JPH01128113A - 小型電気機器 - 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】 ［産業上の利用分野〕 この発明は二次電池を駆動電源とした小型電気機器であ
って、特に回路始動時にリセットを必要とするものに関
する。

［従来の技術］ 通常、フリップフロップを使用したデジタル回路あるい
は所謂「マイコン」制御の電子回路にあっては、電源電
圧が所定値を下廻ると回路状態が不定となるため、再起
動時にリセットあるいはセット信号を送って回路を初期
化することを必要とする。

従来かかるリセットの方法として、電源スィッチのオン
動作と連動してリセット信号を発生させたり、別にリセ
ットボタンを備えて手動によりリセットをかけるのが一
般的であった。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、ニカド電池の様な二次電池を駆動電源と
し、回路を常時作動させながら内部演算を続ける形式の
電気機器にあっては、電源スィッチそれ自体が存在しな
い。かといって二次電池への充電の度にリセットをかけ
て回路を初期化したのでは、演算データの継続性が損な
われるばかりか、機器それ自体の動作が十分に保証され
ない虞れがある。

一方、リセットボタンを別に設けて使用者に手動でリセ
ットをかけさせる方法では、誤操作が発生するとともに
、操作性も劣ることは明らかである。

上記不都合に対し、二次電池の端子電圧が回路の動作可
能電圧を下部ったのち、充電によって再び端子電圧が上
昇する時期を検出して自動的にリセットをかける方法も
考えられるが、二次電池はその内部抵抗に起因して充電
初期における電圧それ自体が比較的高く、それ以後の電
圧上昇も比較的緩やかであることが多いため、かかる電
圧変化を捉えてリセット信号を取り出すことは難しく、
確実性に劣るなど問題が多い。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、比
較的簡単な構成で、確実にリセットをかけることができ
る小型電気機器を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 第１図（ａ）は本発明にかかる小型電気機器の基本的構
成を示すブロック図であって、複数回の充放電が可能な
二次電池６と、該二次電池６から駆動電力が供給されて
常に動作状態におかれる電子回路と、該電子回路にリセ
ット信号ＳＲを送るリセット信号発生手段とを備えてい
る。

リセット信号発生手段は、二次電池６の端子電圧が設定
値ｖＬを下部るのと連動して、電子回路に向けリセット
信号ＳＲを連続して送ることを特徴とする。

「作用」 上記構成により、第１図（ｂ）の時刻ｂ＋の如く、二次
電池６の容量が十分にあって端子電圧が設定値ＶＬより
十分高い間は、リセット信号発生手段はリセット信号Ｓ
Ｒを発生せず、電子回路は通常の動作を続ける。

ここで二次電池６の放電が進み、端子電圧が時刻ｔｅで
設定値ＶＬを下部ると、リセット信号発生手段から電子
回路に向けリセット信号ＳＲが連続的に送出され、回路
動作は斜線で示す如く初期状態を維持する。この状態で
、充電を開始すれば、リセットが連続してかかった状態
で二次電池６の端子電圧が再び上昇し、端子電圧が設定
値ｖＬを超えるとす゛セット信号ＳＲが停止して、リセ
ットがかかった初期状態から所定の回路動作が再開する
のである。

一方、時刻ｔ８を超えた後もその１に二次電池６の放電
を続け、二次電池６の端子電圧がリセット信号発生手段
それ自体の動作可能な電圧ＶΩをも下部ると、リセット
信号ＳＲも停止する。しかし充電が再開されて二次電池
６の端子電圧が上昇すると、先ず時刻ｔｃでリセット信
号発生手段が動作して、リセット信号ＳＲが電子回路に
向け送出され、斜線で示すリセット状態に入る。

更に充電が進み、端子電圧が上昇して電子回路の動作が
安定するまで電子回路はリセットが繰り返されて、初期
状態がそのまま維持される。しかる後、時刻ｔｏに端子
電圧が設定値ＶＬを上部るとリセット信号ＳＲは自動的
に止まり、電子回路は通常の動作を始めるのである。

［実施例コ 以下本発明を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、各種小型電気機器に於いて略同
様に実施できることは勿論である。

本発明を実施する電気かみそり１は、第２図に示す如く
、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に対する充電制御あるい
はモータの回転制御等の各種制御を行わせる電子回路７
を収納する。また本体ケース３の正面中央に、モータ５
への通電時期を規制するスライド式スイッチ８のノブ９
を備え、更にスイッチノブ９の下方に、モータの回転制
御が可能な状態か否かを表示する２つの発光ダイオード
からなる回転制御表示器１０と、二次電池６の充放電状
態に対応した表示を行なう６つの発光ダイオードからな
る電池容量表示器１１とを配設している。更に本体ケー
ス３の下部には、先端に電源プラグ１２を設けた電源コ
ード１３を挿脱自在に備え、二次電池６の充電に加え、
商用交流電源によるモータの直接駆動を可能としている
。

第３図は、上記した本体ケース３に内蔵する電子回路７
全体の概略を示すブロック図であって、商用交流電源１
４から供給される１００〜２４０Ｖの交流電圧を所定の
充電電圧に変換するインバータ回路１５と、電子回路全
体に電力を供給する電源部１６と、モータ５の回転状態
を制御する回転制御部１７と、電気かみそり１の動作状
態を常時検出する検出部１８と、検出部１８から取り出
される各種検出信号に基づいて、インバータ回路１５の
出力制御と二次電池６の現在容量の表示制御を行なう中
央制御部１９と、検出部１８あるいは中央Ｍ＃部１９か
らの制御信号入力でインバータ回路１５の発振を強制的
に停止する出力制御部２０とから構成される。

電源部１６は、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を備えた主電源２１と、イ
ンバータ回路１５からの出力電圧を整流平滑した補助電
源２２とから成り、モータ５および電子回路７へ電力供
給を行なう。

モータ５はスイッチ８を介して主電源２１側から電力が
供給されるとともに、回転検出回路２３および回転制御
回路２４を備えた回転制御部１７の働きで、電池電圧の
変動あるいはモータ５に対する街重負荷の軽重にかかわ
らず略一定のモータ回転速度を維持出来るようにしてい
る。

中央制御部１９は、ＲＡＭ２５あるいはＲＯＭ２６など
の各種周辺回路を一体に構成した、所謂「１チツプタイ
プのマイクロプロセッサ」が使用され、クロック信号の
入力と同期して動作するものであって、中央処理装置２
７と１／○装置２８間を各種バス２９を介して接続し、
検出部１８から出力される検出情報を、■／○装置２８
上の入力ボートを介して取り込み可能とするとともに、
かかる情報を制御データとし、ＲＯＭ２６内に記憶した
プログラムに従った制御動作を行い、出力ボートからイ
ンバータ回路１５および表示器１０・１１に向け制御信
号を出力する。

検出部１８は、交流入力検出回路３０でインバータ回路
１５に商用交流電源１４が接続されているか否かを、モ
ータ給電検出回路３ユでモータ駆動用のスイッチ８がオ
ン操作されているか否かを各々検知し、電気かみそり１
の動作モード決定の為の基本情報とする。更に二次８力
検出回路３２で補助電源２２からの出力電圧ＶＣを検知
し、該電圧Ｖｓを一定に維持する様にインバータ回路１
５を制御することにより、使用する商用電源電圧の１０
０〜２４０Ｖの間での違いにもかかわらず、インバータ
回路１５からの出力を略一定に維持可能とする。咳た回
転異常検出回路３３で、モータ５に通電されたにもかか
わらすモータ５がロックされたま才の状態を検知し、か
かる場合にはインバータ回路１５を強制的に停止して、
インバータ回路１５の温度上昇による破損を防止してい
る。更に負荷量検出回路３４で、モータ５における消費
電流の大小を検知し、モータ駆動時における電池容量表
示を相対補正する一方、上限電圧検出回路３５および下
限電圧検出回路３６で充放電時に二次電池６の端子電圧
ＶＭが上下限値に達したことを検知し、かかる検知で電
池容量表示器１１の表示値を絶対補正する様にしている
。

なお、二次出力検出回路３２および回転異常検出回路３
３は、その検出信号を出力制御部２０に制御信号５Ｌ−
８２として入力し、インバータ回路１５を直接制御する
様にしているが、中央制御部１９に対する検出信号とし
、該制御部１９を介してインバータ回路１５を間接的に
出力制御を行なわせることも可能である。

以下第４図ないし第６図で示す電気回路図に基づき、第
３図の構成を更に具体的に説明する。

（インバータ回路） インバータ回路１５は第４図に示す如く、ダイオードブ
リッジ３７及びフィルタ３８を備えた整流回路３９を入
力側に備え、本体ケース３に対して着脱自在な電源プラ
グ１２を介して入力した商用交流電源１４を整流回路３
９で全波整流した後、温度ヒユーズ４０を通じてインバ
ータ回路１５に印加する。

インバータ回路１５は、出力トランジスタ４１のコレク
タ側に、−次コイル４２と該−次コイル４２０両端に接
続されてトランジスタ４１のオフ時に発生する衝撃電圧
を吸収する衝撃吸収部４３とを介装すると共に、ベース
とエミッタ間に帰還部４４を備える。更に一次コイル４
２と同一鉄心上に、帰還コイル４５、出力コイル４６及
び三次コイル４７を巻いている。

帰還部４４は、帰還コイル４５の一端を出力トランジス
タ４１のベース端に繋ぎ、帰還コイル４５の他端と出力
トランジスタ４１のエミッタ間にコンデンサ４８を接続
するとともに、出力トランジスタ４１のエミッタ・ベー
ス間に逆方向にダイオード４９を接続し、エミッタ端を
抵抗５０を介して二次電池６のプラス側に接続している
。更に帰還コイル４５とコンデンサ４８の接続点には、
整流回路３９からの出力電圧を抵抗５１・５２で分圧し
た電圧を抵抗５３を介して印加可能としている。

＝１１− 上記構成により、インバータ回路１５への電圧印加と同
時に抵抗５２の両端に電圧が発生し、かかる電圧により
コンデンサ４８の充電が開始される。コンデンサ４８０
両端電圧が上昇して出力トランジスタ４１のターンオン
電圧付近に達すると、該トランジスタ４１のコレクタ端
に接続された一次コイル４２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４５に電圧が発生する。

この電圧がトランジスタ４１のベース・エミッタ間を通
じて流れ、トランジスタ４１をオンすると同時にコンデ
ンサ４８を上記と逆方向に急速に充電する。ここで、−
次電流が安定化して帰還コイル４５の両端電圧が減少す
ると、コンデンサ４８の充電電圧によりダイオ、−ド４
９を通じて上記とは逆方向に電流が流れ、ダイオード４
９の両端電圧が阻止電圧となって出力トランジスタ４１
を急激にオフする。出力トランジスタ４１のオフ後は、
帰還コイル４５から出力される電圧およびダイオード５
４で選択的にベース端に繋がれた抵抗５５によりコンデ
ンサ４８を急速に放電させたあと、抵抗５２０両端電圧
が再度抵抗５３を通じてコンデンサ４８に印加され、コ
ンデンサ４８を正方向に充電して、上記オンオフ動作を
繰り返す。

上記したインバータ回路１５における一連の動作中、出
力トランジスタ４１０オン時に一次コイル４２側に蓄え
られたエネルギーは、出力トランジスタ４１のオフ期間
に電源部１６から選択的に取り出される。

（電源部） 電源部１６は、主電源２１と補助電源２２とからなる。

主電源２１は、出力コイル４６の出力端に整流用ダイオ
ード５６と二次電池６を接続したものであって、インバ
ータ回路１５の停止時には二次電池６から、インバータ
回路１５が動作中はそれに出力コイル４６からの出力を
加えて電圧ＶＭが取り出され、電子回路７を常時動作可
能状態にする。

一方、補助電源２２は三次コイル４７の出力側に整流用
ダイオード５７と大容量の平滑用コンデンサ５８を接続
したものであって、インバータ回路１５の動作時にのみ
補助電圧ＶＳが出力され、専らインバータ回路制御用の
回路に駆動電力を供給する。

なお、三次コイル４７を前記した出力コイル４６より巻
数が数倍大きく設定することにより出力コイル４６側よ
り大きな電圧を出力可能とし、従って補助電源２２から
は、インバータ回路１５の動作中であるが該インバータ
回路１５に制御が十分にかかつているためにインバータ
回路１５からの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なえる必要十分な大きさの補
助電圧Ｖｓが取り出せる様にしている。

（出力制御部） 出力制御部２０は、インバータ回路１５を構成する出力
トランジスタ４１のベース端とスイッチング用のトラン
ジスタ５９のコレクタ端をダイオード６０を介して接続
するとともに、エミッタ端を接地したものであって、二
次出力検出回路３２、回転異常検出回路３３あるいは中
央制御部１９の何れか１つから、Ｈｉｇｈ状態の制御信
号Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３がＯＲ回路６１を介してトランジス
タ５９０ベース端へ入力されるのと同時にオンし、イン
バータ回路１５の出力トランジスタ４１のベース端をア
ースしてインバータ回路１５の発振動作を強制的に停止
する。

（回転制御部） 回転制御部１７は第５図に示す如く、常時は動作を停止
しているが、スイッチ接点８ａのオン動作と連動して作
動するものであって、モータ５の回転軸の動きを検出す
る回転検出回路２３と、検出した回転速度に対応してモ
ータ印加電圧を制御し、モータ回転速度を略一定にする
回転制御回路２４とからなる。

回転検出回路２３は、モータ回転軸の動きを、発光ダイ
オード及びフォトトランジスタとからなるフォトインク
ラブタロ２を用いて検出し、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６３に入力され、モータの回転周期に対応した周波
数成分の交流信号のみが選択的に波形整形回路６４に送
られる。

波形整形回路６４は、比較器６５のマイナス側入力端子
にフィルタ回路６３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ＶＭを抵抗６６・６７で分
圧した基準電圧を印加し、更に出力端には、抵抗６８を
介して二次電池６側に繋がれたダイオード６９を接続す
るとともに抵抗７０で正帰還がかけられており、ダイオ
ード６９０両端からは、該ダイオード６９の順方向電圧
でピーク値が規制された矩形波状の検出信号が、回転制
御回路２４に向け出力される。

回転制御回路２４は、モータ５の回転速度に対応した周
波数の入力信号を、Ｄ−Ａ変換器７１で周波数に対応し
た大きさの検出信号に変換した後、比較器７２で基準電
圧と比較し、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モータ制御回路７３に送る。該制御
回路７３はダーリントン接続されたトランジスタ７４で
あって、モータ５への通電回路中に介装されており、制
御信号によりトランジスタ７４０ベース電圧を変化し、
トランジスタ７４のコレクタ・エミッタ間における降下
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二次電池６の端子
電圧Ｖ１１の高低にかかわらず、略一定の回転速度を維
持する回転速度制御が行われる。

（検出部） 交流入力検出回路３０は、第４図に示す如く、整流回路
３９の出力側にインバータ回路１５と並列に接続され、
電源プラグ１２がコンセントに挿入されて電気かみそり
１が商用交流電源１４の使用モードになっているか否か
を検出するものであって、常時は中央制御部１９の出力
ボートに繋がれたトランジスタ１２１を介して主電源２
１からＨｉｇｈ電圧が印加されているが、ＡＣ電源が入
力されると整流回路３９から出力される全波整流電圧を
抵抗７５・７６で分圧し、交流入力時に抵抗７６の両端
に発生する電圧でトランジスタ７７をオンして接地する
ことにより、中央制御部１９にＬＯ賢状態の検出信号Ｓ
Ｑを送る。

二次出力検出回路３２は、第４図に示す如く、補助電源
２２の出力側に接続されるものであって、補助電源２２
の出力電圧ＶＳを抵抗７８・７９で分圧することにより
、インバータ回路１５から二次電池６へ向けて出力され
るパルス状の充電電圧の平均値の増減に比例して変化す
る値の検出電圧を取り出す。更に、かかる電圧とダイオ
ード８０の順方向電圧を利用した基準電圧との大小を○
Ｐアンプを用いた比較器８１で比較し、検出電圧が基準
電圧を上廻った時に比較器８１から出力制御部２０に制
御信号Ｓ１を送り、インバータ回路１５の発振を間欠的
に停止することにより、商用交流電源１４の電圧値が１
００〜２４０Ｖの範囲内であれば、インバータ回路１５
から二次電池６側に向け出力される電力量が略一定とな
る様に、インバータ回路１５の出力制御を行なう。

なお、インバータ回路１５を作動させた咳まモータ５を
駆動した時、上記した検出電圧が低下するのに対し、基
準電圧は略一定の値を維持する。

そこで、モータ５に通電するスイッチ接点８ａをオンし
てモータ５を駆動すると同時に検出電圧発牛用の並列抵
抗８２をスイッチ接点８ｂでオフし、検出電圧を上昇さ
せて検出電圧値の補正を行ない、インバータ回路１５に
おける負荷電流の大／Ｊ＼にかかわらずインバータ回路
１５からの出力電力を略一定に維持可能とする。また、
検出電圧発生用の抵抗７９と並列にコンデンサ８３を繋
いでピーク電圧を抑え、制御がかかりはじめる時期を遅
らせて、制御誤差を可及的に小さくしている。更に、基
準電圧発生用のダイオード８０と直列にサーミスタ８４
を繋ぎ、回路温度の上昇に対応してダイオード８０に流
れる電流を微調整し、基準電圧の安定化を図っている。

回転異常検出回路３３は、第５図に示す如く回転検出回
路２３の出力側に接続されて、インバータ回路１５が作
動中で且っモータスイッチ８がオンされてモータ５に通
電されているにもかかわらず、例えば二次電池６の容量
不足のためにモータ５が起動不良に陥った場合に、出力
制御部２０に制御信号Ｓ２を送ってインバータ回路１５
を強制的に停止し、インバータ回路１５からモータ５に
過大な電流が流れるのを防止する。すなわち、主電源２
１の出力電圧ｖ１をスイッチ接点８ａを介してトランジ
スタ８５のコレクタ・エミッタ間に接続するとともに、
回転検出回路２３がらの出力信号をベース端に印加する
ことにより、モータ５の回転に対応して二次電池電圧Ｖ
Ｍをトランジスタ８５で断続し、コレクタ端に矩形波状
信号を取り出す。

この信号を更に整流回路８６で平滑してトランジスタ８
７０オン電圧とする一方、補助電源２２がらの出力電圧
Ｖｓを出力制御部２０に印加しておき、トランジスタ８
７のオン時に出力制御部２０の入力端をトランジスタ８
７で接地可能とする。かがる構成により、インバータ回
路１５が作動していない間は補助電源２２からの出力電
圧ｖｓ力！なく、他方モータ５が正常回転中は、トラン
ジスタ８７がオンして何れも出力制御部２０に対する制
御信号Ｓ２の入力はないから、インバータ回路１５は通
常の動作を続ける。しかし、インバータ回路１５が作動
中にもかがわらずモータ５の回転がロックされた場合、
補助電源２２からの出力電圧Ｖｓが低下して、二次出力
検出回路３２はインバータ回路１５からの出力を増加す
る方向に制御が働き、モータ５にインバータ回路１５か
ら大電流が流れようとするが、トランジスタ８７がオフ
して補助電源２２からの出力電圧ｖ９を出力制御部２０
に制御信号Ｓ２として印加し、インバータ回路１５を強
制的に停止してインバータ回路１５が過負荷により破損
するのを未然に防止する。

負荷量検出回路３４は、モータ制御回路７３のトランジ
スタ７４のベース電圧が、モータ５に加わる荷重負衛の
大小に対応して増減するのを利用して、モータ５に於け
る渭ａＳ力量を大小２段階に検出せんとするものであっ
て、第５図に示す如く、ベース電圧を抵抗８９・９０で
分圧した値と二次電池電圧ＶＮを抵抗９１・９２で分圧
した値とをＯＰアンプを用いた比較器８８で比較し、両
者の大小に対応したＨｉｇｈまたはＬｏｗの検出信号Ｓ
ｃを中央制御部１９に送る。

上限電圧検出回路３５は、第６図に示す如く、主電源２
１と並列に分圧用の抵抗９３・９４を接続し、二次電池
６の端子電圧ｖｎの変化に比例した値の検出電圧を抵抗
９４の両端から取り出す。抵抗９４には補助電源２２が
らの出力電圧Ｖｓでオンするトランジスタ９５が直列に
接続されており、インバータ回路１５が動作中にのみ該
トランジスタ９５はオンして検出電圧を出力さゼて！電
力を図るとともに、インバータ回路１５の動作時期に対
応した検出信号を出力する様にしている。検出電圧は更
に、ＯＰアンプを用いた比較器９６においてダイオード
９７で形成した基準電圧と比較され、二次電池６の端子
電圧が、予め設定しておいた上限電圧を越えて満充電状
態が近付いたことが検出されると出力端がＬｏｗがらＨ
ｉｇｈに反転し、中央制御部１９０入カボートに接続し
たトランジスタ９８に信号を送り、該トランジスタ９８
をオンして入力ボートを接地して検出信号ＳＨを送り、
二次電池６が上限電圧に達したことを中央制御部１９に
知らせる。

下限電圧検出回路３６は、スイッチ接点８ｃのオン動作
と連繋してモータ駆動期間中にのみ作動するものであっ
て、二次電池６の端子電圧−を抵抗９９・１００で分圧
して検出電圧を取り出し、ダイオード１０１による基準
電圧と比較器１０２で比較して通常はＨｉ　ｇｈ状態の
検出信号を出力しているが、電圧が予め設定した下限電
圧を下廻るとＬｏｖに変化し、中央制御部］９に検出信
号ＳＬを送って、二次電池６の端子電圧Ｖ＋＋が下限電
圧を下廻ったことを知らせる。

なお、放電時に二次電池６の周囲温度が上昇すると二次
電池６からのみかけの出力電圧が低下し、検出電圧と基
準電圧も下がるが、検出電圧が出力電圧に比例して低下
するのに対して、基準電圧は指数関数的に低下する。そ
こで、必要以上に低下する傾向にある基準電圧発生用の
ダイオード１０１と直列にサーミスタ１０３を接続し、
温度上昇時におけるダイオード１０１及びサーミスタ１
０３での各々の分割電圧割合を温度上昇前と同じ傾向に
なるようにするとともに、ダイオード１０３に流れる電
流を増加し、基準電圧それ自体の値を補正する様にして
いる。

＝２３− モータ給電検出回路３１は、スイッチノブ９の操作状況
を中央制御部１９に知らせるものであって、本実施例で
は第６図に示す如く、主電源２１からの出力電圧ＶＮを
下限電圧検出回路３６のサーミスタ１０３およびダイオ
ード１０１を通じて中央制御１ｌＴｓ１９の入力ポート
に常に印加しておき、スイッチノブ９の操作時にスイッ
チ接点８ｃで入力ボートを接地することにより、該ポー
トにＨｉｇｈからＬｏｗに変化する検出信号Ｓつを送り
、モータ５への通電時期を中央制御部１９に知らせる。

（中央ｆａＪ御部） 第７図は、第３図に示す中央制御部１９のＲＯＭ２６内
に記憶されたプログラムによる制御手順の概略を示す流
れ図であり、第８図はそのプログラムによる制御時に、
内部レジスタあるいはＲＡＭ２５上に擬似的に構成され
るカウンタの対応関係を示す説明図であって、以下両図
を用いて、中央制御部１９の構成を説明する。

中央制御部１９は、第８図に示す如く基本的な回路構成
は単一で、電気かみそり１の使用モードおよ妙該モード
中の検出条件が変わる毎に、カウンタのカウント値を変
更するなどして設定をし直し、回路構成をモード毎およ
び各モード中の検出条件毎に実質的に変更可能とするこ
とにより、同一回路を用いて相異なる複数モードの制御
処理が行えるようにしたものであって、１５　ｍ５ｅｃ
タイマー１０４から約１５ｍ秒毎に出力される信号をト
リガーとし、第３図に示すＩ１０装置２８の各ポートか
ら検出信号を中央処理装置２７へ読み込み、検出信号の
値から現在の使用モードを判断し、カウンタ値の初期設
定など所定のモード処理を行なった後、カウンタの積算
など一連の処理を行なう。

すなわち、１５ｍ５タイマー１０４の出力端は１秒カウ
ンタ１０５につながれ、該カウンター１０５がカウント
オーバーして１秒経過する毎にモードカウンタ１０６に
信号を送る。

モードカウンタ１０６は、二次電池６の充電・モータ５
の交流駆動および電池駆動の各モードで使用する第１お
よび第２カウンタ１０７・１０８と、待機モードで使用
する待機モードカウンタ１０９とから構成され、モード
が変更される毎にカウンタ値を設定し直すとともに、各
モード中では、検出条件に対応して第１および第２モー
ドカウンタ１０７・１０８を使い分けることにより、使
用モードに対応した増加または減少率で電池容量の積算
計算をすることを可能とする。すなわち、１５ｍ秒毎に
行なわれる一連のステップ処理中は、検出条件で一義的
に決まる１つのモードカウンタのみがアクティブとなり
、該当のカウンタをカウントダウン処理し、更にカウン
ト処理をしたモードカウンタ１０６が所定値をカウント
し終えてゼリになると、続くメインカウンタ１１０に信
号を送るとともに、該当モードの初期カウンタ値を再度
設定する。

メインカウンタ１１０は１２８進のアップダウンカウン
タであって、モード変更時においてもカウント値をその
まま保存するとともに、充電モード時にはカウント値を
アップカウント処理し、その他のモード時にはダウンカ
ウント処理することにより、続く表示カウンタ１１１の
値とメイン力ウンタ１１０のカウント値とで、現在の電
池容量を特定し、モード変更にかかわらず、電池容量表
示器１１における表示動作に連続性をもたせる様にして
いる。かかるメインカウンタ１１０が所定数をカウント
するごとに、表示カウンタ１１１へアップまたはダウン
信号を送り、表示カウンタ］１１の値を変更する。

表示カウンタ１１１は４ビツトのシフトレジスタと略等
価な構成であって、各ビットに対応させて１００〜４０
％表示用の緑色の発光ダイオード１１ａ〜ｌｉｄを接続
するとともに、メインカウンタ１１０から信号が入力さ
れる毎にビットシフトさせることにより点灯する発光ダ
イオード数を増減させ、４０％〜１００％までの電池容
量を２０％間隔で段階的に表示可能としている。なお、
表示カウンタ１１１のカウント値がセリとなって４０〜
１００％の発光ダイオード１１ａ〜１１ｄが全て消灯す
ると、赤色の２０％および０％表示用の発光ダイオード
ｌｌｅ・ｌｌｆが点滅処理される。

次に、上記した回路動作の概略を、第７図に示すプログ
ラムに従って説明する。中央制御部１９に主電源２１を
接続した状態でリセット信号ＳＲを印加すると、それと
同時にリセットがかがって各部をステップ１で初期化し
たあと、１５ｍ５タイマー１０４を始動する（ステップ
２）。該タイマー１０４は、プログラムの実行中も常に
計時動作を続け、１５ｍ５経過する毎に割り込み信号を
発生するものであって、かかる割り込みが発生すると、
以下で説明する一連のステップを実行した後、ステップ
３に戻って次の割り込みが発生するのを待つ。

ステップ３で割り込みが発生すると、第３図に示すＩ１
０装置２８の対応する入力ボートを通じて、交流入力検
出回路３０から出力される検出信号Ｓ９およびモータ給
電検出回路３１から出力される検出信号Ｓｓの値を各々
読み込み（ステップ４）、ステップ５〜ステツプ７でＳ
ａおよびＳ−；の入力の有無に対応して、充電・交流駆
動・電池駆動および待機の４つのモードに分岐したあと
、モードが前回の割り込み時と違っていることが確認さ
れると、各モードに対応した設定を行なう。

たとえば、交流入力が有り且つスイッチ８がオフされて
いる場合は、インバータ回路１５がら主電源２１の二次
電池６へ向けて充電のみを行なう「充電モード」である
から、ステップ８で充電モードに共通した設定、すなわ
ち、インバータ回路１５に対する出力要求を出し、メイ
ンカウンタ１１０をアップ方向にセットし、回転制御表
示器１０の消灯要求を出す一方、電池容量表示器１１を
表示カウンタ１１１の値に対応した表示を行なわせる要
求を出す。更にステップ９で、■／○装置２８から上限
電圧検出回路３５の横比信号ＳＨを読み込み、二次電池
６の端子電圧ＶＭが上限電圧に達していないことが確認
されると、ステップ１ｏで第１モードカウンタ１０７を
８進カウンタにセットし、８秒毎にメインカウンタ１】
０をアップ処理可能とすることにより、８ｘ１２８＝１
０２４秒経過する毎に電池容量表示器１１の発光表示数
を１つ増加する様にしている。

上記とは逆に、ステップ９で上限電圧に達したことが検
出されると、二次電池６はほぼ満充電に近い状態となっ
ていると判断されるので、ステップ１１で、４０〜８０
％の発光ダイオードを全て点灯して満充電に近づいたこ
とを表示する要求を出すとともに、第２モードカウンタ
１０８を４進カウンタにセットし、メインカウンタ１１
０のカウント値をゼロにセットする。これにより、上限
電圧に達してから約８分の追充電を行なったのちにメイ
ンカウンタ１１０がカウントオーバーして、１００％充
電の表示がなされる。

なお、いったん上限電圧に達したことを検出するとフラ
ッグがたてられ、表示カウンタ１１１における電池容量
表示が１００％の間は、上記した上限電圧の再読み込み
処理を行なわない。かかる処理により、例えば充電途中
で停電などで充電が中断した場合、電池容量が減少する
事なく端子電圧が上限電圧を下部ることがあるが、かか
る場合にあっても、充電が再開されるとメインカウンタ
１１０をリセットすることなくメインカウンタｌ１００
カウント値が保存され、カウントアツプ動作が充電中断
時のカウント値を起点として連続して行なわれるため、
過充電が未然に防止される。

次に、ＡＣ電源入力が有り且っモータ５に給電されてい
る場合は、モータ５が商用交流電源１４を利用して駆動
される「交流駆動モード」であるから、ステップ１２で
交流駆動モードに共通の設定、すなわち、インバータ回
路１５に対する出力要求を出し、メインカウンタ１１０
をダウン方向にセットし、回転制御表示器１ｏおよび電
池容量表示器１１の点灯要求を出す。更にステップ１３
で、交流駆動モードに入ってから連続して１５分経過し
たが否がが判断され、ＹＥＳであれば後記する電池駆動
モードに移ってインバータ回路１５を３０分間停止し、
インバータ回路１５の過熱を防止する。しかしＮＯであ
れば、ステップ１４でＴ１０装置２８がら負荷量検出回
路３４の検出信号Ｓｃを読み込み、モータ５における消
費電流が基準値よりも小であれば、ステップ１５第１モ
ードカウンタ１０７を１６進にセットし、大であればス
テツブ１６で第２モードカウンタ１０８を１０進にセッ
トして、メインカウンタ１１０の減少率を消費電流に比
例する様に補正する。

次に、交流入力がなく且っモータスイッチ８がオンされ
ている場合には、モータ５が二次電池６により駆動され
る「電池駆動モード」であるから、ステップ１８で電池
駆動モードに共通の設定、すなわちメインカウンタ１１
０をダウン方向にセットし、回転制御表示器１０および
電池容量表示器１１の点灯要求を出す。

更にステップ１９で、交流駆動モードと同様に負荷量検
出回路３４の検出信号Ｓｃを読み込み、モータ５の消費
電流が小さい場合はステップ２ｏで第１モードカウンタ
１０７を４進にセットして４秒に１回モードカウンタｌ
　０６がら信号を出力さゼ、大きい場合はステップ２１
で３進にセットしてメインカウンタ１１０の減少率を上
げ、電池駆動モードに対応した設定を行なう。

次に、ＡＣ入力がなくモータ駆動も行なわれていない「
待機モード」にあっては、ステップ２２で表示器点灯要
求を止め、更にメインカウンタ１１０をダウン側にセッ
トするとともに、ステップ２３で待機モードカウント１
０９のカウント値を１６０００にセットする。

上記の如く、所定のモードセット動作が行なわれたのち
、ステップ２４で下限電圧の検出処理が行なわれる。こ
の処理により、電池駆動モードにあって下限電圧が検出
されると、メインカウンタ１１０および表示カウンタ１
１１の値を所定値にセットして、電池容量表示値を後記
する如く下限値で絶対補正する。

次にステップ２５で１秒カウンタ１０５をカウントダウ
ンし、１秒カウンタ１０５がカウントオーバーすると、
ステップ２６で上記したモード検出により指定されたモ
ードカウンタ１０６をカウントダウンする。

ステップ２７でモードカウンタ１０６のカウントオーバ
ーが判定されると、メインカウンタ１１０をカウントア
ツプまたはダウンし、メインカウンタ１１０のカウント
値が０または１２８に達するのに対応して、ステップ３
０で表示カウンタ１１１をカウントアツプまたはダウン
する。

しかる後、ステップ３１で表示器ｌＯ・１１に対する表
示要求の有無および表示カウンタ１１１の値に対応した
表示を行なわせ、ステップ３２でインバータ回路１５に
対する出力処理を行い、−連の処理を終了するのである
。

次に第９図ないし第１２図に基づいて、各モード毎の表
示！＃１０・１１の点灯状態、インバータ制御信号Ｓｏ
およびメインカウンタ１１０のカウント値の変化を、具
体的に説明する。

先ず充電モードにあっては、２０％充電量からｌＯＯ％
充電量に達するまで、第９図（Ｃ）に示す様な、二次電
池６に対して約６０ｍ５持続して１５ＩｌｌＳ停止する
デユーティ比が４１５の制御信号ＳｏによるＩＣ充電が
行なわれる。すなわち、第４図の如く、中央制御部１９
からＨｉ　ｇｈ状態の制御信号Ｓ。

が出力されている期間は、トランジスタ１２１がオンし
、更に交流入力検出回路３０のトランジスタ７７もオン
しているので、制御信号Ｓ３はＬｏｗ状態を保ち、イン
バータ回路１５は通常の発振動作を行なうが、制御信号
Ｓｏ２！ｌ’Ｌｏｗになる期間中は、トランジスタ１２
１がオフして主電源１６からの出力電圧ＶＭが制御信号
Ｓ３として出力制御部２０に送られ、１５ｍ５の間イン
バータ回路１５を停止し、インバータ回路１５が全期間
作動した場合の８０％の出力で、二次電池６を］Ｃ充電
する。

かかるＩＣ充電は、約１６分で２０％の充電量アップに
相当し、その結果、第９図（ａ）の実線で示す様に約１
６分毎に発光ダイオードの点灯数が１つずつ上昇される
。

ところで二次電池６の現在容量は、発光ダイオードの点
灯位置すなわち表示カウンタ１１１のカウント値と、メ
インカウンタ１１０のカウント値とで特定されるが、電
池容量それ自体は、充電時間を基準に積算する相対計算
を行なう限り、充放電を長期に互って繰り返すことによ
る誤差は避は得ない。そこで充電時にあっては、二次電
池６の端子電圧ＶＭが予め設定しておいた上限電圧値を
超えたことが検知されると、かかる時点をもって充電量
を絶対補正する。すなわち、充電を続けて例えば６０％
充電の表示がなされている時刻ｔ１で上限電圧の検知が
なされると、実線で示す如く直ちに４０〜８０％の表示
を全て点灯するとともに、メインカウンタ１１０のカウ
ント値を０にセットし、更にモードカウンタ１０６を第
１モードカウンタ１０７から第２モードカウンタ１０８
側に変更してメインカウンタ１１０の進み率を２倍にし
、それ才での約半分の８分でメインカウンタ１１０のカ
ウント値が１２８をカウントする様に設定して、８分間
の追い充電を行なう。かがる構成により、８０％表示の
発光ダイオードが点灯されてから１００％表示が点灯さ
れるまでのメインカウンタ１１０の最大カウント数も１
２８となり、各２０％表示ｒｖ１がすべてメインカウン
タ１１０の１２８カウントに対応し、充放電時の電池容
量計算がメインカウンタ１１０を介して連続的に行える
とともに、１００％表示の前に、必ず８０％表示を所定
時間行なうように設定している。

上記した追充電が終了した後、時刻ｔ２で１００−３６
・− ％の発光ダイオード１０ａによる点灯表示を行うととも
に、メインカウンタ１１０のカウント値を再び０に戻し
、更にインバータ制御信号Ｓｏを反転してデユーティ比
を１１５に落として、０．２５Ｃによる細流充電に入る
。この時、メインカウンタ１１０は１２８の半分の６４
のカウント値でカウントアツプを停止し、この値を維持
しながら使用モードの変更を待つことにより、１００％
充電表示状態からモータ５の駆動モードへ移行したとき
に、１００％表示が、４０〜８０％の表示時間の約半分
となり、１００％表示が必要以上に持続するのを防止し
、使用者に違和感を持たせないようにしている。

なお、二次電池６の充放電を多数回に互って繰り返すと
、二次電池６の端子電圧Ｖｎは満充電時においても上限
電圧に達しなくなることがある。かかる場合には、上限
電圧による絶対補正を行なうことなく、第９図＜ａ＞の
−点鎖線で示す如く、１゜０％の発光ダイオード１０ａ
が点灯する時刻ｔ３まで、時間のみを基準としたＩＣ充
電を行なったのち、細流充電に移行する様にしている。

次に上記した充電状態のまオモータスイッチ８をオンす
ると、引き続いて交流駆動モードに入る。

かかるモードにあっては、前記した充電モードより大電
力を必要とするため、制御信号Ｓｏのデユーティ比を１
としてインバータ回路１５を常時動作させて、充電時よ
りも大電流を負荷側に供給可能とする一方、１５分以上
連続してモータ駆動がなされると、インバータ回路１５
の安全のために３０分間インバータ回路１５を停止して
過熱を防止する。

またかかるモードでの表示は、モータを空転するなど負
荷量が小さい場合は、第１．０図（ａ）の実線で示す如
く約３２分毎に、負荷量が大きい場合は一点鎖線で示す
如く約２０分毎に２０％づつ点灯位置を下げて行き、２
０％位置にまで下がると、０％および２０％表示を点滅
させる。

しかし実際には、モータ５を停止すると直ちに充電モー
ドに入って充電が行なわれるとともに、交流駆動モード
においては、消費される電流の犬部分がインバータ回路
１５から供給され、二次電池６それ自体から消費される
電流量は極めて小さいから、電池容量の減少割合は上記
したグ′ラフより小さく、下限電圧が検出されるまで電
池容量が減少することはないので、絶対値補正は行なわ
れない。

次に電池駆動モードにあっては、消費電流は全て二次電
池６から供給されるため、軽負荷の場合でも２０％分の
減少が第１１図（ａ）の実線で示す如く約８分で、重負
荷の場合は一点鎖線の如く６分と短く設定されている。

更に本モードでは、時刻ｔ４で４０％容量が点灯すると
同時にメインカウンタ１１００カウントを停止し、カウ
ント値をＯのまま保持しながら下限電圧の検出を待ち、
下限電圧が検出されるとその時点で、充電量の下限値補
正を行なう。

なお、時刻ｔ５で下限値の検出状態に入ると、直ちに補
正処理が行なわれるのではなく、先ず下限電圧のＷ７Ｉ
認処理が開始される。すなわち、モータ駆動時における
二次電池端子電圧の変動は比較的大きく、電池容量が十
分あるのに下限電圧を検出する誤動作が起こりやすい。

そこで本実施例にあっては、下限電圧の検出と同時に第
８図に示す１０秒カウンタ１１２を始動し、該カウンタ
１１２が１０秒をカウントし、１０秒間連続して下限電
圧が検出されたことが確認されると、次の下限電圧補正
処理にうつる。

例えば時刻ｔ６で下限電圧の検出が確定すると、メイン
カウンタ１１０に２０秒分のカウント値をセットし、こ
の値をカウントダウンさせ、時刻ｔ７で値がゼロとなっ
たことを確認した時にはじめて４０％表不表示灯し、２
０％表不表示滅させるとともに、第１１図（ｃ）の如く
回転制御表示器１０の表示を止めて、モータ５の回転制
御が行なわれなくなったことを表示し、更にメインカウ
ンタ１１０に１２８をセットしてカウントダウンを続行
し、カウント値がゼロとなるとカウントを停止してこの
値を保存する。

一方、時ｍｌ　ｔｓの６０％表示を行なっている最中に
下限電圧が検出された場合も、直ちに２０％表示に移る
のではなく、１０秒間の下限電圧確認を待った後、時刻
ｔ９から４０％表不表示０秒程度持続してから２０％表
不表示るように構成している。

これは、いかなる場合にあっても、必ず４０％表不表示
てから２０％表不表示る警告に移行する様に設定するこ
とにより、電池容量が十分にある表示状態から急激に警
告表示に移ることによる使用者の戸惑いを可及的に抑制
せんとするものである。

なお、−旦下限電圧が検出されるとフラグをたてて、充
電モードを経ない限り下限電圧を再度読み込まない様に
している。下限電圧を検出して電池容量が極めて少なく
なっている場合にあっても、−旦モータ５を停止すると
、端子電圧Ｖ＋＋が自己復帰して上昇し、下限電圧を超
えることがあるからである。

次に、電気かみそり１を使用せずに放置した場合にあっ
ても、二次電池６それ自体が自己放電するとともに内部
の電子回路７へ常に電力を供給し続けているために、二
次電池６の容量は常時減少を続けている。従って、表示
器１０・１１における表示は省電力のために消灯してい
るが、第１２図（＆＞および（ｂ）の如く中央制御部１
９の内部ではメインカウンタ１１０のカウントダウン処
理を続行し、二次電池６の現在容量を常時記憶している
。

しかしながら、二次電池６の端子電圧ＶＭが下限電圧を
下廻り、更に中央制御部１９の作動が保証される電圧値
をも下廻ると、回路動作は完全に停止して、上記した記
憶値も消失する。かかる状態で充電を開始すると、回路
それ自体は動作を再開するが、第７図のステップ１で行
なわれるべき初期設定が行なわれないために、表示値は
不定状態となる。

本発明は、上記した場合に、中央制御部１９に対してリ
セット信号ＳＲを送るリセット信号発生手段の構成にそ
の特徴を有する。

第６図に示すリセット回路１１３は、かかる場合に中央
制御部１９に対してリセット信号ＳＲを送り、０％およ
び２０％表示用の発光ダイオード１１ｅ−１１ｆが点滅
し且つメインカウンタ１１０のカウンタ値が０の初期状
態にリセットする具体的な実施例であって、二次電池６
からの電圧印加で自励発振する発振回路１１４と、二次
電池６の端子電圧Ｖ？＋が所定値を超えると、発振回路
１１４０発振動作を停止するスイッチング回路１１５と
からなる。

発振回路１１４は、２つのトランジスタ１１６・１１７
を用いたマルチバイブレークであって、主電源２１から
電圧ＶＭを印加することにより、両トランジスタ１１６
・１１７は交互にオンオフを緩り返し、中央Ｍ卯部１９
のリセット端子に矩形波状のリセット信号ＳＲを連続し
て印加可能とする。

スイッチング回路１１５は、主電源２１の出力電圧ＶＭ
を抵抗１１８・１１９で分割し、該分割電圧でトランジ
スタ１２０をオンオフさせるとともに、コレクタ・エミ
ッタ間で発振回路１１４のトランジスタ１１７に対する
印加電圧をバイパスするものであって、トランジスタ１
２０のターンオン時における主電源２１からの出力電圧
ＶＭの値を、中央＃Ｊ＃部１９の動作が保証される最低
電圧付近に設定している。

かかる構成により、二次電池６が放電しきって端子電圧
ＶＭが低く従ってトランジスタ１２０がオフ状態にある
時に充電を開始すると、先ず、発振回路１１４が発振動
作を開始して、矩形波状のリセット信号ＳＲを中央制御
部１９に送ってリセット動作を続ける。

ここで充電がすすみ、主電源２１の出力電圧九が上昇し
て中央制御部１９の動作が安定すると、トランジスタ１
２０のベース電圧はターンオン電圧に近づき、発振回路
１１４に対する印力Ｕ電圧は徐々に低下する。その結果
、リセット信号ＳＲのピーク値が低下し、更に発振回路
１１４の動作は完全に停止してリセット信号ＳＲの中央
制御部１９に対する入力が止まり、中央制御部１９は第
７図に示すステップ１から上記した動作を開始するので
ある。

なお上記実施例では、発振回路１１４に対する印加電圧
を規制する様にしたが、発振回路１１４から出力される
リセット信号ＳＲの中央ｆｆｉｌＪｍ部１９への入力そ
れ自体をスイッチング回路１１５で規制する様にしても
よい。また発振回路１１４の構成も、自励発振可能なも
のであれば、適宜変更できることは勿論である。抵抗１
１９と直列に介装したサーミスタは、トランジスタ１２
０の温度特性を補正し、スイッチング時点を一定にする
ためのものである。

次に、リセット時にテスト信号Ｓｒを入力していると、
テストモードに入る。かかるモードは、上記したカウン
タによる充電量表示動作を短時間でチエツクする事を可
能とするものであって、具体的には、第８図に示す１秒
カウンタ１０５をバイパスし、１５ｍ５タイマー１０４
の出力信号で直接カウンタのカウンタ動作を行なう。例
えば、テストモード中に充電モードを選択した場合は、
１５ｍ５Ｘ８Ｘ１２８＝１６秒となり、２０％分の充電
チエツクが約１６秒で行なわれるのである。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、二次電池６の端子電圧が設定値Ｖ
Ｌを下延るとりセット信号ＳＲが連続して送出されるリ
セット信号発生手段を備えたので、回路に対するリセッ
ト動作が確実に行える利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の基本的構成を示す概略図、第１
図（ｂ）は動作状況を示す説明図である。 第２図および第３図はけ本発明を電気かみそりに実施し
た一例を示し、第２図は外観形状を示す正面図、第３図
は電子回路の概略構成を示すブロック図である。 第４図ないし第６図は第３図の構成を具体的に示す電気
回路図であって、第４図は電源部分を、第５図はモータ
＃御部分を、第６図は中央制御部分を各々示す。 第７図は中央制御部におけるプログラムによる処理手順
を説明する流れ図であり、第８図は第７図の手順に対応
する構成を示すブロック図である。 第９図ないし第１２図は第８図の構成に対応して動作を
示す説明図であって、第９図（ａ）ないしくｃ）は充電
モードを、第１０図（ａ）および（ｂ）は交４６一 動モードを、第１２図（ａ）および（ｂ）は待機モード
を各々示す。 ６・・・二次電池、 ８・・　・スイッチ、 １０・・・回転制御表示器、 １１・・・電池容量表示器、 １５・・・インバータ回路、 １６・・・電源部、 １７・・・回転制御部、 １８・・・検出部、 １９・・・中央制御部、 ２０・・・出力制御部、 １１３・　・リセット回路、 ｊ１４・・発振回路、 １１５・・スイッチング回路。 発明者　村１）順造 同　　前非　正角 ネ１）用（ａ） 築ｚ１カ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数回の充放電が可能な二次電池６と、該二次電
   池６から駆動電力が供給されて常に動作状態におかれる
   電子回路と、 二次電池６の端子電圧が設定値Ｖ＿Ｌを下廻るのと連動
   して、電子回路に向けリセット信号Ｓ＿Ｒを連続して送
   るリセット信号発生手段とを備えた小型電気機器。
2. （２）前記したリセット信号発生手段は、矩形波信号の
   発振回路１１４と、二次電池電圧を常時検出して、該電
   圧が設定値Ｖ＿Ｌを上廻ると発振回路１１４に対する駆
   動電圧の印加を停止するスイッチング回路１１５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。