JPH04124840U - 蓄電池の特定充電状態の信号表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置がスイッチオフされた後もなお特定の時
間、装置の蓄電池の再充電が必要かどうかを表示できる
ようにする。 【構成】 装置は、蓄電池電圧（ V_B ）を基準電圧と比
較する比較回路（T, ST）と、この比較回路で制御され
るスイッチング回路（G₂, G₃）と、このスイッチング回
路で制御される表示器（L₁, L₂）を有する。装置は更
に、該装置がスイッチングオフされた後少なくとも或る
特定時間表示器を付勢されたままにするメモリ回路（F
F）を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蓄電池電圧を基準電圧と比較する比較器回路、蓄電池が基準電圧を 通過する時前記の比較器回路で第１の状態に制御されるスイッチング回路、およ びこのスイッチング回路で制御される表示器を有する、蓄電池を電源とする装置 内に組込まれた蓄電池の特定充電状態の信号表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

蓄電池は普通は少なくとも２つの単位電池を有するが、ここに云う蓄電池は１ つの単位電池のものでもよい。前述のタイプの装置は種々の形のものが公知であ る。１例を挙げれば、公開されたドイツ特許出願第2,517,138 号がある。この特 許出願に記載された装置では、抵抗とキャパシタの直列回路が蓄電池に並列に接 続されている。抵抗の電圧は、比較器回路とスイッチング回路の働きをするシュ ミットトリガ回路に加えられる。基準電圧はトリガ回路の第１トランジスタのベ ース−エミッタしきい値電圧とトリガ回路の２つのトランジスタの共通エミッタ 回路内のダイオードの電圧との和である。蓄電池の電圧は、シュミットトリガ回 路に加えられる電圧が基準電圧よりも低い程度迄減少すると、トリガ回路の第２ のトランジスタがターンオンされ、このトランジスタのコレクタ回路内に設けら れた発光ダイオードを光らせる。

【０００３】 このような装置は、蓄電池の充電状態を信号表示するために、内蔵の蓄電池、 例えばニッケル−カドミウム電池を電源とするひげそり器に用いることができる 。けれども、この装置は１つの欠点をもっている。ひげをそっている時はひげそ り器は顔の皮膚に当てられるので、ひげそりの間に発光ダイオードが光っても使 用者は気がつかないのが普通である。ひげそり器はしまう前にスイッチオフされ るので、発光ダイオードも消え、使用後に蓄電池を次のひげそり前に再充電しな ければならないかどうかを見るのは最早や不可能である。

【０００４】 米国特許第3,852,732 号には、例えばモータがスイッチオンされた時に、短時 間の蓄電池電圧降下によって蓄電池の充電量レベルが基準レベル以下になったこ とが何時までも表示されるのを防ぐ装置を有する充電状態表示器が記載されてい る。けれども、この公知の装置では、装置が一旦スイッチオフされると表示器も 消勢されてしまう。

【０００５】 米国特許第3,877,001 号には、連続的又は断続的に光る発光ダイオードを用い た充電状態表示器が記載されている。けれどもこの公知の装置では、ダイオード は別の方法で使用されている、即ち、蓄電池電圧が特定レベル以上のままである 限りは、ダイオードは連続的に光り、蓄電池電圧が基準電圧よりも低ければ、ダ イオードは点滅する。このように、この米国特許の装置はメモリ機能をもたず、 またその構造も異なる。例えば、この公知の装置は、パルス発生器やパルスカウ ンタを有していない。

【０００６】 蓄電池の充電状態が不足であるか十分であるかを表示するために充電装置内に 音響警報を用いること自体は、出願公開されたオランダ特許願第7908067 号から 公知である。これどもこの公知の装置では、装置がスイッチオンされている間だ けしか音響警報のスイッチが入っていないので、警報音がモータの音で消されて しまうことがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、以上述べた従来の技術の欠点を除いた蓄電池の特定充電状態の信号 表示装置を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本発明は、冒頭に記載した種類の蓄電池の特定 充電状態の信号表示装置において、蓄電池を電源とする装置がスイッチオフされ た時にスイッチング回路が第１の状態にあれば、この装置がスイッチオフされた 後表示器を特定の時間附勢されたままにしておく遅延手段を含むメモリ回路を有 することを特徴とするものである。

【０００９】 このようにすれば、装置は、装置のスイッチを切った後例えば少なくとも２〜 ３秒の間は、再充電が必要かどうかを表示することができる。 この信号表示点、即ち、スイッチング回路が応答する蓄電池充電レベルは、信 号表示の時点ではまだひげそりを一回完全にすますだけの充電量があるように選 ばれる。

【００１０】 装置のモータをスイッチオンしたときまたはモータに短時間大きな負荷がかか った時には、短時間サージ電流が流れることがある。これに伴う蓄電池の短時間 ではあるが大きな電圧降下に応答して表示器が附勢されるのを防ぐためめに、本 発明では更に、短時間の蓄電池電圧降下に対して表示器のスイッチング回路の応 答を禁止する時間限界回路が設けられる。

【００１１】 更に本発明の好ましい実施例では、時間限界回路は、パルス発生器と、比較器 回路の出力に接続された制御入力を有する第１の論理ゲートと、この論理ゲート の第１出力に接続されたカウントアップ入力および前記の論理ゲートの第２出力 に接続されたカウントダウン入力とを有するアップ・ダウンパルスカウンタとを 有し、前記の論理ゲートに入力と第１出力または第２出力間を接続することがで き、メモリ回路は、前記のアップ・ダウンパルスカウンタで制御されるセット入 力とリセット入力を有する第１のフリップフロップを有し、スイッチング回路は 、複数の論理ゲートを有し、第１のフリップフロップの出力に接続され、複数の 論理ゲートを有するスイッチング回路を有する。

【００１２】 この装置では、若し蓄電池の電圧が特定レベル以下になると、パルス発生器か らのパルスはゲート回路を経てパルスカウンタに送られる。パルスカウンタが例 えば２秒に該当する数のパルスを計数した時点で、セット信号がフリップフロッ プに加えられ、多数の論理ゲートを経て発光ダイオードを発光させる。特定時間 例えば２秒よりも短い期間の電圧降下ではダイオードは光らない。フリップフロ ップがセットされた後に装置がスイッチオフされると、パルスカウンタは例えば ４秒またはそれ以上経過するまで、新たな計数サイクルを始める。この後パルス カウンタは、フリップフロップにリセット信号を供給する。前記の時間の間表示 器は点滅する。

【００１３】 表示器が少なくとも１つの発光ダイオードを有する本発明の実施例においては 、メモリ回路は、第１のフリップフロップのセット入力に接続されたセット入力 を有する第２のフリップフロップと、充電の開始時点の信号を受けるために蓄電 池の充電回路の１点に接続されたリセット入力と付加して設けられた論理ゲート を経て第１のフリップフロップのリセット入力に接続された出力とを有する。

【００１４】 第２のフリップフロップと付加して設けられた論理ゲートとを有するメモリ回 路によって、若しひげそり中に蓄電池の充電量が十分長い時間基準レベル以下に なっており、ひげそり器を再充電せずに置いておくと、次のひげそりの時にひげ そり器をスイッチオンした時に、再充電が必要なことが確実に使用者に表示され る。

【００１５】 表示器が音響素子を有する実施例においては、第１入力が比較的低い周波数の 信号を供給するパルスカウンタの出力に接続され、第２入力が比較的高い周波数 を供給し且つパルス発生器回路内に配設された分周器の出力に接続された論理ゲ ートが付加され、この論理ゲートの出力は、蓄電池を電源とする装置がスイッチ オフされた瞬間に複数の論理ゲートを経て音響素子に接続される。

【００１６】 このようにした装置において、若し使用中に蓄電池電圧が十分長い時間基準電 圧以下であると、装置をスイッチオフした瞬間に警報がスイッチオンされる。 本発明の装置は、可視表示器および音響警報の両方をそなえることもできる。

【００１７】

【実施例】

以下本考案を図の実施例を参照して詳細に説明する。 図２において、Ｂは例えばニッケル−カドミウム電池のような蓄電池を示し、 この蓄電池は、例えばひげそり器のような装置のモータに給電する。Sbはスイッ チで、このスイッチによりモータへの電源を切ることができる、換言すれば、こ のスイッチにより装置をスイッチオフすることができる。前記の蓄電池と並列に 分圧器が設けられるが、この実施例では分圧器は２つの抵抗R₁とR₂より成る。蓄 電池の電圧 V_B の一部 V′_B は、供給電圧とは無関係な、比較器回路Ｃに現れる 基準電圧と比較される。前記の電圧 V′_B が基準電圧よりも低くなると、直ちに 比較器回路Ｃの出力が変化する。この変化により、オシレータキャパシタC₀を有 するオシレータOSが論理ゲートG₁を経てパルスカウンタPCにパルスを供給し、こ のパルスカウンタはパルスを計数し、電圧 V′_B が基準電圧よりも低くなった時 点からの時間を測定する。

【００１８】 若し電圧 V′_B が例えば２秒間基準電圧よりも低くなっていれば、２つの発光 ダイオードL₁とL₂の一方が駆動回路DLを経て連続的に発光される。この２秒の間 に電圧 V′_B が再び基準電圧よりも高くなれば、パルスカウンタは、論理ゲート G₁を経て、零にカウントダウンするような信号を受ける。したがって、２秒以内 の電池の電圧降下では発光ダイオードL₁とL₂の一方の発光を生ずることはない。

【００１９】 スイッチ S_a と S_b が開かれると、云い換えると装置がスイッチオフされると 、発光ダイオードの一方が発光され、両ダイオードは例えば４秒間交互にターン オンおよびターンオフされ、したがって、例えば２Hzの周波数をもつ点滅信号が 発生する。この４秒の時間は、２秒の時間が測定されたのと同じ素子即ちオシレ ータOSとパルスカウンタPCによって測定される。４秒が経過すると、論理回路が 自動的にスイッチオフされ、その後は、蓄電池の自己放電電流の例えば1/10より も小さな漏洩電流だけがシステム内を流れ、蓄電池の放電を最小にする。

【００２０】 前記の２つの発光ダイオードの代わりに、このようなダイオードを１個だけ用 いることも可能である。 分圧器R₁, R₂、オシレータキャパシタC₀および２つのダイオードL₁とL₂を除い て、図１、図２、図３および図４に太線で示したように全回路を集積回路として 形成することもできる。

【００２１】 図２は図１を更に詳細に示したもので、駆動回路DLの素子も示されている。こ の実施例で、比較器は、第１トリガ回路Ｔとこの第１トリガ回路Ｔで供給された 信号の縁を整形する第２トリガ回路（シュミットトリガ）STとを有する。できた 信号は論理回路を制御するが、この論理回路は、論理ゲートG₁、パルスカウンタ PC、双安定マルチバイブレータ即ちフリップフロップFFおよび多数の論理ゲート G₂-G₁₁を有する。パルスカウンタは、論理ゲートG₁の第１出力Q₁に接続されたカ ウントアップ入力I₁と、論理ゲートG₁の第２出力Q₂に接続されたカウントダウン 入力I₂とを有する。論理ゲートG₁の入力の信号に応じて、パルスがパルスカウン タのカウントアップ入力かカウントダウン入力に加えられる。装置は更に分周器 器DIV を有し、この分周器は、オシレータOSで供給されたパルスの周波数を指定 された数に分割する。

【００２２】 装置がスイッチオンされると、即ち、モータＭがスイッチ S_b を経て蓄電池に 接続され、充電状態表示器がスイッチ S_a を経て蓄電池に接続されると、蓄電池 電圧 V_B の部分電圧 V′_B が、温度に無関係な例えば1.25Ｖの基準値と比較され る。 若し電圧 V′_B が基準電圧より低ければ、回路STは、その出力が低（“０”） となる状態に変わる。この結果、論理ゲートG₁が制御され、オシレータよりのパ ルスが出力Q₁を経てパルスカウンタのカウントアップ入力I₁に送られる。このパ ルスカウンタの出力Q₈はフリップフロップFFのセット入力に接続される。

【００２３】 若し前記の出力Q₈が、電圧 V′_B が基準レベル以上に増加する前に高（“１” ）になると、フリップフロップはセットされ、その出力Ｑは高（“１”）になる 。光ダイオードL₁は、ORゲートG₈と反転入力を有するNANDゲートG₆とを経てター ンオンされる。フリップフロップFFの出力Ｑは、反転入力をもち且つその出力が 別のORゲートG₂に接続されたAND ゲートG₄にも接続される。このAND ゲートG₄よ りの信号は、パルスカウンタのリセット入力I₃に加えられる。このためにカウン タは、例えば２秒に相当する多数のパルスを数えた時に確実に零にリセットされ る。オシレータOSが8200Hzの周波数を有し、分周器 D_ivが64分割する実施形態に おいては、フリップフロップFFの状態は、２秒に相当する256 パルスの後に変え られる。

【００２４】 若し電圧 V′_B が、例えば２秒に相当する前述の数のパルスを計数し終る前に 基準レベルよりも高くなると、論理ゲートG₁が制御され、パルスは、出力Q₂を経 てパルスカウンタPCのカウントダウン入力に加えられる。この場合パルスカウン タはカウントダウンし、このためその出力Q₈は高にならず、フリップフロップFF はセットされず、したがって発光ダイオードL₁は発光しない。パルスカウンタは 、その計数が零になる迄かまたは電圧 V′_B が再び基準レベルを越えてパルスが 再び論理ゲートG₁を経てカウントアップ入力I₁に加えられる迄、カウントダウン を続ける。

【００２５】 カウントアップとカウントダウンの両方を行うカウンタの使用は積分効果を有 する。コレクタモータが負荷されているためにのこぎり歯状のリブルが重畳され ている蓄電池電圧の場合には、蓄電池電圧の平均が行われる。 装置がスイッチオフされると、即ちスイッチ S_a と S_b が開かれると、フリッ プフロップFFがセットされる一方、回路STの出力は低（“０”）になり、パルス カウンタは、出力Q₉が高（“１”）になる迄ゲートG₄およびG₂を経てスタートさ れる。例えば４秒経過した時点で、出力Q₉はORゲートG₃を経てフリップフロップ FFのリセット入力REに接続され、したがってこの時点で、フリップフロップFFは リセットされ、ダイオードL₁とL₂はターンオフされない。

【００２６】 前述の時間の間例えば４秒の間は２つのダイオードL₁とL₂は交互にターンオン およびターンオフされる。このためのパルスは、パルスカウンタの出力Q₆により 供給され、AND ゲートG₁₁, OR ゲートG₉、NANDゲートG₇および反転入力を有する NANDゲートG₆を経て送られる。パルスカウンタPCの出力Q₆は、例えば２Hzの周波 数の信号を供給し、したがってダイオードL₁およびL₂は500 ミリ秒の周期で点滅 することができる。

【００２７】 別のオシレータ周波数を用いた場合には、前述の４秒、２秒および500 ミリ秒 の時間は変わるが、これ等の時間の間の比はそのままである。 論理回路は、反転入力を有するNOR ゲートG₅により駆動されるトランジスタTR ₁ を経て附勢される。図示しないが、このトランジスタの出力Ｄは論理回路の別 々の素子に接続される。この論理回路は、スイッチ S_a が閉じられるかまたはフ リップフロップがセット状態の時に、電源電圧に接続される。この何れの状態に もない時には、トランジスタTR₁ に電流は流れず、論理回路は附勢されない。こ の場合、極く僅かな漏洩電流が回路を流れるだけである。

【００２８】 スイッチ S_a が閉じられると、キャパシタ C₀ の電圧は、該キャパシタによる 遅れの結果供給電圧を遅らせる。供給電圧 V_B とキャパシタC₀の電圧間のこの遅 れの結果、論理回路リセットスイッチと称してもよいスイッチSPは、パルスを供 給する。スイッチSPはこのパルスを、ゲートG₂を経てパルスカウンタのリセット 入力I₃に供給し、このためこのカウンタは零にセットされる。更に、前記のスイ ッチSPはゲートG₃を経てフリップフロップFFのリセット入力REにパルスを供給し 、このためこのフリップフロップFFはリセットされる。モータのスイッチ S_b は スイッチ S_a と同時に作動される。

【００２９】 図３は、長期間メモリ機能を附加した図２の変形実施例である。この機能は、 第２のフリップフロップFF₂ とAND ゲートG₁₃, G₁₄とによって得られる。この第 ２のフリップフロップのセット入力はパルスカウンタPCの出力Q₈に接続され、一 方そのリセット入力は、蓄電池の充電回路の点Ｅに接続される。この充電回路は 、公知のように、変圧器TRと全波整流器Ｒとを有し、スイッチ S_c を経て蓄電池 に接続されるようなものでよい。フリップフロップFF₂ の出力Q₄はAND ゲートG_{1 3} の第１入力に接続され、このゲートの第２の入力はORゲートG₃の出力に接続さ れている。

【００３０】 AND ゲートG₁₄ は、フリップフロップFFの出力Ｑに接続された非反転入力と、 パルスカウンタPCの出力Q₉に接続された反転入力と、ORゲートG₅の非反転入力に 接続された出力とを有する。この図において、パルスカウンタPCの出力Q₉が高に なると、トランジスタTR₁ はゲートG₁₄ とG₅を経てスイッチオフし、したがって 論理ゲートとダイオードL₁, L₂はスイッチオフされる。

【００３１】 パルスカウンタPCの出力Q₈が高（“１”）になると、即ち蓄電池電圧が２秒以 上低いと、第２のフリップフロップFF₂ と第１のフリップフロッフFFの両方がセ ットされる。第２のフリップフロップFF₂ はそのリセット入力RE₂ の信号だけで リセットされるが、この信号は、蓄電池充電装置が接続された時に現れる。フリ ップフロップFF₂ とAND ゲートG₁₃ とによって、一旦パルスカウンタの出力Q₈が 高になってフリップフロップFFがセットされると、この情報は、装置がスイッチ オンされてダイオードL₁とL₂が点滅を中止した時でも、確実に持続される。フリ ップフロップFF₂ とAND ゲートG₁₃ とは、装置が再度スイッチオンされた時即ち スイッチ S_a と S_b とが閉じられた時、フリップフロップFFがスイッチ S_p とOR ゲートG₃を経てリセットされるのを阻止する。

【００３２】 充電が行われるない限りフリップフロップFF₂ はフリップフロップFFの最後の 状態を記憶し、このフリップフロップの出力が前の使用の間高であった場合には 、このフリップフロップFF₂ によって、装置の次回の使用時に“蓄電池放電”信 号が確実に与えられる。 図４は表示器が音響素子である充電状態表示装置の実施例を示すもので、この 表示器は、図にスピーカLSとして示してある。図４の装置には、図２に示した装 置の２つの発光ダイオードL₁とL₂およびゲートG₆が無く、別のAND ゲートG₁₂ が ある。このAND ゲートG₁₂ の第１の入力はパルスカウンタPCの出力Q₆に接続され 、一方第２の入力は分周器 D_ivの追加した出力に接続される。この出力は、例え ば2000Hzの信号を供給する。

【００３３】 この信号を、パルスカウンタの出力Q₆に現れる例えは２Hzの信号と一緒にAND ゲートG₁₂ に加えることによって、2000Hzの周波数を有する信号がその出力に現 れるが、この信号は２Hzの割合で中断される。この信号は、AND ゲートG₁₁ およ びORゲートG₉を経て、AND ゲートG₇に加えられる。もしこの装置の使用中に即ち スイッチ S_a が閉じられている時に、電圧 V′_B が２秒以上基準レベル以下にあ るためにフリップフロップFFがセットされると、NANDゲートG₇は、装置がスイッ チオフされた後に、２Hzの割合で中断される2000Hz信号がスピーカLSに加えられ るように、ORゲートG₈を経て制御される。この時音響信号が例えば４秒間出され る。

【００３４】 この代わりに、１つの装置に１つのスピーカと１つまたは２つの発光ダイオー ドとを一緒に設け、若し前の使用中に電圧 V′_B が少なくとも２秒間基準レベル 以下であった場合に装置がスイッチオンされると音響信号と光信号の両方が出さ れるようにすることもできる。この場合には装置は図２および図３のゲートG₆を 有することになる。

【００３５】 以上本考案をひげそり器に対して説明したが、再充電可能な電池で附勢される その他の装置にも用いることができることは云う迄もない。これ等の装置として は先ずミキサやドリルのような手持ち使用の器具があるが、手持ちであるために 可視の表示器が覆い隠されたりまた音響表示器がモータ音で消されることがある 。真空掃除機や芝刈機のような手持ち使用でない器具にも同様に用いることがで きるが、これ等の器具は使用中使用者の目や耳から或る程度離れたところにある 。このような場合には表示器をオンオフ釦の近くに設け、装置をスイッチオフし た時に使用者が自動的に表示器を認識するようにするのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のブロックダイヤグラムであ
る。

【図２】その詳細を示すブロックダイヤグラムである。

【図３】別のメモリをそなえた実施例を示すブロックダ
イヤグラムである。

【図４】音響警報をそなえた更に別の実施例を示すブロ
ックダイヤグラムである。

【符号の説明】

D_iv 分周器 FF フリップフロップ FF₂ 第２フリップフロップ G₁-G₁₁ 論理ゲート L₁,L₂ 発光ダイオード LS スピーカ OS オシレータ PC パルスカウンタ T 第１トリガ回路 ST シュミットトリガ回路

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄電池電圧を基準電圧と比較する比較器
   回路、蓄電池が基準電圧を通過する時前記の比較器回路
   で第１の状態に制御されるスイッチング回路、およびこ
   のスイッチング回路で制御される表示器を有する、蓄電
   池を電源とする装置内に組込まれた蓄電池の特定充電状
   態の信号表示装置において、この信号表示装置は更に、
   蓄電池を電源とする装置がスイッチオフされた時にスイ
   ッチング回路が第１の状態にあれば、この装置がスイッ
   チオフされた後表示器を特定の時間附勢されたままにし
   ておく遅延手段を含むメモリ回路を有することを特徴と
   する蓄電池の特定充電状態の信号表示装置。
2. 【請求項２】 短時間の蓄電池電圧降下に対して表示器
   のスイッチング回路の応答を禁止する時間限界回路が設
   けられた実用新案登録請求の範囲第１項記載の信号表示
   装置。
3. 【請求項３】 時間限界回路は、パルス発生器と、比較
   器回路の出力に接続された制御入力を有する第１の論理
   ゲートと、この論理ゲートの第１出力に接続されたカウ
   ントアップ入力および前記の論理ゲートの第２出力に接
   続されたカウントダウン入力とを有するアップ・ダウン
   パルスカウンタとを有し、前記の論理ゲートに入力と第
   １出力または第２出力間を接続することができ、メモリ
   回路は、前記のアップ・ダウンパルスカウンタで制御さ
   れるセット入力とリセット入力を有する第１のフリップ
   フロップを有し、スイッチング回路は、複数の論理ゲー
   トを有し、第１のフリップフロップの出力に接続された
   実用新案登録請求の範囲第２項記載の信号表示装置。
4. 【請求項４】 メモリ回路は、第１のフリップフロップ
   のセット入力に接続されたセット入力を有する第２のフ
   リップフロップと、充電の開始時点の信号を受けるため
   に蓄電池の充電回路の１点に接続されたリセット入力
   と、附加して設けられた論理ゲートを経て第１のフリッ
   プフロップのリセット入力に接続された出力とを有す
   る、表示器が少なくとも１つの発光素子を有する実用新
   案登録請求の範囲第３項記載の信号表示装置。
5. 【請求項５】 第１入力が比較的低い周波数の信号を供
   給するパルスカンウタの出力に接続され、第２入力が比
   較的高い周波数の信号を供給し且つパルス発生器回路内
   に配設された分周器の出力に接続された論理ゲートが附
   加され、この論理ゲートの出力は、電池を電源とする装
   置がスイッチオフされた瞬間に、複数の論理ゲートを経
   て音響素子に接続される、表示器が音響素子を有する実
   用新案登録請求の範囲第３項記載の信号表示装置。
6. 【請求項６】 電池を電源とする装置がスイッチオフさ
   れた後に光信号を出す少なくとも１つの発光素子をそな
   えた、可視表示器を有する実用新案登録請求の範囲第５
   項記載の信号表示装置。