JP4297836B2 - 消耗部品及びその識別装置 - Google Patents
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Description
また、特性変動アナログ素子5と分圧抵抗を直列接続して電力を供給し、特性変動アナログ素子5に印加される電圧を検出する。
また、本発明の消耗部品は、電子回路を内蔵する機器本体1に脱着できるように連結される消耗部品2であって、消耗部品2は、機器本体1に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動する特性変動アナログ素子5を内蔵しており、消耗部品2が機器本体1に装着される状態で、機器本体1により、消耗部品2の特性変動アナログ素子5の経時的に変動する電気特性が検出され、検出された電気特性から正規部品と識別される。
本発明の消耗部品の識別装置は、電子回路を内蔵する機器本体1と、この機器本体1に脱着できるように連結される消耗部品2とを備えており、消耗部品2は、機器本体1に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動して電圧が変動する特性変動アナログ素子5を内蔵しており、機器本体1は、消耗部品2の特性変動アナログ素子5に通電する通電部3と、この通電部3に通電される特性変動アナログ素子5の変動する電圧を検出する検出部4を内蔵しており、消耗部品2が機器本体1に装着される状態で、機器本体1の検出部4が、消耗部品2の特性変動アナログ素子5の経時的に変動する電圧を検出し、検出された電圧から消耗部品2を正規部品と規格外部品とに識別する。
そして、本発明の消耗部品は、電子回路を内蔵する機器本体1に脱着できるように連結される消耗部品2であって、消耗部品2は、機器本体1に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動して電圧が変動する特性変動アナログ素子5を内蔵しており、消耗部品2が機器本体1に装着される状態で、機器本体1により、消耗部品2の特性変動アナログ素子5の経時的に変動する電圧が検出され、検出された電圧から正規部品と識別される。
ことが保障されないからである。充電器は、装着されるパック電池を充電しながら、正規部品と規格外部品とを識別する。正規部品と識別されると継続して充電し、規格外部品と識別されたパック電池は、その後の充電を停止し、あるいは充電を制限する。充電しながら正規部品と規格外部品とを識別する識別装置は、識別と充電を一緒にするので、識別に要する時間が、充電時間を長くすることがない。このため、識別に時間をかけて、すなわち特性変動アナログ素子5の電気特性を検出する回数を多くして、正規部品と規格外部品とをより正確に識別できる。
また、充電制御回路7は、検出部4の検出結果に基づいて、正規部品と規格外部品とを識別する機能を内蔵している。充電制御回路7は、マイコン等より構成され、充電器である機器本体1の種々の機能を制御している。
消耗部品2のパック電池は、正負の電源端子8と、通信端子9を介して機器本体1である充電器に接続される。
[n=1のステップ]
通電部3が、消耗部品2に内蔵される特性変動アナログ素子5に確認電流A1を流す。確認電流A1は、通信端子9と一方の電源端子8を介して特性変動アナログ素子5に流される。確認電流A1は、二次電池10に通電され、あるいは二次電池10に通電しない状態で流される。二次電池10に確認電流を流さない方式は、二次電池10を充電電流で充電しながら、特性変動アナログ素子5に確認電流A1を流す。
[n=2〜5のステップ]
所定の時間T1が経過した後、検出部4が特性変動アナログ素子5の電気抵抗R1を検出する。検出された電気抵抗R1が設定範囲にないと、消耗部品2であるパック電池は規格外部品と判定されて充電が停止される。
その後、特性変動アナログ素子5に通電する電流をA1からA2に変更する。
[n=7〜10のステップ]
所定の時間T2が経過した後、検出部4が特性変動アナログ素子5の電気抵抗R2を検出する。検出された電気抵抗R2が設定範囲にないと、消耗部品2であるパック電池は規格
外部品と判定されて充電が停止される。
その後、特性変動アナログ素子5に通電する電流をA2からA3に変更する。
[n=12〜16のステップ]
所定の時間T3が経過した後、検出部4が特性変動アナログ素子5の電気抵抗R3を検出する。検出された電気抵抗R3が設定範囲にないと、消耗部品2であるパック電池は規格外部品と判定されて充電が停止される。正規部品と判定された消耗部品2のパック電池は、その後、正常に充電される。
次に、本実施例の特性変動アナログ素子5に特殊なPTCサーミスタである素子を採用した正規部品の消耗部品2(=パック電池)と、一般的なPTC素子を利用した規格外部品の消耗部品(パック電池)と識別する構造、方法を以下に説明する。
図2の実線は、通電部3、検出部4及び充電制御回路7を利用して、特性変動アナログ素子5に通電したときの検出電圧(グラフの縦軸)と、時間(グラフの横軸)との関係を示している。この場合、通電端子9、9、電源端子8、8(図3における下側の電源端子8、8)間に電力を供給のため通電し、充電制御回路7内に内蔵される分圧抵抗に直列接続された状態で定電圧を供給し、素子5に印加される電圧(以下素子の電圧という)を検出部4で検出したものである。また、これに代わって、特性変動アナログ素子5と分圧抵抗に定電流を供給し、素子の電圧を測定して良い。更には、素子の電圧及び別途電流値を検出して素子の抵抗値を演算して素子5の抵抗値変化を検出することもできる。
また、一般的なPTC素子は、図2の2点鎖線で示される電圧特性を示す。ここで、一般的なPTC素子は、Positive Temperature Coefficient Thermistorの素子を意味しており、温度上昇に伴い急激に抵抗値が上昇する特性を備えている。このため、通電に伴い素子温度が上昇して、急激に抵抗値が上昇することで、素子の電圧が急激に上昇していることになる。そして、図2の2点鎖線の電圧特性では、電圧上昇開始時間P´より、急激に素子電圧(つまり、素子の電気抵抗)が上昇している。
一方、本実施例の特殊なPTCサーミスタである素子5は、温度電圧上昇開始時間Pより、一般的なPTC素子(2点鎖線)と比較して、ゆるやかな上昇を描いている(図2の実線)。つまり、素子5は、通電に伴い素子温度が上昇するとき、一般的なPTC素子と比較して、ゆるやかに抵抗値が上昇している。
ここで、通電開始又は温度電圧上昇開始時間(P、P´)から、素子5の検出電圧が所定電圧(Vp)に到達する時間を計測するなら、本実施例の特殊なPTCサーミスタである素子5と一般的なPTC素子とを識別、つまり、消耗部品2(=パック電池)が正規部品か規格外部品であるかを識別することができる。
このような特殊なPTCサーミスタは、一般的なPTC素子の材料配合、製造条件において、以下のように、温度対抵抗値特性(=抵抗温度特性)の急激な立ち上がりを減少する方法を採用することができる。一般的なPTC素子の材料としては、BaTiO3のBaの一部を半導体化剤(希土類等)、シフター(Pb、Sr等)で置換し、焼結助剤としてSiO2を入れたものである。そして、このような材料に、添加するMn量を調整することで、抵抗温度特性の立ち上がりをコントロールすることが、可能である。このように、Mnを入れることで抵抗温度特性を急激に変化させることは、例えば、特公昭63−28324号に記載され、Mn添加量が少量であれば、抵抗温度特性がゆるやかになる。
また、上記材料において、焼成条件(冷却雰囲気と冷却スピード)を制御することで、抵抗温度特性の立ち上がりを制御することができる。このように、焼成条件(冷却雰囲気と冷却スピード)を制御することは、「セラミック誘電体工学」(出版社:学献社 著者:岡崎清 第380〜381頁)に記載され、O2ガス中で、冷却速度を早くすると抵抗温度特性がゆるやかになる。
2…消耗部品
3…通電部
4…検出部
5…特性変動アナログ素子
6…充電電源
7…充電制御回路
8…電源端子
9…通信端子
10…二次電池
11…保護回路
Claims (18)
- 電子回路を内蔵する機器本体(1)と、この機器本体(1)に脱着できるように連結される消耗部品(2)とを備えており、
消耗部品(2)は、機器本体(1)に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動する特性変動アナログ素子(5)を内蔵しており、
機器本体(1)は、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)に通電する通電部(3)と、この通電部(3)に通電される特性変動アナログ素子(5)の変動する電気特性を検出する検出部(4)を内蔵しており、
消耗部品(2)が機器本体(1)に装着される状態で、機器本体(1)の検出部(4)が、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)の経時的に変動する電気特性を検出し、検出された電気特性から消耗部品(2)を正規部品と規格外部品とに識別する消耗部品の識別装置。 - 特性変動アナログ素子(5)が、通電される時間をパラメータとして電気特性を変化させる素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)が、通電される電流をパラメータとして電気特性を変化させる素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)が、通電される状態で印加される電圧をパラメータとして電気特性を変化させる素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)が、通電されると静電容量が変動する素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)が、通電されると電気抵抗が変動する素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)が、通電されるとインダクタンスが変動する素子である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の通電部(3)が、特性変動アナログ素子(5)に一定の電流を通電する回路である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の通電部(3)が、特性変動アナログ素子(5)に通電する電流を時間を関数として変化させる回路である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の通電部(3)が、特性変動アナログ素子(5)にパルス電流を流す回路である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の通電部(3)が、特性変動アナログ素子(5)に供給する電圧を変化させる回路である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の通電部(3)が、特性変動アナログ素子(5)に一定の電圧を供給する回路である請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の検出部(4)が、経時的に複数回にわたって特性変動アナログ素子(5)の電気特性を検出する請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 機器本体(1)の検出部(4)が、特性変動アナログ素子(5)の電気抵抗の変化を検出する請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 特性変動アナログ素子(5)と分圧抵抗を直列接続して電力を供給し、特性変動アナログ素子(5)に印加される電圧を検出する請求項1に記載される消耗部品の識別装置。
- 電子回路を内蔵する機器本体(1)に脱着できるように連結される消耗部品(2)であって、
消耗部品(2)は、機器本体(1)に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動する特性変動アナログ素子(5)を内蔵しており、
消耗部品(2)が機器本体(1)に装着される状態で、機器本体(1)により、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)の経時的に変動する電気特性が検出され、検出された電気特性から正規部品と識別される消耗部品。 - 電子回路を内蔵する機器本体(1)と、この機器本体(1)に脱着できるように連結される消耗部品(2)とを備えており、
消耗部品(2)は、機器本体(1)に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動して電圧が変動する特性変動アナログ素子(5)を内蔵しており、
機器本体(1)は、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)に通電する通電部(3)と、この通電部(3)に通電される特性変動アナログ素子(5)の変動する電圧を検出する検出部(4)を内蔵しており、
消耗部品(2)が機器本体(1)に装着される状態で、機器本体(1)の検出部(4)が、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)の経時的に変動する電圧を検出し、検出された電圧から消耗部品(2)を正規部品と規格外部品とに識別する消耗部品の識別装置。 - 電子回路を内蔵する機器本体(1)に脱着できるように連結される消耗部品(2)であって、
消耗部品(2)は、機器本体(1)に装着されて通電されると、連続的にアナログ値の電気特性が変動して電圧が変動する特性変動アナログ素子(5)を内蔵しており、
消耗部品(2)が機器本体(1)に装着される状態で、機器本体(1)により、消耗部品(2)の特性変動アナログ素子(5)の経時的に変動する電圧が検出され、検出された電圧から正規部品と識別される消耗部品。
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