JP4681788B2 - 電池の放電状態を検出する検出手段を有する電池式装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、駆動モータと、電池と、電池の放電状態を検出する検出手段と、シグナリング手段とを有する消費者製品市場用の電池式装置に関わる。
【０００２】
このような装置は、欧州特許第０６０５４３８号から公知である。上記文書は、電池の所定の放電状態に達した後に電池容量表示がゼロに設定され、駆動モータの回転速度が連続的に又は段階的にゼロに低下するよう構成される電池式電気かみそりを開示する。モータの回転速度が制御されて低下することは、電池が放電し過ぎることを防止し、シェービングセッション中にかみそりがひげにとどまることを防止する。
【０００３】
公知の装置は、電池が空であることをユーザに警告するためにモータ速度が比較的速く低下するといった欠点を有する。つまり、原則として電池が実際はシェービングセッションを終えるに十分な充電を有する場合でも通常、既に進行中のシェービングセッションを終えることはできない。
【０００４】
シェービングセッションが一旦始まると終えられないことはユーザにとって不都合となることは明らかである。ユーザは、電池の充電が減った結果かみそりがオフにされることを示されていないため、シェービングセッションのやむを得ない終了によって不意を討たれ、又は、ユーザがこれを既に経験した場合、実際必要となる前に電池を再充電する傾向がある。これは、電池にダメージを与える場合がある。
【０００５】
この結果、電池の所定の充電状態に達した後、電池式装置を制御してオフにする、ユーザによって信頼性があると体験された改善された方法が必要である。
【０００６】
これを実現するためには、本発明によると、冒頭段落に記載したタイプの電池式装置は、電池の所定の第１の放電状態に達したとき、電池の第２の放電状態に達するまで制御された方法で電池を放電するために検出手段によってアクティブにされる放電手段によって特徴付けられる。
【０００７】
本発明は、添付の図面を参照して以下により詳細に説明する。
【０００８】
図１、図２、及び、図３は、２つの電池放電曲線１及び２の例を夫々示す。以降「電池」といった用語は、「蓄電池」を意味すると理解する。
【０００９】
曲線は、消費された電池充電ｄＱに対してプロットされる電池電圧Ｖ_ｂａｔを表わす。ｄＱ_ｂａｔは、放電電流と時間の積（Ｉ×ｔ）によって決定される。１００％乃至０％の範囲が横軸にプロットされる。この範囲は、最低限の補償された電池容量を表わす。放電状態Ｑ_０では、電池は完全に充電され、電圧Ｖ_ｂａｔは最大である。
【００１０】
放電状態Ｑ_ＢＬＩは、補償された使用期間が経過、又は、最低限の補償された電池容量が使用された状態である。この瞬間ではまだある残留容量があるが、この容量は電池によって異なる。図１、図２、及び図３に示す例では、放電状態Ｑ_ＢＬＩにおける曲線１の電池は、曲線２の電池よりもより大きい残留容量を有する。しかしながら、全ての電池の放電状態Ｑ_ＢＬＩにおけるその寿命は、電池電圧がＶ_ｍｉｎに減少するまで駆動される装置の動作を持続させるのに十分な残留容量を有する。放電状態Ｑ_ＢＬＩは、装置がＢＬＩ信号を生成する状態でもあり、このとき装置がこのようなシグナリングを特徴付けるとする。ＢＬＩは、「Battery Low Indication（低電池表示）」を意味する。ＢＬＩ信号は、ディスプレイ、ＬＥＤ、又は、ブザーを用いて与えられ得る。
【００１１】
ＢＬＩ信号は、電池が充電されるべきことを示す。しかしながら、この瞬間では電池はまだ完全には消耗されてなく、かみそりの場合、まだ何回かのシェービングセッションに使用することができる。しかしながら、ＢＬＩ信号の後シェービングセッションが後何回可能かを予測することはできない。
【００１２】
ユーザには非現実的に思えるが、残留する充電量が電池の容量全体の相当部分となり得るため、電池はＢＬＩ信号の幾らか後に制御された方法で放電される。従って、残留容量は、ユーザのために所定の最大値に効果的に制限される。放電は、通常２４時間後である次のシェービングセッションには略消耗されているような速度で行われる。つまり、電池電圧は、最低限の作動電圧Ｖ_ｍｉｎよりもまだ僅かに上である値Ｖ_２まで減少される。制御された放電が始まる瞬間は、以下により詳細に説明するように様々な方法で決定され得る。
【００１３】
全ての場合において、制御された放電は、レベルＶ_２に達するまで進められる。レベルＶ_２は、装置がまだ機能するが、その後の使用中、例えば、後続するシェービングセッション中装置がもはや正確に作動しない可能性が非常に高いことがユーザには明らかであるよう選択されることが好ましい。これは、かみそりに関して、放電処理が２４時間よりも好ましくは短いことを意味する。
【００１４】
図１、図２、及び、図３において、矢印Ｒ_１及びＲ_２は、曲線１及び２の電池に対するＢＬＩ信号の後に利用できる残留容量を示す。ここではレベルＶ_ｍｉｎに達したと仮定する。
【００１５】
図４は、上記の通り、制御された電池放電の方法を実現することができる電子回路の例を示す図である。電池はＢ_１と称される。電池は、モータＭへの電源及び電子回路への電源の両方を供給する。回路は、オン／オフスイッチＳを有し、このスイッチは、例えば、マイクロ制御器でもよい集積回路ＩＣ_１を介してモータＭと直列に配置され、従って、モータＭをオン及びオフにすることができるトランジスタＴ_２、例えば、ＭＯＳＦＥＴをオン及びオフにすることができる。
【００１６】
回路ＩＣ_１は、抵抗器Ｒ_１及びＲ_３を有する電圧分割器を介して電池電圧を測定し、Ｒ_１とＲ_３との間のタップは回路ＩＣ_１中のアナログ‐ディジタル変換器の入力ＡＤＣ−ｉｎに接続される。ツェナーダイオードＤ_１は、回路ＩＣ_１の入力ＡＤＣ−ｒｅｆ、及び、電流制限抵抗器Ｒ_２に接続される。ツェナーダイオードＤ_１は、回路ＩＣ_１のアナログ‐ディジタル変換器に基準電圧を供給する。
【００１７】
本例では、回路ＩＣ_１は、例えば、ユーザが知覚できる光学又は音響ＢＬＩ信号を生成し得る任意のシグナリング装置Ｄに更に接続される。振動形アラームも可能である。電池充電器はＢＣと称される。
【００１８】
更に、回路ＩＣ_１によってオンにされ得る放電回路が示され、この放電回路はトランジスタＴ_１、ＩＣ_１の出力とトランジスタＴ_１のベースとの間にあるベース抵抗器Ｒ_４、及び、コレクタ抵抗器Ｒ_５を含む。所望の場合、抵抗器Ｒ_４及びトランジスタＴ_１は集積回路ＩＣ_１に含まれてもよい。前述から明らかなとおり、回路ＩＣ_１はＢＬＩ点に達するとＢＬＩ信号を生成するようシグナリング装置Ｄを作動するために構成される。この目的のために、ＢＬＩ点は任意の公知の及び／又は適切な方法で決定され得る。例えば、ＢＬＩ点は、最低限の補償された使用期間が経過した瞬間として定義されてもよい。別の可能性は、電池の最低限の補償された充電が使い切られた瞬間としてＢＬＩ点を定義することである。上記のように又は別の方法で決定されるＢＬＩ点に達すると、本発明による制御された放電処理が始められ、放電回路は、トランジスタＴ_１が伝導される点でオンにされる。既に述べた通り、放電処理の始点は、電池が近い将来消耗することがユーザに警告されるようＢＬＩ信号が表れた幾らか後であることが好ましい。
【００１９】
制御された放電の始点は、様々な方法で決定され得る。例えば、放電は、ＢＬＩ点の後に所定の時間を終えると始められ得る。図１は、夫々の始まりの瞬間Ｓ１又はＳ２がＢＬＩ点の後の使用期間の数、即ち、かみそりの場合所定の数のシェービングセッションである方法を示す。本文脈では、シェービングセッションは、装置が所定の期間、例えば、３０分内に一回以上装置がオン／オフにされる全てのシーケンスであると理解する。そりセッションの数は、図１中Ｘで示される。Ｘは、例えば、２である。
【００２０】
シェービングセッション中に消費される充電がシェービングセッションによって、及び、人によって異なり得るため、制御された放電後の始点の位置も異なり得る。図１は、２つの可能な始点Ｓ１及びＳ２を示す。実際には、Ｘのシェービングセッションが実現され得ない場合がかなりあることに注意する。図１は、低い残留容量Ｒ２を電池が有し、比較的大量の充電をシェービングセッションが要する場合、始点Ｓ２は、特徴２と電圧レベルＶ_ｍｉｎとの交点を超えたところにある。
【００２１】
図２は、ＢＬＩ点の後に決まった所定量の充電ΔＱが消費された瞬間に始点Ｓ２がある方法を示す。充電ΔＱは、例えば、関連する電池形の所与の割合の最低限に補償された充電でもよい。始点Ｓから始められる制御された放電は、電圧レベルＶ_２に達するまで続けられる。曲線１及び２に対する制御された放電範囲は、図２中Ｄ_１及びＤ_２によって示される。
【００２２】
図３は、ＢＬＩ点における電圧Ｖ_ＢＬＩよりも下にある電圧Ｖ_１まで所定量ΔＶだけ電池電圧が減少するとすぐに制御された放電が始まる方法を示す。残留容量Ｒ_２が少ない電池に関して、制御された放電は点Ｓ_２で始まる。残留容量Ｒ_１が大きい電池に関して、制御された放電が点Ｓ_１で始まる。
【００２３】
電圧レベルＶ_２に達するとトランジスタＴ_１が再びにオフにされ、その結果、装置は次の使用期間中まだ使用され得るが電池が充電されるべきことがユーザには明らかとなる。これは、所望の場合、例えば、特別なシグナリング特徴によって強調されてもよい。シグナリング装置は、例えば、赤及び緑のＬＥＤを有してもよく、この場合緑ＬＥＤが最初に点り、一つ以上の赤ＬＥＤはレベルＶ_２に達すると点る。
【００２４】
上記に加えて様々な変更態様が考えられることに注意する。上記説明は、電気かみそりにおける本発明の使用に主として向けられる。しかしながら、本発明は、他の電池式装置における使用にも同様に好適である。更に、記載した機能を同じにして電子回路が変更されてもよい。更に、ＢＬＩ点は、様々な公知の方法で決定され得、制御された放電処理の始まりを決定する更なる可能性がある。例えば、図３中の電圧Ｖ_１は、無負荷電池電圧に基づいて決定され得る。このような変更態様は、本発明の範囲内であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 例によって２つの電池放電曲線を示し、放電手段を制御する第１の例を示す図である。
【図２】 放電手段を制御する第２の例を図１と同様の方法で示す図である。
【図３】 放電手段を制御する第３の例を図１及び図２と同様の方法で示す図である。
【図４】 本発明を実現し得る電気回路の例の回路図である。

Claims (10)

1. 電池と、
   上記電池の放電状態を検出する検出手段と、
   電池式装置のユーザーに知覚可能な信号であって、上記電池の上記放電状態を表示する信号を生成するシグナリング手段とを有する電池式装置であって、
   上記シグナリング手段は、最低限の補償された電池容量が使用されたことを表示する低電池表示信号を生成することができ、且つ
   当該電池式装置は、前記検出手段によって上記低電池表示信号の生成後上記電池の所定の第１の放電状態に達した時点でアクティブにされ、上記電池の所定の第２の放電状態に達するまで制御された方法で上記電池を放電する放電手段を含む、ことを特徴とする電池式装置。
2. 上記電池の上記制御された放電は、上記低電池表示信号の生成から所定の期間の間当該電池式装置が使用された時点で開始される、ことを特徴とする請求項１記載の電池式装置。
3. 上記電池の上記制御された放電は、上記低電池表示信号の生成から当該電池式装置が所定の電荷量を消費した時点で開始される、ことを特徴とする請求項１記載の電池式装置。
4. 上記低電池表示信号は、上記電池が所定の第１電圧レベルを有するときに生成され、上記電池の上記制御された放電は、上記電池が所定の第２電圧レベルを有するときに開始され、上記所定の第２電圧レベルは、上記所定の第１電圧レベルを下回る所定レベルにある、ことを特徴とする請求項１記載の電池式装置。
5. 上記低電池表示信号は、上記電池が所定の基準電圧を有するときに生成され、上記電池の上記制御された放電は、上記電池が、無負荷状態で、上記所定の基準電圧を下回る所定値である電圧を有する時点で開始される、ことを特徴とする請求項１記載の電池式装置。
6. 上記所定の第１の放電状態で、上記電池は第１電圧レベルにあり、上記所定の第２の放電状態で、上記電池は上記第１電圧レベルを下回る所定の第２電圧レベルにある、ことを特徴とする請求項１記載の電池式装置。
7. 上記所定の第２の電圧レベルは、当該電池式装置が依然として短時間機能することができるほど上記電池の最低限の動作電圧を上回る、ことを特徴とする請求項６記載の電池式装置。
8. 上記シグナリング手段は、上記最低限の補償された容量が消費されたイベント、上記所定の第１の放電状態に達したイベント、上記所定の第２の放電状態に達したイベントの少なくとも一つにシグナリングするよう作動される、ことを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか一項記載の電池式装置。
9. 上記所定の第１の放電状態及び上記所定の第２の放電状態に達したことを検出する検出回路を含み、上記電池を放電する放電回路を含む電子回路装置によって特徴付けられ、
   上記放電回路は、上記所定の第１の放電状態に達したときアクティブにされ、上記所定の第２の放電状態に達したときディアクティブにされる、ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の電池式装置。
10. 電気かみそりであり、上記制御された放電は２４時間未満の時間を要する、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の電池式装置。

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