JP2019050647A - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの残量が少なくなったときには初期充電および急速充電をし、満充電になった後には間欠的な補充電をする。【解決手段】ＡＣアダプタ８２は、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換する。充電部８３は、ＡＣアダプタ８２が出力する直流電圧を用いてバッテリ８１を充電する。制御部９０は、充電部８３にバッテリ８１の充電モードを指示する。制御部９０は、バッテリ８１の電圧が所定の電圧よりも小さければ充電部８３に初期充電モードを指示し、バッテリ８１の電圧が所定の電圧以上であれば充電部８３に急速充電モードを指示し、バッテリ８１が満充電になったら充電部８３に補充電モードを指示し、充電部８３は、初期充電モードでは、バッテリ８１を初期充電電流で充電し、急速充電モードでは、バッテリ８１を初期充電電流よりも大きな急速充電電流で充電し、補充電モードでは、バッテリ８１を急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する。【選択図】図５

Description

本発明は、たとえば、チューブを接合するチューブ接合装置に好適な、充電制御装置および充電制御方法に関する。

樹脂製のチューブ同士を繋ぎ合わせる技術として、各チューブを溶断し、溶断した端部同士を相互に押し付けて加圧接合する接合方法がある。この接合方法はチューブ接合装置に採用されている。

チューブ接合装置は、まず、２本のチューブを装置の上下方向（高さ方向）に重ねて相互に密着させ、次に、この２本のチューブに対して、加熱した板状の金属製ウェハーを接近移動させる。これによって、２本のチューブを溶断する。チューブの溶断はチューブ接合装置に内蔵されているバッテリの電力を用いる。

従来の一般的なチューブ接合装置としては、特許文献１に記載されているものがある。

特開２０１５−１３６５７５号公報

特許文献１に記載されているチューブ接合装置では、バッテリの残量が少なくなったときに「要充電」のランプが点灯する。しかし、チューブの溶断には大電力を必要とし、また、バッテリの充電電流が小さいことから、充電を開始した後しばらくの間はチューブ接合装置を使用することはできない。

たとえば、チューブの接合をしようとして、チューブ接合装置を取り出したところ、「要充電」のランプが点灯していたとする。それに気付いて即座に充電を開始したとして、内蔵されているバッテリが満充電になるまでには、たとえば２３時間程度の時間を要する。

また、従来のチューブ接合装置は、満充電になった後も、充電中であれば、バッテリに微小の電流を流し続ける、低率充電を続ける。このため、満充電になったことに気づかないまま充電を継続してしまうと、バッテリを劣化させる恐れがある。

本発明は、上記の不具合に鑑みて成されたものであり、バッテリの残量が少なくなったときには初期充電および急速充電ができ、満充電になった後には間欠的に補充電する、充電制御装置および充電制御方法の提供を目的とする。

本発明に係る充電制御装置は、ＡＣアダプタ、充電部および制御部を有する。ＡＣアダプタは、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換する。充電部は、ＡＣアダプタが出力する直流電圧を用いてバッテリを充電する。制御部は、充電部にバッテリの充電モードを指示する。制御部は、バッテリの電圧が所定の電圧よりも小さければ充電部に初期充電モードを指示し、バッテリの電圧が所定の電圧以上であれば充電部に急速充電モードを指示し、バッテリが満充電になったら充電部に補充電モードを指示し、充電部は、初期充電モードでは、バッテリを初期充電電流で充電し、急速充電モードでは、バッテリを初期充電電流よりも大きな急速充電電流で充電し、補充電モードでは、バッテリを急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する。

本発明に係る充電制御方法は、バッテリの電圧が所定の電圧よりも小さければバッテリを初期充電電流で所定の電圧まで充電する初期充電ステップと、バッテリの電圧が所定の電圧以上であれば初期充電電流よりも大きな急速充電電流で充電する急速充電ステップと、バッテリが満充電になったらバッテリを急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する補充電ステップと、を含む。

本発明に係る充電制御装置によれば、充電を開始した後、バッテリの残容量が少なければ初期充電したのちに急速充電がされるので、短時間でバッテリを満充電にすることができる。また、バッテリが満充電となった後には間欠的に補充電がされるので、バッテリを劣化させる恐れが小さくなる。

本発明に係る充電制御方法によれば、バッテリの残容量が少なければ初期充電したのちに急速充電がされるので、短時間でバッテリを満充電にすることができる。また、バッテリが満充電となった後には間欠的に補充電がされるので、バッテリを劣化させる恐れが小さくなる。

本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法が適用されるチューブ接合装置であって、その蓋部が開いた状態を示す概略斜視図である。 チューブ接合装置の蓋部を閉じた状態を示す概略斜視図である。 チューブ接合装置の蓋部を閉じた状態において、筐体内に配置されている構成要素の配置例を示す概略斜視図である。 チューブ接合装置の蓋部を開いた状態での概略平面図であり、図４（Ａ）は、第１チューブおよび第２チューブをセットする前の図、図４（Ｂ）は、第１チューブおよび第２チューブをセットした後の図である。 本実施形態に係る充電制御装置のブロック図である。 図５に示す充電制御装置の動作フローチャートである。 図６に示す動作フローチャートの「充電ＯＮ」のサブルーチンフローチャートである。 図７に示す動作フローチャートの「初期充電モード」のサブルーチンフローチャートである。 図７に示す動作フローチャートの「急速充電モード」のサブルーチンフローチャートである。 図７に示す動作フローチャートの「補充電モード」のサブルーチンフローチャートである。 本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法の動作説明に供する図である。 本実施形態に係る充電制御方法を用いて充電するバッテリの温度−電圧特性図である。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法について説明する。図１は、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法が適用されるチューブ接合装置であって、その蓋部が開いた状態を示す概略斜視図である。図２は、チューブ接合装置の蓋部を閉じた状態を示す概略斜視図である。図３は、チューブ接合装置の蓋部を閉じた状態において、筐体内に配置されている構成要素の配置例を示す概略斜視図である。図４は、チューブ接合装置の蓋部を開いた状態での概略平面図である。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜チューブ接合装置の構成、動作＞
チューブ接合セットＳは、図１に示すように、第１チューブおよび第２チューブ（図示せず）を溶断−接合可能なチューブ接合装置１と、溶断に用いられる複数枚のウェハーＷＦ（板状の切断部材）を備えるウェハーカセットＷＣと、を備える。チューブ接合装置１にウェハーカセットＷＣを挿入し、並置されている第１チューブと第２チューブを互いに押し付けて潰した状態で、加熱したウェハーＷＦによって溶断する。その後、溶断した第１チューブの片側と第２チューブの片側との位置を入れ替え、加圧して接合する。

チューブ接合装置１は、概説すると、図１に示すように、チューブ接合装置１の各部を収納する筐体１０と、溶断に際して第１チューブと第２チューブを挟み込んで互いに押し付けて潰し、溶断後は第１チューブの片側と第２チューブの片側との位置を入れ替えるクランプ部２０と、溶断−接合の際に、クランプ部２０を第１チューブおよび第２チューブを挟み込んだ状態でロックするインターロック３０と、を有している。

また、チューブ接合装置１は、図３に示すように、筐体１０に挿入されたウェハーカセットＷＣを収納するウェハーカセット収納部４０と、ウェハーＷＦを加熱して溶断位置へ送り出すウェハー送り部５０と、を備えている。さらに、チューブ接合装置１は、図１に示すように、使用者Ｍ（図４参照）からの溶断−接合などの指示を受付可能な操作部６０と、使用者Ｍに必要な情報を報知する報知部７０と、チューブ接合装置１に電力を供給可能な電力供給部８０と、各部の動作を統括的に制御する制御部（図示せず）と、を備えている。

図１、図４に示すように、第１チューブＴ１、第２チューブＴ２の延在方向において、各チューブＴ１、Ｔ２の溶断位置Ｘ０を境界として、溶断後に位置が入れ替わる側を「入替側Ｘ１」、その反対側を「固定側Ｘ２」と称する。

また、チューブ接合装置１は、図１および図３に示すように、第１チューブの固定側Ｘ２と第２チューブの固定側Ｘ２を互いに押付ける固定側押し付け部２５ａと、第１チューブの入替側Ｘ１と第２チューブの入替側Ｘ１を互いに押付ける可動側押し付け部２５ｂと、を備えている。

操作部６０には、図１に示すように、複数のスイッチ６１が設けられている。各スイッチ６１を押すことで、使用者Ｍがチューブ接合装置１に対して、チューブ接合装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える指示、溶断−接合開始などの指示ができる。電力供給部８０は、図１、３に示すように、チューブ接合装置１に電力を供給可能なバッテリ８１と、バッテリ８１を充電するためのＡＣアダプタ８２と、を備えている。バッテリ８１の充電制御は前述の制御部が行う。

筐体１０は、チューブ接合装置１の各部を収容する機能を備えている。筐体１０は、図１に示すように、略四角錘台状の外形形状を備える上ケース１１と、上ケース１１の下に配置される略四角柱状の外形形状を備える下ケース１２と、によって構成している。

上ケース１１の上面の手前側には操作部６０が設けられている。また、上ケース１１の上面の奥側には、報知部７０が設けられている。報知部７０には表示部７１が設けられている。

また、上ケース１１は、操作部６０と報知部７０との間に、奥側から手前側に向かうにつれて下ケース１２の底面１２ａに近づくように傾斜する傾斜面１１ｆを備えている。傾斜面１１ｆには、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１チューブＴ１に接続されている所定のコネクターＴ１２を嵌め込み可能な窪み１１ａと、第２チューブＴ２の固定側Ｘ２を嵌め込み可能な窪み１１ｂとが設けられている。このため、第１チューブＴ１と第２チューブＴ２の配置位置を取り違えることなく、適正な位置に各チューブＴ１、Ｔ２をセットできる。

上ケース１１の上面には、図１に示すように、クランプ部２０を嵌め込み可能な孔１１ｇが設けられている。上ケース１１の側面には、ウェハーカセットＷＣを挿入するためのカセット挿入孔１１ｃと、筐体１０内に挿入されたウェハーカセットＷＣを取り出すための取出スイッチ１１ｄと、が設けられている。ウェハーカセットＷＣをカセット挿入孔１１ｃから挿入した状態で、使用者Ｍが指で取出スイッチ１１ｄを押し込めば、ウェハーカセットＷＣは、カセット挿入孔１１ｃを通じて筐体１０の外部に取り出すことができる。

また、上ケース１１には、図３に示すように、筐体１０の周囲の環境温度を計測可能な温度センサ１１ｅが内蔵されている。温度センサ１１ｅの計測した環境温度に応じて、第１チューブＴ１および第２チューブＴ２を溶断するウェハーＷＦの加熱時間を調整することができる。

下ケース１２は、図１に示すように、平坦な底面１２ａと４本の脚部１２ｂとを備えている。４本の脚部１２ｂは底面１２ａの四隅に設けられる。また、底面１２ａには、報知部７０の備えるスピーカ７２の音声を筐体１０の外部に伝播しやすくする、複数の貫通孔や、第１チューブＴ１および第２チューブＴ２を溶断する際に生じた熱やガスを筐体１０の外部に排出する、複数の貫通孔が設けられている（図示省略）。

クランプ部２０は、第１チューブＴ１と第２チューブＴ２を並置した状態で保持する機能、溶断に際して第１チューブＴ１と第２チューブＴ２を互いに押し付けて潰す機能、および、溶断後に第１チューブの片側と第２チューブの片側との位置を入れ替える機能を備えている。

クランプ部２０は、筐体１０の底面１２ａに固定される台座と、台座に対して相対的に接近−離反することによって開閉可能に構成された蓋部２２とを備える。隙間２１ａは、使用前のウェハーＷＦが溶断位置Ｘ０に移動する際や、使用済みのウェハーＷＦを筐体１０の外部に送り出す際に、ウェハーＷＦが通過するための隙間である。チューブ保持部は、各チューブＴ１、Ｔ２の固定側Ｘ２を固定的に保持する第１保持部２３１および第２保持部２３２と、各チューブＴ１、Ｔ２の入替側Ｘ１を可動的に保持する第３保持部２３３とを備えている。チューブ接合装置１の機械的な構成は以上の通りである。

＜充電制御装置の構成＞
図５は、本実施形態に係る充電制御装置のブロック図である。この充電制御装置は、チューブ接合装置１に組み込まれ、チューブ接合装置１が備えるバッテリの充電状態を制御する。

充電制御装置１００は、バッテリ８１、ＡＣアダプタ８２、充電部８３、電流検出部８４、制御部９０を有する。バッテリ８１には温度センサ１１ｅが取り付けられバッテリ８１の温度が検出される。バッテリ８１と充電部８３との間にはダイオード８５が設けられ、バッテリ８１から充電部８３への電流の逆流を防止する。

制御部９０は、充電制御装置１００の各部を統括的に制御する機能を備えている。制御部９０は、マイクロコンピュータなどのＣＰＵ９５と、ＣＰＵ９５により実行される装置全体の制御プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（図示せず）と、ワークエリアとして測定データや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（図示せず）とを備えている。

ＡＣアダプタ８２は、商用電源に接続され、商用電源の交流電圧を所望の直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）に変換する。充電部８３は、ＡＣアダプタ８２が出力する直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）を用いてバッテリ８１を充電する。電流検出部８４は、バッテリ８１の充電電流を検出する。

制御部９０は、温度センサ１１ｅが検出したバッテリ８１の温度、バッテリ８１の電圧、電流検出部８４が検出した充電電流を用いて、充電部８３に充電のＯＮ／ＯＦＦを指示したり、充電モードを指示したりする。また、制御部９０は、ＡＣアダプタ８２の接続を検出し、ＡＣアダプタ８２から充電部８３への電圧供給のＯＮ／ＯＦＦを指示する。

＜充電制御装置の動作＞
次に、図６から図１０のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法の動作を説明する。図６から図１０のフローチャートは、制御部９０のＣＰＵ９５によって実行される。

ＣＰＵ９５は、ＡＣアダプタ８２が商用電源のコンセントに接続されたことを検出する（Ｓ１０００）。この検出は、ＡＣアダプタ８２が出力する直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）がチューブ接合装置１に入力されているか否かによって行なう。

ＣＰＵ９５は、ＡＣアダプタ８２に入力されている直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）が正常範囲であるか否かを判断する（Ｓ２０００）。入力されている直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）が正常範囲でなければ（Ｓ２０００：ＮＯ）、Ｓ１０００のステップに戻る。

入力されている直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）が正常範囲であれば（Ｓ２０００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９５は、ＡＣアダプタ８２に供給ＯＮ信号を出力する（Ｓ３０００）。これにより、ＡＣアダプタ８２から出力される直流電圧（ＡＣアダプタ電圧）を充電部８３に供給する。

ＣＰＵ９５は、充電部８３に充電ＯＮ信号を出力しＡＣアダプタ８２からの電力をバッテリ８１に供給する（Ｓ４０００）。

ＣＰＵ９５は、充電中の電流を監視する（Ｓ５０００）。ＣＰＵ９５は、電流検出部８４が検出したバッテリ８１の充電電流の範囲が正常であれば（Ｓ５０００：正常）、Ｓ４０００のステップに戻って、充電を継続する。一方、ＣＰＵ９５は、電流検出部８４が検出したバッテリ８１の充電電流の範囲が異常であれば（Ｓ５０００：異常）、充電部８３に充電ＯＦＦ信号を出力し、ＡＣアダプタ８２に供給ＯＦＦ信号を出力し、充電をＯＦＦする（Ｓ６０００）。

以上が充電制御装置１００の概略の動作である。次に、Ｓ４０００の充電ＯＮの詳細な動作について説明する。図７は、図６に示す動作フローチャートの「充電ＯＮ」（Ｓ４０００）のサブルーチンフローチャートである。

ＣＰＵ９５は、温度センサ１１ｅが検出するバッテリ８１の温度（Ｔ）を入力する（Ｓ４００）。ＣＰＵ９５は、入力した温度（Ｔ）が０℃以上４０℃以下の範囲にあるか否かを判断する（Ｓ４１０）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ温度（Ｔ）が０℃以上４０℃以下の範囲になければ（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ４００のステップの処理に戻る。一方、バッテリ温度（Ｔ）が０℃以上４０℃以下の範囲にあれば（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧（Ｅ）を測定する（Ｓ４２０）。ＣＰＵ９５は、測定した電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４３０）。電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）よりも小さければ（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９５は、充電部８３を初期充電モードに設定する（Ｓ４４０）。初期充電モードでは、充電部８３は、バッテリ８１を初期充電電流で充電する。

一方、ＣＰＵ９５は、電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）よりも小さくなければ（Ｓ４３０：ＮＯ）、ＣＰＵ９５は、測定した電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４５０）。電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）よりも小さければ（Ｓ４５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９５は、充電部８３を急速充電モードに設定する（Ｓ４６０）。急速充電モードでは、充電部８３は、バッテリ８１を初期充電電流よりも大きな急速充電電流で充電する。

一方、ＣＰＵ９５は、電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）よりも小さくなければ（Ｓ４５０：ＮＯ）、ＣＰＵ９５は、測定した電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）以上であるか否かを判断する（Ｓ４７０）。電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）以上であれば（Ｓ４７０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９５は、充電部８３を補充電モードに設定する（Ｓ４８０）。補充電モードでは、充電部８３は、バッテリ８１を急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する。

ＣＰＵ９５は、電圧（Ｅ）が所定の電圧（β）以上でなければ（Ｓ４７０：ＮＯ）、Ｓ４００のステップの処理に戻る。

なお、電圧αとβとの大小関係は、α＜βである。したがって、充電時に、バッテリ８１の電圧がαよりも低ければ、バッテリ８１には急速充電モードでの充電が行われない。まず、初期充電モードでの充電が行われ、バッテリ８１の電圧がα以上になった時点から、急速充電モードでの充電が行われる。

このように、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度が一定の温度以上であるときに、初期充電モード、急速充電モード、補充電モードのいずれかを充電部８３に指示する。また、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧がαよりも小さいか、βより小さいか、β以上であるかによって、初期充電モード、急速充電モード、補充電モードを設定する。

次に、図７に示した、Ｓ４４０の「初期充電モード」、Ｓ４６０の「急速充電モード」、Ｓ４８０の「補充電モード」の処理について順に説明する。

図８は、図７に示す動作フローチャートの「初期充電モード」のサブルーチンフローチャートである。

初期充電モードの処理が開始されると、充電部８３は、初期充電電流でバッテリ８１を充電する（Ｓ４４１）。初期充電電流は、充電部８３からバッテリ８１に、バッテリ電圧よりも高い充電電圧を印加することによって流す。初期充電電流は、ミリアンペア単位の電流であり、バッテリ８１の電圧が徐々に上昇する程度の電流である。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４４２）。一定範囲内とは、たとえば、０℃よりも高く６０℃よりも低い温度範囲である。次に、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４４３）。一定範囲内とは、たとえば、４０ｍＡよりも大きく１１０ｍＡよりも小さい電流範囲である。さらに、ＣＰＵ９５は、充電経過時間（ｔ）がＡ分よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４４４）。さらに、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）以上であるか否かを判断する（Ｓ４４５）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあり（Ｓ４４２：ＹＥＳ）、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあり（Ｓ４４３：ＹＥＳ）、充電経過時間（ｔ）がＡ分よりも小さく（Ｓ４４４：ＹＥＳ）、バッテリ８１の電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）よりも小さければ（Ｓ４４５：ＮＯ）、初期充電モードを継続する。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内になければ（Ｓ４４２：ＮＯ）、初期充電を停止し（Ｓ４４６）、図７のフローチャートのＳ４００の処理に戻る。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にないか（Ｓ４４３：ＮＯ）、充電経過時間（ｔ）がＡ分に達するか（Ｓ４４４：ＮＯ）、のいずれかの場合には、初期充電を停止する（Ｓ４４７）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧（Ｅ）が所定の電圧（α）以上になったら（Ｓ４４５：ＹＥＳ）、図７のフローチャートに戻り、急速充電モードを充電部８３に指示する。

図９は、図７に示す動作フローチャートの「急速充電モード」のサブルーチンフローチャートである。

急速充電モードの処理が開始されると、充電部８３は、急速充電電流でバッテリ８１を充電する（Ｓ４６１）。急速充電電流は、充電部８３からバッテリ８１に、バッテリ電圧よりも高い充電電圧を印加することによって流す。急速充電電流は、初期充電電流よりも大きい、アンペア単位の電流であり、バッテリ８１の電圧を急激に上昇させることができる程度の大きさの電流である。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４６２）。一定範囲内とは、たとえば、０℃よりも高く６０℃よりも低い温度範囲である。次に、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４６３）。一定範囲内とは、たとえば、０．８Ａよりも大きく１．６Ａよりも小さい電流範囲である。さらに、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγよりも小さいか否かを判断する（Ｓ４６４）。γの電圧値は、バッテリ８１の充電電圧の限度値である。さらに、ＣＰＵ９５は、充電経過時間（ｔ）がＢ分よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４６５）。さらに、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧変化率ΔＶを演算しその電圧変化率ΔＶが一定値以上であるか否かを判断する（Ｓ４６６）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあり（Ｓ４６２：ＹＥＳ）、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあり（Ｓ４６３：ＹＥＳ）、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγよりも小さく（Ｓ４６４：ＹＥＳ）、充電経過時間（ｔ）がＢ分よりも小さく（Ｓ４６５：ＹＥＳ）、バッテリ８１の電圧変化率ΔＶが一定値以上であれば（Ｓ４６６：ＹＥＳ）、急速充電を停止する（Ｓ４６７）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内になければ（Ｓ４６２：ＮＯ）、初期充電を停止し（Ｓ４６８）、図７のフローチャートのＳ４００の処理に戻る。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にないか（Ｓ４６３：ＮＯ）、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγ以上であるか（Ｓ４６４：ＮＯ）、充電経過時間（ｔ）がＢ分に達するか（Ｓ４６５：ＮＯ）、のいずれかの場合には、初期充電を停止する（Ｓ４６９）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧変化率ΔＶが一定値未満であれば（Ｓ４６６：ＮＯ）、急速充電モードを継続する。

図１０は、図７に示す動作フローチャートの「補充電モード」のサブルーチンフローチャートである。

補充電モードの処理が開始されると、充電部８３は、補充電電流でバッテリ８１を充電する（Ｓ４４１）。補充電電流は、充電部８３からバッテリ８１に、バッテリ電圧よりも高い充電電圧を印加することによって流す。補充電電流は、初期充電電流と同様にミリアンペア単位の電流であり、バッテリ８１の自然放電を補償できる程度の電流である。補充電電流は、継続して流されるのではなく、ごく短時間間欠的に流される。補充電電流を間欠的に流すのは、バッテリ８１の劣化を防止するためである。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４８２）。一定範囲内とは、たとえば、０℃よりも高く６０℃よりも低い温度範囲である。次に、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ４８３）。一定範囲内とは、たとえば、４０ｍＡよりも大きく１１０ｍＡよりも小さい電流範囲である。さらに、ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγよりも小さいか否かを判断する（Ｓ４８４）。γの電圧値は、バッテリ８１の充電電圧の限度値である。さらに、ＣＰＵ９５は、補充電が終了したか否かを判断する（Ｓ４８５）。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内にあり（Ｓ４８２：ＹＥＳ）、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にあり（Ｓ４８３：ＹＥＳ）、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγよりも小さく（Ｓ４８４：ＹＥＳ）、補充電が終了していなければ（Ｓ４８５：ＹＥＳ）、補充電モードを継続する。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の温度（Ｔ）が一定範囲内になければ（Ｓ４８２：ＮＯ）、補充電を停止し（Ｓ４８６）、図７のフローチャートのＳ４００の処理に戻る。

ＣＰＵ９５は、バッテリ８１の充電電流（Ｉ）が一定範囲内にないか（Ｓ４８３：ＮＯ）、バッテリ８１の電圧（Ｅ）がγ以上であれば（Ｓ４８４：ＮＯ）、のいずれかの場合には、補充電を停止する（Ｓ４８７）。

ＣＰＵ９５は、補充電が終了していなければ（Ｓ４８５：ＮＯ）、補充電を継続する。

以上のように、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法では、まず、バッテリ８１が所定の電圧以下であれば、バッテリ８１に対して初期充電をし、バッテリ８１の電圧が所定の電圧以上になったら、急速充電をする。急速充電中にバッテリ８１の温度、充電電流、電圧が所定の範囲から逸脱したり、急速充電の時間が設定時間を超えたりした場合には、急速充電を終了させる。そして、急速充電によりバッテリ８１が満充電になったら、補充電に移行し、バッテリ８１の自然放電を補償する。補充電は、補充電電流を一定の時間を置いて間欠的にバッテリ８１に供給する。

図１０は、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法の動作説明に供する図である。

図に示すように、充電モードは、初期充電モード、急速充電モード、補充電モードの順に推移する。初期充電モードでは、初期充電電流をバッテリ８１に供給し、充電中のバッテリ８１のバッテリ電圧を、一定値（α（Ｖ））まで上昇させる。また、初期充電モードでは、バッテリ温度は緩やかに上昇する。

次に、急速充電モードでは、急速充電電流をバッテリ８１に供給し、バッテリ８１を急速充電させる。急速充電モードでは、満充電に達する直前まではバッテリ温度とバッテリ温度変化率はほとんど変化しない。しかし、バッテリ８１が満充電に達するときには、バッテリ電圧、バッテリ温度、バッテリ温度変化率が急激に上昇する。

最後に、補充電モードでは、補充電電流をバッテリ８１に間欠的に供給し、バッテリ８１の自然放電を補償する。具体的には、１時間ごとに２分程度、補充電電流を供給する。補充電電流は、自然放電を補償するための最低限の電流が間欠的に供給されるものであるので、急速充電後に充電したままであっても、バッテリ８１を劣化させる恐れが小さい。

図１１は、本実施形態に係る充電制御方法を用いて充電するバッテリの温度−電圧特性図である。

外気温が０℃、２５℃、４０℃のときのセル温度は、バッテリ８１の充電容量が１００％を超えたあたり、つまりバッテリ８１が満充電になったあたりから急激に上昇する。また、バッテリ８１のセル電圧も、バッテリ８１が満充電になったあたりから急激に上昇したのち下降する。

このため、本実施形態では、バッテリ８１が満充電になったか否かを、バッテリ８１の電圧の上昇後の下降またはバッテリ８１の温度上昇によって検出している。

以上のように、本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法によれば、充電を開始した後、バッテリ８１の残容量が少なければ必要に応じて初期充電を実施したのち急速充電がされるので、短時間でバッテリ８１を満充電にすることができる。また、バッテリ８１が満充電となった後には間欠的に補充電がされるので、バッテリ８１を劣化させる恐れが小さい。なお、初期充電電流、急速充電電流、補充電電流の大小関係は、図１０に示す通り、補充電電流値≦初期充電電流値＜急速充電電流値である。

本実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法をチューブ接合装置１に適用したところ、従来は２３時間程度かかっていた充電が１時間程度で済むようになった。また、バッテリ８１の残容量が少なく、要充電のランプが点灯していても、１５分程度の充電によって、１回のチューブＴ１、Ｔ２の接合ができるようになった。

以上、実施形態を通じて本発明に係る充電制御装置および充電制御方法を説明したが、本発明は実施形態において説明した構成に限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜改変することが可能である。

たとえば、本発明の適用対象としてチューブ接合装置１を例示して説明したが、本発明の適用対象はチューブ接合装置１に限られない。

１ チューブ接合装置、
１０ 筐体、
１１ｅ 温度センサ、
２２ 蓋部、
８１ バッテリ、
８２ ＡＣアダプタ、
８３ 充電部、
８４ 充電検出部、
８５ ダイオード、
９０ 制御部、
９５ ＣＰＵ、
１００ 充電制御装置。

Claims (10)

1. 商用電源の交流電圧を直流電圧に変換するＡＣアダプタと、
   前記ＡＣアダプタが出力する直流電圧を用いてバッテリを充電する充電部と、
   前記充電部に前記バッテリの充電モードを指示する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記バッテリの電圧が所定の電圧よりも小さければ前記充電部に初期充電モードを指示し、前記バッテリの電圧が前記所定の電圧以上であれば前記充電部に急速充電モードを指示し、前記バッテリが満充電になったら前記充電部に補充電モードを指示し、
   前記充電部は、前記初期充電モードでは、前記バッテリを初期充電電流で充電し、前記急速充電モードでは、前記バッテリを前記初期充電電流よりも大きな急速充電電流で充電し、前記補充電モードでは、前記バッテリを前記急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する、充電制御装置。
2. 前記制御部は、前記急速充電モードを指示しているときに、前記バッテリの電圧の変化率を演算し、前記バッテリの電圧の変化率が所定の変化率になったら、前記充電部に前記急速充電モードの停止を指示する、請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記制御部は、前記急速充電モードを指示してから一定の時間が経過すると、前記充電部に充電の停止を指示する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
4. 前記制御部には前記バッテリの温度を検出する温度センサが接続され、
   前記制御部は、前記急速充電モードを指示しているときに、前記が一定の範囲から逸脱したら、前記充電部に充電の停止を指示する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
5. 前記制御部には前記バッテリの温度を検出する温度センサが接続され、
   前記制御部は、前記バッテリの温度が一定の温度以上であるときに、前記初期充電モード、前記急速充電モード、前記補充電モードのいずれかを指示する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
6. 前記制御部には前記バッテリの充電電流を検出する電流検出部が接続され、
   前記制御部は、前記初期充電モード、前記急速充電モード、前記補充電モード、の各モードにおいて、前記電流検出部によって検出された充電電流が一定の範囲内になければ、前記充電部に充電の停止を指示する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
7. バッテリの電圧が所定の電圧よりも小さければ前記バッテリを初期充電電流で所定の電圧まで充電する初期充電ステップと、
   前記バッテリの電圧が所定の電圧以上であれば初期充電電流よりも大きな急速充電電流で前記バッテリを充電する急速充電ステップと、
   前記バッテリが満充電になったら、前記バッテリを前記急速充電電流よりも小さな補充電電流で間欠的に充電する補充電ステップと、
   を含む、充電制御方法。
8. さらに、前記急速充電ステップでは、
   前記バッテリを前記急速充電電流で充電しているときに、前記バッテリの電圧の変化率が所定の変化率になったら、前記急速充電電流での充電を停止するステップを有する、請求項７に記載の充電制御方法。
9. さらに、前記急速充電ステップでは、
   前記バッテリを前記急速充電電流で充電してから一定の時間が経過すると、前記急速充電電流での充電を停止するステップを有する、請求項７に記載の充電制御方法。
10. さらに、前記急速充電ステップでは、
    前記バッテリを前記急速充電電流で充電しているときに、前記バッテリの温度が一定の範囲から逸脱したら、前記急速充電電流での充電を停止するステップを有する、請求項７に記載の充電制御方法。