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交流電源で使える便利な機器が多くありますが、外で使える交流電源は一応ポータブル発電機がありますが、20㎏ぐらいと抱えながら作業はできません。最近、ポータブル電源という、交流電源に対応したバッテリーもありますが、2万前後とちょっと高価です。そこで、屋外で背負いながら使える交流電源があるといいなということで簡単に作ってみました。
インバーターによる直流から交流への変換
車やバイクで用いられる一般的なバッテリーは直流の12Vか24Vです。この直流の電源をインバーターという機器を利用することで100Vの交流電源に変換できます。
インバーターのメーカーとしてはバッテリーに直接つないで利用するか、車のシガーソケットからも12Vの電流をとれるのでそこにソケットを差し込んで使うことを想定しているようです。
メルテック 車載用 インバーター コンセント DC12V コンセント1口(120W/240W) Meltec IP-300
インバーターを利用するときの注意点
インバーターの製品によっては直流電源を変換して得られる交流電源の波形が通常の家庭用100V電源とは異なります。下記図中の（a）のように電圧が+と-を繰り返し交流なのですが+ → －→ +→ ・・・とオンオフを繰り返すように急激に電圧が切り替わる波形（矩形波形）ものがあります。家庭用の100V電源では(b)のように滑らかな波のように約100V と -約100Vの電圧繰り返す波形（正弦波）です。交流電源機器には精密機器やデジタルタイマーなど正確な正弦波を必要とするものがあり、今回紹介したような矩形波のインバータでは使えない場合があります。
正弦波が必要な場合はちょっとお高いですが下記のような正弦波を出力できるインバーターをご購入ください。
Meltec（メルテック）:大容量 正弦波インバーター DC12V 1000W MPS-1000
背負い式交流電源ユニットの作成
構想
仕様のイメージはネットの補修にグルーガンを使ったり、罠猟の止め差しで使う電気ヤリを使用する電源として背負って背負って使えるもの（リュック風、総重量5㎏以下）。1万円以下、コンセント１口のもの。バッテリーの交換しやすいようにします。
電源ユニットの基本構成は樹脂ボックスをベースに、インバータとバッテリーを金具・ゴムを使って固定します。加えて、背負えるようにリュックの肩紐をつけることにします。
材料
使用した材料リスト
- インバーター ×1 melteck ip-300
- 12vバッテリー ×1 台湾ユアサ FT4L-BS
- コの字ボルト ×2 waki 足長コの字ボルト M8×100
- リュック肩紐 ×1 ノーブランド ショルダーストラップベルトクッションパッド
- 樹脂ボックス ×1 ダイソー 300円商品
- ナイロン平ベルト ×1 TRUSCO TNB205-BK
- ゴムロープ ×1 ユタカメイク TT-205-2
- D環 ×1セット 日本紐釦貿易 Dカン
- ゴムロープ用金具 ×1セット 金具セット トラックゴムロープ用
上記のリストにはないですが、ボックスとインバータの隙間はシリコンコーキングを、ナイロンベルトをボックスに穴をあけて通したところや穴をあけたところはホットボンドで埋めています。また、この字ボルトを留めたM8ナット、座金も購入せず、在庫のものを使いました。
材料の購入金額は8,680円でした。
作成手順
1.樹脂ボックスの加工
樹脂ボックスにインバータとバッテリー、肩紐を取り付けるための穴あけ加工を行いました。
インバータを取り付ける箇所はボックス側面にコンセント口が露出するように、切り取り加工を行いました。四角形の四隅はドリルで穴をあけ、その穴をつなぐようにカッターで切り取りました。
この字ボルトの箇所は、ドリルで約φ6.5㎜の穴を4か所開けています。
※ポリスチレン製の箱は脆いのでオートポンチで印をつけた際、バキバキになりました。衝撃を加えると簡単に壊れるので注意してください。
肩紐をかける平紐は負荷が強くかかるので、ボックス側面下方に平紐を通す穴をあけ、平紐をボックス内を通して肩紐をかけるDカンをつけました。
2.バッテリー固定具の装着
バッテリーはゴム紐で固定すること年、ボックスに平紐とDカン、ゴムロープ用金具でつけ外しができるようにしました。
※平紐と樹脂ボックスをくっつけるのが難しく、接着剤やビスを使って固定してみました。不具合あれば、報告記事を書きます。
3.肩紐の取り付け
肩紐を取り付けられるようにボックスにあけた穴に、平紐を通しDカンを両端に手縫いで付けました。肩紐の上は樹脂ボックス取手にDカンをつけ、そこに肩紐のフックをつけることとしました。
4.インバータの取り付け
ボックス側面にあけた切り口からインバータを入れ、この字ボルトとナットでインバータを固定しました。ボックス側面の穴とインバータの隙間には、防水等のため、余っていたシリコンコーキングでふさぎました。
5.バッテリーの装着と肩紐の装着
完成してから写真を撮ったのですでに上の写真では、バッテリーがついていますが手順としては、最後にバッテリーと肩紐を取り付け一応の完成です。
完成
バッテリーの±を間違えないようにインバータとつなぎます。これでインバータのスイッチを入れることで、交流電源が使えるようになりました。
電球につないでみた際の動作は次の動画のようになります。
※動画の最後電球が点滅する際画面が、急に明るくなるので注意してください！
まとめ
一応、1万円以下で背負える交流電源ユニットが完成しました。外でも、グルーガンや電気ヤリが使えて仕事がはかどることでしょう。
改善点、反省点としては主に2つあります。バッテリー残量がわかりにくく、インバータの電源が入っていても、機器が作動しないことがありました。バッテリーの残量計の装着を検討すればよかったです。また、ボックスの加工を電動ドリルとカッターを使ってやったのですが結構大変でした。樹脂材料を使うなら3Dプリンタを使って作るともっと楽に作れるなと思います。時間があれば、改良型を作ろうと思います。
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