(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作電源を使用して信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットを有する装置であって、前記ユニットは、その動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、該直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を用いる装置において、前記リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値のダミー負荷と、前記ユニットの直流電源装置を用いた使用時間を計時するタイマと、前記タイマの計時結果が所定の使用時間に達したときに前記リチウム電池に前記ダミー負荷を接続して放電を所定の放電時間だけ行う制御スイッチとを有することを特徴とするリチウム電池を用いる装置。
【請求項２】
前記タイマは、前記所定の放電時間の計時をも行う請求項１に記載のリチウム電池を用いる装置。
【請求項３】
所定の構成部品の位置をエンコーダを使用して検出し、検出結果に基づいて動作制御を行う射出成形機であって、前記エンコーダは、その動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、該直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を用いる射出成形機において、前記リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値のダミー負荷と、前記直流電源装置を用いた前記エンコーダの使用時間を計時するタイマと、前記タイマの計時結果が所定の使用時間に達したときに前記リチウム電池に前記ダミー負荷を接続して放電を所定の放電時間だけ行う制御スイッチとを有することを特徴とする射出成形機。
【請求項４】
前記タイマは、前記所定の放電時間の計時をも行う請求項３に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構成部品の位置をエンコーダを使用して検出し、その検出結果を利用して各種動作制御を行う射出成形機等、信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットを有し、このユニットの電源バックアップ手段としてリチウム電池を用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多回転型のセミアブソリュートエンコーダ（以後、単に、エンコーダと呼ぶ）を有する装置として、射出成形機がある。このエンコーダが動作（エンコード信号の発生および／またはエンコードデータの一時的記憶）するためには、電力供給が必要であり、例えば、電圧５Ｖの直流電源がエンコーダには接続されている。具体的には、エンコーダには、通常、商用交流電力を電圧５Ｖの直流電力に変換して出力する直流電源装置が接続されている。ただし、商用交流電力が停電した場合の不測の事態や、制御電源（直流電源装置）の電圧低下時やオフ時に備え、エンコーダには、リチウム電池を用いたエマージェンシー電源も備えられている。
【０００３】
図２は、この種の射出成形機のエンコーダ部分のみを示した概略図である。図２を参照して、エンコーダ１には、通常時、電圧５Ｖの電源装置２が接続されている。エンコーダ１自体、電源装置２の出力電圧を監視する機能と、その監視結果に基づいて動作電源を切り替える機能とを備えている。例えば、通常時は電源装置２によって動作するが、商用交流電力の停電などで電源装置２の出力電圧が所定値以下にまで降下したときには、エンコーダ１は、電源装置２からリチウム電池３に供給電源を切り替え、動作を持続する。この際、エンコーダ１は、電源装置２の出力電圧の監視を続行する。よって、電源装置２の出力電圧が前記所定値を超過するまで復旧した際には、動作電源をリチウム電池３から電源装置２に再び切り替える。
【０００４】
つまり、リチウム電池３は、商用交流電力の停電などに因り電源装置２の出力電圧が所定値以下にまで降下しない限りは、使用されることはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、リチウム電池は、不使用状態でその電極表面に不動態膜が形成されるので、この不動態膜が自然放電を抑制することによって長期間に亘って使用できる反面、負荷が接続されたときにはその不動態膜が図３の概念的な回路図に示すように内部抵抗Ｒとなって作用するので、一時的に電圧が低下（無負荷時電圧から過渡最低電圧まで低下）してしまう性質を持っている。尚、電極表面における不動態膜は、不使用時間が長い程大量に、また、環境温度が高い程高速に、成長する。
【０００６】
不動態膜の形成に因るリチウム電池の内部抵抗の上昇作用は、リチウム電池内を通電する電流値が大きい程、顕著にあらわれる。換言すれば、リチウム電池の通電電流値がマイクロアンペアオーダであるときには問題となるような電圧低下は殆どないものの、数ミリアンペア以上になると上述した電圧低下が顕著になる。
【０００７】
エンコーダは、その動作のために、通常、数ミリアンペアから数百ミリアンペア以上の電流の通電を必要とするので、不使用状態が続いた後のリチウム電池を動作電源として使用する場合には、電圧低下現象が発生する。電圧低下が起こった場合、エンコーダの最低動作電圧を確保できないので、エンコーダが誤動作を起こす等の不具合が発生する虞がある。
【０００８】
特に、射出成形機においてエマージェンシー電源として用いられるリチウム電池は、前述したように、商用交流電力の停電などに因り直流電源の電圧が所定値以下にまで降下しない限りは使用されることがないため、基本的に、不使用時間はかなり長い。このリチウム電池はまた、射出成形機に設けられるエンコーダに用いられるため、その環境温度はかなり高い。即ち、射出成形機のエンコーダのエマージェンシー電源として使用されるリチウム電池は、不動態膜が最も成長しやすい条件を満たしていることになる。
【０００９】
尚、以上説明した問題点は、上記エンコーダを有する射出成形機に限らず、動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を使用して信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットを有する装置全般についてもいえることである。
【００１０】
それ故、本発明の技術的課題は、長時間使用されることがないリチウム電池を動作電源として使用するときであっても、電圧低下およびこれによる誤動作を発生し難いユニットを有する装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の技術的課題は、長時間使用されることがないリチウム電池を動作電源として使用するときであっても、電圧低下およびこれによる誤動作を発生し難いエンコーダを有する射出成形機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、動作電源を使用して信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットを有する装置であって、前記ユニットは、その動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、該直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を用いる装置において、前記リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値のダミー負荷と、前記ユニットの直流電源装置を用いた使用時間を計時するタイマと、前記タイマの計時結果が所定の使用時間に達したときに前記リチウム電池に前記ダミー負荷を接続して放電を所定の放電時間だけ行う制御スイッチとを有することを特徴とするリチウム電池を用いる装置が得られる。
【００１３】
本発明によれば、前記タイマは、前記所定の放電時間の計時をも行う前記リチウム電池を用いる装置が得られる。
【００１４】
本発明によれば、所定の構成部品の位置をエンコーダを使用して検出し、検出結果に基づいて動作制御を行う射出成形機であって、前記エンコーダは、その動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、該直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を用いる射出成形機において、前記リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値のダミー負荷と、前記直流電源装置を用いた前記エンコーダの使用時間を計時するタイマと、前記タイマの計時結果が所定の使用時間に達したときに前記リチウム電池に前記ダミー負荷を接続して放電を所定の放電時間だけ行う制御スイッチとを有することを特徴とする射出成形機が得られる。
【００１５】
本発明によれば、前記タイマは、前記所定の放電時間の計時をも行う前記射出成形機が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、動作電源として通常時には商用交流電力を利用した直流電源装置を用いる一方、直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を使用して信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットを有する装置として、エンコーダを有する射出成形機を例に挙げて説明する。
【００１７】
本発明による射出成形機は、例えば可動金型やスクリュー等の可動部品の各基準位置に対する位置をエンコーダを使用して検出し、検出結果に基づいて樹脂の可塑化／計量、充填、保圧、ならびに冷却／製品の取り出し等の射出成形動作の制御を行うものである。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による射出成形機のエンコーダ部分のみを示した概略図である。図１を参照して、エンコーダ１は、図２に示した従来例と同様に、その動作（エンコード信号の発生および／またはエンコードデータの一時的記憶）のために、電力供給を必要とする。エンコーダ１には、通常時、商用交流電力を電圧５Ｖの直流電力に変換する電源装置２が接続されている。エンコーダ１自体、電源装置２の出力電圧を監視する機能と、その監視結果に基づいて動作電源を切り替える機能とを備えている。
【００１９】
エンコーダ１は、通常時は電源装置２によって動作するが、商用交流電力の停電などで電源装置２の出力電圧が所定値以下にまで降下したときには、電源装置２からリチウム電池３に供給電源を切り替え、動作を持続する。この際、エンコーダ１は、電源装置２の出力電圧の監視を続行する。よって、電源装置２の出力電圧が前記所定値を超過するまで復旧した際には、動作電源をリチウム電池３から電源装置２に再び切り替える。
【００２０】
本射出成形機はさらに、リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値（例えば、３．６Ｋオーム）のダミー負荷１４と、エンコーダ１の電源装置２を用いた使用時間を計時するタイマ１５と、タイマ１５の計時結果が所定の使用時間（例えば、数百〜数千時間）に達したときにリチウム電池３にダミー負荷１４を接続して放電を所定の放電時間（例えば、１００ミリ秒間）だけ行う制御スイッチ１６とを有している。尚、ダミー負荷１４の一端は、接地されている。また、タイマ１５は、所定の放電時間の計時をも行う。
【００２１】
次に、本射出成形機の動作を説明する。
【００２２】
本射出成形機の動作において、商用交流電力を用いた電源装置２によってエンコーダ１の動作が開始されると、タイマ１５は、第１の計時動作として、電源装置２によるエンコーダ１の使用時間の計時を開始する。この際、制御スイッチ１６は、リチウム電池３を、エンコーダ１に随時接続可能なスタンバイ端子１６ａに接続している。
【００２３】
制御スイッチ１６は、タイマ１５の計時結果が所定の使用時間に達すると、リチウム電池３を、スタンバイ端子１６ａからダミー負荷１４に通じた放電用端子１６ｂに接続を切り替える。このとき、タイマ１５は、使用時間をゼロにリセットすると共に、第２の計時動作として、リチウム電池３とダミー負荷１４との接続時間、即ち放電時間の計時を開始する。
【００２４】
制御スイッチ１６は、タイマ１５の第２の計時結果が所定の使用時間に達すると、リチウム電池３を、放電用端子１６ｂから再びスタンバイ端子１６ａに接続を切り替える。このとき、タイマ１５は、放電時間をゼロにリセットすると共に、第１の計時動作を再開する。
【００２５】
尚、以上説明した本発明によるリチウム電池に関わる構成は、エンコーダを有する射出成形機のみに適用されるものではなく、例えば、エンコーダを有する工作機械、あるいは、運転条件データや運転実績データをリチウム電池を用いた動作電源により一時的に記憶するメモリ素子を有する工作機械等、動作電源を使用して信号発生および／またはデータの一時的記憶を行うユニットを有する装置全般に対して適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による装置は、リチウム電池に対して接続可能な所定の抵抗値のダミー負荷と、直流電源装置を用いたエンコーダの使用時間を計時するタイマと、タイマの計時結果が所定の使用時間に達したときにリチウム電池にダミー負荷を接続して放電を所定の放電時間だけ行う制御スイッチとを有しているため、長時間使用されることがないリチウム電池を動作電源として使用するときであっても、電圧低下を発生し難く、よって、直流電源装置の電源電圧低下時にはリチウム電池を使用して信号発生および／またはデータの記憶を行うユニットの誤動作も発生し難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による装置の例である射出成形機の要部、即ちエンコーダ部分を示す概略図である。
【図２】従来の射出成形機のエンコーダ部分を示す概略図である。
【図３】リチウム電池内の電極上に成長した不動態膜による内部抵抗上昇作用を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１    エンコーダ
２    電源装置
３    リチウム電池
１４    ダミー負荷
１５    タイマ
１６    制御スイッチ
１６ａ  スタンバイ端子
１６ｂ  放電用端子
Ｒ    内部抵抗
【図１】
0003608076.tif 000002
【図２】
0003608076.tif 000003
【図３】
0003608076.tif 000004