JPH0655235B2 - 電気かみそり - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は電気かみそりに係り、その駆動機構部の中心で
あるモータの制御に関するものである。

(ロ) 従来の技術 従来の電気かみそりでは無負荷のときのモータの回転数
と加負荷（剃毛時）のときのモータの回転数に差が生
じ、加負荷時のモータの回転数を基準にとって電源部の
出力電流値を決定しているため、水洗式電気かみそりの
ように無負荷状態で内刃体を駆動させて剃毛部のクリー
ニングを行う場合には電力の無駄使いとなる問題点があ
った。

ところで本発明とは別の技術分野即ちモータ制御の分野
においては古くからモータの回転数を検出して該モータ
を駆動制御する方法が行われている。例えば実公昭５４
−１６２５３号公報の「直流電動機の制御回路」では直
流電動機を一辺に有するブリッジ回路と、このブリッジ
回路の給電端と上記直流電源との間に接続された給電用
トランジスタと、上記直流電源端、または上記一方の給
電端とブリッジ回路の一方の出力端との間の、上記直流
電動機と相対するブリツジ辺に並設されていて、逆並列
に接続された２本のトランジスタと抵抗で形成された定
電流回路からなり、出力抵抗を含む基準電圧形成回路
と、この基準電圧形成回路が形成する基準電圧と上記ブ
リツジ回路の出力端間に発生するブリッジ検出電圧との
和を検出する検出用トランジスタと、このトランジスタ
と上記給電制御用トランジスタとの間に接続されてい
て、上記検出用トランジスタから給電制御用トラジスタ
に対する制御信号の位相を反転する増巾用トランジスタ
と、上記ブリツジ回路の一方の給電端と上記定電流回路
の入力端との間に接続されたリツプル電圧帰還用容量素
子とを具備することにより直流電動機に印加される駆動
電力を制御し電動機を負荷の変動にかかわらず定速制御
するものである。しかしながらこの回路は複雑で電気か
みそりのような小型の電気機器に組み込むと機器の小型
化を妨げる惧れがあり、従って電気かみそりとしては実
用に不向きである。

また特開昭５９−２３２５７４号公報の「電気バリカ
ン」には可動刃を往復動させるモータと、該モータに電
力を供給する電池と、モータへの通電状態を制御するス
イッチ部とを備え、該スイツチ部の切換操作と連繋し
て、モータへ印加される電圧を少なくとも高低２段に変
更可能とするとともに、低電圧側選択時に所定時間、モ
ータが起動するのに十分なトルクを発生可能な電圧を印
加したのち、低電圧側に切り換わるものである。この例
の場合スイッチ部を手動で切換えないとモータの速度が
変わらず、自動的に負荷の変動を検出してモータの回転
速度を一定に保つような機器の出現が待たれていた。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、電気かみそり駆動
用のモータに適した速度制御機構を開発し、負荷の変動
に対しモータの駆動速度を一定に保つことである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 駆動用モータの回転数を検出する回転数検出回路と、前
記モータに直列に接続された電圧コントロール回路と、
該電圧コントロール回路を作動せしめるトランジスタド
ライバと、前記回転数検出回路よりの検出信号を入力し
て計算処理しその計算結果に基づいて前記モータに印加
される電圧を選択する信号を前記トランジスタドライバ
に供給する演算部とを備え、前記電圧コントロール回路
を、複数のトランジスタを直列に接続してなる電圧降下
回路と、該電圧降下回路を構成する各トランジスタのコ
レクタに接続してなる降下電圧選択用のトランジスタ群
とによって構成するものである。

(ホ) 作 用 例えば、２．４Ｖの電源出力で１．８Ｖ仕様のモータを
駆動するときモータは無負荷のとき高回転になり過ぎる
ためモータの回転数を検出して電圧コントロール回路を
作動させる。この時、モータへの印加電圧は、電圧コン
トロール回路におけるトランジスタの接続個数によって
デジタル的に変化し、瞬時に最適な回転数に戻す。また
負荷が印加されてモータの回転数が減少するとこの回転
数を検出してモータに加わる電圧をトランジスタの接続
個数によってデジタル的に大きくする。

(ヘ) 実施例 以下本発明電気かみそりをその電気回路について図面を
参照して詳細に説明する。

第１図は電気かみそりのモータ制御回路の基本ブロツク
回路図である。同図において、(1)は交流入力端子（２
_１）（２_２）を有する充電回路、(3)は該充電回路(1)よ
りの充電電流が供給されるニツケルカドミウム電池等の
二次電池、(4)はスイツチ(5)を介して前記電池(3)の両
極間に介挿される直流モータ、(6)は該モータ(4)に直列
接続されてなる電圧コントロール回路、(7)は前記モー
タ(4)の回転速度を検出する回転数検出回路、(8)は該回
転数検出回路(7)の出力信号に基いてモータ(4)の回転数
を計算処理しその結果に対応した制御信号を出力する演
算部、(9)は該演算部(8)の出力信号に基いて前記電圧コ
ントロール回路(6)へドライブ信号を出力するトランジ
スタドライバである。次に上記ブロツク回路の基本動作
を第２図の電圧波形図に沿って説明する。同図において
波形Ａは第１図のＡ（回転数検出回路(7)の出力）の電
圧、波形Ｂは同じくＢ（モータ(4)に印加される）電圧
を夫々示している。時刻ｔ_０においてスイツチ(5)を閉
成するとモータ(4)は駆動する。モータ(4)の回転中はそ
の回転数が回転数検出回路(7)によって検出され検出信
号が演算部(8)に入力されてモータ回転数が計算処理さ
れ、これに対応した制御信号がトランジスタドライバ
(9)を介して電圧コントロール回路(6)へ送られ、該電圧
コントロール回路(6)がモータ(4)にかかる電圧を調整す
る。

時刻ｔ_０〜ｔ_１は未だ剃毛を開始してはいない無負荷の
状態であり、モータ(4)の回転数は最適となっており、
回転数検出回路(7)の出力はパルス値Ｗ_０、周期Ｔ_０の
パルスとなっている。時刻ｔ_１でヒゲ剃りを開始すると
最初は濃いヒゲのため負荷は大きく、モータ(4)に印加
される電圧に変化がないためその回転速度が落ちる。す
ると回転数検出回路(7)の出力はパルス幅Ｗ_１、周期Ｔ
_１（Ｗ_０＜Ｗ_１、Ｔ_０＜Ｔ_１）のパルスとなって演算部
(8)に入力される。このパルスを演算部(8)で計算処理し
てモータ(4)の回転数が低下したことを認識し、トラン
ジスタドライバ(9)を介して対応の指令信号を電圧コン
トロール回路(6)へ送る。電圧コントロール回路(6)はこ
れを受けてモータ(4)に加わる電圧を増大させる（時刻
ｔ_２）。従ってモータ(4)の回転数は無負荷時と略同じ
になって快活なヒゲ剃りが行える。ヒゲ剃りが進むと徐
々にヒゲは薄くなりヒゲ剃りを終えると、モータ(4)に
かかる負荷が軽減する。すると今度はモータ(4)の回転
数が上昇する。これを回転数検出回路(7)が検出する。
このとき回転数検出回路の出力はパルス幅Ｗ_２、周期Ｔ
_２（Ｗ_２＜Ｗ_０，Ｔ_２＜Ｔ_０）のパルスとなって演算部
(8)に入力される。このパルスを演算部(8)で計算処理し
てモータ(4)の回転数が上がったことを識別し、トラン
ジスタドライバ(9)を介して対応の指令信号を電圧コン
トロール回路(6)へ送る。電圧コントロール回路(6)はこ
れに受けてモータ(4)に加わる電圧を初期の電圧に戻さ
せる（時刻ｔ_３）。従ってモータ(4)の回転数は無負荷
時の回転数に戻る。

以上のようにして電気かみそりのモータ(4)の回転数は
負荷の変動にかかわらず一定に保たれる。

第３図は前記第１図のブロツク回路図に基いて実際に組
込まれる電気かみそりの回路の実施例である。この図に
おいて、(11)はＡＣプラグ、(12)は該ＡＣプラグ(11)に
接続された充電回路、(13)は該充電回路(12)の両出力端
間に接続されてなるニツケルカドミウム電池等の二次電
池、(14)(15)はスイツチ(16)を介して前記電池(13)の両
極間に接続されてなる直流モータと電圧コントロール回
路、(17)は電気かみそりの刃にかかる負荷（内刃(18)に
加わる力）の変動によって変化する前記モータ(14)の回
転数を磁束の変化として検出するホール素子ＨＲ、(19)
は該ホール素子ＨＲ(17)の出力をモータ(14)の回転数変
化として検出する回転数検出回路、(20)は前記電圧コン
トロール回路(15)に制御信号を与えるトランジスタドラ
イバ、(21)は前記回転数検出回路(19)から検出信号を入
力し前記トランジスタドライバ(20)へモータ回転数に応
じた指令信号を送る演算部としてのＩＣ３である。

前記ホール素子(17)は一方の入力端子をバイアス抵抗Ｒ
６(22)を介して正出力ライン(23)に接続し他方の入力端
子を負出力ライン(24)に接続している。前記電圧コント
ロール回路(15)は主電流路を前記モータ(14)の負極側に
直列接続すると共に夫々ベース抵抗Ｒ_１(25)、Ｒ_２(2
6)、Ｒ_３(27)、Ｒ_４(28)、Ｒ_５(29)を有するトランジス
タＴＲ_１(30)、ＴＲ_２(31)、ＴＲ_３(32)、ＴＲ_４(33)、
ＴＲ_５(34)と各トランジスタＴＲ_１(30)〜ＴＲ_４(33)に
夫々コレクタを接続しまたエミツタを前記ホール素子Ｈ
Ｒ(17)の他方の入力端子に接続してなるＴＲ_６(35)、Ｔ
Ｒ_７(36)、ＴＲ_８(37)、ＴＲ_９(38)とによって構成され
ている。前記回転数検出回路は前記ホール素子ＨＲ(17)
の各出力端子に接続される抵抗Ｒ７(39)、Ｒ８(40)及び
該抵抗Ｒ７(39)に接続されるコンデンサＣ_１(41)、帰還
抵抗Ｒ_９(42)を有し反転入力端子を前記コンデンサＣ_１
(41)に非反転入力端子を前記抵抗Ｒ_８(40)に接続してな
るＩＣ_１(58)とによって構成される増巾器と、反転入力
端子を前記ＩＣ_１(42)の出力端子に接続し非反転入力端
子を正負出力ライン(23)間に接続された抵抗Ｒ_１０(4
3)、Ｒ１１(57)よりなる抵抗分圧回路の中点に接続され
ているＩＣ_２(46)なるコンパレータとより構成され、前
記増巾器によって前記ホール素子ＨＲ(17)の出力信号を
増巾し、かつその出力信号を前記コンパレータによって
波形整形する。前記ＩＣ_２(44)の出力端子は前記ＩＣ_３
(21)の入力端子Ｐ５に接続されている。前記トランジス
タドライバ(20)はコレクタを前記電圧コントロール回路
(15)のトランジスタＴＲ_６(35)〜ＴＲ_９(38)の各ベース
に接続し、エミツタを夫々抵抗Ｒ_１６(45)、Ｒ_１７(4
6)、Ｒ_１８(47)、Ｒ_１９(48)を介して正出力ライン(23)
に接続するトランジスタＴＲ_１０(49)、ＴＲ_１１(50)、
ＴＲ_１２(51)、ＴＲ_１３(52)より構成され、各トランジ
スタＴＲ_１０(49)〜ＴＲ_１３(52)のベースは夫々前記Ｉ
Ｃ_３(21)の出力端子Ｐ１〜Ｐ４に抵抗Ｒ_１５(53)、Ｒ
_１４(54)、Ｒ_１３(55)、Ｒ_１２(56)を介して接続されて
いる。尚前記ＩＣ_３(21)の一方の入力端子Ｖ_ＤＤ正出力
ライン(23)に他方の入力端子ＧＮＤは負出力ライン(24)
に夫々接続されている。

以上の構成を有する電気回路において、スイツチ(16)が
閉成されると電圧コントロール回路(15)のトランジスタ
ＴＲ_１(30)〜ＴＲ_５(34)はベース抵抗Ｒ_１(25)〜Ｒ_５(2
9)によって正出力ライン(23)よりベース電流が供給され
るので全て導通する。しかし各トランジスタＴＲ_１(30)
〜ＴＲ_５(34)のコレクタ・エミツタ間の飽和電圧（例え
ば０．１Ｖ）分の電圧降下を生じるので電池(13)の電圧
が２．４ＶとするとトランジスタＴＲ_１(30)〜ＴＲ_５(3
4)の総電圧降下０．５Ｖを差し引いた１．９Ｖの電圧で
モータ(14)は回転する。この時のモータ(14)の回転数を
ホール素子ＨＲ(17)とそのバイアス抵抗Ｒ_６(22)、ＩＣ
_１(58)、Ｒ_９(42)、Ｃ_１(41)、Ｒ_７(39)、Ｒ_８(40)で構
成される増巾器と、ＩＣ_２(44)と抵抗Ｒ_１０(43)、Ｒ
_１１(57)で構成されるコンパレータとよりなる回転数検
出回路(19)で回転数に比例したパルス数をＩＣ_３(21)に
入力端子Ｐ_５に入力する。ＩＣ_３(21)では決まった期間
でパルスが何発入力されるかをカウントし、且つ電気か
みそり用モータ(14)の最良の回転数に対応するパルス数
が記憶されており、この基準パルス数と入力されたパル
ス数とを比較することにより現在のモータ(14)の回転数
が最良の回転数に比べて高いか低いかを判断する。そし
てＩＣ_３(21)の出力端子Ｐ_１〜Ｐ_４よりＳ_１〜Ｓ_４の信
号を出力する。信号Ｓ_１〜Ｓ_４は通常Ｈｉｇｈレベルで
あり、このためトランジスタドライバ(20)のトランジス
タＴＲ_１０(49)〜ＴＲ_１３(52)は全て非導通、また電圧
コントロール回路(15)のトランジスタＴＲ_６(35)〜ＴＲ
_９(38)も全て非導通となり、結果としてトランジスタＴ
Ｒ_１(30)〜ＴＲ_５(34)が全て導通状態である。

仮にモータ(14)の回転数が変化し信号Ｓ_１がＨｉｇｈレ
ベルからＬｏｗレベルへ反転すると、ベース抵抗Ｒ_１５
(53)を介してトランジスタＴＲ_１０(49)へベース電流が
流れ該トランジスタＴＲ_１０(49)が導通する。このこと
によりトランジスタＴＲ_６(35)へベース電流が流れて該
トランジスタＴＲ_６(35)が導通する。従ってトランジス
タＴＲ_４(33)及びＴＲ_５(34)が非導通となり、モータ駆
動電流は電池(13)の正極→モータ(14)→トランジスタＴ
Ｒ_１(30)→トランジスタＴＲ_２(31)→トランジスタＴＲ
_３(32)→トランジスタＴＲ_６(35)→電池(13)の負極へと
流れ各トランジスタＴＲ_１(30)、ＴＲ_２(31)、ＴＲ_３(3
2)、ＴＲ_６(35)による総電圧降下は０．４Ｖとなり、モ
ータ(14)に印加される電圧は２．４−０．４＝２．０Ｖ
となって通常電圧よりも０．１Ｖ高くなる（これが前述
の第２図における時刻ｔ_２での波形Ｂの電圧変化に相当
する）。第１表にＩＣ_３(21)の各出力端子Ｐ_１〜Ｐ_４の
出力反転によるモータ印加電圧の変化を示す。

上記実施例では各トランジスタの降下電圧を０．１Ｖと
して５個直列に接続することによりモータ(14)にかかる
電圧を１．９Ｖ〜２．３Ｖまで０．１Ｖきざみで変化さ
せることができたが、トランジスタの降下電圧を変えた
り、トランジスタの使用個数を変えれば更に細かくモー
タ(14)の印加電圧を変化させることができる。

尚トランジスタの降下電圧は抵抗やダイオードに比べて
小さいので本発明にはより適している。

(ト) 発明の効果 本発明の構成によれば、次のような効果がある。

(1) ヒゲの濃い人でも薄い人でもモータは最良の回転
数を保つことができる。

(2) 主電源が電池の場合、電池が消耗して電圧が下が
っても最良のモータの回転数を得ることができる。

(3) 電圧コントロール回路におけるトランジスタの接
続個数を調整することによって、デジタル的に回転数が
変化させることができる。このため最良な回転数に近づ
けるための反応が早く、負荷が大きく変化しても素早く
最良な回転数に戻すことができるので、結果的にひげそ
り時間を短縮できる。また、このような急激な負荷の変
化にも迅速に対応してモータの回転数を素早く調整し、
シャープな切れ味感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電気かみそりのモータ駆動回路の基本ブ
ロツク回路図、第２図は第１図の各部における電圧変化
図、第３図は第１図を利用した電気かみそりの一実施電
気回路図である。 (14)……モータ、(19)……回転数検出回路、(15)……電
圧コントロール回路、(20)……トランジスタドライバ、
(21)……演算部、(17)……ホール素子、(30)(31)(32)(3
3)(34)……電圧降下回路のトランジスタ、(35)(36)(37)
(38)……降下電圧選択用トランジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動用モータの回転数を検出する回転数検
   出回路と、前記モータに直列に接続された電圧コントロ
   ール回路と、該電圧コントロール回路を作動せしめるト
   ランジスタドライバと、前記回転数検出回路よりの検出
   信号を入力して計算処理しその計算結果に基づいて前記
   モータに印加される電圧を選択する信号を前記トランジ
   スタドライバに供給する演算部とを備え、前記電圧コン
   トロール回路は、複数のトランジスタを直列に接続して
   なる電圧降下回路と、該電圧降下回路を構成する各トラ
   ンジスタのコレクタに接続してなる降下電圧選択用のト
   ランジスタ群とによって構成されることを特徴とする電
   気かみそり。
2. 【請求項２】前記回転数検出回路は前記モータ回転時に
   おける磁束の変化を検出するホール素子の出力信号に基
   き、該モータの回転数を検出することを特徴とする上記
   特許請求の範囲第１項記載の電気かみそり。