JP2020071035A - Long-term deterioration detection device, life-time prediction device and life-time prediction method - Google Patents

Long-term deterioration detection device, life-time prediction device and life-time prediction method Download PDF

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Koji Hirano
浩次 平野
啓佑 松本
Keisuke Matsumoto
啓佑 松本
綿貫 正法
Masanori Watanuki
正法 綿貫
翔 木村
Sho Kimura
翔 木村
曦華 林
Xi-Hua Lin
曦華 林
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Abstract

To provide a long-term deterioration detection device capable of detecting changes in a composition or an internal structure due to long-term deterioration of an object, or long-term deterioration of a movable object.SOLUTION: A long-term deterioration detection device includes: a first electrode and a second electrode that are separated from an object by a gap; a capacitance sensor unit that detects inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode including the object; and a control unit that detects changes in a composition, an internal structure, or a volume of the object over time based on the capacitance detected by the capacitance sensor unit. The first electrode and the second electrode are separated from the object by the gap before and after the changes overtime.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は経年劣化検知装置、寿命予測装置および寿命予測方法に関する。   The present disclosure relates to an aged deterioration detection device, a life prediction device, and a life prediction method.

携帯端末には、二次電池からなる電池パック(バッテリとも称される)が搭載されていて、この電池パックから電力が供給されることにより、かかる携帯端末が動作可能となる。携帯端末の電池パックに採用されている二次電池としてはリチウムイオン電池が最も主流である。リチウムイオン電池は、小型化や軽量化という点において優れ、且つ高電圧が得られ、高エネルギ密度であるという利点を有する。その一方、リチウムイオン電池では、長期間の使用等により充電回数が積算されていくと徐々に劣化が進行し、劣化が極度に進行すると膨張による変形が生じ、ひいては発熱や発煙、破裂等の不具合が発生することがある(例えば、特開2013−191364号公報(特許文献1)、特開2001−243991号公報(特許文献2))。   A battery pack (also referred to as a battery) including a secondary battery is mounted on the mobile terminal, and when the power is supplied from the battery pack, the mobile terminal can operate. Lithium-ion batteries are the most mainstream secondary batteries used in battery packs for mobile terminals. The lithium-ion battery has advantages in that it is excellent in miniaturization and weight reduction, can obtain high voltage, and has high energy density. On the other hand, with lithium-ion batteries, deterioration gradually progresses as the number of times of charging is accumulated due to long-term use, etc., and if deterioration deteriorates extremely, deformation occurs due to expansion, which eventually causes heat generation, smoke generation, rupture, etc. May occur (for example, JP2013-191364A (Patent Document 1) and JP2001-243991A (Patent Document 2)).

特許文献1では、電池パックが膨張すると電池パックの下面に設けられた導電性薄膜が電池パック収容部の端子に接して通電することにより電池パックの膨張を検知することが提案されている。   Patent Document 1 proposes that when the battery pack expands, the conductive thin film provided on the lower surface of the battery pack contacts the terminals of the battery pack housing to energize to detect the expansion of the battery pack.

特許文献2では、二次電池本体が膨張すると二次電池本体の外表面に設けられた感圧抵抗素子の抵抗値が所定値になることにより二次電池本体の膨張を検知することが提案されている。   Patent Document 2 proposes that when the secondary battery body expands, the expansion of the secondary battery body is detected by the resistance value of a pressure-sensitive resistance element provided on the outer surface of the secondary battery body becoming a predetermined value. ing.

特開2013−191364号公報JP, 2013-191364, A 特開2001−243991号公報JP 2001-243991 A

特許文献1および特許文献2のいずれも、電池パックまたは二次電池本体(物体)と接触して検知するものであり、物体の経年劣化による組成または内部構造の変化、もしくは可動物体の経年劣化を検知することができない。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
Both Patent Document 1 and Patent Document 2 are for detecting by contacting with a battery pack or a secondary battery main body (object), and change in composition or internal structure due to aged deterioration of an object or aged deterioration of a movable object. It cannot be detected.
Other problems and novel features will be apparent from the description of the present disclosure and the accompanying drawings.

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、経年劣化検知装置は、物体と間隙により隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極間の電極間結合容量を検知する容量センサユニットと、前記容量センサユニットで検知する容量に基づいて前記物体の組成、内部構造または体積の経時変化を検知する制御ユニットと、を備える。前記第一電極および前記第二電極は、経時変化前および経時変化後において、前記物体と間隙により隔てられている。
Of the present disclosure, the outline of a typical one will be briefly described as follows.
That is, the aged deterioration detecting device includes a first electrode and a second electrode that are provided separated from an object by a gap, and a capacitance sensor unit that detects an interelectrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode including the object. And a control unit for detecting a change over time in the composition, internal structure, or volume of the object based on the capacitance detected by the capacitance sensor unit. The first electrode and the second electrode are separated from the object by a gap before and after aging.

上記経年劣化検知装置によれば、物体の経年劣化による組成または内部構造の変化、もしくは可動物体の経年劣化を検知することが可能である。   According to the aging deterioration detecting device, it is possible to detect a change in composition or internal structure due to aging of an object, or an aging deterioration of a movable object.

図1は実施形態の装置の構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the apparatus according to the embodiment. 図2はバッテリとそれを収容するバッテリ収容部の構成を示す図であり、図2(A)は上面図であり、図2(B)はバッテリの非膨張時の図2(A)のX−X断面図であり、図2(C)はバッテリの膨張時の図2(A)のX−X断面図である。2A and 2B are diagrams showing a configuration of a battery and a battery accommodating portion for accommodating the battery, FIG. 2A is a top view, and FIG. 2B is an X in FIG. 2A when the battery is not expanded. 2C is a cross-sectional view taken along line X-X, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line X-X in FIG. 図3(A)は図2(B)の拡大図であり、図3(B)は図2(B)の拡大図である。3 (A) is an enlarged view of FIG. 2 (B), and FIG. 3 (B) is an enlarged view of FIG. 2 (B). 図4は電極間結合容量の計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the interelectrode coupling capacitance measuring system. 図5は図4の静電容量センサユニットの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the capacitance sensor unit of FIG. 図6は膨張量曲線を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an expansion amount curve. 図7(A)は膨張量曲線を示す図であり、図7(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 7B is a diagram showing a battery deterioration curve. 図8は寿命予想曲線を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a life expectancy curve. 図9(A)は膨張量曲線を示す図であり、図9(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。9A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 9B is a diagram showing a battery deterioration curve. 図10(A)は使用履歴による補正表である。図10(B)は寿命予想曲線を示す図である。FIG. 10A is a correction table based on usage history. FIG. 10B is a diagram showing a life expectancy curve. 図11(A)は使用履歴および環境条件による補正表である。図11(B)は寿命予想曲線を示す図である。FIG. 11A is a correction table based on usage history and environmental conditions. FIG. 11B is a diagram showing a life expectancy curve. 図12はバッテリの膨張量とバッテリの充電/放電温度から充電可能容量の補正値を求めるテーブルである。FIG. 12 is a table for obtaining the correction value of the chargeable capacity from the expansion amount of the battery and the charging / discharging temperature of the battery. 図13(A)は膨張量曲線を示す図であり、図13(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 13B is a diagram showing a battery deterioration curve. 図14(A)は使用履歴による環境条件の表である。図14(B)はバッテリの膨張量とバッテリの充電可能容量との関係を示す図である。FIG. 14A is a table of environmental conditions according to usage history. FIG. 14B is a diagram showing the relationship between the expansion amount of the battery and the chargeable capacity of the battery. 図15(A)はバッテリの非膨張時かつ非加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、図15(B)はバッテリの非膨張時かつ加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、図15(C)はバッテリの膨張時かつ非加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、図15(D)はバッテリの膨張時かつ加圧時の図2(A)のD−D断面図である。FIG. 15A is a sectional view taken along the line D-D of FIG. 2A when the battery is not inflated and is not pressurized, and FIG. 15B is FIG. 2B when the battery is not inflated and is pressurized. FIG. 15C is a sectional view taken along the line D-D in FIG. 15A, and FIG. 15C is a sectional view taken along the line D-D in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line D-D of FIG. 図16(A)はバッテリの非膨張時かつ非液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、図16(B)はバッテリの非膨張時かつ液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、図16(C)はバッテリの膨張時かつ非液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、図16(D)はバッテリの膨張時かつ液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図である。FIG. 16 (A) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 (A) when the battery is non-expanding and non-leakage / water immersion, and FIG. 16 (B) is a battery non-expansion and liquid leakage / water immersion. FIG. 16A is a sectional view taken along the line DD of FIG. 2A, and FIG. 16C is a sectional view taken along the line DD of FIG. FIG. 2D is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 2A when the battery is inflated and the liquid is leaking / immersed. 図17(A)はバッテリの非膨張時かつ非結露時の図2(A)のD−D断面図であり、図17(B)はバッテリの非膨張時かつ結露時の図2(A)のD−D断面図であり、図17(C)はバッテリの膨張時かつ非結露時の図2(A)のD−D断面図であり、図17(D)はバッテリの膨張時かつ結露時の図2(A)のD−D断面図である。FIG. 17 (A) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 (A) when the battery is non-expanded and non-condensing, and FIG. 17 (B) is FIG. 2 (A) when the battery is non-expanded and condensed. 17C is a DD cross-sectional view of FIG. 2A when the battery is inflated and non-condensing, and FIG. 17D is an inflated battery and dew-condensed. FIG. 3 is a sectional view taken along the line D-D of FIG. 図18Aはバッテリ寿命予測の前半のフローチャートである。FIG. 18A is a first half flowchart of battery life prediction. 図18Bはバッテリ寿命予測の後半のフローチャートである。FIG. 18B is a second half flowchart of battery life prediction. 図19は直方体型バッテリ及び平面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図19(A)は斜視図であり、図19(B)は非膨張時の断面図であり、図19(C)は膨張時の断面図である。19: is a figure which shows the installation example of the rectangular parallelepiped battery and the electrode arrange | positioned at a plane counter electrode, FIG. 19 (A) is a perspective view, FIG. 19 (B) is a sectional view at the time of non-expansion, FIG. 19 (C) is a sectional view at the time of expansion. 図20は直方体型バッテリ及び平面隣接電極配置された電極の設置例を示す図であり、図20(A)は斜視図であり、図20(B)は非膨張時の断面図であり、図20(C)は膨張時の断面図である。20A and 20B are diagrams showing an installation example of a rectangular parallelepiped battery and electrodes arranged on adjacent electrodes on a plane, FIG. 20A is a perspective view, and FIG. 20B is a cross-sectional view at the time of non-expansion. 20 (C) is a sectional view at the time of expansion. 図21は円柱体型バッテリ及び曲面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図21(A)は斜視図であり、図21(B)は非膨張時の断面図であり、図21(C)は膨張時の断面図である。FIG. 21 is a diagram showing an installation example of a cylindrical battery and electrodes arranged on opposite electrodes of a curved surface, FIG. 21 (A) is a perspective view, and FIG. 21 (B) is a cross-sectional view at the time of non-expansion. 21 (C) is a sectional view at the time of expansion. 図22はローラ部の構成を示す斜視図である。FIG. 22 is a perspective view showing the structure of the roller portion. 図23はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図23(A)は上面図であり、図23(B)は正面図であり、図23(C)は図23(A)のE−E断面図である。23A and 23B are views showing a configuration of a roller and a housing that covers the roller, FIG. 23A is a top view, FIG. 23B is a front view, and FIG. 23C is FIG. 23A. FIG. 図24(A)はローラの非摩耗時の図23(A)のE−E断面図であり、図24(B)はローラの摩耗時の図23(A)のE−E断面図である。FIG. 24 (A) is a sectional view taken along line EE of FIG. 23 (A) when the roller is not worn, and FIG. 24 (B) is a sectional view taken along line EE of FIG. 23 (A) when the roller is worn. .. 図25(A)はゴム製ローラ部の非組成変質時の正面図であり、図25(B)はゴム製ローラ部の組成変質時時の正面図である。FIG. 25 (A) is a front view of the rubber roller portion when the composition is altered, and FIG. 25 (B) is a front view of the rubber roller portion when the composition is altered. 図26は電極間結合容量の計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram showing the configuration of a measurement system for measuring inter-electrode coupling capacitance. 図27(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図27(B)は組成変化量曲線を示す図であり、図27(C)はローラ交換判定曲線を示す図である。27A is a diagram showing a wear amount curve, FIG. 27B is a diagram showing a composition change amount curve, and FIG. 27C is a diagram showing a roller replacement determination curve. 図28(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図28(B)は組成変化量曲線を示す図である。FIG. 28 (A) is a diagram showing a wear amount curve, and FIG. 28 (B) is a diagram showing a composition change amount curve. 図29(A)は使用履歴による補正表である。図29(B)はローラ交換判定曲線を示す図である。FIG. 29A is a correction table based on the usage history. FIG. 29B is a diagram showing a roller replacement determination curve. 図30(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図30(B)は組成変化量曲線を示す図である。FIG. 30 (A) is a diagram showing a wear amount curve, and FIG. 30 (B) is a diagram showing a composition change amount curve. 図31(A)は環境条件による補正表である。図31(B)はローラ交換判定曲線を示す図である。FIG. 31A is a correction table according to environmental conditions. FIG. 31B is a diagram showing a roller replacement determination curve. 図32Aはローラの劣化予測の前半のフローチャートである。FIG. 32A is a first half flowchart of roller deterioration prediction. 図32Bはローラの劣化予測の後半のフローチャートである。FIG. 32B is a second half flowchart of roller deterioration prediction. 図33(A)はローラ部の構成を示す斜視図である。FIG. 33A is a perspective view showing the structure of the roller portion. 図34はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図34(A)は上面図であり、図34(B)は正面図であり、図34(C)は図34(A)のF−F断面図である。34A and 34B are diagrams showing a configuration of a roller and a housing that covers the roller, FIG. 34A is a top view, FIG. 34B is a front view, and FIG. 34C is FIG. 34A. FIG. 8 is a sectional view taken along line FF of 図35(A)はローラの非摩耗時の図34(A)のF−F断面図であり、図35(B)はローラの摩耗時の図34(A)のF−F断面図である。FIG. 35A is a sectional view taken along the line FF of FIG. 34A when the roller is not worn, and FIG. 35B is a sectional view taken along the line FF of FIG. 34A when the roller is worn. .. 図36(A)はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図36(B)はローラの非摩耗時の断面図であり、図36(C)はローラの摩耗時の断面図である。FIG. 36 (A) is a perspective view showing the structure of the roller portion, and is a view with the housing omitted. FIG. 36 (B) is a sectional view when the roller is not worn, and FIG. 36 (C) is a sectional view when the roller is worn.

以下、実施形態、実施例および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments, examples, and modified examples will be described with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be assigned the same reference numerals and repeated description may be omitted. In addition, in order to make the description clearer, the drawings may schematically show the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual mode, but this is merely an example, and the interpretation of the present invention will be understood. It is not limited.

実施形態は、経年劣化を伴う物体において劣化の経時変化が組成や内部構造、体積に表われる物体(例えば、バッテリ、ゴムローラなど)の劣化の検知および劣化(寿命)の予測を行う。図1は実施形態に係る物体の経年劣化を検知する装置の構成を説明する図である。   The embodiment detects the deterioration of an object (eg, battery, rubber roller, etc.) and predicts the deterioration (lifetime) of the object whose deterioration over time is represented by the composition, internal structure, and volume of the deterioration over time. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a device for detecting aged deterioration of an object according to an embodiment.

図1に示すように、実施形態の装置1は、物体(OBJ)2と隔たれて設けられる一対の電極(ELC)3,4と、物体2を含む電極3,4の間の電極間結合容量を検知する容量センサユニット(CSU)5と、容量センサユニット5で検知する電極間結合容量に基づいて物体2の経時変化を検知する制御ユニット(CU)6と、を備える。   As shown in FIG. 1, the device 1 of the embodiment has an inter-electrode coupling capacitance between a pair of electrodes (ELC) 3 and 4 provided separately from an object (OBJ) 2 and electrodes 3 and 4 including the object 2. And a control unit (CU) 6 for detecting a change over time of the object 2 based on the inter-electrode coupling capacitance detected by the capacitance sensor unit 5.

装置1は、対向する両面または一面に少なくとも一対の電極3,4が形成されている空間内に物体2を配置し、該空間内の物体2の劣化による組成、内部構造、体積の経時変化を、該一対の電極3,4間に存在する該物体2とその他の物質(例えば空気や水)の比誘電率に応じた静電容量の変化として捉える。静電容量を計測することにより劣化を検知する。また、装置1は予め評価された基準容量変化曲線に基づいて物体の劣化(寿命)を予測する。さらに、使用履歴情報または周囲環境に基づいて劣化(寿命)予測を補正する。   The apparatus 1 arranges an object 2 in a space in which at least a pair of electrodes 3 and 4 are formed on opposite surfaces or one surface, and changes in composition, internal structure, and volume with time due to deterioration of the object 2 in the space. , As a change in electrostatic capacitance according to the relative permittivity of the substance 2 existing between the pair of electrodes 3 and 4 and another substance (for example, air or water). Deterioration is detected by measuring the capacitance. Further, the device 1 predicts the deterioration (lifetime) of the object based on the reference capacity change curve evaluated in advance. Further, the deterioration (lifetime) prediction is corrected based on the usage history information or the surrounding environment.

実施形態は、下記のうちの少なくとも一つの効果を奏する。
(1)物体の体積の経時変化を非接触、非破壊で検知することが可能である。
(2)物体の組成の経時変化を検知することが可能であるので、例えば、バッテリの液漏れ、浸水、結露など物体の組成的な異常を検知することが可能である。
(3)物体の形状に応じ、電極の配置や形状、サイズを設計することが可能である。
(4)静電容量センサユニットを内蔵するマイクロコントローラと電極パターンのみの低コストで検知することが可能である。
(5)例えば、バッテリの加圧を検知してユーザに対しアラート出力し、バッテリの爆発を防止することが可能である。
(6)物体の劣化や寿命予測をすることが可能である。
(7)物体の劣化を抑えるガイダンスをすることが可能である。
The embodiment has at least one of the following effects.
(1) It is possible to detect a change over time in the volume of an object in a non-contact and non-destructive manner.
(2) Since it is possible to detect a change in the composition of the object with time, it is possible to detect a compositional abnormality of the object such as liquid leakage of the battery, water immersion, and condensation.
(3) The arrangement, shape, and size of the electrodes can be designed according to the shape of the object.
(4) It is possible to detect at low cost only with the microcontroller and the electrode pattern that incorporate the capacitance sensor unit.
(5) For example, it is possible to prevent the battery from exploding by detecting the pressurization of the battery and outputting an alert to the user.
(6) It is possible to predict the deterioration and life of an object.
(7) It is possible to provide guidance for suppressing deterioration of an object.

第一実施例では物体の一例であるバッテリが携帯端末に収納される例について説明する。
図2はバッテリとそれを収容するバッテリ収容部の構成を示す図であり、図2(A)は上面図であり、図2(B)はバッテリの非膨張時の図2(A)のD−D断面図であり、図2(C)はバッテリの膨張時の図2(A)のD−D断面図である。図3(A)は図2(B)の拡大図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図3(B)は図2(B)の拡大図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
In the first embodiment, an example in which a battery, which is an example of an object, is stored in a mobile terminal will be described.
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a battery and a battery accommodating portion for accommodating the battery, FIG. 2A is a top view, and FIG. 2B is a D of FIG. 2A when the battery is not expanded. 2D is a sectional view taken along line D-D, and FIG. 2C is a sectional view taken along line D-D in FIG. 2A when the battery is inflated. FIG. 3 (A) is an enlarged view of FIG. 2 (B) with the battery accommodating portion omitted. FIG. 3 (B) is an enlarged view of FIG. 2 (B) with the battery accommodating portion omitted.

図2に示すように、携帯端末の筐体に形成されるバッテリ収容部160に、リチウムイオン電池からなるバッテリ100が収容される。バッテリ100の上面100aの周辺部がバッテリ収容部160の上壁160aの内面に当接し、下面100bの周辺部がバッテリ収容部160の底壁160bの内面に当接する。バッテリ100の上面100aの中央部とバッテリ収容部160の上壁160aとの間に間隙120があり、中心部ほど間隙が大きくなっている。バッテリ100の下面100bの中央部とバッテリ収容部160の底壁160bとの間に間隙121があり、中心部ほど間隙が大きくなっている。また、バッテリ収容部160の上壁160aの外面に相互容量送信電極110を有し、バッテリ収容部160の底壁160bの外面に相互容量受信電極111を有する。   As shown in FIG. 2, a battery 100, which is a lithium-ion battery, is housed in a battery housing 160 formed in the housing of the mobile terminal. The peripheral portion of the upper surface 100a of the battery 100 contacts the inner surface of the upper wall 160a of the battery housing portion 160, and the peripheral portion of the lower surface 100b contacts the inner surface of the bottom wall 160b of the battery housing portion 160. There is a gap 120 between the central portion of the upper surface 100a of the battery 100 and the upper wall 160a of the battery accommodating portion 160, and the gap increases toward the central portion. There is a gap 121 between the central portion of the lower surface 100b of the battery 100 and the bottom wall 160b of the battery accommodating portion 160, and the gap increases toward the central portion. Further, the mutual capacitance transmitting electrode 110 is provided on the outer surface of the upper wall 160a of the battery housing 160, and the mutual capacitance receiving electrode 111 is provided on the outer surface of the bottom wall 160b of the battery housing 160.

バッテリ100は、高さ(縦幅)がH0、幅(横幅)がW0、厚みがT0の直方体(四角柱)形状であり、これらのH0、W0およびT0は、バッテリ収容部160の高さ(縦幅)、幅(横幅)および厚みよりも小さい。また、バッテリ100は、H0がW0よりも明確に大きい場合を例示しているが、これに限定されず、H0およびW0がほぼ等しくてもよい。   The battery 100 has a rectangular parallelepiped (rectangular prism) shape having a height (vertical width) of H0, a width (horizontal width) of W0, and a thickness of T0. These H0, W0, and T0 are the heights of the battery accommodating portion 160 ( Smaller than vertical width), width (horizontal width) and thickness. Further, the battery 100 exemplifies the case where H0 is clearly larger than W0, but the present invention is not limited to this, and H0 and W0 may be substantially equal.

上述したようにバッテリ100はリチウムイオン電池からなるため、長期間の使用等により劣化が極度に進行すると、図2(C)に示すように膨張によって中央部近傍が膨らむような球面状の変形が生じ、ひいては不具合が発生するおそれがある。この劣化を予想すべく、バッテリ収容部160は、以下に説明するようにバッテリ100の膨張を検知するための構成を有する。   As described above, since the battery 100 is a lithium-ion battery, if the deterioration is extremely advanced due to long-term use or the like, spherical deformation such that the vicinity of the central portion swells due to expansion as shown in FIG. 2C. There is a risk that this may occur, and eventually a defect may occur. In order to anticipate this deterioration, the battery accommodating portion 160 has a configuration for detecting the expansion of the battery 100 as described below.

バッテリ100は相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の間に一定距離で設置されている。言い換えると、相互容量送信電極110と相互容量受信電極111はバッテリ100を挟んで対向配置されている。   The battery 100 is installed at a constant distance between the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the mutual capacitance receiving electrode 111. In other words, the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the mutual capacitance receiving electrode 111 are arranged so as to face each other with the battery 100 interposed therebetween.

相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の電極間結合容量を計測する。相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の間に存在する空気層からなる間隙120とバッテリ100と空気層からなる間隙121の比誘電率により電極間結合容量が変化する。ここで、図3(A)に示すように、通常時の相互容量送信電極110からバッテリ100の間の間隙120の厚さをT1と、バッテリ100の厚さをT0と、バッテリ100から相互容量受信電極111の間の間隙121の厚さをT2とする。   The inter-electrode coupling capacitance of the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the mutual capacitance receiving electrode 111 is measured. The inter-electrode coupling capacitance changes depending on the relative permittivity of the gap 120 formed of the air layer and the gap 121 formed of the battery 100 and the air layer existing between the mutual capacitance transmission electrode 110 and the mutual capacitance reception electrode 111. Here, as shown in FIG. 3 (A), the thickness of the gap 120 between the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the battery 100 in the normal state is T1, the thickness of the battery 100 is T0, and the mutual capacitance from the battery 100 is The thickness of the gap 121 between the receiving electrodes 111 is T2.

バッテリ100が充放電されると、図3(B)に示すようにバッテリ100の体積が膨張する。これに伴い、間隙120の厚さがT11に減少し、バッテリ100の厚さがT01に増加し、間隙121の厚さがT21に減少する(T1>T11、T0<T01、T2>T21)。よって、通常時の間隙120とバッテリ100と間隙121の体積比率が、膨張後の間隙120とバッテリ100と間隙121の体積比率と異なるため、電極間結合容量の変化を検知することができる。バッテリ100の表面は導電体で構成されているため、バッテリ100が膨張し体積が増加してもバッテリ100の比誘電率の変化はない。そのため、体積変化による電極間結合容量の変化を検知することできる。ここで、バッテリ100の体積が膨張すると電極間結合容量は増加する。これによって、バッテリの膨張(経年劣化)を検知することが可能である。   When the battery 100 is charged and discharged, the volume of the battery 100 expands as shown in FIG. Along with this, the thickness of the gap 120 decreases to T11, the thickness of the battery 100 increases to T01, and the thickness of the gap 121 decreases to T21 (T1> T11, T0 <T01, T2> T21). Therefore, the volume ratio of the gap 120, the battery 100, and the gap 121 in the normal state is different from the volume ratio of the gap 120, the battery 100, and the gap 121 after expansion, so that the change in the interelectrode coupling capacitance can be detected. Since the surface of the battery 100 is made of a conductor, the relative permittivity of the battery 100 does not change even if the battery 100 expands and its volume increases. Therefore, it is possible to detect a change in inter-electrode coupling capacitance due to a volume change. Here, when the volume of the battery 100 expands, the inter-electrode coupling capacity increases. As a result, it is possible to detect the expansion (aging deterioration) of the battery.

次に、電極間結合容量の計測について図4、5を用いて説明する。図4は第一実施例のバッテリの経年劣化を検知する装置の構成を示すブロック図である。図5は図4の静電容量センサユニットの構成を示すブロック図である。   Next, measurement of inter-electrode coupling capacitance will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for detecting aged deterioration of a battery according to the first embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the capacitance sensor unit of FIG.

第一実施例の装置10は、バッテリ100と隔たれて設けられる相互容量送信電極110および相互容量受信電極111と、バッテリ100を含む相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の間の電極間結合容量を検知するマイクロコントローラ500と、を備える。   The device 10 of the first embodiment includes a mutual capacitance transmitting electrode 110 and a mutual capacitance receiving electrode 111 that are provided separately from the battery 100, and an interelectrode coupling between the mutual capacitance transmitting electrode 110 including the battery 100 and the mutual capacitance receiving electrode 111. And a micro controller 500 for sensing the capacity.

電極間結合容量はマイクロコントローラ500に内蔵される静電容量センサユニット503で計測される。静電容量センサユニット(CSU)503はメモリ(MEMORY)502に格納されるソフトウェアプログラムを実行する制御ユニットであるCPU501により制御される。静電容量センサユニット503はスイッチトキャパシタ回路(Switched Capacitor Circuit:SC)504と、SC504を利用した容量−電流変換器(Capacitance-Current Converter)505と、SC504に同期してパルス出力可能なパルス生成器(Pulse Generator)506と、を備える。容量−電流変換器505は電流量に変換された容量を電流量に応じて発振周波数が変化する回路とその回路から出力されるパルスをカウントするカウンタを用いて数値化する。パルス生成器506は相互容量送信電極110に駆動パルスを送信する。   The inter-electrode coupling capacitance is measured by a capacitance sensor unit 503 built in the microcontroller 500. The capacitance sensor unit (CSU) 503 is controlled by the CPU 501, which is a control unit that executes a software program stored in the memory (MEMORY) 502. The capacitance sensor unit 503 is a switched capacitor circuit (SC) 504, a capacitance-current converter 505 using the SC 504, and a pulse generator capable of outputting a pulse in synchronization with the SC 504. (Pulse Generator) 506. The capacity-current converter 505 digitizes the capacity converted into the amount of current by using a circuit whose oscillation frequency changes according to the amount of current and a counter which counts pulses output from the circuit. The pulse generator 506 transmits a drive pulse to the mutual capacitance transmission electrode 110.

図6は膨張量曲線を示す図である。
バッテリの充放電回数とバッテリの膨張量には相関関係があり、バッテリの充放電回数が多くなると膨張量も多くなる。バッテリの充放電回数とバッテリの膨張量の相関性を示す膨張量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である膨張量曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。図6に示すように、膨張量曲線は、例えば膨張量が+50%に到達する充放電回数(N50)や膨張量が+90%に到達する充放電回数(N90)を求めることができる。CPU501はバッテリ100のバッテリ膨張量の変化を段階的に検知することができるので、メモリに格納された膨張量曲線に基づいてバッテリの残された充放電回数(寿命)を推測することが可能になる。
FIG. 6 is a diagram showing an expansion amount curve.
There is a correlation between the number of times the battery is charged and discharged and the amount of expansion of the battery, and the amount of expansion increases as the number of times the battery is charged and discharged increases. An expansion amount curve showing the correlation between the number of times the battery is charged and discharged and the expansion amount of the battery is evaluated in advance, and the expansion amount curve that is the reference capacity change curve is stored in, for example, the memory 502 of the microcontroller 500. As shown in FIG. 6, for the expansion amount curve, for example, the number of times of charging / discharging at which the expansion amount reaches + 50% (N50) and the number of times of charging / discharging at which the expansion amount reaches + 90% (N90) can be obtained. Since the CPU 501 can detect the change in the battery expansion amount of the battery 100 step by step, it is possible to estimate the remaining charge / discharge frequency (lifetime) of the battery based on the expansion amount curve stored in the memory. Become.

図7(A)は膨張量曲線を示す図であり、図7(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。図8は寿命予測曲線を示す図である。   FIG. 7A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 7B is a diagram showing a battery deterioration curve. FIG. 8 is a diagram showing a life prediction curve.

図7(A)の膨張量曲線は図6の膨張量曲線と同様に求める。図7(B)に示すように、バッテリの充放電回数とバッテリの充電可能容量(mAh)には相関関係があり、バッテリの充放電回数が多くなるとバッテリの充電可能容量は少なくなる。バッテリの充放電回数とバッテリの充電可能容量には相関性を示すバッテリ劣化曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線であるバッテリ劣化曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。図7(A)の膨張量曲線と図7(B)のバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図8に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。これらにより、CPU501は膨張量(電極間結合容量)から充電可能容量を求めることが可能になり寿命予測が可能になる。   The expansion amount curve of FIG. 7A is obtained in the same manner as the expansion amount curve of FIG. As shown in FIG. 7B, there is a correlation between the number of times the battery is charged and discharged and the chargeable capacity (mAh) of the battery, and as the number of times the battery is charged and discharged increases, the chargeable capacity of the battery decreases. A battery deterioration curve showing a correlation between the number of times of charge and discharge of the battery and the chargeable capacity of the battery is evaluated in advance, and a battery deterioration curve which is a reference capacity change curve is stored in, for example, the memory 502 of the microcontroller 500. .. The correlation is evaluated in advance from the expansion amount curve of FIG. 7A and the battery deterioration curve of FIG. 7B, and the life prediction curve showing the relationship between the expansion amount and the chargeable capacity shown in FIG. It is stored in the memory 502 of the controller 500. As a result, the CPU 501 can obtain the chargeable capacity from the expansion amount (interelectrode coupling capacity), and the life can be predicted.

なお、膨張曲線、バッテリ劣化曲線および寿命予測曲線を予めメモリ502に格納しておいてもよいし、膨張曲線およびバッテリ劣化曲線を予めメモリ502に格納してCPU501が寿命予測曲線を算出するようにしてもよいし、寿命予測曲線のみを予めメモリ502に格納しておいてもよい。   The expansion curve, the battery deterioration curve, and the life prediction curve may be stored in the memory 502 in advance, or the expansion curve and the battery deterioration curve may be stored in the memory 502 in advance so that the CPU 501 calculates the life prediction curve. Alternatively, only the life prediction curve may be stored in the memory 502 in advance.

寿命の推測はCPU501ではなく、携帯端末が備える他のCPUや携帯端末と通信可能な他の装置のCPUであってもよい。その場合、膨張量曲線、バッテリ劣化曲線、寿命予測曲線等は夫々のCPUがアクセスするメモリに格納してもよい。   The estimation of the life may be performed by the CPU of the mobile terminal or the CPU of another device capable of communicating with the mobile terminal, instead of the CPU 501. In that case, the expansion amount curve, the battery deterioration curve, the life prediction curve, etc. may be stored in the memory accessed by each CPU.

<第一実施例の変形例>
以下、第一実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の第一実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の第一実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の第一実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の第一実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification of the first embodiment>
Hereinafter, some typical modifications of the first embodiment will be illustrated. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above-described first embodiment may be used for the portions having the same configurations and functions as those described in the above-mentioned first embodiment. And The description of the above-described first embodiment may be appropriately applied to the description of such a part within a technically consistent range. Further, a part of the above-described first embodiment and all or part of the plurality of modified examples can be appropriately combined and applied within a technically consistent range.

(第一変形例)
実際にはバッテリの膨張量および充電可能容量は、使用履歴である放電電流や充電電流、MAX充電状態での長時間放置時間、MIN充電状態での長時間放置時間、など充放電回数以外の要因でも劣化速度が左右されるため、第一変形例では使用履歴情報から寿命予測を補正し予測精度を高める。
(First modification)
Actually, the expansion amount and chargeable capacity of the battery are factors other than the number of times of charging / discharging, such as discharge current and charging current which are usage history, long time left in MAX charge state, and long time left in MIN charge state. However, since the deterioration rate is affected, the lifetime prediction is corrected from the usage history information to improve the prediction accuracy in the first modification.

図9(A)は膨張量曲線を示す図であり、図9(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。図10(A)は使用履歴による補正表である。図10(B)は寿命予測曲線を示す図である。   9A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 9B is a diagram showing a battery deterioration curve. FIG. 10A is a correction table based on usage history. FIG. 10B is a diagram showing a life prediction curve.

図10(A)に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が多い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が少ない場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が中の場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が中の場合、標準条件の曲線に近づいていく。   As shown in FIG. 10A, when the charging current or the discharging current is large, or when the MAX charging state is left for a long time or the MIN charging state is left for a long time, the curve approaches the worst condition. Go When the charging current or the discharging current is small, or when the MAX charging state has a long standing time or the MIN charging state has a long standing time, the curve approaches the best condition. When the charging current or the discharging current is medium, or when the MAX charging state is left for a long time or the MIN charging state is left for a long time, the curve of the standard condition is approached.

使用履歴による寿命予測の補正について説明する。   Correction of life prediction based on usage history will be described.

第一実施例と同様に、図9(A)の膨張量曲線と図9(B)のバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図10(B)に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。   Similar to the first embodiment, the correlation is evaluated in advance from the expansion amount curve of FIG. 9 (A) and the battery deterioration curve of FIG. 9 (B), and the expansion amount and the chargeable capacity shown in FIG. The life prediction curve indicating the relationship is stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example.

図9に示すように、充放電回数がN回に到達したとき、標準条件での使用では、バッテリ劣化曲線DSに示すように、バッテリ充電可能容量(mAh)が40%であるのに対し、例えば、充電/放電電流が大きいワースト条件ではバッテリ劣化曲線DWに示すようにバッテリ充電可能容量が0%となる。このため、標準条件の特性データ(膨張曲線ES、バッテリ劣化曲線DS)に基づいた寿命予測曲線CSのみからでは予測に誤差が発生する。このため、図10(B)に示すように、充電/放電電流等の使用履歴によるワースト条件、ベスト条件の特性データ(膨張曲線EW,EB、バッテリ劣化曲線DW,DB)に基づいた寿命予測曲線CW、CBを例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。CPU501は、寿命予測曲線CW、CBにより寿命予測を行う、すなわち、使用履歴で寿命予測曲線の補正を行うことで寿命予測の精度向上が可能となる。   As shown in FIG. 9, when the number of charging / discharging times reaches N times, the battery chargeable capacity (mAh) is 40% under the use under standard conditions as shown in the battery deterioration curve DS. For example, under the worst condition where the charge / discharge current is large, the battery chargeable capacity is 0% as shown by the battery deterioration curve DW. Therefore, an error occurs in the prediction only from the life prediction curve CS based on the characteristic data (expansion curve ES, battery deterioration curve DS) of the standard condition. Therefore, as shown in FIG. 10B, the life prediction curve based on the characteristic data (expansion curves EW, EB, battery deterioration curves DW, DB) of the worst condition and the best condition according to the usage history of the charge / discharge current and the like. CW and CB are stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example. The CPU 501 can improve the accuracy of life prediction by performing life prediction using the life prediction curves CW and CB, that is, by correcting the life prediction curve in the usage history.

(第二変形例)
また、充放電回数と使用履歴以外で環境による条件の変化がバッテリの劣化に影響を与える可能性があるため、環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正しても良い。環境条件とはバッテリが存在する周囲環境を指し、温度や湿度、結露、浸水、粉塵、空気構成などに依存して変化する。
(Second modified example)
Further, since changes in conditions due to the environment other than the number of times of charge / discharge and the usage history may affect the deterioration of the battery, the environmental conditions may be detected and the deterioration prediction may be corrected based on the result. Environmental conditions refer to the surrounding environment in which the battery exists, and change depending on temperature, humidity, condensation, water immersion, dust, air composition, and the like.

図11(A)は使用履歴および環境条件による補正表である。図11(B)はバッテリの膨張量とバッテリの充電可能容量との関係曲線を示す図である。図12はバッテリの膨張量とバッテリの充電/放電温度から充電可能容量を求めるテーブルである。   FIG. 11A is a correction table based on usage history and environmental conditions. FIG. 11B is a diagram showing a relationship curve between the expansion amount of the battery and the chargeable capacity of the battery. FIG. 12 is a table for obtaining the chargeable capacity from the expansion amount of the battery and the charging / discharging temperature of the battery.

図11(A)に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が多い場合、もしくは充電温度または放電温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が少ない場合、もしくは充電温度または放電温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が中の場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が中の場合、もしくは充電温度または放電温度が中の場合、標準条件の曲線に近づいていく。   As shown in FIG. 11A, when the charging current or the discharging current is large, or when the MAX charging state has a long standing time or the MIN charging state has a long standing time, or the charging temperature or the discharging temperature is high. If it is higher, it approaches the worst condition curve. If the charging current or discharging current is small, or if the MAX charging state is left for a long time or the MIN charging state is left for a long time, or if the charging temperature or discharging temperature is low, approach the best condition curve. Go If the charging current or discharging current is medium, or if the MAX charging state is left for a long time or the MIN charging state is left for a long time, or if the charging temperature or discharging temperature is medium, the standard condition curve Approaching.

使用履歴および環境条件による寿命予測の補正について説明する。   Correction of life prediction based on usage history and environmental conditions will be described.

第一変形例と同様に、膨張量曲線とバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図11(B)に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。   Similar to the first modified example, the correlation is evaluated in advance from the expansion amount curve and the battery deterioration curve, and the life prediction curve showing the relationship between the expansion amount and the chargeable capacity shown in FIG. It is stored in the memory 502 of 500.

第一変形例と同様に、図11(B)に示すように、環境条件の充電/放電温度のワースト条件、ベスト条件で補正された寿命予測曲線CW,CBを例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。CPU501は、寿命予測曲線CW,CBに基づいて寿命予測を行う。具体的には、例えば、図12に示すように、膨張度、充電/放電温度、充電可能容量の関係を事前に評価して、膨張曲線、バッテリ劣化曲線および寿命曲線を補正する。使用履歴および環境条件で寿命予測の補正を行うことで寿命予測の精度向上が可能となる。   Similar to the first modification, as shown in FIG. 11B, the life prediction curves CW and CB corrected under the worst conditions and the best conditions of the charge / discharge temperature of the environmental conditions are stored in, for example, the memory 502 of the microcontroller 500. Store it. The CPU 501 performs life prediction based on the life prediction curves CW and CB. Specifically, for example, as shown in FIG. 12, the relationship between the expansion degree, the charge / discharge temperature, and the chargeable capacity is evaluated in advance, and the expansion curve, the battery deterioration curve, and the life curve are corrected. It is possible to improve the accuracy of life prediction by correcting the life prediction based on usage history and environmental conditions.

図12の充電可能容量のテーブルでは、充電/放電温度が−20〜−11℃において、膨張度が+0%の場合の充電可能容量が+100%、膨張量が+100%の場合の充電可能容量が0%である。また、膨張量が+0%の場合の充電可能容量は、充電/放電温度に拘らず+100%である。図12に示すように、充電温度または放電温度が高くなるにつれて充電可能容量(%)は小さくなり、膨張量が大きい場合、充電可能容量(%)は0%以下になる。   In the table of the chargeable capacity of FIG. 12, the chargeable capacity when the expansion / contraction degree is + 0% is + 100% and the chargeable capacity when the expansion amount is + 100% at the charge / discharge temperature of −20 to −11 ° C. It is 0%. The chargeable capacity when the expansion amount is + 0% is + 100% regardless of the charge / discharge temperature. As shown in FIG. 12, the chargeable capacity (%) decreases as the charge temperature or the discharge temperature increases, and when the expansion amount is large, the chargeable capacity (%) becomes 0% or less.

(第三変形例)
バッテリ延命ガイドの例について図13、14を用いて説明する。図13(A)は膨張量曲線を示す図であり、図13(B)はバッテリ劣化曲線を示す図である。図14(A)は使用履歴による環境条件の表である。図14(B)は寿命予測曲線を示す図である。
(Third modification)
An example of the battery life extension guide will be described with reference to FIGS. FIG. 13A is a diagram showing an expansion amount curve, and FIG. 13B is a diagram showing a battery deterioration curve. FIG. 14A is a table of environmental conditions according to usage history. FIG. 14B is a diagram showing a life prediction curve.

図14(A)に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が多い場合、もしくは充電温度または放電温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはMAX充電状態での長時間放置時間またはMIN充電状態での長時間放置時間が少ない場合、もしくは充電温度または放電温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。   As shown in FIG. 14A, when the charging current or the discharging current is large, or when the MAX charging state has a long standing time or the MIN charging state has a long standing time, or the charging temperature or the discharging temperature is high. If it is higher, it approaches the worst condition curve. If the charging current or discharging current is small, or if the MAX charging state is left for a long time or the MIN charging state is left for a long time, or if the charging temperature or discharging temperature is low, approach the best condition curve. Go

使用履歴および環境条件により寿命の予測およびそれに基づく延命ガイドについて説明する。   Prediction of life according to usage history and environmental conditions and life extension guide based on it will be explained.

図13(A)の膨張量曲線と図13(B)のバッテリ劣化曲線と図13(B)の寿命予測曲線とを、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に予め格納しておく。   The expansion amount curve of FIG. 13A, the battery deterioration curve of FIG. 13B, and the life prediction curve of FIG. 13B are stored in advance in, for example, the memory 502 of the microcontroller 500.

例えば、図13(A)(B)に示すように、ワースト条件下で充放電をM回繰り返し、バッテリ膨張量が+50%に到達した場合(矢印C)、バッテリ充電可能容量は28%である。このまま同条件で使用を継続する場合、バッテリの充電可能容量が0%に到達する予測充放電回数はN回となる。M回以降は使用条件を改善し(ベスト条件にして)使用する場合(矢印G)、バッテリの充電可能容量が0%に到達する予測充放電回数はN+α回(α>0)になる。   For example, as shown in FIGS. 13A and 13B, when charging / discharging is repeated M times under the worst condition and the battery expansion amount reaches + 50% (arrow C), the battery chargeable capacity is 28%. .. If the battery is continuously used under the same condition as it is, the expected number of times of charge / discharge at which the chargeable capacity of the battery reaches 0% is N times. After M times, when the usage condition is improved (best condition) and used (arrow G), the estimated number of charge / discharge times at which the rechargeable capacity of the battery reaches 0% is N + α times (α> 0).

そこで、CPU501は、ユーザに対し、このまま同条件で使用を継続しバッテリの充電可能容量が0%に到達した場合の予測充放電回数(N回)と、M回以降は使用条件を改善しバッテリの充電可能容量0%に到達した場合の予測充放電回数(N+α回)とを提示する。CPU501は、図14(B)に示すように、延命のために使用条件を改善する具体的な使用例(例えば、充電/放電電流を小さくし、MIN/MAX充電状態での長時間放置時間を少なくし、充電/放電温度を低くする等の使用条件および環境条件)をガイドする。これにより、バッテリの寿命を長くすることが可能となる。   Therefore, the CPU 501 provides the user with the predicted number of charge / discharges (N times) when the battery is continuously used under the same conditions and the chargeable capacity of the battery reaches 0%, and the usage condition is improved after M times to improve the battery. The estimated number of times of charging / discharging (N + α times) when the rechargeable capacity reaches 0% is presented. As shown in FIG. 14B, the CPU 501 uses a specific usage example for improving the usage conditions for prolonging the life (for example, reducing the charging / discharging current and reducing the long-time storage time in the MIN / MAX charging state). Guide to usage conditions and environmental conditions such as reducing the charge / discharge temperature. This makes it possible to extend the life of the battery.

(第四変形例)
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリ収容部への加圧を検知することが可能になる。バッテリ収容部への加圧検知について図15を用いて説明する。図15(A)はバッテリの非膨張時かつ非加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、図15(B)はバッテリの非膨張時かつ加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図15(C)はバッテリの膨張時かつ非加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、図15(D)はバッテリの膨張時かつ加圧時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
(Fourth modification)
The electrode for predicting the deterioration of the battery can detect the pressurization to the battery housing portion. The detection of pressure applied to the battery storage unit will be described with reference to FIG. FIG. 15A is a sectional view taken along the line D-D of FIG. 2A when the battery is not inflated and is not pressurized, and FIG. 15B is FIG. 2B when the battery is not inflated and is pressurized. It is the DD sectional view of A), and the figure which abbreviate | omitted the battery accommodating part. FIG. 15C is a sectional view taken along the line D-D of FIG. 2A when the battery is inflated and not pressurized, and FIG. 15D is FIG. 2A when the battery is inflated and pressurized. 6 is a sectional view taken along line D-D of FIG.

図15(B)(D)に示すように、バッテリ100を収容しているバッテリ収容部160に圧力がかかり、相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の距離が短くなると、非膨張時および膨張時に拘らず、相互容量送信電極110と相互容量受信電極111の電極間結合容量が急激に増加する。この場合の増加速度は、バッテリの充放電に伴う膨張により生じるに電極間結合容量の増加速度とは異なるためバッテリの加圧を検知することが可能となる。   As shown in FIGS. 15B and 15D, when pressure is applied to the battery accommodating portion 160 accommodating the battery 100 and the distance between the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the mutual capacitance receiving electrode 111 is shortened, the non-expansion time and The inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance transmitting electrode 110 and the mutual capacitance receiving electrode 111 sharply increases regardless of the expansion. In this case, the increasing speed is different from the increasing speed of the inter-electrode coupling capacity caused by the expansion accompanying the charging and discharging of the battery, so that the pressurization of the battery can be detected.

この事象を検知することで、バッテリ搭載製品を誤って踏んでしまったり、製品の上に座ってしまったり、幼児による製品を噛んでしまったりする等によるバッテリ加圧時に、ユーザに対して加圧の原因を取り除くアナウンスを行い、加圧から発生する恐れのあるバッテリの爆発や液漏れなどを未然に防止することが可能となる。   By detecting this event, the user can press the battery-equipped product by accidentally stepping on the product, sitting on the product, or biting the product by an infant when pressing the battery. It is possible to prevent the explosion of the battery and the leakage of the liquid, which may be caused by the pressurization, by making an announcement to eliminate the cause.

(第五変形例)
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリの液漏れやバッテリ収容部への浸水を検知することが可能になる。バッテリ液漏れ/浸水の検知について図16を用いて説明する。図16(A)はバッテリの非膨張時かつ非液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、図16(B)はバッテリの非膨張時かつ液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図16(C)はバッテリの膨張時かつ非液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、図16(D)はバッテリの膨張時かつ液漏れ/浸水時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
(Fifth Modification)
The electrode for predicting the deterioration of the battery makes it possible to detect the liquid leakage of the battery and the infiltration of water into the battery housing portion. Detection of battery fluid leakage / water infiltration will be described with reference to FIG. FIG. 16 (A) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 (A) when the battery is non-expanding and non-leakage / water immersion, and FIG. 16 (B) is a battery non-expansion and liquid leakage / water immersion. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 2A, in which the battery storage portion is omitted. FIG. 16 (C) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 (A) when the battery is inflated and when non-leakage / water immersion, and FIG. 16 (D) is a diagram when the battery is inflated and liquid leakage / water immersion. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG.

図16(B)(D)に示すように、バッテリの液漏れまたは浸水が発生すると、非膨張時および膨張時に拘らず、それまで、空気層からなる間隙120、バッテリ100、空気層からなる間隙121で構成されていた電極間結合容量が、液漏れの電解水や浸水の水か追加され、空気層からなる間隙120、液体150、バッテリ100、液体150、空気層からなる間隙121で構成される電極間結合容量となり、容量変化が発生する。ほとんどの液体の比誘電率は原則的にどれも高く、液体の性質上バッテリ収容部において広範囲に液体が付着し、必然的に電極間結合容量は大きく増加することが予想される。この事象を検知し、ユーザに対してバッテリの交換や浸水の除去などをガイドすることにより、製品の故障、バッテリ接点の腐食による劣化やその他製品内部の破損、劣化、浸水による電源や信号の短絡による製品内部の破損などを未然に防止することが可能となる。   As shown in FIGS. 16 (B) and 16 (D), when liquid leakage or flooding of the battery occurs, the gap 120 formed by the air layer, the battery 100, and the gap formed by the air layer will be used regardless of whether the battery is inflated or not. The coupling capacity between the electrodes, which is configured by 121, is configured by a gap 120 including an air layer, a liquid 150, a battery 100, a liquid 150, and a gap 121 including an air layer, to which electrolyzed water or liquid water that leaks is added. The inter-electrode coupling capacitance is generated, and the capacitance changes. In principle, most liquids have a high relative dielectric constant, and due to the nature of the liquid, it is expected that the liquid will adhere to a wide range in the battery housing, and the interelectrode coupling capacity will inevitably increase greatly. By detecting this event and guiding the user to replace the battery or remove water, the product malfunctions, deterioration due to corrosion of battery contacts, other internal damage or deterioration, and short circuit of power supply or signal due to water immersion. It is possible to prevent damage to the inside of the product due to.

(第六変形例)
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリやバッテリ収容部の結露を検知することが可能になる。バッテリ結露の検知について図17を用いて説明する。図17(A)はバッテリの非膨張時かつ非結露時の図2(A)のD−D断面図であり、図17(B)はバッテリの非膨張時かつ結露時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図17(C)はバッテリの膨張時かつ非結露時の図2(A)のD−D断面図であり、図17(D)はバッテリの膨張時かつ結露時の図2(A)のD−D断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
(Sixth modification)
The electrode for predicting the deterioration of the battery can detect the dew condensation of the battery and the battery housing portion. Detection of battery condensation will be described with reference to FIG. FIG. 17 (A) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 (A) when the battery is non-expanded and non-condensing, and FIG. 17 (B) is FIG. 2 (A) when the battery is non-expanded and condensed. 6 is a sectional view taken along line D-D of FIG. FIG. 17C is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2A when the battery is inflated and there is no dew condensation, and FIG. 17D is D in FIG. 2A when the battery is inflated and dew condensation occurs. It is a -D sectional view, and is a figure in which a battery storage part was omitted.

図17(B)(D)に示すように、バッテリに結露が発生すると、非膨張時および膨張時に拘らず、それまで、空気層120、バッテリ100、空気層121で構成されていた電極間結合容量が、結露の水滴または水膜か追加され、空気層120、結露151、バッテリ100、結露151、空気層121で構成される電極間結合容量となり、容量変化が発生する。水の比誘電率は原則的にどれも高く、液体の性質上バッテリ収容部において広範囲に結露が付着し、必然的に電極間結合容量は大きく増加することが予想される。この事象を検知し、ユーザに対して結露の除去などをガイドすることにより、製品の故障、電源や信号の短絡による製品内部の破損などを未然に防止することが可能となる。   As shown in FIGS. 17B and 17D, when dew condensation occurs on the battery, the inter-electrode coupling that has been made up of the air layer 120, the battery 100, and the air layer 121 up to then, regardless of whether the battery is inflated or not. The capacity is added by a water droplet or a water film of dew condensation and becomes an inter-electrode coupling capacity composed of the air layer 120, the dew condensation 151, the battery 100, the dew condensation 151, and the air layer 121, and the capacity change occurs. In principle, the relative permittivity of water is all high, and due to the nature of liquids, it is expected that dew condensation will adhere to a wide range in the battery housing, and the interelectrode coupling capacity will inevitably increase greatly. By detecting this event and guiding the user to remove dew condensation, it is possible to prevent product failure, internal damage to the product due to a short circuit of the power supply or signal, and the like.

(第七変形例)
バッテリ寿命予測について図18A、18Bを用いて説明する。図18Aはバッテリ寿命予測の前半のフローチャートであり、図18Bはバッテリ寿命予測の後半のフローチャートである。
(Seventh modification)
Battery life prediction will be described with reference to FIGS. 18A and 18B. FIG. 18A is a first half flowchart of battery life prediction, and FIG. 18B is a second half flowchart of battery life prediction.

図18Aに示すように、CPU501は、静電容量センサユニット503により、第一実施例で説明したように相互容量送信電極110と相互容量受信電極111との電極間結合容量を所定時間ごとに計測し、メモリ502に格納する(ステップS11)。CPU501はメモリ502に格納されている電極間結合容量の時間履歴に基づいて容量変化である増加速度を求める(ステップS12)。CPU501は、第四変形例で説明したように増加速度から加圧かどうかを判断する(ステップS13)。CPU501は、加圧検知した場合、加圧アラートを発し、ユーザに対して加圧の原因を取り除く等のアナウンスを行う(ステップS14)。   As shown in FIG. 18A, the CPU 501 measures the inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance transmission electrode 110 and the mutual capacitance reception electrode 111 by the electrostatic capacitance sensor unit 503 at every predetermined time as described in the first embodiment. Then, it is stored in the memory 502 (step S11). The CPU 501 obtains an increasing speed, which is a capacitance change, based on the time history of the interelectrode coupling capacitance stored in the memory 502 (step S12). The CPU 501 determines whether or not pressurization is based on the increasing speed as described in the fourth modification (step S13). When the pressure is detected, the CPU 501 issues a pressure alert and makes an announcement to the user such as removing the cause of the pressure (step S14).

CPU501は加圧検知でない場合、第五変形例および第六変形例で説明したように、非誘電率の変化に基づく電極間結合容量の変化を検知し、浸水/液漏れ/結露かどうかを判断する(ステップS15)。CPU501は、浸水を検知した場合、浸水アラートを発し、ユーザに対して浸水の原因を取り除く等のアナウンスを行う(ステップS16)。CPU501は、液漏れを検知した場合、液漏れアラートを発し、ユーザに対してバッテリの交換等のアナウンスを行う(ステップS17)。CPU501は、結露を検知した場合、浸水アラートを発し、ユーザに対して結露の除去等のアナウンスを行う(ステップS18)。   When the pressurization is not detected, the CPU 501 detects the change in the interelectrode coupling capacitance based on the change in the non-dielectric constant and determines whether water immersion / liquid leakage / condensation has occurred, as described in the fifth and sixth modifications. Yes (step S15). When the CPU 501 detects inundation, the CPU 501 issues an inundation alert and makes an announcement to the user such as removing the cause of inundation (step S16). When the CPU 501 detects a liquid leak, the CPU 501 issues a liquid leak alert and announces to the user such as battery replacement (step S17). When the dew condensation is detected, the CPU 501 issues a flood alert and gives an announcement to the user such as removal of the dew condensation (step S18).

CPU501は、浸水/液漏れ/結露を検知しない場合、第二変形例で説明したような充電/放電電流補正を行うかどうかを判断する(ステップS19)。YESの場合、CPU501は、充電/放電電流補正処理を行う(ステップS20)。NOの場合、図18BのステップS21に移る。   When the CPU 501 does not detect water infiltration / liquid leakage / condensation, it determines whether to perform the charge / discharge current correction as described in the second modification (step S19). In the case of YES, the CPU 501 performs charge / discharge current correction processing (step S20). If NO, the process moves to step S21 of FIG. 18B.

図18Bに示すように、CPU501は、第一変形例で説明したようなMIN/MAX容量長時間放置補正を行うかどうかを判断する(ステップS21)。YESの場合、CPU501は、MIN/MAX容量長時間放置補正処理を行う(ステップS22)。NOの場合、ステップS23に移る。   As shown in FIG. 18B, the CPU 501 determines whether to perform the MIN / MAX capacity long-time leaving correction as described in the first modification (step S21). In the case of YES, the CPU 501 performs the MIN / MAX capacity long time leaving correction processing (step S22). If NO, the process proceeds to step S23.

CPU501は、第一変形例で説明したような充電/放電温度補正を行うかどうかを判断する(ステップS23)。YESの場合、CPU501は、充電/放電温度補正処理を行う(ステップS24)。NOの場合、ステップS25に移る。   The CPU 501 determines whether to perform the charge / discharge temperature correction as described in the first modification (step S23). If YES, the CPU 501 performs a charge / discharge temperature correction process (step S24). If NO, the process proceeds to step S25.

CPU501は充電可能容量等の寿命予測を更新する(ステップS25)。CPU501は寿命予測に基づいて寿命が経過したどうかを判断する(ステップS26)。YESの場合、CPU501は、寿命ガイダンス処理を行う(ステップS27)。NOの場合、ステップS28に移る。   The CPU 501 updates the life prediction such as the chargeable capacity (step S25). The CPU 501 determines whether the life has passed based on the life prediction (step S26). If YES, the CPU 501 performs life guidance processing (step S27). If NO, the process moves to step S28.

CPU501は第三変形例で説明したような延命ガイドを行うかどうかを判断する(ステップS28)。YESの場合、CPU501は、延命ガイド処理を行う(ステップS29)。NOの場合、処理を終了する。   The CPU 501 determines whether to perform life extension guide as described in the third modification (step S28). In the case of YES, the CPU 501 performs life extension guide processing (step S29). If NO, the process ends.

(第八変形例)
第一実施例では電極は曲面であるが、平面であってもよい。
(Eighth modification)
Although the electrodes are curved in the first embodiment, they may be flat.

図19は直方体型バッテリ及び平面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図19(A)は斜視図であり、図19(B)は非膨張時の断面図であり、図19(C)は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。   19: is a figure which shows the installation example of the rectangular parallelepiped battery and the electrode arrange | positioned at a plane counter electrode, FIG. 19 (A) is a perspective view, FIG. 19 (B) is a sectional view at the time of non-expansion, FIG. 19 (C) is a cross-sectional view at the time of expansion, in which the battery accommodating portion is omitted.

バッテリ100は第一実施例と同様であるが、相互容量送信電極110A、相互容量受信電極111Aは平面形状をしている。よって、図19(B)の非膨張時、相互容量送信電極110Aとバッテリ100との対向面、相互容量受信電極111Aとバッテリ100との対向面は平行である。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。   The battery 100 is similar to that of the first embodiment, but the mutual capacitance transmitting electrode 110A and the mutual capacitance receiving electrode 111A have a planar shape. Therefore, in the non-expansion state of FIG. 19B, the facing surface of the mutual capacitance transmitting electrode 110A and the battery 100 and the facing surface of the mutual capacitance receiving electrode 111A and the battery 100 are parallel. Similar to the first embodiment, it is possible to detect aged deterioration such as battery expansion by the interelectrode coupling capacitance, and it is also possible to predict the service life.

(第九変形例)
第一実施例では電極はバッテリを挟んで対向しているが、電極は隣接配置であってもよい。
(Ninth modification)
In the first embodiment, the electrodes face each other across the battery, but the electrodes may be arranged adjacent to each other.

図20は直方体型バッテリ及び平面隣接電極配置された電極の設置例を示す図であり、図20(A)は斜視図であり、図20(B)は非膨張時の断面図であり、図20(C)は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。   20A and 20B are diagrams showing an installation example of a rectangular parallelepiped battery and electrodes arranged on adjacent electrodes on a plane, FIG. 20A is a perspective view, and FIG. 20B is a cross-sectional view at the time of non-expansion. 20 (C) is a cross-sectional view at the time of expansion and is a view in which the battery housing portion is omitted.

バッテリ100は第一実施例と同様であり、相互容量送信電極110Bおよび相互容量受信電極111Bは第八変形例と同様に平面形状であるが、相互容量送信電極110Bおよび相互容量受信電極111Bは隣接配置されている。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。   The battery 100 is the same as in the first embodiment, and the mutual capacitance transmitting electrode 110B and the mutual capacitance receiving electrode 111B have the same planar shape as in the eighth modification, but the mutual capacitance transmitting electrode 110B and the mutual capacitance receiving electrode 111B are adjacent to each other. It is arranged. Similar to the first embodiment, it is possible to detect aged deterioration such as battery expansion by the interelectrode coupling capacitance, and it is also possible to predict the service life.

(第十変形例)
第一実施例ではバッテリは直方体型であるが、円柱型であってもよい。
(Tenth modification)
Although the battery is a rectangular parallelepiped type in the first embodiment, it may be a columnar type.

図21は円柱体型バッテリ及び曲面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図21(A)は斜視図であり、図21(B)は非膨張時の断面図であり、図21(C)は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。   FIG. 21 is a diagram showing an installation example of a cylindrical battery and electrodes arranged on opposite electrodes of a curved surface, FIG. 21 (A) is a perspective view, and FIG. 21 (B) is a cross-sectional view at the time of non-expansion. 21 (C) is a cross-sectional view at the time of expansion, in which the battery accommodating portion is omitted.

バッテリ101は円柱型であり、相互容量送信電極110Cおよび相互容量受信電極111Cは第一変形例と同様に曲面対向電極配置である。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。   The battery 101 is of a cylindrical type, and the mutual capacitance transmitting electrode 110C and the mutual capacitance receiving electrode 111C are curved counter electrode arrangements as in the first modification. Similar to the first embodiment, it is possible to detect aged deterioration such as battery expansion by the interelectrode coupling capacitance, and it is also possible to predict the service life.

第二実施例では物体の他の一例であるプリンタや複合機などの紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製のローラなどのゴム車輪部の摩耗量や組成変化レベルを対向電極等の配置で検知する。   In the second embodiment, an example of a paper feed rubber roller of a printer or a multifunction peripheral, which is another example of an object, will be described. The amount of wear and composition change level of rubber wheels such as rubber rollers for paper feeding are detected by the arrangement of counter electrodes.

まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図22、23を用いて説明する。図22はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図23はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図23(A)は上面図であり、図23(B)は正面図であり、図23(C)は図23(A)のE−E断面図である。   First, the configuration of the roller and the roller portion around the roller will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a perspective view showing the structure of the roller portion, with the housing omitted. 23A and 23B are views showing a configuration of a roller and a housing that covers the roller, FIG. 23A is a top view, FIG. 23B is a front view, and FIG. 23C is FIG. 23A. FIG.

一対のゴム製のローラ300はローラ軸310に取り付けられ、ローラ300は紙400を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング320によって覆われている。ハウジング320の側面に相互容量送信電極112および相互容量受信電極113を取り付け、ハウジング320の前面および後面に相互容量送信電極114および相互容量受信電極115が取り付けられている。相互容量送信電極114および相互容量受信電極115は曲面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ300の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。相互容量送信電極112および相互容量受信電極113は平面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ300の水分量や油分量などの組成物質変化量の経時変化を検知するのに用いられる組成物質変化量計測用電極である。   A pair of rubber rollers 300 are attached to a roller shaft 310, and the rollers 300 feed the paper 400, so that the rollers 300 are covered with a housing 320 at a predetermined interval except the lower side. The mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 are attached to the side surfaces of the housing 320, and the mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115 are attached to the front and rear surfaces of the housing 320. The mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115 are curved electrodes, which are arranged so as to face each other, and are wear amount measuring electrodes used for detecting a change over time in the wear amount of the roller 300. The mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 are planar electrodes, are arranged so as to face each other, and are used to detect a change with time of the amount of change in the composition substance such as the amount of water or the amount of oil of the roller 300. It is an electrode for measuring the amount of change in the composition substance.

次に、ローラ300の摩耗量の計測方法の例について図24を用いて説明する。図24(A)はローラの非摩耗時の図23(A)のE−E断面図であり、図24(B)はローラの摩耗時の図23(A)のE−E断面図であり、ハウジングを省略した図である。   Next, an example of a method of measuring the wear amount of the roller 300 will be described with reference to FIG. FIG. 24 (A) is a sectional view taken along line EE of FIG. 23 (A) when the roller is not worn, and FIG. 24 (B) is a sectional view taken along line EE of FIG. 23 (A) when the roller is worn. It is the figure which omitted the housing.

ローラ300の曲面対向に一定距離を開けて配置された相互容量送信電極114および相互容量受信電極115は、相互容量送信電極114と、ローラ300との間の空気層からなる間隙122と、ローラ300と、ローラ300から相互容量受信電極115の間の空気層からなる間隙123と、の電極間結合容量を計測する。   The mutual-capacitance transmitting electrode 114 and the mutual-capacitance receiving electrode 115, which are arranged opposite to each other on the curved surface of the roller 300, are spaced apart from each other by a constant distance. And the inter-electrode coupling capacitance between the roller 300 and the gap 123 formed by the air layer between the mutual capacitance receiving electrode 115.

排紙等により相互容量送信電極114と相互容量受信電極115との間のローラ300の表面が摩耗することにより、図24(B)に示すようにローラ軸厚(T03)が非摩耗時のローラ軸厚(T02)よりも薄くなり、間隙122の厚さ(T13)および間隙123の厚さ(T23)は非摩耗時の間隙122の厚さ(T12)および間隙123の厚さ(T22)よりも厚くなる。その結果、相互容量送信電極114と相互容量受信電極115との間の物体と空気層の体積比率が変化することで電極間の物体の比誘電率が変化し電極間結合容量も変化し、ローラ300の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。   The surface of the roller 300 between the mutual-capacitance transmitting electrode 114 and the mutual-capacitance receiving electrode 115 is worn due to paper discharge or the like, so that the roller when the roller shaft thickness (T03) is not worn as shown in FIG. It is thinner than the axial thickness (T02), and the thickness of the gap 122 (T13) and the thickness of the gap 123 (T23) are smaller than the thickness of the gap 122 (T12) and the thickness of the gap 123 (T22) when not worn. Also becomes thicker. As a result, when the volume ratio of the object and the air layer between the mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115 is changed, the relative permittivity of the object between the electrodes is changed and the interelectrode coupling capacitance is also changed. The change in wear of 300 can be detected and measured without contact and over time.

次に、ローラ300の組成変化レベルの計測方法の例について図25を用いて説明する。図25(A)はローラの非組成変質時の正面図であり、図25(B)はローラの組成変質時時の正面図であり、ハウジングを省略した図である。   Next, an example of a method of measuring the composition change level of the roller 300 will be described with reference to FIG. FIG. 25 (A) is a front view of the roller when the composition is denatured, and FIG. 25 (B) is a front view of the roller when the composition is denatured, with the housing omitted.

ローラ300の対向に一定距離を開けて配置された相互容量送信電極112および相互容量受信電極113は、相互容量送信電極112とローラ300との間の空気層からなる間隙124と、ローラ300と、ローラ300から相互容量受信電極113の間の空気層からなる間隙125と、の電極間結合容量を計測する。   The mutual-capacitance transmitting electrode 112 and the mutual-capacitance receiving electrode 113, which are arranged opposite to the roller 300 with a certain distance therebetween, include a gap 124 formed of an air layer between the mutual-capacitance transmitting electrode 112 and the roller 300, the roller 300, The inter-electrode coupling capacitance between the roller 300 and the gap 125 formed of an air layer between the mutual capacitance receiving electrodes 113 is measured.

経年劣化によりローラ300の水分量や油分量などの組成物質量が変化する。一方、組成変質時のローラ300の幅(W1)は非組成変質時のローラ300の幅(W0)とほぼ同じであり、ローラ300と相互容量送信電極112および相互容量受信電極113との間の距離もほぼ同じである。ローラ300の組成変質によるローラ300の比誘電率が変化する。その結果、相互容量送信電極114と相互容量受信電極115との間の電極間結合容量が変化し、ローラ内の水分量、油分量など組成の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。   The amount of constituent substances such as the amount of water and the amount of oil in the roller 300 changes due to deterioration over time. On the other hand, the width (W1) of the roller 300 when the composition is altered is almost the same as the width (W0) of the roller 300 when the composition is not altered, and the width between the roller 300 and the mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 is reduced. The distance is almost the same. The relative permittivity of the roller 300 changes due to the compositional change of the roller 300. As a result, the inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115 changes, and changes in the composition such as the amount of water and the amount of oil in the roller can be detected and measured over time without contact. You can

次に、電極間結合容量の計測について図26を用いて説明する。図26は第二実施例に係る物体の経年劣化を検知する装置の構成を示すブロック図である。   Next, the measurement of the inter-electrode coupling capacitance will be described with reference to FIG. FIG. 26 is a block diagram showing the arrangement of an apparatus for detecting aged deterioration of an object according to the second embodiment.

第二実施例の装置20は、ローラ300と隔たれて設けられる相互容量送信電極112および相互容量受信電極113と、相互容量送信電極114および相互容量受信電極115と、ローラ300を含む相互容量送信電極112と相互容受信信電極113の間の電極間結合容量および互容量送信電極114と相互容量受信電極115の間の電極間結合容量を検知するマイクロコントローラ500と、を備える。   The device 20 of the second embodiment includes a mutual capacitance transmission electrode 112 and a mutual capacitance reception electrode 113 which are provided separately from the roller 300, a mutual capacitance transmission electrode 114 and a mutual capacitance reception electrode 115, and a mutual capacitance transmission electrode including the roller 300. The micro controller 500 detects the inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance receiving electrode 113 and the mutual capacitance receiving electrode 113, and the inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115.

相互容量送信電極114と相互容量受信電極115との電極間結合容量およびは相互容量送信電極112と相互容量受信電極113との電極間結合容量は、第一実施例と同様に、マイクロコントローラ500に内蔵される静電容量センサユニット503で計測される。   The inter-electrode coupling capacitance between the mutual-capacitance transmitting electrode 114 and the mutual-capacitance receiving electrode 115 and the inter-electrode coupling capacitance between the mutual-capacitance transmitting electrode 112 and the mutual-capacitance receiving electrode 113 are the same as those in the first embodiment. It is measured by the built-in capacitance sensor unit 503.

相互容量送信電極114と相互容量受信電極115とでローラ300の摩耗量を検知し、相互容量送信電極112と相互容量受信電極113とでローラ300の水分量や油分量など組成物質変化量の経時変化を検知して、ローラ300の摩耗や変質などの劣化の検知が可能となる。非接触でセンシングが可能なためローラ等の可動部への応用が容易である。   The mutual capacitance transmitting electrode 114 and the mutual capacitance receiving electrode 115 detect the amount of wear of the roller 300, and the mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 detect the change of the composition substance such as the water content and the oil content of the roller 300 with the passage of time. By detecting the change, it is possible to detect deterioration such as wear and deterioration of the roller 300. Since sensing is possible without contact, it can be easily applied to movable parts such as rollers.

次に、ローラ300の寿命(劣化)予測について図27を用いて説明する。図27(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図27(B)は組成変化量曲線を示す図であり、図27(C)はローラ交換判定曲線を示す図である。   Next, life (deterioration) prediction of the roller 300 will be described with reference to FIG. 27A is a diagram showing a wear amount curve, FIG. 27B is a diagram showing a composition change amount curve, and FIG. 27C is a diagram showing a roller replacement determination curve.

図27(A)に示すように、ローラ300の累積回転数とローラ300の摩耗量には相関関係があり、累積回転数が多くなると摩耗量も多くなる。ローラ300の累積回転数とローラ300の摩耗量の関係を示す摩耗量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である摩耗量曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。摩耗量しきい値(Ta)に達する累積回転数(CR)が寿命であり、ローラ300の交換時期である。これにより、CPU501はローラ300の交換時期を推定することが可能になる。   As shown in FIG. 27A, there is a correlation between the cumulative number of rotations of the roller 300 and the amount of wear of the roller 300, and the amount of wear increases as the cumulative number of rotations increases. A wear amount curve showing the relationship between the cumulative number of revolutions of the roller 300 and the wear amount of the roller 300 is evaluated in advance, and a wear amount curve which is a reference capacity change curve is stored in, for example, the memory 502 of the microcontroller 500. The cumulative number of rotations (CR) that reaches the wear amount threshold value (Ta) is the life, and it is the time to replace the roller 300. This allows the CPU 501 to estimate the replacement time of the roller 300.

また、図27(B)に示すように、ローラ300の使用経過期間(経過時間)と水分量または油分量から定義するローラ300のゴムの変質(劣化)レベルには相関関係があり、経過時間が多くなると水分量または油分量は少なくなる。新品時を0%とし、最大劣化時を100%とする。ローラ300の使用経過期間とローラ300のゴムの変質(劣化)レベルの関係を示す組成変化量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である組成変化量曲線を、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。組成変質しきい値(Tc)に達する経過時間(ET)が寿命であり、ローラ300の交換時期である。これにより、CPU501はローラ300の交換時期を推定することが可能になる。   Further, as shown in FIG. 27B, there is a correlation between the elapsed use time (elapsed time) of the roller 300 and the alteration (deterioration) level of the rubber of the roller 300 defined by the water content or the oil content, and the elapsed time The higher the amount, the lower the water content or oil content. 0% when new, 100% when maximum deterioration. The composition change amount curve showing the relationship between the elapsed use period of the roller 300 and the rubber alteration (deterioration) level of the roller 300 is evaluated in advance, and the composition change amount curve which is the reference capacity change curve is stored, for example, in the memory of the microcontroller 500. It is stored in 502. The elapsed time (ET) to reach the composition alteration threshold value (Tc) is the life, and is the time to replace the roller 300. This allows the CPU 501 to estimate the replacement time of the roller 300.

ローラ300は、ローラ300の摩耗量や累積回転数とは関係なく、時間が経過するにつれてローラ300内部の水分量・油分量が少なくなってしまい、ローラ300の摩耗量に拘らず、一定の変質レベル以下になった場合、ローラ300を取り換える必要がある場合がある。   Regardless of the amount of wear of the roller 300 and the cumulative number of rotations, the amount of water and the amount of oil in the roller 300 decrease with the passage of time, and the quality of the roller 300 is constant regardless of the amount of wear of the roller 300. If the level falls below the level, it may be necessary to replace the roller 300.

図27(A)の摩耗量曲線と、図27(B)の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、図27(C)に示す変質レベルに相関する経過時間と摩耗量に相関する累積回転数の関係をローラ交換判定曲線として、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。CPU501は経過時間と累積回転数からローラ300の交換時期を推定する。   The correlation is evaluated in advance from the wear amount curve of FIG. 27 (A) and the composition change amount curve of FIG. 27 (B), and it is correlated with the elapsed time and the wear amount correlated with the alteration level shown in FIG. 27 (C). The relationship of the cumulative number of rotations is stored as a roller replacement determination curve in the memory 502 of the microcontroller 500, for example. The CPU 501 estimates the replacement time of the roller 300 from the elapsed time and the cumulative number of rotations.

ローラ300の物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定することにより、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。   By determining the deterioration level based on a plurality of factors such as physical wear and composition deterioration of the roller 300, it becomes possible to perform more accurate life prediction.

なお、摩耗量曲線、組成変化量曲線およびローラ交換判定曲線を予めメモリ502に格納しておいてもよいし、摩耗量曲線および摩耗量曲線を予めメモリ502に格納してCPU501がローラ交換判定曲線を算出するようにしてもよいし、ローラ交換判定曲線のみを予めメモリ502に格納しておいてもよい。   The wear amount curve, the composition change amount curve, and the roller replacement determination curve may be stored in advance in the memory 502. Alternatively, the wear amount curve and the wear amount curve may be stored in advance in the memory 502, and the CPU 501 causes the roller replacement determination curve to be stored. May be calculated, or only the roller replacement determination curve may be stored in the memory 502 in advance.

<第二実施例の変形例>
以下、第二実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の第二実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の第二実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の第二実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の第二実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification of Second Embodiment>
Hereinafter, some typical modified examples of the second embodiment will be illustrated. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above-mentioned second embodiment can be used for the portions having the same configurations and functions as those described in the above-mentioned second embodiment. And The description of the above-described second embodiment can be appropriately applied to the description of such a part within a technically consistent range. In addition, a part of the second embodiment described above and all or part of the plurality of modified examples can be appropriately combined and applied within a technically consistent range.

(第十一変形例)
同一累積回転数でもローラ300の材質に応じて摩耗量が変化する。すなわち、実使用環境においてローラ300の摩耗量や変質レベルは、ローラ300の材質や排紙する紙の材質、ローラ300がおかれている環境(温度や湿度)などローラ300の累積回転数やローラ300の使用経過時間以外でもローラ300の交換時期が左右される。このため、第十一変形例ではローラの材質等の情報から寿命予測を補正し予測精度を高める。
(Eleventh modification)
Even with the same cumulative rotation speed, the amount of wear changes depending on the material of the roller 300. That is, in the actual use environment, the wear amount and the deterioration level of the roller 300 are, for example, the material of the roller 300, the material of the discharged paper, the environment in which the roller 300 is placed (temperature and humidity), the cumulative number of rotations of the roller 300, and the roller. The time to replace the roller 300 also depends on the elapsed time of use of the roller 300. Therefore, in the eleventh modified example, the life prediction is corrected from the information such as the material of the roller to improve the prediction accuracy.

図28(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図28(B)は組成変化量曲線を示す図である。図29(A)はローラの材質等による補正表である。図29(B)はローラ交換判定曲線を示す図である。   FIG. 28 (A) is a diagram showing a wear amount curve, and FIG. 28 (B) is a diagram showing a composition change amount curve. FIG. 29A is a correction table according to the material of the roller and the like. FIG. 29B is a diagram showing a roller replacement determination curve.

図29(A)に示すように、使用経過期間が長い場合、またはゴム材質が柔らかい場合、またはゴム気泡量が多い場合、ワースト条件の曲線に近づく。使用経過期間が短い場合、またはゴム材質が硬い場合、またはゴム気泡量が少ない場合、ベスト条件の曲線に近づく。使用経過期間が中の場合、またはゴム材質が中の場合、またはゴム気泡量が中の場合、標準条件の曲線に近づく。なお、ゴム材質が柔らかい、およびゴム気泡量が多い場合は、ローラ300は摩耗しやすい。   As shown in FIG. 29 (A), when the elapsed use period is long, the rubber material is soft, or the amount of rubber bubbles is large, the curve approaches the worst condition curve. When the elapsed usage period is short, the rubber material is hard, or the amount of rubber bubbles is small, the curve approaches the best condition. If the elapsed usage period is medium, the rubber material is medium, or the amount of rubber bubbles is medium, the curve approaches the standard condition. When the rubber material is soft and the amount of rubber bubbles is large, the roller 300 is easily worn.

ローラの材質等による寿命予測の補正について説明する。
第二実施例と同様に、図28(A)の摩耗量曲線と図28(B)の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。
The correction of the life prediction based on the material of the roller will be described.
Similar to the second embodiment, the correlation is evaluated in advance from the wear amount curve of FIG. 28 (A) and the composition change amount curve of FIG. 28 (B) and stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example.

例えば、図28(A)に示すように、ローラ300の累積回転数がK回に到達したとき、標準条件の摩耗量曲線ASでは摩耗量しきい値(Ta)よりも少ないX%の摩耗量であるのに対し、材質等が摩耗し易いワースト条件の摩耗量曲線AWではローラ300の摩耗量が摩耗量しきい値(Tw)に達する。このため、標準条件の特性データ(摩耗量曲線AS)のみからでは予測に誤差が発生する。   For example, as shown in FIG. 28A, when the cumulative number of rotations of the roller 300 reaches K times, the wear amount curve AS under the standard condition has a wear amount of X% smaller than the wear amount threshold value (Ta). On the other hand, in the worst case wear amount curve AW in which the material or the like is easily worn, the wear amount of the roller 300 reaches the wear amount threshold value (Tw). Therefore, an error occurs in the prediction only from the characteristic data (wear amount curve AS) of the standard condition.

そこで、CPU501は、図29(B)に示すように、ローラ300の材質等によるワースト条件、ベスト条件の特性データ(摩耗量曲線AW,AB)および組成変化量曲線に基づいたローラ交換判定曲線RW,RBを例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。CPU501は、ローラ交換判定曲線RW,RBにより劣化予想を行う。すなわち、ローラ300の材質等から劣化予測の補正を行うことで劣化予測の精度向上が可能となる。なお、図29(B)のローラ交換判定曲線RB’は、ワースト条件のローラ交換判定曲線RBで稼働し途中から稼働しなくなった場合、ローラ300の摩耗量に変化なくても経時組成変質により、水分量または油分量が減少して変質レベルが低下することを表している。   Therefore, as shown in FIG. 29B, the CPU 501 causes the roller replacement determination curve RW based on the characteristic data (wear amount curves AW and AB) of the worst condition and the best condition depending on the material of the roller 300 and the like and the composition change amount curve. , RB are stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example. The CPU 501 predicts deterioration based on the roller replacement determination curves RW and RB. That is, the accuracy of deterioration prediction can be improved by correcting the deterioration prediction based on the material of the roller 300 and the like. Note that the roller replacement determination curve RB ′ of FIG. 29 (B) shows that when the roller replacement determination curve RB under the worst condition is activated and the operation is not performed in the middle, the roller replacement determination curve RB ′ does not change in wear amount of the roller 300, and therefore changes in composition over time, It shows that the water content or the oil content decreases and the alteration level decreases.

第十一変形例では、ローラ300の摩耗量と組成変化量と合わせて部品の材質などから、ゴムの摩耗量や水分量の減少や油分量の減少による組成変質量を補正し、物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定し、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。   In the eleventh modified example, the composition change mass due to the decrease in the wear amount of rubber, the decrease in the amount of water and the decrease in the amount of oil is corrected from the material of the parts together with the wear amount and the change amount of composition of the roller 300, and the physical wear Therefore, it becomes possible to judge the deterioration level based on a plurality of factors of compositional change and to predict the life with higher accuracy.

(第十二変形例)
また、ローラ300の累積回転数、変質レベルとローラ300の材質等以外で環境による条件の変化がローラ300の交換時期に影響を与える可能性があるため、第十二変形例では環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正する。環境条件とはローラ300が存在する周囲環境を指し、温度や湿度、紙くずなどなどに依存して変化する。水分量や油分量の減少速度に影響する要因として、例えば高温や乾燥など環境による条件の変化が組成変質レベルに影響を与える可能性があるため、環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正しても良い。
(Twelfth modification)
Further, since changes in conditions due to the environment other than the cumulative number of revolutions of the roller 300, the alteration level, the material of the roller 300, and the like may affect the replacement time of the roller 300, the twelfth modified example detects the environmental condition. Then, the deterioration prediction is corrected based on the result. The environmental condition refers to the surrounding environment in which the roller 300 exists, and changes depending on temperature, humidity, paper waste, and the like. As factors that affect the rate of decrease in water content and oil content, for example, changes in environmental conditions such as high temperature and dryness may affect the composition alteration level.Therefore, environmental conditions are detected and the deterioration prediction is corrected based on the results. You may.

環境条件による寿命予測の補正について説明する。
図30(A)は摩耗量曲線を示す図であり、図30(B)は組成変化量曲線を示す図である。図31(A)は環境条件による補正表である。図31(B)はローラ交換判定曲線を示す図である。
Correction of life prediction based on environmental conditions will be described.
FIG. 30 (A) is a diagram showing a wear amount curve, and FIG. 30 (B) is a diagram showing a composition change amount curve. FIG. 31A is a correction table according to environmental conditions. FIG. 31B is a diagram showing a roller replacement determination curve.

図31(A)に示すように、使用経過期間が長い場合、またはゴム材質が柔らかい場合、またはゴム気泡量が多い場合、または湿度が低い(乾燥)場合、または温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づく。使用経過期間が短い場合、またはゴム材質が硬い場合、またはゴム気泡量が少ない場合、または湿度が高い(高湿)場合、または温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づく。使用期間が中の場合、またはゴム材質が中の場合、またはゴム気泡量が中の場合、または湿度が中の場合、または温度が中の場合、標準条件の曲線に近づく。   As shown in FIG. 31A, when the elapsed use period is long, the rubber material is soft, the amount of rubber bubbles is large, the humidity is low (dry), or the temperature is high, the worst condition Approach the curve. When the elapsed use period is short, the rubber material is hard, the amount of rubber bubbles is small, the humidity is high (high humidity), or the temperature is low, the curve approaches the best condition. When the service life is medium, the rubber material is medium, the amount of rubber bubbles is medium, the humidity is medium, or the temperature is medium, the curve of the standard condition is approximated.

第二実施例と同様に、図30(A)の摩耗量曲線と図30(B)の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。   Similar to the second embodiment, the correlation is evaluated in advance from the wear amount curve of FIG. 30A and the composition change amount curve of FIG. 30B and stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example.

例えば、図30(B)に示すように、ローラ300の経過時間がL時間に達したとき、標準条件の組成変化量曲線OSでは組成変質しきい値(Tc)よりも多いY%の組成変質量であるのに対し、高温または乾燥のワースト条件の組成変化量曲線OWでのローラの組成変質量が組成変質しきい値(Tc)に達する。このため、標準条件の特性データ(組成変化量曲線OS)のみからでは予測に誤差が発生する。   For example, as shown in FIG. 30 (B), when the elapsed time of the roller 300 reaches L time, the composition change amount OS under standard conditions has a composition change of Y% that is greater than the composition change threshold value (Tc). In contrast to the amount, the composition change mass of the roller on the composition change amount curve OW under the worst condition of high temperature or dry reaches the composition change threshold value (Tc). Therefore, an error occurs in the prediction only from the characteristic data (composition variation curve OS) under the standard conditions.

そこで、CPU501は、図31(B)に示すように、高温または乾燥のワースト条件、低温または高湿のベスト条件の特性データ(組成変化量曲線OW,OB)および摩耗量曲線に基づいたローラ交換判定曲線RW,RBを例えばマイクロコントローラ500のメモリ502に格納しておく。CPU501は、ローラ交換判定曲線RW,RBにより劣化予想を行う。すなわち、環境変化から劣化予測の補正を行うことで予測精度向上が可能となる。なお、図31(B)のローラ交換判定曲線RW’は、図29(B)と同様なワースト条件のローラ交換判定曲線RWで稼働し途中から稼働しなくなった場合、ローラ300の摩耗量に変化なくても経時組成変質により、水分量または油分量が減少して変質レベルが低下することを表している。   Therefore, as shown in FIG. 31 (B), the CPU 501 replaces the rollers based on the characteristic data (composition change amount curves OW, OB) and the wear amount curve of the worst condition of high temperature or dryness, and the best condition of low temperature or high humidity. The determination curves RW and RB are stored in the memory 502 of the microcontroller 500, for example. The CPU 501 predicts deterioration based on the roller replacement determination curves RW and RB. That is, it is possible to improve the prediction accuracy by correcting the deterioration prediction from the environmental change. Note that the roller replacement determination curve RW ′ in FIG. 31 (B) changes to the wear amount of the roller 300 when the roller replacement determination curve RW under the worst condition similar to FIG. 29 (B) operates and stops operating halfway. Even if it does not exist, it means that the water content or the oil content is reduced and the alteration level is lowered due to the compositional alteration with time.

第十二変形例では、ローラ300の摩耗量と組成変化量と合わせて環境条件などから、ゴムの摩耗量や水分量の減少や油分量の減少による組成変質量を補正し、物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定し、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。   In the twelfth modified example, the composition change mass due to the decrease in the wear amount of rubber, the decrease in the amount of water, and the decrease in the amount of oil are corrected based on the environmental conditions together with the amount of change in the amount of wear and the amount of change in composition of the roller 300, so that physical wear It becomes possible to judge the deterioration level by a plurality of factors of compositional alteration and to predict the life with higher accuracy.

(第十三変形例)
ローラの劣化予測について図32A、32Bを用いて説明する。図32Aローラの劣化予測の前半のフローチャートであり、図32Bはローラの劣化予測の後半のフローチャートである。
(Thirteenth modification)
Roller deterioration prediction will be described with reference to FIGS. 32A and 32B. 32A is a first half flowchart of roller deterioration prediction, and FIG. 32B is a second half flowchart of roller deterioration prediction.

まず、CPU501はローラ300の経過時間を参照し(ステップS31)、ローラ300の摩耗量を参照し(ステップS32)、ローラ300の変質量を参照する(ステップS33)。   First, the CPU 501 refers to the elapsed time of the roller 300 (step S31), the wear amount of the roller 300 (step S32), and the variable mass of the roller 300 (step S33).

CPU501は、第十一変形例で説明したようなゴム材質/組成変化補正を行うかどうかを判断する(ステップS34)。YESの場合、CPU501は、ゴム材質/組成変化補正処理を行う(ステップS35)。NOの場合、ステップS36に移る。   The CPU 501 determines whether to perform the rubber material / composition change correction as described in the eleventh modification (step S34). If YES, the CPU 501 performs rubber material / composition change correction processing (step S35). If NO, the process proceeds to step S36.

CPU501は、第十二変形例で説明したような湿度補正を行うかどうかを判断する(ステップS36)。YESの場合、CPU501は、湿度補正処理を行う(ステップS37)。NOの場合、図32BのステップS38に移る。   The CPU 501 determines whether or not to perform the humidity correction as described in the twelfth modified example (step S36). In the case of YES, the CPU 501 performs humidity correction processing (step S37). If NO, the process moves to step S38 in FIG. 32B.

CPU501は、第十二変形例で説明したような温度補正を行うかどうかを判断する(ステップS38)。YESの場合、CPU501は、温度補正処理を行う(ステップS39)。NOの場合、ステップS40に移る。   The CPU 501 determines whether to perform the temperature correction as described in the twelfth modified example (step S38). In the case of YES, the CPU 501 performs temperature correction processing (step S39). If NO, the process proceeds to step S40.

CPU501はローラ300の寿命予測を更新する(ステップS40)。CPU501は寿命予測に基づいて摩耗寿命が経過したどうかを判断する(ステップS41)。YESの場合、CPU501は、寿命ガイダンス処理を行う(ステップS43)。NOの場合、ステップS42に移る。   The CPU 501 updates the life expectancy of the roller 300 (step S40). The CPU 501 determines whether the wear life has passed based on the life prediction (step S41). If YES, the CPU 501 performs life guidance processing (step S43). If NO, the process moves to step S42.

CPU501は寿命予測に基づいて変質寿命が経過したどうかを判断する(ステップS42)。YESの場合、CPU501は、寿命ガイダンス処理を行う(ステップS43)。NOの場合、処理を終了する。   The CPU 501 determines whether the altered life has passed based on the life prediction (step S42). In the case of YES, the CPU 501 performs life guidance processing (step S43). If NO, the process ends.

(第十四変形例)
第十四変形例ではゴムと発泡ゴムの種類の層のゴムで構成される紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製のローラなどのゴム車輪部の摩耗量を隣接電極配置で検知する。
(14th modification)
In the fourteenth modified example, an example of a paper feed rubber roller composed of rubber and rubber of layers of foamed rubber will be described. The amount of wear of rubber wheels such as rubber rollers for paper feeding is detected by the adjacent electrode arrangement.

まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図33、34を用いて説明する。図33(A)はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図34はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図34(A)は上面図であり、図34(B)は正面図であり、図34(C)は図34(A)のF−F断面図である。   First, the configuration of the roller and the roller portion around the roller will be described with reference to FIGS. FIG. 33 (A) is a perspective view showing the structure of the roller portion, and is a view with the housing omitted. 34A and 34B are diagrams showing a configuration of a roller and a housing that covers the roller, FIG. 34A is a top view, FIG. 34B is a front view, and FIG. 34C is FIG. 34A. FIG. 8 is a sectional view taken along line FF of

ローラ300は、周辺部のゴム層302と、ローラ軸310とゴム層302との間の発砲ゴム層303と、で形成されている。発泡ゴムは通常のゴムに気泡がある分比誘電率が小さい。ローラ300は紙400を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング320によって覆われている。ハウジング320の側面に相互容量送信電極112および相互容量受信電極113を取り付け、ローラ300の下方に相互容量送信電極116および相互容量受信電極117が取り付けられている。相互容量送信電極116および相互容量受信電極117は平面電極であり、それらが隣接するように配置(隣接電極配置)され、ローラ300の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。相互容量送信電極112および相互容量受信電極113は平面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ300の水分量や油分量などの組成物質変化量の経時変化を検知するのに用いられる組成物質変化量計測用電極である。   The roller 300 is formed of a rubber layer 302 in the peripheral portion and a foamed rubber layer 303 between the roller shaft 310 and the rubber layer 302. Foamed rubber has a small relative dielectric constant due to the presence of air bubbles in ordinary rubber. Since the roller 300 feeds the paper 400, the roller 300 is covered by the housing 320 at a predetermined interval except the lower side. The mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 are attached to the side surface of the housing 320, and the mutual capacitance transmitting electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 are attached below the roller 300. The mutual-capacitance transmitting electrode 116 and the mutual-capacitance receiving electrode 117 are plane electrodes, and are arranged so that they are adjacent to each other (adjacent electrode arrangement), and are used for measuring the wear amount used to detect the change over time of the wear amount of the roller 300. It is an electrode. The mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 are planar electrodes, are arranged so as to face each other, and are used to detect a change with time of the amount of change in the composition substance such as the amount of water or the amount of oil of the roller 300. It is an electrode for measuring the amount of change in the composition substance.

検知時は相互容量送信電極116および相互容量受信電極117とローラ300との距離を同じにするため、例えば相互容量送信電極116および相互容量受信電極117とローラ300とを接触させたり、相互容量送信電極116および相互容量受信電極117を設けた基板等をローラ300と接触させたりする。   In order to make the distance between the mutual capacitance transmitting electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 and the roller 300 during detection, for example, the mutual capacitance transmitting electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 and the roller 300 are brought into contact with each other, or the mutual capacitance transmission is performed. A substrate or the like provided with the electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 is brought into contact with the roller 300.

次に、ローラ300の摩耗量の計測方法の例について図35を用いて説明する。図35(A)はローラの非摩耗時の図34(A)のF−F断面図であり、図35(B)はローラの摩耗時の図34(A)のF−F断面図であり、ハウジングを省略した図である。   Next, an example of a method of measuring the amount of wear of the roller 300 will be described with reference to FIG. FIG. 35 (A) is a sectional view taken along the line FF of FIG. 34 (A) when the roller is not worn, and FIG. 35 (B) is a sectional view taken along the line FF of FIG. 34 (A) when the roller is worn. It is the figure which omitted the housing.

ローラ300と一定距離に隣接配置された相互容量送信電極116および相互容量受信電極117は、相互容量送信電極116と、ローラ300のゴム層302と、発砲ゴム層303と、ゴム層302と、の電極間結合容量を計測する。ここでは、相互容量送信電極116および相互容量受信電極117は、ローラ300のゴム層302に接して配置されている。   The mutual capacitance transmission electrode 116 and the mutual capacitance reception electrode 117, which are arranged adjacent to the roller 300 at a constant distance, include the mutual capacitance transmission electrode 116, the rubber layer 302 of the roller 300, the foam rubber layer 303, and the rubber layer 302. Measure the inter-electrode coupling capacitance. Here, the mutual capacitance transmitting electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 are arranged in contact with the rubber layer 302 of the roller 300.

排紙等によりローラ300の表面が摩耗することにより、図35(B)に示すようにゴム層302の厚さ(T05)が非摩耗時のゴム層302の厚さ(T04)よりも薄くなる。その結果、相互容量送信電極116と相互容量受信電極117との間のゴム層302と発砲ゴム層303との体積比率が変化することで電極間の物質の比誘電率が変化し電極間結合容量が変化し、ローラ300の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。   As the surface of the roller 300 is abraded by paper discharge or the like, the thickness (T05) of the rubber layer 302 becomes smaller than the thickness (T04) of the rubber layer 302 when not worn as shown in FIG. .. As a result, the volumetric ratio of the rubber layer 302 and the foamed rubber layer 303 between the mutual capacitance transmitting electrode 116 and the mutual capacitance receiving electrode 117 is changed, so that the relative permittivity of the substance between the electrodes is changed and the interelectrode coupling capacitance is changed. Changes, and the change in wear of the roller 300 can be detected and measured without contact and over time.

ローラ300の組成変化レベルの計測方法は第二実施例と同様である。摩耗量だけでなく対向電極配置された相互容量送信電極112および相互容量受信電極113で、ゴム製のローラ300の水分量や油分量の減少など組成物質量の経時変化を検知してゴム部の劣化検知が可能となる。   The method of measuring the composition change level of the roller 300 is the same as in the second embodiment. Not only the amount of wear but also the mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 arranged on the opposite electrodes detect changes over time in the amount of the composition substance such as a decrease in the water content and the oil content of the rubber roller 300 and detect the change in the rubber portion. It is possible to detect deterioration.

(第十五変形例)
第十五変形例では縦半分がゴムと発泡ゴムの複数種類の層のゴムで構成される紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製ローラなどのゴム車輪部のすり減り量を隣接電極配置検知する。
(Fifteenth modification)
In the fifteenth modified example, an example of a roller made of rubber for paper feeding, the vertical half of which is composed of rubber of a plurality of types of layers of rubber and foamed rubber will be described. Adjacent electrode placement is detected for the amount of wear of rubber wheels such as paper feed rubber rollers.

まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図36を用いて説明する。図36(A)はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図36(B)はローラの非摩耗時の断面図であり、図36(C)はローラの摩耗時の断面図であり、ハウジングを省略した図である。   First, the configuration of the roller and the roller portion around the roller will be described with reference to FIG. FIG. 36 (A) is a perspective view showing the structure of the roller portion, and is a view with the housing omitted. FIG. 36 (B) is a sectional view when the roller is not worn, and FIG. 36 (C) is a sectional view when the roller is worn, with the housing omitted.

ローラ300は、縦半分が周辺部のゴム層302とローラ軸310とゴム層302との間の発砲ゴム層303とで形成され、残りの縦半分はゴム層302で形成されている。発泡ゴムは通常のゴムに気泡がある分比誘電率が小さい。ローラ300は紙400を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング320によって覆われている。ローラ300の下方に相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bが取り付けられている。相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bは平面電極であり、それらが隣接するように配置(隣接電極配置)され、ローラ300の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。組成物質変化量計測用電極である相互容量送信電極112および相互容量受信電極113は、第十四変形例と同様である。   A vertical half of the roller 300 is formed by a peripheral rubber layer 302, a foam rubber layer 303 between the roller shaft 310 and the rubber layer 302, and the other vertical half is formed by the rubber layer 302. Foamed rubber has a small relative dielectric constant due to the presence of air bubbles in ordinary rubber. Since the roller 300 feeds the paper 400, the roller 300 is covered by the housing 320 at a predetermined interval except the lower side. Mutual capacitance transmission electrodes 116a and 116b and mutual capacitance reception electrodes 117a and 117b are attached below the roller 300. The mutual capacitance transmitting electrodes 116a and 116b and the mutual capacitance receiving electrodes 117a and 117b are planar electrodes, which are arranged so as to be adjacent to each other (adjacent electrode arrangement), and are used to detect a change in the wear amount of the roller 300 with time. It is an electrode for measuring the amount of wear. The mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113, which are electrodes for measuring the amount of change in the composition substance, are the same as those in the fourteenth modification.

検知時は相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bとローラ300との距離を同じにするため、例えば相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bとローラ300とを接触させたり、相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bを設けた基板等をローラ300と接触させたりする。   In order to make the distance between the mutual capacitance transmitting electrodes 116a and 116b and the mutual capacitance receiving electrodes 117a and 117b and the roller 300 at the time of detection, for example, the mutual capacitance transmitting electrodes 116a and 116b and the mutual capacitance receiving electrodes 117a and 117b and the roller 300 are detected. Or the substrate having the mutual capacitance transmitting electrodes 116a and 116b and the mutual capacitance receiving electrodes 117a and 117b is brought into contact with the roller 300.

次に、ローラ300の摩耗量の計測方法の例について図36(B)、36(C)を用いて説明する。   Next, an example of a method of measuring the amount of wear of the roller 300 will be described with reference to FIGS. 36 (B) and 36 (C).

ローラ300と一定距離に隣接配置された相互容量送信電極116aおよび相互容量受信電極117aは、相互容量送信電極116aと、ローラ300のゴム層302と、発砲ゴム層303と、ゴム層302と、の電極間結合容量を計測する。相互容量送信電極116bおよび相互容量受信電極117bは、相互容量送信電極116bと、ローラ300のゴム層302と、の電極間結合容量を計測する。ここでは、相互容量送信電極116a,116bおよび相互容量受信電極117a,117bは、ローラ300のゴム層302に接して配置されている。   The mutual capacitance transmitting electrode 116a and the mutual capacitance receiving electrode 117a, which are disposed adjacent to the roller 300 at a constant distance, include the mutual capacitance transmitting electrode 116a, the rubber layer 302 of the roller 300, the foamed rubber layer 303, and the rubber layer 302. Measure the inter-electrode coupling capacitance. The mutual capacitance transmitting electrode 116b and the mutual capacitance receiving electrode 117b measure the inter-electrode coupling capacitance between the mutual capacitance transmitting electrode 116b and the rubber layer 302 of the roller 300. Here, the mutual capacitance transmitting electrodes 116 a and 116 b and the mutual capacitance receiving electrodes 117 a and 117 b are arranged in contact with the rubber layer 302 of the roller 300.

排紙等によりローラ300の表面が摩耗することにより、図36(C)に示すようにゴム層302の厚さ(T05)が非摩耗時のゴム層302の厚さ(T04)よりも薄くなる。その結果、相互容量送信電極116aと相互容量受信電極117aとの間のゴム層302と発砲ゴム層303との体積比率が変化することで電極間結合容量が変化する。一方、相互容量送信電極116bと相互容量受信電極117bとの間はゴム層302のみであり、電極間結合容量は少ない。相互容量送信電極116aと相互容量受信電極117aとの電極間結合容量と、相互容量送信電極116bと相互容量受信電極117bとの電極間結合容量と、を比較することで、ローラ300の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。   As the surface of the roller 300 is worn due to paper discharge or the like, the thickness (T05) of the rubber layer 302 becomes thinner than the thickness (T04) of the rubber layer 302 when not worn, as shown in FIG. 36 (C). . As a result, the volume ratio of the rubber layer 302 and the foamed rubber layer 303 between the mutual capacitance transmitting electrode 116a and the mutual capacitance receiving electrode 117a changes, and the interelectrode coupling capacitance changes. On the other hand, only the rubber layer 302 is provided between the mutual capacitance transmitting electrode 116b and the mutual capacitance receiving electrode 117b, and the inter-electrode coupling capacitance is small. By comparing the inter-electrode coupling capacitance between the mutual-capacitance transmitting electrode 116a and the mutual-capacitance receiving electrode 117a with the inter-electrode coupling capacitance between the mutual-capacitance transmitting electrode 116b and the mutual-capacitance receiving electrode 117b, a change in wear of the roller 300 can be obtained. Can be detected and measured over time without contact.

ローラ300の組成変化レベルの計測方法は第二実施例と同様である。摩耗量だけでなく対向電極配置された相互容量送信電極112および相互容量受信電極113で、ゴム製のローラ300の水分量や油分量の減少など組成物質量の経時変化を検知してゴム部の劣化検知が可能となる。   The method of measuring the composition change level of the roller 300 is the same as in the second embodiment. Not only the amount of wear but also the mutual capacitance transmitting electrode 112 and the mutual capacitance receiving electrode 113 arranged on the opposite electrodes detect changes over time in the amount of the composition substance such as a decrease in the water content and the oil content of the rubber roller 300 and detect the change in the rubber portion. It is possible to detect deterioration.

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態、実施例および変形例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例、変形例および応用例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、第二実施例のハウジング320の上部全体が覆われているが、電極112,113,114,115の固定に必要ない部分はなくてもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the example and the modification, the invention is not limited to the embodiment, the example, the modification and the application. Needless to say, various changes are possible.
For example, the entire upper portion of the housing 320 of the second embodiment is covered, but there may be no portion that is not necessary for fixing the electrodes 112, 113, 114, 115.

1・・・装置
2・・・物体
3・・・電極
4・・・電極
5・・・容量センサユニット
6・・・制御ユニット
1 ... Device 2 ... Object 3 ... Electrode 4 ... Electrode 5 ... Capacitance sensor unit 6 ... Control unit

Claims (19)

物体と間隙により隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、
前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量を検知する容量センサユニットと、
前記容量センサユニットで検知する容量に基づいて前記物体の組成、内部構造または体積の経時変化を検知する制御ユニットと、
を備え、
前記第一電極および前記第二電極は、経時変化前および経時変化後において、前記物体と間隙により隔てられている経年劣化検知装置。
A first electrode and a second electrode that are provided separated from the object by a gap,
A capacitance sensor unit for detecting inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode including the object,
A control unit that detects the composition of the object based on the capacity detected by the capacity sensor unit, the internal structure or the change over time of the volume,
Equipped with
The aged deterioration detection device in which the first electrode and the second electrode are separated from the object by a gap before and after the change over time.
請求項1の経年劣化検知装置において、
さらに、バッテリ収納部を備え、
前記物体はバッテリであり、前記バッテリ収納部に収納され、
前記第一電極および前記第二電極は前記バッテリ収納部の対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記二つの壁の前記第一電極および前記第二電極が設けられる部分は前記バッテリと隔てられている経年劣化検知装置。
The aged deterioration detection device according to claim 1,
Furthermore, it is equipped with a battery compartment,
The object is a battery, housed in the battery housing,
The first electrode and the second electrode are provided on each of two opposing walls of the battery housing,
An aged deterioration detection device in which the portions of the two walls where the first electrode and the second electrode are provided are separated from the battery.
請求項1の経年劣化検知装置において、
さらに、バッテリ収納部を備え、
前記物体はバッテリであり、前記バッテリ収納部に収納され、
前記第一電極および前記第二電極は前記バッテリ収納部の一つの壁に設けられ、
前記一つの壁の前記第一電極および前記第二電極が設けられる部分は前記バッテリと隔てられている経年劣化検知装置。
The aged deterioration detection device according to claim 1,
Furthermore, it has a battery compartment,
The object is a battery, housed in the battery housing,
The first electrode and the second electrode are provided on one wall of the battery housing,
The aged deterioration detecting device, wherein a portion of the one wall where the first electrode and the second electrode are provided is separated from the battery.
請求項2または3の経年劣化検知装置において、
さらに、メモリを備え、
前記制御ユニットは前記電極間結合容量を所定時間ごとに計測して前記メモリに格納し、前記電極間結合容量の時間履歴に基づいて前記バッテリ収納部への加圧、浸水または結露、もしくは前記バッテリの液漏れを検知する寿命予測装置。
The aged deterioration detection device according to claim 2 or 3,
In addition, equipped with memory,
The control unit measures the inter-electrode coupling capacity at predetermined time intervals and stores the inter-electrode coupling capacity in the memory, and pressurizes, infiltrates or condenses the battery storage portion based on the time history of the inter-electrode coupling capacity, or the battery. Life Prediction Device to Detect Liquid Leakage.
請求項1の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極は前記カバーの壁に対向するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられている経年劣化検知装置。
The aged deterioration detection device according to claim 1, further comprising:
A cover that covers away from the object,
A third electrode and a fourth electrode,
Equipped with
The object is a cylindrical rubber roller,
The first electrode and the second electrode are provided so as to face the wall of the cover,
The aging detection device, wherein the third electrode and the fourth electrode are provided on each of two opposing walls of the cover.
請求項1の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極は隣接するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記ローラの中心部側は発砲ゴム層で形成され、周辺部側はゴム層で形成されている経年劣化検知装置。
The aged deterioration detection device according to claim 1, further comprising:
A cover that covers away from the object,
A third electrode and a fourth electrode,
Equipped with
The object is a cylindrical rubber roller,
The first electrode and the second electrode are provided so as to be adjacent to each other,
The third electrode and the fourth electrode are provided on each of two opposing walls of the cover,
An aged deterioration detecting device in which the center side of the roller is formed of a foamed rubber layer and the peripheral side is formed of a rubber layer.
請求項1の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
第五電極および第六電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極はお互いに隣接するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記第五電極および前記第六電極はお互いに隣接するように設けられ、
前記ローラの前記第三電極側の第一部分は、中心部側は発砲ゴム層で形成され、周辺部側はゴム層で形成され、
前記ローラの前記第四電極側の第二部分はゴム層で形成され、
前記第一電極および前記第二電極は前記第一部分と対向して配置され、
前記第五電極および前記第六電極は前記第二部分と対向して配置されている経年劣化検知装置。
The aged deterioration detection device according to claim 1, further comprising:
A cover that covers away from the object,
A third electrode and a fourth electrode,
A fifth electrode and a sixth electrode,
Equipped with
The object is a cylindrical rubber roller,
The first electrode and the second electrode are provided so as to be adjacent to each other,
The third electrode and the fourth electrode are provided on each of two opposing walls of the cover,
The fifth electrode and the sixth electrode are provided so as to be adjacent to each other,
The first portion of the roller on the side of the third electrode is formed of a foam rubber layer on the center side and is formed of a rubber layer on the peripheral side,
The second portion of the roller on the side of the fourth electrode is formed of a rubber layer,
The first electrode and the second electrode are arranged facing the first portion,
The aged deterioration detecting device, wherein the fifth electrode and the sixth electrode are arranged so as to face the second portion.
経年劣化により組成、内部構造または体積が経時変化する物体と、
前記物体と隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、
前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量を所定時間ごとに検知する容量センサユニットと、
前記容量センサユニットで検知する電極間結合容量と予め評価した容量と劣化との関係を示す基準変化曲線とに基づいて前記物体の寿命を予測する制御ユニットと、
を備える寿命予測装置。
An object whose composition, internal structure or volume changes with time due to aging,
A first electrode and a second electrode provided separately from the object,
A capacitance sensor unit that detects inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode including the object at predetermined time intervals,
A control unit that predicts the life of the object based on a reference change curve indicating the relationship between the interelectrode coupling capacitance detected by the capacitance sensor unit, the previously evaluated capacitance, and the deterioration,
Life prediction device.
請求項8の寿命予測装置において、
さらに、前記基準変化曲線が格納されるメモリを備え、
前記物体はバッテリであり、
前記基準変化曲線は、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの膨張量との関係性を示す膨張曲線と、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの充電可能容量との関係性を示すバッテリ劣化曲線と、に基づいて求められた前記膨張量と前記充電可能容量との関係性を示す寿命予測曲線であり、
前記制御ユニットは、前記寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測装置。
In the life prediction device according to claim 8,
Further, a memory for storing the reference change curve is provided,
The object is a battery,
The reference change curve is an expansion curve showing the relationship between the number of times the battery is charged and the amount of expansion of the battery, and a battery deterioration curve showing the relationship between the number of times the battery is charged and the chargeable capacity of the battery, Is a life prediction curve showing the relationship between the expansion amount and the chargeable capacity obtained based on,
The control unit is a life prediction device that predicts the life of the battery based on the life prediction curve.
請求項9の寿命予測装置において、
前記メモリは、使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を格納しており、
前記制御ユニットは、前記補正寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測装置。
The life prediction device according to claim 9,
The memory is based on a corrected expansion curve obtained by correcting the expansion curve based on a usage history or an environmental condition, and a corrected battery deterioration curve obtained by correcting the battery deterioration curve based on the usage history or the environmental condition. It stores the corrected life expectancy curve that is the corrected life expectancy curve.
The control unit is a life prediction device that predicts the life of the battery based on the corrected life prediction curve.
請求項9の寿命予測装置において、
前記メモリは、使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、前記補正膨張曲線および前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線と、を格納しており、
前記制御ユニットは、前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて予測充放電回数を提示し、前記補正寿命予測曲線に基づいて延命のための使用条件をガイドする寿命予測装置。
The life prediction device according to claim 9,
The memory includes a corrected expansion curve obtained by correcting the expansion curve based on usage history or environmental conditions, a corrected battery deterioration curve obtained by correcting the battery deterioration curve based on the usage history or the environmental conditions, and the corrected expansion curve. And a corrected life prediction curve obtained by correcting the life prediction curve based on the corrected battery deterioration curve,
The life prediction apparatus, wherein the control unit presents a predicted number of times of charge and discharge based on the corrected battery deterioration curve, and guides usage conditions for life extension based on the corrected life prediction curve.
請求項8の寿命予測装置において、
さらに、前記物体と隔たれて設けられる第三電極および第四電極と、前記基準変化曲線が格納されるメモリと、を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記基準変化曲線は、前記ローラの累積回転数と前記ローラの摩耗量との関係性を示す摩耗量曲線と、経過時間と前記ローラの変質レベルとの関係性を示す組成変化量曲線と、に基づいて求められた前記経過時間と前記累積回転数との関係性を示すローラ交換判定曲線であり、
前記摩耗量は前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量により計測され、
前記変質レベルは前記第三電極と前記第四電極との間の電極間結合容量によりを計測され、
前記制御ユニットは、前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測装置。
In the life prediction device according to claim 8,
Furthermore, a third electrode and a fourth electrode provided separately from the object, and a memory storing the reference change curve,
The object is a cylindrical rubber roller,
The reference change curve, a wear amount curve showing the relationship between the cumulative number of revolutions of the roller and the wear amount of the roller, and a composition change amount curve showing the relationship between the elapsed time and the alteration level of the roller, Is a roller replacement determination curve showing the relationship between the elapsed time and the cumulative number of revolutions obtained based on,
The amount of wear is measured by the inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode,
The alteration level is measured by the inter-electrode coupling capacitance between the third electrode and the fourth electrode,
The control unit is a life prediction device that predicts deterioration of the roller based on the roller replacement determination curve.
請求項12の寿命予測装置において、
前記メモリは、前記ローラの材質または環境条件に基づいて前記摩耗量曲線を補正した補正摩耗量曲線と、前記材質または前記環境条件に基づいて前記組成変化量曲線を補正した補正組成変化量曲線と、に基づいて前記ローラ交換判定曲線を補正した補正寿命予測曲線を格納しており、
前記制御ユニットは、前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測装置。
The life prediction device according to claim 12,
The memory includes a corrected wear amount curve in which the wear amount curve is corrected based on the material of the roller or environmental conditions, and a corrected composition change amount curve in which the composition change amount curve is corrected based on the material or the environmental conditions. Stores a correction life prediction curve obtained by correcting the roller replacement determination curve based on
The control unit is a life prediction device that predicts deterioration of the roller based on the roller replacement determination curve.
経年劣化により組成、内部構造または体積が経時変化する物体を含み、前記物体と隔たれて設けられる第一電極と第二電極との間の電極間結合容量を検知し、前記電極間結合容量と予め評価した容量と劣化との関係を示す基準変化曲線とに基づいて前記物体の寿命を予測する寿命予測方法。   Includes an object whose composition, internal structure or volume changes over time due to aging, detects the inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode that are provided separately from the object, and detects the inter-electrode coupling capacitance in advance. A life prediction method for predicting the life of the object based on a standard change curve showing the relationship between the evaluated capacity and deterioration. 請求項14の寿命予測方法において、
前記物体はバッテリであり、
前記基準変化曲線は、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの膨張量との関係性を示す膨張曲線と、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの充電可能容量との関係性を示すバッテリ劣化曲線と、に基づいて求められた前記膨張量と前記充電可能容量との関係性を示す寿命予測曲線であり、
前記寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測方法。
The life prediction method according to claim 14,
The object is a battery,
The reference change curve is an expansion curve showing the relationship between the number of times the battery is charged and the amount of expansion of the battery, and a battery deterioration curve showing the relationship between the number of times the battery is charged and the chargeable capacity of the battery, Is a life prediction curve showing the relationship between the expansion amount and the chargeable capacity obtained based on,
A life prediction method for predicting the life of the battery based on the life prediction curve.
請求項15の寿命予測方法において、
使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記補正寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測方法。
The life prediction method according to claim 15,
A correction expansion curve obtained by correcting the expansion curve based on usage history or environmental conditions, and a correction battery deterioration curve obtained by correcting the battery deterioration curve based on the usage history or the environmental conditions, Calculate the corrected life expectancy curve,
A life prediction method for predicting the life of the battery based on the corrected life prediction curve.
請求項15の寿命予測方法において、
使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正して補正膨張曲線を求め、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線を求め、前記補正膨張曲線および前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて予測充放電回数を提示し、前記補正寿命予測曲線に基づいて延命のための使用条件をガイドする寿命予測方法。
The life prediction method according to claim 15,
The expansion curve is corrected based on usage history or environmental conditions to obtain a corrected expansion curve, and the correction battery deterioration curve obtained by correcting the battery deterioration curve based on the usage history or the environmental conditions is calculated. Obtaining a corrected life prediction curve obtained by correcting the life prediction curve based on the corrected battery deterioration curve,
A life prediction method for presenting a predicted number of times of charge and discharge based on the corrected battery deterioration curve, and guiding use conditions for life extension based on the corrected life prediction curve.
請求項14の寿命予測方法において、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記基準変化曲線は、前記ローラの累積回転数と前記ローラの摩耗量との関係性を示す摩耗量曲線と、経過時間と前記ローラの変質レベルとの関係性を示す組成変化量曲線と、に基づいて求められた前記経過時間と前記累積回転数との関係性を示すローラ交換判定曲線であり、
前記摩耗量は前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量により計測され、
前記変質レベルは前記ローラと隔てられて設けられた第三電極と第四電極との間の電極間結合容量によりを計測され、
前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測方法。
The life prediction method according to claim 14,
The object is a cylindrical rubber roller,
The reference change curve, a wear amount curve showing the relationship between the cumulative number of revolutions of the roller and the wear amount of the roller, and a composition change amount curve showing the relationship between the elapsed time and the alteration level of the roller, Is a roller replacement determination curve showing the relationship between the elapsed time and the cumulative number of revolutions obtained based on,
The amount of wear is measured by the inter-electrode coupling capacitance between the first electrode and the second electrode,
The alteration level is measured by the inter-electrode coupling capacitance between the third electrode and the fourth electrode provided separately from the roller,
A life prediction method for predicting deterioration of the roller based on the roller replacement determination curve.
請求項18の寿命予測方法において、
前記ローラの材質または環境条件に基づいて前記摩耗量曲線を補正した補正摩耗量曲線と、前記材質または前記環境条件に基づいて前記組成変化量曲線を補正した補正組成変化量曲線と、に基づいて前記ローラ交換判定曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測方法。
The life prediction method according to claim 18,
Based on a corrected wear amount curve in which the wear amount curve is corrected based on the material or environmental conditions of the roller, and a corrected composition change amount curve in which the composition change amount curve is corrected based on the material or the environmental conditions, Obtaining a corrected life prediction curve that is obtained by correcting the roller replacement determination curve,
A life prediction method for predicting deterioration of the roller based on the roller replacement determination curve.
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