JPH06505620A - 電池作動式装置 - Google Patents
電池作動式装置Info
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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)
- 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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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。
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