JP3319843B2 - 電動歯ブラシ - Google Patents
電動歯ブラシInfo
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- JP3319843B2 JP3319843B2 JP32546393A JP32546393A JP3319843B2 JP 3319843 B2 JP3319843 B2 JP 3319843B2 JP 32546393 A JP32546393 A JP 32546393A JP 32546393 A JP32546393 A JP 32546393A JP 3319843 B2 JP3319843 B2 JP 3319843B2
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- Japan
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- motor
- control circuit
- electric toothbrush
- circuit
- pwm
- Prior art date
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
- A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
- A61C17/22—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like
- A61C17/221—Control arrangements therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Brushes (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動歯ブラシに関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】電池を電源としてモータを駆動し、この
モータの回転を減速機で減速するとともに回転運動を歯
ブラシの動きに運動変換機構を通じて変換する電動歯ブ
ラシが提供されているが、モータのパワースイッチとし
て機械的スイッチを用いているものにはモータの回転速
度制御を行うものにはなかった。
モータの回転を減速機で減速するとともに回転運動を歯
ブラシの動きに運動変換機構を通じて変換する電動歯ブ
ラシが提供されているが、モータのパワースイッチとし
て機械的スイッチを用いているものにはモータの回転速
度制御を行うものにはなかった。
【０００３】またモータの回転方向の切換を半導体スイ
ッチ素子からなるブリッジ回路を用いた行う電動歯ブラ
シも提供されている。
ッチ素子からなるブリッジ回路を用いた行う電動歯ブラ
シも提供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにモータの
回転方向の切り換えを半導体スイッチ素子からなるブリ
ッジ回路で行うものは、電源を電池で得ている場合、電
源電圧が低いためブリッジ回路の半導体スイッチ素子で
の電圧降下が無視できず、その結果同じトルクを達成す
るためにモータ電圧仕様を下げて電流を流す構成をとる
必要があるが、駆動電流が大きくなるので半導体スイッ
チ素子での電圧降下も更に増して悪循環に陥いるという
問題があった。
回転方向の切り換えを半導体スイッチ素子からなるブリ
ッジ回路で行うものは、電源を電池で得ている場合、電
源電圧が低いためブリッジ回路の半導体スイッチ素子で
の電圧降下が無視できず、その結果同じトルクを達成す
るためにモータ電圧仕様を下げて電流を流す構成をとる
必要があるが、駆動電流が大きくなるので半導体スイッ
チ素子での電圧降下も更に増して悪循環に陥いるという
問題があった。
【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところはモータの回転速度制御を
行う電動歯ブラシにおいて低電圧の電池電源を用いるこ
とができる電動歯ブラシを提供するにある。
ので、その目的とするところはモータの回転速度制御を
行う電動歯ブラシにおいて低電圧の電池電源を用いるこ
とができる電動歯ブラシを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、電
池電源、モータ、減速器、運動変換機構を備えた電動歯
ブラシにおいて、４つの機械式のスイッチで構成される
ブリッジ回路の出力端間にモータを接続し、ブリッジ回
路の対向辺に位置するスイッチ同士をオン／オフするこ
とによりモータへの通電方向を切り換えてモータの回転
方向を切り換えるとともに、電池電源モータの回転速度
を制御する制御素子の通電を上記ブリッジ回路のスイッ
チの接点信号により入／切するものであって、予めプリ
セットされている負荷カーブを上記モータの回転方向の
正逆の方向に応じて設定し、上記負荷カーブとモータ電
流とを比較して上記モータの回転速度を制御する制御回
路を設けたものである。
池電源、モータ、減速器、運動変換機構を備えた電動歯
ブラシにおいて、４つの機械式のスイッチで構成される
ブリッジ回路の出力端間にモータを接続し、ブリッジ回
路の対向辺に位置するスイッチ同士をオン／オフするこ
とによりモータへの通電方向を切り換えてモータの回転
方向を切り換えるとともに、電池電源モータの回転速度
を制御する制御素子の通電を上記ブリッジ回路のスイッ
チの接点信号により入／切するものであって、予めプリ
セットされている負荷カーブを上記モータの回転方向の
正逆の方向に応じて設定し、上記負荷カーブとモータ電
流とを比較して上記モータの回転速度を制御する制御回
路を設けたものである。
【０００７】
【０００８】請求項２の発明では、上記制御素子の駆動
をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回
路はモータ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上
になるとＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与
える基準電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化さ
せる回転数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から
出力させるＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を
制御するものである。
をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回
路はモータ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上
になるとＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与
える基準電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化さ
せる回転数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から
出力させるＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を
制御するものである。
【０００９】請求項３の発明では、上記発生デュティ又
は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けた
ものである。請求項４の発明では、上記モータの停止
後、モータにかかる負荷が無くなったときに段階的にモ
ータの回転速度を上昇させて所定回転速度に戻すように
上記発生デュティ又は発生周波数を段階的に制御する上
記制御回路を設けたものである。
は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けた
ものである。請求項４の発明では、上記モータの停止
後、モータにかかる負荷が無くなったときに段階的にモ
ータの回転速度を上昇させて所定回転速度に戻すように
上記発生デュティ又は発生周波数を段階的に制御する上
記制御回路を設けたものである。
【００１０】請求項５の発明では、上記モータの停止と
動作とを間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたもの
である。請求項６の発明では、上記制御回路は、繰り返
し周期を可変自在とするものである。請求項７の発明で
は、上記制御回路は、繰り返し周期を自動的に可変する
ものである。
動作とを間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたもの
である。請求項６の発明では、上記制御回路は、繰り返
し周期を可変自在とするものである。請求項７の発明で
は、上記制御回路は、繰り返し周期を自動的に可変する
ものである。
【００１１】請求項８の発明では、上記発生デュティ又
は発生周波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流
をサンプリングしてその電流値によりモータにかかる負
荷が設定値以下となったことを検出した時に所定回転速
度に戻すように制御する上記制御回路を設けたものであ
る。請求項９の発明では、モータ起動時からモータ電流
の検出を禁止する一定期間を設定したものである。
は発生周波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流
をサンプリングしてその電流値によりモータにかかる負
荷が設定値以下となったことを検出した時に所定回転速
度に戻すように制御する上記制御回路を設けたものであ
る。請求項９の発明では、モータ起動時からモータ電流
の検出を禁止する一定期間を設定したものである。
【００１２】請求項１０の発明では、上記制御回路は、
スイッチオン時に、上記ＰＷＭ制御回路の動作が安定す
るまで上記制御素子の駆動を遅延させるように上記ＰＷ
Ｍ制御回路を制御する機能を備えたものである。請求項
１１の発明では、上記モータの再起動時からモータ電流
の検出を禁止する一定期間を設定するとともに、該一定
期間後に低速でモータを回転するように制御して負荷の
有無を検出するものである。
スイッチオン時に、上記ＰＷＭ制御回路の動作が安定す
るまで上記制御素子の駆動を遅延させるように上記ＰＷ
Ｍ制御回路を制御する機能を備えたものである。請求項
１１の発明では、上記モータの再起動時からモータ電流
の検出を禁止する一定期間を設定するとともに、該一定
期間後に低速でモータを回転するように制御して負荷の
有無を検出するものである。
【００１３】請求項１２の発明では、上記制御素子の駆
動をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備えるとともに
モータの逆起電圧を抵抗ブリッジで検出する手段を備
え、上記ＰＷＭ制御回路にはモータの逆起電圧を取り込
む誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力と三角波発生回
路から発生させる三角波とを比較して上記逆起電圧が一
定となるようにデュティが制御されたＰＷＭ信号を出力
する手段を備えたものである。
動をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備えるとともに
モータの逆起電圧を抵抗ブリッジで検出する手段を備
え、上記ＰＷＭ制御回路にはモータの逆起電圧を取り込
む誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力と三角波発生回
路から発生させる三角波とを比較して上記逆起電圧が一
定となるようにデュティが制御されたＰＷＭ信号を出力
する手段を備えたものである。
【００１４】請求項１３の発明では、上記制御素子を通
じてモータへパルス電圧を印加するとともに、上記ＰＷ
Ｍ制御回路の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電
圧を入力させる。請求項１４の発明では、上記電池電源
として充電電池を用い、この充電電池の充電中を検出す
る信号があるときには上記制御素子をオフ状態に保持す
るものである。
じてモータへパルス電圧を印加するとともに、上記ＰＷ
Ｍ制御回路の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電
圧を入力させる。請求項１４の発明では、上記電池電源
として充電電池を用い、この充電電池の充電中を検出す
る信号があるときには上記制御素子をオフ状態に保持す
るものである。
【００１５】請求項１５の発明では、充電器と電動歯ブ
ラシ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非
接触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本
体に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を
検出するものである。請求項１６の発明では、上記２次
コイルは上記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねた
ものである。
ラシ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非
接触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本
体に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を
検出するものである。請求項１６の発明では、上記２次
コイルは上記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねた
ものである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明によれば、モータの正逆転切換
と電源スイッチとを兼ねたスイッチが機械的により構成
され、しかも制御素子の通電制御に上記スイッチの接点
信号を用いるため、正逆転切換のドライバ回路が不要と
なり、しかもスイッチにおける電圧降下が殆ど無視でき
るため、低い電圧の電池電源を使用しても電圧降下を考
慮する必要がなく、そのためモータ電圧仕様を使用電源
電圧に対応させることが可能となってモータの消費電流
の低減が図れる上に回路ロスを低減でき、結果コストの
低減や小型化が可能となる。
と電源スイッチとを兼ねたスイッチが機械的により構成
され、しかも制御素子の通電制御に上記スイッチの接点
信号を用いるため、正逆転切換のドライバ回路が不要と
なり、しかもスイッチにおける電圧降下が殆ど無視でき
るため、低い電圧の電池電源を使用しても電圧降下を考
慮する必要がなく、そのためモータ電圧仕様を使用電源
電圧に対応させることが可能となってモータの消費電流
の低減が図れる上に回路ロスを低減でき、結果コストの
低減や小型化が可能となる。
【００１７】更に予めプリセットされている負荷カーブ
を上記モータの回転方向の正逆の方向に応じて設定し、
上記負荷カーブとモータ電流とを比較して上記モータの
回転速度を制御する制御回路を設けたものであるから、
モータの回転方向に対応したモータの回転速度の制御が
できる。
を上記モータの回転方向の正逆の方向に応じて設定し、
上記負荷カーブとモータ電流とを比較して上記モータの
回転速度を制御する制御回路を設けたものであるから、
モータの回転方向に対応したモータの回転速度の制御が
できる。
【００１８】請求項２の発明では、上記制御素子の駆動
をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回
路はモータ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上
になるとＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与
える基準電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化さ
せる回転数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から
出力させるＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を
制御するものであるから、歯磨き圧等の増加による負荷
増大時にモータを停止させる際に歯ブラシの使用者に違
和感が少ない滑らかな停止が行える。
をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回
路はモータ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上
になるとＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与
える基準電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化さ
せる回転数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から
出力させるＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を
制御するものであるから、歯磨き圧等の増加による負荷
増大時にモータを停止させる際に歯ブラシの使用者に違
和感が少ない滑らかな停止が行える。
【００１９】請求項３の発明では、上記発生デュティ又
は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けた
ものであるから、歯ブラシの使用者に違和感を与えるこ
となくより一層滑らかにモータを停止させることができ
る。請求項４の発明では、モータの停止後、モータにか
かる負荷が無くなったときに段階的にモータの回転速度
を上昇させて所定回転速度に戻すように上記発生デュテ
ィ又は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設
けたので、歯ブラシの使用者を驚かすことなく滑らかに
モータの再起動が行える。
は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けた
ものであるから、歯ブラシの使用者に違和感を与えるこ
となくより一層滑らかにモータを停止させることができ
る。請求項４の発明では、モータの停止後、モータにか
かる負荷が無くなったときに段階的にモータの回転速度
を上昇させて所定回転速度に戻すように上記発生デュテ
ィ又は発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設
けたので、歯ブラシの使用者を驚かすことなく滑らかに
モータの再起動が行える。
【００２０】請求項５の発明では、モータの停止と動作
とを間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたので、歯
磨き時にマッサージ効果を持たせることができる。請求
項６の発明では、上記制御回路は、繰り返し周期を可変
自在とするものであるから、上記マッサージ効果を使用
者に合わせることができる。請求項７の発明では、上記
制御回路は、繰り返し周期を自動的に可変するものであ
るから、マッサージ効果を自動的に高めることが可能と
なる。
とを間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたので、歯
磨き時にマッサージ効果を持たせることができる。請求
項６の発明では、上記制御回路は、繰り返し周期を可変
自在とするものであるから、上記マッサージ効果を使用
者に合わせることができる。請求項７の発明では、上記
制御回路は、繰り返し周期を自動的に可変するものであ
るから、マッサージ効果を自動的に高めることが可能と
なる。
【００２１】請求項８の発明では、上記発生デュティ又
は発生周波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流
をサンプリングしてその電流値によりモータにかかる負
荷が設定値以下となったことを検出した時に所定回転速
度に戻すように制御する制御回路を設けたものであるか
ら、停止動作途中から早くモータの回転速度を所定回転
速度に戻したり、或いは復帰過程で負荷が大きくなった
場合に早くモータを停止させることができ、使用者を苛
立せない。
は発生周波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流
をサンプリングしてその電流値によりモータにかかる負
荷が設定値以下となったことを検出した時に所定回転速
度に戻すように制御する制御回路を設けたものであるか
ら、停止動作途中から早くモータの回転速度を所定回転
速度に戻したり、或いは復帰過程で負荷が大きくなった
場合に早くモータを停止させることができ、使用者を苛
立せない。
【００２２】請求項９の発明では、モータ起動時からモ
ータ電流の検出を禁止する一定期間を設定したものであ
るから、モータ起動時に大きなモータ電流が流れても、
負荷増大と見做すことがなく、起動時の誤ったモータ停
止を防止することができる。請求項１０の発明では、上
記制御回路は、スイッチオン時に、ＰＷＭ制御回路の動
作が安定するまで制御素子の駆動を遅延させるようにＰ
ＷＭ制御回路を制御する機能を備えたものであるから、
電源投入時の動作不安定時における誤制御を無くすこと
ができる。
ータ電流の検出を禁止する一定期間を設定したものであ
るから、モータ起動時に大きなモータ電流が流れても、
負荷増大と見做すことがなく、起動時の誤ったモータ停
止を防止することができる。請求項１０の発明では、上
記制御回路は、スイッチオン時に、ＰＷＭ制御回路の動
作が安定するまで制御素子の駆動を遅延させるようにＰ
ＷＭ制御回路を制御する機能を備えたものであるから、
電源投入時の動作不安定時における誤制御を無くすこと
ができる。
【００２３】請求項１１の発明では、モータの再起動時
からモータ電流の検出を禁止する一定期間を設定すると
ともに、該一定期間後に低速でモータを回転するように
制御して負荷の有無を検出するものであるから、歯ブラ
シ使用者を驚かすことなく再起動時が行える。請求項１
２の発明では、制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行うＰＷ
Ｍ制御回路を備えるとともにモータの逆起電圧を抵抗ブ
リッジで検出する手段を備え、ＰＷＭ制御回路にはモー
タの逆起電圧を取り込む誤差増幅器と、この誤差増幅器
の出力と三角波発生回路から発生させる三角波とを比較
して検出逆起電圧が一定となるようにデュティが制御さ
れたＰＷＭ信号を出力する手段を備えたものであるか
ら、電子ガバナ方式の特徴とＰＷＭ制御方式の特徴とが
生かせて、回路構成の小型化と回路ロスの低減化が図れ
る。
からモータ電流の検出を禁止する一定期間を設定すると
ともに、該一定期間後に低速でモータを回転するように
制御して負荷の有無を検出するものであるから、歯ブラ
シ使用者を驚かすことなく再起動時が行える。請求項１
２の発明では、制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行うＰＷ
Ｍ制御回路を備えるとともにモータの逆起電圧を抵抗ブ
リッジで検出する手段を備え、ＰＷＭ制御回路にはモー
タの逆起電圧を取り込む誤差増幅器と、この誤差増幅器
の出力と三角波発生回路から発生させる三角波とを比較
して検出逆起電圧が一定となるようにデュティが制御さ
れたＰＷＭ信号を出力する手段を備えたものであるか
ら、電子ガバナ方式の特徴とＰＷＭ制御方式の特徴とが
生かせて、回路構成の小型化と回路ロスの低減化が図れ
る。
【００２４】請求項１３の発明では、制御素子を通じて
モータへパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回
路の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電圧を入力
させるので、逆起電圧の位相合わせを行うフィルタの小
型化、コストダウンが図れる。請求項１４の発明では、
電池電源として充電電池を用い、この充電電池の充電中
を検出する信号があるときには制御素子をオフ状態に保
持するものであるから、充電式の電動歯ブラシにおいて
スイッチの切り忘れによる充電ミスの防止が図れる。
モータへパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回
路の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電圧を入力
させるので、逆起電圧の位相合わせを行うフィルタの小
型化、コストダウンが図れる。請求項１４の発明では、
電池電源として充電電池を用い、この充電電池の充電中
を検出する信号があるときには制御素子をオフ状態に保
持するものであるから、充電式の電動歯ブラシにおいて
スイッチの切り忘れによる充電ミスの防止が図れる。
【００２５】請求項１５の発明では、充電器と電動歯ブ
ラシ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非
接触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本
体に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を
検出するものであるから、防水構造の電動歯ブラシ本体
の実現が容易となる上に、充電器と電動歯ブラシ本体と
の近接配置のみ充電開始が行え、更に充電時に発生する
電気信号を制御素子のオフ状態を保持するための信号と
して用いるから、充電開始と同時に自動的にモータへの
通電を停止させることができる。
ラシ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非
接触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本
体に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を
検出するものであるから、防水構造の電動歯ブラシ本体
の実現が容易となる上に、充電器と電動歯ブラシ本体と
の近接配置のみ充電開始が行え、更に充電時に発生する
電気信号を制御素子のオフ状態を保持するための信号と
して用いるから、充電開始と同時に自動的にモータへの
通電を停止させることができる。
【００２６】請求項１６の発明では、上記２次コイルは
上記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねたものであ
るから、充電の電力と制御素子をオフ状態にするための
信号取り出しとを同じコイルで兼用できるから、コスト
の低減と小型化とが図れる。
上記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねたものであ
るから、充電の電力と制御素子をオフ状態にするための
信号取り出しとを同じコイルで兼用できるから、コスト
の低減と小型化とが図れる。
【００２７】
【実施例】まず実施例の説明を行う前に、本発明の基本
となる例を図面を参照して説明する。（基本例１）図１
は本基本例の回路構成を示しており、本基本例では、４
つの機械的スイッチＳＷ1 〜ＳＷ4 をブリッジ接続した
ブリッジ回路により直流モータからなるモータＭの正逆
転切換回路１を構成し、この正逆転切換回路１の入力端
間にモータＭの回転速度を制御するための制御素子Ｑ1
を介して電池電源ＶBを接続してある。
となる例を図面を参照して説明する。（基本例１）図１
は本基本例の回路構成を示しており、本基本例では、４
つの機械的スイッチＳＷ1 〜ＳＷ4 をブリッジ接続した
ブリッジ回路により直流モータからなるモータＭの正逆
転切換回路１を構成し、この正逆転切換回路１の入力端
間にモータＭの回転速度を制御するための制御素子Ｑ1
を介して電池電源ＶBを接続してある。
【００２８】正逆転切換回路１を構成する各スイッチＳ
Ｗ1 〜ＳＷ4 の内対向辺に位置するスイッチ同士は同時
に同じ動作を為す連動機能を有するもので、直列に接続
したスイッチＳＷ1 ，ＳＷ3 の接続点と、スイッチＳＷ
4 ，ＳＷ4 の接続点との間に接続してあるモータＭに流
れる電流をスイッチＳＷ1 →モータＭのａ端子→モータ
Ｍのｂ端子→スイッチＳＷ4 と流れる電流Ｉ1 と、スイ
ッチＳＷ2 →モータＭのｂ端子→モータＭのａ端子→ス
イッチＳＷ3 と流れる電流Ｉ2 とに切り換えてモータＭ
を正転／逆転させることができるようになっている。
Ｗ1 〜ＳＷ4 の内対向辺に位置するスイッチ同士は同時
に同じ動作を為す連動機能を有するもので、直列に接続
したスイッチＳＷ1 ，ＳＷ3 の接続点と、スイッチＳＷ
4 ，ＳＷ4 の接続点との間に接続してあるモータＭに流
れる電流をスイッチＳＷ1 →モータＭのａ端子→モータ
Ｍのｂ端子→スイッチＳＷ4 と流れる電流Ｉ1 と、スイ
ッチＳＷ2 →モータＭのｂ端子→モータＭのａ端子→ス
イッチＳＷ3 と流れる電流Ｉ2 とに切り換えてモータＭ
を正転／逆転させることができるようになっている。
【００２９】制御素子Ｑ1 は制御回路２により制御され
るものであって、この制御回路２は制御素子Ｑ1 のベー
ス回路に挿入してあるドライバトランジスタＱ2 をオ
ン、オフする。制御素子Ｑ1 はドライバトランジスタＱ
2 がオンすると、抵抗Ｒ1 ，Ｒ 2 のバイアス回路により
ベースが順バイアスされてオン動作し、このオン動作に
より上記正逆転切換回路１を通じてモータＭを電池電源
ＶBに接続しモータＭを動作させる。
るものであって、この制御回路２は制御素子Ｑ1 のベー
ス回路に挿入してあるドライバトランジスタＱ2 をオ
ン、オフする。制御素子Ｑ1 はドライバトランジスタＱ
2 がオンすると、抵抗Ｒ1 ，Ｒ 2 のバイアス回路により
ベースが順バイアスされてオン動作し、このオン動作に
より上記正逆転切換回路１を通じてモータＭを電池電源
ＶBに接続しモータＭを動作させる。
【００３０】制御回路２はトランジスタＱ3 を介して電
池電源ＶBより電源供給を受けるものであり、トランジ
スタＱ3 はベースを抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 を夫々通じて上記正
逆切換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 の接続点と、ス
イッチＳＷ3 ，ＳＷ4 の接続点とに夫々接続し、スイッ
チＳＷ3 又はＳＷ4 がオンしたときにベース電流がスイ
ッチＳＷ3 又はＳＷ4 を通じて流れてオンし、スイッチ
ＳＷ3 、ＳＷ4 の何れもオフの時にベース電流が遮断さ
れオフするようになっている。
池電源ＶBより電源供給を受けるものであり、トランジ
スタＱ3 はベースを抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 を夫々通じて上記正
逆切換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 の接続点と、ス
イッチＳＷ3 ，ＳＷ4 の接続点とに夫々接続し、スイッ
チＳＷ3 又はＳＷ4 がオンしたときにベース電流がスイ
ッチＳＷ3 又はＳＷ4 を通じて流れてオンし、スイッチ
ＳＷ3 、ＳＷ4 の何れもオフの時にベース電流が遮断さ
れオフするようになっている。
【００３１】つまり正逆転切換回路１のスイッチＳ
Ｗ3 ，ＳＷ4 の接点信号に応じてトランジスタＱ3 がオ
ン／オフして制御回路２への通電を制御するようになっ
ており、結果として制御素子Ｑ1 の通電が正逆転切換回
路１のスイッチＳＷ3 ，ＳＷ4 の接点信号に応じて入／
切されるのである。而して今正逆転切換回路１のスイッ
チＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 をオンさせると、
トランジスタＱ3 がオンして制御回路２には電池電源Ｖ
Bから電源が供給される。制御回路２は電源供給に応じ
て出力を発生し、ドライバトランジスタＱ2 をオンす
る。このドライバトランジスタＱ2 のオンにより制御素
子Ｑ1はベース電流が流れて駆動される。そのため該制
御素子Ｑ1 を通じて正逆転切換回路１に電池電源ＶBが
接続されたモータＭは回転することになる。
Ｗ3 ，ＳＷ4 の接点信号に応じてトランジスタＱ3 がオ
ン／オフして制御回路２への通電を制御するようになっ
ており、結果として制御素子Ｑ1 の通電が正逆転切換回
路１のスイッチＳＷ3 ，ＳＷ4 の接点信号に応じて入／
切されるのである。而して今正逆転切換回路１のスイッ
チＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 をオンさせると、
トランジスタＱ3 がオンして制御回路２には電池電源Ｖ
Bから電源が供給される。制御回路２は電源供給に応じ
て出力を発生し、ドライバトランジスタＱ2 をオンす
る。このドライバトランジスタＱ2 のオンにより制御素
子Ｑ1はベース電流が流れて駆動される。そのため該制
御素子Ｑ1 を通じて正逆転切換回路１に電池電源ＶBが
接続されたモータＭは回転することになる。
【００３２】正逆転切換回路１のオン中のスイッチＳＷ
1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオフされると、トラン
ジスタＱ3 がオフして制御回路２の電源供給が停止し、
結果制御素子Ｑ1 の駆動が停止し、モータＭは回転を停
止する。ここで正逆転切換回路１のスイッチＳＷ1 〜Ｓ
Ｗ4 は機械的スイッチで構成されているため、その電圧
降下は殆ど無視でき、電池電源ＶBとモータＭ間の電圧
降下は制御素子Ｑ1 のエミッタ・コレクタ間の電圧降下
Ｖce分だけとなる。つまりブリッジ回路のスイッチを例
えばトランジスタで構成している場合には制御素子Ｑ1
のエミッタ・コレクタ間の電圧降下Ｖceに二つのトラン
ジスタのエミッタ・コレクタ間の電圧降下Ｖce分が加わ
るが、本基本例の場合にはこの分が加わらないため、電
池電源ＶBの電圧を低くすることができる。また制御回
路２もブリッジ回路のスイッチを構成するトランジスタ
を駆動する必要がないため回路構成を簡素化することが
できる。
1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオフされると、トラン
ジスタＱ3 がオフして制御回路２の電源供給が停止し、
結果制御素子Ｑ1 の駆動が停止し、モータＭは回転を停
止する。ここで正逆転切換回路１のスイッチＳＷ1 〜Ｓ
Ｗ4 は機械的スイッチで構成されているため、その電圧
降下は殆ど無視でき、電池電源ＶBとモータＭ間の電圧
降下は制御素子Ｑ1 のエミッタ・コレクタ間の電圧降下
Ｖce分だけとなる。つまりブリッジ回路のスイッチを例
えばトランジスタで構成している場合には制御素子Ｑ1
のエミッタ・コレクタ間の電圧降下Ｖceに二つのトラン
ジスタのエミッタ・コレクタ間の電圧降下Ｖce分が加わ
るが、本基本例の場合にはこの分が加わらないため、電
池電源ＶBの電圧を低くすることができる。また制御回
路２もブリッジ回路のスイッチを構成するトランジスタ
を駆動する必要がないため回路構成を簡素化することが
できる。
【００３３】以上のように本基本例では正逆転切換を機
械的スイッチにより達成し、且つモータＭの回転速度の
制御等を電子的に行うため、低い電圧の電池電源が使用
でき、しかもモータ消費電流を低減して効率化が図れ、
コストダウンやダウンサイジングすることが可能とな
る。 （基本例２） 図２は本基本例の回路を示しており、本基本例は、モー
タＭの回転方向をモータＭの回転制御にフィードバック
するようにしたものであり、制御回路２は正転信号入力
端ＦＦと、逆転信号入力端ＲＥＷとを有し、正転信号入
力端ＦＦを抵抗Ｒ6 を介してモータＭのｂ端子に、また
逆転信号入力端ＲＥＷを抵抗Ｒ7 を介してモータＭのａ
端子に接続してあり、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 がオンし
てモータＭに正転方向に回転させる電流が流れていると
きにはａ端子の電圧が”Ｈ”となって正転信号が与えら
れ、またスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンしてモータＭに
逆転方向に回転させる電流が流れているときにはｂ端子
の電圧が”Ｈ”となって逆転信号が与えれるようになっ
ている。
械的スイッチにより達成し、且つモータＭの回転速度の
制御等を電子的に行うため、低い電圧の電池電源が使用
でき、しかもモータ消費電流を低減して効率化が図れ、
コストダウンやダウンサイジングすることが可能とな
る。 （基本例２） 図２は本基本例の回路を示しており、本基本例は、モー
タＭの回転方向をモータＭの回転制御にフィードバック
するようにしたものであり、制御回路２は正転信号入力
端ＦＦと、逆転信号入力端ＲＥＷとを有し、正転信号入
力端ＦＦを抵抗Ｒ6 を介してモータＭのｂ端子に、また
逆転信号入力端ＲＥＷを抵抗Ｒ7 を介してモータＭのａ
端子に接続してあり、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 がオンし
てモータＭに正転方向に回転させる電流が流れていると
きにはａ端子の電圧が”Ｈ”となって正転信号が与えら
れ、またスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンしてモータＭに
逆転方向に回転させる電流が流れているときにはｂ端子
の電圧が”Ｈ”となって逆転信号が与えれるようになっ
ている。
【００３４】而して制御回路２は正転信号が入力してい
る時と、逆転信号が入力している時とで制御素子Ｑ1 の
制御条件を変えてモータＭの速度制御を行うのである。
以上の基本例１，２に基づいて以下に本発明の実施例を
説明する。 （実施例１） 本実施例は基本例２の回路に加えて、図３に示すように
モータＭに流れるモータ電流を抵抗Ｒ5 で電圧に変換
し、この電圧値を増幅器３で増幅したのち、制御回路２
のＡ／Ｄ変換端子に入力する回路を設け、且つ制御回路
２には正転信号、逆転信号に夫々対応するトルクとモー
タ電流の関係特性を示す負荷カーブＦＦ，ＲＥＷ（図４
に示す）をプリセットする機能と、上記Ａ／Ｄ変換端子
に入力する電圧をデジタル値に変換してモータ電流値を
検出する電流検出機能と、入力する信号によって選択し
た上記負荷カーブと、検出電流値とを比較して所定トル
クＴ１に対応する電流値が検出された場合にドライバト
ランジスタＱ2 をオフする比較機能とを設けてある。
る時と、逆転信号が入力している時とで制御素子Ｑ1 の
制御条件を変えてモータＭの速度制御を行うのである。
以上の基本例１，２に基づいて以下に本発明の実施例を
説明する。 （実施例１） 本実施例は基本例２の回路に加えて、図３に示すように
モータＭに流れるモータ電流を抵抗Ｒ5 で電圧に変換
し、この電圧値を増幅器３で増幅したのち、制御回路２
のＡ／Ｄ変換端子に入力する回路を設け、且つ制御回路
２には正転信号、逆転信号に夫々対応するトルクとモー
タ電流の関係特性を示す負荷カーブＦＦ，ＲＥＷ（図４
に示す）をプリセットする機能と、上記Ａ／Ｄ変換端子
に入力する電圧をデジタル値に変換してモータ電流値を
検出する電流検出機能と、入力する信号によって選択し
た上記負荷カーブと、検出電流値とを比較して所定トル
クＴ１に対応する電流値が検出された場合にドライバト
ランジスタＱ2 をオフする比較機能とを設けてある。
【００３５】而して本実施例ではモータＭの回転方向に
応じて制御回路２では負荷カーブＦＦ又はＲＥＷを選択
し、その関係特性と検出電流値とを比較して、一定トル
クＴ１に対応する電流値Ｉ0 が検出されると、つまり歯
磨き圧が一定値に達するとドライバトランジスタＱ2 を
オフさせて制御素子Ｑ1 の駆動を停止し、モータＭの回
転を停止させる。
応じて制御回路２では負荷カーブＦＦ又はＲＥＷを選択
し、その関係特性と検出電流値とを比較して、一定トル
クＴ１に対応する電流値Ｉ0 が検出されると、つまり歯
磨き圧が一定値に達するとドライバトランジスタＱ2 を
オフさせて制御素子Ｑ1 の駆動を停止し、モータＭの回
転を停止させる。
【００３６】（実施例２） 本実施例は制御素子Ｑ1 をＰＷＭ制御してモータＭの回
転速度制御を行うものであり、図５に示すように制御素
子Ｑ1 はＰＷＭ制御回路４のＰＷＭ信号により、オンオ
フ駆動されるようになっている。ＰＷＭ制御回路４は安
定化回路４０と、三角波発生回路４１と、コンパレータ
４２と、出力用トランジスタＱ4 とで構成され、安定化
回路４０は電池電源ＶBにトランジスタＱ3 を介して電
源供給を受けて一定電圧を発生させるようになってい
る。この一定電圧はモータの回転速度を調整する可変抵
抗器ＶＲにより分圧され、コンパレータ４２の基準電圧
Ｖref となる。コンパレータ４２は三角波発生回路４１
から出力される図６（ａ）に示す三角波と基準電圧Ｖre
f とを比較し、図６（ｂ）に示すように基準電圧Ｖref
を三角波のレベルを越えない期間に”Ｈ”の出力を、越
える期間に”Ｌ”の出力を発生させ、この出力で出力用
トランジスタＱ4 をオンオフする。このコンパレータ４
２の動作は制御回路２のＤＴ端子の出力ＤＴが”Ｌ”の
ときに行われ、”Ｈ”のときには停止するようになって
いる。
転速度制御を行うものであり、図５に示すように制御素
子Ｑ1 はＰＷＭ制御回路４のＰＷＭ信号により、オンオ
フ駆動されるようになっている。ＰＷＭ制御回路４は安
定化回路４０と、三角波発生回路４１と、コンパレータ
４２と、出力用トランジスタＱ4 とで構成され、安定化
回路４０は電池電源ＶBにトランジスタＱ3 を介して電
源供給を受けて一定電圧を発生させるようになってい
る。この一定電圧はモータの回転速度を調整する可変抵
抗器ＶＲにより分圧され、コンパレータ４２の基準電圧
Ｖref となる。コンパレータ４２は三角波発生回路４１
から出力される図６（ａ）に示す三角波と基準電圧Ｖre
f とを比較し、図６（ｂ）に示すように基準電圧Ｖref
を三角波のレベルを越えない期間に”Ｈ”の出力を、越
える期間に”Ｌ”の出力を発生させ、この出力で出力用
トランジスタＱ4 をオンオフする。このコンパレータ４
２の動作は制御回路２のＤＴ端子の出力ＤＴが”Ｌ”の
ときに行われ、”Ｈ”のときには停止するようになって
いる。
【００３７】制御回路２は基本例２と同様に正逆点切換
回路１と電池電源ＶBとの間に挿入してある抵抗Ｒ5 の
両端電圧を増幅する増幅器３の出力をＡ／Ｄ端子から取
り込んでＡ／Ｄ変換することによりモータ電流値を検出
する機能と、”Ｈ”レベルに通常吊り上げているＦＦ端
子、ＲＥＷ端子が正逆転切換回路１のスイッチＳＷ3又
はＳＷ4 のオン操作によって”Ｌ”レベルとなることに
より、電源オン操作の検出と同時に回転方向の検出を行
い、電源オン操作検出時に上記トランジスタＱ3 をオン
駆動するためにＳＴ端子を”Ｌ”する機能と、上述した
負荷カーブＦＦ又はＲＥＷを選択し、選択された負荷カ
ーブＦＦ又はＲＥＷと検出モータ電流値とを比較して一
定トルクＴ１に対応するモータ電流Ｉ0 が検知されると
出力ＤＴを”Ｌ”から”Ｈ”に切り換える機能とを備え
ている。
回路１と電池電源ＶBとの間に挿入してある抵抗Ｒ5 の
両端電圧を増幅する増幅器３の出力をＡ／Ｄ端子から取
り込んでＡ／Ｄ変換することによりモータ電流値を検出
する機能と、”Ｈ”レベルに通常吊り上げているＦＦ端
子、ＲＥＷ端子が正逆転切換回路１のスイッチＳＷ3又
はＳＷ4 のオン操作によって”Ｌ”レベルとなることに
より、電源オン操作の検出と同時に回転方向の検出を行
い、電源オン操作検出時に上記トランジスタＱ3 をオン
駆動するためにＳＴ端子を”Ｌ”する機能と、上述した
負荷カーブＦＦ又はＲＥＷを選択し、選択された負荷カ
ーブＦＦ又はＲＥＷと検出モータ電流値とを比較して一
定トルクＴ１に対応するモータ電流Ｉ0 が検知されると
出力ＤＴを”Ｌ”から”Ｈ”に切り換える機能とを備え
ている。
【００３８】而して電池電源ＶBが接続されている状態
で、且つ正逆転切換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 及
びＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンされていない状態では制御回路
２のＦＦ端子、ＲＥＷ端子が共に”Ｈ”であるため、制
御回路２はＳＴ端子を”Ｈ”とし、ＤＴ端子の出力ＤＴ
を”Ｌ”としている。つまりトランジスタＱ3 がオフで
あるためＰＷＭ制御回路４に電源が供給されず、制御素
子Ｑ1 は駆動されない状態にある。
で、且つ正逆転切換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 及
びＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンされていない状態では制御回路
２のＦＦ端子、ＲＥＷ端子が共に”Ｈ”であるため、制
御回路２はＳＴ端子を”Ｈ”とし、ＤＴ端子の出力ＤＴ
を”Ｌ”としている。つまりトランジスタＱ3 がオフで
あるためＰＷＭ制御回路４に電源が供給されず、制御素
子Ｑ1 は駆動されない状態にある。
【００３９】次に正逆転切換回路１のスイッチＳＷ1 ，
ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンされると、ＦＦ端子又
はＲＥＷ端子がスイッチＳＷ4 又はＳＷ3 を通じてグラ
ンドに接続され、そのため”Ｌ”となる。制御回路２は
ＦＦ端子又はＲＥＷ端子のいずれかが”Ｌ”となると電
源オン操作が為されたと判断してＳＴ端子を”Ｌ”と
し、また”Ｌ”となった端子によりモータＭの回転方向
を検出してその回転方向に応じたトルクとモータ電流の
関係特性ＦＦ又はＲＥＷを選択設定する。
ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンされると、ＦＦ端子又
はＲＥＷ端子がスイッチＳＷ4 又はＳＷ3 を通じてグラ
ンドに接続され、そのため”Ｌ”となる。制御回路２は
ＦＦ端子又はＲＥＷ端子のいずれかが”Ｌ”となると電
源オン操作が為されたと判断してＳＴ端子を”Ｌ”と
し、また”Ｌ”となった端子によりモータＭの回転方向
を検出してその回転方向に応じたトルクとモータ電流の
関係特性ＦＦ又はＲＥＷを選択設定する。
【００４０】制御回路２のＳＴ端子が”Ｌ”となると、
トランジスタＱ3 にベース電流が流れてトランジスタＱ
3 はオンする。このオンにより増幅器３及びＰＷＭ制御
回路４の安定化回路４０にはトランジスタＱ3 を通じて
電池電源ＶBが接続されて、増幅器３及びＰＷＭ制御回
路４が動作を開始する。ここで電源オン時は歯磨きを開
始する前であるため、モータＭには大きな負荷がかかっ
ておらず、そのため検出モータ電流値は選択設定されて
いる関係特性の所定トルクＴ１に対応する電流Ｉ0 より
小さいため、制御回路２は出力ＤＴを”Ｌ”に保持す
る。そのためＰＷＭ制御回路４のコンパレータ４２は基
準電圧Ｖref と三角波発生回路４１からの三角波のレベ
ルとを比較し、図６（ｂ）に示すＰＷＭ信号を発生する
ことになる。このＰＷＭ信号によりトランジスタＱ4 を
オンオフし、制御素子Ｑ1 を駆動する。この制御素子Ｑ
1 の駆動によりＰＷＭ制御されたパルス電圧が正逆転切
換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又ＳＷ2 ，ＳＷ3を
通じてモータＭに印加されてモータＭの回転速度が制御
される。
トランジスタＱ3 にベース電流が流れてトランジスタＱ
3 はオンする。このオンにより増幅器３及びＰＷＭ制御
回路４の安定化回路４０にはトランジスタＱ3 を通じて
電池電源ＶBが接続されて、増幅器３及びＰＷＭ制御回
路４が動作を開始する。ここで電源オン時は歯磨きを開
始する前であるため、モータＭには大きな負荷がかかっ
ておらず、そのため検出モータ電流値は選択設定されて
いる関係特性の所定トルクＴ１に対応する電流Ｉ0 より
小さいため、制御回路２は出力ＤＴを”Ｌ”に保持す
る。そのためＰＷＭ制御回路４のコンパレータ４２は基
準電圧Ｖref と三角波発生回路４１からの三角波のレベ
ルとを比較し、図６（ｂ）に示すＰＷＭ信号を発生する
ことになる。このＰＷＭ信号によりトランジスタＱ4 を
オンオフし、制御素子Ｑ1 を駆動する。この制御素子Ｑ
1 の駆動によりＰＷＭ制御されたパルス電圧が正逆転切
換回路１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又ＳＷ2 ，ＳＷ3を
通じてモータＭに印加されてモータＭの回転速度が制御
される。
【００４１】歯磨き圧が大きくなって所定トルクに対応
するモータ電流が検出されると制御回路２は出力ＤＴを
図６（ａ）に示すように”Ｌ”から”Ｈ”に反転させ、
ＰＷＭ制御回路４のコンパレータ４２の出力を止める。
ここでトルク制御がかかったときに出力ＤＴをＰＷＭ制
御回路２のキャリア周波数よりも遅い周波数で発振させ
てモータＭの回転を徐々に遅くしながら停止に至るよう
にすれば歯ブラシの使用者に違和感がない滑らかな停止
感を与えることができることになる。 この様な制御は
上記の方法以外にＰＷＭ制御回路４の電源供給を制御す
る制御回路２のＳＴ端子の出力の制御や、回転速度設定
部である基準電圧Ｖref を変化させることでも行え、更
に上記出力ＤＴの発生周波数の周期の他にディティを変
化させることも可能である。
するモータ電流が検出されると制御回路２は出力ＤＴを
図６（ａ）に示すように”Ｌ”から”Ｈ”に反転させ、
ＰＷＭ制御回路４のコンパレータ４２の出力を止める。
ここでトルク制御がかかったときに出力ＤＴをＰＷＭ制
御回路２のキャリア周波数よりも遅い周波数で発振させ
てモータＭの回転を徐々に遅くしながら停止に至るよう
にすれば歯ブラシの使用者に違和感がない滑らかな停止
感を与えることができることになる。 この様な制御は
上記の方法以外にＰＷＭ制御回路４の電源供給を制御す
る制御回路２のＳＴ端子の出力の制御や、回転速度設定
部である基準電圧Ｖref を変化させることでも行え、更
に上記出力ＤＴの発生周波数の周期の他にディティを変
化させることも可能である。
【００４２】（実施例３） 本実施例は、図７に示すように制御回路２の出力ＤＴを
発振させるとき、その周期やデュティを段階的に切り換
えてモータＭの回転速度を段階的に遅くするようにして
滑らかな停止感を与えるようにするとともに、モータＭ
の停止後、負荷が無くなってモータＭを再度回転させる
場合に段階的に回転速度を上げるように出力ＤＴを発振
させるようにして、滑らかなスタート感をも得るように
したものである。
発振させるとき、その周期やデュティを段階的に切り換
えてモータＭの回転速度を段階的に遅くするようにして
滑らかな停止感を与えるようにするとともに、モータＭ
の停止後、負荷が無くなってモータＭを再度回転させる
場合に段階的に回転速度を上げるように出力ＤＴを発振
させるようにして、滑らかなスタート感をも得るように
したものである。
【００４３】（実施例４） 本実施例は、上記のように制御回路２の出力ＤＴを発振
させるとき、図８（ａ）（ｂ）に示すようにその周期を
遅くしたりデュティの幅を換えて間歇的にすることによ
り、歯茎に対するマッサージ効果を持たせるようにした
ものである。尚周期やデュティを可変する際、１／ｆ揺
らぎやファジイ制御等を採用して自動的にすることによ
りマッサージ効果をより高めることも可能である。
させるとき、図８（ａ）（ｂ）に示すようにその周期を
遅くしたりデュティの幅を換えて間歇的にすることによ
り、歯茎に対するマッサージ効果を持たせるようにした
ものである。尚周期やデュティを可変する際、１／ｆ揺
らぎやファジイ制御等を採用して自動的にすることによ
りマッサージ効果をより高めることも可能である。
【００４４】（実施例５） 上記実施例２では歯磨き圧等の増加により一定トルクＴ
１に対応するモータ電流Ｉ0 が検出されたときにモータ
Ｍの回転速度を徐々に下げて停止させるのであるが、本
実施例ではモータＭの回転速度を低下させている途中で
一定トルクＴ１以下になったときに、図９に示すように
段階的にモータＭの回転速度を上昇させて設定回転速度
までに戻すように制御回路２が検出モータ電流値に対応
させて出力ＤＴを制御する。尚停止後の再起動時にモー
タＭの回転速度を段階的に上昇させていく場合にも一定
トルクＴ１に対応するモータ電流値Ｉ0 を検出した時に
はその時点から段階的にモータＭの回転速度を低下させ
るように出力ＤＴを制御するにしても良い。
１に対応するモータ電流Ｉ0 が検出されたときにモータ
Ｍの回転速度を徐々に下げて停止させるのであるが、本
実施例ではモータＭの回転速度を低下させている途中で
一定トルクＴ１以下になったときに、図９に示すように
段階的にモータＭの回転速度を上昇させて設定回転速度
までに戻すように制御回路２が検出モータ電流値に対応
させて出力ＤＴを制御する。尚停止後の再起動時にモー
タＭの回転速度を段階的に上昇させていく場合にも一定
トルクＴ１に対応するモータ電流値Ｉ0 を検出した時に
はその時点から段階的にモータＭの回転速度を低下させ
るように出力ＤＴを制御するにしても良い。
【００４５】このようにすることによって、早くモータ
Ｍの回動速度を設定回転速度に戻すことができたり、あ
るいは停止させたりすることが可能となり、使用者を苛
立たせない効果が得られる。尚上記実施例１乃至実施例
４のように制御回路２においてモータＭの電流値が予め
設定される電流値Ｉ0 に達したときにモータＭの回転を
停止させる方向に制御を行うものでは、正逆転切換回路
１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 の投入
時にモータＭに流れる起動電流値が上記電流値Ｉ0 を越
えてしまって、モータＭを停止させる方向の制御が行わ
れる恐れがあるため、増幅器３の出力をＡ／Ｄ変換して
モータ電流値をサンプリングする動作を起動時に禁止す
る期間を設定するように制御回路２の動作プログラムを
設定しても良い。また禁止期間の設定でなく、起動電流
の大きさで規制するようにしても良い。
Ｍの回動速度を設定回転速度に戻すことができたり、あ
るいは停止させたりすることが可能となり、使用者を苛
立たせない効果が得られる。尚上記実施例１乃至実施例
４のように制御回路２においてモータＭの電流値が予め
設定される電流値Ｉ0 に達したときにモータＭの回転を
停止させる方向に制御を行うものでは、正逆転切換回路
１のスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 の投入
時にモータＭに流れる起動電流値が上記電流値Ｉ0 を越
えてしまって、モータＭを停止させる方向の制御が行わ
れる恐れがあるため、増幅器３の出力をＡ／Ｄ変換して
モータ電流値をサンプリングする動作を起動時に禁止す
る期間を設定するように制御回路２の動作プログラムを
設定しても良い。また禁止期間の設定でなく、起動電流
の大きさで規制するようにしても良い。
【００４６】（実施例６） 電動歯ブラシでは使用歯ブラシを変えることができるた
め、歯ブラシの形状や機構が変化し、無負荷時のトルク
が変わることがある。この無負荷時のトルクをモータＭ
を停止させるための閾値となる一定トルクＴ１（モータ
電流値Ｉ0 ）を設定する際に加味するようにしたものが
本実施例であり、その具体回路は図１０に示すように実
施例２の回路と基本的には同じもので、上記機能を制御
回路２に持たせている。
め、歯ブラシの形状や機構が変化し、無負荷時のトルク
が変わることがある。この無負荷時のトルクをモータＭ
を停止させるための閾値となる一定トルクＴ１（モータ
電流値Ｉ0 ）を設定する際に加味するようにしたものが
本実施例であり、その具体回路は図１０に示すように実
施例２の回路と基本的には同じもので、上記機能を制御
回路２に持たせている。
【００４７】ところで電動歯ブラシを使用する場合、大
多数の人はスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4又はＳＷ2 、ＳＷ3
の操作後、直ぐに歯磨を開始する。そのため上記のよう
に無負荷時のトルクに対応する無負荷時のモータ電流を
検出することができる期間はモータＭの起動直後の僅か
の時間しかない。またモータＭの起動時に制御回路２の
動作が安定していないと、上記のようにモータ電流のサ
ンプリングを禁止する期間を設けていても過渡現象が長
く続きバウンティング等が起きると本来の無負荷電流よ
り低い値を検知してしまい、制御に悪影響を与える可能
性がある。
多数の人はスイッチＳＷ1 ，ＳＷ4又はＳＷ2 、ＳＷ3
の操作後、直ぐに歯磨を開始する。そのため上記のよう
に無負荷時のトルクに対応する無負荷時のモータ電流を
検出することができる期間はモータＭの起動直後の僅か
の時間しかない。またモータＭの起動時に制御回路２の
動作が安定していないと、上記のようにモータ電流のサ
ンプリングを禁止する期間を設けていても過渡現象が長
く続きバウンティング等が起きると本来の無負荷電流よ
り低い値を検知してしまい、制御に悪影響を与える可能
性がある。
【００４８】そこで本実施例では、スイッチＳＷ1 ，Ｓ
Ｗ4 又はＳＷ2 、ＳＷ3 の操作があるとまず制御回路２
は実施例２と同様にＳＴ端子の出力を”Ｈ”から”Ｌ”
にしてＰＷＭ制御回路４及び増幅器３に電源を供給し、
その後出力ＤＴを”Ｈ”から”Ｌ”に切り換えて、ＰＷ
Ｍ制御回路４のコンパレータ４２からＰＷＭ信号を発生
させるようにしてある。つまり基準電圧Ｖref と三角波
発生回路４１の動作が安定したから、制御素子Ｑ1 を駆
動してモータＭを動作させ、起動時の過度現象時間を最
低限に抑えている。尚ＰＷＭ制御回路４の動作が安定し
たかどうかの判定はＰＷＭ制御回路４の電源電圧や、基
準電圧Ｖref の情報を制御回路２の別のＡ／Ｄ端子を介
してフィードバックしても良く、また予め計測された時
間に基づいて上記出力ＤＴの反転のタイミングを設定し
ても良い。
Ｗ4 又はＳＷ2 、ＳＷ3 の操作があるとまず制御回路２
は実施例２と同様にＳＴ端子の出力を”Ｈ”から”Ｌ”
にしてＰＷＭ制御回路４及び増幅器３に電源を供給し、
その後出力ＤＴを”Ｈ”から”Ｌ”に切り換えて、ＰＷ
Ｍ制御回路４のコンパレータ４２からＰＷＭ信号を発生
させるようにしてある。つまり基準電圧Ｖref と三角波
発生回路４１の動作が安定したから、制御素子Ｑ1 を駆
動してモータＭを動作させ、起動時の過度現象時間を最
低限に抑えている。尚ＰＷＭ制御回路４の動作が安定し
たかどうかの判定はＰＷＭ制御回路４の電源電圧や、基
準電圧Ｖref の情報を制御回路２の別のＡ／Ｄ端子を介
してフィードバックしても良く、また予め計測された時
間に基づいて上記出力ＤＴの反転のタイミングを設定し
ても良い。
【００４９】本実施例では以上のようにして無負荷時の
トルクを無負荷時のモータ電流を検出することにより、
トルク制御の際の閾値となる一定トルクＴ１の設定に加
味しているため、歯ブラシが変わっても適正なモータＭ
の回転速度の制御が行えるのである。 （実施例７） 上記各実施例では歯磨き圧が一定値以上に達したときに
モータＭの回転を停止させ、停止後モータＭを再起動さ
せ、その時の歯磨き圧が一定値より小さい場合には設定
速度でのモータＭの回転を保持すれば良いが、再起動時
に急に回転させると口の中で負荷をかけているので、使
用者がびっくりするという事態を招くことがある。その
ため本実施例では図１１に示すように回転速度設定の基
準電圧Ｖref を接続しているＰＷＭ制御回路４のＦＢ端
子を制御回路２のＳＬ端子に抵抗Ｒ8 を介して接続し、
制御回路２はモータＭを再起動させる際にＳＬ端子を”
Ｌ”にしてＰＷＭ制御回路４に与える基準電圧Ｖref を
低くし、つまりモータＭの回転速度を下げるように基準
電圧Ｖref を低下させ、急な回転速度の上昇により使用
者を驚かすという事態を避けるようにしてある。またこ
のようにすることにより電動歯ブラシの制御の欠点であ
るモータＭの停止、起動の繰り返しによる不快感を取り
除くことができる。
トルクを無負荷時のモータ電流を検出することにより、
トルク制御の際の閾値となる一定トルクＴ１の設定に加
味しているため、歯ブラシが変わっても適正なモータＭ
の回転速度の制御が行えるのである。 （実施例７） 上記各実施例では歯磨き圧が一定値以上に達したときに
モータＭの回転を停止させ、停止後モータＭを再起動さ
せ、その時の歯磨き圧が一定値より小さい場合には設定
速度でのモータＭの回転を保持すれば良いが、再起動時
に急に回転させると口の中で負荷をかけているので、使
用者がびっくりするという事態を招くことがある。その
ため本実施例では図１１に示すように回転速度設定の基
準電圧Ｖref を接続しているＰＷＭ制御回路４のＦＢ端
子を制御回路２のＳＬ端子に抵抗Ｒ8 を介して接続し、
制御回路２はモータＭを再起動させる際にＳＬ端子を”
Ｌ”にしてＰＷＭ制御回路４に与える基準電圧Ｖref を
低くし、つまりモータＭの回転速度を下げるように基準
電圧Ｖref を低下させ、急な回転速度の上昇により使用
者を驚かすという事態を避けるようにしてある。またこ
のようにすることにより電動歯ブラシの制御の欠点であ
るモータＭの停止、起動の繰り返しによる不快感を取り
除くことができる。
【００５０】（実施例８） 従来小型モータの回転速度を一定に制御する場合電子ガ
バナ方式が良く採用されているが、この方式は回路を簡
素化する点で非常に有効で、電動歯ブラシのように細い
形状のものに搭載するのには好都合であるが、制御素子
をシリーズで動作させるため、発熱が大きいという問題
がある。そのためモータ電流が大きい電動歯ブラシには
このような電子ガバナ方式が採用できなかった。
バナ方式が良く採用されているが、この方式は回路を簡
素化する点で非常に有効で、電動歯ブラシのように細い
形状のものに搭載するのには好都合であるが、制御素子
をシリーズで動作させるため、発熱が大きいという問題
がある。そのためモータ電流が大きい電動歯ブラシには
このような電子ガバナ方式が採用できなかった。
【００５１】本実施例では実施例２乃至７に用いたＰＷ
Ｍ制御方式とこの電子ガバナ方式とを併用し、モータＭ
の回転速度を一定に制御するとともに、しかも小型化と
低損失化を図ったものである。図１２は本実施例の回路
を示しており、本実施例ではモータＭに発生する逆起電
圧を取り出し、この逆起電圧が一定になるようにモータ
電流を制御することによりモータＭの回転速度を一定に
保持するようになっている。
Ｍ制御方式とこの電子ガバナ方式とを併用し、モータＭ
の回転速度を一定に制御するとともに、しかも小型化と
低損失化を図ったものである。図１２は本実施例の回路
を示しており、本実施例ではモータＭに発生する逆起電
圧を取り出し、この逆起電圧が一定になるようにモータ
電流を制御することによりモータＭの回転速度を一定に
保持するようになっている。
【００５２】つまりモータＭの回転時には、モータ電流
をＩＭとすると、モータＭの両端にはＥＭ＝Ｒａ・ＩＭ
＋ＥＧという電圧が発生する。この電圧ＥＭに含まれる
電圧ＥＧが上記の逆起電圧であり、この逆起電圧ＥＧを
抵抗Ｒ5 ，モータＭの内部抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒ10，Ｒ11
の抵抗ブリッジ回路により抽出してＰＷＭ制御回路４に
設けた誤差増幅器４３に取り込むようになっている。こ
こで抵抗Ｒ5 、Ｒ10と、内部抵抗Ｒａと抵抗Ｒ11の抵抗
比率を同じに設定し、ＰＷＭ制御回路４の誤差増幅器４
３に入力される電圧を通常は平衡に保ち、逆起電圧ＥＧ
成分を誤差増幅器４３に出力するようにしている。モー
タＭの回転速度は基準電圧Ｖref を可変抵抗器ＶＲの調
整により変化させて逆起電圧ＥＧに加減にすることによ
り調節することができるようになっている。
をＩＭとすると、モータＭの両端にはＥＭ＝Ｒａ・ＩＭ
＋ＥＧという電圧が発生する。この電圧ＥＭに含まれる
電圧ＥＧが上記の逆起電圧であり、この逆起電圧ＥＧを
抵抗Ｒ5 ，モータＭの内部抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒ10，Ｒ11
の抵抗ブリッジ回路により抽出してＰＷＭ制御回路４に
設けた誤差増幅器４３に取り込むようになっている。こ
こで抵抗Ｒ5 、Ｒ10と、内部抵抗Ｒａと抵抗Ｒ11の抵抗
比率を同じに設定し、ＰＷＭ制御回路４の誤差増幅器４
３に入力される電圧を通常は平衡に保ち、逆起電圧ＥＧ
成分を誤差増幅器４３に出力するようにしている。モー
タＭの回転速度は基準電圧Ｖref を可変抵抗器ＶＲの調
整により変化させて逆起電圧ＥＧに加減にすることによ
り調節することができるようになっている。
【００５３】ＰＷＭ制御回路４では誤差増幅器４３の出
力と三角波発生回路４１の三角波のレベルとを比較して
ＰＷＭ信号を作成し、上記実施例２乃至７と同様に制御
素子Ｑ1 を駆動するようになっている。このとき誤差増
幅器４３の入力電圧はパルスとなり原理的には逆起電圧
ＥＧを取り出すことができるが、実施例では抵抗Ｒ12、
抵抗Ｒ13、コンデンサＣ2 により構成されるフィルタで
±の入力電圧の位相合わせを行っている。通常のＰＷＭ
制御の場合には制御素子の後ろにＬＣフィルタを使用す
るが、本実施例では小型化と、コストダウンのためと、
電動歯ブラシのノイズの影響が小さいという理由で、上
記のようなフィルタを採用している。
力と三角波発生回路４１の三角波のレベルとを比較して
ＰＷＭ信号を作成し、上記実施例２乃至７と同様に制御
素子Ｑ1 を駆動するようになっている。このとき誤差増
幅器４３の入力電圧はパルスとなり原理的には逆起電圧
ＥＧを取り出すことができるが、実施例では抵抗Ｒ12、
抵抗Ｒ13、コンデンサＣ2 により構成されるフィルタで
±の入力電圧の位相合わせを行っている。通常のＰＷＭ
制御の場合には制御素子の後ろにＬＣフィルタを使用す
るが、本実施例では小型化と、コストダウンのためと、
電動歯ブラシのノイズの影響が小さいという理由で、上
記のようなフィルタを採用している。
【００５４】尚制御回路２によるモータＭの回転停止制
御や、電源オン操作による電源供給動作、更に正逆回転
方向の検出による動作等は実施例２乃至７に準ずるため
説明は省略する。 （実施例９） 上記各実施例では電池電源ＶBを用いているが、電動歯
ブラシのように毎日使用するものでは充電式のものが多
い。しかし充電電池の電池容量を使い切ってしまった場
合動作しないため、使用者がモータの電源スイッチを入
れたまま充電電池を充電しようとする場合がある。この
場合充電電流がモータに流れて充電電池の充電が行え
ず、充電が完了したと思って使用しようとすると充電電
池には全く充電されていないという場合が多かった。そ
こで機械的なスイッチやリードスイッチ等を用いられて
きたが、機械的スイッチの場合は歯ブラシの特異な構造
からみてみて防水への対応が難しく、又リードスイッチ
を用いた場合には落下に対する信頼性等に問題があっ
た。本実施例ではモータＭの制御系の回路には基本例１
と同様な回路を採用し、電池電源ＶBとして充電電池を
採用したものであるが、充電器５側と電動歯ブラシ本体
６に分離して、電動歯ブラシ本体６側には充電器５側に
設けた１次コイルＬ1 と非接触で電磁結合する２次コイ
ルＬ2 を備えており、充電器５に電動歯ブラシを近接配
置した場合に、商用電源で充電器５の１次コイルＬ1 に
発生する磁束が２次コイルＬ2 に鎖交して２次コイルＬ
2 に出力を発生させ、その２次出力を整流器ＲＥＦで整
流して充電電池ＶBを充電するようになっている。また
上記２次出力をダイオードＤ0 で半波整流し、コンデン
サＣ0 で平滑した電圧を制御回路２への電源供給を行う
ためのトランジスタＱ3 のベースに接続している。
御や、電源オン操作による電源供給動作、更に正逆回転
方向の検出による動作等は実施例２乃至７に準ずるため
説明は省略する。 （実施例９） 上記各実施例では電池電源ＶBを用いているが、電動歯
ブラシのように毎日使用するものでは充電式のものが多
い。しかし充電電池の電池容量を使い切ってしまった場
合動作しないため、使用者がモータの電源スイッチを入
れたまま充電電池を充電しようとする場合がある。この
場合充電電流がモータに流れて充電電池の充電が行え
ず、充電が完了したと思って使用しようとすると充電電
池には全く充電されていないという場合が多かった。そ
こで機械的なスイッチやリードスイッチ等を用いられて
きたが、機械的スイッチの場合は歯ブラシの特異な構造
からみてみて防水への対応が難しく、又リードスイッチ
を用いた場合には落下に対する信頼性等に問題があっ
た。本実施例ではモータＭの制御系の回路には基本例１
と同様な回路を採用し、電池電源ＶBとして充電電池を
採用したものであるが、充電器５側と電動歯ブラシ本体
６に分離して、電動歯ブラシ本体６側には充電器５側に
設けた１次コイルＬ1 と非接触で電磁結合する２次コイ
ルＬ2 を備えており、充電器５に電動歯ブラシを近接配
置した場合に、商用電源で充電器５の１次コイルＬ1 に
発生する磁束が２次コイルＬ2 に鎖交して２次コイルＬ
2 に出力を発生させ、その２次出力を整流器ＲＥＦで整
流して充電電池ＶBを充電するようになっている。また
上記２次出力をダイオードＤ0 で半波整流し、コンデン
サＣ0 で平滑した電圧を制御回路２への電源供給を行う
ためのトランジスタＱ3 のベースに接続している。
【００５５】而して本実施例では正逆転切換回路１のス
イッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンしてい
る状態で充電を行っても上記抵抗Ｒ9 と抵抗Ｒ4 又はＲ
3 とでコンデンサＣ1 の両端電圧を分圧した電圧をトラ
ンジスタＱ3 のベースに印加してベース電圧を０．６Ｖ
以上に保持することにより逆バイアスをかけ、オフ状態
を維持するようになっている。
イッチＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオンしてい
る状態で充電を行っても上記抵抗Ｒ9 と抵抗Ｒ4 又はＲ
3 とでコンデンサＣ1 の両端電圧を分圧した電圧をトラ
ンジスタＱ3 のベースに印加してベース電圧を０．６Ｖ
以上に保持することにより逆バイアスをかけ、オフ状態
を維持するようになっている。
【００５６】つまり抵抗Ｒ9 と抵抗Ｒ3 又はＲ4 との抵
抗比を上記のように逆バイアスがかかるように設定して
おり、充電電池２の充電中にはたとえスイッチＳＷ1 ，
ＳＷ 4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオン操作されていてもトラ
ンジスタＱ3 をオフ状態に保持して制御回路２への電源
供給を止めて制御素子Ｑ1 を通じてモータＭへ充電電流
が流れるのを抑止している。この際抵抗Ｒ9 と抵抗Ｒ4
又はＲ3 とを通じてモータＭに流れる電流は充電電流と
比較すると殆ど影響のない値で設定できるため、スイッ
チＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 の切り忘れがあっ
ても充電電池Ｖ Bを充電することができることになる。
抗比を上記のように逆バイアスがかかるように設定して
おり、充電電池２の充電中にはたとえスイッチＳＷ1 ，
ＳＷ 4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 がオン操作されていてもトラ
ンジスタＱ3 をオフ状態に保持して制御回路２への電源
供給を止めて制御素子Ｑ1 を通じてモータＭへ充電電流
が流れるのを抑止している。この際抵抗Ｒ9 と抵抗Ｒ4
又はＲ3 とを通じてモータＭに流れる電流は充電電流と
比較すると殆ど影響のない値で設定できるため、スイッ
チＳＷ1 ，ＳＷ4 又はＳＷ2 ，ＳＷ3 の切り忘れがあっ
ても充電電池Ｖ Bを充電することができることになる。
【００５７】尚制御回路２の動作は基本例１と同じであ
るから説明は省略する。
るから説明は省略する。
【００５８】
【発明の効果】請求項１の発明は、モータの正逆転切換
と電源スイッチとを兼ねたスイッチが機械的により構成
され、しかも制御素子の通電制御に上記スイッチの接点
信号を用いるため、正逆転切換のドライバ回路が不要と
なり、しかもスイッチにおける電圧降下が殆ど無視でき
るため、低い電圧の電池電源を使用しても電圧降下を考
慮する必要が無く、そのためモータ電圧仕様を使用電源
電圧に対応させることが可能となってモータの消費電流
の低減が図れる上に回路ロスを低減でき、結果コストの
低減や小型化が可能となるという効果がある。また予め
プリセットされている負荷カーブを上記モータの回転方
向の正逆の方向に応じて設定し、上記負荷カーブとモー
タ電流とを比較して上記モータの回転速度を制御する制
御回路を設けたものであるから、モータの回転方向に対
応した負荷カーブに基づいて、モータの回転速度の制御
ができるという効果がある。
と電源スイッチとを兼ねたスイッチが機械的により構成
され、しかも制御素子の通電制御に上記スイッチの接点
信号を用いるため、正逆転切換のドライバ回路が不要と
なり、しかもスイッチにおける電圧降下が殆ど無視でき
るため、低い電圧の電池電源を使用しても電圧降下を考
慮する必要が無く、そのためモータ電圧仕様を使用電源
電圧に対応させることが可能となってモータの消費電流
の低減が図れる上に回路ロスを低減でき、結果コストの
低減や小型化が可能となるという効果がある。また予め
プリセットされている負荷カーブを上記モータの回転方
向の正逆の方向に応じて設定し、上記負荷カーブとモー
タ電流とを比較して上記モータの回転速度を制御する制
御回路を設けたものであるから、モータの回転方向に対
応した負荷カーブに基づいて、モータの回転速度の制御
ができるという効果がある。
【００５９】
【００６０】請求項２の発明は、御素子の駆動をＰＷＭ
信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回路はモー
タ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上になると
ＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与える基準
電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化させる回転
数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から出力させ
るＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を制御する
ものであるから、歯磨き圧等の増加による負荷増大時に
モータを停止させ際、歯ブラシの使用者に違和感を与え
ることのないように滑らかな停止が行えるという効果が
ある。
信号で行うＰＷＭ制御回路を備え、上記制御回路はモー
タ電流から検出する負荷の大きさが一定値以上になると
ＰＷＭ制御回路の電源又はＰＷＭ制御回路に与える基準
電圧を調整してＰＷＭ信号のデュティを変化させる回転
数設定部を制御し若しくはＰＷＭ制御回路から出力させ
るＰＷＭ信号の発生デュティ又は発生周波数を制御する
ものであるから、歯磨き圧等の増加による負荷増大時に
モータを停止させ際、歯ブラシの使用者に違和感を与え
ることのないように滑らかな停止が行えるという効果が
ある。
【００６１】請求項３の発明は、上記発生デュティ又は
発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けたも
のであるから、歯ブラシの使用者に違和感を与えること
なくより一層滑らかにモータを停止させることができる
という効果がある。請求項４の発明は、モータの停止
後、モータにかかる負荷が無くなったときに段階的にモ
ータの回転速度を上昇させて所定回転速度に戻すように
上記発生デュティ又は発生周波数を段階的に制御する上
記制御回路を設けたので、歯ブラシの使用者を驚かすこ
となく滑らかにモータの再起動が行えるという効果があ
る。
発生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けたも
のであるから、歯ブラシの使用者に違和感を与えること
なくより一層滑らかにモータを停止させることができる
という効果がある。請求項４の発明は、モータの停止
後、モータにかかる負荷が無くなったときに段階的にモ
ータの回転速度を上昇させて所定回転速度に戻すように
上記発生デュティ又は発生周波数を段階的に制御する上
記制御回路を設けたので、歯ブラシの使用者を驚かすこ
となく滑らかにモータの再起動が行えるという効果があ
る。
【００６２】請求項５の発明は、モータの停止と動作と
を間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたので、歯磨
き時にマッサージ効果を持たせることができるという効
果がある。請求項６の発明は、上記制御回路は、繰り返
し周期を可変自在とするものであるから、上記マッサー
ジ効果を使用者に合わせることができるという効果があ
る。
を間歇的に繰り返して行う制御回路を設けたので、歯磨
き時にマッサージ効果を持たせることができるという効
果がある。請求項６の発明は、上記制御回路は、繰り返
し周期を可変自在とするものであるから、上記マッサー
ジ効果を使用者に合わせることができるという効果があ
る。
【００６３】請求項７の発明は、上記制御回路は、繰り
返し周期を自動的に可変するものであるから、マッサー
ジ効果を自動的に高めることが可能となるという効果が
ある。請求項８の発明は、上記発生デュティ又は発生周
波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流をサンプ
リングしてその電流値によりモータにかかる負荷が設定
値以下となったことを検出した時に所定回転速度に戻す
ように制御する制御回路を設けたものであるから、停止
動作途中から早くモータの回転速度を一定回転速度に戻
したり、或いは復帰過程で負荷が大きくなった場合に早
くモータを停止させることができ、使用者を苛立せない
という効果がある。
返し周期を自動的に可変するものであるから、マッサー
ジ効果を自動的に高めることが可能となるという効果が
ある。請求項８の発明は、上記発生デュティ又は発生周
波数を段階的に変化させる途中で、モータ電流をサンプ
リングしてその電流値によりモータにかかる負荷が設定
値以下となったことを検出した時に所定回転速度に戻す
ように制御する制御回路を設けたものであるから、停止
動作途中から早くモータの回転速度を一定回転速度に戻
したり、或いは復帰過程で負荷が大きくなった場合に早
くモータを停止させることができ、使用者を苛立せない
という効果がある。
【００６４】請求項９の発明は、モータ起動時からモー
タ電流の検出を禁止する一定期間を設定したものである
から、モータ起動時に大きなモータ電流が流れても、負
荷増大と見做すことがなく、起動時の誤ったモータ停止
を防止することができるという効果がある。請求項１０
の発明は、上記制御回路は、スイッチオン時に、ＰＷＭ
制御回路の動作が安定するまで制御素子の駆動を遅延さ
せるようにＰＷＭ制御回路を制御する機能を備えたもの
であるから、電源投入時の動作不安定時における誤制御
を無くすことができるという効果がある。
タ電流の検出を禁止する一定期間を設定したものである
から、モータ起動時に大きなモータ電流が流れても、負
荷増大と見做すことがなく、起動時の誤ったモータ停止
を防止することができるという効果がある。請求項１０
の発明は、上記制御回路は、スイッチオン時に、ＰＷＭ
制御回路の動作が安定するまで制御素子の駆動を遅延さ
せるようにＰＷＭ制御回路を制御する機能を備えたもの
であるから、電源投入時の動作不安定時における誤制御
を無くすことができるという効果がある。
【００６５】請求項１１の発明は、モータの再起動時か
らモータ電流の検出を禁止する一定期間を設定するとと
もに、該一定期間後に低速でモータを回転するように制
御して負荷の有無を検出するものであるから、歯ブラシ
使用者を驚かすことなく再起動時が行えるという効果が
ある。請求項１２の発明は、モータ回転速度を制御する
制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備
えるとともにモータの逆起電圧を抵抗ブリッジで検出す
る手段を備え、ＰＷＭ制御回路にはモータの逆起電圧を
取り込む誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力と三角波
発生回路から発生させる三角波とを比較して検出逆起電
圧が一定となるようにデュティが制御されたＰＷＭ信号
を出力する手段を備えたものであるから、電子ガバナ方
式の特徴とＰＷＭ制御方式の特徴とが生かせて、回路構
成の小型化と回路ロスの低減化が図れるという効果があ
る。へパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回路
の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電圧を入力さ
せるという効果がある。
らモータ電流の検出を禁止する一定期間を設定するとと
もに、該一定期間後に低速でモータを回転するように制
御して負荷の有無を検出するものであるから、歯ブラシ
使用者を驚かすことなく再起動時が行えるという効果が
ある。請求項１２の発明は、モータ回転速度を制御する
制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行うＰＷＭ制御回路を備
えるとともにモータの逆起電圧を抵抗ブリッジで検出す
る手段を備え、ＰＷＭ制御回路にはモータの逆起電圧を
取り込む誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力と三角波
発生回路から発生させる三角波とを比較して検出逆起電
圧が一定となるようにデュティが制御されたＰＷＭ信号
を出力する手段を備えたものであるから、電子ガバナ方
式の特徴とＰＷＭ制御方式の特徴とが生かせて、回路構
成の小型化と回路ロスの低減化が図れるという効果があ
る。へパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回路
の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電圧を入力さ
せるという効果がある。
【００６６】請求項１３の発明は、制御素子を通じてモ
ータへパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回路
の誤差増幅器にフィルタを介して逆起電圧を入力させる
ので、逆起電圧の位相合わせを行うフィルタの小型化、
コストダウンが図れるという効果がある。請求項１４の
発明は、電池電源として充電電池を用い、この充電電池
の充電中を検出する信号があるときには制御素子をオフ
状態に保持するものであるから、充電式の電動歯ブラシ
においてスイッチの切り忘れによる充電ミスの防止が図
れるという効果がある。
ータへパルス電圧を印加するとともに、ＰＷＭ制御回路
の誤差増幅器にフィルタを介して逆起電圧を入力させる
ので、逆起電圧の位相合わせを行うフィルタの小型化、
コストダウンが図れるという効果がある。請求項１４の
発明は、電池電源として充電電池を用い、この充電電池
の充電中を検出する信号があるときには制御素子をオフ
状態に保持するものであるから、充電式の電動歯ブラシ
においてスイッチの切り忘れによる充電ミスの防止が図
れるという効果がある。
【００６７】請求項１５の発明は、充電器と電動歯ブラ
シ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非接
触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本体
に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を検
出するものであるから、防水構造の電動歯ブラシ本体の
実現が容易となる上に、充電器と電動歯ブラシ本体との
近接配置のみで充電が行え、更に充電時に発生する電気
信号を制御素子のオフ状態を保持するための信号として
用いるから、充電開始と同時に自動的にモータへの通電
を停止させることができるという効果がある。
シ本体とを分離し、充電器側に設けた１次コイルに非接
触で電磁気的に結合する２次コイルを電動歯ブラシ本体
に設け、この２次コイルに誘起される電圧で充電中を検
出するものであるから、防水構造の電動歯ブラシ本体の
実現が容易となる上に、充電器と電動歯ブラシ本体との
近接配置のみで充電が行え、更に充電時に発生する電気
信号を制御素子のオフ状態を保持するための信号として
用いるから、充電開始と同時に自動的にモータへの通電
を停止させることができるという効果がある。
【００６８】請求項１６の発明は、上記２次コイルは上
記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねたものである
から、充電の電力と制御素子をオフ状態にするための信
号取り出しとを同じコイルで兼用できるから、コストの
低減と小型化とが図れるという効果がある。
記充電電池を充電する充電用コイルを兼ねたものである
から、充電の電力と制御素子をオフ状態にするための信
号取り出しとを同じコイルで兼用できるから、コストの
低減と小型化とが図れるという効果がある。
【図１】本発明の基本例１の回路図である。
【図２】本発明の基本例２の回路図である。
【図３】本発明の実施例１の回路図である。
【図４】同上で使用するトルク−モータ電流関係特性図
である。
である。
【図５】本発明の実施例２の回路図である。
【図６】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図７】本発明の実施例３の動作説明図である。
【図８】本発明の実施例４の動作説明用タイミングチャ
ートである。
ートである。
【図９】本発明の実施例５の動作説明図である。
【図１０】本発明の実施例６の回路図である。
【図１１】本発明の実施例７の回路図である。
【図１２】本発明の実施例８の回路図である。
【図１３】本発明の実施例９の回路図である。
１ 正逆転切換回路 ２ 制御回路 ＳＷ1 〜ＳＷ4 スイッチ Ｑ1 制御素子 Ｑ2 ドライバトランジスタ Ｑ3 トランジスタ ＶB 電池電源 Ｍ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A46B 13/00 - 13/02 H02P 7/06 H02P 7/29
Claims (16)
- 【請求項１】電池電源、モータ、減速器、運動変換機構
を備えた電動歯ブラシにおいて、４つの機械式のスイッ
チで構成されるブリッジ回路の出力端間にモータを接続
し、ブリッジ回路の対向辺に位置するスイッチ同士をオ
ン／オフすることによりモータへの通電方向を切り換え
てモータの回転方向を切り換えるとともに、電池電源モ
ータの回転速度を制御する制御素子の通電を上記ブリッ
ジ回路のスイッチの接点信号により入／切するものであ
って、予めプリセットされている負荷カーブを上記モー
タの回転方向の正逆の方向に応じて設定し、上記負荷カ
ーブとモータ電流とを比較して上記モータの回転速度を
制御する制御回路を設けたことを特徴とする電動歯ブラ
シ。 - 【請求項２】上記制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行うＰ
ＷＭ制御回路を備え、上記制御回路はモータ電流から検
出する負荷の大きさが一定値以上になるとＰＷＭ制御回
路の電源又はＰＷＭ制御回路に与える基準電圧を調整し
てＰＷＭ信号のデュティを変化させる回転数設定部を制
御し若しくはＰＷＭ制御回路から出力させるＰＷＭ信号
の発生デュティ又は発生周波数を制御することを特徴と
する請求項１記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項３】上記発生デュティ又は発生周波数を段階的
に制御する上記制御回路を設けたことを特徴とする請求
項２記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項４】上記モータの停止後、モータにかかる負荷
が無くなったときに段階的にモータの回転速度を上昇さ
せて所定回転速度に戻すように上記発生デュティ又は発
生周波数を段階的に制御する上記制御回路を設けたこと
を特徴とする請求項２記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項５】上記モータの停止と動作とを間歇的に繰り
返して行う制御回路を設けたことを特徴とする請求項２
記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項６】上記制御回路は、繰り返し周期を可変自在
とすることを特徴とする請求項５記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項７】上記制御回路は、繰り返し周期を自動的に
可変することを特徴とする請求項６記載の電動歯ブラ
シ。 - 【請求項８】上記発生デュティ又は発生周波数を段階的
に変化させる途中で、モ ータ電流をサンプリングしてそ
の電流値によりモータにかかる負荷が設定値以下となっ
たことを検出した時にモータの回転速度を所定回転速度
に戻すように制御する上記制御回路を設けたことを特徴
とする請求項２記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項９】モータ起動時からモータ電流の検出を禁止
する一定期間を設定したことを特徴とする請求項１記載
の電動歯ブラシ。 - 【請求項１０】上記制御回路は、スイッチオン時に、上
記ＰＷＭ制御回路の動作が安定するまで上記制御素子の
駆動を遅延させるように上記ＰＷＭ制御回路を制御する
機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動歯ブ
ラシ。 - 【請求項１１】上記モータの再起動時からモータ電流の
検出を禁止する一定期間を設定するとともに、該一定期
間後に低速でモータを回転するように制御して負荷の有
無を検出することを特徴とする請求項１０記載の電動歯
ブラシ。 - 【請求項１２】上記制御素子の駆動をＰＷＭ信号で行う
ＰＷＭ制御回路を備えるとともにモータの逆起電圧を抵
抗ブリッジで検出する手段を備え、上記ＰＷＭ制御回路
にはモータの逆起電圧を取り込む誤差増幅器と、この誤
差増幅器の出力と三角波発生回路から発生させる三角波
とを比較して上記逆起電圧が一定となるようにデュティ
が制御されたＰＷＭ信号を出力する手段を備えたことを
特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項１３】上記駆動させる制御素子を通じてモータ
へパルス電圧を印加するとともに、上記ＰＷＭ制御回路
の誤差増幅器にフィルタを介して上記逆起電圧を入力さ
せることを特徴とする請求項１２記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項１４】上記電池電源として充電電池を用い、こ
の充電電池の充電中を検出する信号があるときには上記
制御素子をオフ状態に保持することを特徴とする請求項
１の電動歯ブラシ。 - 【請求項１５】充電器と電動歯ブラシ本体とを分離し、
充電器側に設けた１次コイルに非接触で電磁気的に結合
する２次コイルを電動歯ブラシ本体に設け、この２次コ
イルに誘起される電圧で充電中を検出することを特徴と
する請求項１４記載の電動歯ブラシ。 - 【請求項１６】上記２次コイルは上記充電電池を充電す
る充電用コイルを兼ねたものであることを特徴とする請
求項１５記載の電動歯ブラシ。
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