JPH06505620A - 電池作動式装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電池作動式装置 本発明は、電池と、電子的スイッチング装置を通して給電される電気的負荷と、 電池の充電状態を表示する表示手段とを有する電気装置に関する。

電池作動式電気装置、特に再充電可能なひげ剃り器のような消費者物品に電池即 ち蓄電池の実際の充電状態を表示する表示装置を設けることが漸増している。

これらの電気装置の電力消費は本質的に一定（定電力）であり、また電池の定格 容量は分かっているので、価格上の理由から通常これらの充電状態表示器は時間 を基準として動作させている。

電池の容量変化、及び装置の電力消費の変動の両者もしくは何れか一方の理由か ら、表示手段が電池の実際の充電状態に関して誤った情報を与える可能性がある 。これは、特に、放電サイクルの終わり頃の電池が完全放電に近づいている時に は不都合である。

従って本発明の目的は、電池作動式電気装置の放電サイクルの終わり頃の充電状 態表示の精度を改善し、電池を過放電から保護することである。

上記目的は、負荷が電池に接続されている時間を決定するための時間測定手段を 使用している上述した型の装置では、負荷が電池に接続される設定された時間が 満期、即ち時間切れになった時に時間測定手段が電子スイッチング装置を介して 電気的負荷を電池から切り離させ、表示手段に充電状態の“Ｏ”を表示させるこ とによって達成される。

上記目的は、電池の所定の電圧を検出する電圧弁別器を使用する上述した型の装 置では、電圧弁別器が電池の所定の電圧を感知した時に時間測定手段を作動せし め、時間測定手段は表示手段を制御し、所定の時間が時間切れになった時に電子 スイッチング装置を介して電気的負荷を電池から切り離させ、表示手段に充電状 態の°゛Ｏ”を表示させることによって達成される。

電気的負荷が直流電動機である場合の本発明の有利な実施例では、所定の時間が 時間切れになった時に時間測定手段は電子スイッチング装置への制御電圧のパル スデューティ係数を低下させるようにパルス幅変調器を駆動し、電動機の回転周 波数を段階的に、または連続的に０まで低下させて電動機の突然の停止を防いで いる。これにより、例えば電気ひげ剃り器もしくは髪刈り器に毛がつまって不具 合になるような事態が回避される。

さらなる有利な実施例は、他の従属請求項及び明細書から明白になろう。

以下に添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

添付図面の、 図１は、ブロック線図である。

図２は、電気的負荷が電動機である実施例のブロック線図である。

図３は、電動機の回転周波数を電池の電圧降下と共に低下させる時の図２のパル ス幅変調器の出力信号を示す波形図である。

図４は、電動機の回転周波数を図３のパルス幅変調器のパルスデューティ係数の 関数として示すグラフである。

図１を参照する。負荷２は、オン／オフスイッチＳ及び電子スイッチング装置２ １によって電池（蓄電池）Ｂに接続される。電池Ｂは、充電回路（図示してない ）によって再充電することができる。電子スイッチング装置２１は、パルス幅変 調器４によってドライバ回路３を通して駆動される。

電力消費が本質的に一定の負荷りがスイッチＳを通して電池Ｂに接続されている 時間が、カウンタ５によって記録され、カウンタの計数は電池の完全充電状態か ら開始される。

電池Ｂの定格容量は既知であり、電池の充電状態を表示する表示手段９はカウン タ５によって時間を基準として制御される。既知の電力消費量と、電池Ｂの既知 の定格容量とに基づいて決定される所定の接続時間が経過し、電池の残りの電荷 が少なくなるとカウンタ５は出力信号を発生し、この時点で表示手段９は充電状 態“Ｏ”を表示する。この出力信号は、パルス幅変調器４から電子スイッチング 装置２１へ印加される制御電圧のパルスデューティ係数を徐々にＯまで低下させ 、負荷２を流れる電流を徐々に減少せしめるようにパルス幅変調器４をも駆動す る。発振器６は、カウンタ５とパルス幅変調器４とにクロックパルスを供給して いる。

図２において、負荷２は、例えば電気ひげ剃り器の直流電動機Ｍである。装置が 作動させられた時、電動機Ｍ及びスイッチングトランジスタ２１からなる直列回 路は、オン／オフスイッチＳを介して電池Ｂに接続される。電動機Ｍに並列に接 続されているダイオード２２は、誘導性電圧ピークを阻止する。スイッチングト ランジスタ２１のベースは、トランジスタ３１．３６及び抵抗３２．３３．３４ ．３５．３７．３８からなるドライバ回路３を介してパルス幅変調器４の出力に よって駆動される。

電池Ｂと並列に直接接続されているのは、つまりオン／オフスイッチＳを側路し ているのは、電圧弁別器８及びカウンタ５である。電圧弁別器８は電池Ｂの所定 の電圧Ｕを検出する。この検出される電圧Ｕは、例えば“低充電レベル”、即ち 電池がその完全充電時の１０％乃至２０％の電荷しか含んでいない時に電池が発 生する電圧レベルである。表示手段９は、この低充電レベルに到達するまでは電 動機Ｍが電池Ｂに接続されていたそれまでの時間に基づいて充電状態を表示する 。

電圧弁別器８が電池Ｂの電圧Ｕの低充電レベルを検出すると、カウンタ５及び表 示手段９の第２の表示ユニットが始動する。検出された低充電レベルに到達した 時に電動機のために残されている動作時間は、電池Ｂが完全に放電し切ってしま うまで例えば８分間分にしか過ぎない。カウンタ５の予め定められた時間は、電 池が完全放電してしまわないように、例λば６分にしである。この６分の時間は 等しい長さの６つの固定された時間間隔に細分されていて、表示手段９の第２の 表示ユニットは各分与に１セグメントが駆動されるようになっている。即ち、こ れらのセグメントは、所定の時間が時間切れになるまでに残された「分」を表示 できるようにしである。所定の時間（６分）が経過すると、つまりカウンタ５が Ｏに到達すると、パルス幅変調器４が駆動される。

このパルス幅変調器４は、例として図３に示すような手法で、ドライバ回路３へ 供給する制御電圧のパルスデューティ係数を減少させる。図３の個々のパルスデ ューティ係数には、番号１　（全制御電圧）から９（制御電圧Ｏ）までを付しで ある。図４は、これらのパルスデューティ係数に対してプロットした回転周波数 を（定格速度の％で）示し、１から９までのパルスデューティ係数は図３に示す ものに対応させである。この曲線は、本質的に、負荷がスイッチオンされてから 完全に放電するまでの電池の電圧曲線に対応する。

以上のようにして、電池の過放電が回避される。電動機の突然の停止が発生する ことは避けられるので、偶然に毛がひげ剃り器もしくは髪刈り器につまって痛い 思いをすることはあり得ない。

嶋こおけるパルスデューティ係数ｒの関数としての電動機回転周波数ｎの低下補 正書の写しく翻訳文）提出書（特許法１８４条の８）平成６年２月１０日

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．電池（Ｂ）と、電力消費が本質的に一定で、電子スイッチング装置（２１） を介して電池から給電される電気的負荷（２）と、電池（Ｂ）の充電状態を表示 する表示手段（９）と、負荷（２）と電池（Ｂ）との接続時間を決定する時間測 定手段（５）とを有する電気装置であって、時間測定手段（５）は、電池（Ｂ） に電気的負荷（２）が接続される設定された時間が時間切れになった時に電子ス イッチング装置（２１）を介して電気的負荷（２）を電池（Ｂ）から切り離し、 表示手段（９）に充電状態の“Ｏ”を表示させることを特徴とする電気装置。
2. ２．電池（Ｂ）と、電力消費が本質的に一定で、電子スイッチング装置（２１） を介して電池から給電される電気的負荷（２）と、電池（Ｂ）の充電状態を表示 する表示手段（９）と、電池（Ｂ）の所定の電圧（Ｕ）を検出する電圧弁別器（ ８）とを有する電気装置であって、電圧弁別器（８）は電池（Ｂ）の所定の電圧 （Ｕ）を感知した時に時間測定手段（５）を作動させ、時間測定手段（５）は表 示手段（９）を制御して所定の時間が時間切れになった時に電子スイッチング装 置（２１）を介して電気的負荷（２）を電池（Ｂ）から切り離させ、表示手段（ ９）に充電状態の“Ｏ”を表示させることを特徴とする電気装置。
3. ３．電気的負荷が直流電動機（Ｍ）であり、時間測定手段（５）は所定の時間が 時間切れになった時に電子スイッチング装置（２１）への制御電圧のパルスデュ ーティ係数を低下させるようにパルス幅変調器（４）を駆動し、電動機の回転周 波数を段階的に、もしくは連続的にＯまで低下させることを特徴とする請求項１ もしくは請求項２に記載の電気装置。
4. ４．電動機の回転周波数は、時間に伴って線形に低下させられることを特徴とす る請求項３に記載の電気装置。
5. ５．電動機の回転周波数は、完全放電直前の電池の電圧降下曲線に類似して低下 させられることを特徴とする請求項３に記載の電気装置。
6. ６．時間測定手段（５）は、発振器（６）によってクロックされる固定時間カウ ンタであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の電気装置。
7. ７．固定時間カウンタ（５）、発振器（６）、及びパルス幅変調器（４）を含む ユニットは、マイクロプロセッサの構成要素であることを特徴とする請求項６に 記載の電気装置。
8. ８．固定時間カウンタ（５）は、表示手段（９）によって表示される固定時間間 隔に細分されていることを特徴とする請求項６に記載の電気装置。
9. ９．時間測定手段（５）が作動された時、表示している充電状態と電池（Ｂ）の 検出された充電状態とが不一致である場合、及び表示手段（９）の別の表示ユニ ットが始動させられている場合の両者もしくは何れか一方である時には、表示手 段（９）が修正されることを特徴とする請求項２に記載の電気装置。
10. １０．表示手段（９）の別の表示ユニットは、所定の時間が時間切れになるまで の残りの分を表示することを特徴とする請求項９に記載の電気装置。
11. １１．電圧弁別器（８）及び時間測定手段（５）は電池と並列に直接接続されて おり、電気的負荷（２）及び電子スイッチング装置（２１）からなる直列回路が オン／オフスイッチ（Ｓ）によって電池（Ｂ）に接続されるようになっているこ とを特徴とする請求項２に記載の電気装置。