JP7197619B2 - 保護回路を有する小型電気器具 - Google Patents

Description

本発明は、個人衛生用のバッテリ給電式電気器具などの小型電気器具の分野に関し、具体的には、電気シェーバ又は脱毛器などの脱毛デバイス、並びに電動歯ブラシに関する。本発明は、小型電気器具のための保護回路及び対応する方法に更に関する。

例えば、電気シェーバ、脱毛器、及び電動歯ブラシなどの、個人衛生用バッテリ給電式電気器具は、当該技術分野において周知である。

乾式かみそり、電気かみそり、又は単純にシェーバとしても既知である電気シェーバは、回転又は振動刃若しくは切断ユニットを有するデバイスである。電気シェーバは、通常、シェービングクリーム、石鹸、又は水の使用を必要としない。かみそりは、小型ＤＣモータによって給電されてもよく、これはバッテリ又は主電源のいずれかにより給電される。多くの最新のものは、再充電可能なバッテリを使用して給電される。代替的に、ＡＣエネルギー印加ソレノイドによって駆動される電気機械発振器が使用され得る。

脱毛器は、多数の毛髪を同時に機械的に把持し、それらを引き抜くことによって脱毛するために使用される電気デバイスである。脱毛器が毛髪を引き抜く方式は、ワックス脱毛と同様であるが、ワックス脱毛とは異なり、それらは、表皮の上皮から細胞を典型的には除去しない。初期のばね式脱毛器のばねは別として、脱毛器には、定期的な交換を必要とする部品は存在しない。脱毛器は、コード付きであり、再充電可能かつバッテリ動作式設計となる。

例示的な電気シェーバは、欧州特許第３５４６１５４（Ａ１）号に開示される。

米国特許出願第２００９／０３５８８３４（Ａ１）号は、ハウジングと、ハウジングの第１の端部内に収容された毛髪切断モジュールと、を有するモジュール式電気毛髪切断デバイスを開示し、毛髪切断モジュールは、毛髪を切断するための刃を有し、毛髪切断モジュールが、毛髪切断モジュールに連結され、毛髪切断モジュールの温度を検出するように構成された少なくとも１つのセンサと、ハウジングの第２の端部内に収容された冷却モジュールと、を有し、冷却は、ファンを有し、ハウジングの内部構成要素を冷却する。更に、モジュール式電気毛髪切断デバイスは、毛髪切断モジュール内に収容された少なくとも１つのセンサからの温度を示すデータを受信し、温度を閾値温度と比較するプロセッサを有し、プロセッサは、温度が閾値温度よりも高い場合、第１のファンを起動させる。

欧州特許第３５４６１５４（Ａ１）号 米国特許出願第２００９／０３５８８３４（Ａ１）号

本発明の目的は、個人衛生用のバッテリ給電式電気器具などの更なる改善された小型電気器具を提供すること、具体的には、電気シェーバ若しくは脱毛器などの更なる改善された脱毛デバイス、又は電動歯ブラシを提供することである。

具体的には、デバイスの信頼性を維持又は改善し、一方で同時に製造コストを低減することが有利である。加えて又は代替的に、デバイスは、過熱を防止するために、必ずしも早期に熱保護状態にならないことが望ましいであろう。

本発明の第１の態様では、小型電気器具、具体的には、脱毛デバイス又は歯ブラシが提示される。小型電気器具は、
電気負荷であって、動作中に電気負荷が加熱する、電気負荷と、
電気負荷の電気的パラメータを測定するための測定回路と、
電気負荷から空間的に分離されて配置された温度センサと、
電気負荷の電気的パラメータ及び温度センサの出力に基づいて、電気負荷を制御することによって、電気負荷を過熱から保護するように適合された制御回路と、を備える。

本発明の更なる態様では、小型電気器具、具体的には、脱毛デバイス又は歯ブラシの電気負荷を、小型電気器具の動作中に電気負荷が加熱する過熱から保護するための方法が提示される。本方法は、電気負荷の電気的パラメータを測定することと、電気負荷から空間的に分離されて配置された温度センサで温度を測定することと、電気負荷の電気的パラメータ及び温度センサの出力に基づいて、電気負荷を過熱から保護するように電気負荷を制御することと、を含む。

本発明の更に別の態様では、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されると、本明細書で開示された制御回路又は制御方法の工程をコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を含む、対応するコンピュータプログラム、並びにプロセッサによって実行されると、本明細書に開示された制御方法を実行させるコンピュータプログラムプロダクトを内部に記憶する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。

本発明の好ましい実施形態は、従属請求項において定義される。特許請求される方法、コンピュータプログラム、及び媒体は、具体的には、従属請求項において定義され、本明細書に開示されるような、特許請求される器具と同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を有することができることを理解されたい。

本発明者らは、具体的には、電気シェーバなどの脱毛デバイスでは、低コスト化リニア式モータを使用することが可能であり得ることを認識した。しかしながら、このようなモータは、手頃な価格で非常に良好な毛髪切断性能を提供することができるが、このようなモータの欠点は、熱損傷に悩まされる可能性があることである。モータ内で直接温度を感知するために巻線抵抗を使用することができる従来の回転式モータとは対照的に、これは、低複雑リニア式モータでは不可能な場合がある。本発明者らは、負荷内のセンサで、又は、例えば、モータの動作中にコイル抵抗で間接的に、モータ温度などの電気負荷の温度を測定する可能性が存在し得ないシナリオが存在し得ることを認識した。

具体的には、１つ以上のプラスチックばねを有するリニア式モータを使用する場合、モータ温度は、材料が弱まる可能性があり、コイルと磁石との間の低減した又は更には圧潰した空隙をもたらし得る可能性があるため、例えば、６０又は８０℃の所定の温度閾値を超えてはならない。このことは、正しい振幅で動作していないモータ、増加した動作ノイズ、又は更には電気負荷としてのモータの破壊をもたらし得る。

更に、本発明者らは、温度センサを電気負荷から分離して提供することによって、設計の柔軟性が更に改善され得ることを認識した。例えば、電気負荷内に温度センサのための付加的な配線を提供する必要がない場合がある。例えば、電気シェーバモータがシェーバヘッド内に配置される場合、電源及び制御電子機器が配置される、シェーバヘッドと主シェーバ本体との間の電気配線への労力が低減され得る。

更に、本発明者らは、単純に電気負荷から空間的に分離された温度センサを提供することは、空間的に分離された温度センサに、動作中に加熱する電気負荷の実際の温度の有効な指標を提供させるための不十分な熱的結合が存在し得るため、熱遮断のためのむしろ大きい安全マージンを必要とし得ることを認識した。

このため、電気負荷から空間的に分離されて配置された温度センサが提供され、更に、電気負荷の電気的パラメータを測定するための測定回路が提供される、電気器具、具体的には、脱毛デバイス又は歯ブラシを提供することが提唱される。制御回路は、温度の出力だけでなく、電気負荷の電気的パラメータと温度センサの出力との組み合わせに基づいて、過熱条件を判定するように適合される。したがって、制御回路は、電気負荷の電気的パラメータ及び温度センサの出力に基づいて、制御すること、例えば、電気負荷を遮断することによって、電気負荷を過熱から保護するように適合される。これにより、温度センサは、負荷からの空間的分離に起因して、電気負荷の即時の温度値を提供しないが、電気負荷の熱的条件を推定又はモデル化して、電気負荷の熱保護を提供することができる。提案される解決策はまた、温度センサが、器具内で、例えば、ＰＣＢ上で、製造努力及びコストを低減し得る制御回路と共により柔軟に配置され得るため、システム設計に関する利点を提供することができる。

以下で、本願全体を通して使用されるいくつかの用語を簡潔に説明し、定義する。

本明細書で使用される際、小型電気器具又は電気器具は、例えば、脱毛デバイス又は歯ブラシなどの個人使用のための電気器具を指し得るが、スマートフォン、タブレット、又はラップトップなどの電子デバイスを指す場合もある。具体的には、小型電気器具は、手持ち式電子デバイスを指し得る。

本明細書で使用する場合、コンピュータは、機械可読命令を実行するように適合されたデバイスを指し得るが、こうしたデバイスとしては、マイクロコントローラ（μＣ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、マイクロプロセッサ、又は汎用コンピュータが挙げられるが、これらに限定されない。

本明細書で使用される際、制御回路は、別個の電子回路要素によって実装されてもよいが、また、例えば、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの集積回路を使用して実装されてもよい。制御回路は、ハードウェアを動作させて、制御回路として機能するように適合されたハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを使用して実装されてもよい。

本明細書で使用される際、「空間的に分離された」という用語は、温度センサが電気負荷の部品でないか、又は電気負荷内に配置されていないことを意味する。例えば、温度センサは、プリント回路基板上に、任意選択的に、電気負荷以外の更なる回路素子と共に配置されてもよい。温度センサは、電気負荷のプリント回路基板以外のプリント回路基板上に配置されてもよい。空間的に分離されることは、温度センサ及び電気負荷が、少なくとも２ｍｍ、具体的には少なくとも５ｍｍ、具体的には少なくとも７．５ｍｍ、具体的には少なくとも１０ｍｍ、具体的には少なくとも１５ｍｍ、具体的には少なくとも２０ｍｍ、具体的には少なくとも３０又は４０ｍｍの距離だけ分離されることを示すことができる。空間的に分離されることは、温度センサ及び電気負荷が、熱伝達のために最適化された熱結合要素を介して互いに接続されることはないが、熱絶縁体を介して互いに接続されてもよいことを示すことができる。空間的に分離されるという用語は、電気負荷及び温度センサが、同じハウジング、例えば、電気シェーバ又は歯ブラシのハウジングの内部に配置され得ることを除外しないことに留意されたい。

一実施形態では、小型電気器具は、脱毛デバイス又は電動歯ブラシであってもよい。小型電気器具は、個人衛生用バッテリ給電式電気器具であってもよく、これは、脱毛デバイス、具体的には、シェーバ若しくは脱毛器、電動歯ブラシ、又はマッサージデバイスであってもよい。一般的に言えば、個人衛生用電気器具は、電気負荷として、電気モータ、加熱要素、又は、例えば、光ベースの脱毛デバイスの場合には光源を備え得る。

温度センサ及び制御回路は、電気負荷から空間的に分離されたプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）上に配置することができる。具体的には、保護されるべき電気負荷は、温度センサ及び制御回路と同じＰＣＢ上に好ましくは配置される。これにより、より柔軟なシステム設計が可能となる。それにもかかわらず、電源配線などの電気的接続は、電気負荷と制御回路との間に提供されてもよいことを理解されたい。

一実施形態では、小型電気器具は、シェーバであり得、電気負荷は、電気シェーバモータであり、電気シェーバモータは、シェーバのシェーバヘッド内に配置され、温度センサ及び制御回路は、シェーバのシェーバ本体内に配置される。シェーバ本体はまた、シェーバハンドルと称され得る。シェーバヘッド内に温度センサを提供するのではなく、シェーバ本体内の制御回路と共に温度センサを配置する利点は、デバイスの信頼性を改善することもできる低減された配線努力であり得る。代替的に、シェーバモータはまた、シェーバ本体内に配置されてもよい。この場合、動力伝達経路が、シェーバ本体とシェーバヘッドとの間に提供され得、その結果、シェーバ本体内のシェーバモータは、シェーバヘッド内の毛髪切断ユニットを駆動することができる。温度センサは、シェーバモータから分離されたシェーバ本体内のＰＣＢ上に便利に配置することができ、シェーバモータの部品である必要はなく、又はシェーバモータに直接取り付けられる必要はない。

より詳細には、小型電気器具は、シェーバ本体及びシェーバヘッドを備えるシェーバであってもよく、具体的には、シェーバヘッドは、シェーバ本体に対して枢動可能に取り付けられ、シェーバヘッドは、少なくとも１つの毛髪切断ユニットを備え、電気負荷は、毛髪切断ユニットを駆動するための電気シェーバモータであり、温度センサ及び制御回路は、シェーバのシェーバ本体内に配置され、電気シェーバモータは、シェーバのシェーバヘッド又はシェーバ本体内に配置される。シェーバ本体は、プリント回路基板及びバッテリを保持する内部シャーシ部品を備えることができる。温度センサ及び／又は制御回路は、プリント回路基板上に配置することができる。

上記のように、電気負荷は、電気モータであってもよい。具体的には、電気負荷は、リニア式電気モータであり得る。リニア式電気モータは、１つ以上のプラスチックばねを備えることができる。プラスチックばねは、復元力、すなわち、リニア式電気モータの移動可能部品に関する復元力を及ぼすように適合され得る。移動可能部品はまた、回転電気モータと同様のロータと称される場合もある。

加えて又は代替的に、電気負荷は、バッテリ又はバッテリセルを備えてもよい。例えば、充電プロセス中に、バッテリは、小型電気器具の電気負荷を形成し得る。電気負荷は、動作中に小型電気器具の最大電力消費の少なくとも１０％、具体的には少なくとも２５％、具体的には少なくとも５０％の電力を消費するように適合されたデバイスを指すことができる。デバイスの動作はまた、充電プロセスを含んでもよい。

電気的パラメータは、電流又は電力摂取量のうちの少なくとも１つを含み得る。電流又は電力摂取量は、電気負荷によって行われる物理的作業の指標を提供する。電気負荷の効率に応じて、電力のある部分のみが、例えば、移動に変換されるのに対し、残りの部分は、電気負荷の加熱をもたらし、このため、電気負荷の温度を増加させる。負荷から空間的に分離して配置された温度センサは、デバイス全体又は周囲温度の指標を提供することができる。電気的パラメータから導出され得る加熱効果を更に考慮することにより、電気負荷の実際の温度を推定し、温度センサが、電気負荷において直接又は電気負荷内に提供され得なくとも、過熱から負荷を保護するために使用することができる。

制御回路は、温度センサの出力に基づいて、周囲温度を判定するように適合され得る。制御回路は、周囲温度及び電気負荷の電気的パラメータに基づいて、電気負荷を制御することによって、電気負荷を過熱から保護するように適合され得る。したがって、上記のように、温度センサは、電気負荷の温度ではなく周囲温度を提供し得る。例えば、制御回路は、例えば、動作前など電気負荷を加熱する前に、周囲温度を判定するように適合されてもよい。したがって、負荷からの加熱効果のないベース温度を判定することができる。

温度センサは、小型電気器具のハウジングの内部に配置され得る。制御回路は、小型電気器具の以前の動作、以前の動作からの経過時間、及び温度センサの出力に基づいて、周囲温度をモデル化するように適合され得る。制御回路は、電気負荷の以前の動作及び／又は温度センサの以前の出力に対して経過時間間隔を判定するように適合されてもよく、制御回路は、電気負荷の電気的パラメータ、温度センサの出力に基づいて、更に経過時間間隔に基づいて、電気負荷を制御することによって、電気負荷を過熱から保護するように適合され得る。加えて又は代替的に、小型電気器具がバッテリ給電式電気器具である場合、経過時間間隔は、以前の充電動作に対する経過時間間隔であり得る。本発明者らは、デバイスが最近動作又は充電された場合、ハウジング内の温度センサによって提供される温度測定値は、周囲温度を正確に反映しない場合があることを認識した。したがって、温度センサによる温度測定値を判定するとき、以前の動作又は充電の加熱効果が考慮され得る。器具が連続して数回使用される場合、温度センサは、電気負荷又はバッテリに起因する熱衝撃から完全には絶縁されない場合があり、その結果、温度センサは、周囲温度の誤った読み取り値を提供し得る。したがって、動作中に加熱し得る電気負荷の冷却期間も考慮することが提唱される。

改良点において、経過時間間隔が所定の閾値を下回る場合、制御回路は、経過時間間隔の前に、温度センサの以前の出力に基づいて、電気負荷を制御するように適合され得る。このアプローチの利点は、非常に費用効果のある実装である。例えば、冷却挙動及び温度分布に関する複雑な計算は、必要とされ得ない。代わりに、温度センサの以前の出力が使用される。例えば、スイッチオン時間のタイムスタンプが、比較され得る。したがって、非常に限定されたメモリを有する単純な市販のマイクロコントローラが、制御動作を実行するのに十分であり得る。本発明者らは、脱毛デバイス又は歯ブラシなどの小型電気器具の具体的な使用事例について、デバイスは、提案される仮定が適用され得るように、むしろ安定した環境で典型的に使用されることを認識した。例えば、浴室は、毎朝同様の温度であり得、及び／又は器具の使用の間で著しく変化し得ず、その結果、以前の温度測定値が、周囲温度の有効な推定値を提供する。

一実施形態では、制御回路は、電気負荷の熱モデルに基づいて、電気負荷を制御することによって、電気負荷を過熱から保護するように適合され得る。この実施形態の利点は、早期の熱遮断の可能性が低減され得るため、デバイスの信頼性及び可用性が、更に改善され得ることであり得る。

改良点において、電気負荷は、電気モータであり得、熱モデルは、電気モータの動作中の平均パルス電流、及び／又はパルスピーク電流若しくはモータパルスの中間におけるパルス電流のうちの少なくとも１つに基づいて、電気モータの加熱を判定することを含み得る。これにより、電気モータの熱的加熱の良好な推定が、達成され得る。具体的には、モータ電流は、２つの点、すなわち、（１）電流パルスの中間において、及び（２）点のタイムスタンプと好ましくは共にあるパルスピークモータ電流において、測定することができる。パルスの中間及びパルスの端部又はピークにおいて測定されたモータ電流で、モータの電力消費が、推定され得る。順に、電力消費は、電気モータの加熱と相関し、その結果、電気モータの加熱は、モータ電流測定値に基づいて、判定され得る。

熱モデルは、（１）周囲温度を示す第１のサブモデル、（２）電気負荷の電力消散を示す第２のサブモデル、並びに（３）周囲温度及び電力消散における電気負荷の温度を示す第３のサブモデルに基づいて、電気負荷の温度を推定することを含み得る。上記のように、第２のサブモデルは、電気モータの動作中の平均パルス電流、及びパルスピーク電流又はモータパルスの中間での更なるパルス電流のうちの少なくとも１つに基づくことができる。改良点において、第３のサブモデルは、動作開始時の電気負荷の開始温度を判定することを含むことができ、この開始温度は、周囲温度、負荷の以前の動作からの経過時間、及び温度センサの電流出力に基づいて、判定される。第３のサブモデルは、電気負荷の冷却挙動のモデルを含むことができる。これにより、電気負荷の直接温度測定が可能でないか、又は望ましくない場合であっても、小型電気器具の電気負荷の有利な熱保護を可能にすることができる。更に、説明された設計の柔軟性は、温度センサが、異なる場所でむしろ柔軟に位置決めされ得るため、更に改善され得る。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施形態（単数又は複数）を参照することから明らかとなり、かつそれらを参照して明瞭に説明される。以下は、図面に関する説明である。
電気シェーバの形態の小型電気器具の第１の実施形態の概略図を示す。 歯ブラシの形態の小型電気器具の第２の実施形態の概略図を示す。 本開示の一態様による方法のフローチャートを示す。 図３のフローチャートの方法工程の更なる改良点を示す。 本開示の更なる態様による方法のフローチャートを示す。

図１は、電気シェーバの形態の、個人衛生用バッテリ給電式電気器具の第１の実施形態を概略的に示す。器具は、図面において、その全体として参照番号１によって示される。シェーバは、当該技術分野において概して既知であるように、シェーバ本体又は主本体２と、シェーバヘッド３と、を備える。シェーバヘッド３は、１つ以上のかみそり刃を有するカッタ４を備える。カッタ４は、主本体２内又はシェーバヘッド３内に配置され得る電気モータ５によって動かされる。所与の実施形態では、電気モータ５は、動作中に加熱する小型電気器具１の電気負荷である。電気モータ５は、動力伝達経路６を介してカッタ４に接続される。カッタ４は、旋回軸７に沿って移動することができる。シェーバヘッド３は、ある程度までシェーバ本体２に対して移動可能であり得、その結果、シェーバヘッドは、ユーザの顔の輪郭に適合することができる。

示される実施形態では、電気モータ５は、リニア式電気モータである。電気モータ５は、リニア式電気モータの（回転電気モータのロータと同様の）移動可能な部分に復元力を及ぼすことができる１つ以上のプラスチックばね８を備える。この実施形態は、手頃な価格で非常に良好な毛髪切断性能を提供することができる。しかしながら、１つ以上のプラスチックばねを有するリニア式モータを使用する場合、モータ温度は、材料が弱まる可能性があり、コイルと磁石との間の低減した又は更には圧潰した空隙をもたらし得る可能性があるため、例えば、６０又は８０℃の所定の温度閾値を超えてはならない。このことは、正しい振幅で動作していないモータ、増加した動作ノイズ、又は更には電気負荷としてのモータの破壊をもたらし得る。

バッテリ９、具体的には、主本体２内に配置され得るリチウムイオンバッテリは、小型電気器具１に電力を供給するエネルギー源として機能し得る。

小型電気器具１は、電気負荷５の電気的パラメータを測定するための測定回路１０と、電気負荷５から空間的に分離されて配置された温度センサ１１と、電気負荷の電気的パラメータ及び温度センサ１１の出力に基づいて、電気負荷を制御することによって電気負荷５を過熱から保護するように適合された制御回路１２と、を更に備える。図１に示される実施例では、制御回路１２及び測定回路１０は、例えば、それぞれの機能を実行するように適合されているマイクロコントローラの形態で組み合わされた要素として提供される。しかしながら、制御回路１２及び測定回路１０はまた、別個の要素として提供され得ることを理解されたい。例えば、測定回路は、電源負荷５までの電源ライン内にシャント抵抗器（図示せず）を備えてもよく、その上で電圧降下が測定されて、電気負荷の電気的パラメータを判定する。メモリ１３は、温度センサ１１から以前に測定された温度値を記憶するために提供され得る。

シェーバ本体２は、プリント回路基板、ＰＣＢ、１４が配置される内部シャーシ部品を備えることができる。ＰＣＢ１４は、測定回路１０、温度センサ１１、制御回路１２、及び／又はメモリ１３のうちの１つ以上を保持し得る。メモリはまた、制御回路１２の一部、例えば、マイクロコントローラのメモリであってもよい。

したがって、図２は、電動歯ブラシ１’の形態の、個人衛生用バッテリ給電式電気器具１の更なる実施形態を示す。小型電気器具の更なる実施形態は、脱毛器若しくは光パルスに基づく脱毛デバイスのような他の形態の脱毛デバイス、又はマッサージデバイスなどの個人衛生用バッテリ給電式電気器具の他の実施形態を指し得る。歯ブラシ１’は、主本体２’及び歯ブラシヘッド３’を備える。歯ブラシは、電気負荷５として電気モータによって駆動される。

図３は、小型電気器具（１、１’）、具体的には、例えば、図１及び図２に示されるような脱毛デバイス（１）又は歯ブラシ（１’）の電気負荷（５）を、小型電気器具の動作中に電気負荷が加熱する、過熱から保護するための方法のフローチャートを示す。第１の工程Ｓ１０１では、方法は、初期化される。工程Ｓ１０２では、温度は、電気負荷から空間的に分離されて配置される温度センサ（１１）で測定される。工程Ｓ１０３では、電気負荷（５）の電気的パラメータを測定することができる。工程Ｓ１０４では、電気負荷は、電気負荷の電気的パラメータ及び温度センサの出力に基づいて、電気負荷を過熱から保護するように制御される。例えば、過熱状態が判定された場合、電気負荷は、スイッチオフされてもよく、又は第１の場所で起動されることすらない場合がある。

工程Ｓ１０２及び工程Ｓ１０３はまた、並列又は逆シーケンスで実行されてもよいことに留意されたい。シーケンスを逆転させる利点は、負荷から空間的に分離されて配置された温度センサを用いる温度測定が、電気負荷を起動する前に実行され得ることである。これにより、電気負荷からの望ましくない寄与が、防止され得る。小型電気器具がその周囲と熱平衡にあると仮定すると、温度センサが小型電気器具のハウジング内に配置されている場合であっても、温度センサは、周囲温度の推定を提供する。

図４は、方法工程Ｓ１０２の任意選択的な改良点を示す。任意選択的な工程Ｓ１１２では、制御回路は、電気負荷の以前の動作に対する経過時間間隔ｔが、所定の時間閾値ｔ_ｍｉｎを上回るか又は下回るかをチェックすることができる。経過時間間隔ｔが閾値を上回る（又は等しい）場合、方法は、工程Ｓ１２２に進み、温度センサで新たな温度測定値を取得することができる。しかしながら、経過時間間隔が閾値を下回る場合、方法は、工程Ｓ１３２に進み、経過時間間隔の前に温度センサの以前の出力を使用してもよい。この任意選択的な改良点は、器具内部の温度センサによる測定値に基づいて、周囲温度の推定に対する小型電気器具内の熱源の影響を回避するか、又は少なくとも低減することを可能にする。経過時間は、基本的に、小型電気器具のハウジング内部に配置された温度センサを使用する新たな測定値を使用する前の十分な冷却期間を確実とする。

図５は、制御回路１２によって実行され得る１つ以上の方法工程のフローチャート２００を示す。制御回路１２は、電気負荷の熱モデルに基づいて、電気負荷５を制御することによって、電気負荷５を過熱から保護するように適合され得る。熱モデルは、いくつかのサブモデルを含んでもよい。例えば、熱モデルは、周囲温度を示す第１のサブモデル、電気負荷（５）の電力消散又は加熱を示す第２のサブモデル、及び周囲温度及び電力消散における電気負荷（５）の温度を示す第３のサブモデルに基づいて、コイル温度などの電気負荷の温度を推定することを含み得る。工程Ｓ２０１では、方法は、初期化される。

工程Ｓ２０２では、第１のサブモデルを参照すると、周囲温度は、電気器具のハウジング内部の温度センサの出力に基づいて、判定されてもよい。任意選択的に、図４に説明されるようなアプローチがまた、使用されてもよい。制御ユニットは、電気負荷から空間的に分離して配置された温度センサの測定値に基づいて、例えば、モータ起動前などの動作前の周囲温度及び／又は電気負荷の温度を推定するように適合されてもよい。これはまた、ＰＣＢ温度と称される場合もある。この判定は、外部温度の変化、デバイスの充電、及び／又は電気負荷の最後の動作からの時間間隔（また図４を参照）についての仮定を任意選択的に含んでもよい。周囲温度の推定は、工程Ｓ２０２の出力として提供され得る。

工程Ｓ２０３では、第２のサブモデルを参照すると、電気負荷の動作中の電力消散又は（平均）電力が推定され得る。例えば、電力消散は、（１）電流パルスの中間における電流、及び（２）上記点のタイムスタンプと好ましくは共にあるパルスピーク電流に基づいて、上記のように推定することができる。パルスの中間及びパルスの端部又はピークにおいて測定された電流で、電気負荷の電力消費が、推定され得る。順に、電力消費は、電気負荷の加熱と相関し、その結果、電気負荷の加熱は、この電流測定値に基づいて、判定され得る。

工程Ｓ２０４では、第３のサブモデルを参照すると、電気負荷（５）の温度は、工程Ｓ２０２及び工程Ｓ２０３の出力、すなわち、周囲温度及び電力消散に基づいて、推定され得る。例えば、電気負荷が（リニア式）電気モータである場合、モータコイル温度が、推定され得る。工程Ｓ２０２、工程Ｓ２０３、及び工程Ｓ２０４は、例えば、所定の周波数で繰り返し実行されてもよいことに留意されたい。したがって、コイル温度は、工程Ｓ２０２の周囲温度の推定、及び電力消費に基づいて、電気負荷の加熱を更に考慮する熱モデルに基づいて、推定することができる。

工程Ｓ２０５において、工程Ｓ２０４の出力としての電気負荷の推定温度が所定の温度閾値を超える場合、電気負荷は、電気負荷を過熱から保護するように制御される。例えば、電気負荷の温度が熱遮断温度レベルを超える場合、電気負荷は、制御回路によってスイッチオフされ得る。任意選択的に、電気負荷が再び使用され得る前、例えば、小型電気器具のモータが再始動され得る前に、制御回路は、電気負荷の推定を再計算することができる。電気負荷の推定温度が所定の温度閾値を再び下回る場合、制御回路は、電気負荷の動作を再開することができる。

図面及びこれまでの記述において、本発明を詳細に図示及び説明してきたが、そのような図示及び説明は、図解的又は例示的なものであって限定的なものではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形例は、図面、開示内容、及び添付の特許請求の範囲を調査すれば、特許請求される発明を実施する当業者によって、理解及び実現され得るものである。

上述の制御デバイスによって実行される機能は、個人衛生用バッテリ給電式電気器具によって、より一般的に実行され得ることを理解されたい。したがって、個人衛生用バッテリ給電式電気器具に特定の機能を実行させるように適合された制御デバイスの代わりに、特定の機能を実行するように適合された個人衛生用バッテリ給電式電気器具に言及することも可能である。制御デバイスは、１つ以上のエンティティによって実装されてもよい。有利な実施形態では、制御デバイスは、マイクロコントローラを備える回路機構によって実装され得る。

特許請求の範囲において、「含む（comprising）」という語は、他の要素又は工程を除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されたいくつかのアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項で列挙されるという事実だけでは、これらの手段の組み合わせを使用して利益をもたらすことができないことを示すものではない。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される、例えば光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの好適な非一過性媒体上に記憶され／配布されてもよいが、例えばインターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してなどの他の形態で配布されてもよい。

特許請求の範囲における任意の参照符号は、特許請求の範囲の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (13)

1. 脱毛デバイス（１）又は歯ブラシ（１’）を含む、小型電気器具（１、１’）であって、
   電気負荷（５）であって、動作中に前記電気負荷が加熱する、電気負荷（５）と、
   前記電気負荷（５）の電気的パラメータを測定するための測定回路（１０）と、
   前記電気負荷から空間的に分離されて配置された温度センサ（１１）と、
   前記電気負荷の前記電気的パラメータ及び前記温度センサ（１１）の出力に基づいて、前記電気負荷を制御することによって、前記電気負荷（５）を過熱から保護するように適合された、制御回路（１２）と、を備え、
   前記制御回路（１２）が、前記電気負荷の熱モデルに基づいて、前記電気負荷（５）を制御することによって、前記電気負荷（５）を過熱から保護するように適合され、
   前記熱モデルが、周囲温度を示す第１のサブモデル、前記電気負荷（５）の消費電力を示す第２のサブモデル、並びに前記周囲温度及び前記消費電力における前記電気負荷（５）の温度を示す第３のサブモデルに基づいて、前記電気負荷（５）の温度を推定する、
   小型電気器具（１、１’）。
2. 前記小型電気器具が、脱毛デバイス（１）又は電動歯ブラシ（１’）である、請求項１に記載の小型電気器具。
3. 前記温度センサ（１１）及び前記制御回路（１２）が、前記電気負荷（５）から空間的に分離されたプリント回路基板（１４）上に配置されている、請求項１又は２のいずれかに記載の小型電気器具。
4. 前記小型電気器具が、シェーバ本体（２）と、シェーバヘッド（３）と、を備える、シェーバ（１）であり、前記シェーバヘッドが、シェーバ本体に対して枢動可能に取り付けられており、前記シェーバヘッドが、少なくとも１つの毛髪切断ユニット（４）を備え、前記電気負荷（５）が、前記毛髪切断ユニット（４）を駆動するための電気シェーバモータであり、前記温度センサ（１１）及び制御回路（１２）が、前記シェーバの前記シェーバ本体（２）内に配置されており、前記電気シェーバモータ（５）が、前記シェーバの前記シェーバヘッド（３）又はシェーバ本体（２）内に配置されている、請求項１～３のいずれかに記載の小型電気器具。
5. 前記電気負荷（５）が、復元力を及ぼすように適合された１つ以上のプラスチックばね（８）を有するリニア式電気モータである、請求項１～４のいずれかに記載の小型電気器具。
6. 前記電気的パラメータが、電流又は入力電力のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～５のいずれかに記載の小型電気器具。
7. 前記制御回路（１２）が、前記温度センサ（１１）の前記出力に基づいて、周囲温度を判定するように適合されており、制御回路（１２）が、前記周囲温度及び前記電気負荷の前記電気的パラメータに基づいて、前記電気負荷（５）を制御することによって、前記電気負荷（５）を過熱から保護するように適合されている、請求項１～６のいずれかに記載の小型電気器具。
8. 前記温度センサ（１１）が、前記小型電気器具（１、１’）のハウジング内部に配置されており、前記制御回路（１２）が、前記小型電気器具の以前の動作、前記以前の動作からの経過時間、及び前記温度センサ（１１）の出力に基づいて、前記周囲温度をモデル化するように適合されている、請求項７に記載の小型電気器具。
9. 前記制御回路が、前記電気負荷（５）の以前の動作及び／又は前記温度センサ（１１）の以前の出力に対して経過時間間隔を判定するように適合されており、前記制御回路が、前記電気負荷の前記電気的パラメータ、前記温度センサ（１１）の前記出力に基づいて、及び前記経過時間間隔に更に基づいて、前記電気負荷を制御することによって、前記電気負荷（５）を過熱から保護するように適合されている、請求項７又は８に記載の小型電気器具。
10. 前記経過時間間隔が、所定の閾値を下回る場合、前記制御回路（１２）が、前記経過時間間隔の前に、前記温度センサ（１１）の以前の出力に基づいて、前記電気負荷（５）を制御するように適合されている、請求項９に記載の小型電気器具。
11. 前記電気負荷（５）が、電気モータであり、前記熱モデルが、前記電気モータの動作中の平均パルス電流、及びパルスピーク電流又はモータパルスの中間における更なるパルス電流のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電気モータの加熱を判定することを含む、請求項１に記載の小型電気器具。
12. 前記第３のサブモデルが、動作開始時の前記電気負荷（５）の開始温度を判定することを含み、前記開始温度が、前記周囲温度、前記電気負荷の以前の動作からの経過時間、及び前記温度センサ（１１）の電流出力に基づいて、判定され、前記第３のサブモデルが、前記電気負荷の冷却挙動のモデルを含む、請求項１に記載の小型電気器具。
13. 脱毛デバイス（１）又は歯ブラシ（１’）を含む、小型電気器具（１、１’）の電気負荷（５）を、前記電気負荷が、前記小型電気器具の動作中に加熱する過熱から保護するための方法であって、
    前記電気負荷（５）の電気的パラメータを測定することと、
    前記電気負荷から空間的に分離されて配置された温度センサ（１１）で温度を測定することと、
    前記電気負荷の前記電気的パラメータ及び前記温度センサの出力に基づいて、前記電気負荷を過熱から保護するように前記電気負荷を制御することと、を含み、
    前記制御回路（１２）が、前記電気負荷の熱モデルに基づいて、前記電気負荷（５）を制御することによって、前記電気負荷（５）を過熱から保護するように適合され、
    前記熱モデルが、周囲温度を示す第１のサブモデル、前記電気負荷（５）の消費電力を示す第２のサブモデル、並びに前記周囲温度及び前記消費電力における前記電気負荷（５）の温度を示す第３のサブモデルに基づいて、前記電気負荷（５）の温度を推定する、方法。

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