JP2002533188A - 個人用途の電気製品、特に電気かみそりを振動させる駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、家庭用電気器具、特に電気かみそりの、回転振動様式により可動な作業ユニットを駆動する駆動機構に関する。本発明の駆動機構は、永久磁石モーターを備え、このモーターは、励磁機巻線を有する固定子と、固定子の磁場内に位置付けられた少なくとも１つの永久磁石を備えて回転可能に軸に取り付けられた回転子とを含み、さらに、回転子が静止位置を中心に振動できるようにして回転子を静止位置へ戻すリセット装置と、回転子を作業ユニットに連結する継手装置とを含む駆動機構において、継手装置が、回転子軸から間隔を置いた関係を有して、回転子に接続されており、さらに、回転子の振動運動を検出する検出装置と、検出された振動運動に対応して永久磁石モーターを作動する作動ユニットとを含み、回転子の共振周波数にほぼ一致する周波数で、永久磁石モーターを作動する、周波数制御構成要素が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、個人用途の電気製品、特に電気かみそりにおいて、振動様式により
可動な作業ユニットを、駆動するための駆動機構に関する。

【０００２】 往復カッター装置でひげを剃り落とす電気かみそりは、作業ユニットが振動す
る家庭電化製品として公知の実例である。従来より振動式電気かみそりは、回転
式電気モーター、たとえば直流モーターによって駆動されている。モーター軸の
回転運動は、適切な偏心ギヤを介して、リニア振動運動になる。

【０００３】 また、ギアを用いたこの種の方法によらなくとも、直接駆動によって、作業ユ
ニットに直接、リニア振動運動をさせることができる。こうすると、回転モータ
ー運動をリニア振動に変換させるための偏心ギヤを提供する必要がなくなる。

【０００４】 たとえば、準リニア直接駆動装置の１つの形態として、いわゆる振動型電機子
モーターがある（たとえばＤＥ ３１ ３９ ５２３ Ａ１参照）。ただし、こ
のような振動型電機子モーターは、一方では２２０ボルトの線間電圧でしか作動
できないため電池式の家庭電化製品に適合しにくいという点、もう一方では極め
て大きな漂遊磁界を生じるという点で不利である。

【０００５】 また、電気かみそり用の振動駆動装置として、回転振動可能なローター装置を
偏向プーリーを介してケーブル制御によってカッター装置に接続して、このカッ
ター装置を駆動するようになったものが、知られている（ＤＥ ４１ １７ ２
２５ Ａ１参照）。この駆動装置は、線間電圧で作動するもので効率がかなり低
レベルであり、さらに大きさおよび寸法に関しても満足のいくものとはいえない
。また、駆動機構が曲がりやすくなっており、効率はこのことによって限定され
る。

【０００６】 さらに、電気かみそり用の直接駆動装置として、リニア永久磁石モーターで、
永久磁石を備えた運動ユニットが、励磁機巻線を備えた固定子の上方で、リーフ
ばねから吊橋方式で下がって、連結されたカッター装置を駆動するようになった
ものも知られている（ＷＯ ９５／２６２６１参照）。センサーが運動ユニット
の速度を監視し、それに応じてコントローラーがモーターへ供給される電力を調
整して、運動ユニットが振動するときの振幅を一定に維持するようにしている。
しかしながら、電気かみそり用のこの公知の直接駆動装置は複雑で、設計構造上
、コンパクトにすることができない。また、精度を上げて良好なレベル効率を達
成するには、高額な出費を伴うしかない。

【０００７】 したがって、本発明の目的は、本明細書で最初に言及されたタイプの駆動機構
を改良し、従来の駆動機構の欠点を排除したものを提供することである。特に、
単純な設計で、高レベル効率で安定した作動を成すものが望ましい。

【０００８】 本発明によるこの目的を達成するための最初に言及されたタイプの駆動機構が
備える永久磁石モーターは、励磁機巻線を有する固定子と、固定子の磁場内に位
置付けられた少なくとも１つの永久磁石を備えて回転可能に軸に取り付けられた
回転子とを含み、さらに、回転子が静止位置を中心に振動できるようにして回転
子を静止位置へ戻すリセット装置と、回転子を作業ユニットに連結する継手装置
とを含む駆動機構において、継手装置が、回転子軸から間隔を置いた関係を有し
て、回転子に接続されており、さらに、回転子の振動運動を検出する検出装置と
、検出された振動運動に応答して永久磁石モーターを作動する作動ユニットとを
含み、回転子の共振周波数にほぼ一致する周波数で、永久磁石モーターを作動す
る、周波数制御構成要素が設けられていることを特徴とする。

【０００９】 回転子として作られた永久磁石運動ユニットの回転支持装置は、高い安定性お
よび堅固性という利点を供する。リニヤモーターの場合の吊橋様式でのばねサス
ペンションと違って、回転振動モーターを備える回転子は、いかなる揺動運動も
行わない。回転振動式のモーターが電気かみそりにおいてフォイルの磨耗を減ら
し、フォイルとカッターブロックとの距離を短いままとすることができる。回転
子と固定子とのあいだのエアギャップが極めて小さく、特に０．５ｍｍ程度、ま
たはそれより小さくなっていると、有利である。このような回転支持装置がある
ことによって、回転子と固定子とが接触するおそれがなくなり、この結果、高レ
ベル効率が得られる。

【００１０】 作業ユニットは回転子軸に連結されず、継手装置によって、回転子本体へ直接
、偏心的に接続される。かくして、好適なてこ比および高レベルの堅固性が達成
される。回転子の回転運動が、作業ユニットに、堅固にしかも直接伝導されるた
め、特に高い周波数の振動に対しては、線周波数よりもはるかに、高レベル効率
が示され、だからこそ、そのような高い周波数振動が確実に可能となる。

【００１１】 回転子の振動運動は、回転子に接続された検出装置を介して、作動ユニットに
フィードバックされる。そして、この作動ユニットは励磁機の巻線を作動し、こ
の回転子が、回転子とリセット装置とから成る系の共振周波数にほぼ一致してい
る周波数で、振動するようにする。共振での運転は、きわめて高い効率を達成す
る。低レベル効率で線状運転する重量のある家庭電化製品と違って、この作動ユ
ニットがあるために、１０^４ /分程度という極めて高い運転周波数を達成するこ
とができ、こうしてシェービング時間を短くすることもできる。作業ユニットが
堅固に連結されているということとの組み合わせにより、シェービング中に起き
るような負荷のピークを、極めて迅速に、特にひとつの半周期から次の半周期ま
でに、補償できる。これによって、処理の質や速度が高められる。また高レベル
効率によって、駆動機構を小さな寸法に作ることができる。回転子としての運動
構成要素構造とともに、設計構造が極めてコンパクトにできる。

【００１２】 本発明の好適な実施の形態では、回転子は種々の材料から作られた多様な部分
を有する。特に回転子は、高い透磁率の軟磁性体から作られて内部に配されたコ
アと、永久磁性体から作られた極とを有することができる。逆に回転子が、永久
磁性体から作られて内部に配されたコアと、高い透磁率の軟磁性体から作られた
極とを有することも可能である。永久磁性体から作られた極を有する最初の構成
では、漂遊負荷損（stray loss）が小さいために、エアギャップの磁場、ひいて
は出力や駆動効率も、軟磁性体から作られた極を有する２番目の構成より、大き
くなる。さらに、励磁機巻線の端子から見れば、モーターのインダクタンスも小
さくなっている。 結局、電流は、より迅速に増加し、出力をさらに上げること
ができる。インダクタンスが回転子の位置と無関係となるように、回転子が作ら
れていると有利である。こうすると、モーターの電気的作動が単純化されるから
である。また回転子軸が磁石材料に加工されていると機械加工が比較的やり難い
ので、磁石材料ではなく軟磁性体に加工されているのが有利である。これによっ
て、製造が実質的に簡易化される。

【００１３】 また、回転子が完全に永久磁性体から作られているようにすることも可能であ
る。この場合、回転子軸は永久磁性体から作られていないほうがよい。回転子が
完全に永久磁性体から作られている実施の形態は、効率レベルに関して特に有利
である。ただし、製造や機械加工に関しては、前に述べた実施の形態が、有利で
ある。

【００１４】 本発明の好適な実施の形態によって、リセット装置が、回転子軸に対して間隔
を置いた関係を有して、回転子に接続されている。つまり、このリセット装置は
、回転子軸に係合しない。回転子に作動するレバーアームを用いて、回転子の正
確な振動が行われる。さらに、リセット装置は、作業ユニットにも作用すること
が理解されよう。リセット力が、作業ユニットを回転子に接続する継手装置を介
して、回転子に伝達されると好ましい。結局、リセット装置は、継手装置と連動
することになる。

【００１５】 回転子を、変位した位置から静止位置までリセットさせるには、いろいろなや
り方がある。例をあげれば、磁場によってばねタイプのリセット力を生じさせた
り、たとえばリセット磁石を回転子に取り付けて、磁気リセット装置として作動
させることもできる。磁気リセット力はまた、他のリセット装置と組み合わせて
用いてもよい。しかしながら、回転子のリセットは、機械的ばね装置によって行
うのが好ましい。このために、リーフばねや巻きばねを用いることができる。リ
セット装置が戻しばねを含んで、この戻しばねが、回転子を固着する固着セクシ
ョンと、この固着セクションを取り囲むコイルセクションとを備えていると好ま
しい。このようにすると、リセット装置について、とりわけコンパクトで省スペ
ースな構成が得られる。また、リセット装置は、モーター端部に配置されている
と好ましく、固着セクションが、その端部で回転子に接続できるようになってい
ると特に好ましい。

【００１６】 リセット装置がわずかな構造スペースで済むように、戻しばねが平面構造であ
ると好ましい。固着セクションと、この固着セクションを取り囲むコイルセクシ
ョンは、同一平面上に延びる。こうすると、材料の厚みそのものが、戻しばねの
厚みとなる。

【００１７】 戻しばねの特に好適な構造を得るために、固着セクションを、対向して配され
本質的に互いに平行な一対の係合セクションで、本質的にＺ形状構造に作って、
さらに、コイルセクションには、係合セクションから外向きに螺旋状に延びる一
対のコイルアームが設けられている。係合セクションが弾性的に曲がるような設
計構造にして、係合セクション同士の相対的な距離を可変にすることができる。
こうして戻しばねは、係合セクションを用いて、正しい位置で跨ぐようになる。
戻しばねのばね本体は、好適には、ばね鋼から成り、種々の断面形状を有して形
成することができるが、矩形断面であると好ましい。

【００１８】 本発明の有利な実施の形態によれば、回転子は、立ち上がって配されている。
つまり回転子の端部が作業ユニットと面するようになっている。継手装置が、モ
ーターの一方の端部に配されている。こうして、極めてコンパクトな設計構造が
得られる。作業ユニットは、固定子の妨げなく、回転子に極めて接近して配置さ
れる。こうすると固定子の設計の自由度が限定されることはない。

【００１９】 本発明の別の有利な実施の形態によれば、回転子は、横たわって配されていて
もよい。つまり、回転子の外周面が作業ユニットと面するようになっている。継
手装置が、回転子の外周面に配されていると好ましい。このような構成には回転
子の支持に関して利点がある。回転子の端部は、継手装置にアクセスすることが
できるようになっている必要はなく、回転子軸の支持の設計で自由度が高まる。

【００２０】 本発明のさらに別の態様によれば、継手装置が、作業ユニットの動きの方向に
おいては曲がらないように作られ、作業ユニットの動きの方向に垂直な方向にお
いては遊びを有して作られている。したがって継手装置は、作業ユニットの動き
の方向に垂直に曲がり、一方で、作業ユニットの動きの方向においては堅固にな
っている。回転子の駆動運動は、遅れなしに正確に、直接、作業ユニットへ伝達
される。したがって、継手装置の運動方向に対して垂直に曲げやすくなっている
ことで、回転子の回転から生じた、対応する成分の運動を補償することができる
ようになる。

【００２１】 単純な設計で高レベル剛性を有する一連の継手部品を得るには、継手装置が２
つの部分だけから成っていると好ましい。回転子に固定的に接続された第１継手
構成要素と、作業ユニットに固定的に接続される第２継手構成要素である。これ
ら２つの継手構成要素は、互いに直接係合し、さらに、堅固であると好ましい。
継手装置に２つだけの堅固な構成要素を設けることによって、遅れることなく駆
動運動の直接的な伝動ができるようになって、また、高い振動周波数も得られる
。公知の継手装置ではケーブル制御を用いて作動するため、曲げやすさを備えて
いたが、本継手装置では、排除されている。

【００２２】 一方の継手構成要素がピンで、他方の継手構成要素が孔、特に細長スロットで
あると、とりわけ単純で堅固な構造を達成することができる。２つの継手構成要
素の構成には互換性があることが理解されよう。ただし、ピンが回転子のほうに
配置され、孔が作業ユニットのほうに配置されていると好ましい。このようにす
ると、リセット装置の組立てが簡単になり、リセット装置を作業ユニットから独
立して取り付けることができ、さらに加えて、洗浄などの際、作業ユニットの取
扱いが容易となるからである。継手装置が、回転子の端部に配されている場合は
、ピンが回転子軸に対して平行に延びていると好ましい。そして、この構成が回
転子の外周面でなされる場合には、ピンは回転子軸に対し垂直に延びていると好
ましい。

【００２３】 本発明のさらに別の態様では、一対の継手装置が設けられ、これら継手装置が
、多様な作業ユニットにつながって、作業ユニット同士が対向する運転方向で駆
動されるように、回転子軸の両側に配列される。作業ユニットの対向する運動方
向によってバイブレーションが減少し、たとえばハウジング側の部分では、作業
ユニットの慣性が互いにバランスをとるようになる。回転子軸の両側に継手装置
が設けられているということは、特に回転子が立ち上がった構成に関して有利で
ある。対応する継手構成要素は、回転子に堅固に接続されている。そして継手装
置は、回転子によって堅固に相互接続されている。作業ユニットは、正確に対向
し合う方向で振動する。作業ユニットは、作業ユニットが種々の負荷を受けても
、同一の振動周波数で振動する。こうしてモーターの作動は単純化できるのであ
る。

【００２４】 本発明のさらにまた別の有利な構造においては、いくつかの回転子が設けられ
て、回転子ごとに１つの作業ユニットとつながっている。したがって、それぞれ
の作業ユニットが、それ自体の回転子によって駆動されることになる。このよう
な構成において回転子は、対応する作業ユニットにそれぞれ最適に適合されるよ
うにできる。回転子同士が、共通軸を有していると好ましい。このことによって
駆動機構の構造設計が単純化するからである。回転子が位相内で、同一の軌跡（
sign）で振動することが理解されよう。ただし回転子同士が異なる磁化方向を有
して、対向し合う方向で振動するようになっていると好ましい。このことによっ
てバイブレーションが大幅に減少する。さらに、作業ユニット同士においても、
回転子同士においても、それぞれ慣性のバランスがとれるようになる。

【００２５】 回転子の振動運動は、多様な運動量として検出することができる。モーターに
供給されるエネルギーを制御するため、たとえば回転子の変位もしくは回転子に
作用するリセット装置のリセット力を検出し、これらの量を作動ユニットにフィ
ードバックすることが可能である。ただし、回転子の速度が、回転子の振動に対
する運動特性曲線の量として検出され、モーターを作動するための作動ユニット
へフィードバックされると好ましい。

【００２６】 振動運動は、種々のセンサー、たとえばホールプローブ（Hall probes）や光
センサーによって検出することができることが理解されよう。

【００２７】 本発明の有利な構造は、検出装置が回転子の永久磁石から生じる漂遊磁束を検
出するためのセンサー装置を含むことにある。したがって、回転子の振動運動を
検出するのに、補助磁石の助力は不要となる。つまり、回転子の運動は、回転子
の永久磁石から直接生じた磁束を用いて、検出される。これらの永久磁石は検出
装置の一部分として形成されている。

【００２８】 検出装置が固定子に一体化されていると好ましく、固定子の極片に配されてい
ると特に好ましい。このような構成では、センサーコイルは固定子の極片の歯の
まわりに単に巻いてあるだけでよい。検出装置を固定装置に一体化する利点は、
駆動機構を省スペースでコンパクトな設計にできることである。

【００２９】 回転子の振動運動の正確な検出を強化するため、検出装置は、センサー装置の
信号中のエラー分を補償するための補償装置を含む。永久磁石の磁束に加えて、
モーター電流に比例する励磁機巻線の磁束も、センサー装置に電圧を誘導するこ
とができ、この電圧の基本波も同様にセンサー装置の出力信号に含まれてしまう
。補償装置が、モーター電流を検出する電流センサーと、センサー装置の信号か
らこのモーター電流に比例する電流センサー信号を差し引くためのサブトラクシ
ョンユニットを有していると好ましい。こうすると、検出装置は、モーターの運
転状態とは無関係に、回転子速度の測定手段である出力信号を提供する。したが
ってモーターは、種々の負荷を受けても、その共振周波数での運転を行い、一定
のカッター速度を伴うように制御することができることになる。

【００３０】 また、回転子の振動運動の検出処理は間接的に行われてもよい。本発明のまた
別の実施の形態によれば、駆動機構に振動センサーがない。モーター電流に比例
した信号は作動ユニットにフィードバックされる。永久磁気回転子の動きは、固
定子コイルに誘導された電圧を介して、モーター電流に直接、作用する。モータ
ー電流は、適切な電流センサーで検出され、その信号が、運動センサーの信号の
かわりに、作動ユニットへフィードバックされて、モーターを作動する。モータ
ーを駆動する端子電圧の基本波の振幅に対する測定手段である第２信号を、モー
ター電流信号と合わせて用い、モーターに誘導される電圧について結論づけるこ
とができる。この電圧は回転子速度に比例する。そこでこの量を、種々の負荷の
もとでも、制御できるようにしている。

【００３１】 回転子の望ましい振動を実現するため、作動ユニットが、制御装置を用いて、
回転子の振動運動に応答してモーターに送られる電気エネルギーを制御する。こ
の制御装置は、検出装置から信号のピーク値を検出するピーク値検出器を含み、
検出されたピーク値に応答してモーターに送られるエネルギーを制御する。ある
値まで振動信号を減少させれば、励磁機巻線の作動は、正確性をそれほど損なう
ことなく、単純化される。検出されたピーク値が設定値と比較され、その偏差に
応答して、モーターへ送られるエネルギーを制御することができる。

【００３２】 回転子の振動運動に影響を与えることができるようにするため、モーターへの
エネルギー供給は多様に変更される。作動ユニットが、両極性電圧パルスを用い
てモーターを作動するための信号発生器を有していると好ましく、ここでは回転
子の振動運動の関数として電圧パルスを変調する変調装置も設けられている。本
発明の第１の構造によれば、両極性パルスの位相変調、すなわちパルス位相変調
と称される処理を行うことで、回転子の振動幅に影響を与えられるようになる。
また、制御装置によって制御可能な位相シフト器を用いて、回転子の振動周期に
対して両極性電圧パルスを変位させることができる。本発明のこれとは別の構造
によれば、駆動機構へ送られる電力を、パルス振幅変調によって制御することが
できる。この処理では、電圧パルスの振幅が変更され、これによって電圧パルス
中の電気エネルギーの量が制御される。特に、モーターを作動させるための両極
性パルスに、そのパルス幅について制御器を用いて作用できるように、信号発生
器の出力信号を変調することもできる。したがってパルス幅の変調と称されるプ
ロセスで、電圧パルス幅が変更され、その結果、モーターに送られる電力は多様
なものとなる。さまざまな形態の変調を互いに組み合わせられることも理解され
よう。ただし、用いる変調形態が１つだけであれば、電子制御装置が単純化され
、また正確さも十分なレベルに達する。

【００３３】 本発明の好適な構造によれば、回転子の振動運動に対し、一定の位相関係を有
して電圧パルスが生じるように、信号発生器が作られている。供給エネルギー量
を制御するためにパルス幅変調が行われると、通常、同様の適用に対して、発生
する電圧パルスは、開始する側の瞬間は固定されて、電圧パルスの終止する側の
瞬間のみ変動するものである。しかし、本発明では、電圧パルスはこのようには
発生せず、その代わりに、その幅をどちらの側にも対称的に拡げたり狭めたりし
たものとなる。こうして、たとえパルス幅変調のパルス占有率が変化しても、回
転子の振動運動の特性曲線であるフィードバックされたセンサー信号と、パルス
幅変調された駆動パルスの基本波とを連結する位相が堅固に維持される。これに
よって特に高い効率レベルが達成できるようになる。そして、永久磁石モーター
の運転は、共振して正確に行われる。

【００３４】 制御装置によって少なくとも１つの可変直流電圧レベルが生じ、適切な比較回
路を用いて、回転子の振動と同期して信号発生器によって生じた三角信号と比較
され、電圧パルスのパルス幅が、直流電圧レベルと三角信号の交点によって、決
められると好ましい。

【００３５】 両極性電圧パルスで、モーターを作動する処理には、いろいろなやり方がある
ことが理解されよう。本発明の１つの実施の形態によれば、周波数制御構成要素
は所定の周波数で回転子を作動する発振器を含む。この所定の周波数が、リセッ
ト装置と組み合わされた回転子の共振周波数とほぼ一致していると好ましい。

【００３６】 特に高い効率レベルを達成し、たとえ共振周波数が変化しても共振して運転で
きるようにするために、さらに別の実施の形態による周波数制御構成要素は、自
己振動フィードバックループを有する。このループは特に、検出装置の信号用の
位相シフト器、両極性電圧パルス列を決定するための信号発生器、モーターを作
動する送電ステージ、およびモーターに送られる電気エネルギーを制御する制御
装置を含む。自己振動ループでモーターを作動することによる大きな利点は、作
動周波数が不変に維持されて正確に共振すること、すなわちたとえば速度依存力
を有する駆動機構のローディングによって共振周波数変位がおきてもそれとは無
関係となっていることである。この作動系によって振動幅中のステップから外れ
るくぼみ（dip）は回避される。

【００３７】 特に、電気かみそりに対する本発明の重要な態様は、駆動機構のコンパクトな
構成を達成することである。かみそりは概して小さく取り扱いやすくなっている
べきであるが、その一方で、蓄電池のようなエネルギー蓄積部を収容するだけの
十分なスペースは必要である。好適に設計された電気かみそりは、シェーバーハ
ウジングに対して揺動することができるピボットヘッドを有し、駆動機構によっ
て駆動されるようになった少なくとも１つのカッターユニットを担持するように
なっている。ピボットヘッドが設けられた結果、シェービングされる顔の外形に
対して、カッターユニットを最適に配置することができる。本発明の別の態様に
よれば、最初に言及したタイプの電気かみそりで、ピボットヘッド内に一体化さ
れた駆動機構を有する。

【００３８】 したがって、この駆動機構は、シェーバーハウジングに対して、ピボットヘッ
ドとともに揺動する。この構成の特に有利な点は、ピボットヘッドの可動性を高
めたことである。ピボットヘッドとともに揺動するカッターユニットと駆動機構
との間に、相対運動は不要なので、少なくとも１つのカッターユニットへの駆動
機構の連結は、これ以上の自由度もしくは可動度をもたなくてもよい。駆動機構
はピボットヘッドとともに揺動する。

【００３９】 本発明の好適な構造によれば、回転子軸を備える駆動機構は立ち上がって配置
され、ピボットヘッドのピボット軸は回転子軸によって垂直方向に交差されるよ
うになっていると特に好ましい。ピボットヘッドの停止位置において、すなわち
シェーバーハウジングから揺動して外れていない位置においては、回転子軸は、
シェーバーハウジングの長手方向軸に対し平行に延びていてよい。いくつかの平
行なカッターユニットが、回転子によって対向し合う方向で駆動され、堅固に合
わせて連結されていると有利である。

【００４０】 また、回転子軸を横たわる位置に配することによって、特にバイブレーション
の低い構造が得られる。

【００４１】 以下、本発明を、実施の形態および該当の図面を参照してさらに詳細に説明す
る。

【００４２】 図１および図２に示されているように、本発明の実施の形態に従って構成され
た駆動機構の永久磁石モーター１は、励磁機巻線３を備える固定子２と、運動構
成要素として固定子２の磁場内に配設された回転子４とを備えている。

【００４３】 固定子２は、２つの磁極片５を含む固定子ヨークを成し、それぞれの磁極片は
ほぼ半円形状に曲がっており、円筒状のスペースを間に形成している。磁極片は
弧状の鉄板から作られ、磁極片が外周を囲む内部スペースの長手方向軸に垂直に
延びている。弧状の鉄板同士はセンタリングピン６によって相対的に位置付けら
れている。２つの磁極片は固定子フレーム７によって底端部でひとつながりにな
っている。さらに、固定子フレームも鉄板と同様の構造になっていると好ましい
。励磁機巻線３は固定子フレーム７の回りに巻かれている（図２参照）。また固
定子２は鉄板ではなく、高い透磁率を有する別の軟磁性体から作られていてもよ
い。

【００４４】 回転子４は、固定子２を２分割したもの同士の間のスペースに配設され、この
円筒状スペースの長手方向軸に沿って回転子軸８を備えて延びている。回転子軸
８は、磁極片５の底端部と最上端部との両端それぞれの軸受けに、回転可能に取
り付けられている。このために、適切なエンドシールド９が磁極片５の底端部と
最上端部の両方に設けられている。また、回転子４は一方の端部側だけに取り付
けることもできるが、両側に取り付ける支持配置構成にすれば、構造体としての
剛性が高まり、回転子と磁極片との間のギャップも小さくすることができる。

【００４５】 回転子４は軟磁性体、特に鉄製の、コア１０を有し、このコア内に回転子軸８
が配設されている。コア１０は種々の形状をとりうるが、円柱（形）断面を有す
る円筒状であると好ましい。２つのシェル形永久磁石１１が、回転子４のコア１
０の外周側で直径を挟んで向き合うように配置されている。永久磁石１１はそれ
ぞれ、コア１０のまわりで扇型の中心角が１８０°まで延びていてもよい。コア
１０のまわりで扇型の中心角が、特に４０°から１００°、さらにおよそ７０°
、それぞれの永久磁石１１が延びているとよい。永久磁石は半径方向もしくは直
径方向に磁化されることが可能である。両方の永久磁石１１において、磁化軸は
同一方向を目指しており、したがって図１は上下さかさまにしても同じである。
永久磁石１１はいずれも、回転子が停止位置にあるときの磁極片５同士のギャッ
プと正確に対向するように、コア１０上に配置されている（図１参照）。

【００４６】 回転子４は、図１および図２に詳細には示してはいないものの、電気かみそり
のカッターユニットに、回転子４の駆動運動を伝動する継手装置１２として、回
転子の上方端部から突出する２つの駆動ピン１３を担持している。そして、これ
らのピン１３は、カッターユニットへ接続されてカッターユニットを駆動する。
継手装置１２はこうして、回転子４の最上端部に配置されているのである。駆動
ピン１３は回転子軸８に対し間隔を置いて配され、好適なてこ比を得るために回
転子のほぼ外周上に配置されていると好ましい。特に、図１に示すように、回転
子４のコア１０と永久磁石１１との間に駆動ピン１３が配置されていると、駆動
ピン１３を、永久磁石１１の取り付けおよび/または位置決めの補助器具として
も使用することができる。

【００４７】 作動中、後に詳しく説明するように、回転子４は小さい角度で振動する。最大
角度振幅は±５から±２０°までの範囲、特に±１２°程度であると好ましい。
この小さい回転角度によって、駆動ピンがそれぞれ、カッター装置の動く方向、
図１において左から右およびその逆に右から左に、回転振動するようになる。そ
して、この回転振動に関連して、カッターユニットが動く方向に対してそれを横
切る、図１において上下の側方への動きが生じるが、これは極めて小さく、どん
なに大きくとも０．１ｍｍぐらいである。この側方への小さい動きに対しては、
実際の側方への動きの方向を横切るように継手装置を曲がりやすくすることで、
バランスがとれる。曲がりやすくするために特に、駆動ピン１３が係合するカッ
ターユニット同士で、相補し合う孔が細長スロットとして形成されているとよい
。回転子軸８の両側に向き合うように駆動ピン１３が配置されていることによっ
て、回転子４の小さい回転振動が、駆動ピン１３に連結された電気かみそりのカ
ッターユニットに伝わって、各ユニットは、回転子４の動きと逆に回転する往復
運動を行なう。この逆回転によって、ハウジングのバイブレーションやノイズ発
生が減少する。さらに加えて、カッターユニット同士が回転子４を介して互いに
堅固に連結される。これらのユニット同士は、同じ周波数でまさに反対方向に振
動する。

【００４８】 カッターユニットの振動の振幅を可能な限り最大にし、駆動機構の効率を可能
な限り最大にするには、回転子４に、図１に示した停止位置へのばね型リセット
力をつけ、そして電気機械式ばね−質量系を連結してその共振周波数と等しい励
磁周波数を選択すると有利である。より詳細な説明を後述する。図１および図２
の実施の形態では、４つの巻きばね１５がリセット装置１４として設けられ、リ
セット装置がリセット位置から前記図１に示した静止位置まで変位するのに応じ
て、回転子４を戻すようになっている。戻しばね１５はその一方の端部が、たと
えばシェーバーハウジングの一部である戻しばね固定装置１６に固定的に取り付
けられており、他方の端部は回転子４に連結されている。戻しばね１５は回転子
４の軸８と係合することなく、軸と間隔を置いた位置関係を有して、回転子４の
本体上の中心からずれた位置に配されている。ここでは特に、継手装置１２の駆
動ピン１３に接続された状態になっている。図１に示されているように、戻しば
ね１５はそれぞれ対になって、リセット継手構成要素１７を介して、駆動ピン１
３の１つに接続されている。剛質ロッドもしくはプレートがリセット継手構成要
素として設けられ、これらが駆動ピン１３の高さ方向のほぼ中央に回転可能に取
り付けられていると好ましい。

【００４９】 図１とは異なるが、リセット継手構成要素１７が十分な幅を有して、上端側の
エンドシールド９を覆って、外側に延びて固定子２の縁に届く程であると好まし
い。このようにすると、リセット継手構成要素１７と上端側のエンドシールド９
とが、モーター内部を、毛や湿気で汚れないようにシールして遮断することがで
きる。つまり、モーター内部をシールして遮断する機構が設けられているのが好
ましい。

【００５０】 また、駆動ピン１３が戻しばね１５に対して前述のような連結をするのではな
く、そのかわりに、回転子４によって駆動されるカッターユニットの端部と、適
切な戻しばね固定装置、たとえばシェーバーハウジングとの間に、ばねを挿入し
てもよい。このような配置構成の場合、ばねは、一方の端部ではカッターユニッ
トで、他方の端部ではシェーバーハウジングで、支持されている。

【００５１】 回転子４の振動運動を検出するために、センサーコイル１９を有する検出装置
１８が設けられており、このセンサーコイルが永久磁石１１によって生じる磁束
を検知する。補助磁石を回転子４に取り付ける必要はない。図１に示すように、
センサーコイル１９は固定子２に一体化されている。この配置構成では、センサ
ーコイル１９は磁極片５の歯の回りに単に巻いてあるだけでよい。永久磁石１１
を備えた回転子４の動きによって、変動磁束が、センサーコイル１９を通過する
ようになる。こうして生じた誘導電圧は、回転子４の回転速度の測定手段となり
、振動信号として用いることができる。センサーコイル１９に誘導される電圧に
は、励磁機巻線３の変動電流の一部分も含まれている。実際の振動信号に、この
一部分が干渉信号として重なる。より詳細に後述して説明するように、この干渉
成分は補償装置によって補償される。

【００５２】 また、４つの巻きばねのかわりに、平面状コイル形のねじりばねをリセット装
置１１４として設けることができる。ねじりばね１１５は、回転子４の２つの駆
動ピン１３に支持されて、その外側端部は、固定子２またはシェーバーハウジン
グの別の固定されたポイントに取り付けられる。このようなねじりばね１１５を
用いることによって、永久磁石モーター１００を、特にコンパクトな設計構造に
することができる。図３および図４の配置構成は、図１および図２の配置構成に
対応する。対応する構成要素は、図１および図２と同一の参照符号によって表す
。

【００５３】 ２つの駆動ピン１３に、２つより多くのカッターユニットを連結することがで
きる。特に、２つの駆動ピン１３のうちの１つに、カッターユニットのみならず
、最近のかみそりのカッターヘッドに見られる、２つの平行な外カッターブロッ
クにはさまれた中央カッターも、連結してもよい。図５に詳細に示してはいない
ものの、中央カッターは、振動ブリッジ２０によって、一方の駆動ピン１３に連
動することができるようになっていてよい。このために振動ブリッジ２０は、回
転子４の端部上方で、ブリッジのほぼ中央位置に配された運動構成要素２１を有
し、この運動構成要素２１は、カッターユニットの運動方向に対して平行なリニ
ア方向において、すなわち、図５における左から右へそしてその逆に右から左に
動けるようになっている。運動構成要素２１は駆動構成要素２２を含み、この駆
動構成要素２２は、中央カッターと係合することができるようになっており、運
動構成要素２１の動きを中央カッターに伝えるものである。運動構成要素２１自
体は、一方の駆動ピン１３によって可動となる。このために運動構成要素２１は
強固な継手構成要素２３を有しており、この継手構成要素２３は、運動構成要素
２１に堅固に接続され、さらに駆動ピン１３と係合する。このために継手構成要
素２３は孔２４を有し、この孔２４内に駆動ピン１３が係合するようになってい
る。また、この孔２４は、細長スロットとして作られている。このスロットの長
手方向軸は、運動構成要素２１の動きの方向に対して垂直に延びている。これは
、駆動ピン１３の駆動運動のうち、回転子４の回転により生じる運動構成要素２
１の動く方向を横切る成分を、補償するためである。ただし、運動構成要素２１
の動きの方向において、継手構成要素２３と駆動ピン１３との間の係合には遊び
がなく、すなわち、振動ブリッジ２０の回転子４への連結は、この動きの方向に
おいては動的に剛性状態である。これにより、バイブレーションやノイズの発生
を減らし、回転子４の正確な振動が可能となる。振動ブリッジ２０は、リーフば
ね２５によって、準リニア方向での動きができるようになっている。図６に示さ
れるように、リーフばね２５は本質的に、運動構成要素２１に対して直角に延び
ており、各リーフばね２５の一方の端部はそれぞれ、運動構成要素２１の一方の
端部に接続されている。さらに、リーフばね２５は固定子２の側面に沿って下向
きに延びており、各リーフばね２５の他方の端部はそれぞれ、適切な固定装置、
たとえばかみそりのハウジングに、固定的に支持される。図６に示すように、振
動ブリッジ２０は拡張ばね２６を備えており、このばね２６は、詳細に示しては
いないものの、中央カッターを上向きに付勢する。中央カッターは、負荷を受け
ると、下向きに多少退けるようになっている。拡張ばね２６が、中央カッターの
両側に配置されるカッターブロックの拡張ばねよりも小さい力を生じさせると望
ましい。拡張ばね２６が２つのリーフばねタイプのばね脚を有し、このばね脚が
運動構成要素２１より上側で延び、その運動構成要素から上向きに離れる方向に
弾性的に拡がると好ましい。

【００５４】 図７および図８は、本発明の永久磁石モーター２００のさらに別の実施の形態
を示す。前述の実施の形態に対応する構成要素は同一の参照符号によって表す。
この実施の形態では、回転子ユニット２０４はその端部がカッターユニットに面
するように立ち上がっているのではなく、回転子ユニット２０４の外周面が、か
みそりのカッターユニットに面するように、横たわって９０°回転した配置にな
っている。したがって、継手装置１２は回転子ユニット２０４の端部ではなく、
カッターユニットに面する外周面に配置される。この継手装置１２も前述したも
のと同様に駆動ピン１３を有し、これらの駆動ピンは本実施の形態に該当するや
りかたでカッターユニットと係合し、さらにこのカッターユニットを駆動する。
図７および図８に示すように、駆動ピン１３は回転子ユニット２０４の外周面に
垂直に配置されている。つまり、駆動ピン１３は回転子ユニット２０４の軸８か
ら垂直に立ち上がり、この外周面を越えて半径方向に突き出し、固定子の２つの
磁極片同士の間にできた２つのギャップのうちの１つのギャップ中を延びて、固
定子を越えて突き出している。

【００５５】 回転子ユニット２０４は、一体化したユニット構造にすることができることが
理解されよう。この場合は、継手装置１２の駆動ピン１３も同様に、回転子ユニ
ット２０４と一緒に堅固に接続される。多様な駆動ピン１３と連動するカッター
ユニットは、同一方向における位相で振動する。この構造の利点は、多様なカッ
ターユニットが相互に関連しながら確実に連結されることである。

【００５６】 一方、回転子ユニット２０４が、相互に独立した回転子２０４ａおよび２０４
ｂ（図８参照）を有して、これらが互いに独立して可動になっていると好ましい
。コンパクトな配置構造や単純な構造設計の回転子ユニット２０４を得るために
、２つの回転子２０４ａおよび２０４ｂが、互いに同軸に心合わせされ、共通の
軸８に配置されていると有利である。特に、モーターのバイブレーションを抑え
た運転を行うために、回転子２０４ａおよび２０４ｂが逆向きに磁化される。す
なわち２つの回転子２０４ａおよび２０４ｂに、永久磁石１１が逆向きに配置さ
れる（図８参照）。これに対応して、回転子２０４ａおよび２０４ｂ、ひいては
回転子に接続されたそれぞれのカッターユニットも同様に、逆向きに動くように
なる。これによってカッターユニット同士においても、回転子同士においても、
慣性のバランスがとれるようになる。ハウジングのバイブレーションやノイズの
発生はこうして、効果的に減少する。

【００５７】 図７（図８）に示すように、励磁機巻線３が巻かれた固定子フレーム７は、図
１に示す実施の形態のように回転子軸８に対して垂直ではなく平行な面上にある
。

【００５８】 図７および図８の実施の形態において、リセット装置２１４はリーフばね２１
５を含み、それぞれのリーフばね２１５の一方の端部は、戻しばね固定装置２１
６に接続されている。またリーフばね２１５は、それぞれの他方の端部で、リセ
ット継手構成要素２１７によって回転子軸８から間隔を置いて、回転子２０４ａ
および２０４ｂのうちの１つに接続される。かくして戻しばね２１５はリセット
力でそれぞれの回転子に作用し、それによって、回転子はどのような変位の後で
あっても、静止位置へ戻される。特に図示されていないが、他の戻しばねを用い
て回転子を静止位置へ戻すことも可能であり、特に、図３に類似のコイル状ねじ
りばねを用いることも可能である。

【００５９】 図９は本発明の電気かみそりの実施の形態の詳細図を示す。図３および図４の
実施の形態では、回転子が立ち上がったタイプであり、またコイル状ねじりばね
を備えているが、この実施の形態でも永久磁石モーター１００を有する駆動機構
に対して、それと類似の機構が設けられている。この電気かみそりは、シェーバ
ーハウジング２７を備え、このハウジング２７は、駆動機構に電力を供給する蓄
電池２８と、永久磁石モーター１００を作動する作動ユニット２９とを収容する
（図９参照）。シェーバーハウジング２７の上方端部には、ピボットヘッド３０
が設けられている。このピボットヘッド３０は、シェーバーハウジング２７にピ
ボット式に取り付けられて、シェーバーハウジング２７に対して、ピボット軸３
１を中心に揺動するようになっている。ピボットヘッド３０では、一対のカッタ
ーユニット３２が設けられ、このカッターユニット３２はピボットヘッド３０の
前方端部に配置されたシェービングフォイル３３の下に設けられて、ピボットヘ
ッド３０と一緒に揺動可能となっている。そして、カッターユニット３２は、永
久磁石モーター１００によって、ピボット軸３１に対して平行な方向において、
往復様式で振動するようになっている。

【００６０】 図９に示すように、カッターユニット３２の駆動機構はピボットヘッド３０に
一体化され、カッターユニット３２がピボットヘッド３０と一緒に前後に揺動す
ることができるようになっている。このためピボットヘッド３０は、駆動装置枠
３４を有して、その中に永久磁石モーター１００を収容する。この永久磁石モー
ター１００は、ピボットヘッド３０に固定的に接続されている。また、駆動装置
枠３４はおおむね、固定子２の外側形状に沿うように作られており、これによっ
て固定子２は、駆動装置枠３４内に挿入することができるようになっている（図
９および図１０参照）。駆動装置枠３４は、一方の側に突出シート３５を有し、
このシート３５に抗して、永久磁石モーター１００が押圧されるようになってい
てもよい。また取付けプレート３６が、駆動装置枠３４に固定され、突起様式で
この枠３４を閉鎖するようになっている（図１０参照）。そして、この取付けプ
レート３６によって、永久磁石モーター１００は正しい位置に固定される。回転
子４は、２つの端部のそれぞれの領域において、各軸受け装置３７によって、回
転子軸８に、回転可能に接続される。回転子軸８は、回転子４の両端部において
、エンドシールド９に接続されている。このエンドシールド９は半径方向に回転
子４を越えて延び、固定子２に固定的に接続されている。無論、回転子軸８に回
転可能な軸受けを設ける代わりに、回転子軸８が回転子には固定的に接続され、
エンドシールド９の方に回転可能に支持されるようにしてもよい。

【００６１】 カッターユニット３２は、ピボットヘッド３０の前方端部方向へ突出している
駆動ピン１３上に直接に座し（図１３参照）、回転子４の動きに応じて前記駆動
ピンによって振動的に駆動される。図１３では、中央カッター３８を連結する駆
動装置は示されておらず、２つのカッターユニット３２のうち１つだけが示され
ている。

【００６２】 駆動機構は、回転子４のリセット装置１１４として、戻しばね１１５を含む。
この戻しばね１１５は、カッターユニット３２と回転子４の上方端部との間に座
している（図１０、図１３、図１６および図１７参照）。戻しばね１１５は図２
０により詳細に示されている。戻しばね１１５は、回転子４に固着するための固
着セクション３９と、この固着セクション３９を取り囲むコイルセクション４０
とを有する。ばねは全体的に平面構造を成している。図２０に示すように、固着
セクション３９は、本質的にＺ形状構造に作られ、一対の係合セクション４１を
有する。これらの係合セクション４１は対向して配され、本質的に互いに平行と
なっており、この係合セクション４１によって、戻しばね１１５を、駆動ピン１
３同士の間に引っ張られた状態で保持することができる。係合セクション４１は
、皿状の凹みを有して、そこに駆動ピン１３を適合させる（図１７参照）。コイ
ルセクション４０は、係合セクションから外向きに螺旋状に延びる一対のコイル
アーム４２を有する（図２０参照）。コイルアーム４２の端部は、ピボットヘッ
ド３０に固定的に接続されている。ばね鋼製の戻しばね１１５が駆動ピン１３に
リセット力をかけ、すると駆動ピン１３は、回転子４が変位していた場合にはそ
の静止位置に回転子４を戻すので、回転子は静止位置を中心にして回転振動を行
えるようになる。回転子４の質量とカッターユニット３２の質量とを合わせて、
戻しばね１１５が、ばね−質量系の共振周波数が極めて高いように、およそ１０ ^４ /分程度となるように、作られていると好ましい。

【００６３】 好適には、１つあるいはいくつかの回転子に対して、いくつかの（特定的には
全部で２つの）カッターユニットもしくはカッターブロックが設けられ、これら
のカッターユニットもしくはカッターブロックは、固定子と関連をもって、個々
の質量Ｍ１、Ｍ２および個々の力定数Ｋ１およびＫ２を有した振動系を成し、さ
らに、振動系ごとの質量に対する力定数の比率はほぼ等しく維持される。また、
振動系における質量同士もほぼ等しい。

【００６４】 以下、永久磁石モーターの作動プロセスおよび制御プロセスについて、より詳
細に説明する。永久磁石モーターの前述の実施の形態においても、これと同じよ
うな作動や制御が可能である。

【００６５】 永久磁石モーターには、蓄電池から低い電圧の電気エネルギーが供給される。
ただし、この電気エネルギーは、直流電圧でなく交流（switched）電圧で送られ
る。作動ユニット２９が、励磁機巻線３に両極性電圧パルスを供給する（図２２
のＵを参照）。電圧パルスはおおむね、速度が最大となる、振動の原点通過パス
で、回転子を駆動する。正負のパルスがあることによって、回転子４を、その往
復運動の際に適当な方向で加速することができる。作動ユニットが回転子の振動
を正確に制御することができるように、回転子４の瞬時の振動状況はできるかぎ
り正確に検出されなければならず、さらに、作動ユニット２９へフィードバック
することができる対応信号が得られるようになっていなければならない。以下、
検出装置１８による信号処理について、より詳細に説明する。

【００６６】 永久磁石１１によって生じた磁束は、センサーコイル１９内で誘導電圧を発生
させて、センサーコイル１９がその磁束を検出する。図２１Ｃは、回転子４が図
２１Ａで示される回転速度で振動したときの、センサーコイル１９に誘導された
電圧の経時変化を示す。振動センサーコイル信号、つまり、センサーコイル１９
に誘導された電圧には干渉成分が加わっている。そこで、回転子の回転速度に比
例した信号を得るために、センサー信号処理入力のところで、低域フィルター４
３が、周波数の高い方の調波を減衰させている。しかし、この干渉成分の削減は
十分ではない。永久磁石１１の磁束に加えて、モーター電流すなわち励磁機コイ
ル３の電流に比例する磁束が、センサーコイル１９に電圧を誘導しているのであ
る。そして、この電圧の基本波も同様に入力フィルタの出力信号に含まれてしま
う。この電流成分の基本波を無視するようなことになれば、この基本波は、セン
サーコイル１９の信号のエラー分として、回転子４の振動の検出を損ない、モー
ター運転で誤動作を引き起こすことになる。このエラー分を補償するための補償
装置は、励磁機巻線３の電流を検出するための電流センサーを含み、この電流セ
ンサーによって、励磁機巻線３の電流だけが別に検出される。この電流センサー
は軟磁性体リングから構成され、モーターの電流供給導線がこのリングを通過す
るようになっている。モーター電流が流れることによって、複数巻きのリングに
適用される第２ワイヤーに電圧が誘導され、この電圧は、電流センサー信号とし
て利用することができ、さらにこの電圧は、励磁機巻線３のモーター電流I_motが
図２１Ｂで示されるような経時変化を示す場合に、図２１Ｄで示されるような経
時変化を示す。図２１Ｂで示されるモーター電流I_motの特性曲線について、励磁
機巻線３が図２１ＢでＰＤＭと表示された電圧パルスで作動される場合に、モー
ター電流が、このようなステップ状の矩形電圧によって生じるものであっても、
ステップ状に増加することなく、励磁機巻線３の誘導があるために、図２１Ｂに
示される鮫ヒレ状の特性曲線をとることに留意すべきである。

【００６７】 電流センサーに誘導される電圧は、センサーコイル１９の信号における電流成
分の特性曲線、すなわち、エラー分に比例する。これに関して、モーターの設計
構造によって、励磁機磁束の特性曲線に対する回転子４の回転角度の影響は無視
できるものとなることに留意すべきである。つまり、永久磁石モーター１００は
、円形断面を有する回転子４と、透磁率についてエアギャップの特性とほんのわ
ずかしか違わない永久磁石１１とを用いており、回転子４の回転角度の影響は、
ほぼ無視できるものとなるのである。電流センサーおよび電流コイルの該当する
重み付けに応じて、図２１Ｃのセンサーコイル１９の出力信号から図２１Ｄの電
流センサーの電流センサー信号を差し引くことで、エラー分はほとんど完全に補
償される。このために補償装置は、センサーコイル１９の信号から電流センサー
信号を差し引くための適切なサブトラクションユニットを有する。

【００６８】 ひき続いて、これら２つの信号間の差違について、低域フィルターによって、
ある周波数以下のものだけ通すと、その結果の信号特性曲線は、パルス占有率す
なわち電圧パルス幅とは無関係に、モーターのあらゆる運転状況における回転子
の回転速度の測定手段となる。この信号特性曲線が図２１Ｅに示されており、こ
れは有効なセンサー信号として認識される。こうして、たとえ種々の負荷を受け
ても、共振周波数でカッターユニットが一定速度となるモーターの運転が可能と
なるのである。

【００６９】 図２３は、永久磁石モーター１００および作動ユニット２９から構成される全
体システムのブロック図を示す。図２３に示すように、自己振動ループ内でモー
ターが運転されている間、もしくは発振器４４によってモーターが予め設定され
た固定周波数で運転されている間は、上側の信号路が作動される。下側の信号路
は、回転子４の振動状態の制御を表している。

【００７０】 入力フィルター４３は、上述の低域フィルタと、センサーコイル１９の信号中
のエラー分を補償するための補償装置とを含み、センサー信号のレベルを適合さ
せるものである。有効なセンサー信号に、調波のような干渉分が重ねられた場合
に、そのような干渉分はこの入力フィルタ４３で減衰されることになっている。

【００７１】 自己振動ループ中の駆動機構の作動中は、永久磁石モーター１００の振動周波
数は、図２３の信号路の点１と１´との間の位相のずれが開ループで３６０°に
達するときの周波数によって決定される。この周波数は、信号路の点２と３との
間の周波数の調整ができる位相遅れを起こす装置４５によって共振最大値まで調
整される。次の信号発生器４６は、回転子の振動と同期の信号を発生し、これに
よって、両極性駆動電圧パルス列を成し、このパルス列が、送電ステージ４７、
たとえばフルブリッジを介して、モーター１００を駆動する。

【００７２】 固定周波数でモーターを作動すると、発振器４４により、信号発生器の周波数
が固定されたものとなり、ひいては両極性駆動電圧パルス列も固定されたものと
なる。この固定周波数が、回転子４およびリセット装置１１４から構成されるば
ね−質量系の共振周波数にほぼ一致していると好ましい。

【００７３】 モーター運転を制御するため、フィルターを通った後の図２１Ｅの有効センサ
ー信号は検出器４８へ送られ、この検出器４８で、制御される状態変数の実際値
をこのセンサー信号から計算する。図２１Ｅに示したような周期的な信号特性曲
線である場合には、この検出器４８が、センサー信号のぞれぞれのピーク値を検
出するピーク値検出器であると好ましい。一方向の整流によって振動の１周期ご
との実際値の検出ができ、双方向の整流によって１周期ごとの２つの検出値が得
られ、ひいては、たとえば負荷のサージに対する制御器の応答を速めることがで
きる。また、実際値、たとえば有効値として、有効センサー信号の平均値を用い
てもよい。ただし、有効センサーの振幅が用いられると好ましい。検出された実
際値は制御器４９へ送られ、この制御器は、たとえばＰＩ制御器のように、アナ
ログ技術で作られたものでよい。あるいは、検出された状態変数をアナログ量か
らデジタル量に変換して、スイッチ機構やＭ制御器を用いたデジタル技術で制御
を行うこともできる。

【００７４】 振動状態を制御するため、信号発生器の出力信号を制御器４９によって変調す
る。この変調は多様な方法、たとえばパルス位相変調（pulse-phase modulation
；PPM）、パルス振幅変調（pulse-amplitude modulation；PAM）もしくはパルス
幅変調（pulse-duration modulation；PDM）によって行われることが理解されよ
う。パルス幅変調（PDM）として好適な選択例を、図２４の自己振動を作動させ
た詳細なブロック図を参照して、以下により詳しく説明する。この系のループ構
成はこの図中に明瞭に示されている。図の左側で、検出装置１８の信号は、入力
フィルター４３を介し作動ユニット２９へフィードバックされる。有効センサー
信号は、位相のずれ、ひいてはモーターの運転周波数を定める位相シフト器４５
へ送られる。

【００７５】 両極性駆動電圧パルス信号を生じさせるため、有効センサー信号は最初に、信
号発生器４６で同期矩形信号へ変換される。これは比較回路５０を用いて行う（
図２４参照）。両極性電圧パルスの発生に用いられる矩形信号は、モーターのあ
らゆる運転状態において、回転子４の振動との位相関係が固定されたものとなっ
ていなければならない。図２５および図２６で有効センサー信号の２つの半波を
参照して示されるように、矩形信号は、比較回路５０によって、有効センサー信
号の原点通過パスに同期して発生する。有効センサー信号中の調波が、入力フィ
ルター４３によって適当に減衰されると、これらの干渉成分も、もとの有効セン
サー信号に比べて、原点通過パス域で小さくなり、その結果、図２５で示される
特性曲線となる。

【００７６】 残留調波分が多すぎる場合、図２６に示されているように、回転子４の振動の
半波周期内で原点を通過するパスが複数になる場合がある。これは矩形信号の形
を損なうことになる。このため、比較回路５０はヒステリシスを有して作られる
。その結果、有効センサー信号中の残留干渉分量とは無関係に、要求にかなう矩
形信号となる。

【００７７】 それから矩形信号は、帯域フィルターとして作られた信号発生器５１へ送られ
る（図２４参照）。帯域フィルターのコーナー周波数は、帯域フィルターがほぼ
三角出力信号を出すようなものにする。有効センサー信号の干渉成分のために、
送られた矩形信号のパルス占有率が非対称になってしまった場合、帯域フィルタ
ーの直流電圧成分を減結合すれば、基準電位に関して対称となる特性曲線を備え
た三角信号が確実に得られる。

【００７８】 次の段階で、信号発生器５１によって得られる三角信号を、２つの比較回路５
２および５３を用いて、２つの変動直流電圧信号と比較する（図２７参照）。両
極性電圧パルスのパルス幅は、三角信号を備える直流電圧信号の交点によって決
まる。このようにして、正の電圧パルスが上方直流電圧信号と三角信号とから生
じ、負の電圧パルスが下方直流電圧信号と三角信号とから生じる。これらの電圧
パルスのパルス幅を変える、つまり変調するには（パルス幅変調）、上方直流電
圧レベルを上げて同時に下方直流電圧レベルを下げる、あるいは上方直流電圧レ
ベルを下げて同時に下方直流電圧レベルを上げることによってできる。このよう
にしてパルス幅変調を行うと、三角信号のピークに関して対称な駆動パルスを、
対称的に広げる、あるいは狭めることになる（図２７参照）。有効センサー信号
と三角信号との間の位相関係が固定されたものとなっていることによって、フィ
ードバックされた検出装置１８の有効センサー信号と駆動パルスの基本波との位
相連結は、たとえパルス占有率が変化しても、堅固に維持される。このことによ
って確実に、駆動電圧と回転子速度との間に一定の位相関係を有し、したがって
種々の負荷を受けても、共振してモーター運転が行えるようになる。一方、駆動
パルスが開始する側の瞬間が予め定められており、駆動パルスのパルス幅は、終
止する側の瞬間の変動によってのみ決められるパルス幅変調では、これに応じて
、パルス占有率に応じた位相ずれが、フィードバックされたセンサー信号と駆動
パルスの基本波との間で起きていた。したがって、このようなパルス幅変調と比
べて、駆動電圧と回転子速度との間に一定の位相関係を強固に維持している本発
明の場合は、駆動効率レベルが向上するのである。

【００７９】 永久磁石モーター１００の振動状態を制御するため、検出装置１８の有効セン
サー信号は、フィルターを通してエラー分を取り除いた後、ピーク値検出器５４
に送られ、この検出器５４によって有効センサー信号のそれぞれの振動幅が決定
される。エラー分を補償したため、この振幅値は回転子４の最高回転速度に対す
る直接測定手段となっている。検出された振幅値を、設定値や適切な制御器、た
とえばＰＩ制御器４９に送られた偏差信号と比較する。そして、制御器の出力信
号が、駆動パルスの電圧パルス幅を決定する、２つの直流電圧レベルの同時変位
を制御し、かくして振動幅が制御されることとなる。

【００８０】 アナログ制御の代わりに、本発明の別の実施の形態によって、可逆カウンタと
してのデジタル回路による三角信号の計数を行うことも可能である。次の段階で
、カウンタを読み取ったら、デジタル比較回路を用いて、デジタル制御器の出力
値と比較し、このようにして、両極性電圧パルスが生じる。

【００８１】 制御器４９へ送られる回転速度の設定値は、固定値として予め定められている
。本発明の一実施の形態では、電気かみそりのユーザーがこの設定値を、とびと
びに、あるいは限界内で連続的に変更することができる。このようにして、カッ
ター装置の速度は、所定の限界内であればユーザー側の調整が可能であるため、
あらゆるタイプの皮膚に対して皮膚への刺激を最小に抑えた最適なシェービング
ができる。あるいは、カッター装置の振動速度と振幅との間に関数的な関係を持
たせることによって、任意の振動周波数での振動幅を予め選定することができる
。そうすると制御器は、任意に決められた振動周波数に適合する速度を計算し、
駆動装置に供給されるエネルギーを制御して、種々の負荷を受けても、振動の振
幅が一定に保たれるようにできる。

【００８２】 本発明による駆動機構では、往復制御を極めて迅速に行うと、とりわけ有利で
ある。駆動パルスのパルス幅に影響するのは、１つの半波から次の半波までであ
る。これによってシェービングの質が一定に保たれ、シェービング時間が短縮さ
れる。従来の駆動装置では、モーター軸とカッター装置との連結は十分強固では
なかったため、迅速に制御できなかった。つまり、これらの従来の駆動装置の制
御では、時間平均で一定となる振動を行わせることしかできなかったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態による、駆動機構の振動型ブラシレス直流単相モー
ターの概略平面図である。

【図２】 図１のモーターの概略側面図である。

【図３】 図１に類似した、本発明の別の実施の形態による、駆動機構の振動型ブラシレ
ス直流単相モーターの概略平面図である。

【図４】 図３のモーターの概略側面図である。

【図５】 振動ブリッジを介して中央カッターと連結したところを示した、図３のモータ
ーの概略平面図である。

【図６】 図５の振動ブリッジの概略側面図である。

【図７】 回転子軸方向で見ると回転子が横たわる配列になっている、別の実施の形態に
よる、振動型ブラシなし直流単相モーターの概略平面図である。

【図８】 回転子軸を含む中心セクションにおける、図７のモーターの概略図である。

【図９】 本発明の実施の形態による、電気かみそりのピボットヘッドに一体化された駆
動機構を備えた電気かみそりの側面図で、図１１の線Ｂ-Ｂでの部分断面図を有
するものである。

【図１０】 図９のピボットヘッドでＸ印をつけられた部分の拡大詳細図で、断面図で駆動
機構を示したものである。

【図１１】 図９のピボットヘッドの側面図である。

【図１２】 図９乃至図１１の実施の形態による、ピボットヘッドの側面図で、内部に駆動
機構を一体化したものである。

【図１３】 図１２の線Ａ-Ａでの断面における、ピボットヘッドの側面図である。

【図１４】 図９乃至図１３の実施の形態による、ピボットヘッドの平面図である。

【図１５】 図９乃至図１４の実施の形態による、駆動機構の永久磁石モーターの側面図で
ある。

【図１６】 図１５の線Ａ-Ａでのモーターの断面図である。

【図１７】 図１５のモーターの平面図で、戻しばねを示す。

【図１８】 図１６に類似しているが断面ではない、モーターの斜視図である。

【図１９】 図１８の線Ｂ-Ｂでのモーターの長手方向断面図である。

【図２０】 図１７の戻しばねの拡大平面図である。

【図２１】 時間に対してプロットされた曲線群で、（a）回転子の回転速度および変位、
（b）駆動パルスおよびモーター電流、（c）振動センサー装置の出力信号、（d
）電流センサーの出力信号、および（e）振動センサー装置の回転速度に対応す
る有効信号で、モーター直流によって誘導された電圧の影響力が補償されている
ものを、それぞれ示す。

【図２２】 モーターの運転モードを示すグラフで、特に、時間に対してプロットされた、
回転子の変位、回転子の速度および駆動パルスを示す。

【図２３】 作動ユニットのブロック図で、この作動ユニットはモータを、固定周波数で作
動させるか、もしくは回転子の振動と同期するセンサー信号のフィードバックを
備えた自己振動ループ中で作動させる。

【図２４】 モーターの作動ユニットのブロック図で、自己振動ループ中の駆動パルスのパ
ルス幅変調を行っている。

【図２５】 図２１（e）の有効センサー信号およびそのセンサーの処理を経時的に示すグ
ラフであり、この有効センサー信号は干渉成分に比べ大きい。

【図２６】 図２５に類似したグラフであり、有効センサー信号は、干渉成分に対して相対
的に小さく、処理についてはヒステリシスの有るときと無いときとを示す。

【図２７】 パルス幅変調を行ったときの駆動パルスの発生を経時的に示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ (72)発明者 ホルガー、ポルト ドイツ連邦共和国シュバルバッハ、フリー ドリッヒ‐シュトルツェ‐シュトラーセ、 ４ベー (72)発明者 ウェルナー、ポルト ドイツ連邦共和国シュバルバッハ、チュリ ンガー、シュトラーセ、12 (72)発明者 ウベ、シャーフ ドイツ連邦共和国バート、ゾーデン、ブル ンネンシュトラーセ、７ Ｆターム(参考） 3C056 HC00 HC03 HC08

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転振動様式により可動な個人用途の電気製品、特に電気かみそりの作業ユニ
   ット（３２）を駆動する駆動機構であって、永久磁石モーター（１、１００、２
   ００）を備え、この永久磁石モーターが、励磁機巻線（３）を有する固定子（２
   ）と、固定子の磁場内に位置付けられた少なくとも１つの永久磁石を備えて回転
   可能に軸（８）に取り付けられた回転子（４、２０４）とを含み、さらに、回転
   子が静止位置を中心に振動できるようにして回転子を静止位置へ戻すリセット装
   置（１４、１１４、２１４）と、回転子を作業ユニットに連結する継手装置（１
   ２）とを含む駆動機構において、 継手装置が、回転子軸から間隔を置いた関係を有して、回転子に接続されてお
   り、さらに、回転子の振動運動を検出する検出装置（１８）と、検出された振動
   運動に応答して永久磁石モーターを作動する作動ユニット（２９）とを含み、回
   転子の共振周波数にほぼ一致する周波数で、永久磁石モーターを作動する、周波
   数制御構成要素（４４；４５、４６、４７、４９）が設けられていることを特徴
   とする駆動機構。
2. 【請求項２】 回転子（４、２０４）が、高い透磁率の軟磁性体で作られたコア（１０）と、
   永久磁性体で作られた極（１１）とを有する、請求項１に記載の駆動機構。
3. 【請求項３】 回転子（４）が完全に永久磁性体から成る、請求項１に記載の駆動機構。
4. 【請求項４】 リセット装置（１４、１１４、２１４）が、回転子軸（８）に対して間隔を置
   いた関係を有して、回転子（４）に接続されている、請求項１乃至３のいずれか
   に記載の駆動機構。
5. 【請求項５】 リセット装置（１４、１１４）が継手装置（１２）と連動する、請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の駆動機構。
6. 【請求項６】 リセット装置（１１４）が、戻しばね（１１５）を含み、この戻しばねが、回
   転子（４）に固着するための固着セクション（３９）と、この固着セクションを
   取り囲むコイルセクション（４０）とを有する、請求項１乃至５のいずれかに記
   載の駆動機構。
7. 【請求項７】 リセット装置（１１４）が平面構造を成す、請求項１乃至６のいずれかに記載
   の駆動機構。
8. 【請求項８】 固着セクション（３９）は、対向して配され本質的に互いに平行な一対の係合
   セクション（４１）で本質的にＺ形状構造に作られ、コイルセクション（４０）
   には、係合セクションから外向きに螺旋状に延びる一対のコイルアーム（４２）
   が設けられている、請求項６または７に記載の駆動機構。
9. 【請求項９】 継手装置（１２）が、作業ユニット（３２）の動きの方向においては動的に堅
   固に作られ、一方で、作業ユニットの動きの方向に垂直な方向においては曲がり
   やすくなっている、請求項１乃至８のいずれかに記載の駆動機構。
10. 【請求項１０】 継手装置（１２）が、回転子（４、２０４）に固定的に接続される第１継手構
    成要素（１３）と、作業ユニットに固定的に接続される第２継手構成要素とを含
    み、前記２つの継手構成要素が互いに係合している、請求項１乃至９のいずれか
    に記載の駆動機構。
11. 【請求項１１】 一方の継手構成要素（１３）がピンで、他方の継手構成要素が孔（２４）、特
    に細長スロットである、請求項１０に記載の駆動機構。
12. 【請求項１２】 一対の継手装置（１２）が設けられ、これら継手装置が、多様な作業ユニット
    （３２）につながって、作業ユニット同士が対向する運転方向で駆動されるよう
    に、回転子（４）の軸（８）の両側に配列される、請求項１乃至１１のいずれか
    に記載の駆動機構。
13. 【請求項１３】 継手装置（１２）が回転子（４）によって堅固に相互接続されている、請求項
    １２に記載の駆動機構。
14. 【請求項１４】 いくつかの回転子（２０４）が設けられ、回転子ごとに１つの作業ユニット（
    ３２）につながり、回転子が好適には共通軸（８）を有する、請求項１乃至１１
    のいずれかに記載の駆動機構。
15. 【請求項１５】 回転子（２０４）同士が、互いに反対方向に振動するように、異なる磁化方向
    を有する、請求項１２に記載の駆動機構。
16. 【請求項１６】 継手装置（１２）が回転子（４）の端部に配されている、請求項１乃至１５の
    いずれかに記載の駆動機構。
17. 【請求項１７】 継手装置（１２）が回転子（２０４）の外周面に配されている、請求項１乃至
    １６のいずれかに記載の駆動機構。
18. 【請求項１８】 検出装置（１８）が固定子（２）内に一体化されている、請求項１乃至１７の
    いずれかに記載の駆動機構。
19. 【請求項１９】 検出装置（１８）が回転子（４、２０４）の永久磁石（１１）によって生じた
    磁束を検出するセンサー装置（１９）を含む、請求項１乃至１８のいずれかに記
    載の駆動機構。
20. 【請求項２０】 検出装置（１８）が、センサー装置（１９）の信号中のエラー分を補償するた
    めに補償装置（４３）を含む、請求項１８または１９に記載の駆動機構。
21. 【請求項２１】 補償装置（４３）が、モーター電流（I_mot）を検出する電流センサーと、セン
    サー装置（１９）の信号から電流センサー信号を差し引くサブストラクションユ
    ニットとを有する、請求項２０に記載の駆動機構。
22. 【請求項２２】 作動ユニット（２９）が、回転子（４、２０４）の振動運動に応答して、モー
    ターへ送られる電気エネルギーを制御するために制御装置（４９）を含む、請求
    項１乃至２１のいずれかに記載の駆動機構。
23. 【請求項２３】 制御装置（４９）が、検出装置（１８）からの信号ピーク値を検出するピーク
    値検出器（５４）を含み、検出されたピーク値に応答してモーターに送られるエ
    ネルギーを制御する、請求項２２に記載の駆動機構。
24. 【請求項２４】 作動ユニット（２９）が、両極性電圧パルスを作る信号発生器（４６）を含み
    、回転子（４、２０４）の振動運動の関数として電圧パルスを変調する変調装置
    （５０、５１、５２、５３、４９）が設けられている、請求項１乃至２３のいず
    れか１つに記載の駆動機構。
25. 【請求項２５】 電圧パルスが、回転子（４、２０４）の振幅運動に対して一定の位相関係で発
    生されるように、信号発生器（４６）が作られる、請求項２４に記載の駆動機構
    。
26. 【請求項２６】 制御装置（４９）が、少なくとも１つの可変の直流電圧レベルを生じ、このレ
    ベルは、適当な比較回路（５２、５３）を用いて、信号発生器（５１）によって
    回転子（２、２０４）の信号と同期的に発生した三角信号と比較され、さらに、
    パルス幅変調が、モーターに供給されるエネルギーの変化と制御、ならびに作業
    ユニットの振動幅の制御も行う、請求項２５に記載の駆動機構。
27. 【請求項２７】 周波数制御構成要素が、所定の周波数で、回転子を作動する発振器（４４）を
    含む、請求項１乃至２６のいずれかに記載の駆動機構。
28. 【請求項２８】 周波数制御構成要素が、自己振動フィードバックループを有し、このループは
    特に、検出装置（１８）信号の位相器（４５）、両極性電圧パルスを発生させる
    信号発生器（４６）、モーターを作動する送電ステージ（４７）、およびモータ
    ーに送られる電気エネルギーを制御する制御装置（４９）を含む、請求項１乃至
    ２７のいずれかに記載の駆動機構。
29. 【請求項２９】 シェーバーハウジング（２７）、シェーバーハウジングに対して揺動的なピボ
    ットヘッド（３０）、およびこのピボットヘッド内に配され駆動機構によって駆
    動されるようになっている少なくとも１つのカッターユニット（３２）が設けら
    れ、前記駆動機構がピボットヘッド内に一体化されている、特に請求項１乃至２
    ８のいずれかに記載の駆動機構を備える電気かみそり。
30. 【請求項３０】 回転子（４）の軸が立ち上がって配されている、請求項２９に記載の電気かみ
    そり。
31. 【請求項３１】 回転子（２０４）の軸が横たわって配されている、請求項２９に記載の電気か
    みそり。
32. 【請求項３２】 ２つのカッターユニット（３２）および１つの長髪カッター（３８）がピボッ
    トヘッド内に配され、駆動機構によって駆動される、請求項２９乃至３１のいず
    れかに記載の電気かみそり。