JP2015507455A - 液体への水没の影響に耐えることができるバッテリ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明のバッテリ30を図解しており、また、このバッテリ30が充電器40にどのように装着されるかを図解している。バッテリ30の内部には、電荷を蓄積することができる1つまたは複数の再充電可能なセル32(図3)が存在する。充電器40は、バッテリ30を取り外し可能な態様で保持する形状を有する少なくとも1つのソケット42を備えている。充電器40の内部には電力源があり、点線で表された矩形のブロック44によって図解されている。また、充電器40の内部にはプロセッサがあり、点線で表された矩形のブロック46によって図解されている。バッテリ30が充電器40に装着されているときには、電力源42が、充電用の電流をバッテリのセル32に供給する。充電器のプロセッサ46は、電力源44によるバッテリ30の充電を調整する。充電器のプロセッサ46は、また、バッテリ30の内部にあるメモリからデータを取り出すことが可能であり、メモリにデータを書き込むことも可能である。
図3に示されているように、本発明のバッテリ30は、シェル70を含む。再充電可能なセル32は、シェル70の中に配置される。本発明の示されている態様では、セル32は、相互に直列に接続され、セルクラスタ(図示せず)を形成している。セルクラスタは、シェル70の基部に設置されているフォームパッド34の上に配置される。ふた72は、シェル70の開口している上側端部を覆うように配置されるシーリングである。バッテリ30が医学用/外科用に用いることが意図されている場合には、ふた72を、シェル70とふた72とが殺菌可能なハウジングを集合的に形成するように、シェル70に装着させることが可能である。ふた72は、バッテリヘッド76であるヘッドを備えているように、形成される。バッテリヘッド76は、充電器のソケット42の中と、器具のハウジング52の台尻端部に接する箇所との両方で適合するような寸法を有する。バッテリヘッド76には、電力接点78および80とデータ接点82とが設けられている。電力接点78および80は導電性の部材であり、充電器40は、これらを経由して充電用の電流をセル32に供給し、外科用器具50は、これらから付勢電流を得る。一方の接点である接点78はカソードである。電力接点80はバッテリ30のアノードである。データ接点82は、データおよび命令信号がこれを経由してバッテリ30に書き込まれバッテリ30から読み出される接点である。従って、データ接点82は、バッテリ30がデータおよび命令を充電器のプロセッサ44および器具のプロセッサ62との間で交換する際に経由される接点である。これらの信号は、1ワイヤ信号交換プロトコルを用いて交換される。そのようなプロトコルの1つとして、ダラス・セミコンダクタ・1ワイヤ・プロトコル(Dallas Semiconductor One-Wire protocol)がある。
MOSFET146のソースは、接地されている。MOSFET146のゲートは、プロセッサ260のデータ信号出力ピンに結合されている。
バッテリ30は、典型的には、充電器40または器具60のいずれかへの接続を待機している。この時点では、バッテリ30は、アイドル状態にあると考えられる。このアイドル状態にあるときには、バッテリ30の内部にあるコンポーネントは、比較的少ない量の電流を引き入れる。これにより、セル32の放電が最小化される。バッテリ30の内部にあるコンポーネントの電流引き込みが最小化されることの一部として、バッテリ30がこのモードにあるときには、プロセッサ260は、セル調整器180にMOSFET152および164をオンに切り替えさせる命令を、セル調整器180に向かって出力することはない。MOSFET152のボディダイオードが順バイアス配列であることにより、バッテリ電圧は、MOSFET152および164の接合部に、依然として存在する。従って、この電圧は電圧調整器110に連続的に印加される。電圧調整器110は、それに応えて、バッテリ30がアイドル状態にあるときでもこの信号を要求するバッテリ30の他のコンポーネントに、3.3VDCの信号を供給することができる。しかし、MOSFET164はオフに切り替えられているから、パック電圧は、ゼロまたはゼロの近傍でなければならない。
以上は本発明のある特定の態様に関するものであることが理解されるべきである。本発明の他の態様は、以上で説明してきたものとは異なる特徴を有する場合がありうる。
Claims (32)
- 電荷を蓄積する少なくとも1つのセル(32)と、
前記少なくとも1つのセルに接続されており、前記少なくとも1つの再充電可能なセルから電流が供給されるときに経由される少なくとも2つの接点(78、80、82)と
を備えているバッテリ(30)であって、
制御回路(164、234、260)が、前記少なくとも1つのセルの間と前記接点(78、80、82)とに接続されて、前記接点への前記セルの接続を調整し、前記接点の少なくとも1つに存在する信号をモニタし、
前記制御回路は、
前記モニタされる接点(82)における第1の規定された信号の検出に応答して、通信電圧が前記接点の間に印加されるように、前記少なくとも1つのセルを前記接点に接続し(314)、かつ、前記通信電圧が印加される間は、前記モニタされる接点に存在する前記信号をモニタし(318)、
第2の規定された信号が前記モニタされる接点(82)に生じる場合には、このバッテリに接続されている装置に給電する(320)ために、電流が前記接点を経由して前記セルから供給されうるように、前記少なくとも1つのセルを前記接点に接続し、
前記第2の規定された信号が前記モニタされる接点(82)に生じない場合には、前記通信電圧の前記接点間への印加のオンおよびオフを繰り返し(338、340)、前記通信電圧が前記接点(78、80、82)間に印加されるときには、前記モニタされる接点に存在する電圧をモニタし(318)て、前記第2の規定された信号の存在/不在に基づき、前記装置に給電するための電流を供給するために、前記少なくとも1つのセルが前記接点に接続されるべきかどうかを判断するように構成されている
ことを特徴とするバッテリ。 - 前記通信電圧の前記接点(78、80)間への印加のオンおよびオフを繰り返すとき、前記制御回路(164、234、260)は、更に、
前記通信電圧が前記接点に印加される間は、第3の規定された信号が前記モニタされる接点に生じるかどうかをモニタし(342)、
前記第3のモニタされる印加信号が前記モニタされる接点に生じる場合には、前記通信電圧の前記接点間へのオンおよびオフの繰り返しを終了し、
前記第1の規定された信号が前記モニタされる接点に生じるかどうかを判断するために、前記モニタされる接点(82)に存在する信号をモニタするように構成されている、請求項1に記載のバッテリ。 - 前記接点は、カソード接点(78)と、アノード接点(80)と、感知接点(82)とを含み、
前記制御回路(164、234、260)は、前記感知接点(82)に存在する信号をモニタするために前記感知接点に接続されている、請求項1または2に記載のバッテリ。 - 前記感知接点(82)は、更に、前記バッテリからデータが読み出される、または前記バッテリにデータが書き込まれるときに経由されるデータ接点として機能する、請求項3に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)は、更に、
前記少なくとも1つのセル(32)からの電圧を前記モニタされる接点(82)に選択的に印加し、
前記モニタされる接点において前記第1の規定された信号が検出される前に、前記少なくとも1つのセルからの電圧を前記モニタされる接点に印加し、
前記モニタされる接点(82)において前記第1の規定された信号が検出されると、前記モニタされる接点への前記電圧の印加をネゲートする(316)ように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記制御回路(164、234、260)が前記第1の規定された信号を求めて前記モニタされる接点(82)をモニタするとき、前記制御回路は前記接点をモニタし、前記接点に存在する信号が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルに変化するかどうかを判断する(312)、請求項1〜5のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)が前記第2の規定された信号を求めて前記モニタされる接点(82)をモニタするとき、前記制御回路は前記接点をモニタして、認識コードを含む信号が受け取られたかどうかを判断する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)は、前記少なくとも1つのセル(32)と前記接点(78)の1つとを選択的に接続/切断する少なくとも1つのスイッチ(164、234)を含んでいる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路は、
前記接点(78、80)の間への前記通信電圧の印加を制御するように、選択的に設定される第1のスイッチ(234)と、
前記装置に給電するための電流が前記少なくとも1つのセル(32)から前記接点(78、80)を経由して供給されうるように、選択的に設定される第2のスイッチ(164)と
を含んでいる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 選択的に作動可能な電流制限器(212、216、218、220、222、224、226、230)が、前記少なくとも1つのセル(32)と前記接点(78、80)の1つとの間に配置されており、
前記通信電圧が電流が制限された電圧となるように前記接点(78、80)の間に前記通信電圧を与えるために、前記制御回路(164、234、260)が、前記電流制限器を選択的に作動させる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記制御回路は、更に、前記装置に給電するための電流が前記セルから供給されうるように前記少なくとも1つのセル(32)を前記接点(78、80)に接続するときには、前記電流制限器を非活性化するように構成されている、請求項10に記載のバッテリ。
- 前記少なくとも1つのセル(32)と前記制御回路(164、234、260)とは殺菌可能なハウジング(70、72)の中に含まれている、請求項1〜11のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)は、前記第1の規定された信号が検出され、次に前記第2の規定された信号が検出されるかどうかを判断するために、前記接点の1つにおいてモニタする、請求項1〜12のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記少なくとも1つのセル(32)はリチウムイオンセルである、請求項1〜13のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)は、前記接点の1つ(78)から前記少なくとも1つのセル(32)への電流の流れを調整する第3のスイッチ(152)を含んでおり、
前記制御回路は、更に、第4の規定された信号の存在を求めて前記接点の1つをモニタし、前記第4の規定された信号が検出されると、充電器(40)から前記接点(78、82)を経由して前記少なくとも1つのセル(32)に電流が供給されうるように前記スイッチ(152)を設定するように構成されている、請求項1〜14のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記少なくとも1つのセルが再充電可能である、請求項1〜15のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 動力生成ユニット(54)を備えており、外科的医療処置を実行するための電動式外科用器具(50)であって、前記動力生成ユニット(54)に付勢電流を提供するために、請求項1〜16のいずれか1項に記載のバッテリ(30)が装着されている電動式外科用器具。
- 少なくとも1つの再充電可能なセル(32)と、
前記少なくとも1つの再充電可能なセルに接続されており、前記少なくとも1つの再充電可能なセルから電流が供給されるときに経由される少なくとも2つの接点(78、80、82)と
を備えているバッテリ(30)において、
選択的に作動可能な電流制限器(212、216、218、220、222、224、226、230)が、前記少なくとも1つのセル(32)と前記接点(78、80)の1つとの間に配置されており、
制御回路(164、234、260)は、前記接点(78、80、82)の少なくとも1つと前記電流制限器(212、216、218、220、222、224、226、230)とに接続されて、前記電流制限器を作動させ、
前記制御回路は、
前記接点(78、80、82)の1つに存在する信号に基づき、前記バッテリによって給電されうる装置(50)が前記バッテリ(30)に装着されているかどうかを判断し(312)、
前記バッテリが装置に装着されていることが検出されると、前記バッテリが前記少なくとも1つのセル(32)から前記接点を経由して電流が制限された電圧を供給するように、前記電流制限器を作動させ(314)、
認識コードを含む信号が前記バッテリに装着された前記装置(50)から受け取られるかどうかを判断し(318)、
前記認識コードが前記装着された装置(50)から受け取られる場合には、前記電流制限器(212、216、218、220、222、224、226、230)を非活性化して、前記電流制限器によって制限されない電流を、前記少なくとも1つのセル(32)から前記端子(78、80、82)を経由して前記装着された装置(320、322)に供給するように構成されている
ことを特徴とするバッテリ。 - 前記接点は、カソード接点(78)と、アノード接点(80)と、感知接点(82)とを含んでおり、
前記制御回路(164、234、260)は、前記感知接点(82)に存在する信号をモニタし、前記装置が前記バッテリに接続されているかどうかまたは前記認識コードが受け取られるかどうかの少なくとも一方を判断するために、前記感知接点に接続されている、請求項18に記載のバッテリ。 - 前記制御回路(164、234、260)は、前記感知接点(82)に存在する信号をモニタし、装置が前記バッテリに装着されているかどうかまたは前記認識コードが受け取られるかどうかの両方を判断するために、前記感知接点に接続されている、請求項18に記載のバッテリ。
- 前記感知接点(82)は、更に、前記バッテリからデータが読み出されるとき、または前記バッテリにデータが書き込まれるときに経由されるデータ接点として機能する、請求項19または20に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)が、更に、
前記装置が前記バッテリに装着されているかどうかを判断するために前記制御回路(164、234、260)によってモニタされる前記接点(78、80、82)に、前記少なくとも1つのセル(32)からの電圧を選択的に印加し、
装置(50)が前記バッテリ(30)に装着されていると判断する前に、前記少なくとも1つのセルからの電圧を前記モニタされる接点に印加し、
装置(50)が前記バッテリに装着されていると判断すると、前記接点への前記電圧の印加をネゲートする(316)ように構成されている、請求項18〜21のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記制御回路(164、234、260)は、前記接点に存在する信号が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルに変化するかどうかを判断することにより、前記装置(50)が前記バッテリに装着されているかどうかを判断する(312)、請求項18〜22のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路は、前記少なくとも1つのセル(32)と、前記バッテリに装着された前記装置(50)に電流が供給されるときに経由される前記接点の1つとを選択的に接続する第1のスイッチ(164)を含み、
前記制御回路は、前記認識コードを含む信号を受け取ると、前記第1のスイッチを閉じる(320)、請求項18〜23のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記制御回路は、前記電流制限器(212、216、218、220、222、224、226、230)を非アクティブ/アクティブにするために選択的に閉鎖/開放される第2のスイッチ(234)を含んでいる、請求項18〜24のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記制御回路(164、234、260)は、前記接点の1つ(78)から前記少なくとも1つのセル(32)への電流の流れを調整する第3のスイッチ(152)を含んでおり、
前記制御回路は、更に、前記バッテリが充電器に装着されていることを前記接点に存在する信号が示しているかどうかを判断する(282)ために、前記接点の1つをモニタするように構成されており、
前記制御回路は、バッテリが前記充電器(40)に装着されていると判断すると、前記少なくとも1つのセルに電流が供給されうるように前記第2のスイッチを閉じる(284)、請求項18〜25のいずれか1項に記載のバッテリ。 - 前記制御回路(164、234、260)は、装置が前記バッテリに装着されているかどうかと、前記認識コードを含む信号が受け取られるかどうかとを判断するために、前記接点の1つ(82)をモニタする、請求項18〜26のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記電流制限器は複数のトランジスタ(220、222)を含んでいる、請求項18〜27のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記少なくとも1つのセル(32)と前記制御回路(164、234、260)は、殺菌可能なハウジング(70、72)の中に含まれている、請求項18〜27のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記少なくとも1つのセル(32)はリチウムイオンセルである、請求項18〜28のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 前記少なくとも1つのセルはが再充電可能である、請求項18〜29のいずれか1項に記載のバッテリ。
- 動力生成ユニット(54)を備えており、外科的医療処置を実行するための電動式外科用器具(50)であって、前記動力生成ユニット(54)に付勢電流を提供するために請求項18〜30のいずれか1項に記載のバッテリ(30)が装着されている電動式外科用器具。
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