JPH08214589A

JPH08214589A - 小型電気機器

Info

Publication number: JPH08214589A
Application number: JP7306744A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Shitama; 勝昭舌間
Original assignee: Kyushu Hitachi Maxell Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP2587222B2; JPS6335192A; JP2608864B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インバータ回路を負荷に対する電力供給手段
として使用した小型電気機器にあって、過負荷状態を的
確に検出してインバータ回路の破損を未然に防止する。【解決手段】インバータ回路２２で充電される二次電
池６と並列に分圧抵抗を備え、その分圧抵抗と直列に備
えたスイッチング素子７４を、インバータ回路２２から
の出力電圧でオンオフ制御することにより、スイッチン
グ素子７４のオン時は分圧された低い電圧を、オフ時は
端子電圧をそのまま基準電圧として取り出すことを可能
とする。この基準電圧と負荷量に対応した大きさの検出
電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧を下回るとインバ
ータ回路２２を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電気かみそりなどの小
型電気機器であって、特に負荷の駆動用電源としてイン
バータ回路を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種電気かみそりに於いては、か
みそりとして使用中は操作者がそばについていることを
当然の前提とし、電気回路の保護は専ら、充電中におけ
る過大電流による温度上昇に起因する火災の防止を目的
とし、その方法も、温度又は電流ヒューズによるものが
一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の使用
者は毛屑の除去をあまり行わず、ともすると毛先の噛み
込みなどちょっとした障害が過負荷の原因となって、モ
ータの停止をきたすことが多い。この場合、電源が電池
であれば、単に電池が放電するだけで、該電池を取り替
えるか充電を行えば特に問題となることはない。しかし
電源がインバータ回路を利用した商用電源の場合、長時
間に亙って大電流をモータに流し続ける結果、インバー
タ回路それ自体を破損する虞がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題に鑑み
てなされたものであって、図１にその基本的な構成を概
略的に示す如く、インバータ回路を含む電力供給手段
と、該電力供給手段に接続されて電力を供給される負荷
と、該負荷が大きくなるほどその値が小さくなる検出電
圧を発生可能とする負荷量検出手段と、所定の基準電圧
を出力可能とする基準電圧発生手段と、検出電圧と基準
電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧を下回るとインバ
ータ回路の発振を停止する保護手段とから構成される。

【０００５】更に上記基準電圧発生手段が、インバータ
回路の作動中に対応して、電池電圧を分圧したものを基
準電圧として出力可能とする一方、インバータ回路の停
止に対応して、電池電圧をそのまま基準電圧として出力
可能とすることを特徴とする。

【０００６】なお上記した基準電圧発生手段は、図６に
例示する如く、インバータ回路２２により充電される二
次電池６と、二次電池６と並列に接続される分圧抵抗７
５〜７８と、該分圧抵抗と直列に介装されて、オン時に
二次電池から分圧抵抗に通電するスイッチング素子７４
と、インバータ回路２２の作動中に対応し、スイッチン
グ素子７４をオンする所定の電圧を発生可能とする補助
電源５３とから構成することができる。

【０００７】

【作用】したがって、小型電気機器を通常の状態で使用
する間は保護手段は働かず、電力供給手段は負荷に対し
て必要な電力を供給する。ここで負荷が増大すると、負
荷量検出手段からはこの負荷状態に対応した大きさの検
出電圧が発生され、更にこの検出電圧の値が保護手段に
おいて基準電圧と比較される。

【０００８】ここで検出電圧が基準電圧を下回ったこと
が確認されると、保護手段はインバータ回路の発振を停
止して負荷に対する電力の出力を制限する。それと同時
に基準電圧の値は、電池電圧を分圧したものから端子電
圧それ自体にまで上昇され、インバータ回路の停止状態
を維持するのである。

【０００９】

【発明の効果】本発明は上記の如く、負荷の状態を常時
検出しておき、かかる状態の異常が検出されるとインバ
ータ回路の発振を制限するとともに、その状態を維持す
るようにしたので、過負荷によるインバータ回路の破損
が未然に防止される。

【００１０】

【実施例】以下本発明を、充電と並行してモータ駆動を
可能とする電気かみそりに実施した一例に基づいて説明
する。

【００１１】本発明を実施する電気かみそり１は、図２
に示す如く、外刃２を本体ケース３の上部に着脱自在に
取り付けるとともに、該外刃２の内側に内刃４を摺動自
在に配設する。更に本体ケース３の内部には、前記内刃
４を往復駆動するモータ５と、該モータ５に回転駆動電
力を供給する二次電池６と、該二次電池６への充電制御
あるいはモータ５の回転制御等の各種制御を行わせる電
気回路７を収納する。また本体ケース３の正面には、モ
ータ５への通電時期を規制する押ボタンスイッチ１０を
挟んで同一線上の上方位置には、回転制御状態を表示す
る第１表示素子１１を、下方位置には充電制御状態を表
示する第２表示素子１２を互いに分離して配設してい
る。

【００１２】図３は、上記した本体ケース３に内蔵する
電気回路７の全体の概略を示すブロック図であって、複
数回の充放電が可能なニッケル・カドミュウム電池等の
二次電池６とモータ５とを主たる負荷とし、該負荷へ電
力を供給する電源部１３と、負荷の各種状態に対応した
検出信号を出力可能とする検出部１４と、負荷が通常の
動作範囲内で使用されているとき、電源部１３に入力さ
れる商用電源２０の電圧値の変化あるいは負荷の変動に
対応させて各種制御を行う制御部１５と、負荷が極端な
軽負荷あるいは重負荷となった場合に電源部１３の動作
時期を規制する保護部１６と、負荷の各種状態に対応し
た表示を行う表示部１７とから構成される。

【００１３】電源部１３は、商用交流電源２０を整流回
路２１で全波整流した電圧を入力とするインバータ回路
２２が使用され、該インバータ回路２２に於いて、入力
電圧を商用周波数より周波数の高いパルス状電圧に降圧
している。

【００１４】二次電池６は、モータ駆動時の各種制御を
行う回路に対してスイッチ１０を介して接続可能として
おり、従って、モータ停止時は電源部１３の負荷として
働くが、モータ駆動時に於いては、電源部１３からの出
力と共に主電源２３を構成する。

【００１５】制御部１５は、インバータ回路２２の出力
制御回路２４と、モータ５の回転制御回路２５とから構
成される。出力制御回路２４は、商用交流電源２０の電
圧あるいは負荷の変動にかかわらず、負荷に供給される
電圧を略一定に維持せんとするものであって、検出部１
４から出力される検出信号によりインバータ回路２２の
発振周波数あるいは発振時期を規制することにより制御
が行われる。

【００１６】一方、回転制御回路２５は、モータ５の回
転速度を常時検知し、モータ５の印加電圧を増減するこ
とにより、モータ５に加わる荷重の大小あるいは主電源
２３の電圧変動にかかわらず略一定の回転速度を維持さ
せるようにしている。

【００１７】保護部１６は軽負荷保護回路２６と重負荷
保護回路２７とから構成され、二次電池６が満充電状態
になる等して軽負荷となった場合に、軽負荷保護回路２
６に於いて電源部１３からの出力を降下させることによ
り負荷を保護する一方、モータ５がロック状態となる等
して重負荷となった場合に、重負荷保護回路２７でイン
バータ回路２２を停止して電源部１３を保護する。

【００１８】表示部１７は、二次電池６への充電が進ん
で満充電状態になったことを表示することにより充電の
停止を促す充電状態表示回路２９と、負荷が増大しある
いは主電源２３の容量が不足して上記回転制御回路２５
における制御が不能となったことを表示し、モータ５の
停止と充電の開始を促す回転状態表示回路３０とからな
り、本体ケース３上に備えた表示素子１１・１２の発光
色の変化および点滅で各状態を区別して表示可能とす
る。

【００１９】

【電源部】電源部１３は図４に示す如く、ダイオードブ
リッジ３１及びフィルタ３２を備えた整流回路２１とイ
ンバータ回路２２とから構成され、本体ケース３に対し
て着脱自在な電源プラグ３３を介して入力した商用交流
電源２０を整流回路２１で全波整流した後、ヒューズ３
４を通じてインバータ回路２２に印加する。このヒュー
ズ３４は、保護部１６が作動不良の場合における最終的
な保護手段として働き、インバータ回路２２への通電を
遮断して、インバータ回路２２の作動を強制的に停止す
る。

【００２０】インバータ回路２２は、トランジスタ３５
のコレクタ側に、一次コイル３６と該一次コイル３６の
両端に接続されてトランジスタ３５のオフ時に発生する
衝撃電圧を吸収する衝撃吸収部３７とを介装すると共
に、ベースとエミッタ間に帰還部４０を備える。更に一
次コイル３６と同一鉄心上に、帰還コイル４１、二次コ
イル４２及び三次コイル４３を巻いている。

【００２１】帰還部４０は、帰還コイル４１の一端をト
ランジスタ３５のベース端に繋ぎ、帰還コイル４１の他
端とトランジスタ３５のエミッタ間にコンデンサ４４を
接続するとともに、エミッタ端を二次電池６のプラス側
に接続している。更に帰還コイル４１とコンデンサ４４
の接続点には、整流回路２１からの出力電圧を抵抗４５
・４６で分圧した電圧を抵抗４７を介して印加可能とし
ている。

【００２２】従って、インバータ回路２２への電圧印加
と同時に抵抗４６の両端に電圧が発生し、かかる電圧に
よりコンデンサ４４の充電が開始される。コンデンサ４
４の両端電圧が上昇してトランジスタ３５のターンオン
電圧付近に達すると、該トランジスタ３５のコレクタ端
に接続された一次コイル３６に電流が流れはじめ、かか
る電流の増加により帰還コイル４１に電圧が発生する。
この電圧がトランジスタ３５のベース・エミッタ間を通
じてコンデンサ４４を上記と逆方向に急速に充電し、か
かるコンデンサ４４の充電電圧が阻止電圧となってトラ
ンジスタ３５を急激にオフする。トランジスタ３５のオ
フ後は、抵抗４６の両端電圧が再度抵抗４７を通じてコ
ンデンサ４４に印加され、コンデンサ４４を正方向に充
電して、上記オンオフ動作を繰り返す。

【００２３】ここでオン時に一次コイル３６側に蓄えら
れたエネルギーは、トランジスタ３５のオフ期間に、二
次コイル４２および三次コイル４３に接続された負荷へ
向けて整流用ダイオード５０・５１により選択的に取り
出される。

【００２４】二次コイル４２には常に二次電池６が接続
されており、スイッチ１０をオンしてモータ５を含む回
転制御回路２５を繋いだ時は、電源部１３からの出力と
共に主電源２３を構成する。またスイッチ１０の切り換
え操作および電源プラグ３３の挿脱により、充電を単独
で、あるいは充電とモータ駆動とを同時に並行し、ある
いは又、二次電池単独でのモータ駆動が行えるようにし
ている。

【００２５】三次コイル４３は前記した二次コイル４２
より巻数が数倍大きく、従って二次コイル４２側より大
きな電圧を出力可能とする。更に、その出力を整流用ダ
イオード５１及び大容量のコンデンサ５２を用いて平滑
して補助電源５３を構成する。従って、補助電源５３か
らは、インバータ回路２２の動作中であるが該インバー
タ回路２２に制御が十分にかかっているため出力が低下
している場合に於いても、各種回路の駆動及び制御が行
える必要十分な大きさの補助電圧Ｖ２が、回路駆動電圧
あるいは制御信号として、以下の各回路に対して供給で
きる様にしている。

【００２６】

【検出部】検出部１４は、図４〜図７に示す如く、第１
ないし第４の４組の検出回路６１・６２・６３・６４か
ら構成され、検出すべき負荷の状態に対応した、各々異
なった値の検出信号を出力する。

【００２７】第１検出回路６１は、図４に示す如く、主
電源２３の二次コイル４２の両端にダイオード６５を介
して接続されるものであって、二次コイル４２から出力
されるパルス状の電圧をコンデンサ６６で平滑し、該コ
ンデンサ６６の両端電圧を抵抗６７〜７０で分圧するこ
とにより、電源部１３から出力されるパルス状電圧の平
均値の増減に即応して変化する値の検出信号Ｓ１、Ｓ２
を出力する。かかる信号は、出力制御回路２４と充電状
態表示回路２９で使用される。

【００２８】第２及び第３検出回路６２・６３は共に、
主電源２３と並列に分圧用の抵抗を接続し、二次電池６
の端子電圧Ｖ１の変化に比例した電圧値の検出信号を出
力する。ここで、第２検出回路６２は、第７図のように
モータ５の回転状態表示回路３０で使用されるものであ
り、従って分圧抵抗７１〜７３と直列に常開のスイッチ
接点１０ａを介装して、スイッチ１０のオン動作と連繋
してモータ５の駆動時にのみ検出信号Ｓ３を出力する様
にしている。

【００２９】一方第３検出回路６３は、図６の様に検出
信号Ｓ４を出力可能とし、更に該信号Ｓ４は主として軽
負荷保護回路２６で使用されるため、補助電源５３から
の出力Ｖ２でオンするスイッチングトランジスタ７４を
直列に介装し、インバータ回路２２が停止中は分圧抵抗
７５〜７８への通電を止めて二次電池６の消耗を防止し
ている。

【００３０】第４検出回路６４は、図６に示す如く、モ
ータ５の回転速度に対応したパルスレートの矩形波信号
を形成することにより、モータ５の回転速度の増減及び
回転それ自体がロックされた時期を検出可能とするもの
であって、スイッチ１０の押圧操作と連動して閉じる常
開のスイッチ接点１０ａをアース側に介装することによ
り、モータ駆動時にのみ検出動作を行わせるようにして
いる。かかる検出信号Ｓ５は、回転制御回路２５及び重
負荷保護回路２７に於いて利用される。

【００３１】上記した第４検出回路６４における検出動
作は、モータ５の回転軸に取り付けた円筒状の反射板８
０と、該反射板８０における光の反射を利用した発光ダ
イオード８１及びフォトトランジスタ８２とからなるフ
ォトインタラプタ８３を用いて行われ、モータ５の回転
速度に対応した周波数の信号を発生する。この信号は更
にフィルタ回路８４に入力され、モータ５の回転周期に
対応した周波数成分の交流信号のみを選択的に波形整形
回路８５に送る。

【００３２】波形整形回路８５は、比較器８６のマイナ
ス側入力端子にフィルタ回路８４からの出力信号を入力
する一方、プラス側端子には二次電池電圧Ｖ１を抵抗８
７・８８で分圧した基準電圧を印加し、更に出力端に
は、抵抗８９を介して二次電池６側に繋がれたダイオー
ド９０が接続されており、モータ５の回転が停止して入
力信号がなくなった場合は、比較器８６の出力側がオー
プンしてダイオード９０の降下電圧で規制される電圧値
が出力されているが、モータ５が回転して入力信号の電
圧値が基準電圧の値を越える毎にダイオード９０の両端
はショートされて零電位に降下し、従ってダイオード９
０の両端からは、該ダイオード９０の順方向電圧でピー
ク値が規制された図８（ａ）に示す様な矩形波状の検出
信号Ｓ５が取り出される。

【００３３】

【制御部】制御部１５は、通常使用時における安定した
負荷駆動を可能とするものであって、図４に示す出力制
御回路２４と、図５に示す回転制御回路２５とから構成
される。

【００３４】出力制御回路２４は第１及び第２トランジ
スタ９３・９４を備え、両トランジスタ９３・９４のエ
ミッタ及びベース端を各々直結すると共に、第１トラン
ジスタ９３のコレクタ端をインバータ回路２２の抵抗４
５・４６間に、第２トランジスタ９４のコレクタ端を抵
抗９５・９６を介してトランジスタ３５のベース端と補
助電源５３の出力側に各々繋ぎ、更にベース端に、第１
検出回路６１から出力される検出信号Ｓ１を印加してい
る。検出信号Ｓ１は、二次コイル４２に対してダイオー
ド６５を介し接続されたコンデンサ６６の両端電圧を抵
抗で分圧したものであって、商用交流電源２０の電圧値
の変化あるいは負荷の変動に対応した大きさの電圧を出
力可能としている。

【００３５】上記構成において、例えば商用交流電源２
０の電圧値が１００〜１２０Ｖ程度の範囲で変化する場
合を想定すると、電圧値が１００Ｖでモータ駆動時に両
トランジスタ９３・９４が共にオフする様、第１検出回
路６１の可変抵抗器７０を調整して検出信号Ｓ１の電圧
値を予め設定しておく。

【００３６】かかる使用状態に於いては、インバータ回
路２２のトランジスタ３５のベース端に抵抗９５・９６
を介して補助電圧Ｖ２が印加されており、この電圧Ｖ２
がトランジスタ３５のオフ中におけるコンデンサ４４の
放電時間を短縮し、インバータ回路２２の発振周波数を
該回路２２における最高効率時の周波数より稍高めてい
る。

【００３７】ここで商用電源電圧が上昇しあるいは負荷
が軽くなると検出信号Ｓ１の値が上がり、第２トランジ
スタ９４にベース電流が流れ始め、補助電源５３からの
出力Ｖ２を該トランジスタ９４で分流し、トランジスタ
３５のベース端に印加される電圧を徐々に低下させる。
すると、コンデンサ４４の放電時間が上記の場合より長
くなり、インバータ回路２２の発振周波数が下がる。更
に検出信号Ｓ１の値が上昇すると、抵抗４６の両端を第
１トランジスタ９３でショートし、インバータ回路２２
の発振を間欠的に停止させる。

【００３８】かかる動作により、負荷量が一定でかつ商
用電源電圧が上下した場合には出力が一定になるように
制御が働き、商用電源電圧が一定で負荷が増減した場合
には負荷量の大小に対応して出力も増減させ、もって通
常の負荷駆動時に於いて安定した電力供給動作がおこな
えるようにインバータ回路２２を制御している。

【００３９】回転制御回路２５は、図５に示す如く、第
４検出回路６４から出力される回転速度に比例した周波
数の矩形波状の検出信号Ｓ５を、Ｄ−Ａ変換器１００で
周波数に対応した大きさの検出信号に変換し、かかる検
出信号を比較器１０１で基準電圧と比較して、両者の間
にずれが発生すると、ずれの値に対応した制御信号を制
御回路１０２に送る。該制御回路１０２はモータ５への
通電回路中に介装されており、制御信号により制御回路
１０２における降下電圧値を制御してモータ５への印加
電圧を増減し、モータ５に加わる荷重負荷の大小あるい
は主電源２３の出力電圧の増減に即応した回転速度制御
が行われる。

【００４０】ここでＤ−Ａ変換器１００は、ＯＰアンプ
１０３を使用した積分回路であって、検出したデジタル
状の検出信号Ｓ５をコンデンサ１０４に印加すると、該
コンデンサ１０４に蓄えられた電荷は、ダイオード１０
５・１０６からなるポンプ回路を通じて負帰還コンデン
サ１０７に流れる。かかる電荷の流入は、ＯＰアンプ１
０３を介して積分され、出力側にはパルスレートに比例
した電圧値のアナログ状の信号が得られる。

【００４１】比較器１０１は、ＯＰアンプ１１０を使用
した差動増幅器であって、マイナス側に前記信号を入力
する一方、プラス側に基準信号を印加し、両者の差に比
例した電圧の制御信号を取り出す。基準信号は、ダイオ
ード１１１の両端に可変抵抗器１１２を結合することに
よりその値を調整可能とし、制御回路１０２の動作点を
変更出来る様にしている。

【００４２】制御回路１０２は、第１及び第２トランジ
スタ１１３・１１４をダーリントン接続したものであっ
て、第１トランジスタ１１３のベース端をＯＰアンプ１
１０の出力側に、エミッタ端を第２トランジスタ１１４
のベース端に接続すると共に、第２トランジスタ１１４
のエミッタ・コレクタ間をモータ５への通電回路中に介
装し、更に第２トランジスタ１１４のコレクタ端から抵
抗１１５を介して比較器１０１のＯＰアンプ１１０側に
負帰還している。

【００４３】かかる構成に於いて、モータ５に設定負荷
が加わったときに設定回転速度を呈する様に、前記比較
器１０１の可変抵抗器１１２を調整して制御回路１０２
を増幅動作状態にしておく。ここで設定速度よりモータ
５の回転速度が低下したことが比較器１０１で検出され
ると、設定回転数に必要なモータ端子電圧になるように
制御信号の値を上昇し、第２トランジスタ１１４を飽和
状態とすることにより、モータ５への印加電圧を上昇し
て回転速度を上昇方向へ修正する。逆に回転速度が設定
値より上昇したことが検出されると、制御信号の値を下
げて第２トランジスタ１１４のエミッタ・コレクタ間電
圧を上げ、モータ印加電圧を下げて回転速度を下降方向
へ自動修正する。

【００４４】なお、主電源２３の容量が十分ある場合に
は、上記した制御が比較的安定に行われる。しかし、電
源部２３を使用せず二次電池６単独の電力供給で、しか
も該電池容量が減少した場合には、比較器１０１からの
制御信号それ自体の値も可及的に小さくなり、その結
果、制御回路１０２に供給し得るベース電流が減少し、
二次電池６にモータ５を駆動し得るだけの容量がまだ残
っている場合にも、制御回路１０２がオフしてモータ５
への通電を強制的に停止してしまう虞がある。本実施例
に於いては、制御回路１０２の入力側と二次電池６間に
抵抗１１６を繋ぎ、比較器１０１側からの制御が利かな
くなった後も、制御回路１０２に二次電池６側から電流
を直接供給し、モータ５の回転可能時間を出来るだけ延
長しうる様にしている。

【００４５】

【保護部】図６は保護部１６の全体的な構成を示す電気
回路図であって、軽負荷保護回路２６と重負荷保護回路
２７とから構成される。軽負荷保護回路２６は、二次電
池６に対し１Ｃ電流による急速充電を行わせて満充電状
態となり、軽負荷になったことが第３検出回路６３によ
り検知されると、インバータ回路２２の発振時期を規制
して出力を減少させ、０．１〜０．２Ｃ程度の細流充電
に移行させることにより、二次電池６の過充電による劣
化を主として防止する。

【００４６】一方、重負荷保護回路２７は、毛屑が外刃
２と内刃４間に噛む等してモータ５がロック状態とな
り、重負荷となったことが第４検出回路６４により検知
された場合に、インバータ回路２２の発振を停止してト
ランジスタ３５の破損を防止する。

【００４７】軽負荷保護回路２６は、比較器１２０のマ
イナス側入力端に、第３検出回路６３のダイオード１２
１で安定化された基準電圧を印加する一方、プラス側入
力端に第３検出回路６３から出力される検出信号Ｓ４を
印加している。更に比較器１２０の出力側にはコンデン
サ１２２を繋ぎ、該コンデンサ１２２の両端に抵抗１２
３を介して補助電源５３を接続すると共に、トランジス
タ１２４のベース端とツェナーダイオード１２５を介し
て接続している。またトランジスタ１２４は、コレクタ
端をダイオード１２６を介してインバータ回路２２のト
ランジスタ３５のベース端に繋ぐと共に、エミッタ端と
ベース端間を抵抗１２７で接続している。

【００４８】重負荷保護回路２７は、図８（ａ）に示す
様な、第４検出回路６４から出力されるモータ５の回転
速度に比例した周波数の矩形波状の検出信号Ｓ５を変換
部１３０に入力して、デジタル信号をアナログ信号に変
換する。

【００４９】変換部１３０は、トランジスタ１３１のベ
ース電流を検出信号Ｓ５から供給して該トランジスタ１
３１をオンオフ制御すると共に、コレクタ側を二次電池
６に繋いで出力を取り出すことにより、図８（ｂ）の如
く、前記検出信号Ｓ５よりピーク値が大きく且つモータ
回転時にのみ発生する、回転速度に比例したパルスレー
トの矩形波状電圧Ｓ６を形成する。

【００５０】かかる出力電圧Ｓ６は、更に積分回路１３
２に入力されて積分され、回転速度の大小に対応した大
きさの検出電圧Ｓ７として比較器１３３のマイナス側入
力端子に印加される。

【００５１】比較器１３３はそのプラス側端子に、第３
検出回路６３から出力される検出信号Ｓ４’が基準電圧
として印加され、更に出力端子をツェナーダイオード１
３４を介してトランジスタ１３５のベース端に、抵抗１
３６を介して補助電源５３に各々繋いでいる。

【００５２】トランジスタ１３５は、コレクタ側をダイ
オード１３７を介して前記した軽負荷保護回路２６と並
列に接続する。更にベース・エミッタ間と並列に、常閉
のスイッチ接点１０ｂとダイオード１３８を直列に接続
したもの及び抵抗１３９を繋ぐことにより、モータ５へ
の通電を停止している期間は、抵抗１３９の両端をショ
ートしてベース電圧の印加を強制的に止め、重負荷保護
回路２７が誤動作しないようにしている。

【００５３】次ぎに図８（ａ）〜（ｄ）に示す波形図に
基づいて、保護部１６における動作を詳細に説明する。
上記構成に於いて、二次電池６が満充電に近付いた時点
（時刻ｔ１）で検出信号Ｓ４の電圧値が基準電圧Ｖ３と
略一致するように、第３検出回路６３の可変抵抗器７６
を予め調整しておく。

【００５４】ここで、スイッチ１０をオフしてモータ５
を停止した状態で時刻ｔ０において電源プラグ３３を入
れると、二次電池６は電源部１３に対する負荷として充
電が開始される。

【００５５】充電初期に於いては、検出信号Ｓ４の値は
基準電圧Ｖ３より十分小さく、従ってコンデンサ１２２
の両端は比較器１２０の出力側によりショートされてト
ランジスタ１２４はオフ状態を続け、インバータ回路２
２は上記した出力制御回路２４による制御が利いた通常
の発振を続ける。

【００５６】更に充電が進み満充電に近付く（時刻ｔ
１）と、二次コイル４２からのパルス状電圧の出力時に
対応して瞬間的に検出信号Ｓ４が基準電圧を越えるよう
になり、比較器１２０の出力側は、パルス状にオープン
して補助電圧Ｖ２が出力される。

【００５７】しかし、該電圧Ｖ２で直接トランジスタ１
２４を制御するのではなく、一旦コンデンサ１２２に印
加して積分し、積分値がダイオード１２５のツェナー電
圧を越えた時に初めてダイオード１２５を導通してトラ
ンジスタ１２４にベース電流を流し、該トランジスタ１
２４をオンしてトランジスタ１２４のベース端をアース
することにより、インバータ回路２２の発振を停止す
る。

【００５８】即ち、軽負荷保護回路２６によるインバー
タ回路２２の出力規制量を制御の開始時期に於いて可及
的に制限することにより、かかる期間の充電電流量を実
質的に増加させて、短時間で二次電池６に対する充電電
流の絞り込みが行われる様にしている。従って、軽負荷
時におけるインバータ回路２２からの出力は必要最小限
に規制され、二次電池６の過充電に起因する劣化が未然
に防止されるのである。

【００５９】次ぎに、上記の如く二次電池６が満充電に
なった状態でスイッチ１０をオンする（時刻ｔ３）と、
モータ５は回転制御回路２５による回転速度制御がかか
った状態で、定速回転を開始する。

【００６０】なお、モータ５の回転開始時点に於いては
第４検出回路６４からの検出信号Ｓ５はないが、主電源
２３側から抵抗１４０及びダイオード１４１を通じて基
準電圧Ｓ４’より十分大きい信号が印加されており、ま
た定速回転状態になった後も、予め第３検出回路６３の
可変抵抗器７６を調整して、内刃４に荷重負荷を加えな
い状態に於いても基準電圧Ｓ４’が検出電圧Ｓ７に比較
して十分小さくなるように電圧値を設定しておくことに
より、回転速度が十分高くしかも前記した回転速度制御
が有効な状態に於いては、比較器１３３の出力側は常に
アースされ、トランジスタ１３５はオフ状態を続けてイ
ンバータ回路２２には何ら影響を与えない。

【００６１】しかし、モータ５に加わる荷重負荷が大き
くなるにつれて主電源２３からの出力電圧Ｖ１が低下
し、遂には回転制御が利かなくなり（時刻ｔ４）、更に
荷重が増加するに従ってモータ５の回転速度は低下す
る。それと同時に、比較器１３３に入力される検出電圧
Ｓ７の値も低下し、モータ５の回転が毛先を噛み込むな
どしてロックされると、積分回路１３２への入力が無く
なる（時刻ｔ７）。

【００６２】このとき検出電圧Ｓ７は直ちに消失するこ
となく、コンデンサ１４２と抵抗１４３の放電時定数で
決まる時間経過後の時刻ｔ９に基準電圧Ｓ４’の値より
下回り、比較器１３３の出力端をオープンする。これと
同時に補助電圧Ｖ２がダイオード１３４を介してトラン
ジスタ１３５のベースに印加され、図８（ｄ）の如く、
トランジスタ１３５をオンしてインバータ回路２２の発
振を停止するのである。

【００６３】なお、上記したモータ５のロックが一時的
なものであり、ロックが時刻ｔ８ですぐに解除された場
合は、ロック時からインバータ回路２２の発振停止まで
に、上記の如く、例えば０．３〜１秒程度の時間差を予
め設けてあるため、検出電圧Ｓ７は一点鎖線で示す如く
直ちに基準電圧Ｓ４’より十分高い正常値に復帰して、
モータ５は正常な回転動作を続ける。

【００６４】また、モータ５に大きな荷重が加わっては
いるが停止させる必要がない期間に於いては検出電圧Ｓ
７の値は大幅な乱高下を繰り返すため、誤って重負荷保
護回路２７が作動しないように、基準電圧Ｓ４’は出来
るだけ低いことが望ましい。しかし一旦回転が停止した
後は、回転停止の原因を取り除くまで、スイッチ１０の
オンオフで不要に回転を開始することなく、確実に重負
荷保護回路２７が作動し続けることが必要で、そのため
には、基準電圧Ｓ４’がある程度高いことを必要とす
る。

【００６５】本実施例に於いては、基準電圧Ｓ４’とし
て主電源２３の出力電圧を分圧したものを利用している
ので、回転速度の低下に従って自動的に基準電圧Ｓ４’
は下がり、モータ停止後は元の値に復帰して、何ら面倒
な調整を要することなく上記した相矛盾する要求を満足
している。

【００６６】また重負荷状態の検出は、モータ５の回転
それ自体を直接検出するのではなく、主電源２３からの
出力電圧を検出することによっても知ることが出来る。
その場合、重負荷検出と軽負荷検出とを兼用させること
も可能である。

【００６７】

【表示部】表示部１７は、図７に示す如く、充電時に動
作して満充電状態を表示する充電状態表示回路２９と、
モータ駆動時に動作して回転速度制御の状態を表示する
回転状態表示回路３０とから成る。

【００６８】充電状態表示回路２９は、第１検出回路６
１から出力される検出信号Ｓ２を第１トランジスタ１５
０のベース端に入力し、コレクタ端を第２トランジスタ
１５１のベース端に接続すると共に、両トランジスタの
コレクタ側に第２表示素子１２を繋いだ後、補助電圧Ｖ
２の入力でオンするスイッチングトランジスタ１５２
と、常閉のスイッチ接点１０ｂを介して主電源２３に接
続している。

【００６９】第２表示素子１２は、赤および緑色の発光
ダイオードを一体化したものであって、第１トランジス
タ１５０と直列に緑色の発光ダイオード１５３を、第２
トランジスタ１５１と直列に赤色の発光ダイオード１５
４を各々繋いでいる。

【００７０】回転状態表示回路３０は、比較器１５５の
プラス側入力端に、第２検出回路６２のダイオード１５
６の両端から取られた基準電圧を印加する一方、マイナ
ス側に検出信号Ｓ３を入力すると共に、出力端を第１ト
ランジスタ１５７のベース端に接続している。更に第１
トランジスタ１５７のコレクタ端を第２トランジスタ１
５８のベース端に繋ぎ、第１トランジスタ１５７に緑色
の発光ダイオード１５９、第２トランジスタ１５８に赤
色の発光ダイオード１６０を各々接続した後、常開のス
イッチ接点１０ａを介して主電源２３に接続している。

【００７１】以下図８（ｅ）〜（ｇ）を用いて、各表示
素子１１・１２の点灯のタイミングを説明する。なお、
図８（ｆ）は第２表示素子１２の、図８（ｇ）は第１表
示素子１１の点灯時期を各々示す。

【００７２】上記構成に於いて、モータ停止状態でイン
バータ回路２２を動作させると、補助電圧Ｖ２が出力さ
れてトランジスタ１５２がオンし、充電状態表示回路２
９に通電が開始される。同時に第１検出回路６１から検
出信号Ｓ２が出力されるが、時刻ｔ０のごとく二次電池
６の容量が減少している場合には軽負荷保護回路２６の
制御がかかっておらず、従って検出信号Ｓ２の値が大き
いために第１トランジスタ１５０はオフ状態となり、第
２トランジスタ１５１がオンして赤色の発光ダイオード
１５４に通電して充電中であることを表示する。

【００７３】ここで充電が進み、軽負荷保護回路２６が
作動して制御がかかり始める（時刻ｔ１）と、間欠的に
検出信号Ｓ２の値が低下し、第１トランジスタ１５０が
オンして緑色の発光ダイオード１５３が点灯し始める。
即ち、赤色と緑色とが交互に点灯し、充電が終了に近付
くに連れて緑色の点灯時間の割合が徐々に増加する結
果、発光色は赤色からオレンジ色に変化し、更に時刻ｔ
２で緑色に変わって満充電状態となったことを表示する
のである。

【００７４】次いで、本体ケース３のスイッチ１０をオ
ンすると、モータ５の回転駆動が開始される（時刻ｔ
３）。ここで、予め第２検出回路６２の可変抵抗器７２
を調節することにより、回転制御回路２５における制御
が利かなくなる時刻ｔ４に於いて、基準電圧と検出信号
Ｓ３の値が略一致する様にしておく。

【００７５】すると、負荷が小さいか或いは主電源２３
の電圧が大きいために回転制御が有効な間は、第１トラ
ンジスタ１５７がオンして第１表示素子１１は緑色に点
灯して正常回転中であることを表示する。

【００７６】しかし制御が利かなくなる（時刻ｔ４）
と、第２トランジスタ１５８がオンし始め、赤色の発光
ダイオード１６０が点灯する時間が徐々に増加し、緑色
からオレンジ色、そして時刻ｔ５で赤色に変化してモー
タ回転の異常を表示する。更に、モータ５の回転が停止
寸前（時刻ｔ６）となると、第１表示素子１１が消灯し
て電池容量の減少を表示するのである。

【００７７】なお、充電状態を表示する第２表示素子１
２を、本体ケース３上でスイッチ１０の下方位置に配設
することにより、電気かみそり１の使用中は、操作者の
手で第２表示素子１２の表示は覆われ、よってスイッチ
１０のオンオフで第１及び第２の表示素子１１・１２の
点灯が入れ替わって表示されても、表示を誤認すること
はない。

【００７８】またトランジスタ１５２のオン期間を規制
する補助電源５３は、第１検出回路６１より安定で且つ
十分大きな出力が得られるように構成しているので、第
２表示素子１２が赤緑の点滅を繰り返している期間に於
いてもトランジスタ１５２は確実にオン状態を続け、表
示素子１２それ自体が点滅してちらつくのを防止してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略を示すブロック図である。

【図２】本発明を実施した一例を示す全体の斜視図であ
る。

【図３】本発明にかかる電気回路のブロック図を示す。

【図４】図３における電源部の具体的な構成を示す電気
回路図である。

【図５】図３における制御部の具体的な構成を示す電気
回路図である。

【図６】図３における保護部の具体的な構成を示す電気
回路図である。

【図７】図３における表示部の具体的な構成を示す電気
回路図である。

【図８】電気回路の動作状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４内刃５モータ６二次電池７電気回路１０スイッチ１３電源部１４検出部１５制御部１６保護部１７表示部２２インバータ回路２３主電源２４出力制御回路２６軽負荷保護回路２７重負荷保護回路５３補助電源６３第３検出回路６４第４検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータ回路を含む電力供給手段と、該電力供給手段に接続されて電力が供給される負荷と、該負荷が大きくなるほどその値が小さくなる検出電圧を
出力可能とする負荷量検出手段と、所定の基準電圧を出力可能とする基準電圧発生手段と、上記した検出電圧と基準電圧とを比較し、検出電圧が基
準電圧を下回るとインバータ回路を停止する保護手段と
を備え、上記基準電圧発生手段が、インバータ回路の作動中に対応して、電池電圧を分圧し
たものを基準電圧として出力可能とする一方、インバータ回路の停止に対応して、電池電圧をそのまま
基準電圧として出力可能とすることを特徴とする小型電
気機器。
【請求項２】上記した基準電圧発生手段が、インバータ回路により充電される二次電池と、該二次電池と並列に接続される分圧抵抗と、該分圧抵抗と直列に介装されて、オン時に二次電池から
分圧抵抗に通電するスイッチング素子と、インバータ回路の作動中に対応し、スイッチング素子を
オンする所定の電圧を発生可能とする補助電源とから構
成される特許請求の範囲第１項記載の小型電気機器。