JP5688559B2 - 電気かみそりおよびその制御装置 - Google Patents
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Description
〔1〕本発明の一形態に従う電気かみそりの制御装置は、刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する電気かみそりの制御装置であって、所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合と比較して前記第1の磁性ブロックの速度を高い速度に設定する。
〔2〕前記電気かみそりの制御装置の一形態は、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合と比較して前記第1の磁性ブロックに関する振幅の目標値を高い値に設定することにより、前記第1の磁性ブロックの速度を高い速度に設定する。
〔3〕前記電気かみそりの制御装置の一形態は、前記第1の磁性ブロックに供給する駆動電流の周波数を前記リニアアクチュエータの機械的な共振周波数に同期させたまま前記第1の磁性ブロックに関する振幅の目標値を高い値に設定する。
〔4〕本発明の一形態に従う電気かみそりの制御装置は、刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する電気かみそりの制御装置であって、所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、負荷が小さい、髭が薄い、または、髭の本数が少ないと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流の電流量を減少させ、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷が大きい、髭が濃い、または、髭の本数が多いと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流の電流量を増加させる。
〔5〕本発明の一形態に従う電気かみそりの制御装置は、刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する電気かみそりの制御装置であって、所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、安定性が高いフィードバック制御により前記第1の磁性ブロックを制御し、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷の変動に対する応答性が高いフィードバック制御により前記第1の磁性ブロックを制御する。
〔6〕本発明の一形態に従う電気かみそりの制御装置は、刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する電気かみそりの制御装置であって、所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、負荷の変動が発生しにくいと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流を制御するためのフィードバックループのループ利得を減少させ、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷の変動が発生しやすいと判定し、前記フィードバックループのループ利得を増加させる。
〔7〕前記電気かみそりの制御装置の一形態は、前記所定時間内において前記振幅が閾値以下の大きさを取る回数に基づいて負荷の大きさ、または、髭の太さを判定する。
〔8〕本発明の一形態に従う電気かみそりは、前記制御装置を備える。
〔9〕本発明の一形態に従う電気かみそりは、刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータと、前記第1の磁性ブロックの変位、速度、および、加速度のうちの少なくとも1つを検出値として検出する検出手段と、前記検出値の時間的変化に応じて負荷の大きさを判定し、判定した結果に応じて前記第1の磁性ブロックの制御方法を変化させる制御装置とを備え、前記制御装置は前記検出値が閾値以下の大きさを取る回数に応じて負荷の大きさ、または、髭の太さを判定する。
図1に示すように、電気かみそり1は、使用者が把持可能な把持部2と、その把持部2の上部において例えば2自由度で傾動可能に連結されたヘッド部3とを有している。
ヘッド部3の上部には、網目状外刃4a,5aを有する一対の網目状刃ブロック4,5と、これら刃ブロック4,5間に配置されたスリット状外刃6aを有するスリット状刃ブロック6とが配置されている。これら3つの刃ブロック4〜6がヘッド部3の上部における短手方向(電気かみそり1の剃り方向)に並設されており、電気かみそり1が所謂3枚刃の電気かみそりとして構成されている。
図2に示すように、リニア振動アクチュエータ10は、1つの固定子11と、上記内刃4b〜6bがそれぞれ駆動連結されている3つ(図2中、1つのみ図示)の可動子12とを有している。
上記巻線11aに接続された駆動回路30は、電源20からの電源電圧Vccに基づいて動作し、巻線11aに駆動電流Idを供給する。一方、巻線11aに接続された振幅制御部40は、巻線11aに生じる誘起電圧から可動子12の振幅を検出するとともに、その振幅の時間的変化に応じて負荷の大きさを判定する。この振幅制御部40は、検出結果及び判定結果を制御出力部50にフィードバックする。
まず、駆動回路30の内部構成例を説明する。
図3に示すように、駆動回路30は、MOSFET等のスイッチング素子Q1〜Q4からなるフルブリッジ回路であり、スイッチング素子Q1,Q3間の接続点とスイッチング素子Q2,Q4間の接続点との間に、上記巻線11aが接続されている。この駆動回路30は、スイッチング素子Q1,Q4のペアとスイッチング素子Q2,Q3のペアとが制御出力部50からのPWM信号に基づいて交互にオンされることで、巻線11aに流す駆動電流Idの方向を切り替えて上記可動子12を往復動させるものである。
増幅回路41は、巻線11aの両端電圧、つまり巻線11aに生じる誘起電圧Eを増幅し、その増幅後の増幅電圧Vnを比較回路42,43に出力する。比較回路42は、零電圧である基準電圧V0と増幅電圧Vnとを比較し、その比較結果に応じた信号レベルの出力信号S1をマイクロコントローラ(マイコン)44内の振幅換算回路45に出力する。また、比較回路43は、基準電圧V0よりも所定電圧低い基準電圧V1と上記増幅電圧Vnとを比較し、その比較結果に応じた信号レベルの出力信号S2を振幅換算回路45に出力する。なお、基準電圧V1は、基準電圧V0よりも所定電圧高い電圧に設定してもよい。
制御回路47は、メモリ46に格納された可動子12の振幅の時間的変化に応じて、可動子12の制御方法を変更する。具体的には、制御回路47は、上記振幅の時間的変化に基づいて負荷の大きさ(例えば、使用者の髭の濃さ)を判定し、その髭の濃さに適した目標値に振幅の目標値を変更する。詳述すると、折り返し点ごとに検出された可動子12の振幅を時間軸上に並べることにより、その振幅の増減を検出することができる。ここで、リニア振動アクチュエータ10を駆動している電源20の電源電圧Vccが一定に維持されている状態での振幅の増減は、その大部分が負荷の増減に起因している。このため、可動子12の増減を検出することにより、負荷の増減を擬似的に検出することができる。そして、制御回路47は、検出した負荷の増減から負荷の大きさを判定し、その負荷の大きさに対して好適となるような振幅の目標値を設定する。なお、この振幅の目標値の設定は、予めシミュレーション等によって負荷の大きさとそれに適した振幅の目標値とが対応付けられたテーブルなどを参照して実行される。
今、駆動回路30から供給される駆動電流Idによってリニア振動アクチュエータ10の可動子12が往復動されている。これに伴って可動子12に駆動連結された内刃4b〜6bも往復動されている。このとき、可動子12の振幅の折り返し点ごとにその振幅が検出され、その振幅がメモリ46に格納される。制御回路47は、このメモリ46に格納された振幅を、図7に示すように、時間軸上に並べることにより、振幅の時間的な増減(変化)を検出する。ここで、外刃4a〜6a内に髭が入ると、その髭は上述のように往復動される内刃4b〜6bと外刃4a〜6aとで挟まれることで切除される。このように髭(負荷)が入ると、可動子12の振幅が小さくなり、その髭(負荷)がなくなると可動子12の振幅が大きくなる。すなわち、髭が外刃4a〜6a内に入ってからなくなると、振幅の増減(破線枠参照)が発生するため、振幅のピーク(最大値又は最小値)が現れる。このため、この振幅のピークをカウントすることにより、髭が外刃4a〜6a内に入った回数を測定することができる。
(1)振幅の時間的変化に基づいて髭の濃さを判定し、その判定した髭の濃さに応じて可動子12の制御方法(ここでは、可動子12の速度)を変更するようにした。これにより、髭の濃さを自動的に判定することができるとともに、髭の濃さの異なる使用者それぞれに適した駆動をさせることができる。したがって、髭が濃い場合であっても薄い場合であっても常に良好な切れ味を得ることができ、さらに肌への刺激も抑えることができる。
・上記実施形態の制御回路47において、髭の濃さを判定する際に、髭の本数と併せて、髭の太さを検出するようにしてもよい。具体的には、制御回路47は、図8に示すように、所定期間Tf内において、予め設定された閾値P1以下となる振幅の回数(本例では、6回)をカウントすることにより、髭の太さを検出するようにしてもよい。詳述すると、太い髭を切断する場合には(大きな負荷がかかる場合には)、その切断の際に大きなエネルギーが必要なため、一瞬の振幅変化としては大きな変化が生じ、図8の矢印で示すように可動子12の振幅が急激に減少する。このため、予め振幅の閾値P1を設定することにより、検出する髭の太さを設定することができる。これにより、髭の本数と髭の太さとに基づいて、髭の濃さ(負荷の大きさ)を判定することができる。
・上記実施形態では、可動子12の振幅の増減に応じて負荷の大きさを判定するようにしたが、可動子12の振幅の増減を検出することにより負荷の経時的な変動を検出するようにしてもよい。これによれば、例えば図11に示すように、可動子12の振幅の経時的な変化の傾向(減少傾向)を検出することで、負荷状態の経時的な変動の傾向(増大傾向)を早期に検出することができる。さらに、このような検出結果を利用することにより、異常発生時などに早い段階で駆動を停止させるなどの対策を行うことができる。
・上記実施形態におけるリニア振動アクチュエータを、固定子11が完全に固定されていない可動固定子を用いたリニア振動アクチュエータに具体化してもよい。
・上記実施形態では、リニアアクチュエータとしてリニア振動アクチュエータ10に具体化したが、これに限定されない。例えばリニアアクチュエータとしてリニア電磁アクチュエータに具体化してもよい。
〔付記1〕:永久磁石または電磁石からなる固定子と、電磁石または永久磁石を備える可動子とを有するリニアアクチュエータを備えた電気かみそりであって、前記可動子の変位、速度および加速度のうちの少なくとも一つを検出値として検出する検出手段と、前記検出値の時間的変化に応じて負荷の大きさを判定し、その判定結果に応じて前記可動子の制御方法を変更する制御部とを備えた電気かみそり。
〔付記2〕:前記制御部は、前記検出値の増減の回数に応じて前記負荷の大きさを判定する付記1に記載の電気かみそり。
〔付記3〕:前記制御部は、前記判定した負荷の大きさに応じて前記可動子の振幅の目標値を変更する付記1または付記2に記載の電気かみそり。
〔付記4〕:前記制御部は、前記判定した負荷の大きさに応じて、前記固定子に対し前記可動子を往復動させるための駆動電流の周波数の目標値を変更する付記1〜付記3のいずれか一項に記載の電気かみそり。
〔付記5〕:前記制御部は、予め設定した閾値よりも低くなる前記検出値の回数に応じて前記負荷の大きさを判定する付記2に記載の電気かみそり。
〔付記6〕:前記検出手段は、前記固定子または前記可動子が有する電磁石の巻線に駆動電流が流れていない非導通期間内において、前記可動子の往復動に伴って前記巻線に発生する誘起電圧を検出することで前記検出値を検出する付記1〜付記5のいずれか一項に記載の電気かみそり。
2 :把持部
2a :操作スイッチ
3 :ヘッド部
4 :網目状刃ブロック
4a :網目状外刃
4b :内刃
5 :網目状刃ブロック
5a :網目状外刃
5b :内刃
6 :スリット状刃ブロック
6a :スリット状外刃
6b :内刃
7 :外刃カセット
8 :ヘッドハウジング
10 :リニア振動アクチュエータ(リニアアクチュエータ)
11 :固定子
11a:巻線
12 :可動子
12a:永久磁石
13 :フレーム
14 :ばね
20 :電源
21 :定電圧電源
30 :駆動回路
40 :振幅制御部
41 :増幅回路
42 :比較回路
43 :比較回路
44 :マイクロコントローラ
45 :振幅換算回路(検出手段)
46 :メモリ
47 :制御回路
50 :制御出力部
Q1 :スイッチング素子
Q2 :スイッチング素子
Q3 :スイッチング素子
Q4 :スイッチング素子
Id :駆動電流
E :誘起電圧
V0 :基準電圧
V1 :基準電圧
V2 :電圧値
V3 :電圧値
V4 :電圧値
Vn :増幅電圧
Vs :電圧差
Vcc:電源電圧
S1 :出力信号
S2 :出力信号
P1 :閾値
T0 :時間
T1 :時間
T2 :所定時間
T3 :所定時間
T4 :所定時間
Ta :所定時間
Tb :所定時間
Tc :所定時間
Td :所定時間
Tf :期間
Ts :時間差
Te1:期間
Te2:期間
Tnc:非通電期間
Claims (9)
- 刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する
電気かみそりの制御装置であって、
所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合と比較して前記第1の磁性ブロックの速度を高い速度に設定する
電気かみそりの制御装置。 - 前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合と比較して前記第1の磁性ブロックに関する振幅の目標値を高い値に設定することにより、前記第1の磁性ブロックの速度を高い速度に設定する
請求項1に記載の電気かみそりの制御装置。 - 前記第1の磁性ブロックに供給する駆動電流の周波数を前記リニアアクチュエータの機械的な共振周波数に同期させたまま前記第1の磁性ブロックに関する振幅の目標値を高い値に設定する
請求項2に記載の電気かみそりの制御装置。 - 刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する
電気かみそりの制御装置であって、
所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、負荷が小さい、髭が薄い、または、髭の本数が少ないと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流の電流量を減少させ、
前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷が大きい、髭が濃い、または、髭の本数が多いと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流の電流量を増加させる
電気かみそりの制御装置。 - 刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する
電気かみそりの制御装置であって、
所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、安定性が高いフィードバック制御により前記第1の磁性ブロックを制御し、前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷の変動に対する応答性が高いフィードバック制御により前記第1の磁性ブロックを制御する
電気かみそりの制御装置。 - 刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータを制御する
電気かみそりの制御装置であって、
所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が少ない場合には、負荷の変動が発生しにくいと判定し、前記第1の磁性ブロックに供給される駆動電流を制御するためのフィードバックループのループ利得を減少させ、
前記所定時間内に現れる前記第1の磁性ブロックに関する振幅のピークの数が多い場合には、負荷の変動が発生しやすいと判定し、前記フィードバックループのループ利得を増加させる
電気かみそりの制御装置。 - 前記所定時間内において前記振幅が閾値以下の大きさを取る回数に基づいて負荷の大きさ、または、髭の太さを判定する
請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気かみそりの制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の制御装置を備える電気かみそり。
- 刃が連結される第1の磁性ブロック、および、前記第1の磁性ブロックと対向して配置される第2の磁性ブロックを備え、前記第1の磁性ブロックを往復動させるリニアアクチュエータと、
前記第1の磁性ブロックの変位、速度、および、加速度のうちの少なくとも1つを検出値として検出する検出手段と、
前記検出値の時間的変化に応じて負荷の大きさを判定し、判定した結果に応じて前記第1の磁性ブロックの制御方法を変化させる制御装置と
を備え、
前記制御装置は前記検出値が閾値以下の大きさを取る回数に応じて負荷の大きさ、または、髭の太さを判定する
電気かみそり。
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