JP2020068707A - エアロゾル吸引器用の電源ユニット、エアロゾル吸引器、エアロゾル吸引器の電源制御方法、及びエアロゾル吸引器の電源制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
エアロゾル吸引器1は、燃焼を伴わずに香味が付加されたエアロゾルを吸引するための器具であり、所定方向(以下、長手方向Aと呼ぶ)に沿って延びる棒形状を有する。エアロゾル吸引器1は、長手方向Aに沿って電源ユニット10と、第1カートリッジ20と、第2カートリッジ30と、がこの順に設けられている。第1カートリッジ20は、電源ユニット10に対して着脱可能である。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20に対して着脱可能である。言い換えると、第1カートリッジ20及び第2カートリッジ30は、それぞれ交換可能である。
本実施形態の電源ユニット10は、図3、図4、及び図6に示すように、円筒状の電源ユニットケース11の内部に、電源12、充電IC55、MCU50、スイッチ19、電圧センサ16、及び各種センサ等を収容する。電源12は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくは、リチウムイオン電池である。
図3に示すように、第1カートリッジ20は、円筒状のカートリッジケース27の内部に、エアロゾル源22を貯留するリザーバ23と、エアロゾル源22を霧化する電気的な負荷21と、リザーバ23から負荷21へエアロゾル源を引き込むウィック24と、エアロゾル源22が霧化されることで発生したエアロゾルが第2カートリッジ30に向かって流れるエアロゾル流路25と、第2カートリッジ30の一部を収容するエンドキャップ26と、を備える。
第2カートリッジ30は、香味源31を貯留する。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20側の端部が第1カートリッジ20のエンドキャップ26に設けられたカートリッジ収容部26aに着脱可能に収容される。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20側とは反対側の端部が、ユーザの吸口32となっている。なお、吸口32は、第2カートリッジ30と一体不可分に構成される場合に限らず、第2カートリッジ30と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口32を電源ユニット10と第1カートリッジ20とは別体に構成することで、吸口32を衛生的に保つことができる。
続いて、電源ユニット10の電気回路の詳細について図6を参照しながら説明する。
電源ユニット10は、電源12と、放電端子41を構成する正極側放電端子41a及び負極側放電端子41bと、充電端子43を構成する正極側充電端子43a及び負極側充電端子43bと、電源12の正極側と正極側放電端子41aとの間及び電源12の負極側と負極側放電端子41bとの間に接続されるMCU(Micro Controller Unit)50と、充電端子43と電源12との電力伝達経路上に配置される充電IC55と、電源12と放電端子41との電力伝達経路上に配置されるスイッチ19と、を備える。
次にMCU50の構成について、より具体的に説明する。
MCU50は、図5に示すように、プログラムを実行することにより実現される機能ブロックとして、エアロゾル生成要求検出部51と、操作検出部52と、電力制御部53と、報知制御部54と、を備える。
この制御では、MCU50は、電源12から負荷21への放電を行う放電制御時には、電源12のSOCが0%になった時点で放電を停止させて(言い換えると、放電を不可として)、報知部45により、電源12の充電タイミングを報知する。一方、MCU50は、電源12が劣化しにくいSOCの範囲のうちの上限側の任意の範囲(例えば90%〜95%とする)を予め定めており、充電IC55による電源12の充電中には、電源12のSOCがこの範囲における特定の値に達した場合に、充電IC55を制御して電源12の充電を完了させる。以下では、MCU50が電源12の充電を完了させるときの電源12のSOCのことを、充電停止SOCという。
この制御では、MCU50は、電源12の充電時には、電源12のSOCが100%になった時点で充電を完了させる。一方、MCU50は、電源12が劣化しにくいSOCの範囲のうちの下限側の任意の範囲(例えば10%〜5%とする)を予め定めており、電源12から負荷21への放電中に、電源12のSOCがこの範囲における特定の値に達した場合には、電源12から負荷21へのそれ以上の放電を停止して(言い換えると、放電を不可として)、報知部45により、電源12の充電タイミングを報知する。以下では、MCU50が電源12の放電を不可とするときの電源12のSOCのことを、放電不可SOCという。
MCU50は、電源12の充電時には、電源12のSOCが上記の上限側の任意の範囲の特定の値になった時点で充電を完了させ、電源12の放電時には、電源12のSOCが上記の下限側の任意の範囲の特定の値になった時点で放電を不可とする制御を行ってもよい。つまり、MCU50は、電源12が満充電状態と放電終止状態とのいずれにもならないように、電源12の充電と放電をそれぞれ制御してもよい。
エアロゾル生成源が、1つの第1カートリッジ20と、複数(例えば5つ)の第2カートリッジ30とが1セットとしてユーザに提供される場合の、充電停止制御について以下に詳述する。この場合では、新品(未使用時)の1つの第1カートリッジ20の残量を空にしようとすると、新品(未使用時)の5つの第2カートリッジ30の残量を空にする必要がある。必要電力量は、新品(未使用時)の1つの第1カートリッジ20を消費するために必要な電力量に基づいて設定してもよいし、新品(未使用時)の1つの第2カートリッジ30を消費するために必要な電力量に基づいて設定してもよい。
エアロゾル生成源(エアロゾル源22及び香味源31)からエアロゾルを発生させるための負荷(負荷21)に放電可能な電源(電源12)と、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御部(MCU50)と、を備えるエアロゾル吸引器(エアロゾル吸引器1)用の電源ユニット(電源ユニット10)。
(1)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(2)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記エアロゾル生成源は、前記負荷によって霧化される媒体を含む第一ユニット(第1カートリッジ20)と、前記霧化された前記媒体に香味を付与する香味源を含む第二ユニット(第2カートリッジ30)と、を含み、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、予め決められた1以上の数の前記第一ユニットの残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(2)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記エアロゾル生成源は、前記負荷によって霧化される媒体を含む第一ユニット(第1カートリッジ20)と、前記霧化された前記媒体に香味を付与する香味源を含む第二ユニット(第2カートリッジ30)と、を含み、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、予め決められた1以上の数の前記第二ユニットの残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
また、電源の放電可能電力量が例えば1つの第二ユニットを空にするために必要な電力量以上となるように構成されることで、電源の容量を小さくすることができ、エアロゾル吸引器の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。また、第二ユニットを1つ消費するための電力量は、第一ユニットを1つ消費するための電力量よりも少なくすることができるため、電源の容量を小さくすることができ、エアロゾル吸引器の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
前記第一ユニットと、
未使用時において前記負荷へ放電を行うと、未使用の前記第一ユニットより早く残量が空になる前記第二ユニットと、を含むエアロゾル吸引器。
(1)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記電源の充電を完了した状態且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標(SOH)が閾値未満又は前記電源の健全状態を示す数値指標(SOH)が閾値以上となっている第1状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(6)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第1状態は、新品時における前記電源の状態であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(1)、(6)、又は(7)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記電源の充電を完了した状態且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標(SOH)が閾値以上又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値未満となっている第2状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(8)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第2状態は、前記制御部が前記電源の劣化を検知する又は前記電源の充放電を抑制する状態であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(1)から(9)のいずれか1つに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源が少なくとも満充電状態とならないように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(10)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の満充電容量に対する前記電源の蓄電量の割合を示すSOCの上限値が95%以下となるように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(11)記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の満充電容量に対する前記電源の蓄電量の割合を示すSOCの上限値が90%以下となるように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
エアロゾル生成源からエアロゾルを発生させるための負荷に放電可能な電源を有するエアロゾル吸引器の電源制御方法であって、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップを備える電源制御方法。
エアロゾル生成源からエアロゾルを発生させるための負荷に放電可能な電源を有するエアロゾル吸引器の電源制御プログラムであって、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップをコンピュータに実行させるための電源制御プログラム。
10 電源ユニット
12 電源
20 第1カートリッジ
21 負荷
22 エアロゾル源
31 香味源
30 第2カートリッジ
50 MCU
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するものである。
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、を備えるものである。
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記電源の充電を完了した状態、且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標が閾値以上又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値未満となっている第1状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するものである。
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、前記電源の充電を完了した状態、且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標が閾値以上又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値未満となっている第1状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、を備えるものである。
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記電源の充電を完了した状態、且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標が閾値以上又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値未満となっている第1状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。
Claims (14)
- エアロゾル生成源からエアロゾルを発生させるための負荷に放電可能な電源と、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御部と、を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項2記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記エアロゾル生成源は、前記負荷によって霧化される媒体を含む第一ユニットと、前記霧化された前記媒体に香味を付与する香味源を含む第二ユニットと、を含み、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、予め決められた1以上の数の前記第一ユニットの残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項2記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記エアロゾル生成源は、前記負荷によって霧化される媒体を含む第一ユニットと、前記霧化された前記媒体に香味を付与する香味源を含む第二ユニットと、を含み、
前記制御部は、前記放電可能電力量が、予め決められた1以上の数の前記第二ユニットの残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項3又は4記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットと、
前記第一ユニットと、
未使用時において前記負荷へ放電を行うと、未使用の前記第一ユニットより早く残量が空になる前記第二ユニットと、を含むエアロゾル吸引器。 - 請求項1記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記電源の充電を完了した状態、且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標が閾値未満又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値以上となっている第1状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項6記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第1状態は、新品時における前記電源の状態であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1、6、又は7記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を完了した状態における前記電源の蓄電量から、前記電源の放電を不可とする前記電源の蓄電量を引いた残りを放電可能電力量とし、
前記制御部は、前記電源の充電を完了した状態、且つ前記電源の劣化状態を示す数値指標が閾値以上又は前記電源の健全状態を示す数値指標が閾値未満となっている第2状態における前記放電可能電力量が、未使用の前記エアロゾル生成源の残量を空にするために前記負荷に供給が必要な電力量以上となるように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項8記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第2状態は、前記制御部が前記電源の劣化を検知する又は前記電源の充放電を抑制する状態であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1から9のいずれか1項記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源が少なくとも満充電状態とならないように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項10記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の満充電容量に対する前記電源の蓄電量の割合を示すSOCの上限値が95%以下となるように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項11記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の満充電容量に対する前記電源の蓄電量の割合を示すSOCの上限値が90%以下となるように前記電源の充電を行うエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - エアロゾル生成源からエアロゾルを発生させるための負荷に放電可能な電源を有するエアロゾル吸引器の電源制御方法であって、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップを備える電源制御方法。 - エアロゾル生成源からエアロゾルを発生させるための負荷に放電可能な電源を有するエアロゾル吸引器の電源制御プログラムであって、
前記電源が満充電状態と放電終止状態とのうちの一方又は両方とならないように、前記電源の充電と放電の少なくとも一方を制御する制御ステップをコンピュータに実行させるための電源制御プログラム。
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