(57)【要約】【課題】周囲温度が異なる複数の条件下で得たＰＴＣ素子の複数の抵抗温度特性によって、精緻に、しかも迅速にＰＴＣ素子の特性を識別することができる部品識別システム、部品識別方法及び被識別部品を提供する。【解決手段】電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子１１及び近傍で周囲温度を上昇させる加温部１４を有する被識別部品１と、ＰＴＣ素子１１及び加温部１４に電圧を印加する電圧印加部３、ＰＴＣ素子１１の特性を検出する検出部２５、及び検出された特性が適合するか否かを判定する判定部２１を有する識別装置２とを備え、被識別部品１又は識別装置２は、電圧印加のオンオフを制御するスイッチング部２９、３０とオンオフのタイミングを制御する制御部２１とを備え、オンオフタイミングによるＰＴＣ素子１１の特性が、記憶されている基準特性と適合するか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子、及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部を有する被識別部品と、
前記ＰＴＣ素子及び前記加温部に電圧を印加する電圧印加部、
前記ＰＴＣ素子の特性を検出する検出部、
該特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶する特性記憶部、及び
検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定する判定部
を有する識別装置と
を備え、
前記被識別部品又は前記識別装置は、
前記電圧印加部による電圧の印加のオンオフを制御するスイッチング部と、
該スイッチング部のオンオフのタイミングを制御する制御部と
を備え、
前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする部品識別システム。
【請求項２】
前記被識別部品は、前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を有し、
前記検出部は、前記抵抗素子により分圧された出力電圧を検出するようにしてあり、
前記特性記憶部は、前記特性の適合判断の基準となる基準特性を基準出力電圧変動パターンとして記憶し、
前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の出力電圧が、前記基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の部品識別システム。
【請求項３】
前記識別装置は、前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を有し、
前記検出部は、前記抵抗素子により分圧された出力電圧を検出するようにしてあり、
前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の出力電圧が、前記基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする請求項２記載の部品識別システム。
【請求項４】
前記ＰＴＣ素子はサーミスタであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の部品識別システム。
【請求項５】
前記加温部はＰＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の部品識別システム。
【請求項６】
前記識別装置は、
前記ＰＴＣ素子の特性と比較する基準となる基準特性を有する基準ＰＴＣ素子、及び該基準ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる装置側加温部を保持する基準素子保持部
を備え、
前記電圧印加部は、前記基準素子保持部に電圧を印加し、
前記検出部は、前記基準ＰＴＣ素子の基準特性を検出し、
前記判定部は、前記ＰＴＣ素子の特性が、前記基準ＰＴＣ素子及び前記装置側加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の部品識別システム。
【請求項７】
ＰＴＣ素子及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に電圧を印加する電圧印加部、
前記ＰＴＣ素子の特性を検出する検出部、
該特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶する特性記憶部、及び
前記検出部で検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定する判定部
を有する識別装置と接続されている、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部を備えた被識別部品において、
前記電圧印加部による電圧の印加をオンオフするスイッチング部を備え、
該スイッチング部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部と隣接して合成樹脂にて封止してあることを特徴とする被識別部品。
【請求項８】
前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を、該ＰＴＣ素子及び前記加温部と隣接して合成樹脂にて封止してあることを特徴とする請求項７記載の被識別部品。
【請求項９】
前記ＰＴＣ素子はサーミスタであることを特徴とする請求項７又は８記載の被識別部品。
【請求項１０】
前記加温部はＰＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の被識別部品。
【請求項１１】
電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子、及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に対する電圧の印加のオンオフのタイミングを制御し、
前記特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶し、
前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の特性を検出し、
検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定することを特徴とする部品識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる抵抗温度特性を有するＰＴＣ素子を備えた被識別部品を選別する部品識別システム、部品識別方法及び被識別部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、正の抵抗温度特性を有するＰＴＣ素子は、キュリー温度を超えた場合、抵抗値が急激に増加する特性を有している。斯かる特性を利用して、例えば電子回路の過電流保護素子として、あるいは温度検出素子として使用されることが多い。
【０００３】
現在では市場要求に応えるために、様々な抵抗温度特性を持ったＰＴＣ素子が市販されており、ＰＴＣ素子自体の超小型化も進んでいる。最近では、例えば１．６×０．８ｍｍ、０．６×０．３ｍｍ程度の微小チップ部品も開発されている。
【０００４】
斯かるＰＴＣ素子は、例えば製造過程における不純物の混入等に起因する特性不良が発生する場合があるため、製造されたＰＴＣ素子の良否を出荷前に判定するようにしている。また、ＰＴＣ素子の部品管理を行っていた場合であっても、想定されていない原因によって異種特性のＰＴＣ素子が誤って混入する場合が生じうる。斯かる場合、混入した異種特性を有するＰＴＣ素子を選別する必要が生じる。
【０００５】
現在、異種部品が混入するのを防ぐために、ＰＴＣ素子に選別用のマーキングを施すことも行われているが、チップの小型化が進む中で、微小チップ部品にマーキングすることは困難であり、外観から抵抗温度特性の違いを判別することはできない。
【０００６】
異種特性のＰＴＣ素子を選別する方法として、例えばＰＴＣ素子に電流が充分減衰する所定の電圧を印加し、ＰＴＣ素子に流れる電流が所定の電流値に至る時間の相違によってＰＴＣ素子を選別する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８７０９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の選別方法では、所定の電圧を印加するだけであるため、ＰＴＣ素子の抵抗温度特性の違いを厳密に判別することはできない。より厳密にＰＴＣ素子の抵抗温度特性を判別するためには、複数の条件下で取得した抵抗温度特性を用いて選別することが好ましく、そのためにはＰＴＣ素子に印加する電圧を変更して複数回計測する必要がある。斯かる場合、電圧変更の都度、電流値の測定及び判定を繰り返す必要があるため、選別に相当の時間を要するという問題点があった。
【０００８】
印加する電圧を変更する場合に限らず、ＰＴＣ素子の選別精度を上げるためには、例えば温度が異なる複数の条件下でＰＴＣ素子が示す複数の抵抗温度特性を得ることが必要である。したがって、選別に相当の時間を要する印加電圧の変更以外の方法で、精緻に、しかも迅速にＰＴＣ素子の特性を選別する方法が要望される。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、周囲温度が異なる複数の条件下で得たＰＴＣ素子の複数の抵抗温度特性によって、精緻に、しかも迅速にＰＴＣ素子の特性を識別することができる部品識別システム、部品識別方法及び被識別部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る部品識別システムは、電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子、及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部を有する被識別部品と、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部に電圧を印加する電圧印加部、前記ＰＴＣ素子の特性を検出する検出部、該特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶する特性記憶部、及び検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定する判定部を有する識別装置とを備え、前記被識別部品又は前記識別装置は、前記電圧印加部による電圧の印加のオンオフを制御するスイッチング部と、該スイッチング部のオンオフのタイミングを制御する制御部とを備え、前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明に係る部品識別システムは、第１発明において、前記被識別部品は、前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を有し、前記検出部は、前記抵抗素子により分圧された出力電圧を検出するようにしてあり、前記特性記憶部は、前記特性の適合判断の基準となる基準特性を基準出力電圧変動パターンとして記憶し、前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の出力電圧が、前記基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明に係る部品識別システムは、第２発明において、前記識別装置は、前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を有し、前記検出部は、前記抵抗素子により分圧された出力電圧を検出するようにしてあり、前記判定部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の出力電圧が、前記基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明に係る部品識別システムは、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記ＰＴＣ素子はサーミスタであることを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明に係る部品識別システムは、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記加温部はＰＴＣサーミスタであることを特徴とする。
【００１５】
また、第６発明に係る部品識別システムは、第１発明において、前記識別装置は、前記ＰＴＣ素子の特性と比較する基準となる基準特性を有する基準ＰＴＣ素子、及び該基準ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる装置側加温部を保持する基準素子保持部を備え、前記電圧印加部は、前記基準素子保持部に電圧を印加し、前記検出部は、前記基準ＰＴＣ素子の基準特性を検出し、前記判定部は、前記ＰＴＣ素子の特性が、前記基準ＰＴＣ素子及び前記装置側加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合するか否かを判定するようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第７発明に係る被識別部品は、ＰＴＣ素子及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に電圧を印加する電圧印加部、前記ＰＴＣ素子の特性を検出する検出部、該特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶する特性記憶部、及び前記検出部で検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定する判定部を有する識別装置と接続されている、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部を備えた被識別部品において、前記電圧印加部による電圧の印加をオンオフするスイッチング部を備え、該スイッチング部は、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部と隣接して合成樹脂にて封止してあることを特徴とする。
【００１７】
また、第８発明に係る被識別部品は、第７発明において、前記ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を、該ＰＴＣ素子及び前記加温部と隣接して合成樹脂にて封止してあることを特徴とする。
【００１８】
また、第９発明に係る被識別部品は、第７又は第８発明において、前記ＰＴＣ素子はサーミスタであることを特徴とする。
【００１９】
また、第１０発明に係る被識別部品は、第７乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記加温部はＰＴＣサーミスタであることを特徴とする。
【００２０】
次に、上記目的を達成するために第１１発明に係る部品識別方法は、電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子、及び該ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に対する電圧の印加のオンオフのタイミングを制御し、前記特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶し、前記ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる前記ＰＴＣ素子の特性を検出し、検出された特性が、前記基準特性と適合するか否かを判定することを特徴とする。
【００２１】
第１発明及び第１１発明では、電圧印加時の温度により特性が変動するＰＴＣ素子、及びＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に対する電圧の印加のオンオフのタイミングを制御する。特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶し、ＰＴＣ素子及び加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによるＰＴＣ素子の特性を検出する。検出された特性が、基準特性と適合するか否かを判定する。ＰＴＣ素子及び加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによってＰＴＣ素子の周囲温度を変動させることにより、ＰＴＣ素子の一の特性にて複数の温度条件下での抵抗温度特性を検出することができるので、ＰＴＣ素子の特性を精緻に識別することが可能となる。また、加温部によりＰＴＣ素子の周囲温度が速やかに上昇することにより、ＰＴＣ素子のキュリー温度到達が加速され、迅速にＰＴＣ素子の特性を検出して識別することが可能となる。
【００２２】
第２発明では、ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を有し、抵抗素子により分圧された出力電圧を検出する。特性記憶部は、特性の適合判断の基準となる基準特性を基準出力電圧変動パターンとして記憶する。ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによるＰＴＣ素子の出力電圧が、基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定する。これにより、電圧によるＰＴＣ素子の抵抗変化を電圧の変化として検出することができ、高い精度でＰＴＣ素子の特性を検出して識別することが可能となる。
【００２３】
第３発明では、ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子を識別装置に備え、抵抗素子により分圧された出力電圧を検出する。ＰＴＣ素子及び前記加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによるＰＴＣ素子の出力電圧が、基準出力電圧変動パターンと適合するか否かを判定する。これにより、被識別部品に抵抗素子を備えることなく、抵抗素子により分圧された出力電圧を検出することができるとともに、被識別部品の低価格化を図ることが可能となる。
【００２４】
第４発明及び第９発明では、ＰＴＣ素子としてサーミスタを用いることにより、キュリー温度以上の温度での急激な電圧上昇特性の相違により、異種特性を有するＰＴＣ素子を精度良く識別することができる。
【００２５】
第５発明及び第１０発明では、加温部としてＰＴＣサーミスタを用いることにより、電圧印加によって加温部であるＰＴＣサーミスタの温度が上昇し、周囲の温度を速やかに上昇させることができるので、迅速に異種特性を有するＰＴＣ素子を精度良く識別することができる。
【００２６】
第６発明では、識別装置は、ＰＴＣ素子の特性と比較する基準となる基準特性を有する基準ＰＴＣ素子、及び基準ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる装置側加温部を保持する基準素子保持部を備え、電圧印加部は基準素子保持部に電圧を印加し、検出部は基準ＰＴＣ素子の基準特性を検出する。判定部はＰＴＣ素子の特性が、基準ＰＴＣ素子及び装置側加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによる基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合するか否かを判定する。ＰＴＣ素子及び基準ＰＴＣ素子に同じタイミングで同一電圧を印加することにより、ＰＴＣ素子の特性を計測する場合の周囲温度の影響を低減し、ＰＴＣ素子の特性が基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合するか否かを精度良く識別することが可能となる。ＰＴＣ素子の特性が基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合する場合、基準ＰＴＣ素子の特性と同種の特性を有するＰＴＣ素子であると識別することができ、基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合しない場合には、基準ＰＴＣ素子の特性と異種の特性を有するＰＴＣ素子であると識別することができる。
【００２７】
第７発明では、ＰＴＣ素子及びＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる加温部に電圧を印加する電圧印加部、ＰＴＣ素子の特性を検出する検出部、該特性の適合判断の基準となる基準特性を記憶する特性記憶部、及び検出部で検出された特性が、基準特性と適合するか否かを判定する判定部を有する識別装置と接続されている。電圧印加部による電圧の印加をオンオフするスイッチング部が、ＰＴＣ素子及び加温部と隣接して合成樹脂にて封止されている。ＰＴＣ素子及び加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによってＰＴＣ素子の周囲温度を変動させることにより、ＰＴＣ素子の一の特性にて複数の温度条件下での抵抗温度特性を検出することができるので、ＰＴＣ素子の特性を精緻に識別することが可能となる。特に、加温部によりＰＴＣ素子の周囲温度が速やかに上昇される場合には、ＰＴＣ素子のキュリー温度到達が加速されることにより、迅速にＰＴＣ素子の特性を検出して識別することが可能となる。また、スイッチング部、ＰＴＣ素子及び加温部が合成樹脂にて封止されていることにより、ＰＴＣ素子の外部環境を安定させることができ、特性が外部環境に起因して変動することを防止することができるので、より精度良く異種特性を有するＰＴＣ素子を識別することが可能な被識別部品を提供することができる。
【００２８】
第８発明では、ＰＴＣ素子と接続する抵抗素子をＰＴＣ素子及び加温部と隣接して合成樹脂にて封止してある。これにより、ＰＴＣ素子の抵抗変化を出力電圧の変化として検出することができる。
【発明の効果】
【００２９】
上記構成によれば、ＰＴＣ素子及び加温部への電圧の印加のオンオフタイミングによってＰＴＣ素子の周囲温度を変動させることにより、ＰＴＣ素子の一の特性にて複数の温度条件下での抵抗温度特性を検出することができるので、ＰＴＣ素子の特性を精緻に識別することが可能となる。特に、加温部によりＰＴＣ素子の周囲温度が速やかに上昇される場合には、ＰＴＣ素子のキュリー温度到達が加速されることにより、迅速にＰＴＣ素子の特性を検出して識別することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る部品識別システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る部品識別システムは、部品に含まれているＰＴＣ素子１１の特性が、事前に記憶されている特性と相違するか否かを識別する識別装置２と、識別対象となるＰＴＣ素子を含む被識別部品１とで構成されている。
【００３２】
被識別部品１は、特性検出の対象となるＰＴＣ素子１１を備えている。ＰＴＣ素子１１は、識別装置２に備えてある、電源（電圧印加部）３から電圧の印加のオンオフを制御するスイッチ機構（スイッチング部）２９に接続されている。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＴＣ素子１１の外観を示す斜視図である。図２に示すように、ＰＴＣ素子１１は、略直方体状の半導体セラミックス１ａ内に内部電極（不図示）を埋設し、各内部電極を半導体セラミックス１ａの両端部に形成された外部電極１ｂ、１ｂに接続してある。ＰＴＣ素子１１のサイズは、例えばＬ×Ｗ×Ｄがそれぞれ１．６×０．８×０．８ｍｍであり、両外部電極幅が０．４ｍｍである。
【００３４】
本実施の形態では、ＰＴＣ素子１１としてサーミスタを用いる。サーミスタを用いた場合、電圧を印加することによりジュール熱による自己発熱が起こり、次第にＰＴＣ素子１１の温度が上昇する。キュリー温度付近に到達した場合、負性電流特性（電圧の増加に従って電流が減少する）を示し、抵抗値が急激に増加し、急激に出力電圧が上昇する特性（抵抗温度特性）を示す。異なる種類のＰＴＣ素子１１が混入している場合、抵抗温度特性によって容易に識別することができる。具体的に抵抗温度特性は、ＰＴＣ素子１１の出力電圧の増加傾向、電流の減少傾向、温度の上昇傾向等を検出することによって把握することができる。
【００３５】
図１に戻って、被識別部品１は、ＰＴＣ素子１１の周囲の温度を上昇させるＰＴＣサーミスタ（加温部）１４を備えている。ＰＴＣサーミスタ１４は、識別装置２に備えてある、電源３から電圧の印加のオンオフを制御するスイッチ機構３０に接続されている。
また、ＰＴＣ素子１１とスイッチ機構２９との間には、抵抗素子１３を設けてあり、分圧された出力電圧を出力するようにしてある。ＰＴＣ素子１１自体もインピーダンスを有していることから、抵抗素子１３は接続しても良いし、接続しなくても良い。なお、抵抗素子１３を接続した場合には、ＰＴＣ素子１１に印加する電圧を低減して負荷を軽減することができる。
【００３６】
同様に、ＰＴＣサーミスタ１４とスイッチ機構３０との間にも抵抗素子を設け、ＰＴＣサーミスタ１４の負荷を軽減するようにしても良い。なお、ＰＴＣ素子１１とスイッチ機構２９との間に抵抗素子を設けない場合には、抵抗素子によってＰＴＣ素子１１へ印加される電圧が低下することなく、ＰＴＣ素子の自己発熱による発熱量も減少することがないので、キュリー温度に到達する時間が遅くなることもない。
【００３７】
ＰＴＣサーミスタ１４を用いた場合、電圧を印加することによりジュール熱による自己発熱が起こり、次第にＰＴＣサーミスタ１４の温度が上昇する。本実施の形態では、ＰＴＣサーミスタ１４をＰＴＣ素子１１に近接して配置し、ＰＴＣサーミスタ１４の発熱がＰＴＣ素子１１に伝播してＰＴＣ素子１１の周囲温度を上昇するようにしている。
【００３８】
図３は、異なる周囲温度条件下でのＰＴＣ素子１１の出力電圧特性の例示図である。図３では、電圧印加後の時間経過と出力電圧との関係を模式的に示している。図３に示すように、周囲温度が高い場合、時間経過に対して速やかな出力電圧上昇を示しているのに対し、周囲温度が低い場合、時間経過に対して緩やかな出力電圧上昇を示している。すなわち、ＰＴＣ素子１１は周囲温度によって異なる出力電圧上昇傾向を示す。したがって、ＰＴＣサーミスタ１４の発熱の有無によって周囲温度が変動することにより、ＰＴＣ素子１１の抵抗温度特性が変わる。
【００３９】
本実施の形態では、ＰＴＣサーミスタ１４による発熱を制御して、ＰＴＣ素子１１の周囲温度を変動させ、複数の温度条件下で複数のＰＴＣ素子１１の特性を検出する。具体的には、スイッチ機構３０によってＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加のオンオフを制御して、ＰＴＣサーミスタ１４による発熱を制御する。ＰＴＣ素子１１の特性としては、例えばＰＴＣ素子１１に電圧を印加してＰＴＣ素子１１の出力電圧又は電流を検出する。なお、本実施の形態では、加温部としてＰＴＣサーミスタを用いているが、ＰＴＣ素子１１の周囲温度を調整することができれば、ＰＴＣサーミスタ以外のヒータ等でも良い。
【００４０】
識別装置２は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、出力インタフェース２４、入力インタフェース２５、入力装置２６、出力装置２７及び上述したハードウェアを接続する内部バス２８で構成されている。
【００４１】
ＣＰＵ２１は、内部バス２８を介して識別装置２の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶装置２３に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。またＣＰＵ２１は、後述する判定部の機能を担う。ＲＡＭ２２は、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。
【００４２】
記憶装置２３は、内蔵される固定型記憶装置（ハードディスク）、ＲＯＭ等で構成されている。記憶装置２３に記憶されているコンピュータプログラムは、プログラム及びデータ等の情報を記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体から、図示しない補助記憶装置によりダウンロードされ、実行時に記憶装置２３からＲＡＭ２２へ展開して実行される。もちろん、図示しない通信装置を接続して、外部のコンピュータからダウンロードされたコンピュータプログラムであっても良い。
【００４３】
記憶装置２３は、ＰＴＣ素子１１の特性の適合判断の基準となる基準特性変動パターンを記憶する特性記憶部２３１を備えている。特性記憶部２３１には、被識別部品１に用いられているＰＴＣ素子１１の時系列の複数のサンプリング点における特性値の適合範囲が記憶されている。
【００４４】
図４は、特性記憶部２３１で記憶されるデータ構成の例示図である。図４に示すように、所定の原点からの時刻を特性値取得のタイミング情報として記憶しておき、各々の時刻に到達した時点で想定される特性値の下限値と上限値とを記憶しておく。特性記憶部２３１を照会して、所定の時刻（タイミング）にて取得した特性値が、記憶してある下限値と上限値との間であれば、想定されているＰＴＣ素子１１と同種の特性のＰＴＣ素子１１が組み込まれていると判定することができる。
【００４５】
また記憶装置２３は、電源３による電圧印加のオンオフのタイミング、すなわちスイッチ機構３０のオン時刻及びオフ時刻に関するオンオフタイミング情報を記憶するオンオフタイミング記憶部２３２を備えている。オンオフタイミング記憶部２３２には、スイッチ機構３０をオン状態とする時刻であるオン時刻及びオフ状態とするオフ時刻が記憶されている。
【００４６】
本実施の形態では、ＰＴＣ素子１１の周囲温度を変動させるため、ＰＴＣ素子１１に電圧を印加している間に、ＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加のオンオフを制御して、ＰＴＣサーミスタ１４による発熱を制御する。ＰＴＣ素子１１の識別処理の開始時に電圧印加を開始し、ＰＴＣ素子１１の特性値取得後に電圧印加を停止するため、原則としてスイッチ機構２９についてはオン時刻及びオフ時刻に関するオンオフタイミング情報を記憶する必要はない。もちろん記憶する必要が生じる場合もありうる。例えば、ＰＴＣサーミスタ１４に電圧を印加してＰＴＣ素子１１の周囲温度を上昇させて、ＰＴＣ素子１１がキュリー温度に早く到達する状態にした上で、ＰＴＣ素子１１に電圧を印加する場合には、スイッチ機構３０のオン時刻の後にスイッチ機構２９をオン状態にする。したがって、スイッチ機構２９のオン時刻を記憶する必要が生じる。
【００４７】
図５は、オンオフタイミング記憶部２３２で記憶されるデータ構成の例示図である。図５に示すように、所定の原点からのスイッチ機構３０のオン時刻及びオフ時刻を時系列に記憶している。原点はスイッチ機構２９のオン時刻とし、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜・・・となっている。
【００４８】
出力インタフェース２４は、スイッチ機構２９、３０のオンオフを制御するオンオフ信号を、スイッチ機構２９、３０に対して出力するためのインタフェースである。なお、オンオフ信号を出力するタイミングは、ＣＰＵ２１（制御部）が制御する。入力インタフェース２５は、ＰＴＣ素子１１及びＰＴＣサーミスタ１４に電圧を印加することにより変動するＰＴＣ素子の特性値を取得するためのインタフェース（検出部）である。
【００４９】
ＣＰＵ２１は、判定部として入力インタフェース２５が取得した特性値を、記憶装置２３に記憶されている特性値の適合範囲に従って比較することにより、被識別部品１のＰＴＣ素子１１の特性が、記憶されている特性値が示すＰＴＣ素子の特性と適合するか否かを判定する。適合すると判定した場合、ＰＴＣ素子１１は記憶されている特性と同種の特性を有するＰＴＣ素子であると識別することができ、適合しないと判定した場合には、異種の特性を有するＰＴＣ素子であると識別することができる。
【００５０】
図１に戻って、入力装置２６は、キーボード、マウス等の入力媒体、又は指示ボタン等であり、様々な指示情報の入力を受け付ける。出力装置２７は、演算処理結果等を出力する機器であり、ＣＲＴ、ＬＣＤ等の表示装置であっても良いし、プリンタ等の印刷装置であっても良い。また、タッチパネルのように、入力装置２６と出力装置２７とが一体化されていても良い。
【００５１】
以下、上述した構成の部品識別システムについて、動作手順を説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る部品識別システムの識別装置２のＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。
【００５２】
図６において、識別装置２のＣＰＵ２１は、入力装置２６を介して、ユーザによる被識別部品１の識別処理の開始信号を受け付け（ステップＳ６０１）、タイマの計測を開始する。ＣＰＵ２１は、出力インタフェース２４を介して、スイッチ機構２９をオン状態とする指示情報を送信する（ステップＳ６０２）。指示情報を受信したスイッチ機構２９はオン状態となり、ＰＴＣ素子１１に電圧が印加される。
【００５３】
ＣＰＵ２１は、記憶装置２３のオンオフタイミング記憶部２３２に記憶されている、スイッチ機構３０のオン時刻及びオフ時刻に関するオンオフタイミング情報を読み出す（ステップＳ６０３）。本実施例では、オンオフタイミング情報としてオン時刻Ｔ１のみが記憶されているものとする。
【００５４】
ＣＰＵ２１は、記憶装置２３の特性記憶部２３１に記憶されている、特性値を取得するタイミング情報を読み出す（ステップＳ６０４）。本処理例では、タイミング情報として第１の時刻ｔ１、第２の時刻ｔ２及び第３の時刻ｔ３が記憶されているものとする。
【００５５】
ＣＰＵ２１は、タイマの時刻が第１の時刻ｔ１に到達したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。ＣＰＵ２１が、第１の時刻ｔ１に到達していないと判断した場合（ステップＳ６０５：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理待ち状態となる。ＣＰＵ２１が、第１の時刻ｔ１に到達したと判断した場合（ステップＳ６０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、入力インタフェース２５を介して、ＰＴＣ素子１１の特性値を取得する（ステップＳ６０６）。
【００５６】
取得する特性値は特に限定されるものではない。例えばスイッチ機構２９がオン状態となってＰＴＣ素子１１に電圧が印加され、接続されている抵抗素子１３との間で分圧された出力電圧を特性値として取得する。
【００５７】
ＣＰＵ２１は、タイマの時刻がスイッチ機構３０のオン時刻に到達したか否かを判断する（ステップＳ６０７）。ＣＰＵ２１が、スイッチ機構３０のオン時刻に到達していないと判断した場合（ステップＳ６０７：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理待ち状態となる。ＣＰＵ２１が、スイッチ機構３０のオン時刻に到達したと判断した場合（ステップＳ６０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、出力インタフェース２４を介して、スイッチ機構３０をオン状態とする指示情報を送信する（ステップＳ６０８）。指示情報を受信したスイッチ機構３０はオン状態となり、ＰＴＣサーミスタ１４に電圧が印加される。
【００５８】
ＣＰＵ２１は、タイマの時刻が第２の時刻ｔ２に到達したか否かを判断する（ステップＳ６０９）。ＣＰＵ２１が、第２の時刻ｔ２に到達していないと判断した場合（ステップＳ６０９：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理待ち状態となる。ＣＰＵ２１が、第２の時刻ｔ２に到達したと判断した場合（ステップＳ６０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、入力インタフェース２５を介して、ＰＴＣ素子１１の特性値を取得する（ステップＳ６１０）。
【００５９】
ＣＰＵ２１は、タイマの時刻が第３の時刻ｔ３に到達したか否かを判断する（ステップＳ６１１）。ＣＰＵ２１が、第３の時刻ｔ３に到達していないと判断した場合（ステップＳ６１１：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理待ち状態となる。ＣＰＵ２１が、第３の時刻ｔ３に到達したと判断した場合（ステップＳ６１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、入力インタフェース２５を介して、ＰＴＣ素子１１の特性値を取得する（ステップＳ６１２）。
【００６０】
ＣＰＵ２１は、取得した複数（３つ）の特性値を、記憶装置２３の特性記憶部２３１に記憶してある基準特性変動パターンと照合し（ステップＳ６１３）、各時刻で取得した特性値が所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ６１４）。特性記憶部２３１には、上述のように特性値を取得するタイミングごとに特性値の下限値と上限値とが記憶されているので、取得した特性値が、下限値以上、上限値以下の範囲内であるか否かを判断する。
【００６１】
ＣＰＵ２１は、例えば少なくとも一の時刻で取得した特性値が所定の範囲外であると判断した場合（ステップＳ６１４：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、被識別部品１に用いられているＰＴＣ素子１１が異種のＰＴＣ素子であると識別し（ステップＳ６１５）、結果を出力装置２７、例えば液晶表示装置に表示する（ステップＳ６１７）。ＣＰＵ２１が、全ての時刻で取得した特性値が所定の範囲内であると判断した場合（ステップＳ６１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、被識別部品１に用いられているＰＴＣ素子１１が同種のＰＴＣ素子であると識別し（ステップＳ６１６）、結果を出力装置２７、例えば液晶表示装置に表示する（ステップＳ６１７）。
【００６２】
なお、各々の時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３で特性値を取得した後、直ちに取得した特性値が所定の範囲内であるか否かを判断し、例えば第１の時刻ｔ１で取得した特性値が所定の範囲外であると判断した場合には、異種のＰＴＣ素子であると識別し、以降の第２の時刻ｔ２、第３の時刻ｔ３で特性値を取得することなく処理を終了し、迅速に識別するようにしても良い。
【００６３】
上述した処理を、取得した特性値に基づいて説明する。図７は、スイッチ機構３０によるＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加前後のＰＴＣ素子１１の出力電圧変化の例示図である。図７に示すように、初期時刻Ｔ０は、スイッチ機構２９をオン状態としてＰＴＣ素子１１への電圧印加を開始した時刻であり、Ｔ１はスイッチ機構３０をオン状態としてＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加を開始した時刻である。
【００６４】
ＰＴＣ素子１１のみに電圧が印加された時刻Ｔ０から、ＰＴＣサーミスタ１４に電圧が印加される時刻Ｔ１になる前では、ＰＴＣ素子１１の周囲温度が低いため、緩やかな出力電圧上昇を示している。図７の例では、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１になる前の第１の時刻ｔ１において、ＰＴＣ素子１１の出力電圧値Ｖ１が所定の範囲ΔＶ１の範囲内に存在するか否かを判断している。図７ではΔＶ１の範囲内であることから、この時点では同種のＰＴＣ素子１１である可能性が高い。
【００６５】
次に時刻Ｔ１に到達すると、ＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加を開始する。時刻Ｔ１以降では、ＰＴＣサーミスタ１４の発熱によりＰＴＣ素子１１の周囲温度が高くなり、速やかな出力電圧上昇を示している。図７の例では、時刻Ｔ１経過直後の第２の時刻ｔ２において、ＰＴＣ素子１１の出力電圧値Ｖ２が所定の範囲ΔＶ２の範囲内に存在するか否かを判断している。図７ではΔＶ２の範囲内であることから、この時点でも同種のＰＴＣ素子１１である可能性が高い。
【００６６】
図７の例では、時刻Ｔ１からしばらくして、ＰＴＣ素子１１の出力電圧が一定となり出力電圧上昇を示さなくなる前の第３の時刻ｔ３において、ＰＴＣ素子１１の出力電圧値Ｖ３が所定の範囲ΔＶ３の範囲内に存在するか否かを判断している。図７ではΔＶ３の範囲内であることから、この時点でも同種のＰＴＣ素子１１である可能性が高いと判断することができる。
【００６７】
以上のように、ＰＴＣ素子１１に電圧を印加している間に、ＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加を開始する前の第１の時刻ｔ１と、ＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加開始直後の第２の時刻ｔ２と、所定時間経過後の第３の時刻ｔ３との計３回のタイミングで出力電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が各々所定の範囲ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３内であるか否かを判断している。すなわち、ＰＴＣ素子１１が緩やかな出力電圧上昇を示す周囲温度状態にて１回、ＰＴＣ素子１１が速やかな出力電圧上昇を示す周囲温度状態にて２回、それぞれ特性値を取得して判断している。このようにすることで、ＰＴＣ素子１１の一の特性にて複数の温度条件下での出力電圧特性を検出することができるので、より精緻にＰＴＣ素子１１の特性を識別することができる。
【００６８】
上述した処理例とは反対に、先にＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加を開始し、ＰＴＣ素子１１への電圧印加を開始した後のタイミングである第４の時刻と、その後、ＰＴＣサーミスタ１４への電圧印加を停止した後のタイミングである第５の時刻とで出力電圧値が所定の範囲内であるか否かを判断するようにしても良い。本処理例では、先にＰＴＣ素子が速やかな出力電圧上昇を示す周囲温度状態で、ＰＴＣ素子１１がキュリー温度に早く到達する状態となり、迅速にＰＴＣ素子の特性を検出することができる。
【００６９】
なお、実装時には、被識別部品１は部品内蔵基板として形成する。この場合、ＰＴＣ素子１１は合成樹脂層の内部に埋設される。図８は、部品内蔵基板として形成された被識別部品１の概要を示す断面図である。
【００７０】
図８に示すように、合成樹脂層１７の内部に、ＰＴＣ素子１１、ＰＴＣサーミスタ１４及び抵抗素子１３が封止されている。各部品は配線パターン１８に実装され、配線パターン１８は、基板１９ａ内に形成された層間接続導体１９（ビア導体又はスルーホール導体）を介して、入出力端子２０に接続されている。なお、基板１９ａは樹脂基板であっても良いし、セラミック基板であっても良い。このようにすることで、外部環境の安定化を図ることができ、外部環境による影響を抑制しつつ、ＰＴＣ素子１１自体の特性変動を正確に検出することが可能となる。
【００７１】
また、スイッチ機構２９、３０は被識別部品１に備えるようにしても良い。図９は、スイッチ機構を被識別部品１に備える構成を示すブロック図である。図９に示す部品識別システムの構成では、図１で識別装置２に備えられていた、電源３による電圧の印加のオンオフを制御するスイッチ機構２９、３０の代わりに、被識別部品１にスイッチ機構１２、１５を備えている。本構成によれば、図１に示した部品識別システムの構成と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
被識別部品１にスイッチ機構１２、１５を備える場合、スイッチ機構１２、１５は図８と同様に合成樹脂層１７の内部に封止しても良い。図１０は、スイッチ機構１２、１５を合成樹脂層１７の内部に備える場合の部品内蔵基板として形成された被識別部品１の概要を示す断面図である。
【００７３】
図１０に示すように、合成樹脂層１７の内部に、ＰＴＣ素子１１、ＰＴＣサーミスタ１４及び抵抗素子１３に加えて、スイッチ機構１２、１５が封止されている。各部品は配線パターン１８に実装され、配線パターン１８は、基板１９ａ内に形成された層間接続導体１９（ビア導体又はスルーホール導体）を介して、入出力端子２０に接続されている。このようにすることで、ＰＴＣ素子の外部環境を安定させることができ、特性が外部環境に起因して変動することを防止することができるので、より精度良く異種特性を有するＰＴＣ素子を識別することが可能となる。
【００７４】
また、ＰＴＣ素子１１に接続する抵抗素子１３は識別装置２に備えるようにしても良い。図１１は、ＰＴＣ素子１１に接続する抵抗素子を識別装置２に備える構成を示すブロック図である。図１１に示す部品識別システムの構成では、図１で被識別部品１に備えられていた、ＰＴＣ素子１１に接続する抵抗素子１３の代わりに、識別装置２に抵抗素子５３を備えている。なお、ＰＴＣサーミスタ１４に抵抗素子を接続する場合には、該抵抗素子も識別装置２に備えるようにする。
【００７５】
本構成によれば、被識別部品１に抵抗素子を備えることなく、抵抗素子５３により分圧された出力電圧を検出することができるので、図１に示した部品識別システムの構成と同様の効果を奏することができる。また、被識別部品１に抵抗素子を備える必要がなくなることにより、被識別部品１の低価格化を図ることが可能となる。
【００７６】
また、被識別部品１に用いているＰＴＣ素子１１の特性と比較する基準となる基準特性を有する基準ＰＴＣ素子と、基準ＰＴＣ素子の近傍で周囲の温度を上昇させる装置側加温部とを保持する基準素子保持部を備え、入力インタフェース２５で取得したＰＴＣ素子１１の特性が、記憶装置２３に事前に記憶されている基準特性変動パターンとではなく、基準ＰＴＣ素子の基準特性と適合するか否かを判定するようにしても良い。図１２は、基準素子保持部を識別装置２に備える構成を示すブロック図である。
【００７７】
図１２に示す部品識別システムの構成では、図１で記憶装置２３に備えられていた、特性記憶部２３１にＰＴＣ素子１１の基準特性変動パターンを記憶する代わりに、識別装置２に基準素子保持部４を備えている。基準素子保持部４は、ＰＴＣ素子１１の特性と比較する基準となる基準特性を有する基準ＰＴＣ素子４１と、基準ＰＴＣ素子４１の近傍で周囲の温度を上昇させる装置側ＰＴＣサーミスタ（装置側加温部）４４とを保持する。スイッチ機構２９、３０は、被識別部品１とともに識別装置２の基準素子保持部４への電圧の印加のオンオフを制御する。基準ＰＴＣ素子４１とスイッチ機構２９との間には、ＰＴＣ素子１１とスイッチ機構２９との間と同様に、抵抗素子４３を設けてある。
【００７８】
また記憶装置２３の特性記憶部２３１は、被識別部品１に用いているＰＴＣ素子１１の特性が基準素子保持部４に保持されている基準ＰＴＣ素子４１と同種特性であるか否かを判定する際のＰＴＣ素子１１の特性値の適合範囲を記憶している。該適合範囲を参照してＣＰＵ２１は、ＰＴＣ素子１１の特性が、図１で記憶装置２３に記憶されていた基準特性変動パターンではなく、ＰＴＣ素子１１と同じタイミングでのスイッチ機構２９、３０のオンオフ制御による基準ＰＴＣ素子４１の基準特性と適合するか否かを判定する。
【００７９】
図１２に示す部品識別システムの構成によれば、被識別部品１及び基準素子保持部４に対して同じタイミングで同一電圧を印加し、ＰＴＣ素子１１及び基準ＰＴＣ素子４１の特性を検出することにより、ＰＴＣ素子１１の特性を計測する際の周囲温度の影響を低減し、ＰＴＣ素子１１の特性が基準ＰＴＣ素子４１の基準特性と適合するか否かを精度良く識別することが可能となる。
【００８０】
以上のように本実施の形態によれば、ＰＴＣ素子及びＰＴＣサーミスタへの電圧の印加のオンオフタイミングによってＰＴＣ素子の周囲温度を変動させることにより、ＰＴＣ素子の一の特性にて複数の温度条件下での抵抗温度特性を検出することができるので、ＰＴＣ素子の特性を精緻に識別することが可能となる。また、ＰＴＣサーミスタによりＰＴＣ素子の周囲温度が速やかに上昇することにより、ＰＴＣ素子のキュリー温度到達が加速され、迅速にＰＴＣ素子の特性を検出して識別することが可能となる。
【００８１】
なお、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態に係る部品識別システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＴＣ素子の外観を示す斜視図である。
【図３】異なる周囲温度条件下でのＰＴＣ素子の出力電圧特性の例示図である。
【図４】特性記憶部で記憶されるデータ構成の例示図である。
【図５】オンオフタイミング記憶部で記憶されるデータ構成の例示図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る部品識別システムの識別装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】スイッチ機構によるＰＴＣサーミスタへの電圧印加前後のＰＴＣ素子の出力電圧変化の例示図である。
【図８】部品内蔵基板として形成された被識別部品の概要を示す断面図である。
【図９】スイッチ機構を被識別部品に備える構成を示すブロック図である。
【図１０】スイッチ機構を合成樹脂層の内部に備える場合の部品内蔵基板として形成された被識別部品の概要を示す断面図である。
【図１１】ＰＴＣ素子に接続する抵抗素子を識別装置に備える構成を示すブロック図である。
【図１２】基準素子保持部を識別装置に備える構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  被識別部品
２  識別装置
３  電源（電圧印加部）
１１  ＰＴＣ素子
１３  抵抗素子
１４  ＰＴＣサーミスタ（加温部）
２１  ＣＰＵ（判定部、制御部）
２２  ＲＡＭ
２３  記憶装置
２４  出力インタフェース
２５  入力インタフェース（検出部）
２６  入力装置
２７  出力装置
２８  内部バス
２９、３０  スイッチ機構(スイッチング部)
２３１  特性記憶部
２３２  オンオフタイミング記憶部
【図１】
2010087386.tif 000003
【図２】
2010087386.tif 000004
【図３】
2010087386.tif 000005
【図４】
2010087386.tif 000006
【図５】
2010087386.tif 000007
【図６】
2010087386.tif 000008
【図７】
2010087386.tif 000009
【図８】
2010087386.tif 000010
【図９】
2010087386.tif 000011
【図１０】
2010087386.tif 000012
【図１１】
2010087386.tif 000013
【図１２】
2010087386.tif 000014