにより、パルス状に出力される。当該パルス状の電圧は、整流ダイオード１６４及び第２平滑コンデンサ１１７により整流・平滑されて直流電圧として出力される。本実施の形態では、図１６（ｅ）に示すように、昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７からは１４１Ｖの直流電圧が出力される。電圧検出抵抗１６５及び１６６は第２平滑コンデンサ１１７の電圧を監視してスイッチングＩＣ１６３にフィードバックする。スイッチングＩＣ１６３は、第２平滑コンデンサ１１７の電圧が１４１ＶになるようにＦＥＴ１６２をオン・オフさせる。
【００９１】
インバータ回路１１８は、インバータ部１８１と、フィルタ部（整形回路）１８２と、を備えている。
【００９２】
インバータ部１８１は、４つのＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄを備えている。ＦＥＴ１８１ａのドレインは、整流ダイオード１６４のカソードと接続され、ＦＥＴ１８１ａのソースは、ＦＥＴ１８１ｂのドレインに接続されている。また、ＦＥＴ１８１ｃのドレインは、整流ダイオード１６４のカソードと接続され、ＦＥＴ１８１ｃのソースは、ＦＥＴ１８１ｄのドレインに接続されている。ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのゲートには、ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄをオン・オフさせるための第２のＰＷＭ信号がドライバＩＣ１２０により入力され、ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのオン・オフにより、昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７から出力された直流電圧はパルス波電圧に変換される（図１６（ｆ））。
【００９３】
フィルタ部１８２は、コイル１８２ａ及び１８２ｂと、コンデンサ１８２ｃと、を備えており、コイル１８２ａにはＦＥＴ１８１ａのソース及びＦＥＴ１８１ｂのドレインが接続され、コイル１８２ｂにはＦＥＴ１８１ｃのソース及びＦＥＴ１８１ｄのドレインが接続されている。インバータ部１８１（ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄ）から出力されたパルス波電圧は、フィルタ部１８２を介して正弦波電圧に変換（整形）される（図１６（ｇ））。
【００９４】
電流検出抵抗１１９は、ＦＥＴ１８１ｂのソース及びＦＥＴ１８１ｄのソースと、ＧＮＤとの間に接続されており、電流検出抵抗１１９の高電圧側の端子はマイコン１２１と接続されている。このような構成により、電流検出抵抗１１９は、インバータ回路１１８（正弦波アダプタ１）に流れる電流を検出し、電圧としてマイコン１２１に出力する。
【００９５】
マイコン１２１は、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、スイッチングＩＣ１６３のオン・オフ制御を行う。所定の直流電圧（本実施の形態では、１４１Ｖ）が昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７から出力されるように、すなわち第２平滑コンデンサ１１７の昇圧電圧が１４１ＶになるようにスイッチングＩＣ１６３がＦＥＴ１６２をＰＷＭ制御する。
【００９６】
また、マイコン１２１は、実効値１００Ｖのパルス波電圧がインバータ回路１１８から出力されるような第２のＰＷＭ信号をドライバＩＣ１２０を介してＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのゲートに出力する。本実施の形態では、マイコン１２１は、通常時には、ＦＥＴ１８１ａとＦＥＴ１８１ｄ（以降、第１のセット）と、ＦＥＴ１８１ｂとＦＥＴ１８１ｃ（以降、第２のセット）とを、それぞれ１セットとして、第１のセットと第２のセットをデューティ比１００％で交互にオン・オフさせるような第２のＰＷＭ信号を出力する。なお、各ＦＥＴを２０ｋＨｚのスイッチング周波数でオン・オフさせるような第２のＰＷＭ信号を出力する。このとき後述する周波数切替回路１２２によって設定された出力周波数（図１６（ｆ）では５０Ｈｚ）で出力する。
【００９７】
更に、本実施の形態によるマイコン１２１は、正弦波アダプタ１の動作開始時に、入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートを行う。
【００９８】
入力電圧監視では、インバータ装置２から入力された矩形波電圧の最大値が第１範囲（入力許容範囲、本実施の形態では、９９Ｖ以上１６９Ｖ以下）から外れている場合に、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８の動作を停止させる。これにより、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制される。（図２０のＳ６及びＳ７を点線で囲み“入力電圧監視”としてください（昇圧要否判別と同様にしてください））
【００９９】
昇圧要否判別では、マイコン１２１は、矩形波電圧の最大値が第２範囲（昇圧禁止範囲、本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれている場合に、昇圧回路１１６の動作を停止させる。これにより、無駄に昇圧回路１１６を動作させて電力が浪費することが防止される。
【０１００】
ソフトスタートでは、インバータ回路１１８の動作を開始させた直後から所定時間（本実施の形態では、１００μｓ）に亘ってインバータ回路１１８に流れる電流が所定値（本実施の形態では、１０Ａ）より大きかった場合に、第２のＰＷＭ信号のデューティを５０％に下げ、その後、２．５ｓかけてデューティを１００％に戻す。これにより、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２内に大電流が流れることが抑制される。
【０１０１】
周波数切替回路１２２は、スイッチ２２１と、ＥＥＰＲＯＭ２２２と、を備えている。周波数切替回路１２２は、本発明の周波数設定部に相当する。
【０１０２】
ユーザは、設定部１３に設けられたスイッチ２２１を所定時間（例えば、３秒間）押下することにより、正弦波アダプタ１から出力される正弦波電圧の周波数を５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で切り替えることができる。詳細には、スイッチ２２１が押下されると周波数切替回路１２２からマイコン１２１にＨＩＧＨレベルの周波数切替信号が入力されるので、マイコン１２１は、正弦波アダプタ１から出力される正弦波電圧の周波数を切り替えるために、周波数切替信号に応じて第２のＰＷＭ信号を変化させる。
【０１０３】
ＥＥＰＲＯＭ２２２は、マイコン１２１の動作停止時、すなわち、インバータ装置２からの電力の供給が停止された時の周波数を記憶しており、マイコン１２１は、次回の動作開始時に、ＥＥＰＲＯＭ２２２に記憶された周波数に応じた第２のＰＷＭ信号を出力する。
【０１０４】
表示部１２は、トランジスタ２３１と、ＬＥＤ２３２と、を備えており、マイコン１２１がＬＯＷ信号を出力することでトランジスタ２３１がオンしＬＥＤ２３２が点灯又は点滅する。
図１８には図示していないが、実際には、トランジスタ２３１は、５０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと、５０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと、６０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと、６０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと、を備えており、ＬＥＤ２３２は、５０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと接続された５０Ｈｚ緑ＬＥＤと、５０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと接続された５０Ｈｚ赤ＬＥＤと、６０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと接続された６０Ｈｚ緑ＬＥＤと、６０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと接続された６０Ｈｚ赤ＬＥＤと、を備えており、マイコン１２１は、正弦波アダプタ１の状態に応じたＬＥＤを点灯させるような信号を表示部１２に出力する。
【０１０５】
詳細には、図１９に示すように、周波数切替回路１２２で周波数が５０Ｈｚに設定されている場合には、５０Ｈｚ緑ＬＥＤを点灯させ、６０Ｈｚに設定されている場合には、６０Ｈｚ緑ＬＥＤを点灯させる。
【０１０６】
また、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が４Ａ以上の場合、設定されている周波数の赤ＬＥＤを点灯させ、５Ａ以上の場合、設定されている周波数の赤ＬＥＤを点滅させる。
【０１０７】
また、図示していないが、ＦＥＴ１６２には、温度検出手段（例えば、サーミスタ）が近接して配置されており、サーミスタにより検出された温度が１００度以上であった場合、設定されている周波数の緑ＬＥＤを点滅させる。
【０１０８】
更に、周波数切替回路１２２において周波数が切り替えられた時、設定されている周波数の緑及び赤ＬＥＤを０．５秒周期で３秒間点滅させ、続いて、０．２秒周期で２秒間点滅させた後、緑ＬＥＤのみを点灯させる。なお、緑ＬＥＤと赤ＬＥＤの両方が点灯している場合には、橙色に点灯することとなる。
【０１０９】
ファン機構１２４は、主に、冷却ファン１６と、トランジスタ２４２と、を備えており、マイコン１２１は、駆動電力が供給されるとトランジスタ２４２にオン信号（ＨＩＧＨ信号）を出力することにより、冷却ファン１６を動作させる。
【０１１０】
ここで、図２０のフローチャートを用いて、マイコン１２１による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートについて説明する。
【０１１１】
図２０のフローチャートは、正弦波アダプタ１が装着されたインバータ装置２の電源がオンされ、補助電源１１５からマイコン１２１に駆動電力が供給された時にスタートする。
【０１１２】
駆動電力が供給されると、まず、マイコン１２１は、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、インバータ装置２から１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。
【０１１３】
１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、昇圧回路１１６、冷却ファン１６、及び、インバータ回路１１８を動作させないことにより（Ｓ２−Ｓ４）、正弦波アダプタ１から正弦波を出力させないようにする（Ｓ５）。これにより、低い電圧が正弦波アダプタ１に入力されて正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制される。
【０１１４】
一方、１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていた場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、入力電圧が９９Ｖ以上１６９Ｖ以下の第１範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ６、Ｓ７）。
【０１１５】
入力電圧が第１範囲に入っていなかった場合には（Ｓ６又はＳ７：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６、冷却ファン１６、及び、インバータ回路１１８を動作させないことにより（Ｓ２−Ｓ４）、正弦波アダプタ１から正弦波を出力させないようにする（Ｓ５）。
【０１１６】
一方、入力電圧が第１範囲に入っていた場合には（Ｓ６及びＳ７：ＮＯ）、入力電圧が１２７Ｖより大きく１４１Ｖより小さい第２範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ８、Ｓ９）。
【０１１７】
入力電圧が第２範囲に入っていなかった場合には（Ｓ８又はＳ９：ＮＯ）、昇圧回路１１６を動作させた後（Ｓ１０）、冷却ファン１６を動作させる（Ｓ１１）。
【０１１８】
一方、入力電圧が第２範囲に入っていた場合には（Ｓ８及びＳ９：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６を動作させることなく、冷却ファン１６を動作させる（Ｓ１１）。この場合、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧がそのままインバータ回路１１８に入力されることとなる。なお、入力電圧が第２範囲に入った時間が所定時間（例えば０．５秒）以上継続した場合に第２範囲内と判断する。これは、入力電圧が過度的に増減する場合を考慮し、確実に実効値１００Ｖの正弦波電圧が出力できるようにするためである。
【０１１９】
続いて、インバータ回路１１８の動作を開始させた後（Ｓ１２）、電流検出抵抗１１９により検出された電流値に基づき、１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れたか否かを判断する（Ｓ１３）。
【０１２０】
１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れていた場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ソフトスタートを行う。すなわち、一旦、第２のＰＷＭ信号のデューティを５０％に下げた後（Ｓ１４）、図２１に示すように、２．５ｓ経過かけてデューティを１００％に戻す（Ｓ１５、Ｓ１６）。
【０１２１】
一方、１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れていなかった場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、そのまま、デューティ１００％で正弦波電圧を出力する（Ｓ１７）。
【０１２２】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ１では、入力された電圧の最大値が第２範囲（本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれている場合には昇圧回路１１６の動作を停止させるので、無駄に昇圧回路１１６を動作させて電力が浪費することが防止されている。
【０１２３】
一方で、入力された電圧の最大値が第２範囲（本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれていない場合には昇圧回路１１６を動作させるので、鉛蓄電池３の電圧が低下した等の理由により、インバータ装置２から１４１Ｖとは異なる最大値を有する矩形波電圧が出力された場合であっても、正弦波アダプタ１から実効値１００Ｖの正弦波電圧を出力することができ、これにより、正弦波アダプタ１に接続された精密機器等に故障が生じることが抑制されている。
【０１２４】
また、入力された電圧の最大値が第１範囲（本実施の形態では、９９Ｖ以上１６９Ｖ以下）から外れている場合には昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８の動作を停止させるので、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制されている。
【０１２５】
また、本実施の形態による正弦波アダプタ１は、周波数切替回路１２２を備えているので、例えば、商用電源の周波数が異なる関東と関西の両方で使用することができる。
【０１２６】
続いて、図２２及び図２３を用いて、本発明の第２の実施の形態による正弦波アダプタ２００について説明する。
【０１２７】
本実施の形態による正弦波アダプタ２００は、入力された波形が正弦波であった場合には、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を動作させずにそのまま出力することを特徴としており、図２２（ａ）に示すように、波形判別回路１２５と、バイパス回路１２６と、を備えている。波形判別回路１２５は、本発明の波形判別部に相当する。
【０１２８】
波形判別回路１２５は、主に、整流ダイオード２５１と、分圧抵抗２５２及び２５３と、トランジスタ２５４と、を備えている。
【０１２９】
正弦波アダプタ２００には、図２３（ａ）に示す正弦波電圧及び矩形波電圧のいずれかが入力されるものとして説明すると、入力された電圧は、整流ダイオード２５１によって整流され、整流電圧の分圧抵抗２５２及び２５３による分圧がトランジスタ２５４のベースに入力される（図２３（ｂ））。ベースに入力された分圧がトランジスタ２５４のオン電圧（図２３（ｃ）の点線）を超えている間、トランジスタ２５４はオンする。その結果、マイコン１２１には、トランジスタ２５４がオンしている間はＬＯＷレベル信号、オフしている間はＨＩＧＨレベルの判別信号が入力される（図２３（ｄ））。正弦波電圧と矩形波電圧とでは、Ｔ１（ＨＩＧＨ信号時間）と、Ｔ２（ＨＩＧＨ信号時間＋ＬＯＷ信号時間）とが異なるので、マイコン１２１は、Ｔ１とＴ２とに基づき、正弦波アダプタ２００に入力された電圧が正弦波であるか矩形波であるかを判別する。
【０１３０】
詳細には、マイコン１２１は、Ｔ１がＴ２の約半分である場合に正弦波アダプタ２００に入力された電圧が矩形波であると判別し、Ｔ１がＴ２と比べて十分に小さい場合には、正弦波アダプタ２００に入力された電圧が正弦波であると判別する。
【０１３１】
バイパス回路１２６は、リレー回路２６１と、トランジスタ２６２と、を備えている。
【０１３２】
リレー回路２６１は、主に、正弦波アダプタ２００の入力端子Ａと出力端子Ｂとの間に接続されたリレー２６１ａと、リレー２６１ａに近接して配置されたコイル２６１ｂと、を備えている。コイル２６１ｂの一端は電源と接続されており、他端は、トランジスタ２６２のコレクタと接続されている。
【０１３３】
マイコン１２１は、波形判別回路１２５からの判別信号に基づき、正弦波電圧が入力されていると判断した場合、トランジスタ２６２のベースにオン信号（ＨＩＧＨ信号）を出力する。これにより、トランジスタ２６２がオンしてコイル２６２ｂに流れることにより、リレー２６１ａが閉じ、入力端子Ａに入力された正弦波電圧が昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を介さずに出力端子Ｂから出力されることとなる。
この動作を図２２（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。駆動電力が供給されると、図２２（ｂ）に示すように、波形判別回路１２５及びマイコン１２１によって入力端子Ａに入力された電圧が正弦波か矩形波かを判断する（Ｓ５０）。矩形波の場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、図示しない周波数切替回路（図１８（ａ）の周波数切替回路１２２）によって設定されている周波数を判断し（Ｓ５１）、設定周波数に応じてインバータ回路１１８の出力を設定する（Ｓ５２、Ｓ５３）。その後、バイパス回路１２６をオフし（Ｓ５４）、バイパス回路１２６が確実にオフするまでの所定時間（例えば５秒）経過したら（Ｓ５５）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を駆動させる（Ｓ５６）。
一方、入力電圧が正弦波の場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、図２２（ｂ）に示す時間Ｔ２から周波数を判別する（Ｓ５７）。周波数が５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚではない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、例えば 入力された電圧の周波数は、１／Ｔ２の式により求められるので、算出された周波数が例えば５５Ｈｚだった場合には矩形波であると再判断してＳ５１以降の処理を行う。周波数が５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を停止させ（Ｓ５８）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８が確実に停止するまでの所定時間（例えば５秒）経過したら（Ｓ５９）、バイパス回路１２６をオンさせる（Ｓ６０）。
【０１３４】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ２００では、正弦波の電圧が入力されている場合には、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を動作させずにそのまま出力するので、電力の浪費が抑制されている。なお、本実施の形態では正弦波電圧と矩形波電圧の判別としたが、それらに加えて直流電圧の判別を行うようにしてもよい。直流電圧の場合には矩形波電圧のフローと同様に動作すればよい。すなわち、正弦波アダプタ２００は、入力電圧が矩形波電圧、直流電圧等、いかなる電圧波形であっても、常に正弦波が出力されるように構成されている。
【０１３５】
続いて、図２４を用いて、本発明の第３の実施の形態による正弦波アダプタ３００について説明する。
【０１３６】
本実施の形態による正弦波アダプタ３００は、出力電圧を切り替え可能な点を特徴としており、図２４に示すように、電圧切替用抵抗１２７と、電圧切替用ＦＥＴ１２８と、電圧切替回路１２９と、を備えている。
【０１３７】
電圧切替用抵抗１２７及び電圧切替用ＦＥＴ１２８は、直列に接続された状態で、昇圧回路１１６の電圧検出抵抗１６６に並列に接続されている。
【０１３８】
電圧切替回路１２９は、スイッチ２９１と、ＥＥＰＲＯＭ２９２と、を備えている。ユーザは、スイッチ２９１を所定時間（例えば、３秒間）押下することにより正弦波アダプタ３００から出力される正弦波電圧の実効値を１００Ｖと２３０Ｖとの間で切り替えることができる。また、切り替えた（設定した）電圧をＥＥＰＲＯＭ２９２に記憶しておけば、正弦波アダプタ３００への電力供給がなくなっても設定電圧を維持することができる。電圧切替回路１２９は、本発明の電圧設定部に相当する。
【０１３９】
詳細には、スイッチ２９１が押下されると電圧切替回路１２９からマイコン１２１にＨＩＧＨレベルの電圧切替信号が入力されるので、マイコン１２１は、電圧切替信号に応じて電圧切替用ＦＥＴ１２８をオンさせる。電圧切替用ＦＥＴ１２８がオンすると、スイッチングＩＣ１６３に入力される分圧が変化する。この分圧の変化が生じた時に、スイッチングＩＣ１６３は、ＦＥＴ１６２のオン・オフのデューティを変化させることにより、正弦波アダプタ３００から出力される正弦波電圧の実効値を１００Ｖと２３０Ｖとの間で切り替えることができる。なお、１００Ｖと２３０Ｖ以外の電圧に切替えるようにしてもよい。この場合には、抵抗２７とＦＥＴ２８と同様のセットを電圧検出抵抗１６６と並列に接続し、スイッチ２９１の押下時間に応じて所望の電圧に対応するＦＥＴをオンさせればよい。
【０１４０】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ３００では、出力電圧を変化させることができるので、例えば、商用電源の電圧が異なる海外で使用することが可能となる。
【０１４１】
続いて、図２５を用いて、本発明の第４の実施の形態による正弦波アダプタ４００について説明する。
【０１４２】
本実施の形態による正弦波アダプタ４００では、過電流制御を行う。
【０１４３】
詳細には、図２５に示すように、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が所定値（本実施の形態では、５Ａ）より大きかった場合に（Ｓ２１：ＹＥＳ）、マイコン１２１は、まず、第２のＰＷＭ信号のデューティを低下させる（Ｓ２２）。そして、所定時間（本実施の形態では、１０ｓ）経過後（Ｓ２３：ＹＥＳ）に、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が所定以下まで低下していなかった場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、インバータ回路１１８を停止させるような第２のＰＷＭ信号を出力する（Ｓ２５）。
【０１４４】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ４００では、インバータ回路１１８に大きな電流が流れることが抑制されるので、インバータ回路１１８を構成するＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄが破損することが抑制されている。過電流によりインバータ回路１１８が停止した際には、図１９に示すように設定周波数に対応する赤ＬＥＤを点滅させれば、過電流によって出力が停止したことを把握することができる。
【０１４５】
本実施の第５の実施形態を、図２８に示す。第５の実施形態では、正弦波アダプタ１の内部の排水に関する構造が上述の実施の形態と異なっている。
【０１４６】
第５の実施形態では、排水口１０ｃに加えて、第２排水口１１０ｃが排水口１０ｃと隣接するように形成されている。また、隔壁１０Ａと左右方向に僅かに離間して第２隔壁１１０Ａが筐体１０の内面の上面から下方に向けて立設している。さらに、第２隔壁１１０Ａから左右方向に僅かに離間して第３隔壁１１０Ｂが筐体１０の内面の底面から上方に向けて立設している。第２排水口１１０ｃは、隔壁１０Ａと第３隔壁１１０Ｂとの間に形成されている。これにより、たとえ外部からの水が隔壁１０Ａを乗り越えて侵入した場合でも、第２排気口１１０ｂより外部に排出することができる。このようなラビリンス構造により、吸気口１０ａから侵入した水が内部に入り込むことを防止している。排気口１０ｂも、図９と同様の構造となっている。
【０１４７】
本発明では正弦波アダプタ１とインバータ装置２とを別体で設けた構成としている。利用者によっては矩形波の交流電圧で駆動する機器のみを使用する場合が考えられる。この場合、インバータ装置２の出力を矩形波の交流電圧とすればこのような利用者に対応することができる。正弦波の交流電圧とするためには、インバータ装置２内のインバータ部で直流を交流に変換した後にフィルタ回路部が必要になる。これは矩形波形を正弦波形に整形する回路である。この回路は複数のコイルやコンデンサで構成されるためコストが高くなってしまい、矩形波のみで対応可能な利用者にはコスト面での負担が大きくなってしまう。
更に、インバータ装置２内で正弦波と矩形波を切り替え可能としても、フィルタ回路部の他に切り替え部を備える必要があり、コスト面での負担が大きくなってしまう。
そこで、本発明は矩形波を出力するインバータ装置２に接続することで正弦波を出力することができる正弦波アダプタ１を提供することで、必要な利用者のみが正弦波アダプタ１を使用することで、必要ない利用者の経済面での負担を軽減することができる。更に、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定できるようにすれば、大きさも抑えられ正弦波アダプタ１とインバータ装置２を一体的に利用することができ、携帯性や操作性を向上することができる。
【０１４８】
本発明による電源装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。
【０１４９】
第１の実施形態では、防水、防塵、防振のために回路基板１７をウレタン１７Ａで充填したが、使用する樹脂はウレタンに限られてない。例えば、シリコンなどであってもよい。
【０１５０】
図２７に示すように、突入電流防止回路１３の動作をマイコン２１で制御してもよい。この場合、マイコン２１は、電圧検出回路４０によって入力電圧を監視し、図１３に示すように、インバータ装置２から１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていた場合に（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１３１のゲートにオン信号を出力して突入電流防止回路１３を動作させることとなる（Ｓ１Ｂ）。一方、１２０Ｖより小さい場合には（Ｓ１：ＮＯ）、マイコン２１はＦＥＴ１３１のゲートにオフ信号を出力し突入電流防止回路１３を停止する（動作させない）。なお、図４（ａ）の突入電流防止回路１３の分圧抵抗１３３及び１３４を省略することができるためコストを抑えることができる。
【０１５１】
また、第３の実施の形態では、電圧切替用抵抗２７及び電圧切替用ＦＥＴ２８を備えずに、第２平滑コンデンサ１７のフィードバック電圧の変化をスイッチングＩＣ１６３が検知して昇圧電圧を切り替えてもよい。また、電圧切替信号が入力された場合にマイコン２１が直接スイッチングＩＣ１６３を制御してもよい。
【０１５２】
また、上記実施の形態では、第１範囲として９９Ｖ以上１６９Ｖ以下、第２範囲として１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下を用いたが、これらに限定されるものではない。
【０１５３】
また、図１５及び図１６では、アダプタ４を介してインバータ装置２に接続される電源として鉛蓄電池３及び電池パック５（リチウムイオン電池）を用いて説明したが、インバータ装置２には、種類が異なる電池、例えば、ニカド電池やニッケル水素電池が接続されてもよく、電池電圧が異なってもよい。
【０１５４】
また、上記実施の形態では、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の両方によって正弦波アダプタ１からの出力を停止させたが、第２のＰＷＭ信号のみによって正弦波アダプタ１からの出力を停止させる構成であってもよい。また、昇圧回路１６がトランスの場合には、第１のＰＷＭ信号のみによって正弦波アダプタ１からの出力を停止させてもよい。
【０１５５】
また、正弦波アダプタ１には、例えば、電池パック５から直流電圧が直接供給されてもよく、この場合であっても、正弦波アダプタ１は、正弦波を出力することができる。
【０１５６】
また、第１の実施形態では、１つの隔壁１０Ａにより水の浸入を防止し、第５の実施形態では３つの隔壁１０Ａ、第２隔壁１１０Ａ、第３隔壁１１０Ｂにより水の侵入を防止したが、隔壁の枚数はこれに限られない。
【符号の説明】
【０１５７】
１・・正弦波アダプタ
２・・インバータ装置
３・・電池パック
３Ａ・・アダプタ
１０・・筐体
１０ａ・・吸気口
１０ｂ・・排気口
１０ｃ・・排水口
１１・・係合部
１４・・出力ケーブル
１６・・冷却ファン
２２・・出力ケーブル
２５・・電力入力部
１１４・・電圧検出回路
１１６・・昇圧回路
１１９・・電流検出抵抗
１２１・・マイコン
１２２・・周波数切替回路
１２５・・波形判別回路
１２６・・バイパス回路
１２９・・電圧切替回路
１８１ ・・インバータ部
１８２ ・・フィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形変換機およびそれを備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記インバータ装置を精密機器の電源として用いることが考えられるが、インバータ装置の出力が矩形波電圧の場合、精密機器は矩形波電圧では正常に動作しない虞がある。そこで、インバータ装置と精密機器の間に波形変換機（正弦波アダプタ）を接続し、矩形波電圧を正弦波電圧に変換することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、正弦波アダプタとインバータ装置とが別体構造となっているため、使用時や運搬に煩わしさがあった。
【０００６】
本発明は、使用時及び運搬時の負担を軽減する波形変換器およびそれを備える電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、電圧が入力される入力部と、該電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ回路と、該正弦波形の電圧を出力する出力部と、を備えたことを特徴とする波形変換器を提供している。
【０００８】
電圧が入力される入力部と、電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ部と、正弦波形の電圧を出力する出力部と、を備えるため、例えば、既存のインバータ装置に装着することで、インバータ装置から出力された矩形波を正弦波に整形することができるので、簡易かつ安価な構成で、既存のインバータ装置を精密機器等の電源として用いることが可能となる。また、どんな入力波形も正弦波に変換できる。
【０００９】
また、上面と底面と側面とを有する略函状のハウジングを備え、該ハウジングには、該入力電圧を供給するインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
ハウジングにはインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられているため、インバータ装置を正弦はアダプタの上に載置した状態で固定することができる。このため、正弦波アダプタとインバータ装置とをコンパクトにまとめた状態として使用することができる。
【００１１】
また、該インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、該矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力することが好ましい。
【００１２】
インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力するため、場所を選ばすに車載用のバッテリー等の搬送可能、携帯可能な電池から正弦波の交流電圧を得ることができる。
【００１３】
また、該インバータ装置固定部は該ハウジングの上面に設けられていることが好ましい。
【００１４】
インバータ装置固定部はハウジングの上面に設けられているため、インバータ装置の波形変換器への取り付けを容易とすることができる。
【００１５】
また、該インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、該電動工具用電池パックを接続した該インバータ装置を該インバータ装置固定部に固定可能であることが好ましい。
【００１６】
インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、電動工具用電池パックを接続したインバータ装置をインバータ装置固定部に固定可能であるため、携帯性を向上させることができる。
【００１７】
また、該ハウジングの一の側面には、該ハウジング外方へ指向する入出力端子が設けられ、該インバータ装置は、上面と底面と側面とを有する略函状のインバータハウジングを備え、該インバータハウジングの一の側面には、該インバータハウジング外方へ指向するインバータ入出力端子が設けられ、該インバータ装置は、該インバータハウジングの底面が該ハウジングの上面に対向するとともに、該インバータハウジングの該一の側面が該ハウジングの該一の側面に対応するように該インバータハウジングの４つの側面が該ハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、該インバータ装置固定部に固定されることが好ましい。
【００１８】
インバータ装置は、インバータハウジングの底面がハウジングの上面に対向するとともに、インバータハウジングの一の側面がハウジングの一の側面に対応するようにインバータハウジングの４つの側面がハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、インバータ装置固定部に固定されるため、インバータ入出力端子とアダプタ入出力端子とを近接配置させることができ、これらに接続されるケーブルとして短いものを用いることができる。また、ケーブルの這いまわしをコンパクトに行うことができる。
【００１９】
また、該インバータ装置は該インバータ装置固定部と係合する係合部を有し、該係合部と該入出力端子は異なる面に設けられていることが好ましい。
【００２０】
インバータ装置はインバータ装置固定部と係合する係合部を有し、係合部と入出力端子は異なる面に設けられているため、入出力端子にケーブルを着脱する操作や、係合部をインバータ装置固定部に係合させる操作をする際に、互いに操作の邪魔にならない。
【００２１】
また、前記入力された電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部と、前記入力部に入力された電圧を検出する電圧検出部と、をさらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には前記昇圧動作を禁止することが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、入力部に適正な電圧が入力されている場合には昇圧回路を動作させないので、無駄に昇圧回路を動作させて電力が浪費することを防止することができる。
【００２３】
また、前記インバータ回路は、前記昇圧回路の出力電圧をパルス波に変換するインバータ部と、前記パルス波を正弦波に整形する整形部と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には前記昇圧回路を動作させることなく前記インバータ回路を動作させることが好ましい。
【００２４】
また、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が入力許容範囲から外れている場合には前記昇圧回路と前記インバータ回路の少なくとも一方の動作を禁止することが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、入力部に適正な電圧が入力されていない場合には昇圧回路とインバータ回路の少なくとも一方を動作させないので、昇圧回路又はインバータ回路に含まれる素子が破損することを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の波形変換器は、前記インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、前記制御部は、前記電流検出部に流れる電流が所定値以上の場合に前記インバータ回路から出力される電圧が低下するように前記インバータ回路を制御することが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、インバータ回路に大きな電流が流れることが抑制されるので、インバータ回路を構成するＦＥＴ等の素子が破損することを抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の波形変換器は、前記出力部から出力される電圧の周波数を設定可能な周波数設定部を更に備え、前記制御部は、前記周波数設定部で設定された周波数の電圧が前記出力部から出力されるように前記インバータ回路を制御することが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、波形変換器から出力される電圧の周波数を変化させることができるので、例えば、商用電源の周波数が異なる関東と関西の両方で波形変換器を使用することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の波形変換器は、前記出力部から出力される電圧を設定可能な電圧設定部を更に備え、前記制御部は、前記電圧設定部で設定された電圧が前記出力部から出力されるように前記昇圧回路を制御することが好ましい。
【００３１】
このような構成によれば、波形変換器から出力される電圧を変化させることができるので、例えば、商用電源の電圧が異なる海外でも使用することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の波形変換器は、前記入力部に入力された電圧の波形を判別する波形判別部と、前記入力部と前記出力部との間に接続され、オン・オフ可能なバイパス回路と、を更に備え、前記制御部は、前記波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、前記バイパス回路をオンすることが好ましい。
【００３３】
特に、前記制御部は、前記波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、少なくとも前記インバータ回路の動作を禁止することが好ましい。
【００３４】
このような構成によれば、入力された電圧の波形が正弦波であった場合には、インバータ回路を動作させずに電力をバイパス回路に流すので、無駄にインバータ部を動作させて電力が浪費することを防止することができる。
【００３５】
また、該ハウジングには、該ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、該ハウジング内であって該貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、該遮蔽壁と該貫通孔が形成された該ハウジングの部分との間は排水空間をなし該排水空間の下部は底面によって画成され、該排水空間の下部を画成する底面の部分には、該ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００３６】
ハウジングには、ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、ハウジング内であって貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、遮蔽壁と貫通孔が形成されたハウジングの部分との間は排水空間をなし排水空間の下部は底面によって画成され、排水空間の下部を画成する底面の部分には、ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されているため、貫通孔から流入した雨水等の水が遮蔽壁よりもアダプタハウジング内方へ浸入することを防止することができ、且つ、排水空間内に流入した水をアダプタハウジング外方へ排出することができる。また、発熱する回路基板を冷却するためのファンがアダプタハウジング内に設けられている場合には、ファンによりアダプタハウジング内に流されるエアの流入口や排出口として貫通孔を利用することができる。
【００３７】
また、矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し該正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、該回路基板全体は樹脂材により被覆されていることが好ましい。
【００３８】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、回路基板全体は樹脂材により被覆されているため、アダプタハウジング内に雨水等の水や塵が流入した場合であっても回路基板に直接当該水や塵が接触することを防止することができる。
【００３９】
本発明の別の観点では、一端に開口が形成された函状の本体部と、該開口を開閉可能に本体部に設けられた蓋体と、該本体部に収容される鉛蓄電池と、該鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得る該インバータ装置と、を備え、該本体部は波形変換器を収容可能であることを特徴とする電源装置を提供している。
【００４０】
本体部に収容される鉛蓄電池と、鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得るインバータ装置と、を備え、本体部は上記波形変換器を収容可能であるため、鉛蓄電池単体よりも使用可能な時間を長くすることができる。
【００４１】
また、該インバータ装置は該蓋体に固定可能であり、該インバータ装置を該蓋体に固定し且つ該波形変換器を該本体部に収容した状態で該波形変換器と該インバータ装置とを接続可能としたことが好ましい。
【００４２】
インバータ装置は蓋体に固定可能であり、インバータ装置を蓋体に固定し且つ波形変換器を本体部に収容した状態で波形変換器とインバータ装置とを接続可能としたため、インバータ装置と波形変換器とをコンパクトに固定した状態で電源装置を使用することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、使用時及び運搬時の負担を軽減する正弦波アダプタを提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの正面斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの側面図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタの分解平面図
【図５】本発明の第１の実施形態に係るインバータ装置の正面斜視図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す正面斜視図
【図７】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す背面斜視図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解斜視図
【図９】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとを装着した状態を示す側面図
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解側面図
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る正弦波アダプタとインバータ装置と電池パックとの分解正面図
【図１２】本発明の第１の実施形態の変形例に係る電源装置の側面断面図
【図１３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る正弦波アダプタとインバータ装置とアダプタとを装着した状態を示す正面斜視図
【図１４】本発明の第１の実施形態の変形例に係る正弦波アダプタとインバータ装置とアダプタとを装着した状態を示す背面斜視図
【図１５】本発明の第１の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの使用形態を例示する図。
【図１６】図１の各装置における電圧波形の変化を説明する図。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による正弦波アダプタのブロック図。
【図１８（ａ）】本発明の第１の実施の形態による正弦波アダプタの回路図。
【図１８（ｂ）】突入電流防止回路を備えていない場合の突入電流について説明する図。
【図１８（ｃ）】突入電流防止回路を備えている場合の突入電流について説明する図。
【図１９】本発明の第１の実施の形態による表示部の表示例を示す図。
【図２０】本発明の第１の実施の形態による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートに関するフローチャート。
【図２１】本発明の第１の実施の形態によるソフトスタートの説明図。
【図２２（ａ）】本発明の第２の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの回路図。
【図２２（ｂ）】本発明の第２の実施の形態によるバイパス回路の制御に関するフローチャート。
【図２３】本発明の第２の実施の形態による波形判別回路における波形の変化を説明する図。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタの回路図
【図２５】本発明の第４の実施の形態による過電流制御に関するフローチャート。
【図２６】変形例による正弦波アダプタの回路図。
【図２７】変形例による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートに関するフローチャート。
【図２８】本発明の第５の実施形態に係る正弦波アダプタの図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態に係る波形変換器たる正弦波アダプタ１の構成について、添付の図面に基づき説明する。
【００４６】
図１乃至図４に示すように、正弦波アダプタ１は、正弦波アダプタ１の外殻を構成する筐体１０と、筐体１０から突出した係合部１１と、正弦波アダプタ１の設定状態を表示する表示部１２と、正弦波アダプタ１の出力周波数を設定する設定部１３と、出力ケーブル１４と、外部からの入力を受ける入力部１５と、冷却ファン１６と、回路基板１７と、を備えている。
【００４７】
以下の説明において、表示部１２が設けられている方向を前、逆を後と定義する。また、排気口１０ｂが設けられている方向を右、逆を左と定義する。
【００４８】
筐体１０には、外気を取込むための吸気口１０ａ及び取込んだ外気を排出するための排気口１０ｂが形成されている。正弦波アダプタ１は、後述するインバータ装置２から入力された電圧（例えば矩形波の交流１００Ｖ電圧）を正弦波の交流１００Ｖとして出力する装置である。図１及び図２に示すように、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂは上下方向に長い略矩形状に前後方向に複数並んで形成される。吸気口１０ａ及び排気口１０ｂの開口面積は略同一である。図３に示すように、正弦波アダプタ１の底面には、吸気口１０ａから侵入した水が内部に侵入することを防止するための隔壁１０Ａが、筐体１０の側面と左右方向に所定距離離間して筐体１０の底面から上方に向けて立設している。すなわち吸気口１０ａ側と排気口１０ｂ側にそれぞれ立設している。正弦波アダプタ１の底面であって筐体１０の側面と隔壁１０Ａとの間には、吸気口１０ａから侵入した水を外部に排出するための排水口１０ｃが形成されている。筐体１０と隔壁１０Ａとの間には、吸気口１０ａから侵入した水を一時的に貯める排水空間１０ｄが規定されている。隔壁１０Ａは、図４に示すように、回路基板１７の周囲を取囲むように設けられており、回路基板１７を位置決めする役割も果たす。排気口１０ｂも図３と同様の構造となっている。筐体１０は本発明のハウジング（アダプタハウジング）に相当し、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂは本発明の貫通孔に相当し、排水口１０ｃは本発明の排水用貫通孔に相当し、隔壁１０Ａが本発明の遮蔽壁に相当する。
【００４９】
係合部１１は、筐体１０の上面に設けられており、図５に示すインバータ装置２の着脱ボタン２３の端部にもうけられた被係合部と係合可能である。インバータ装置２の詳細な構成は後述する。係合部１１は、筐体１０の上面の左右方向両端にそれぞれ設けられている。これにより、２箇所で正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定するため、両者を確実に固定することができる。また、係合部１１は上面の端部に設けられているため、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２の一方に大きな力が加わったとしても互いにずれることが抑制される。係合部１１は、本発明のインバータ装置固定部に相当する。
【００５０】
表示部１２は、前方に向けて斜め下方に傾斜しており、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を固定した状態でも前方から見やすいように構成されている。表示部１２には、２つのＬＥＤランプが設けられていて、設定部１３により正弦波アダプタ１の出力周波数が５０Ｈｚに設定されている時は一方のＬＥＤランプが点灯し、設定部１３により出力周波数が６０Ｈｚに設定されている時は他方のＬＥＤランプが点灯する。
【００５１】
設定部１３も、表示部１２と同様に前方に向けて斜め下方に傾斜しており、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を固定した状態でも前方から見やすいように構成さている。設定部１３は、押ボタンスイッチとなっていて、設定部１３を押すことにより、正弦波アダプタ１の出力周波数を切替えることができる。
【００５２】
出力ケーブル１４は、筐体１０の後面から外方に延出していて、その先端には差込プラグ１４Ａが設けられている。差込プラグ１４Ａから、正弦波の交流１００Ｖ電圧が出力される。
【００５３】
入力部１５は、出力ケーブル１４と隣接するように筐体１０の後面に設けられている。入力部１５には、インバータ装置２からの出力が入力される。出力ケーブル１４及び入力部１５は、本発明のアダプタ入出力端子に相当する。
【００５４】
冷却ファン１６は、図４に示すように、正弦波アダプタ１の右側面の排気口１０ｂ近傍に固定されており、吸気口１０ａから外気を吸入して排気口１０ｂから排出することにより正弦波アダプタ１内部を冷却する。冷却ファン１６は、正弦波アダプタ１作動時は常に起動している。なお、回路基板１７等の温度に応じて冷却ファン１６を駆動するようにしてもよい。
【００５５】
回路基板１７は、正弦波アダプタ１内に配置されていて、複数のコンデンサ等の電子部品が備えられている。回路基板１７は、その外周面がウレタン１７Ａによって覆われている。具体的には、回路基板１７を隔壁１０Ａ及び筐体１０の側面で囲まれた領域に配置し、そこにウレタン１７Ａを流し込む。流し込んだウレタン１７Ａを硬化させることにより回路基板１７及び回路基板１７上の電子部品がウレタン１７Ａに覆われる。図４における斜線部が、ウレタン１７Ａ充填領域となる。これにより、回路基板１７が筐体１０に固定されると同時に、回路基板１７の防水、防振、防塵が可能となる。
【００５６】
本実施形態の正弦波アダプタ１は、インバータ装置２と着脱可能である。インバータ装置２は、蓄電池としての電動工具用の電池パック５（例えばリチウム電池で１４．４Ｖ、３，０Ａ）を装着可能である。インバータ装置２は、図５に示すように、インバータ装置２の外殻を構成するハウジング２０と、インバータ装置２の状態を表示する表示パネル２１と、出力ケーブル２２と、着脱ボタン２３と、電池パック５を収容する収容部２４と、外部からの入力を受ける電力入力部２５と、電力入力部２５に着脱可能に設けられた電源ケーブル２６と、バンド係止部２７と、を有している。インバータ装置２は、電池パック５からの直流１４，４Ｖの電圧を矩形波の交流１００Ｖに変換して出力ケーブル２２から出力する。インバータ装置２は、電源ケーブル２６を商用電源に接続することにより商用電源からの入力により電池パック５を充電することもできる。また、出力ケーブル２２から電池パック５の直流出力を得ることもできる。更に、商用電源から直接出力ケーブル２２に交流電圧を出力することもできる。
【００５７】
表示パネル２１にはＬＥＤランプが設けられていて、ＬＥＤランプの点灯あるいは点滅の状態によって、作業者は電池パック５を充電しているか、出力ケーブル２２から出力を得ているのか、電源装置１に異常が発生しているか、などを判断することができる。出力ケーブル２２は、ハウジング２０の後面から外方に延出している。着脱ボタン２３は、左右方向両端に設けられており、左右の着脱ボタン２３を同時に押すことで、インバータ装置５の正弦波アダプタ１への着脱ができる。着脱ボタン２３の端部であってハウジング２０の底面には、係合部１１と係合可能な被係合部が設けられている。被係合部は、本発明の係合部に相当する。
【００５８】
収容部２４は、電池パック５以外にも、電池パック５と略同形状であって後述する電源３（鉛蓄電池）と接続されたアダプタ４（図１２乃至図１４）を装着することもできる。アダプタ４は、ケーブル４Ａを介して鉛蓄電池３と接続している。容量（１２Ｖ、３８Ａｈ）の大きな鉛蓄電池３を使用することにより、電池パック５よりも長い時間電源として使用することができる。詳細な構成については、後述する。
【００５９】
電力入力部２５及び電源ケーブル２６は、インバータ装置２の後面から外方に延出している。出力ケーブル２２及び電力入力部２５は、本発明のインバータ入出力端子に相当する。
【００６０】
バンド係止部２７は、インバータ装置２の前部の左右方向両端に設けられており、図示せぬ肩掛けバンドを係止することができる。バンド係止部２７は、出力ケーブル２２及び電力入力部２５と反対の側面に設けられており、作業者が図示せぬバンドを肩に掛けた状態で鉛直方向下側から出力ケーブル２２が延びている。従って、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とを接続し、電動工具用電池パック５を電源として使用することで携帯性が向上する。また、バンド係止部２７と各入出力部が異なる面に設けられているので互いに邪魔になることがない。なお、正弦波アダプタ１にバンド係止部２７を設けてもよい。
【００６１】
図６乃至図１１に示すように、係合部１１とインバータ装置２の被係合部とが係合することにより、インバータ装置２の底面が正弦波アダプタ１の上面と対向するように固定される。電池パック５を収容部２４に装着した状態で出力ケーブル２２を入力部１５に差込むことで、出力ケーブル１４から正弦波の交流１００Ｖ電圧を得ることができる。インバータ装置２の底面と正弦波アダプタ１の上面との面積は略同一であり、両者の前後方向及び左右方向の長さも略同一であるため、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に一体的に固定することができる。
【００６２】
図７に示すように、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定した状態で、出力ケーブル１４、入力部１５、出力ケーブル２２、電力入力部２５（以下、入出力部という）が一箇所に集約されるように配置している。より詳細には、正弦波アダプタ１の入力部１５とインバータ装置２の出力ケーブル２２とを同一方向の面上に配置するとともに、電力入力部２５の直下に入力部１５が位置し出力ケーブル２２（ハウジング２０との接続部）の直下に出力ケーブル１４が位置するように配置している。これにより、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２のケーブルの這いまわしを最小限に抑えている。
【００６３】
正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定した状態で、バンド係止部２７の反対側の側面に入出力部が位置している。また、後述のアダプタ４のケーブル４Ａも入出力部の近傍に位置している。これにより、作業者がバンド係止部２７に係止された図示せぬバンドを肩に掛けた状態で鉛直方向下側からケーブル類が延びている。従って、入出力部が作業者の邪魔にならない。
【００６４】
このような構成により、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とをコンパクトにまとめた状態として使用、運搬することができる。また、正弦波アダプタ１とインバータ装置２とは係合部１１と被係合部とが係合することにより固定されるため不意に一方が他方から外れることを防止できる。
【００６５】
インバータ装置１は、筐体１０の底面がハウジング２０の上面に対向するとともに、ハウジング２０の側面が筐体１０の側面に対応するように筐体１０の４つの側面がハウジング２０の４つの側面に対応した位置関係で、係合部１１に固定されるため、出力ケーブル１４、入力部１５、出力ケーブル２２、電力入力部２５を近接配置させることができ、これらに接続されるケーブルとして短いものを用いることができる。また、ケーブルの這いまわしをコンパクトに行うことができる。
【００６６】
筐体１０には、筐体１０の内部と外部とを連通する吸気口１０ａ及び排気口１０ｂが形成され、筐体１０内であって吸気口１０ａ及び排気口１０ｂに対向する部分には隔壁１０Ａが設けられ、隔壁１０Ａと吸気口１０ａ及び排気口１０ｂが形成された筐体１０の部分との間は排水空間１０ｄをなし排水空間１０ｄの下部は底面によって画成され、排水空間１０ｄの下部を画成する底面の部分には、筐体１０の内部と外部とを連通する排水口１０ｃが形成されているため、吸気口１０ａ及び排気口１０ｂから流入した雨水等の水が隔壁１０Ａよりも筐体１０内方へ浸入することを防止することができ、且つ、排水空間１０ｄに流入した水を筐体１０から外方へ排出することができる。
【００６７】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板１７を有し、回路基板１７全体はウレタン１７Ａにより被覆されているため、筐体１０内に雨水等の水や塵が流入した場合であっても回路基板１７に直接当該水や塵が接触することを防止することができる。
【００６８】
次に実施形態の変形例を図１２乃至図１４を用いて説明する。変形例では、電動工具用電池パック５に代えて自動車用の鉛蓄電池を直流電源（駆動源）として使用する。
【００６９】
正弦波アダプタ１は、電源装置１０１内に収容可能となっている。電源装置１０１は、外枠を構成する本体部１０２と、本体部１０２内の内部空間１０２ａを開閉する蓋体となる上蓋１０３とから主に構成されている。本体部１０２の内部空間１０２ａには、電動工具用電池パック５に代えて電源として使用する自動車用の鉛蓄電池３（１２Ｖ）と、鉛蓄電池３が収容される部屋と正弦波アダプタ１が収容される部屋とを区画する中蓋１０５とが収容されている。
【００７０】
本体部１０２には、鉛蓄電池３の上方で内部空間１０２ａに突出した突出部１０２Ａと、本体部１０２に回転可能に支持された車輪１０２Ｂとが設けられている。本体部１０２の上方は開口しており、上蓋１０３によりその開口が開閉可能になっている。鉛蓄電池３はバッテリシャフト３Ａによって内部空間１０２ａに固定されている。中蓋１０５は、本体部１０２の突出部１０２Ａに載置されている。中蓋１０５の上面には正弦波アダプタ１が載置されている。
【００７１】
インバータ装置２は上蓋１０３に載置され、上蓋１０３には正弦波アダプタ１のインバータ係止部１１と同様の係止部が設けられており、インバータ装置２の着脱ボタン２３と係合することで、インバータ装置２を上蓋１０３に固定することができる。インバータ装置２は電動工具用電池パック５と同形状の接続部（収納部２４に接続される端子やレール部分）を有するアダプタ４を介して鉛蓄電池３からの直流電圧が供給される。アダプタ４と鉛蓄電池３は、アダプタ４から延出するケーブル４Ａを介して接続されている。
【００７２】
アダプタ４のケーブル４Ａ、正弦波アダプタ１やインバータ装置２のケーブルは中蓋１０５や上蓋１０３に設けられた図示しない溝部を介して本体部１０２の外部に露出している。図１２に示す状態において、インバータ装置２には、アダプタ４及びケーブル４Ａを介して鉛蓄電池３から直流電圧が供給される。インバータ装置２は鉛蓄電池３からの直流電圧１２Ｖを昇圧、波形変換して矩形波の交流電圧を出力ケーブル２２から出力する。正弦波アダプタ１の入力部１５から入力された矩形波の交流電圧は、正弦波アダプタ１で正弦波の交流電圧に変換され、出力ケーブル１４から出力される。
【００７３】
また、上述した電動工具用電池パック５使用時と同様に、正弦波アダプタ１とインバータ装置２を接続した状態で使用することも可能である。上蓋１０３を開状態とし、正弦波アダプタ１にインバータ装置２を取り付けると図１３及び図１４の状態とすることができる。また、正弦波アダプタ１にインバータ装置２の着脱ボタン２３と同様の機構を設ければ、図１３の状態で上蓋１０３に固定することができる。
【００７４】
変形例によれば、正弦波アダプタ１やインバータ装置２の携帯性は電動工具用電池パック５使用時に比べて劣るが、容量の大きい鉛蓄電池３を使用することができるため長時間の使用が可能となる。また、本体部１０２には車輪１０２Ｂが設けられているため、電源装置１０１の移動を容易にすることができ使用用途が広がる。
【００７５】
また、図１４に示すように、入出力部（入力部１５等）は筐体１０及びハウジング２０の後面の左右一方側に設けられており、収納部２４は左右他方側に設けられているため、アダプタ４のケーブル４Ａと入出力部が干渉することがない。従って、入出力部がアダプタ４の着脱動作等の邪魔になることがない。
【００７６】
次に、図１５乃至図２２を用いて、本発明の第１の実施の形態による波形変換器である正弦波アダプタ１の電気的な構成について説明する。
【００７７】
図１５は、本実施の形態による正弦波アダプタ１の使用形態を例示したものであり、図１６は、各装置における電圧波形の変化を説明する図である。
【００７８】
図１５に示すように、正弦波アダプタ１は、入力端子Ａを介してインバータ装置２に接続可能である。まず、インバータ装置２には、アダプタ４を介して鉛蓄電池３から直流電圧が供給される（図１５（ａ）、図１６（ａ））。鉛蓄電池３は、上述の電動工具用の電池パック５であってもよい。なお、鉛蓄電池３は充放電状態や寿命等に応じてその電圧が変動する。
インバータ装置２は、当該直流電圧を昇圧回路で約１４１Ｖの直流電圧に昇圧した上で（図１５（ｂ）、図１６（ｂ））、インバータ回路によって矩形波電圧（実効値でＡＣ１００Ｖ）に変換して出力する（図１５（ｃ）、図１６（ｃ））。
正弦波アダプタ１は、まず、入力端子Ａに入力された当該矩形波電圧を整流回路で直流電圧に整流し（図１５（ｄ）、図１６（ｄ））、昇圧回路で当該直流電圧を約１４１Ｖに変圧する（図１５（ｅ）、図１６（ｅ））。なお、整流回路の出力はインバータ装置２の出力により変動し、負荷が大きい場合には出力が小さくなる。そして、正弦波アダプタ１は、変圧された直流電圧をインバータ回路でパルス波電圧に変換した後（図１５（ｆ）、図１６（ｆ））、当該パルス波電圧を整形回路で正弦波電圧に変換する（図１５（ｇ）、図１６（ｇ））。なお、インバータ回路はスイッチング周波数２０ｋＨｚでスイッチングしている。当該正弦波電圧は、出力端子Ｂを介して精密機器等に出力可能である。ここで、鉛蓄電池３、インバータ装置２、正弦波アダプタ１により電源装置を構成する。
【００７９】
次に、正弦波アダプタ１の回路構成について説明する。図１７は、正弦波アダプタ１のブロック図であり、図１８（ａ）は、正弦波アダプタ１の回路図である。
【００８０】
図１７及び図１８（ａ）に示すように、正弦波アダプタ１は、整流回路１１１と、第１平滑コンデンサ１１２と、突入電流防止回路１１３と、電圧検出回路（電圧検出部）１１４と、補助電源１１５と、昇圧回路１１６と、第２平滑コンデンサ１１７と、インバータ回路１１８と、電流検出抵抗１１９と、ドライバＩＣ１２０と、マイコン１２１と、周波数切替回路１２２と、ファン機構１２４と、を備えている。マイコン１２１は、本発明の制御部に相当する。
【００８１】
整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２は、インバータ装置２から入力された矩形波電圧を整流・平滑し、図１６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、インバータ装置２から入力された電圧の最大値に相当する直流電圧を出力する。
【００８２】
突入電流防止回路１１３は、電源投入時に正弦波アダプタ１内に大きな突入電流が流れることを防止するためのものであり、主に、ＦＥＴ１３１と、突入電流防止用抵抗１３２と、分圧抵抗１３３及び１３４と、を備えている。突入電流防止用抵抗１３２は、第１平滑コンデンサ１１２に大電流が流れない程度の抵抗値を有している。
【００８３】
ここで、突入電流防止回路１１３を備えていない状態で最大電圧１４１Ｖの矩形波が正弦波アダプタ１に入力された場合を考える。この場合、例えば、パターン上のインピーダンスを１Ωとして計算すると、図１８（ｂ）に示すように、第１平滑コンデンサ１１２の存在により正弦波アダプタ１内には最大で１４１Ａもの突入電流が流れることとなるため、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子を破損させる虞がある。
【００８４】
しかしながら、本実施の形態では、第１平滑コンデンサ１１２と直列に突入電流防止用抵抗１３２が接続されており、また、突入電流防止用抵抗１３２にはＦＥＴ１３１が並列に接続されている。ＦＥＴ１３１は、インバータ装置２の電源投入後（正弦波アダプタ１の動作開始後）、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧の分圧抵抗１３３及び１３４による分圧がＦＥＴ１３１のゲート電圧まで上昇するまでオフしているため、ＦＥＴ１３１がオフしている間は、電流は第１平滑コンデンサ１１２から突入電流防止用抵抗１３２に流れることとなる。従って、この場合には、例えば、突入電流防止用抵抗１３２の抵抗値を１００Ωとして計算すると、図１８（ｃ）に示すように、正弦波アダプタ１内に流れる突入電流は１．４Ａ程度となるため、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損を抑制することができる。
【００８５】
一方、大きな突入電流が収まった後にも突入電流防止用抵抗１３２に電流を流し続けていては電力を浪費してしまうこととなる。そこで、本実施の形態では、大きな突入電流が収まった頃、すなわち、正弦波アダプタ１に入力される電圧がある程度上昇した頃にＦＥＴ１３１がオンするように分圧抵抗１３３及び１３４の抵抗値が設定されている。このような構成により、ＦＥＴ１３１がオンした後は、電流は、第１平滑コンデンサ１１２からＦＥＴ１３１に流れ、突入電流防止用抵抗１３２には流れなくなる。なお、ＦＥＴ１３１のオン抵抗は突入電流防止用抵抗１３２の抵抗値に対して極めて小さいためＦＥＴ１３１による電力の浪費はほとんど生じない。
【００８６】
また、インバータ装置２は、大きな電流が流れた場合に動作を停止する過電流防止機能を備えているため、正弦波アダプタ１側で大きな突入電流が発生した場合にも動作を停止してしまうこととなる。しかしながら、本実施の形態では、正弦波アダプタ１が突入電流防止回路１１３を備えているので、正弦波アダプタ１側で発生した突入電流によりインバータ装置２が動作を停止してしまうことが防止されている。
【００８７】
電圧検出回路１１４は、直列に接続された電圧検出抵抗１４１及び１４２を備えており、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧すなわち第１平滑コンデンサ１１２の充電電圧の電圧検出抵抗１４１及び１４２による分圧電圧をマイコン１２１に出力する。
【００８８】
補助電源１１５は、三端子レギュレータ１５１と、発振防止用コンデンサ１５２及び１５３と、を備えており、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧を所定の直流電圧（例えば５Ｖ）に変換し、マイコン１２１等に駆動電圧として供給する。
【００８９】
昇圧回路１１６は、コイル１６１と、ＦＥＴ１６２と、スイッチングＩＣ１６３と、整流ダイオード１６４と、電圧検出抵抗１６５及び１６６と、を備えている。
【００９０】
コイル１６１に蓄えられた電圧は、スイッチングＩＣ１６３がＦＥＴ１６２をオン・オフさせることにより、パルス状に出力される。当該パルス状の電圧は、整流ダイオード１６４及び第２平滑コンデンサ１１７により整流・平滑されて直流電圧として出力される。本実施の形態では、図１６（ｅ）に示すように、昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７からは１４１Ｖの直流電圧が出力される。電圧検出抵抗１６５及び１６６は第２平滑コンデンサ１１７の電圧を監視してスイッチングＩＣ１６３にフィードバックする。スイッチングＩＣ１６３は、第２平滑コンデンサ１１７の電圧が１４１ＶになるようにＦＥＴ１６２をオン・オフさせる。
【００９１】
インバータ回路１１８は、インバータ部１８１と、フィルタ部（整形回路）１８２と、を備えている。
【００９２】
インバータ部１８１は、４つのＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄを備えている。ＦＥＴ１８１ａのドレインは、整流ダイオード１６４のカソードと接続され、ＦＥＴ１８１ａのソースは、ＦＥＴ１８１ｂのドレインに接続されている。また、ＦＥＴ１８１ｃのドレインは、整流ダイオード１６４のカソードと接続され、ＦＥＴ１８１ｃのソースは、ＦＥＴ１８１ｄのドレインに接続されている。ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのゲートには、ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄをオン・オフさせるための第２のＰＷＭ信号がドライバＩＣ１２０により入力され、ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのオン・オフにより、昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７から出力された直流電圧はパルス波電圧に変換される（図１６（ｆ））。
【００９３】
フィルタ部１８２は、コイル１８２ａ及び１８２ｂと、コンデンサ１８２ｃと、を備えており、コイル１８２ａにはＦＥＴ１８１ａのソース及びＦＥＴ１８１ｂのドレインが接続され、コイル１８２ｂにはＦＥＴ１８１ｃのソース及びＦＥＴ１８１ｄのドレインが接続されている。インバータ部１８１（ＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄ）から出力されたパルス波電圧は、フィルタ部１８２を介して正弦波電圧に変換（整形）される（図１６（ｇ））。
【００９４】
電流検出抵抗１１９は、ＦＥＴ１８１ｂのソース及びＦＥＴ１８１ｄのソースと、ＧＮＤとの間に接続されており、電流検出抵抗１１９の高電圧側の端子はマイコン１２１と接続されている。このような構成により、電流検出抵抗１１９は、インバータ回路１１８（正弦波アダプタ１）に流れる電流を検出し、電圧としてマイコン１２１に出力する。
【００９５】
マイコン１２１は、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、スイッチングＩＣ１６３のオン・オフ制御を行う。所定の直流電圧（本実施の形態では、１４１Ｖ）が昇圧回路１１６及び第２平滑コンデンサ１１７から出力されるように、すなわち第２平滑コンデンサ１１７の昇圧電圧が１４１ＶになるようにスイッチングＩＣ１６３がＦＥＴ１６２をＰＷＭ制御する。
【００９６】
また、マイコン１２１は、実効値１００Ｖのパルス波電圧がインバータ回路１１８から出力されるような第２のＰＷＭ信号をドライバＩＣ１２０を介してＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄのゲートに出力する。本実施の形態では、マイコン１２１は、通常時には、ＦＥＴ１８１ａとＦＥＴ１８１ｄ（以降、第１のセット）と、ＦＥＴ１８１ｂとＦＥＴ１８１ｃ（以降、第２のセット）とを、それぞれ１セットとして、第１のセットと第２のセットをデューティ比１００％で交互にオン・オフさせるような第２のＰＷＭ信号を出力する。なお、各ＦＥＴを２０ｋＨｚのスイッチング周波数でオン・オフさせるような第２のＰＷＭ信号を出力する。このとき後述する周波数切替回路１２２によって設定された出力周波数（図１６（ｆ）では５０Ｈｚ）で出力する。
【００９７】
更に、本実施の形態によるマイコン１２１は、正弦波アダプタ１の動作開始時に、入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートを行う。
【００９８】
入力電圧監視では、インバータ装置２から入力された矩形波電圧の最大値が第１範囲（入力許容範囲、本実施の形態では、９９Ｖ以上１６９Ｖ以下）から外れている場合に、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８の動作を停止させる。これにより、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制される。（図２０のＳ６及びＳ７を点線で囲み“入力電圧監視”としてください（昇圧要否判別と同様にしてください））
【００９９】
昇圧要否判別では、マイコン１２１は、矩形波電圧の最大値が第２範囲（昇圧禁止範囲、本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれている場合に、昇圧回路１１６の動作を停止させる。これにより、無駄に昇圧回路１１６を動作させて電力が浪費することが防止される。
【０１００】
ソフトスタートでは、インバータ回路１１８の動作を開始させた直後から所定時間（本実施の形態では、１００μｓ）に亘ってインバータ回路１１８に流れる電流が所定値（本実施の形態では、１０Ａ）より大きかった場合に、第２のＰＷＭ信号のデューティを５０％に下げ、その後、２．５ｓかけてデューティを１００％に戻す。これにより、正弦波アダプタ１及びインバータ装置２内に大電流が流れることが抑制される。
【０１０１】
周波数切替回路１２２は、スイッチ２２１と、ＥＥＰＲＯＭ２２２と、を備えている。周波数切替回路１２２は、本発明の周波数設定部に相当する。
【０１０２】
ユーザは、設定部１３に設けられたスイッチ２２１を所定時間（例えば、３秒間）押下することにより、正弦波アダプタ１から出力される正弦波電圧の周波数を５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で切り替えることができる。詳細には、スイッチ２２１が押下されると周波数切替回路１２２からマイコン１２１にＨＩＧＨレベルの周波数切替信号が入力されるので、マイコン１２１は、正弦波アダプタ１から出力される正弦波電圧の周波数を切り替えるために、周波数切替信号に応じて第２のＰＷＭ信号を変化させる。
【０１０３】
ＥＥＰＲＯＭ２２２は、マイコン１２１の動作停止時、すなわち、インバータ装置２からの電力の供給が停止された時の周波数を記憶しており、マイコン１２１は、次回の動作開始時に、ＥＥＰＲＯＭ２２２に記憶された周波数に応じた第２のＰＷＭ信号を出力する。
【０１０４】
表示部１２は、トランジスタ２３１と、ＬＥＤ２３２と、を備えており、マイコン１２１がＬＯＷ信号を出力することでトランジスタ２３１がオンしＬＥＤ２３２が点灯又は点滅する。
図１８には図示していないが、実際には、トランジスタ２３１は、５０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと、５０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと、６０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと、６０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと、を備えており、ＬＥＤ２３２は、５０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと接続された５０Ｈｚ緑ＬＥＤと、５０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと接続された５０Ｈｚ赤ＬＥＤと、６０Ｈｚ緑点灯用トランジスタと接続された６０Ｈｚ緑ＬＥＤと、６０Ｈｚ赤点灯用トランジスタと接続された６０Ｈｚ赤ＬＥＤと、を備えており、マイコン１２１は、正弦波アダプタ１の状態に応じたＬＥＤを点灯させるような信号を表示部１２に出力する。
【０１０５】
詳細には、図１９に示すように、周波数切替回路１２２で周波数が５０Ｈｚに設定されている場合には、５０Ｈｚ緑ＬＥＤを点灯させ、６０Ｈｚに設定されている場合には、６０Ｈｚ緑ＬＥＤを点灯させる。
【０１０６】
また、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が４Ａ以上の場合、設定されている周波数の赤ＬＥＤを点灯させ、５Ａ以上の場合、設定されている周波数の赤ＬＥＤを点滅させる。
【０１０７】
また、図示していないが、ＦＥＴ１６２には、温度検出手段（例えば、サーミスタ）が近接して配置されており、サーミスタにより検出された温度が１００度以上であった場合、設定されている周波数の緑ＬＥＤを点滅させる。
【０１０８】
更に、周波数切替回路１２２において周波数が切り替えられた時、設定されている周波数の緑及び赤ＬＥＤを０．５秒周期で３秒間点滅させ、続いて、０．２秒周期で２秒間点滅させた後、緑ＬＥＤのみを点灯させる。なお、緑ＬＥＤと赤ＬＥＤの両方が点灯している場合には、橙色に点灯することとなる。
【０１０９】
ファン機構１２４は、主に、冷却ファン１６と、トランジスタ２４２と、を備えており、マイコン１２１は、駆動電力が供給されるとトランジスタ２４２にオン信号（ＨＩＧＨ信号）を出力することにより、冷却ファン１６を動作させる。
【０１１０】
ここで、図２０のフローチャートを用いて、マイコン１２１による入力電圧監視、昇圧要否判別、及び、ソフトスタートについて説明する。
【０１１１】
図２０のフローチャートは、正弦波アダプタ１が装着されたインバータ装置２の電源がオンされ、補助電源１１５からマイコン１２１に駆動電力が供給された時にスタートする。
【０１１２】
駆動電力が供給されると、まず、マイコン１２１は、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、インバータ装置２から１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。
【０１１３】
１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、昇圧回路１１６、冷却ファン１６、及び、インバータ回路１１８を動作させないことにより（Ｓ２−Ｓ４）、正弦波アダプタ１から正弦波を出力させないようにする（Ｓ５）。これにより、低い電圧が正弦波アダプタ１に入力されて正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制される。
【０１１４】
一方、１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていた場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、電圧検出回路１１４によって検出された電圧に基づき、入力電圧が９９Ｖ以上１６９Ｖ以下の第１範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ６、Ｓ７）。
【０１１５】
入力電圧が第１範囲に入っていなかった場合には（Ｓ６又はＳ７：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６、冷却ファン１６、及び、インバータ回路１１８を動作させないことにより（Ｓ２−Ｓ４）、正弦波アダプタ１から正弦波を出力させないようにする（Ｓ５）。
【０１１６】
一方、入力電圧が第１範囲に入っていた場合には（Ｓ６及びＳ７：ＮＯ）、入力電圧が１２７Ｖより大きく１４１Ｖより小さい第２範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ８、Ｓ９）。
【０１１７】
入力電圧が第２範囲に入っていなかった場合には（Ｓ８又はＳ９：ＮＯ）、昇圧回路１１６を動作させた後（Ｓ１０）、冷却ファン１６を動作させる（Ｓ１１）。
【０１１８】
一方、入力電圧が第２範囲に入っていた場合には（Ｓ８及びＳ９：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６を動作させることなく、冷却ファン１６を動作させる（Ｓ１１）。この場合、整流回路１１１及び第１平滑コンデンサ１１２から出力された電圧がそのままインバータ回路１１８に入力されることとなる。なお、入力電圧が第２範囲に入った時間が所定時間（例えば０．５秒）以上継続した場合に第２範囲内と判断する。これは、入力電圧が過度的に増減する場合を考慮し、確実に実効値１００Ｖの正弦波電圧が出力できるようにするためである。
【０１１９】
続いて、インバータ回路１１８の動作を開始させた後（Ｓ１２）、電流検出抵抗１１９により検出された電流値に基づき、１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れたか否かを判断する（Ｓ１３）。
【０１２０】
１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れていた場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ソフトスタートを行う。すなわち、一旦、第２のＰＷＭ信号のデューティを５０％に下げた後（Ｓ１４）、図２１に示すように、２．５ｓ経過かけてデューティを１００％に戻す（Ｓ１５、Ｓ１６）。
【０１２１】
一方、１０Ａより大きい電流が１００μｓに亘ってインバータ回路１１８に流れていなかった場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、そのまま、デューティ１００％で正弦波電圧を出力する（Ｓ１７）。
【０１２２】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ１では、入力された電圧の最大値が第２範囲（本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれている場合には昇圧回路１１６の動作を停止させるので、無駄に昇圧回路１１６を動作させて電力が浪費することが防止されている。
【０１２３】
一方で、入力された電圧の最大値が第２範囲（本実施の形態では、１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下）に含まれていない場合には昇圧回路１１６を動作させるので、鉛蓄電池３の電圧が低下した等の理由により、インバータ装置２から１４１Ｖとは異なる最大値を有する矩形波電圧が出力された場合であっても、正弦波アダプタ１から実効値１００Ｖの正弦波電圧を出力することができ、これにより、正弦波アダプタ１に接続された精密機器等に故障が生じることが抑制されている。
【０１２４】
また、入力された電圧の最大値が第１範囲（本実施の形態では、９９Ｖ以上１６９Ｖ以下）から外れている場合には昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８の動作を停止させるので、正弦波アダプタ１内のＦＥＴ等の素子の破損が抑制されている。
【０１２５】
また、本実施の形態による正弦波アダプタ１は、周波数切替回路１２２を備えているので、例えば、商用電源の周波数が異なる関東と関西の両方で使用することができる。
【０１２６】
続いて、図２２及び図２３を用いて、本発明の第２の実施の形態による正弦波アダプタ２００について説明する。
【０１２７】
本実施の形態による正弦波アダプタ２００は、入力された波形が正弦波であった場合には、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を動作させずにそのまま出力することを特徴としており、図２２（ａ）に示すように、波形判別回路１２５と、バイパス回路１２６と、を備えている。波形判別回路１２５は、本発明の波形判別部に相当する。
【０１２８】
波形判別回路１２５は、主に、整流ダイオード２５１と、分圧抵抗２５２及び２５３と、トランジスタ２５４と、を備えている。
【０１２９】
正弦波アダプタ２００には、図２３（ａ）に示す正弦波電圧及び矩形波電圧のいずれかが入力されるものとして説明すると、入力された電圧は、整流ダイオード２５１によって整流され、整流電圧の分圧抵抗２５２及び２５３による分圧がトランジスタ２５４のベースに入力される（図２３（ｂ））。ベースに入力された分圧がトランジスタ２５４のオン電圧（図２３（ｃ）の点線）を超えている間、トランジスタ２５４はオンする。その結果、マイコン１２１には、トランジスタ２５４がオンしている間はＬＯＷレベル信号、オフしている間はＨＩＧＨレベルの判別信号が入力される（図２３（ｄ））。正弦波電圧と矩形波電圧とでは、Ｔ１（ＨＩＧＨ信号時間）と、Ｔ２（ＨＩＧＨ信号時間＋ＬＯＷ信号時間）とが異なるので、マイコン１２１は、Ｔ１とＴ２とに基づき、正弦波アダプタ２００に入力された電圧が正弦波であるか矩形波であるかを判別する。
【０１３０】
詳細には、マイコン１２１は、Ｔ１がＴ２の約半分である場合に正弦波アダプタ２００に入力された電圧が矩形波であると判別し、Ｔ１がＴ２と比べて十分に小さい場合には、正弦波アダプタ２００に入力された電圧が正弦波であると判別する。
【０１３１】
バイパス回路１２６は、リレー回路２６１と、トランジスタ２６２と、を備えている。
【０１３２】
リレー回路２６１は、主に、正弦波アダプタ２００の入力端子Ａと出力端子Ｂとの間に接続されたリレー２６１ａと、リレー２６１ａに近接して配置されたコイル２６１ｂと、を備えている。コイル２６１ｂの一端は電源と接続されており、他端は、トランジスタ２６２のコレクタと接続されている。
【０１３３】
マイコン１２１は、波形判別回路１２５からの判別信号に基づき、正弦波電圧が入力されていると判断した場合、トランジスタ２６２のベースにオン信号（ＨＩＧＨ信号）を出力する。これにより、トランジスタ２６２がオンしてコイル２６２ｂに流れることにより、リレー２６１ａが閉じ、入力端子Ａに入力された正弦波電圧が昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を介さずに出力端子Ｂから出力されることとなる。
この動作を図２２（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。駆動電力が供給されると、図２２（ｂ）に示すように、波形判別回路１２５及びマイコン１２１によって入力端子Ａに入力された電圧が正弦波か矩形波かを判断する（Ｓ５０）。矩形波の場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、図示しない周波数切替回路（図１８（ａ）の周波数切替回路１２２）によって設定されている周波数を判断し（Ｓ５１）、設定周波数に応じてインバータ回路１１８の出力を設定する（Ｓ５２、Ｓ５３）。その後、バイパス回路１２６をオフし（Ｓ５４）、バイパス回路１２６が確実にオフするまでの所定時間（例えば５秒）経過したら（Ｓ５５）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を駆動させる（Ｓ５６）。
一方、入力電圧が正弦波の場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、図２２（ｂ）に示す時間Ｔ２から周波数を判別する（Ｓ５７）。周波数が５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚではない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、例えば 入力された電圧の周波数は、１／Ｔ２の式により求められるので、算出された周波数が例えば５５Ｈｚだった場合には矩形波であると再判断してＳ５１以降の処理を行う。周波数が５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を停止させ（Ｓ５８）、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８が確実に停止するまでの所定時間（例えば５秒）経過したら（Ｓ５９）、バイパス回路１２６をオンさせる（Ｓ６０）。
【０１３４】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ２００では、正弦波の電圧が入力されている場合には、昇圧回路１１６及びインバータ回路１１８を動作させずにそのまま出力するので、電力の浪費が抑制されている。なお、本実施の形態では正弦波電圧と矩形波電圧の判別としたが、それらに加えて直流電圧の判別を行うようにしてもよい。直流電圧の場合には矩形波電圧のフローと同様に動作すればよい。すなわち、正弦波アダプタ２００は、入力電圧が矩形波電圧、直流電圧等、いかなる電圧波形であっても、常に正弦波が出力されるように構成されている。
【０１３５】
続いて、図２４を用いて、本発明の第３の実施の形態による正弦波アダプタ３００について説明する。
【０１３６】
本実施の形態による正弦波アダプタ３００は、出力電圧を切り替え可能な点を特徴としており、図２４に示すように、電圧切替用抵抗１２７と、電圧切替用ＦＥＴ１２８と、電圧切替回路１２９と、を備えている。
【０１３７】
電圧切替用抵抗１２７及び電圧切替用ＦＥＴ１２８は、直列に接続された状態で、昇圧回路１１６の電圧検出抵抗１６６に並列に接続されている。
【０１３８】
電圧切替回路１２９は、スイッチ２９１と、ＥＥＰＲＯＭ２９２と、を備えている。ユーザは、スイッチ２９１を所定時間（例えば、３秒間）押下することにより正弦波アダプタ３００から出力される正弦波電圧の実効値を１００Ｖと２３０Ｖとの間で切り替えることができる。また、切り替えた（設定した）電圧をＥＥＰＲＯＭ２９２に記憶しておけば、正弦波アダプタ３００への電力供給がなくなっても設定電圧を維持することができる。電圧切替回路１２９は、本発明の電圧設定部に相当する。
【０１３９】
詳細には、スイッチ２９１が押下されると電圧切替回路１２９からマイコン１２１にＨＩＧＨレベルの電圧切替信号が入力されるので、マイコン１２１は、電圧切替信号に応じて電圧切替用ＦＥＴ１２８をオンさせる。電圧切替用ＦＥＴ１２８がオンすると、スイッチングＩＣ１６３に入力される分圧が変化する。この分圧の変化が生じた時に、スイッチングＩＣ１６３は、ＦＥＴ１６２のオン・オフのデューティを変化させることにより、正弦波アダプタ３００から出力される正弦波電圧の実効値を１００Ｖと２３０Ｖとの間で切り替えることができる。なお、１００Ｖと２３０Ｖ以外の電圧に切替えるようにしてもよい。この場合には、抵抗２７とＦＥＴ２８と同様のセットを電圧検出抵抗１６６と並列に接続し、スイッチ２９１の押下時間に応じて所望の電圧に対応するＦＥＴをオンさせればよい。
【０１４０】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ３００では、出力電圧を変化させることができるので、例えば、商用電源の電圧が異なる海外で使用することが可能となる。
【０１４１】
続いて、図２５を用いて、本発明の第４の実施の形態による正弦波アダプタ４００について説明する。
【０１４２】
本実施の形態による正弦波アダプタ４００では、過電流制御を行う。
【０１４３】
詳細には、図２５に示すように、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が所定値（本実施の形態では、５Ａ）より大きかった場合に（Ｓ２１：ＹＥＳ）、マイコン１２１は、まず、第２のＰＷＭ信号のデューティを低下させる（Ｓ２２）。そして、所定時間（本実施の形態では、１０ｓ）経過後（Ｓ２３：ＹＥＳ）に、電流検出抵抗１１９によって検出された電流が所定以下まで低下していなかった場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、インバータ回路１１８を停止させるような第２のＰＷＭ信号を出力する（Ｓ２５）。
【０１４４】
以上、説明したように、本実施の形態による正弦波アダプタ４００では、インバータ回路１１８に大きな電流が流れることが抑制されるので、インバータ回路１１８を構成するＦＥＴ１８１ａ−１８１ｄが破損することが抑制されている。過電流によりインバータ回路１１８が停止した際には、図１９に示すように設定周波数に対応する赤ＬＥＤを点滅させれば、過電流によって出力が停止したことを把握することができる。
【０１４５】
本実施の第５の実施形態を、図２８に示す。第５の実施形態では、正弦波アダプタ１の内部の排水に関する構造が上述の実施の形態と異なっている。
【０１４６】
第５の実施形態では、排水口１０ｃに加えて、第２排水口１１０ｃが排水口１０ｃと隣接するように形成されている。また、隔壁１０Ａと左右方向に僅かに離間して第２隔壁１１０Ａが筐体１０の内面の上面から下方に向けて立設している。さらに、第２隔壁１１０Ａから左右方向に僅かに離間して第３隔壁１１０Ｂが筐体１０の内面の底面から上方に向けて立設している。第２排水口１１０ｃは、隔壁１０Ａと第３隔壁１１０Ｂとの間に形成されている。これにより、たとえ外部からの水が隔壁１０Ａを乗り越えて侵入した場合でも、第２排気口１１０ｂより外部に排出することができる。このようなラビリンス構造により、吸気口１０ａから侵入した水が内部に入り込むことを防止している。排気口１０ｂも、図９と同様の構造となっている。
【０１４７】
本発明では正弦波アダプタ１とインバータ装置２とを別体で設けた構成としている。利用者によっては矩形波の交流電圧で駆動する機器のみを使用する場合が考えられる。この場合、インバータ装置２の出力を矩形波の交流電圧とすればこのような利用者に対応することができる。正弦波の交流電圧とするためには、インバータ装置２内のインバータ部で直流を交流に変換した後にフィルタ回路部が必要になる。これは矩形波形を正弦波形に整形する回路である。この回路は複数のコイルやコンデンサで構成されるためコストが高くなってしまい、矩形波のみで対応可能な利用者にはコスト面での負担が大きくなってしまう。
更に、インバータ装置２内で正弦波と矩形波を切り替え可能としても、フィルタ回路部の他に切り替え部を備える必要があり、コスト面での負担が大きくなってしまう。
そこで、本発明は矩形波を出力するインバータ装置２に接続することで正弦波を出力することができる正弦波アダプタ１を提供することで、必要な利用者のみが正弦波アダプタ１を使用することで、必要ない利用者の経済面での負担を軽減することができる。更に、正弦波アダプタ１をインバータ装置２に固定できるようにすれば、大きさも抑えられ正弦波アダプタ１とインバータ装置２を一体的に利用することができ、携帯性や操作性を向上することができる。
【０１４８】
本発明による電源装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。
【０１４９】
第１の実施形態では、防水、防塵、防振のために回路基板１７をウレタン１７Ａで充填したが、使用する樹脂はウレタンに限られてない。例えば、シリコンなどであってもよい。
【０１５０】
図２７に示すように、突入電流防止回路１３の動作をマイコン２１で制御してもよい。この場合、マイコン２１は、電圧検出回路４０によって入力電圧を監視し、図１３に示すように、インバータ装置２から１２０Ｖより大きい電圧が０．５ｓに亘って入力されていた場合に（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１３１のゲートにオン信号を出力して突入電流防止回路１３を動作させることとなる（Ｓ１Ｂ）。一方、１２０Ｖより小さい場合には（Ｓ１：ＮＯ）、マイコン２１はＦＥＴ１３１のゲートにオフ信号を出力し突入電流防止回路１３を停止する（動作させない）。なお、図４（ａ）の突入電流防止回路１３の分圧抵抗１３３及び１３４を省略することができるためコストを抑えることができる。
【０１５１】
また、第３の実施の形態では、電圧切替用抵抗２７及び電圧切替用ＦＥＴ２８を備えずに、第２平滑コンデンサ１７のフィードバック電圧の変化をスイッチングＩＣ１６３が検知して昇圧電圧を切り替えてもよい。また、電圧切替信号が入力された場合にマイコン２１が直接スイッチングＩＣ１６３を制御してもよい。
【０１５２】
また、上記実施の形態では、第１範囲として９９Ｖ以上１６９Ｖ以下、第２範囲として１２７Ｖ以上１４１Ｖ以下を用いたが、これらに限定されるものではない。
【０１５３】
また、図１５及び図１６では、アダプタ４を介してインバータ装置２に接続される電源として鉛蓄電池３及び電池パック５（リチウムイオン電池）を用いて説明したが、インバータ装置２には、種類が異なる電池、例えば、ニカド電池やニッケル水素電池が接続されてもよく、電池電圧が異なってもよい。
【０１５４】
また、上記実施の形態では、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の両方によって正弦波アダプタ１からの出力を停止させたが、第２のＰＷＭ信号のみによって正弦波アダプタ１からの出力を停止させる構成であってもよい。また、昇圧回路１６がトランスの場合には、第１のＰＷＭ信号のみによって正弦波アダプタ１からの出力を停止させてもよい。
【０１５５】
また、正弦波アダプタ１には、例えば、電池パック５から直流電圧が直接供給されてもよく、この場合であっても、正弦波アダプタ１は、正弦波を出力することができる。
【０１５６】
また、第１の実施形態では、１つの隔壁１０Ａにより水の浸入を防止し、第５の実施形態では３つの隔壁１０Ａ、第２隔壁１１０Ａ、第３隔壁１１０Ｂにより水の侵入を防止したが、隔壁の枚数はこれに限られない。
【符号の説明】
【０１５７】
１・・正弦波アダプタ
２・・インバータ装置
３・・電池パック
３Ａ・・アダプタ
１０・・筐体
１０ａ・・吸気口
１０ｂ・・排気口
１０ｃ・・排水口
１１・・係合部
１４・・出力ケーブル
１６・・冷却ファン
２２・・出力ケーブル
２５・・電力入力部
１１４・・電圧検出回路
１１６・・昇圧回路
１１９・・電流検出抵抗
１２１・・マイコン
１２２・・周波数切替回路
１２５・・波形判別回路
１２６・・バイパス回路
１２９・・電圧切替回路
１８１ ・・インバータ部
１８２ ・・フィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が入力される入力部と、
該電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ回路と、
該正弦波形の電圧を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする波形変換器。
【請求項２】
上面と底面と側面とを有する略函状のハウジングを備え、
該ハウジングには、該入力電圧を供給するインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の波形変換器。
【請求項３】
該インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、
該矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力することを特徴とする請求項１記載の波形変換器。
【請求項４】
該インバータ装置固定部は該ハウジングの上面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の波形変換器。
【請求項５】
該インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、
該電動工具用電池パックを接続した該インバータ装置を該インバータ装置固定部に固定可能であることを特徴とする請求項２または４に記載の波形変換器。
【請求項６】
該ハウジングの一の側面には、該ハウジング外方へ指向する入出力端子が設けられ、
該インバータ装置は、上面と底面と側面とを有する略函状のインバータハウジングを備え、該インバータハウジングの一の側面には、該インバータハウジング外方へ指向するインバータ入出力端子が設けられ、
該インバータ装置は、該インバータハウジングの底面が該ハウジングの上面に対向するとともに、該インバータハウジングの該一の側面が該ハウジングの該一の側面に対応するように該インバータハウジングの４つの側面が該ハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、該インバータ装置固定部に固定されることを特徴とする請求項２または４に記載の波形変換器。
【請求項７】
該インバータ装置は該インバータ装置固定部と係合する係合部を有し、
該係合部と該入出力端子は異なる面に設けられていることを特徴とする請求項６記載の波形変換器。
【請求項８】
該入力された電圧を昇圧する昇圧回路と、
該昇圧回路及び該インバータ回路を制御する制御部と、
該入力部に入力された電圧を検出する電圧検出部と、
をさらに備え、
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には該昇圧動作を禁止することを特徴とする請求項２に記載の波形変換器。
【請求項９】
該インバータ回路は、
該昇圧回路の出力電圧をパルス波に変換するインバータ部と、
該パルス波を正弦波に整形する整形部と、
を備え、
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には該昇圧回路を動作させることなく該インバータ回路を動作させることを特徴とする請求項８に記載の波形変換器。
【請求項１０】
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が入力許容範囲から外れている場合には該昇圧回路と該インバータ回路の少なくとも一方の動作を禁止することを特徴とする請求項８又は９に記載の波形変換器。
【請求項１１】
該インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、
該制御部は、該電流検出部に流れる電流が所定値以上の場合に該インバータ回路から出力される電圧が低下するように該インバータ回路を制御することを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１２】
該出力部から出力される電圧の周波数を設定可能な周波数設定部を更に備え、
該制御部は、該周波数設定部で設定された周波数の電圧が該出力部から出力されるように該インバータ回路を制御することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１３】
該出力部から出力される電圧を設定可能な電圧設定部を更に備え、
該制御部は、該電圧設定部で設定された電圧が該出力部から出力されるように該昇圧回路を制御することを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１４】
該入力部に入力された電圧の波形を判別する波形判別部と、
該入力部と該出力部との間に接続され、オン・オフ可能なバイパス回路と、
を更に備え、
該制御部は、該波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、該バイパス回路をオンすることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１５】
該制御部は、該波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、少なくとも該インバータ回路の動作を禁止することを特徴とする請求項１４に記載の波形変換器。
【請求項１６】
該ハウジングには、該ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、
該ハウジング内であって該貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、
該遮蔽壁と該貫通孔が形成された該ハウジングの部分との間は排水空間をなし該排水空間の下部は底面によって画成され、該排水空間の下部を画成する底面の部分には、該ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２から１５のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１７】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し該正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、該回路基板全体は樹脂材により被覆されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１８】
一端に開口が形成された函状の本体部と、
該開口を開閉可能に本体部に設けられた蓋体と、
該本体部に収容される鉛蓄電池と、
該鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得る該インバータ装置と、
を備え、
該本体部は請求項１から１７のいずれか一項に記載の波形変換器を収容可能であることを特徴とする電源装置。
【請求項１９】
該インバータ装置は該蓋体に固定可能であり、
該インバータ装置を該蓋体に固定し且つ該波形変換器を該本体部に収容した状態で該波形変換器と該インバータ装置とを接続可能としたことを特徴とする請求項１８に記載の電源装置。
【請求項１】
電圧が入力される入力部と、
該電圧の波形を正弦波形に変換するインバータ回路と、
該正弦波形の電圧を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする波形変換器。
【請求項２】
上面と底面と側面とを有する略函状のハウジングを備え、
該ハウジングには、該入力電圧を供給するインバータ装置を固定可能なインバータ装置固定部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の波形変換器。
【請求項３】
該インバータ装置は直流電圧を矩形波の交流電圧に変換して出力し、
該矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換して出力することを特徴とする請求項１記載の波形変換器。
【請求項４】
該インバータ装置固定部は該ハウジングの上面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の波形変換器。
【請求項５】
該インバータ装置は電動工具用電池パックからの直流電圧を交流電圧に変換して出力し、
該電動工具用電池パックを接続した該インバータ装置を該インバータ装置固定部に固定可能であることを特徴とする請求項２または４に記載の波形変換器。
【請求項６】
該ハウジングの一の側面には、該ハウジング外方へ指向する入出力端子が設けられ、
該インバータ装置は、上面と底面と側面とを有する略函状のインバータハウジングを備え、該インバータハウジングの一の側面には、該インバータハウジング外方へ指向するインバータ入出力端子が設けられ、
該インバータ装置は、該インバータハウジングの底面が該ハウジングの上面に対向するとともに、該インバータハウジングの該一の側面が該ハウジングの該一の側面に対応するように該インバータハウジングの４つの側面が該ハウジングの４つの側面に対応した位置関係で、該インバータ装置固定部に固定されることを特徴とする請求項２または４に記載の波形変換器。
【請求項７】
該インバータ装置は該インバータ装置固定部と係合する係合部を有し、
該係合部と該入出力端子は異なる面に設けられていることを特徴とする請求項６記載の波形変換器。
【請求項８】
該入力された電圧を昇圧する昇圧回路と、
該昇圧回路及び該インバータ回路を制御する制御部と、
該入力部に入力された電圧を検出する電圧検出部と、
をさらに備え、
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には該昇圧動作を禁止することを特徴とする請求項２に記載の波形変換器。
【請求項９】
該インバータ回路は、
該昇圧回路の出力電圧をパルス波に変換するインバータ部と、
該パルス波を正弦波に整形する整形部と、
を備え、
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が昇圧禁止範囲内にある場合には該昇圧回路を動作させることなく該インバータ回路を動作させることを特徴とする請求項８に記載の波形変換器。
【請求項１０】
該制御部は、該電圧検出部により検出された電圧が入力許容範囲から外れている場合には該昇圧回路と該インバータ回路の少なくとも一方の動作を禁止することを特徴とする請求項８又は９に記載の波形変換器。
【請求項１１】
該インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、
該制御部は、該電流検出部に流れる電流が所定値以上の場合に該インバータ回路から出力される電圧が低下するように該インバータ回路を制御することを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１２】
該出力部から出力される電圧の周波数を設定可能な周波数設定部を更に備え、
該制御部は、該周波数設定部で設定された周波数の電圧が該出力部から出力されるように該インバータ回路を制御することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１３】
該出力部から出力される電圧を設定可能な電圧設定部を更に備え、
該制御部は、該電圧設定部で設定された電圧が該出力部から出力されるように該昇圧回路を制御することを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１４】
該入力部に入力された電圧の波形を判別する波形判別部と、
該入力部と該出力部との間に接続され、オン・オフ可能なバイパス回路と、
を更に備え、
該制御部は、該波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、該バイパス回路をオンすることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１５】
該制御部は、該波形判別部によって検出された波形が正弦波であった場合には、少なくとも該インバータ回路の動作を禁止することを特徴とする請求項１４に記載の波形変換器。
【請求項１６】
該ハウジングには、該ハウジングの内部と外部とを連通する貫通孔が形成され、
該ハウジング内であって該貫通孔に対向する部分には遮蔽壁が設けられ、
該遮蔽壁と該貫通孔が形成された該ハウジングの部分との間は排水空間をなし該排水空間の下部は底面によって画成され、該排水空間の下部を画成する底面の部分には、該ハウジングの内部と外部とを連通する排水用貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２から１５のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１７】
矩形波の交流電圧を正弦波の交流電圧に変換し該正弦波の交流電圧を出力する電圧変換回路を有する回路基板を有し、該回路基板全体は樹脂材により被覆されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の波形変換器。
【請求項１８】
一端に開口が形成された函状の本体部と、
該開口を開閉可能に本体部に設けられた蓋体と、
該本体部に収容される鉛蓄電池と、
該鉛蓄電池からの直流電圧がアダプタを介して供給され得る該インバータ装置と、
を備え、
該本体部は請求項１から１７のいずれか一項に記載の波形変換器を収容可能であることを特徴とする電源装置。
【請求項１９】
該インバータ装置は該蓋体に固定可能であり、
該インバータ装置を該蓋体に固定し且つ該波形変換器を該本体部に収容した状態で該波形変換器と該インバータ装置とを接続可能としたことを特徴とする請求項１８に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８（ａ）】
【図１８（ｂ）】
【図１８（ｃ）】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２（ａ）】
【図２２（ｂ）】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８（ａ）】
【図１８（ｂ）】
【図１８（ｃ）】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２（ａ）】
【図２２（ｂ）】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−４６４８１（Ｐ２０１３−４６４８１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２０６２（Ｐ２０１１−１８２０６２）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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