JP4786056B2 - Electric razor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は電気かみそりの様な携帯式の小型電気機器であって、特に負荷の変化に対応して速度制御を行うものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の小型電気機器は、負荷検出を的確に行うことのみを目的としたものが一般的であり、負荷変化が判定されると直ちにその検出内容に対応した速度へ変更処理されていた(例えば、特開平5−38387号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者は電気かみそりにおける検知動作と制御動作との関係を研究した結果、単純に両者のタイミングを一致させるのではなく、所定の関係を持たせて制御することにより、使い勝手が向上することを知見した。
【0004】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであって、重負荷を検出時はできるだけ素早く回転制御をする一方、軽負荷が検出された場合は所定の遅れ時間をもって制御動作を行うことにより、電気かみそり等の駆動態様に即応した負荷検出および速度制御が行える小型電気機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる小型電気機器は、図1(a)にその概略的な構成を示す如く、機器全体を制御する制御手段1と、その制御手段1の制御に従って動作速度が変更されるモータの様な駆動手段2と、その駆動手段2に加わる負荷の大小を検出可能とする負荷検出手段3とを備えている。
【0006】
ここで、前記した負荷検出手段3で検出された負荷の大小に対応させて、制御手段1が駆動手段2の動作速度を複数の段階的にあるいは無段階に自動的な変更動作を可能としたものである。更に駆動手段2における動作速度を、図1(b)に示す如く、低速側から高速側への移行時にあっては、できるだけ短時間で目的とする動作速度に移行させる一方、高速側から低速側への移行時にあっては、所定の時間遅れをもって目的とする動作速度に移行させることを特徴とする。
【0007】
前記した駆動手段2における動作速度が低速側と高速側間の移行時に、中速領域の速度範囲の時間帯を強制的に設けるとともに、高速側から低速側への移行時における中速領域の持続時間T1を、低速側から高速側への移行時における中速領域の持続時間T2より充分大きく設定している。
【0008】
ここで、制御手段1によって現在制御されている駆動手段2の動作速度に対応した負荷より大きい負荷状態が負荷検出手段3により検出されると、できるだけ少ない遅れ時間をもって動作速度を上昇させる。逆に小さい負荷状態が検知された場合にあっては、所定の待ち時間を設けた後、更にその負荷状態またはより小さい負荷状態が検知されることを条件に、動作速度を降下させる。
【0009】
また制御手段1は図13から図15における時刻t1に示す如く、駆動手段2の始動直後に高速領域における運転をさせ、またその高速運転中は、負荷検出手段3における検出動作を無効にしている。更に駆動手段2は、前記した高速運転が所定時間継続後に他の速度領域における運転に移る一方、移行後の速度領域での運転中に、負荷検出手段3における検出動作が有効となる。しかしながら、駆動手段2の高速領域における運転は、負荷検出手段3における検知動作が開始されるまで維持される様に構成してもよい。
【0010】
更に負荷検出手段3は、駆動手段2における動作速度が低速側に移行した直後の設定時間、その検出動作が無効とされることが好ましい。また制御手段1は、押しボタンスイッチの様な操作手段4の操作と連動して、負荷検出手段3を用いた動作速度の自動変更制御と、複数段階の固定された速度変更動作とを切り換え可能としている。
【0011】
この操作手段4による自動制御状態から固定された速度への変更直後には、高速領域の速度が自動的に選択される。また操作手段4における選択状態は駆動手段2のオフ後も記憶され、次回の駆動手段2の始動時には、前回選択された最終の制御内容が実行されることが好ましい。更に制御手段1における制御状態を学習させ、次回の駆動手段2の始動時に、最適と判断される制御内容で駆動手段の動作で開始される様に構成することもできる。
【0012】
【発明の効果】
本発明は上記の如く、重負荷を検出時はできるだけ素早く回転制御をする一方、軽負荷が検出された場合は所定の遅れ時間をもって負荷検出および制御動作を行うことにより、電気かみそり等の駆動態様に即応した速度制御が行え、使い勝手に優れる。
【0013】
更に駆動手段における低速側と中速側間に中速領域の時間帯を設けるとともに、その時間帯の長さに速度の上昇時と下降時とに差を設けることにより、低速側から高速側への上昇時には例えば髭剃り時にあっては肌を傷めることを最小限に抑制し、高速側から低速側への下降時には次に行う動作に対する時間的余裕を与える。
【0014】
また、低速駆動時に中または重負荷が検出されると直ちに速度を上昇するが、高速または中速運転時により軽い負荷が検出されると所定の待ち時間を設けた後にあってもその負荷状態が検出されることを条件に速度を下降させることにより、上昇時には応答の素早い髭剃り等が行え、逆に速度の下降時には安定した動作が持続できる。
【0015】
更にまた、駆動手段の始動直後は高速回転を所定時間強制的にさせるとともに、その期間中は検出動作を無効とすることにより、始動初期における駆動トルクの不足に起因する始動不良が未然に防止できる。
【0016】
また前記検出および速度制御動作を、駆動速度を中速に落としてから行うことにより、検知動作が開始されたことを、駆動系における音の変化により確認できるとともに、それ以後の速度上昇または下降がスムーズに行える。
【0017】
一方、駆動速度を落とさずに高速のまま負荷検知を開始させれば、髭剃り等で荷重負荷をかけた際における初期トルク不足によって、駆動系が不要に停止するのが未然に防止できる。例えば、高速状態を維持した状態で所定期間が過ぎても中速に落とさず、負荷が検知されて始めて、その後の負荷検知動作による回転制御を介して中速や低速に移行可能とすることで、負荷が実際に加わるまでは必ず高速状態を維持できるので、初期トルク不足によるモータ停止等の不都合を解消することができる。
【0018】
更に、駆動手段が低速側に移行した直後の設定時間、負荷の検出動作を無効としてそれ以後に検出動作を開始させることにより、駆動手段の動作速度が安定する結果、安定した負荷検出が行われる。
【0019】
また、負荷検出手段と用いた駆動手段の自動制御動作と、手動による複数段の速度変更動作を操作手段の操作と連動して切り換え操作可能とすることにより、髭剃り等の動作が多様なモードで行われ、自己に適した動作モードが容易に選択できる。
【0020】
ここで、前記した操作手段による自動制御状態から固定速度への切り替え直前は無負荷運転の低速であることが通常であるため、高速側へ強制的に移行させることにより、駆動手段における駆動音の変化によってモードが切り替わったことを使用者に認識させることができる。
【0021】
また操作手段による選択状態が駆動手段のオフ後も記憶され、次回の駆動時にその内容が反映されることにより、好みの駆動状態を自由に選択可能としながら、次回も前回と同一の駆動速度ないし駆動モードが自動的に実行され、使い勝手が向上する。
【0022】
更に制御手段による制御状態を学習させることにより、機器使用開始時におけるモードおよび駆動速度選択がより的確に行われる結果、使い勝手は更に向上する。また駆動状態の変化を表示することにより、制御内容および状態がより積極的に操作者に示され、使用時における安心感を与えることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下本発明にかかる小型電気機器を、図2に例示するロータリー式の電気かみそりに実施した一例に基づいて説明するがこれに限らず、内刃が往復動式や縦軸回りに回転する電気かみそり、あるいはモータやバイブレータの様な駆動部分の動作速度制御機能を備えたマッサージ器、電動歯ブラシあるいは爪磨きなど各種の小型電気機器に対しても略同様に実施できることは勿論である。
【0024】
電気かみそり10は図2に示す様に、本体ケース11の上端位置に、内刃12を収納するとともに上方が開口したヘッド部13を揺動自在に備え、更にヘッド部13における開口を閉じる様に、内刃12と接する網刃状の外刃14を備えた外刃ホルダ15を配設している。
【0025】
内刃12は周面に螺旋状の刃部を設けた円筒状であって、その両端から回転軸16を外方向に延ばしてヘッド部13内の上方で水平に支持するとともに、その一方の回転軸16とモータ17の回転軸間を、図示しない複数段のギヤないしはタイミングベルトからなる減速機構で接続している。
【0026】
また本体ケース11の正面側には、中央部に縦断して上下方向に細帯状に伸びる操作パネル18上に、モータ17をオンオフ規制するためのメインスイッチ19と、モータ17の駆動速度を表示するための3つの発光素子20a・20b・20cを備えた第1表示部21と、モータ17の駆動モードを表示するための第2表示部22と、モータ17の駆動状態を変更するためのサブスイッチ23と、充電時期を表示する第3表示部24とを一列状態で配設する一方、操作パネル18を包囲して、図3の様な電池の残容量を表示可能とする第4表示部25を備える。
【0027】
また本体ケース11の下端位置に、充電アダプタ26のプラグ27を挿脱自在に接続可能とするソケット28を設け、本体ケース11内に収納した図4に示す電子回路31が、商用交流電源を使用して駆動できる様にしている。
【0028】
充電アダプタ26は、電源プラグ29を介して入力された100〜250V程度の商用交流電圧30を、従来と略同様な構成の図示しないインバータ回路により降圧したあと整流することにより、二次電池36の端子電圧Veよりやや高い例えば4V程度の直流低圧の充電電圧Vdを出力可能とするものである。
【0029】
またメインスイッチ19およびサブスイッチ23は、例えばプッシュ式の常開スイッチが使用され、1回の押し操作をする毎に、電子回路31は後記する予め設定された動作を行う。
【0030】
第1〜第3表示部21・22・24は、赤色系の発光ダイオードの様な駆動電圧が電池電圧よりも低い発光素子を1または複数個、離間させ且つその表示形状あるいは表示色を異ならせて縦列状態で備え、発光素子の点灯位置あるいは点滅状態を変化することにより、後記する所定の表示動作を可能とする。
【0031】
より具体的には、第1表示部21における3つの発光素子20の色を全て黄色に、第2表示部22は緑色に、第3発光部24は赤色に設定している。この様に第1表示部21と第2表示部22における表示色を変えることにより、第2表示部22を基準にして第1表示部21の動きを見ることができるので、モータ17の回転速度を視覚的にすばやく判断できる。これは特に、第1表示部21における表示が個別点灯ではなく、点灯数を増減して回転速度を表示する場合に有用である。
【0032】
これに対して第4表示部25は、図3(b)の様に、青色系のLEDの様な発光素子32が使用され、更に出力される光を直接放出するのではなく、プリズム33を利用して直角方向に曲げて導光板34の下端に入力するとともに、導光板34の前面側に密着させて配設した光拡散板35から本体ケース11の外部に光を放出することにより、面状に発光表示する様に構成している。
【0033】
更に本実施例にあっては、上記した操作パネル18の周囲を一周して細帯状に光拡散板35を露出させるとともに、その光拡散板35から出力される光61の強度が全面に亘って同一ではなく、導光板34に入射された光が上方へ進むにつれて減衰する様に設定することによって、発光素子32の点灯時に、第4表示部25は最下端が一番明るく上方へ行くほど暗くなる図3(a)の様な略U字形状に発光させる。
【0034】
次に本体ケース11内に収納する電子回路31は、図4にその全体的な構成を概略的に示す如く、複数回の充放電を可能とする二次電池36を駆動源として1チップタイプのマイコン装置37でその全体が制御されるものであって、二次電池36に対する充電時期を規制する充電制御部38と、二次電池36による駆動中における電池残量に対応した表示を可能とする電池残量検出部39と、モータ17の駆動状態を変更可能とするモータ制御部40とから構成される。
【0035】
本発明で使用されるマイコン装置37は、A/Dコンバータとしての機能を一体に内蔵することにより、アナログ電圧の入力ポートを複数備えた汎用的なものであって、内部にROM化して収納したプログラムにより、入力されるアナログ電圧値の変化に対応した制御動作が、A/Dコンバータや比較器の様な個別部品を使用することなくマイコン装置37のみで行える様にしたものである。
【0036】
すなわち、アナログ信号の入力ポートに入力された電圧値を、定電圧回路41で安定化した基準電圧VSの分圧値と比較して8ビット程度の所定のデジタル値に変換したあと、変換後のデジタル値を適宜に比較し、その大小に対応して所定の演算動作を行う。そして、このマイコン装置37に備えるA/D変換機能とプログラムによる演算機能とを利用し、各種の検知およびその検知内容に対応した表示あるいは制御動作を行わせる。
【0037】
二次電池36はニッケル水素電池であって、本実施例にあっては2本を直列に接続することにより、完全に放電させた状態から充電に伴ってその端子電圧Veが1.8V〜3.5V程度まで変化するものが使用されている。しかしながら、電池の種類あるいは本数を変更できることは勿論である。
【0038】
充電制御部38は、図5にその具体的な構成を示す如く、充電アダプタ26から出力される充電電圧Vdを、スイッチング用として備えた第1トランジスタ42および過熱時に溶断する温度ヒューズ43を介して二次電池36の両端に印加することにより、二次電池36に対する充電を可能とする。
【0039】
すなわち充電電圧Vdが入力されると、第1トランジスタ42のベース端に接続された第2トランジスタ44が先ずオンし、更に第1トランジスタ42をオンさせて二次電池36に対する充電を開始させる。それと同時に、第3表示部24に備えた発光素子45に通電して充電中であることを表示する。
【0040】
更に充電完了時期に達すると、マイコン装置37は第3トランジスタ46をオンさせる結果、第2トランジスタ44および第1トランジスタ42がオフし、二次電池36に対する充電を停止するととともに、第3表示部24の発光素子45に対する通電も停止して充電が完了したことを操作者に知らせる。
【0041】
ここで上記した二次電池36の満充電時期を検知する方法は、特に限定されるものではない。しかしながら本実施例にあっては、ニッケル水素電池の充電時における端子電圧Veが図6(a)で例示する様な変化をすることを利用し、電池電圧Veを分圧する電池電圧検出部47を介して電池電圧Veに比例する電圧をマイコン装置37に入力しその電圧変化を検知することにより、二次電池36の端子電圧Veがピーク値Vpに達した時点Aから、更に所定の電圧ΔVだけ端子電圧Veが低下した時点Bを満充電時と判定して急速充電を停止制御することを基本とする。
【0042】
更に、二次電池36の劣化などに起因してピーク値Vpが検出できない場合を考慮して、マイコン装置37におけるタイマー機能により1時間程度の最長充電時間を予め設定し、充電開始からピーク位置を検出することなく最長充電時間が経過すると、充電を強制的に停止する。
【0043】
同時に、サーミスタ48を利用した電池温度検出回路49により二次電池36の表面温度を検出しておき、その温度が設定値に達したあと、例えば10秒程度の設定時間だけ設定温度以上の状態が持続したことが確認された場合にあっても、満充電に達したものと判断して充電を停止することにより、過充電を防止する。
【0044】
なお、充電電圧Vdの入力時にオンするトランジスタ62からなるAC検出部63を備えて充電電圧Vdの入力時期を判定可能とし、上記した充電制御を始めとする各種の制御動作時に利用する。
【0045】
次に二次電池36の残容量検出および表示は、図6(b)に例示する如く二次電池36の使用に伴って端子電圧Veが低下することを利用し、例えば本実施例にあっては、端子電圧Veが第1の比較値V1に達する時点Cまでは満充電状態と判定し、第4表示部25における発光素子32を常時に点灯して満充電表示をする。
【0046】
更に、端子電圧Veが第1比較値V1を下回り、第2の比較値であるV2に達する時点Dまでは発光素子32を1秒程度の間隔でゆっくりと点滅させて充電予告表示を行わせ、V2をも下回ると点滅周期を短くする充電催促表示に移る表示制御動作を行わせる。
【0047】
上記した動作を実現するため、本実施例にあっては図7に示す如く、定電圧回路41で安定化した電圧をA/D変換時における基準電圧VSとし、更にその電圧を比較電圧発生回路50において分圧することにより、前記した第1比較値V1および第2比較値V2を形成している。
【0048】
同時に、二次電池電圧Veを電池電圧入力回路51で分圧してマイコン装置37に入力し、その入力値と前記した比較値V1・V2とを比較演算することによって現在の電池残量を判定し、その判定結果を第4表示部25で表示させる。
【0049】
ところで本実施例にあっては、第4表示部25に備える発光素子32として、青色系のLEDの様に二次電池36の端子電圧Veよりも駆動電圧が高い発光素子が使用されている。
【0050】
そこで、二次電池36の端子電圧Veを昇圧回路52で第4表示部25における表示に必要な電圧まで一旦上昇させたあと発光素子32に印加する。更に、第4表示部25側の発光素子32に流れる電流は第1〜第3表示部21・22・24側の発光素子に流れる電流よりも大きいため、発光素子32と直列にスイッチング回路53を介装し、そのスイッチング回路53をマイコン装置37で制御することによって、第4表示部25における表示時期を規制可能とする。
【0051】
また第4表示部25における電池残容量表示動作は、モータ17のオン期間中をはじめ、任意の期間に実行することは基本的に可能である。特にモータ17のオン期間中にあっては、モータ17が駆動されていることを示すパイロットランプとしての役目も同時に果たす。
【0052】
しかしながら、図8(e)の如く、モータ17の駆動中である時刻t1からt2間は二次電池36の端子電圧Veは低下を続けるが、モータ17の駆動停止とともに端子電圧Veは復帰する。
【0053】
そこで本実施例にあっては、図8(a)および(b)の如く、時刻t1にモータ駆動を開始してから時刻t2にモータ駆動を停止した段階で図8(d)の様にスイッチング回路53をオフし、第4表示部25における残容量表示動作を時刻t3まで一旦停止する。
【0054】
一方、時刻t2からt3までの残容量表示の停止期間T1中にも、図8(c)の様に継続して電池残容量の検出動作を継続しており、時刻t3時点における残容量を保持し、その保持した残容量に対応した表示を時刻t3からt4の期間T2中に第4表示部25において行ったのち、第4表示部25における表示を停止するのである。
【0055】
例えば電気かみそりの場合、外刃14と内刃12間に毛くずが溜まって負荷が大きくなる結果、電池容量が充分にあるにも拘らず電池残量が僅少である旨の表示が行われ、使用者は充電を繰り返す恐れがある。かかる場合にあっても、モータ17への通電停止後の残容量を検出して表示することにより、本当に電池容量が残っているか否かの確認が的確に行える。
【0056】
なおモータ停止後に表示を停止する期間T1は、図8(e)の如く、電池電圧が復帰するのを確認でき且つモータ17の停止前後の状態を分離して表現できる必要最小限の例えば0.2〜1秒程度の短時間に設定されることが好ましいが、任意に設定できることは勿論である。
【0057】
例えば0.2秒以下の時間を設定した場合にあっては、その時間中では電池電圧の復帰は不十分であるため、電池電圧の復帰割合を測定し、その測定値から最終的な復帰電圧を演算して残容量を推測する。それと同時に行われる電池残量の検出中であることを示す表示は、設定時間が短いために、表示を単純に停止するか色を変えるなど、簡単で認識し易い形式のものが採用される。
【0058】
逆に表示の停止期間が1秒以上の様な長時間の場合は、その期間中に電池残容量の検出中であることを発光素子32の点滅、発光色の変更あるいは文字による注意表示を行うことにより、モータ17の駆動が完全に停止するとともに、充電残量の検知動作が正常に行われていることを操作者に対してより的確に認識させることができる。
【0059】
この場合における残量表示停止期間中に行われる表示は、別に表示手段を設けることも可能であるし、第4表示部25を利用して実行することもできる。要するに、モータ17の駆動中と駆動停止直後の表示内容を、例えばそれ以前が点滅表示であれば停止表示にし、点灯表示であれば点滅表示に変えるなどの変更することにより、表示内容の切り替え状況を確認できる様にしている。その役目を果たすものであれば、表示手段、表示方法および表示内容ともに適宜変更して実施できることは勿論である。
【0060】
更にまた、第4表示部25における表示を、上記の様に1つの発光素子を点灯あるいは点滅させるのに代えて発光強度を増減し、あるいは複数の発光ダイオードを備え、残容量の増減に対応させて発光素子の点灯数を増減することができる。また、発光ダイオードによる点灯数の増減表示に代えて、液晶表示板やEL素子など他の表示手段を使用し、更に残容量を剃り可能回数の様な数値で表示するなど、その表示方法は適宜変更できる。
【0061】
しかしながら上記した何れの表示方法にあっても、モータ17への通電停止直後は残量表示を所定時間T1だけ一旦オフし、その後に所定時間T2だけ、表示のオフ期間中に検出した内容で再表示することは上記した場合と同じである。
【0062】
なお、メインスイッチ19のオフ操作直前の残容量を保存し、表示停止期間T1後に行われる停止後表示期間T2中に、保存しておいた残容量を表示することも可能である。この場合は、停止表示期間T1を短く設定でき、オフ直後に残量表示を再開できる。
【0063】
次にモータ制御部40は、図9にその具体的な構成を示す如く、サブスイッチ23の押し操作でモータ17の回転速度を例えば毎分8800回転程度の高速、毎分8300回転程度の中速および毎分7800回転程度の低速となる3段階に変更可能な「手動モード」に加えて、モータ17に加わる荷重負荷の変化を検出し、その負荷変化に対応させてモータ17の回転速度を前記した手動の場合の3段階に自動変更可能とする「自動モード」を備える。
【0064】
ここで使用されるモータ17は、内刃12を回転駆動させる直流式のものであって、モータ17に印加される平均電圧の大きさによってその回転速度が決まるとともに、印加電圧が一定の場合、内刃12に加わる荷重負荷の大きさに対応してモータ電流の大きさが増減することを利用して負荷の大きさを検出する動作を行っている。
【0065】
そこでモータ17の回転速度の変更は、高速回転時には図10(a)の様にモータ17に対して常時またはそれに近い状態の電圧を印加するが、図10(b)および(c)の様に、1周期中に占める電圧印加時間の割合を順次に減少させていくことによってモータ17に印加される平均電圧を低下させ、モータ回転速度を上下させる構成を採用している。
【0066】
一方モータ17に加わる荷重負荷の検出は、モータ17と直列に低抵抗54を介装してモータ電流に比例して増減する電圧を取り出すことにより行われる。更に、その低抵抗54の両端に発生する電圧を積分回路55で積分することにより、図11(a)および(b)の様な検知電圧Vfをマイコン装置37に入力可能とする。
【0067】
更にこの検知電圧Vfの大きさを、定電圧回路41から出力される基準電圧VSを抵抗で分圧した3つの比較電圧VH・VM・VLとその大きさを比べ、両者の大小関係を判断することによりモータ17に加わっている負荷の大きさを3段階に判定する。
【0068】
ここで本実施例にあっては、積分回路55における時定数を、モータ17に印加される電圧の休止期間が短い高速および中速回転時にあっては、図11(a)の様にリップルの少ない状態にまで平滑される様に設定する一方、休止期間の長い低速運転時には、図11(b)の様に充放電を繰り返すリップルの大きい波形となる様に設定する。
【0069】
それに加えて、定電圧回路41を分圧して形成される比較電圧を、中高速用の第1比較電圧発生回路56と低速用の第2比較電圧発生回路57とに分離して2種類設け、両者で異なった基準により比較電圧の設定および判定動作ができる様にしている。
【0070】
すなわち、中高速時におけるモータ負荷検知は、同一の負荷状態であれば時間の経過に伴った検知電圧Vfのレベル変動は少ないため、定電圧回路41を分圧して形成された図11(a)の様な高低2種類の比較電圧VH・VMを設定し、その比較電圧と検知電圧Vfの上下関係で負荷の大小を検出する。例えば、検知電圧VfがVHより高い場合は高負荷状態と判断して高速回転を、VMとVHの間にある場合は中負荷状態と判断して中速回転を、VMを下回った場合は低負荷状態と判断して低速回転に移る制御を行う。
【0071】
一方、モータ17が低速回転時にあっては、同一の負荷状態であっても検知電圧Vfは図11(b)の様に大きく変化する。そこで基準電圧VSを分圧して比較電圧VLを低速専用として設定し、一点鎖線の如く検知電圧Vfのピークレベルがこの比較電圧VLを下回っている間は軽負荷と判断して低速回転を維持するが、実線で示す様にピーク位置が比較電圧VLを上回ると、中負荷ないしは重負荷になったものと判断して低速回転から中速回転に移行する制御が行われるのである。
【0072】
なお二次電池36の端子電圧Veは、残容量が充分ある場合、モータ17の駆動を開始してから徐々に低下してモータの回転速度が低下するが、駆動を停止するとその電圧値が復帰する。そこで本実施例にあっては、モータ17の駆動開始から1分後、2分後および3分後になると第1スイッチング回路58におけるオン時間Taを段階的に増加させることにより、電池電圧Veの低下に基づく回転速度の補正が行われる。
【0073】
しかし電池残容量が設定値を下回る場合は、モータ駆動時における電圧降下量は前記した場合より大きく、また復帰量は逆に少ない。そこでこの場合にあっては、前記した第1スイッチング回路58のオン時間Taの増加による動的な補正に加えて、オフ期間Tbを減少させる定常的な補正を加えることにより、二次電池36の端子電圧Veが低下するのに起因するモータ回転速度の低下を補正している。
【0074】
なお、充電アダプタ26を使用した交流駆動時にあっては、モータ36に印加される電圧は、二次電池36のみによる駆動時よりも高く且つ安定している。したがってこの場合には、上記した電池駆動の場合よりも第1スイッチング回路58のオフ時間Tbを増加させるとともに、補正動作は行わない。
【0075】
以上の様な制御動作を行わせるため、モータ制御部40は、モータ17と直列に第1スイッチング回路58を接続する一方、メインスイッチ19の押し操作と連動してオンする第2スイッチング回路59および外刃ホルダ15の取り外しと連動してオフする常閉スイッチ64を介して二次電池36の端子電圧Veを取り出し第1スイッチング回路58の制御端にオン信号として入力することにより、第1スイッチング回路58はオンしてモータ17の両端に電池電圧が印加可能な状態となる。
【0076】
かかる状態で、マイコン装置37から第3スイッチング回路60の制御端に印加される駆動信号Skを図10に示される波形の反転したものとすることにより、駆動信号Skの「H」レベルの期間に対応して第3スイッチング回路60をオンして第1スイッチング回路58の制御端に印加されるオン信号を短絡してオフさせ、1周期中における第1スイッチング回路58のオン時間Taの長短に対応した速度でモータ17は回転する。
【0077】
このモータ回転速度の3段階の変化は、第1表示部21に備えた3つの発光素子20a・20b・20cにおける点灯位置を変更することにより表示する。すなわち、最上位置の発光素子20aの点灯により高速運転中が、中間位置の発光素子20bの点灯により中速運転中が、更に最下位置の発光素子20cの点灯により低速運転中が区別して表示される。また手動モードと自動モードの変更は、第2表示部22の点灯中が自動モードを、消灯中は手動モードを表示するものと予め設定することにより、区別して表示される。
【0078】
上記の様に、モータ17の回転速度を段階的に表示する第1表示部21における低速表示用の発光素子20cの下側に自動モード時に点灯する第2表示部22を、更にその下にモード切替用のサブスイッチ23を備えるとともに、それらを縦方向に接近させて一列に配設することにより、モードの切り替え動作が的確に行えるとともに、操作および制御状態が明確に表示できる。
【0079】
なお第1表示部21における回転速度表示は、上記の様に現在の回転速度に対応する発光素子20のみを単独に点灯させるのに代えて、速度が上昇するのに対応させて点灯数を増減させ、あるいは前の点灯位置を設定時間だけ継続して点灯あるいは点滅表示させて残像効果を持たせることもできる。
【0080】
かかる残像表示を行うことにより、所定時間前の回転速度が確認でき、速度変化の推移が視覚を通じて楽しめる。特に髭剃り中にあっては、例えば外刃14を肌面から離間することにより急激な速度変化があったとしても、直前の髭剃り中における回転速度が第1表示部21における3つの発光素子20の点灯を利用した残像として表示される結果、剃り残しの中間判断が可能となる。
【0081】
また、モータ駆動の停止後の所定時間だけ上記した残像表示を持続させることにより、モータ駆動の停止時における剃り残しがあるか否かの判定が、第1表示部21の表示内容で推測可能となる。例えば、髭剃り中に高速状態が残像として表示され、あるいは高速状態で髭剃りが終了したのであれば、剃り残し部分が多いことが判断される。
【0082】
以下においては、図12に示すモード変遷図および図13〜15に示す回転速度の変化状態の説明図に基づき、モータ制御部40における動作手順を中心に、電気かみそり10の全体的な動作手順を更に詳細に説明する。
【0083】
電気かみそり10は、充電を行わず且つモータ17を停止した待機モードにあっては、全ての表示を停止するとともに、マイコン装置37における動作を省電力状態にし、二次電池36における消費電力を最小限に抑制している。
【0084】
ここで、待機モード中にメインスイッチ19を短時間だけ押し操作すると、二次電池36によってのみ駆動されるDCモードに入ってモータ17に対する通電が開始されてモータ17が回転駆動されるとともに、その駆動状態に対応した第1〜第4表示部21・22・24・25における表示が行われる。
【0085】
そして、モータ17が駆動中にメインスイッチ19をもう1度短時間だけ押し操作すると、モータ17に対する通電は直ちに停止する。しかしながら表示部における表示は、図8(d)の如く、一旦その表示を例えば0.2秒程度の短時間だけ停止した後に改めて例えば3秒程度の短時間だけ持続してから停止することにより、モータ17の駆動が終了して検知動作が確実に行われたことを表示したあとに検知内容に対応した表示をして、操作者に対して現在の動作状態を確実に認識させる。
【0086】
上記したDCモード中に充電アダプタ26を接続すると、二次電池36に加えて充電アダプタ26による給電を伴ったACモードに入り、充電アダプタ26を外すとDCモードに戻る。
【0087】
また、待機モード中に充電アダプタ26を接続すると充電モードに入る。このモードにあっては、充電中における容量検知が行われるとともに、充電中に対応して第3表示部24において充電時期表示が行われる。充電が完了したことが検知されると、自動的に充電がオフされるとともに、第3表示部24は充電中表示を停止して充電が完了したことを表示する。この充電モード中においてもメインスイッチ19を押し操作すると上記したACモードに移り、メインスイッチ19をもう一度押し操作すると充電モードに戻る。
【0088】
また、待機モード中においてメインスイッチ19を押し操作すると上記した様にDCモードに移ってモータ17がオンするが、更に例えば10秒程度の時間継続してメインスイッチ19の押し動作を続けると、デモモードに入る。このデモモードにあっては、モータ17の駆動を停止するとともに、例えば第4表示部25における表示内容の違いを表示するデモ表示が行われる。
【0089】
なお、上記した表示部における表示内容および表示方法は一例であって、毛屑の溜まり具合や二次電池36のメモリ効果の程度に対応した表示など、各種検知内容に対応して異なった表示動作をすることができる。また、発光素子を点滅表示させるのに代えて、発光素子の発光強度や発光色を変化させるなど、表示方法の変更は可能である。更に、ブザーやその他の発音手段を利用し、音響により表示を上記した視覚に対する表示に加えて行うことにより、使用モードの違いをより的確に認識できる。
【0090】
ここでDCモードまたはACモードの実行中にサブスイッチ23をオンすると、1回スイッチ操作をする毎にモータ17は、自動モード、高速回転駆動、中速回転駆動および低速回転駆動を順番に繰り返す。自動モードから手動モードへの切り替え直前は無負荷運転による低速駆動状態が一般的であるため、高速運転駆動状態に入ることにより、モータ音の変化によってその切り替え状態を明確に使用者に対して認識させることができる。
【0091】
また、サブスイッチ23による所定の選択状態でメインスイッチ19をオフ操作して待機モードに戻るとオフ前の駆動状態が記憶され、再度オン操作するとオフ前の駆動モードに戻って動作を再開する。かかる構成により、好みの回転数を選択可能としながら、次回もその回転数のままで使用でき、使い勝手が向上する。なお、モータ駆動中のみサブスイッチ19によるモード切替を認めることによって、次回の使用時に、予期せぬ回転速度ないしは駆動モードで開始されるのが未然に防止される。
【0092】
ところで、メインスイッチ19のオン時における駆動モードが手動モードの場合、記憶された速度が中速度または低速度にあっても、図15の時刻t1〜t2に示す如く、モータ17への通電開始から例えば1秒間程度のモータ回転が安定するまでは高速時における駆動信号を印加して強制的に高速回転させることにより、駆動初期におけるトルク不足を防止している。
【0093】
同様に駆動開始時のモードが自動モードの場合にあっても、図13および図14の時刻t1〜t2に例示する如く、駆動開始直後は負荷の大小に拘らず先ず高速回転状態に入って3秒程度の時間その状態を強制的に維持する。その後、中速状態に自動的に移行し、その段階で初めて負荷検知が行われる様にすることにより、安定な状態でモータ駆動と負荷検知が開始でき、更に上記した制御過程を常にとることにより、制御動作が正常に行われていることを示す表示機能を発揮する。
【0094】
また上記した様に中速駆動状態に強制的に移行させることによって、検知動作が開始されたことを、モータ17を含む駆動系における音の変化による聴覚と、表示部における発光内容の変化による視覚とで確認できる。
【0095】
なお、中速駆動状態で検知動作を行うのではなく、高速駆動状態のまま或いは低速駆動状態に入って検知動作を開始してもよい。例えば、高速状態を維持した状態で所定期間が過ぎても中速に落とさず、外刃に備えた圧力センサや光センサを含めた何らかの方法で外刃に対する肌面の押し付け動作が検知されて始めて、その後の電流検知による回転制御を介して中速や低速に移行可能とすることで、肌に接触するまでは必ず高速状態を維持できるので、初期トルク不足によるモータ停止等の不都合を解消することができる。
【0096】
一方、中速位置に入って検知動作を開始する場合は、その検知動作に伴う回転制御により高速または低速状態へ移行する際に両速度への移行時間が短く、その速度移行がスムーズに行える。
【0097】
次に、低速駆動時に重負荷が検出された場合、あるいは高速運転時に軽負荷が検出された場合にあっては、直ちに高速または低速回転に移行するのではなく、中速度の回転を所定時間持続したのちに目的とする回転速度に移行させることにより、急激な速度変化を避け、操作者に不安感を与えないようにしている。
【0098】
しかしながら、低速回転時に重負荷が検出される(図13の時刻t5参照)と、低速回転から中速回転へ直ちに移行するとともに、その中速回転状態は1秒程度の短時間に設定することにより、低速回転から高速回転に出来るだけ短時間で移行させる。
【0099】
それとは逆に、高速回転時に中または軽負荷が検出(図13の時刻t6および図14の時刻t11参照)されても直ちに中速度へ移行するのではなく、重負荷状態が検知されなくなってから例えば4秒程度の時間経過することにより軽負荷の持続が確認された後に中速度に移行し、更にその中速度も、上記した低速から高速への移行途中の中速度よりも充分に長い4秒程度の時間に設定している。
【0100】
この様な構成により、低速運転時における重負荷の検出期間は、無負荷状態から髭剃りを開始した場合が一般的であるため、応答を素早くすることにより操作者に快適感を与えると同時に、短時間の中速度の存在によって、急激過ぎる速度変化に起因する膚面への負担を軽減している。
【0101】
それに対して高速あるいは中速回転時における軽負荷の検出期間は、髭剃り中に外刃14を髭から離間させる操作が繰り返されることにより負荷変動が激しいことが一般的であり、かかる期間内における頻繁な速度変化を避けることにより、速度が安定しないことの不快感を未然に防止するとともに、次の動作に移るまでの余裕期間を与えている。
【0102】
更に、中速または高速の回転数が少なくとも所定時間(本実施例では4秒間)持続されるため、肌から外刃14を離間させた際にあっても、その直前における内刃12の回転速度、すなわち負荷の大小に対応した表示がそのまま維持される結果、剃り残しの中間判断が可能となる。
【0103】
また、中速度から低速度へ移行した直後(図13の時刻t3〜t4参照)は検知電圧が安定せずに誤検知を起こしやすいため、例えば1秒程度の期間は検知動作が行われない様に設定している。その結果、低速回転になってから高速回転に移行するまでに例えば2秒程度の短時間で到達できるのに対し、高速回転に入ってから低速回転に移行するまでに最低8秒程度の長時間を必要とする。
【0104】
ここで、図13の時刻t2に中速による駆動と負荷検知が開始されるが、その時点で重負荷状態が検知された場合は待ち時間を設けずに直ちに高速運転に移行する。一方、中速による駆動中に中負荷が検知される(図14の時刻t2参照)とそのまま中速による駆動を持続するが、図14の時刻t3に軽負荷が検出されても直ちに低速状態には移行せず、更に4秒間その中速状態を維持して軽負荷状態が持続していることを確認したのち、低速状態に移行させる。
【0105】
なお上記の様に、より軽い負荷状態が検知されてから更に4秒間、高速または中速状態を維持するのに代えて、高速または中速になってから4秒間はタイマーで強制的にその速度状態を維持するが、その直後に現在の速度に対応する負荷検知がされないと、直ちに速度変更をする様に構成してもよい。その他、速度の上昇側はすばやく、下降側はゆっくりと制御できるものであれば、各速度状態での維持時間や速度の変更タイミングを適宜変更して実施できる。
【0106】
更に、手動モードによる運転中に自動モードに切り替えた場合(図15の時刻t3およびt9参照)にあっては、回転速度を中速度に移行させたのち更に1秒間経過した時点(図15の時刻t4およびt10参照)から負荷検知を開始させることにより、駆動モードが手動から自動に変更されたことを表示しながら、スムーズな回転速度の変更と安定した負荷検知を可能とする。
【0107】
なお上記した様に、自動モード時におけるモータ17の駆動開始直後に高速運転を3秒程度の所定時間持続するとともに中速度にしてから検知動作を開始させるのに代えて、例えばモータ17の回転が安定する1秒後の高速回転時に、上記したモータ電流による負荷検知あるいはその他の手段による負荷検知を開始させて、その場合にのみ4秒間の持続時間を設けることなく直ちに中あるいは低速度に移行させる様にしてもよい。
【0108】
この場合、「ピッピッ」と数回ブザー音等の発音手段で音響表示し、あるいは発光素子を点滅させて発光表示することにより、上記した高速駆動が開始されてから1秒後の負荷検知の始まりを示す表示を行い、使用者に検知の始まりを確実に認知させることができる。
【0109】
また、自動モードの確定用スイッチを設けることにより、自動モード実行中に快適であると肌で感じた駆動速度が固定して設定できる。また操作内容の学習機能を設け、次回の駆動時には最適と推定される駆動内容からスタートさせることにより、自動的に最適のモードで動作が開始されて使い勝手が向上する。なおそのその場合に行われる学習内容は、前回操作終了時における平均的な負荷状況とそれからの時間経過から現在の髭の伸び具合を推定し、あるいは操作者の使用傾向、速度の選択傾向を判定するなど、その内容は限定されるものではない。
【0110】
更に、上記した実施例にあってはモータ電流の平均値をとって負荷の大小を判定する様に構成したがこれに限らず、この検出方法に代えてあるいは加えて、外刃14ないしはその近傍に圧力センサや光センサの様な、肌面と外刃14との接触を判定可能とするセンサを設けることも可能である。この場合、押し圧力を直接検出しあるいは外刃を肌に押し付けた際の暗さを検知すると、それ以後は上記した負荷電流による負荷検知に切り替わって所定の回転速度制御が行われる様に構成することができる。
【0111】
また、髭剃り時に発生するモータ電流のパルス状の変動数を数えて負荷状態を判定する方法を上記した荷重による判定方法に加えて備えることにより、実際に髭が剃られているのか単に肌面に強く押し付けられているだけなのかが、より正確に把握できる。
【0112】
更にまた、モータ17の駆動モードの変更をサブスイッチ23の押し操作に伴う循環式にするのに代えて、各モードを個別に直接選択可能なスライド式あるいは複数の押しボタンスイッチを設けるなど、モード選択の方法は適宜変更して実施できる。
【0113】
また、モータ17の回転速度を3段階に変更するのに代えて、4段階以上あるいは無段階で変更することもできる。その場合にあっても、上記したモータ回転速度の上昇あるいは下降傾向等の制御状態は、略同様に適用されることは勿論である。更に、第1表示部21における表示も同様に、変更できる速度変化の段数に対応させて変更される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な構成を概略的に示す説明図である。
【図2】本発明を電気かみそりに実施した一例を示す一部を破断した正面図である。
【図3】第4表示部の構成を示す説明図である。
【図4】電子回路の全体的な構成を概略的に示すブロック図である。
【図5】充電制御部の構成を示す電気回路図である。
【図6】充電および放電中における二次電池の端子電圧の変化状態を示すグラフである。
【図7】電池残量検出部の構成を示す電気回路図である。
【図8】第4表示部における表示タイミングを示す説明図である。
【図9】モータ制御部の構成を示す電気回路図である。
【図10】モータに印加される駆動電圧の一例を示す波形図である。
【図11】モータ制御部における検知電圧と比較電圧との関係を示すグラフである。
【図12】電気かみそりの動作モードを示す遷移図である。
【図13】モータの回転速度の変更手順を示す説明図であって、荷重負荷の印加時期が短い場合を示す。
【図14】モータの回転速度の変更手順を示す説明図であって、荷重負荷の印加期間が長い場合を示す。
【図15】モータの回転速度の変更手順を示す説明図であって、手動と自動とを切替使用する場合を示す。
【符号の説明】
1 制御手段
2 駆動手段
3 負荷検出手段
4 操作手段
5 表示手段
10 電気かみそり
11 本体ケース
12 内刃
14 外刃
17 モータ
18 操作パネル
19 メインスイッチ
20 発光素子
21 第1表示部
22 第2表示部
23 サブスイッチ
24 第3表示部
25 第4表示部
31 電子回路
32 発光素子
36 二次電池
37 マイコン装置
38 充電制御部
39 電池残量検出部
40 モータ制御部
41 定電圧回路
42 第1トランジスタ
44 第2トランジスタ
45 発光素子
46 第3トランジスタ
47 電池電圧検出部
48 サーミスタ
49 電池温度検出回路
50 比較電圧発生回路
51 電池電圧入力回路
52 昇圧回路
53 スイッチング回路
54 低抵抗
55 積分回路
56 第1比較電圧発生回路
57 第2比較電圧発生回路
58 第1スイッチング回路
59 第2スイッチング回路
60 第3スイッチング回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable small electric device such as an electric razor, and particularly to a device that performs speed control in response to a change in load.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of small electrical equipment is generally intended only for accurate load detection, and when a load change is determined, it is immediately changed to a speed corresponding to the detected content ( For example, see JP-A-5-38387).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as a result of studying the relationship between the detection operation and the control operation in the electric razor, the present inventor has improved the usability by controlling with a predetermined relationship instead of simply matching the timing of both. I found out.
[0004]
The present invention has been made on the basis of such knowledge. When a heavy load is detected, the rotation control is performed as quickly as possible. On the other hand, when a light load is detected, the control operation is performed with a predetermined delay time. It is an object of the present invention to provide a small electric device that can perform load detection and speed control in response to a driving mode such as a razor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1A, the small electric device according to the present invention is a control unit 1 for controlling the entire device, and a motor whose operation speed is changed according to the control of the control unit 1. Drive means 2 and load detection means 3 capable of detecting the magnitude of the load applied to the drive means 2.
[0006]
Here, in accordance with the magnitude of the load detected by the load detecting means 3, the control means 1 can automatically change the operation speed of the driving means 2 in a plurality of steps or steplessly. Is. Further, as shown in FIG. 1B, the operating speed of the driving means 2 is shifted to the target operating speed in the shortest possible time when shifting from the low speed side to the high speed side, while the high speed side to the low speed side. At the time of shifting to the above, it is characterized by shifting to the target operating speed with a predetermined time delay.
[0007]
When the operation speed of the driving means 2 is shifted between the low speed side and the high speed side, a time zone in the speed range of the medium speed region is forcibly provided and the medium speed region is maintained during the transition from the high speed side to the low speed side. The time T1 is set sufficiently larger than the duration T2 of the medium speed region when shifting from the low speed side to the high speed side.
[0008]
Here, when a load state larger than the load corresponding to the operation speed of the drive means 2 currently controlled by the control means 1 is detected by the load detection means 3, the operation speed is increased with as little delay time as possible. On the contrary, when a small load state is detected, after a predetermined waiting time is provided, the operating speed is lowered on condition that the load state or a smaller load state is further detected.
[0009]
Further, as shown at time t1 in FIGS. 13 to 15, the control means 1 operates in the high speed region immediately after the start of the driving means 2, and disables the detection operation in the load detection means 3 during the high speed operation. . Further, the driving means 2 shifts to the operation in another speed region after the high speed operation described above continues for a predetermined time, while the detection operation in the load detection means 3 becomes effective during the operation in the speed region after the transition. However, the operation in the high speed region of the drive unit 2 may be configured to be maintained until the detection operation in the load detection unit 3 is started.
[0010]
Furthermore, it is preferable that the load detecting means 3 is invalidated for a set time immediately after the operating speed of the driving means 2 shifts to the low speed side. The control means 1 can be switched between automatic change control of the operation speed using the load detection means 3 and fixed speed change operations in a plurality of stages in conjunction with the operation of the operation means 4 such as a push button switch. It is said.
[0011]
Immediately after the change from the automatic control state to the fixed speed by the operation means 4, the speed in the high speed region is automatically selected. The selection state in the operation means 4 is stored even after the driving means 2 is turned off, and the last control content selected last time is preferably executed when the driving means 2 is started next time. Further, the control state in the control means 1 can be learned, and when the drive means 2 is started next time, it can be configured to start with the operation of the drive means with the control content determined to be optimal.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, the present invention performs rotation control as quickly as possible when a heavy load is detected, while performing a load detection and control operation with a predetermined delay time when a light load is detected, thereby driving a driving mode such as an electric shaver. The speed can be controlled immediately and the ease of use is excellent.
[0013]
Furthermore, by providing a time zone in the medium speed region between the low speed side and the medium speed side in the drive means, and by providing a difference in the length of the time zone between when the speed increases and when the speed decreases, from the low speed side to the high speed side For example, when the head is raised, damage to the skin is minimized when shaving, and when the head is lowered from the high speed side to the low speed side, a time margin is provided for the next operation.
[0014]
In addition, when a medium or heavy load is detected during low-speed driving, the speed immediately increases, but when a light load is detected during high-speed or medium-speed operation, the load state remains even after a predetermined waiting time is provided. By lowering the speed on condition that it is detected, a quick shave or the like can be performed when the speed is raised, and on the contrary, stable operation can be continued when the speed is lowered.
[0015]
Further, immediately after starting the driving means, high-speed rotation is forced for a predetermined time, and the detection operation is invalidated during that period, thereby preventing a starting failure due to a lack of driving torque in the initial stage of starting. .
[0016]
In addition, by performing the detection and speed control operation after the drive speed is lowered to a medium speed, it is possible to confirm that the detection operation has started by a change in sound in the drive system, and subsequent speed increase or decrease. It can be done smoothly.
[0017]
On the other hand, if load detection is started at a high speed without reducing the drive speed, it is possible to prevent the drive system from being stopped unnecessarily due to insufficient initial torque when a load is applied by shaving or the like. For example, it is possible to shift to medium speed or low speed through rotation control by subsequent load detection operation only after the load is detected without falling to medium speed even if a predetermined period has passed while maintaining the high speed state. Since the high speed state can always be maintained until the load is actually applied, inconveniences such as motor stop due to insufficient initial torque can be solved.
[0018]
Furthermore, the operation speed of the drive means is stabilized by invalidating the load detection operation for a set time immediately after the drive means has shifted to the low speed side and starting the detection operation thereafter, so that stable load detection is performed. .
[0019]
In addition, the automatic control operation of the drive means used with the load detection means and the manual multiple speed change operation can be switched in conjunction with the operation of the operation means, so that various operations such as shaving can be performed. The operation mode suitable for oneself can be easily selected.
[0020]
Here, since the low speed of the no-load operation is usually just before switching from the automatic control state to the fixed speed by the operation means described above, by forcibly shifting to the high speed side, the drive sound of the drive means is reduced. The user can recognize that the mode has been switched due to the change.
[0021]
In addition, the selection state by the operating means is stored even after the driving means is turned off, and the contents are reflected at the next driving, so that the desired driving state can be freely selected, while the same driving speed or The drive mode is automatically executed, improving usability.
[0022]
Further, by learning the control state by the control means, the mode and drive speed selection at the start of use of the device can be performed more accurately, and the usability is further improved. Further, by displaying the change in the driving state, the control content and state are more positively shown to the operator, and a sense of security during use can be given.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a small electric apparatus according to the present invention will be described based on an example implemented in a rotary electric shaver illustrated in FIG. 2, but the present invention is not limited thereto, and an electric shaver in which an inner blade rotates in a reciprocating manner or around a vertical axis. Of course, the present invention can be applied to various small electric devices such as a massager, an electric toothbrush or a nail brush having a function of controlling the operation speed of a driving part such as a motor or vibrator.
[0024]
As shown in FIG. 2, the electric razor 10 is provided with a
[0025]
The
[0026]
On the front side of the
[0027]
A
[0028]
The charging
[0029]
As the
[0030]
The first to
[0031]
More specifically, the colors of the three light emitting elements 20 in the
[0032]
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
[0033]
Further, in this embodiment, the
[0034]
Next, the
[0035]
The
[0036]
That is, the voltage value input to the analog signal input port is compared with the divided voltage value of the reference voltage VS stabilized by the
[0037]
The
[0038]
As shown in FIG. 5, the
[0039]
That is, when the charging voltage Vd is input, the
[0040]
When the charging completion time is further reached, the
[0041]
Here, the method for detecting the full charge timing of the
[0042]
Further, in consideration of the case where the peak value Vp cannot be detected due to deterioration of the
[0043]
At the same time, the surface temperature of the
[0044]
Note that an
[0045]
Next, the remaining capacity detection and display of the
[0046]
Further, until the terminal voltage Ve falls below the first comparison value V1 and reaches the second comparison value V2, the
[0047]
In order to realize the above-described operation, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the voltage stabilized by the
[0048]
At the same time, the secondary battery voltage Ve is divided by the battery
[0049]
In the present embodiment, a light emitting element having a driving voltage higher than the terminal voltage Ve of the
[0050]
Therefore, the terminal voltage Ve of the
[0051]
Further, the battery remaining capacity display operation in the
[0052]
However, as shown in FIG. 8E, the terminal voltage Ve of the
[0053]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, switching is performed as shown in FIG. 8D when the motor driving is stopped at time t2 after the motor driving is started at time t1. The
[0054]
On the other hand, during the remaining capacity display stop period T1 from time t2 to t3, the battery remaining capacity detection operation continues as shown in FIG. 8C, and the remaining capacity at time t3 is maintained. Then, after the display corresponding to the retained remaining capacity is performed on the
[0055]
For example, in the case of an electric razor, as a result of accumulation of lint between the
[0056]
It should be noted that the period T1 during which the display is stopped after the motor is stopped is the minimum necessary, for example, 0. 0, for confirming that the battery voltage is restored and separately expressing the state before and after the
[0057]
For example, when a time of 0.2 seconds or less is set, the battery voltage recovery is insufficient during that time, so the battery voltage recovery rate is measured, and the final recovery voltage is determined from the measured value. To estimate the remaining capacity. At the same time, the display indicating that the remaining battery level is being detected is of a simple and easy-to-recognize type such as simply stopping the display or changing the color because the setting time is short.
[0058]
On the contrary, when the display stop period is a long time such as 1 second or longer, blinking of the
[0059]
In this case, the display performed during the remaining amount display stop period can be provided with a separate display unit, or can be executed using the
[0060]
In addition, the display on the
[0061]
However, in any of the display methods described above, immediately after the energization of the
[0062]
It is also possible to store the remaining capacity immediately before the
[0063]
Next, as shown in FIG. 9, the
[0064]
The
[0065]
Therefore, the rotation speed of the
[0066]
On the other hand, the load applied to the
[0067]
Further, the magnitude of the detection voltage Vf is compared with three comparison voltages VH, VM, and VL obtained by dividing the reference voltage VS output from the
[0068]
Here, in this embodiment, the time constant in the integrating
[0069]
In addition, two types of comparison voltages formed by dividing the
[0070]
That is, the motor load detection at medium and high speeds is formed by dividing the
[0071]
On the other hand, when the
[0072]
When the remaining capacity is sufficient, the terminal voltage Ve of the
[0073]
However, when the remaining battery capacity is lower than the set value, the amount of voltage drop when the motor is driven is larger than in the case described above, and the amount of return is smaller. Therefore, in this case, in addition to the dynamic correction due to the increase in the on-time Ta of the
[0074]
Note that, during AC driving using the charging
[0075]
In order to perform the control operation as described above, the
[0076]
In this state, the drive signal Sk applied from the
[0077]
The three-stage change in the motor rotation speed is displayed by changing the lighting positions of the three
[0078]
As described above, the
[0079]
Note that the rotation speed display on the
[0080]
By performing such afterimage display, the rotational speed before a predetermined time can be confirmed, and the change in speed can be enjoyed visually. Particularly during shaving, even if there is a rapid change in speed by separating the
[0081]
Further, by maintaining the above-mentioned afterimage display for a predetermined time after the motor drive is stopped, it can be estimated from the display content of the
[0082]
In the following, based on the mode transition diagram shown in FIG. 12 and the explanatory diagram of the change state of the rotational speed shown in FIGS. 13 to 15, the overall operation procedure of the electric shaver 10 will be centered on the operation procedure in the
[0083]
In the standby mode in which the electric razor 10 is not charged and the
[0084]
Here, when the
[0085]
When the
[0086]
When the charging
[0087]
When the charging
[0088]
Further, when the
[0089]
The display contents and display method in the display unit described above are merely examples, and different display operations are performed according to various detection contents, such as a display corresponding to the degree of accumulation of fuzz and the memory effect of the
[0090]
Here, when the
[0091]
Further, when the
[0092]
By the way, when the drive mode when the
[0093]
Similarly, even when the mode at the start of driving is the automatic mode, as illustrated at times t1 to t2 in FIG. 13 and FIG. The state is forcibly maintained for about a second. After that, by automatically shifting to the medium speed state, load detection is performed for the first time at that stage, so that the motor drive and load detection can be started in a stable state, and the above control process is always taken. A display function indicating that the control operation is normally performed is exhibited.
[0094]
In addition, as described above, the detection operation is started by forcibly shifting to the medium speed driving state, and the auditory sense due to the change in sound in the drive system including the
[0095]
Instead of performing the detection operation in the medium speed drive state, the detection operation may be started in the high speed drive state or in the low speed drive state. For example, it does not drop to medium speed even after a predetermined period of time while maintaining a high speed state, but only after the pressing operation of the skin surface against the outer blade is detected by some method including a pressure sensor and an optical sensor provided for the outer blade. By making it possible to shift to medium speed or low speed through rotation control by subsequent current detection, it is possible to always maintain a high speed state until it touches the skin, eliminating problems such as motor stop due to insufficient initial torque. Can do.
[0096]
On the other hand, when entering the medium speed position and starting the detection operation, the transition time to both speeds is short when the shift to the high speed or low speed state is made by the rotation control accompanying the detection operation, and the speed transition can be performed smoothly.
[0097]
Next, if a heavy load is detected during low-speed driving, or if a light load is detected during high-speed driving, the medium-speed rotation is maintained for a predetermined time instead of immediately shifting to high-speed or low-speed rotation. After that, by shifting to the target rotational speed, a rapid change in speed is avoided, and the operator is prevented from feeling uneasy.
[0098]
However, when a heavy load is detected during low-speed rotation (see time t5 in FIG. 13), the low-speed rotation immediately shifts to the medium-speed rotation, and the medium-speed rotation state is set to a short time of about 1 second. Shift from low speed rotation to high speed rotation as quickly as possible.
[0099]
On the contrary, even if a medium or light load is detected during high-speed rotation (see time t6 in FIG. 13 and time t11 in FIG. 14), it does not immediately shift to medium speed, but after the heavy load state is no longer detected. For example, after the duration of about 4 seconds has elapsed, after confirming that the light load has been maintained, the speed shifts to a medium speed, and the medium speed is also sufficiently longer than the above-described medium speed during the transition from the low speed to the high speed. The time is set to about.
[0100]
With such a configuration, the detection period of heavy load during low-speed driving is generally the case where shaving is started from the no-load state, so at the same time giving a comfortable feeling to the operator by quick response, The presence of a medium speed for a short period of time reduces the burden on the skin caused by a rapid speed change.
[0101]
On the other hand, in the light load detection period at high speed or medium speed rotation, it is common that the load fluctuation is severe by repeating the operation of separating the
[0102]
Further, since the medium speed or the high speed is maintained for at least a predetermined time (in this embodiment, 4 seconds), the rotational speed of the
[0103]
Also, immediately after the transition from the medium speed to the low speed (see times t3 to t4 in FIG. 13), the detection voltage is not stable and erroneous detection is likely to occur. For example, the detection operation is not performed during a period of about 1 second. It is set to. As a result, it can be reached in a short time, for example about 2 seconds, from low speed rotation to high speed rotation, whereas it takes a minimum of about 8 seconds from high speed rotation to low speed rotation. Need.
[0104]
Here, driving at medium speed and load detection are started at time t2 in FIG. 13. If a heavy load state is detected at that time, the operation immediately shifts to high speed operation without providing a waiting time. On the other hand, if a medium load is detected during driving at medium speed (see time t2 in FIG. 14), driving at medium speed is continued as it is, but even if a light load is detected at time t3 in FIG. No transition is made, and after maintaining the medium speed state for 4 seconds and confirming that the light load state is maintained, the transition is made to the low speed state.
[0105]
As described above, instead of maintaining the high speed or medium speed state for another 4 seconds after the lighter load state is detected, the speed is forcibly set by the timer for 4 seconds after becoming the high speed or medium speed. The state may be maintained, but if the load corresponding to the current speed is not detected immediately after that, the speed may be changed immediately. In addition, as long as the speed increase side can be controlled quickly and the speed decrease side can be controlled slowly, the maintenance time and speed change timing in each speed state can be changed as appropriate.
[0106]
Further, in the case of switching to the automatic mode during the operation in the manual mode (see times t3 and t9 in FIG. 15), when one second has elapsed after the rotation speed is shifted to the medium speed (time in FIG. 15). By starting the load detection from t4 and t10), it is possible to smoothly change the rotation speed and stably detect the load while displaying that the drive mode has been changed from manual to automatic.
[0107]
In addition, as described above, instead of starting the detection operation after maintaining the high speed operation for a predetermined time of about 3 seconds immediately after starting the driving of the
[0108]
In this case, the sound is displayed by sounding means such as “beep” and buzzer sound several times, or the light emitting element blinks to emit light, thereby starting load detection one second after the start of the high-speed driving described above. Can be displayed, and the user can be surely recognized the start of detection.
[0109]
Further, by providing a switch for determining the automatic mode, it is possible to fix and set the driving speed that the skin feels comfortable during execution of the automatic mode. In addition, by providing a learning function of the operation content and starting from the drive content estimated to be optimal at the next drive, the operation is automatically started in the optimal mode, thereby improving the usability. In this case, the content of the learning is estimated from the average load situation at the end of the previous operation and the elapsed time from that time, or the current usage of the kite, or the operator's usage tendency and speed selection tendency are determined. The content is not limited.
[0110]
Furthermore, in the above-described embodiment, the average value of the motor current is determined to determine the magnitude of the load. However, the present invention is not limited to this, and instead of or in addition to this detection method, the
[0111]
In addition to the above-described determination method based on the load, a method for determining the load state by counting the number of pulse-like fluctuations of the motor current generated during shaving is provided. It is possible to grasp more precisely whether it is being strongly pressed against
[0112]
Furthermore, in place of changing the drive mode of the
[0113]
Further, instead of changing the rotational speed of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway front view showing an example in which the present invention is applied to an electric shaver.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a fourth display unit.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electronic circuit.
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a configuration of a charge control unit.
FIG. 6 is a graph showing a change state of a terminal voltage of the secondary battery during charging and discharging.
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a configuration of a battery remaining amount detection unit.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing display timing in a fourth display unit.
FIG. 9 is an electric circuit diagram showing a configuration of a motor control unit.
FIG. 10 is a waveform diagram showing an example of a drive voltage applied to a motor.
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a detection voltage and a comparison voltage in a motor control unit.
FIG. 12 is a transition diagram showing an operation mode of an electric razor.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a procedure for changing the rotational speed of the motor, and shows a case where the load application period is short.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a procedure for changing the rotational speed of a motor, and shows a case where a load application period is long.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a procedure for changing the rotational speed of the motor, and shows a case where switching between manual and automatic is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control means 2 Drive means 3 Load detection means 4 Operation means 5 Display means 10
Claims (4)
前記駆動手段(2)の始動直後にあっては、該駆動手段(2)に加わる負荷の大小に拘わらず、前記制御手段(1)は前記駆動手段(2)を高速運転に移行させるとともに、該始動直後の高速運転状態を所定時間継続した後に動作速度を降下させる一方、
前記駆動手段(2)が高速運転時に、前記制御手段(1)によって現在制御されている駆動手段(2)の運転速度に対応した負荷より小さい負荷状態が前記負荷検出手段(3)で検知されると、所定の待ち時間を設けた後、更にその負荷状態またはより小さい負荷状態が検知されることを条件に、前記駆動手段(2)の動作速度を降下させることを特徴とする電気かみそり。Control means (1), drive means (2) in which the operating speed of the inner blade is changed according to the control of the control means (1), and load detection capable of detecting the magnitude of the load applied to the drive means (2) Means (3), and the control means (1) sets the operating speed of the drive means (2) to at least a high speed and a low speed in accordance with the magnitude of the load detected by the load detection means (3). to Te automatic control possible with the electric razor smell,
Immediately after the start of the drive means (2), regardless of the load applied to the drive means (2), the control means (1) shifts the drive means (2) to high speed operation , While reducing the operating speed after continuing the high speed operation state immediately after the start for a predetermined time,
When the driving means (2) is operating at high speed, a load state smaller than the load corresponding to the operating speed of the driving means (2) currently controlled by the control means (1) is detected by the load detecting means (3). that when, after providing a predetermined waiting time, further that the condition that the load state or a smaller load condition is detected, the electric shaver you characterized by lowering the operating speed of said drive means (2) .
前記降下後の速度領域での運転中に、前記負荷検出手段(3)における検出動作を有効とする請求項1記載の電気かみそり。 During high-speed operation immediately after the start of the drive means (2) , the detection operation in the load detection means (3) is invalidated,
The electric razor according to claim 1 , wherein the detection operation in the load detection means (3) is validated during operation in the speed region after the descent .
該設定時間が経過後に低速の運転速度に対応した負荷状態より大きい負荷状態が前記負荷検出手段(3)によって検知されると、前記制御手段(1)は待ち時間を設けることなく前記駆動手段(2)の動作速度を上昇させる請求項1記載の電気かみそり。 Immediately after the operation speed of the drive means (2) shifts to the low speed side, the load detection means (3) is invalidated for a set time shorter than the waiting time during the high speed operation.
When the load detection means (3) detects a load state larger than the load state corresponding to the low driving speed after the set time has elapsed, the control means (1) causes the drive means ( The electric razor according to claim 1 , wherein the operation speed of 2) is increased .
前記操作手段(4)による自動制御状態から固定された速度への変更直後には、高速運転が自動的に選択される請求項1記載の電気かみそり。The control means (1) is linked with the operation of the operation means (4), and the operation speed automatic change control in the driving means (2) using the load detection means (3) is fixed in a plurality of stages. The speed change operation can be switched.
The electric shaver according to claim 1 , wherein the high-speed operation is automatically selected immediately after the operation means (4) is changed to the fixed speed from the automatic control state .
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