JP2007522874A - ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び回路 - Google Patents

Abstract

穿孔されていることが好ましく銅、アルミニウム、または真鍮の様な急速に暖まり且つ冷える金属で、新規な細長い熱伝達中空管（１４）が形成されている。この中空管（１４）の壁は、剛性を得るために十分に厚いが、急速な加熱及び冷却を可能にするために十分に薄い。更に、ハロゲンであることが好ましく、同様に急速に暖まり且つ冷える前記中空管（１４）内に位置している電球（５０）で、新規な熱源が形成されている。電球（５０）は損傷時には取外し可能で且つ取替え可能である。独特の回路は、装置が所望の温度に到達するまでこの装置へ全電力を自動的に供給し、その後に、その所望の温度をただ維持するのに十分な値へ制御回路（８０）が印加電力を自動的に低減させることを可能にする。

Description

本発明は、概括的には、ヘアカールアイロンや熱風ブラシの様なヘアマネジメント装置、好ましくは携帯用ヘアマネジメント装置のための加熱素子及び回路に関する。詳細には、本発明は急速に暖まり且つ急速に冷える新規な加熱素子及び回路に関し、この加熱素子は細長い中空管内に入れられている加熱素子としての少なくとも一つの電球と加熱制御回路とで形成されており、中空管には放射加熱と伝導加熱とを可能にするための穿孔があり、加熱素子が所望の温度に到達することを可能にすると共にその後にその所望の温度をただ維持するのに十分なまでに印加電力を自動的に低減させることによって電池の寿命を長くするための感熱装置を加熱制御回路が利用している。

カールアイロンや熱風ブラシの様な多くの色々な種類のヘアマネジメント装置がある。出願人の知る限りでは、ヘアマネジメント装置の大多数が、交流を使用しており、従って、作動するためには交流電圧ソケットに挿入されなければならない電気プラグ付きのコードによって接続される。幾つかの携帯用装置はブタンガスの様な促進剤を使用する。出願人は、共有されておりその全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６，４４９，８７０号で開示されている携帯用ヘアドライヤの共同発明者であり、この米国特許に関連する係属出願を有している。
米国特許第６，４４９，８７０号明細書

しかし、出願人は、携帯用であるカールアイロンや熱風ブラシの様な電動ヘアマネジメント装置を知らない。

更に、携帯用であるか非携帯用であるかに拘らず、その様な既存のヘアマネジメント装置は鋼鉄や比較的厚いアルミニウムの様な材料で作成されている細長い管を使用しており、その様な材料は長い加熱期間と冷却期間とを必要とする質量を有している。

更に、加熱素子自体は、細長い金属管と熱伝達関係にある伝導金属板同士の間に挟まれているセラミックまたはその他の材料から成っている。この構成は、加熱素子から雲母の様な電気絶縁体を介して伝導金属板つまり細長い金属管への熱伝達を必要とする。その様な構成は、細長い金属管が暖まる時間及び冷える時間を増加させ、且つ装置の動作を非効率的にする。

また、全体が参照によって本明細書に組み込まれている共有米国特許第６，４４９，８７０号には、振動子と、シフトレジスタと、このシフトレジスタ中のある段を選択する温度選択器とを含む、パルサ回路を使用することによって、電池の寿命を長くするための回路付きの携帯用装置が開示されている。選択された段は、負荷つまり加熱素子を駆動する電力用トランジスタにその選択された段中のパルスのみが印加されることを可能にして、達成されたその温度を、電力を連続的には印加されない加熱素子によって維持する。

カールアイロンまたは熱風ブラシの様なものであり、携帯用であることが好ましく、電源制御回路によって急速に暖まることと冷えることとの両方が可能な加熱素子を有しており、この電源制御回路は簡単で且つ小型であり、またこの電源制御回路は加熱素子が加熱状態に急速に到達し低減電力によってその加熱状態を自動的に維持しそれによって電池の寿命を保護することを可能にする、ヘアマネジメント装置を有することが望ましい。また、熱伝達管が急速に暖まり且つ電力の印加が停止されると急速に冷える様にこの熱伝達管が構成されていることが望ましい。

従って、本発明は、携帯用ヘアマネジメント装置の電源の効率的な使用を可能にする、ヘアカーラーや熱風ブラシの様なヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び電気制御回路に関する。

典型的な様式では、非熱伝導性中空取っ手とこの中空取っ手に組み合わされている細長い熱伝達中空管とが、ヘアマネジメント装置にある。

しかし、この改良された加熱素子は、熱源としての少なくとも一つの電球を細長い熱伝達管内に含んでいる。この電球はハロゲン電球であることが好ましい。熱源としての電球は、非常に急速に暖まり且つ急速に冷える。現在構成されている装置は所望の温度に到達するのに長期間を要し、その後に、電力の印加が停止された時にこの装置は冷えるのに長期間を要し従って疑わないかまたは忘れっぽい人にとってやけどの原因になる可能性があるので、上記のことはヘアマネジメント装置において好ましい。ハロゲン電球であることが好ましい、熱源としての細長い電球の新規な使用は、熱伝達装置としての管状構造を有する既存の交流装置と共に好都合に使用することもできる。

更に、本発明の細長い熱伝達管は、毛髪への熱伝達装置の急速な加熱とヘアマネジメントが完了した時の急速な冷却とを可能にすることを支援する様に特別に構成されていてもよい。従って、細長い熱伝達管は急速加熱冷却特性を有する材料で形成されている。その様な材料は、銅、真鍮、アルミニウム、セラミック、または必要な加熱特性を有しており且つ構造的完全性を保ちつつ十分に薄いその他の材料から成る群中に見いだすことができるかもしれない。上述の様に、細長い熱伝達管は鋼鉄の様な現在使用されているどの様な種類であってもよい。しかし、その様な管は、本明細書中に開示されており銅、真鍮、セラミック、及びアルミニウムから成る群から採用される比較的薄い材料で形成されている新規な管と同等には急速に所望の温度に到達しない。

ヘアマネジメントにおいて使用者を更に支援するために、本明細書中に開示されている新規な熱伝達管は、この新規な熱伝達管からの伝導熱に加えて紫外線及び赤外線の様な電球からの放射エネルギーが毛髪へ直接に伝搬されることを可能にするための、複数の穿孔を有している。これらの穿孔は熱伝達中空管に一様なパターンで形成されていることが好ましい。穿孔つまり穴は異なる寸法であってもよいが、使用者の毛髪がその中に巻き込まれる可能性を最小にするために十分に小さい必要がある。その管は穿孔なしで使用されてよいが、穿孔は放射熱の使用を可能にし従って使用者にとって新規で且つ有用な特徴を加えることが明らかである。穿孔の新規な使用は、熱伝達装置としての管状構造を有する既存の交流装置と共に使用することもできる。

新規な電球は、この電球から熱を伝導及び放射するだけでなくガラス電球に何らかの構造的安定性を提供し従ってこのガラス電球を容易に破損しまたは砕く可能性を低減させる、セラミックの様な材料で被覆されていてもよい。

電球はやがては焼き切れるか破損するので、この電球は取り外し可能または取り替え可能である様に作られている。電球は、共に当該技術において周知のねじ込み型口金または差込み型口金に取り付けられてよく、または容易な取り外しのためのその他の型の実装具で取り付けられてよい。

電球の取り外し及び取り替えを容易にするために、電球つまり熱源を露出させこの電球を取り外して取り替えることを可能にするために新規な熱伝達中空管を容易に取り外すことができる様に、この熱伝達管は非熱伝達性中空取っ手に取り外し可能に取り付けられてよい。

また、電球つまり熱源は、コイルばねまたはその他の弾性装置の様な可撓装置でこの電球を各端において支持することによって、熱伝達中空管内に弾性的に取り付けられてよい。この支持は、装置の落下または何らかの種類の振動による電球に対する衝撃損傷を低減させることをも支援する。

更に、新規な加熱素子には電気制御回路が組み合わされており、この電気制御回路は、電球つまり熱源が所望の温度に到達するまでこの熱源へ最大電力を印加すると共にその後にこの所望の温度をただ維持するのに十分なまでに印加電力を低減させることによって、電池の寿命と加熱素子の寿命とを長くする。電圧振幅は変化しないが、負荷、熱源つまり電球に電圧が印加される時間が変化し、従って印加電力を変化させる。実際の試験で、連続最大印加電圧の僅か１０％を印加すれば、所望の温度を維持するのに十分であることが分かった。この新規な制御回路は、電力使用を最小にするために既存の交流装置と共に好都合に使用することができる。

この新規な電池節約動作を達成するために、テンピスタやサーミスタ等でありナショナル・セミコンダクター社製のＬＭ３４サーミスタであることが好ましい熱検出器が適切な制御を提供する。

従って、携帯用であり且つ装置に電力を供給するために電池を利用するヘアカーラーや熱風ブラシの様な新規なヘアマネジメント装置を提供することが本発明の目的である。電池は装置の取っ手内かまたは電気コネクタで装置に結合される電池パック内にあってよい。

対応する既存の装置よりも急速に暖まり且つ冷える新規なヘアマネジメント装置を提供することも本発明の目的である。

電球は急速に暖まり且つ冷えるので、熱源として少なくとも一つの電球を利用する新規なヘアマネジメント装置を提供することが本発明の更なる目的である。電球はハロゲン電球であることが好ましい。

毛髪に熱を伝導し、且つ真鍮、銅、アルミニウム、セラミック、または類似の加熱要件及び冷却要件を有しているその他の何れかの材料の様な、構造的完全性を有しており且つ急速に暖まるかまたは冷える十分に薄い材料で作成されている、細長い管内に電球またはその他の熱源を入れることが、本発明の更に別の目的である。真鍮、銅、アルミニウム、またはセラミックの新規な管は交流を使用する既存の装置と共に好都合に使用することができる。

細長い管自体からの伝導熱に加えて光源からの放射エネルギーが使用者の毛髪に印加されることを可能にするために、細長い管に複数の穿孔を形成することが本発明の更なる目的である。その様な穿孔も、加熱素子が内部にある中空管を有する既存の交流ヘアマネジメント装置と共に、好都合に使用することができる。

電球つまり熱源が破損したかまたは作動しなくなった場合にこの電球つまり熱源を容易に取り替えることができる様にヘアマネジメント装置を構成することが本発明の更に別の目的である。

更に、負荷つまり熱源に最大電力を印加し、熱源つまり電球の熱を検出し、この熱源が所望の温度になった時にその熱源に最大の電圧（電力）が印加される時間量を減少させ、従って電池の寿命と電球またはその他の熱源の寿命との両方を長くする、電気回路を有することによって、電池の寿命を保護して長くする新規なヘアマネジメント装置を提供することが本発明の目的である。

従って、本発明は、非熱伝導性中空取っ手と、内側部分を有する細長い熱伝達中空管であってこの中空管は中空取っ手に取り外し可能に結合されており且つ一様に離隔している複数の穿孔を中空管の周辺近傍に有していることが好ましい細長い熱伝達中空管と、電源と、細長い熱伝達中空管を加熱するためのこの細長い熱伝達管の内側部分にある少なくとも一つの電球であって唯一の電球であることが好ましい電球と、熱源からの伝導熱と放射エネルギーとの両方を細長い中空管の外方へ放出することを可能にする細長い中空管の一様に離隔している穿孔と、細長い熱伝達中空管へ伝達されて離隔している複数の穿孔を介して放射される熱を発生させために電源を電球に結合するオン／オフスイッチとを具備する、ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び電気制御回路に関する。

本発明のこれら及びその他の特徴は、下記の発明を実施するための最良の形態及び図面と共に調べられればもっと完全に理解される。図面中の同じ数字は同じ要素を表している。

図１は、本発明を実施しているカールアイロン１０の斜視図である。このカールアイロン１０は、底端１９及び頂端２１を有していて使用者が手で持てる様に非熱伝導性である取っ手部分１２と、電球５０（図３中に示されている）の形態で新規な熱源が内部に備えられている内側部分と外側端３１と点２２におけるねじ山、ねじ、取り外し可能ピン等の様な任意の周知の方法で取っ手部分１２の頂端２１に取り外し可能に結合されている内側端３３とを有している細長い熱伝達中空管１４とを具備している。従来通りのヘア係合板つまりアーム２４が、静止支持具２８の枢軸旋回点において熱伝達中空管に枢軸旋回可能に結合されており、従来通りの方法での親指台２６の使用によって熱伝達中空管に対して離隔及び接近する様に枢軸旋回可能である。取っ手部分１２は、オフ／オンスイッチ１６及び加熱温度選択スイッチ１８も含んでいる。また、取っ手部分１２の底端１９における電気接点２０は、装置が使用されていない場合に周知の方法で装置充電保持器内に置かれた時に、図４中に示されている取っ手１２内の電池が充電されることを可能にしている。当業者は、電池が別のパックに入っていて電気コネクタによって装置に接続され得ることを理解するであろう。

キャップ３０が、細長い熱伝達中空管１４の外側端３１に取り外し可能に取り付けられている。また、本発明の追加の新規な特徴が、電球５０からの放射エネルギーが使用者の毛髪に印加されることを可能にするために細長い熱伝達中空管１４の壁を貫通して延びているこの中空管１４の穿孔つまり穴３２として図１中に示されている。既述の様に、交流電流を使用する既存の同様の装置中で新規な穿孔を使用することができるが、これらの装置は携帯用ではない。

更に、真鍮、銅、セラミック、及びアルミニウムから成る群からの任意の材料の様な急速に暖まり且つ急速に冷える材料で新規な細長い熱伝達中空管１４を形成することによって、この中空管が更に改良されている。中空管１４を形成している殻つまり筒状壁は任意の所望の厚さであってよいが、好ましい範囲は約０．０１０インチ（０．２５４ミリメートル）から約０．０４０インチ（１．０１６ミリメートル）であり、しかし、壁が厚ければ厚いほど中空管を暖め且つ冷やすのに必要な時間が長く、壁が薄ければ薄いほど構造的完全性を得にくい、ということが理解されなければならない。中空管１４を形成する銅壁、真鍮壁、セラミック壁、及びアルミニウム壁の好ましい厚さは約０．０３０インチ（０．７６２ミリメートル）である。出願人の知る限りでは、先行技術のヘアマネジメント装置は、銅、真鍮、セラミック、及びアルミニウムから成っており約０．０１０インチ（０．２５４ミリメートル）から約０．０４０インチ（１．０１６ミリメートル）の範囲の厚さを有する群から形成された中空金属管を使用していない。また、中空管を形成するために、鋼鉄やステンレス鋼等の様なその他の種類の如何なる材料も使用することができる。しかし、繰り返すが、これらの材料は暖まり且つ冷えるのにもっと長い期間を必要とする。しかし、これらの材料は電球としての新規な熱源がその内側にあると非常にうまく作動する。繰り返すが、上述の真鍮等の材料は交流電圧を使用する既存の同様な装置の管構造を形成する際に好都合に使用することができるが、これらの装置は携帯用ではない。

図２は、本発明を実施している熱風ブラシ３４の斜視図である。この熱風ブラシも、電池を保持するための中空取っ手部分３６を実施しており、取っ手３６内に位置している電池を充電するための保持器中に周知の方法で装置を置くための基部に接点３８を有している。オフ／オンスイッチ４２及び温度制御スイッチ４０も、電子制御回路７６（図４中に示されている）と共に取っ手３６内に置かれている。

取付け点４４は、（図１中の管１４に類似の）細長い中空管がそこに取り付けられることを可能にしている。選択的に回転可能な中空ブラシ部分４６が、細長い中空管上を覆って取り付けられており、キャップ４８で中空管に取り付けられている。繰り返すが、新規な熱源つまり電球５０（図３中に示されている）からの放射エネルギーが放出されることを可能にするために、穴つまり穿孔３２がブラシ部分４６に形成されている。この技術分野で周知な様に毛５２がブラシ部分４６に対して垂直に外方へ延びている。

熱風ブラシの加熱素子及び回路の動作は、勿論、ブラッシング中に、新規な熱源つまり電球で発生させた加熱空気を、ブラシの穴つまり穿孔３２を貫通させて吹き付けて、毛髪を乾燥させるために、熱風ブラシが取っ手内に小さなファンをも有していることを除いて、図１に示されているカールアイロンの動作に機能的に類似している。

図１の細長い熱伝達中空管１４は図３に断面で示されている。

ねじ山、クリップ、スナップ等による様な任意の周知の方法（図示せず）で、端末キャップ３０が中空管１４に取り付けられている。

新規な中空管１４の内側に位置している熱源５０によって発生させたエネルギーを放射するための複数の穴３２が図解されている。伝導熱に加えて、穴３２を通る新規な熱源５０からの放射エネルギーが、毛髪に損傷を与えることなく毛髪を加熱することを助けると信じられる。また、穴３２の直径は、異なっていてもよいが、使用者の毛髪がその穴に巻き込まれる可能性を回避するために十分に小さくなければならない。更に、中空管１４を形成する材料は、任意の公知の種類の熱伝導材料であってよい。しかし、好ましい実施形態では、その材料は、前述の様に比較的薄く、アルミニウム、真鍮、セラミック及び銅から成る群から選択される。上述の好ましい厚さの好ましい材料は、前述の様な従来から使用されている材料に比べて、その材料が極めて急速に暖まり且つ同様に非常に急速に冷えることを可能にする。更に、新規な中空管１４の外表面は、図面の簡単さのために示されていないがこの技術分野では周知であるクロム、セラミック、エナメル等の様なメッキ材料でこの外表面をメッキすることによって、審美的に改良されてよい。

新規な熱源は、中空管１４の内側内に位置している電球５０であることが図３中に示されている。この熱源は任意の種類でよいが、前述の様に、電球は極めて急速に暖まり且つ同様に極めて急速に冷えるので、新規で魅力的な熱源になる。最も効率的な加熱のためには、以下に説明される様に電球の電圧を電圧源に一致させることが重要である。

電球５０の少なくとも一部は、構造的完全性を提供するために、図３中の５２に部分的に示されている様に、セラミック材料で被覆されていてよい。従って、被覆されているガラス電球５０は、このガラス電球５０が予期しない衝撃または圧力を受けて砕ける可能性を幾らか低減させる。その様な被覆５２は、電球５０からの熱が中空管１４へ伝達することも可能し、放射エネルギーが中空管１４の穿孔つまり穴３２を通して外方へ伝達することも可能にする。

電球５０は勿論やがては焼き切れるか破損するかさもなければ機能しなくなる。その様な場合に備えて、電球（新規な熱源５０）は取り替え可能にされるべきである。この機能は、中空管１４の基部１５を取っ手部分１２に取り外し可能に任意の周知の様式で取り付ける（図４中に示されている）ことによって達成されてよい。その様な機能は、ねじ山６５付きの接続具１７に中空管基部１５をねじ込み式に取り付ける様な任意の周知の多数の方法で達成されてよい。従って、電球５０を露出させるために、ねじを回して中空管が接続具１７から取り外されてよい。それから、一般的なねじ切り口金５４を電球５０に設置してこのねじ切り口金５４を接続具１７内の電気口金５６中へねじ込むことによって、電球５０が取り外されて取り替えられてよい。適切な電気接続５８、６０が電球５０との間で電流を運ぶ。

勿論、電球５０の対応する差込み型口金に一致する様に電気口金５６を差込み型として形成することによる様な、電球５０が取り外し可能に取り替えられることを可能にする任意のその他の多数の方法が存在する。その時には電球５０は周知な様にその電気口金中へ挿入されて電球５０を適所に固定するために捩じられてよい。また、キャップ３０を取り外して電球５０を握り上述の様に周知の様式で取り外し且つ取り替えることができる様に、電球５０の外側端４９はキャップ３０の内側で中空管１４の外側端５１を越えて十分に遠く外方へ延在する様に作ることができる。

ヘアマネジメント装置内の電球５０は、予期せずに装置に加えられる物理的な衝撃のよる破損を受け易いので、その様な衝撃から電球５０を保護することが望ましい。このことは、そのうちの一つが図３中に示されている多くの方法で、達成されてよい。

電球５０への物理的な衝撃損傷からの所望の保護のために、衝撃吸収素子が電球５０と組み合わされている。この保護装置は、外側キャップ３０の内側にあってこの外側キャップ３０によって包含されている第一の弾性装置６４と接続具１７内の第二の弾性装置６１とである様に、図３中に示されている。第一の弾性装置６４は電球５０の外側端４９と組み合わされている。第一の弾性装置６４は表現の簡単さのためにキャップ３０の内側のコイルばねとして図３中に示されているが、他の種類の弾性装置を使用することもできることが当業者には分かる。

第二の弾性装置６１も、（電球５０の口金がねじ込まれているかまたは別の方法で電気的に係合している）口金５６と組み合わされているコイルばねである様に示されており、接続具１７内（または中空管１４の口金１５内）に位置していてよい板１３と組み合わされている。従って、電球５０は二つの弾性装置６１、６４同士の間で弾性的に支持されている。繰り返すが、コイルばね以外のその他の種類の弾性装置を使用することができることが当業者には分かる。

ねじ山６５による中空管１４の基部１５と接続具１７との接合によって形成されている空洞５５内に、熱検出器６２が示されている。この熱検出器６２は、電球つまり熱源５０の熱を検出する近傍に置かれている。簡単さのために、熱検出器６２に接続されていてこの熱検出器６２から延びている一つの導線６３しか示されていない。しかし、幾つかのサーミスタには二つの導線があり、好ましい実施形態の場合には、ＬＭ３４サーミスタが使用されており、このＬＭ３４サーミスタは三つの導線を取り付けられている。検出された熱に比例する出力信号を熱検出器６２が導線６３に発生させることが、当業者には分かる。熱検出器６２が熱源５０（電球）に近ければ近いほど、熱検出器６２によって出力信号が速く発生されることは明らかである。（下記に詳細に説明される様に）熱検出器から発生された出力信号は熱源５０に印加される電力量を制御するために使用されるので、熱検出器６２が熱源５０から遠くに置かれていればいるほど出力制御信号が発生されるまで長期間を要するということが当業者には分かる。熱源の最高温度をただ維持するのに十分なまでに入力電力が低減される前にその熱源ができるだけ急速にその最高温度に到達することが好ましいので、このことは重要である可能性がある。ヘアマネジメント装置の使用者は急速な加熱を経験して装置が使用可能になるまで過度の時間を待つ必要がないので、この特徴は、勿論、新規な加熱素子及び制御回路の価値を高めている。当業者は過度の実験を行うことなく任意の所望の温度のための熱検出器６２の最適な位置を決定することができる。

勿論、急速な加熱を提供するために、共有米国特許第６，４４９，８７０号に開示されている様な他の手段を使用することができる。この米国特許では、図５Ｂに示されている様に、連続ゲート信号をトランジスタ６６に印加することによって熱源に印加される最大電力を維持するために、比較器７０と反転ダイオード７３とを含む回路が使用されている。基準電圧レベル７２が熱検出器６８からの帰還電圧に等しければ、ダイオード７３によって反転される信号を比較器が発生させ、トランジスタ６６のベースに印加されていた連続信号が取り除かれる。その時、図５Ｃに詳細に示されているパルサ回路８０が、所望の熱源温度を維持する様に制御する。後述されている様にこの回路等を本発明と共に使用することができる。また、図６に関連して後述される様に、作動温度に到達するまで制御回路を迂回させて急速に加熱するために、バイメタルスイッチを使用することができる。

更に、マルチフィラメント電球を使用して、種々の加熱温度を選択することができる。例えば、（自動車のヘッドライト電球のハイビーム、ロービームに類似している）異なる電力レベルの二つのフィラメント付きの電球が使用されれば、両方のフィラメントに同時に通電することによって高温を得ることができる。低温が所望されれば、二つのフィラメントのうちの一方だけが通電される。従って、三つの異なる温度を選択することができる。両方のフィラメントが同時に通電されれば第一（高）であり、フィラメントの一方だけが通電されれば第二（中）であり、フィラメントのもう一方が通電されれば第三（低）である。従って、図１中に示されている加熱温度選択スイッチ１８は、高温である第一の位置と、中温である第二の位置と、低温である第三の位置とを有することができる。従って、スイッチ１８によって三つの温度を選択することができる。下記の図１１〜１６に関する説明を参照されたい。

図４は本発明の取っ手部分１２の詳細な断面図である。前述の様に、取っ手部分１２はこの技術分野で周知な様に非熱伝導材料で形成されている。線６０、７０に出力電圧を発生させる電池６８が取っ手１２内にあることが好ましい。電池の電圧は、ヘアマネジメント装置からの所望の出熱に依存して異なる値であってよい。出願人は、８．４ボルトを得るために各々が１．２ボルトである７個の直列の電池と、９．６ボルトを得るために各々が１．２ボルトである８個の直列接続の電池とを使用した。これらの電池はパナソニック社によって製造されており、各々が２，２５０ミリアンペア時の電力を生じる。更に、出願人は、負荷に印加される１２ボルトを発生させるために、各々が２ボルトである６個の直列の電池を使用した。これらの電池はＨａｗｋｅｒＥｎｅｒｇｙ社によって製造されており、各々が２，５００ミリアンペア時の電力を生じる。上述の電池の総てが熱源５０に十分な電力を提供して十分な出熱を生じさせることが分かった。

数ある利益の中でも電力密度とメモリ効果がないこととのためにニッケル金属水素化物（Ｎｉ−Ｍｈ）電池が好ましいが、任意の種類の充電式電池を使用可能であることが理解されるべきである。印加電圧をその電圧用に設計された負荷に一致させることが好ましい。従って、１２ボルト（以下）の負荷（電球）には１２ボルト、９．６ボルト（以下）の負荷には９．６ボルト、８．４ボルト（以下）の負荷には８．４ボルトを印加することがより効率的である。電池は、非使用中に周知の方法で装置が充電器内に置かれることを可能にするために取っ手１２の口金６６内に形成されている接点８２、８４を介して、非使用時に再充電されてよい。その様な充電器は、本明細書には示されていない携帯電話、携帯歯ブラシ等の品目用にこの技術分野で周知である。図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと関連して例が以下に示されている。

線７０上の電池６８の出力は、この技術分野で周知な様に、オフ／オンスイッチ１６に結合されている。スイッチ１６の出力は、オン位置にあるときは、下記にもっと詳細に記載される制御回路７６に電池６８を結合する。

温度設定制御１８（例えば、高、中、低）及び線６３上の熱検出器６２（図３に示されている）からの帰還信号も制御回路７６に結合されている。種々の加熱レベルを得るために例えば制御回路７６に種々の電圧を供給する抵抗網によってのみの様に、その様なスイッチを回路７６に接続する方法を当業者は知っている。スイッチ１８は上述の様なマルチフィラメントを有する電球に電池電力を結合することもできる。線５８上の制御回路の出力と線６０上の電池６８からの負出力とは、図３中に示されている様に熱源（電球）５０に結合されている。

取っ手１２は、当業者に理解されている任意の所望の方法で中空管１４に結合されてよい。取っ手１２と中空管１４とを接続する一つの方法は、取っ手延長部分７８の内径を図３に示されている接続具１７との密接に十分である様にすることである。

接続具１７の穴８２を取っ手延長部分７８の穴８０と整列させることによって、接続具１７によって取っ手１２を中空管１４に保持するために、ねじまたはその他の締め金具を穴８０、８２内に挿入してよい。取っ手１２を中空管１４に取り付けるその他の多くの方法が存在することは明らかである。

図５は、制御回路７６の動作を図解しているブロック図である。この回路の概括的な動作を最初に説明する。制御回路７６は、既述の様に、熱源へ電力を供給して所望の温度を得るために（図４中に示されている）オフ／オンスイッチ１６と熱源つまり電球５０との間に結合されており、熱源の所望の温度を得た後に制御回路７６がその所望の温度をただ維持するのに十分な量に印加電力を制限しそれによって電球と電池との両方の寿命を延ばす。

図５中に見られる様に、第一の信号入力６３と第二の信号入力８９とを有する比較器８６を制御回路７６が備えている。比較器８６への信号入力６３は、検出された熱に比例する出力信号を発生させるために熱源つまり電球５０の熱を検出する近傍にあるサーミスタ６２から来ている。基準信号発生器が、鋸歯発生器の様に、時間と共に振幅変動する出力を生じる。その様な鋸歯発生器８８は、第二の入力として比較器８６に結合されている線８９上にその鋸歯出力信号を有している。（比較器８６への第一の入力としての）線６３上の熱検出器出力信号の振幅が第二の比較器入力における鋸歯波形信号８９の何れの部分の振幅のよりも大きい期間内にのみ、比較器８６が線８７上に出力信号を生じる。

電子スイッチ９０が、線８７上の比較器出力と負荷５０との間に導線９２によって結合されている。電子スイッチ９０は、負荷つまり電球５０へ供給される負荷電流を運ぶことのできる電力用トランジスタであるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の様な半導体装置であることが好ましい。本明細書中で使用される「電子スイッチ」という用語は機械式リレースイッチを含む（「手動」とは区別される）任意の自動オン−オフスイッチを表すことを意図していると理解されるべきである。従って、負荷５０が暖まると、制御回路７６へ線６３上に帰還信号を発生させるサーミスタ６２によってその温度が検出される。既述の様に、当業者は、サーミスタが制御信号を送り返し始める前に実質的に最大の加熱を負荷５０によって到達させることができる電球５０からの距離にサーミスタ６２を置く。

サーミスタ、テンピスタ、または温度変化に応答して信号を発生させるその他の任意の装置の様な熱検出装置が、本発明中で使用されてよい。本発明における好ましいサーミスタであるＬＭ３４サーミスタの場合には、このサーミスタに印加される熱の増加に伴って電圧出力が発生する。（周囲温度において熱検出器つまりサーミスタ６２によって引き起こされる）比較器８６の最大電圧出力は、熱源５０の最大加熱を得るために、増幅器等によって、（鋸歯電圧または電圧正弦波の様な）大きさが時間と共に変動する基準電圧の最大値よりも大きい点に設定されている。

熱源５０によって発生される熱をサーミスタ６２が検出すると同時に、トランジスタ１００からの出力電圧が降下し始める。線６３上の増幅されたサーミスタ出力信号の値が、線８９上に供給される（鋸歯波または正弦波の様な）基準波形の最大電圧値よりも大きい限り、熱源に最大電力が印加される。従って、比較器は、熱検出素子によって引き起こされる第一の比較器入力における信号の振幅が第二の比較器入力における基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ出力信号を発生させる。

サーミスタ出力信号の電圧値が基準波形電圧を横切ると、基準電圧の振幅が検出器電圧信号の振幅よりも低い期間内にのみ比較器８６が出力信号を生じる。

図１０はこの動作を図解している。サーミスタによって引き起こされる出力信号Ａ波形と基準信号（この場合は鋸歯波形）とが、共に太線で図解されている。理解できる様に、出力信号Ａの振幅が鋸歯信号の最大振幅よりも大きければ、比較器出力波形Ａによって示されている様に連続しているＦＥＴへの指令信号を比較器が発生させる。即ち、連続電力が負荷つまり電球５０に印加される。

しかし、熱検出器（例えばサーミスタ）によって引き起こされる出力信号がレベルＢにあれば、熱検出器によって引き起こされる信号が基準（鋸歯）信号の何れの部分よりも大きい期間内にのみ比較器が出力信号を発生させる。従って、比較器出力曲線Ｂは、約７０％の時間のみ比較器がオンであってＦＥＴスイッチへの出力信号を発生させており約３０％の時間はオフであることを図解している。このことは勿論最大電力の７０％だけが負荷に供給されていることを意味している。

熱検出器によって引き起こされる比較器の出力信号がレベルＣにあれば、比較器出力波形Ｃは、約３０％の時間のみＦＥＴがオンにされ、約７０％の時間でＦＥＴがオフにされることを示している。

これらのグラフから、熱を検出し始めるのにもっと多くの時間を必要とする熱源からの距離に熱検出器が置かれていれば、比較器の１００％出力が生じるもっと長い期間が存在することが分かる。一方、サーミスタつまり熱検出器が熱源に非常に接近して置かれていれば、熱検出器は殆ど直ちに信号を発生させ始め、熱検出器からの帰還信号は負荷に印加される電力を殆ど直ちに低減させ始める。

共有米国特許第６，４４９，８７０号中に示されている様な前述の回路によって、最大電力を負荷に印加することができ、その後に、低減された印加電力で負荷温度を維持するために熱検出器からの帰還信号を使用することができる。その様な回路が図６中に両方共に点線のブロック９１及び接続線９３によって図解されている。その代わりに、上述の様にマルチフィラメント電球を使用することができる。

図５の回路細部を示している図６の回路中に、急速加熱制御回路の好ましい実施形態が示されている。この実施形態は、交流装置と直流（つまり携帯用）装置との両方で好都合に使用することができる。バイメタルスイッチ８５が、ＦＥＴ９０と並列に示されており、電力用ＦＥＴ９０と負荷５０（電球）との間の点から大地電位へ線８９によって結合されている。電源スイッチ１６が作動させられると、電池電力が回路中の各素子に結合される。

バイメタルスイッチ８５は通常は閉じているので、負荷５０を通る電流は線８９上でＦＥＴ９０を迂回して大地へ流れる。従って、全電力が負荷に印加される。バイメタルスイッチを形成している二つの異なる金属のためにこのバイメタルスイッチは予め決められているある温度で開くことが周知である。例えば、先行技術のヘアカールアイロン中で使用されているバイメタルスイッチは、三回試験すると、１２１℃、１２４℃、及び１２９℃で開いた。試験されたバイメタルスイッチは、その後に５３℃、５０℃、及び５１℃の温度で再び閉じた。これらは許容できる変動であるが、この場合には、本明細書中に開示されているヘアマネジメント装置にとってはこれらの温度は高過ぎ、バイメタルスイッチは特定の温度で開いて所望の温度で再び閉じる様に製造されなければならない。バイメタルスイッチ８５は達成が所望されている最高温度よりも２０°以下だけ低い予め決められている所望の温度で開く様に設定されており、制御ＦＥＴはもはや迂回されず、上述の様に温度制御回路８６によって制御されている制御ＦＥＴの出力は温度を所望のレベルにすると共にその後に上述の様に所望の温度を単に維持するのに必要なレベルへ印加電力を低減させる。この新規な回路は、ほんの今説明された様に負荷つまり電球５０の急速な加熱を可能にしている。

本明細書中で議論されている装置（ヘアカーラー及びヘアドライヤ）は、この装置を所望の温度まで加熱するために交流壁電圧を使用するためのコンセント内に置き、その後にその交流電源からその装置を取り外し、その温度を維持する携帯用装置を形成するためにその装置内の加熱素子に内部電池を直接に接続することができる、ということが当業者には分かる。本明細書中で開示されている新規なパルス回路と共に使用される場合と同程度には長くその電池は持続しないが、温度を維持するためのみならずアイロンを所望の温度へ加熱するためにもその電池が使用される場合よりかは長くその電池が持続することは、明らかである。

更に、図６中に示されているバイメタルスイッチ８５は、装置が携帯用装置として使用されているときにその装置への電池出力を制御つまり調整するための基本回路として、電池と共に使用することができる。図６中に示されている新規なパルス回路がなければ、外部交流電力の印加下でバイメタルスイッチ８５の設定点温度にアイロンが到達した後に、そのバイメタルスイッチ８５が開いて電力が負荷に印加されることを防ぐ、ということが当業者には分かる。装置が交流電源から取り外されると、電池がバイメタルスイッチ８５及び加熱素子に自動的に接続されるだけである。バイメタルスイッチによって制御されている予め設定されている温度未満に装置の温度が低下すると、そのバイメタルスイッチはもう一度閉じて、バイメタルスイッチ８５によって決定されている所望の温度を維持するために電池電力が加熱素子に接続される。

繰り返すが、新規なパルス回路と共に使用される場合と同程度には長くその電池は持続しないが、所望の温度を維持することのみならずその所望の温度へ装置を最初に加熱することをも必要とされる場合よりかは長くその電池が持続する。

好ましい実施形態では、熱検出回路６２は、ナショナル・セミコンダクター社によって製造された熱検出器であるＬＭ３４サーミスタ９４を備えている。この熱検出器には、電力入力、接地接続、及び信号出力がある。この出力信号は、抵抗９５及び分離ダイオード９８を介して、周知の２２２２Ａトランジスタである演算増幅器１００のベースに結合されている。トランジスタ増幅器１００への電力はスイッチ１６によって負荷抵抗１０２を介して提供される。サーミスタＬＭ３４の周囲信号出力は非常に小さくてほんのミリボルトであり、従って増幅器１００は周囲温度では電源電圧に近い最大電圧を対応出力に提供する。

サーミスタＬＭ３４が熱を検出すると、その出力信号が増加し始め、トランジスタ１００の伝導が増加し始め、負荷抵抗１０２と線６３上の比較器入力ピン３との接合点における電圧がその最大値から低減し始める。線６３上のトランジスタ１００の出力値が、線８９上の発生器８８から比較器８６のピン２への基準（鋸歯）波形の値と、比較器８６によって比較される。比較器８６は、この技術分野で周知なＬＭ７４１ＩＣチップで形成されている。鋸歯波形発生器８８であることが好ましい基準波形発生器は、これもこの技術分野で周知な５５５ＩＣチップで形成されている。

従って、周知のＩＲＦ６４０電力用トランジスタであるＦＥＴ９０は短期間だけ伝導し始め、図１０中の波形と共に上述した様に負荷への電力が低減される。抵抗８７が比較器８６からの出力信号をＦＥＴ９０のゲートへ結合している。

図７は、代替熱検出回路６２を図解している。この場合は、ＮＴＣ ＧＥ−７３ Ｄｉｇｉｋｅｙ Ｐａｒｔ Ｎｏ．ＫＣ００ＨＧ−ＮＤとしてこの技術分野で知られている２端子サーミスタ１０４が熱検出器として使用されている。抵抗１０６、１０８がサーミスタ１０４を適切にバイアスしている。構成されている実施形態では、サーミスタ１０４は２，０００オームの周囲抵抗を有しており、抵抗１０６は２，０００オームの値を有しており、抵抗１０８は８，０００オームの値を有していた。サーミスタ１０４が熱に曝されると、このサーミスタ１０４の抵抗値が低減し始め、比較器８６への線１１０上の電圧が低減し始める。線１１０上のこの入力が線８９上の鋸歯信号ともう一度比較される。そして、ＬＭ３４サーミスタの使用に関して上述した様に、線１１２上の比較器の出力がＦＥＴ９０を制御するために使用される。勿論、電圧出力を所望通りに高めるために回路が変更されてよい。その様な設計は、当業者には周知であり、本明細書ではこれ以上は説明されていない。

図８は、先行技術の１１０ボルト交流カールアイロンの加熱を図解しているグラフである。高温設定、中温設定、及び低温設定で測定が行われた。このカールアイロンは『瞬間』加熱を行うとされていた。曲線Ａは高温設定による管の加熱を図解している。曲線Ａでは約１００℃の温度に１分で到達したことが分かる。高設定の最高は約１３０℃であった。中温設定を表している曲線Ｂは、先行技術のカールアイロンが１分で１０６℃に到達し、最高温度が約１１８℃に到達したことを示している。曲線Ｃは、先行技術のカールアイロンが１分で約１０４℃に到達し、最高温度も略同じ温度に到達したことを示している。

図９は、加熱源（電球５０）に全電圧を連続的に印加するための回路が使用された場合の本発明の新規な回路の急速加熱能力を図解している。この曲線は、負荷としての１２ボルト電球５０に１２ボルトが印加された場合に生じる加熱を図解している。ハロゲン電球は長さが約１インチ（２．５４センチメートル）で穿孔付きの真鍮熱源内に入れられていた。９６℃の温度に１５秒で到達し、１６０℃の温度に３０秒で到達し、２０６℃の温度に４５秒で到達したことが分かる。８．０ボルトが印加されている８．０ボルトのハロゲン電球を使用すると、生成される加熱曲線が１２ボルトハロゲン電球に１２ボルトが供給された図９中に示されている加熱曲線と実質的に一致することが理解されるべきである。

急速加熱回路が付加されている限り、如何なる電圧供給値が使用されても、連続的な全電圧がハロゲン電球の負荷に供給されると、先行技術のカールアイロンよりも遥かに急速に加熱が生じることは、明らかである。

図１１は、上述のマルチフィラメント電球を図解している。この電球は、従来の白熱電球であってもハロゲン電球であってもよい。ハロゲン電球は、白熱電球よりも遥かに速く暖まり、中空管を遥かに高い温度に加熱する。図１１に示されている電球１１４には、図１１中に１１６、１１８として示されている少なくとも二つのフィラメントがある。これらのフィラメントは一端において夫々端子１１７、１１９で電力を選択的に受け取り、両方の他端は導線１２０によって大地電位に接続されている。

図１２は、電球１１４の二つのフィラメント１１６、１１８がどの様に選択的に作動させられるのかを概括的に図解している回路図である。電源１２２は、下記で説明される様に、（電池が定期的に再充電されなければならない携帯装置用の）通常は閉じている保護スイッチ１２４を介して負荷電流を供給する。保護スイッチ１２４から離れて、この回路はオフ／オンスイッチ１６と直列のヒューズ１２５を含んでいる。（図１３〜１６と関連して詳細に説明されている）温度選択スイッチ１８は、電球１１４のフィラメント１１６、１１８の何れか一方または両方を選択する。これらのフィラメントが異なる抵抗を有していてそれらの一方が他方よりも多くの熱を発生させる様に、これらのフィラメントは（この技術分野で周知な様に）異なる抵抗及び構成を有している。従って、選択スイッチ１８は、高温のために両方のフィラメント１１６、１１８を選択し、中温のためにフィラメント１１６のみを選択し、低温のためにフィラメント１１８のみを選択することができる。

図１３〜１５は、その様な温度選択スイッチ１８をどの様に構成することができるのかを概括的に図解している。同じ機能が達成される限り他の設計を使用することができることが理解されるべきである。

図１３は、スイッチ１８が最高加熱位置にあって両方のフィラメント１１６、１１８が選択されている場合のスイッチ１８の物理的な位置を図解している。スイッチ１８には、点線で示されており幾つかの電気接点１３８〜１４８と係合する本体部分１２６がある。接点１３８〜１４８の総てが永久的に固定されており、スイッチ本体部分１２６のみが、その接点アーム１２８、１３０、１３２、及び１３４と共に、接点１３８〜１４８に対して移動する。

図１３中に示されている位置のスイッチ１８の本体部分１２６によって、電源１２２（図１１）からの電力が線１３６から接点１３８へ伝導される。スイッチ接点アーム１３４が、接点１３８と係合し、接点アーム１３２を介して接点１４０へ電力を伝導する。接点１４０はフィラメント＃２に接続されている導線１４１に接続されている。従って、フィラメント＃２が通電される。

図１３に示されている同じスイッチ位置で、端子つまり接点１４４に永久的に電気的に接続されている接点１４２に、本体部分１２６の接点アーム１２８が係合する。今度は、フィラメント＃ｌに接続されている導線１４５に接点１４４が接続される。従って、図１３に示されているスイッチ位置で、両方の電球フィラメント＃1、＃２が通電され、最高（高）温度が電球１１４によって発生される。

図１４に示されているスイッチ位置では、スイッチ本体部分１２６の接点アーム１２８は、電球フィラメント＃ｌに通電するために、今度は端子１４４に直接に接続される。スイッチ本体部分１２６の接点アーム１３０は端子１４０に接触するには短過ぎて、フィラメント＃２は通電されない。従って、電力は、入力線１３６から接点１３８へ、スイッチ本体接点アーム１３２へ、スイッチ本体１２６を介して接点アーム１２８及び接点１４４へ、そしてそこからフィラメント＃ｌに接続されている導線１４５へ、流れる。従って、フィラメント＃２は通電されないので、フィラメント＃１のみが通電されて中熱が発生される。

図１５に示されているスイッチ位置では、電力は、入力線１３６から短い接点アーム１３０へ、スイッチ本体１２６を介して接点アーム１２８へ、そして線１４１上の端子つまり接点１４０を介してフィラメント＃２へ、接続される。従って、フィラメント＃２のみが通電され、フィラメント＃２がこの技術分野で周知なその構成のために最少の熱を発生させるので低熱が発生される。

本明細書中で開示されてきた本発明はヘアマネジメント装置の取っ手内に位置していて取り外すことなくそこで充電可能な少なくとも一つの電池を有しているが、予備電池が充電装置内で充電されている間は適切な電圧の単一の電池が使用されてよい、ということが理解されるべきである。必要なときは、取っ手内の電池を単に取り外して充電器内の電池と取り替えることができる。取っ手から取られた電池はその後に充電器内に置かれてよい。取っ手内の電池が取っ手内のままで充電される本発明の携帯用ヘアマネジメント装置のための代表的な充電装置が、図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃに図解されている。

充電器１５０が図１６Ａに断面で示されている。この充電器１５０には、基部１５２と、（筒以外の任意の所望の形状にすることができる）筒状側壁１５４とがある。（例えば）この技術分野で周知でありここには詳細に示されていない源から周知の方法で直流充電電流を供給するために（のみ）、電気接点１５６、１５８が基部１５２に形成されている。充電器１５０は、この充電器の内側にあって二つの機能を有している内部の縦方向の突起を除いて、従来通りの構成である。第一に、直流端子１５６、１５８との適切な極性噛み合わせ接触を保証するための唯一の位置でヘアマネジメント装置１６２（図１６Ｂ及び図１６Ｃを参照）を充電器内に置くことができる様に、上記の突起はこのヘアマネジメント装置の取っ手内の対応スロット１６４と噛み合う。端子１５６、１５８に直流を現れさせる様に充電器に電力を供給するために交流を任意の周知の方法で使用することができることは明らかである。

突起１６０には、その第二の機能のために丸みを付けられていても傾斜を付けられていてもその他の状態にデザインされていてもよく、ヘアマネジメント装置１６２が充電器１５０内に置かれた時にこのヘアマネジメント装置の取っ手上の保護スイッチ１２４（図１６Ｂ及び図１６Ｃを参照）を作動させる、上面１６１がある。これは図１２に示されているのと同じスイッチ１２４である。ヘアマネジメント装置のオン／オフスイッチがオン位置にあって加熱素子（電球）に電力を提供している場合には、ヘアマネジメント装置内の電池は電力を受け取らない（充電されない）ことが望ましく、これはヘアマネジメント装置１６２が損傷する可能性があるからである。従って、ヘアマネジメント装置の取っ手１６２が充電器内に置かれていないときには、電力をオン／オフスイッチに結合するために、スイッチ１２４は通常は閉じた位置にある。

ヘアマネジメント装置の取っ手１６２が充電器１５０内に置かれると、このヘアマネジメント装置の取っ手１６２のスロット１６４に突起１６０が必ず嵌まる。このことは、第一に、充電器内の電源接点１５６、１５８の極性がヘアマネジメント装置の対応電源接点１６３、１６５に対して適切であることを保証し、第二に、取っ手が充電器内へ滑り落ちる時に、突起１６０の上面１６１が通常は閉じている保護スイッチ１２４と係合しこの保護スイッチ１２４を内側へ押し込んでこのスイッチ１２４の接点を開けオフ／オンスイッチ１６が不注意にオン位置のままであってもヘアマネジメント装置の加熱素子に対する一切の電力印加を停止してヘアマネジメント装置を保護することを保証する。

図１６Ｃは、内部に保護スイッチ１２４があるスロット１６４と、充電器１５０の基部にある接点１５６、１５８と夫々噛み合う充電接点１６３、１６５とを示すための、装置の取っ手１６２の底面図である。

電力がヘアマネジメント装置に印加されているときにこのヘアマネジメント装置の使用者が視覚的な合図を有することが望ましい。その様な視覚な合図は、図１７に示されている様な発光ダイオード１６８とすることができる。

図１７の点線１６６内に示されている回路は、共有米国特許第６，４４９，８７４号中に示されており負荷に印加される電力を調整する回路と同じ回路である。本願の図１７では、接合点１７０の様な接地端子１７２と電力用トランジスタ１７６のベース１７４との間に発光ダイオード１６８が結合されている。装置が適切な温度に到達する時まで、電力用トランジスタ１７６のベース１７４に一定の電圧が印加される。従って、ＬＥＤ１６８は連続的にオンになっている。しかし、適切な温度に到達すると、米国特許第６，４４９，８７４号中で説明されている様に反転ダイオード１７８からの出力が終わり、温度調整回路１８０からのパルスが電力用トランジスタ１７６の動作を制御し始める。これらのパルスがＬＥＤ１６８をそれに応じて脈動させる。従って、電力用トランジスタ１７６に電力が印加されていることをこのＬＥＤが明確に表示する。

上述の様にもし電球１１４がセラミックで被覆されていれば、この電球１１４の外側端は透明のままにされて被覆されなくてよい。その時、図１〜４に示されている筐体の外側端のキャップの先端の使い易い任意の個所に穴が設置されてよく、電球１１４の被覆されていない先端から穴を通って光が輝いて、電球が機能していることを示す。

何らかの理由で電球１１４が作動していなければ、急速な加熱が生ぜず従って電球の故障も明白に示す。

従って、改良された新規な加熱素子及び回路並びにカールアイロンまたは熱風ブラシの様なヘアマネジメント装置（好ましくは携帯用装置）の形成及び操作方法が開示された。この改良された方法及び加熱素子は、急速に暖まり且つ冷えるので電球を熱源として使用する。この電球は白熱電球でもハロゲン電球でもよい。ハロゲン電球は白熱電球よりも遥かに速く且つ高い温度まで暖まる。この電球は、任意の種類の金属または耐熱性材料で構成されている細長い中空管内に配置されている。この中空管は、真鍮、銅、セラミック、及びアルミニウムから成る群からの材料で形成されていることが好ましい。また、中空管が急速に暖まり且つ急速に冷えることができる様に、この中空管を形成している壁の厚さは約０．０１０インチ（０．２５４ミリメートル）から約０．０４０インチ（１．０１６ミリメートル）までの範囲であることが好ましい。

本発明の更に新規な特徴及び方法は、伝導熱のみならず熱源からの放射エネルギーも毛髪に到達することを可能にするために、小さな穴を好ましくは一様なパターンで穿孔されている細長い管の使用である。

電球つまり熱源は、意図しない物理的な力がヘアマネジメント装置に印加された時に破損するかまたは砕ける可能性を低減させるための付加的な構造的完全性をその電球に与えつつ熱を伝導する、セラミック材料で被覆されていてよい。

本発明の更に新規な特徴及び方法として、（ねじ込み型口金または差込み型口金の様な任意の周知の方法で）電球つまり加熱源が取り外し及び取り替え可能である。更に、電球の取り外し及び取り替えを容易にするために、電源及び制御回路を含む取っ手部分に細長い熱伝達管が取り外し可能に組み合わされていてよい。このことは、電球を取り外して取り替えることができる様に、この電球を露出させる。

本発明の方法は、取っ手の基部に接点を形成し、類似の接点を有する充電機構に携帯用装置を置くかまたは携帯電話や電子歯ブラシ等の充電に使用されている様な磁界を印加することによって、この携帯用装置が再充電可能にされることを可能にしている。この新規な方法は、携帯用はでない既存の１１０ボルト装置でこの新規な細長いハロゲン電球が使用されることをも可能にしている。

独特の加熱回路及びその形成方法は、装置の所望の温度が得られるまで加熱源つまり電球へ全電力を印加すると共にその後にこの所望の温度を維持するのに丁度十分な量まで簡単な回路でその印加電力を自動的に低減させることによって、電池の寿命（及び熱源、特に電球の寿命）を長引かせる。好ましい実施形態では、通常は閉じているバイメタル温度スイッチを大地まで制御回路を横切って（並列に）置きそれによって加熱素子に全電力を印加することによって、上記のことが達成されてよい。このことは加熱素子の急速な加熱を可能にする。バイメタルスイッチの予め決められている温度に到達すると、このスイッチは開いて加熱素子に印加される電力量を制御回路が抑制することを可能にする。実際の試験では、所望の温度を維持しながら最大電力の１０％程度に印加電力が低減され、それによって電池及び電球の寿命を長引かせた。

使い易い保護回路を装置に提供するために、第二のバイメタルスイッチが周知の方法で使用されてよい。その様な第二のバイメタルスイッチを負荷（電球）と電力用ＦＥＴとの間に置くことは、このバイメタルスイッチが設定されていてこのバイメタルスイッチが開く予め決められている温度を負荷の温度が超えることを防ぐ。このことは、用心のために負荷（電球）が到達することのできる温度を制限する。

好ましい実施形態が示されて説明されたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び代替がこれらの実施形態になされてよい。従って、本発明が例としてであって限定としてではなく説明されたことが理解されるべきである。

特許請求の範囲中の対応する構造、材料、作用、並びに総ての手段または段階及び機能素子または方法の段階の等価物が、任意の構造、材料、またはその機能を実行するための作用を、明確に特許請求されているその他の特許請求要素と組み合わせて含むことを意図されている。

新規な発明が実施されているカールアイロンの斜視図である。 新規な発明が実施されている熱風ブラシの斜視図である。 図１の装置及び図２の装置と共に使用されており熱源としての電球を内部に有している細長い熱伝達中空管の断面図である。 図１の装置及び図２の装置の非熱伝導性中空取っ手内の電池、スイッチ、電子制御回路、及び上記の装置が保持器内に置かれた時に上記の電池を充電するための取っ手の底の接点を図解しているこの中空取っ手の断面図である。 図４中に図解されている新規な電子制御回路のブロック図である。 図５の新規な電子制御回路の詳細な配線図である。 図５及び図６に示されている電子制御回路と共に使用するための代替熱検出回路の配線図である。 負荷としての加熱素子に１１０ボルトが整流及び印加された先行技術のカールアイロンについての加熱時間を図解しているグラフである。 １２ボルトハロゲン電球に１２ボルトが印加され且つ制御回路が含まれていない（１２ボルトが負荷に連続的に印加された）場合の本発明の加熱時間を図解しているグラフである。 （図５及び図６中の）制御回路の比較器への熱検出器入力及び鋸歯入力とこの比較器の応答出力との関係を図解しているグラフである。 マルチフィラメントを有する一つの考えられる電球熱源を図解している。 図１１の電球熱源で複数の温度を発生させるために使用することができる回路の一つの様式を図解している。 図１２の回路中のスイッチ１８として使用することができる温度選択スイッチの一つの様式を図解している。 図１２の回路中のスイッチ１８として使用することができる温度選択スイッチの一つの様式を図解している。 図１２の回路中のスイッチ１８として使用することができる温度選択スイッチの一つの様式を図解している。 オン／オフスイッチがオン位置のままであっても携帯用ヘアマネジメント装置が加熱素子に電力を供給することができない様に、このヘアマネジメント装置のオフ／オンスイッチへの電力の印加を停止するフェールセイフスイッチを図解している、ヘアマネジメント装置内の電池を充電するための装置を概括的に表している。 オン／オフスイッチがオン位置のままであっても携帯用ヘアマネジメント装置が加熱素子に電力を供給することができない様に、このヘアマネジメント装置のオフ／オンスイッチへの電力の印加を停止するフェールセイフスイッチを図解している、ヘアマネジメント装置内の電池を充電するための装置を概括的に表している。 オン／オフスイッチがオン位置のままであっても携帯用ヘアマネジメント装置が加熱素子に電力を供給することができない様に、このヘアマネジメント装置のオフ／オンスイッチへの電力の印加を停止するフェールセイフスイッチを図解している、ヘアマネジメント装置内の電池を充電するための装置を概括的に表している。 電力が制御回路に印加されていることを発光ダイオードの使用が示すことを可能にする回路を図解している。

Claims (42)

1. 使用者が保持する携帯用ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び回路であって、
   基部及び頂部を有する非熱伝導性中空取っ手と、
   中空筒形状であり、内側部分、外側端、及び内側端を有しており、この内側端が前記取っ手の前記頂部に結合されている、細長い熱伝達中空管であって、この細長い熱伝達中空管が円形壁を有しており、この円形壁が約０．０１０インチ（０．２５４ミリメートル）から約０．０４０インチ（１．０１６ミリメートル）の範囲の厚さを有すると共に真鍮、銅、セラミック、及びアルミニウムから成る群のうちの一つで形成されている、前記細長い熱伝達中空管と、
   直流電源と、
   前記細長い熱伝達中空管の内側にあり、前記直流電源から負荷電流を受け取って熱源として機能するための、少なくとも一つの電球と、
   前記直流電源と前記電球との間に結合されており、前記細長い熱伝達中空管へ伝達される熱を発生させるために、前記電源を前記電球に選択的に結合するための、オン−オフスイッチと
   を具備する改良された加熱素子及び回路。
2. 前記中空取っ手内にあり、直流電源を形成するための、少なくとも一つの電池と、
   前記中空取っ手の前記基部にあり、前記中空取っ手内の前記少なくとも一つの電池を再充電するための、電気コネクタと、
   前記携帯用ヘアマネジメント装置の前記取っ手の少なくとも一部を受け入れるための開口を有している充電器と、
   この充電器内にあり、前記取っ手の前記電気コネクタに接続して、前記取っ手内の前記少なくとも一つの電池を再充電するための、噛み合わせコネクタと、
   前記電池と前記オフ／オンスイッチとの間に結合されており、このオフ／オンスイッチがオン位置のままであっても前記少なくとも一つの電池の充電中に電力が前記熱源に供給されることを防止する様に、前記ヘアマネジメント装置の前記取っ手の少なくとも一部が前記充電器内に置かれた時に自動的に開くための、通常は閉じている保護スイッチと
   を更に具備する請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
3. 前記中空取っ手の外面の溝であって、この溝内に前記通常は閉じている保護スイッチが配置されている、前記溝と、
   前記充電器内にあり、この充電器内に前記中空取っ手の前記一部が置かれた時に前記通常は閉じている保護スイッチを自動的に開くための、作動装置と
   を更に具備する請求項２に記載の改良された加熱素子及び回路。
4. 前記充電器の前記開口内にあり、前記取っ手の前記一部が前記充電器の前記開口内に挿入された時に前記中空取っ手の前記外面の前記溝と噛み合い、それによって、前記充電器内の前記電気コネクタと前記取っ手の前記基部における前記電気コネクタとの間の適切な係合を可能にするための唯一の位置に前記取っ手が前記充電器の前記開口内に挿入されることを要求する、細長い突起であって、前記中空取っ手の前記一部が前記充電器の前記開口内に置かれた時に、前記細長い突起の少なくとも一部が前記通常は閉じている保護スイッチと係合してこのスイッチを自動的に電気的に開く、前記細長い突起
   を前記作動装置が更に具備する請求項３に記載の改良された加熱素子及び回路。
5. 前記中空管の少なくとも一部にあり、前記熱源からの放射エネルギーが前記使用者の毛髪へ伝達されることを可能にするための、複数の穿孔
   を更に具備する請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
6. 前記中空管の前記複数の穿孔が、前記中空管上に一様なパターンを形成している、請求項５に記載の改良された加熱素子及び回路。
7. 審美目的のために前記中空管上にメッキされている外側被覆
   を更に具備する請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
8. クロム、セラミック、及びエナメルから成る群のうちの一つで前記外側被覆が形成されている、請求項７に記載の改良された加熱素子及び回路。
9. 前記少なくとも一つの電球が、外側端及び内側端を有する、単一の細長い鉛筆型ハロゲン電球である、請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
10. 前記細長い鉛筆型電球内のマルチフィラメントであって、各々のフィラメントが異なる電力要件を有している、前記マルチフィラメントと、
    前記細長い鉛筆型電球に結合されており、高温を選択するために両方の前記フィラメントへ、中温を選択するために前記フィラメントの一方へ、または低温を選択するために前記フィラメントの他方へ、電力を選択的に結合するための、温度選択スイッチと
    を更に具備する請求項９に記載の改良された加熱素子及び回路。
11. 前記熱伝達中空管に物理的な衝撃が印加された時に前記少なくとも一つの電球が砕ける可能性を低減させるために前記単一の細長い電球と組み合わされている衝撃吸収素子
    を更に具備する請求項９に記載の改良された加熱素子及び回路。
12. 前記衝撃吸収素子が、
    前記細長い熱伝達中空管の外側端に取り外し可能に取り付けられているキャップと、
    このキャップと組み合わされており前記単一の細長い電球の前記外側端と係合するための第一の弾性装置と、
    物理的な衝撃から前記単一の細長い電球を保護することを支援するために、この単一の電球の前記内側端と組み合わされており、それによってこの単一の電球を前記細長い熱伝達中空管との弾性関係に保持している第二の弾性装置と
    を具備する請求項１１に記載の改良された加熱素子及び回路。
13. 前記直流電源が、
    少なくとも一つの電池と、
    前記オフ／オンスイッチと前記少なくとも一つの電球との間に結合されており、所望の最高温度を実質的に得るために前記少なくとも一つの電球に電力を供給し、その後に前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに印加電力を制限し、それによって前記少なくとも一つの電池と前記少なくとも一つの電球との寿命を延ばすための、電圧制御回路と
    を具備する請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
14. 予め決められている所望の温度で開くバイメタル温度検出スイッチであって、前記電圧制御回路と並列に結合されており、このバイメタルスイッチが開くまで前記少なくとも一つの電球を急速に加熱させ、それによって前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記電球に供給される電力を前記電圧制御回路に制限させ始める、前記バイメタル温度検出スイッチ
    を更に具備する請求項１３に記載の改良された加熱素子及び回路。
15. 前記電圧制御回路が、
    第一及び第二の入力並びに出力を有する比較器と、
    前記少なくとも一つの電球の熱を検出する近傍に位置しており、検出された熱に比例する出力信号を発生させ、この出力信号が前記比較器の前記第一の入力に結合される、熱検出器と、
    前記比較器の前記第一の入力における前記熱検出器の前記出力信号の振幅が前記比較器の前記第二の入力における基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ前記比較器が出力信号を生じる様にこの比較器の前記第二の入力に結合される出力信号を有する基準電圧発生器と、
    前記比較器の前記出力と前記少なくとも一つの電球との間に結合されている電子スイッチとを更に具備しており、
    前記比較器の前記出力信号は、前記比較器への前記熱検出器の前記信号の振幅が前記比較器への前記基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ前記電子スイッチをオンにし、前記比較器への前記熱検出器の前記信号の振幅が前記比較器に結合されている前記基準信号の何れの部分の振幅よりも小さい期間内に前記電子スイッチをオフにする、請求項１４に記載の改良された加熱素子及び回路。
16. 前記電子スイッチが、前記少なくとも一つの電球へ供給される必要な負荷電流を運ぶことのできる半導体である、請求項１５に記載の改良された加熱素子及び回路。
17. 前記半導体スイッチが電力用ＦＥＴである、請求項１５に記載の改良された加熱素子及び回路。
18. 前記熱検出器がサーミスタ及びテンピスタから成る群のうちの一つである、請求項１５に記載の改良された加熱素子及び回路。
19. 前記少なくとも一つの電球に構造的完全性を提供しつつ熱伝達を可能にし、且つ予期しない物理的な衝撃が前記加熱素子に印加された時に前記少なくとも一つの電球が砕ける可能性を低減させることを支援するための、前記少なくとも一つの電球の少なくとも一部分におけるセラミック被覆
    を更に具備する請求項１に記載の改良された加熱素子及び回路。
20. 使用者が保持するヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び回路であって、
    基部及び頂部を有する非熱伝導性中空取っ手と、
    内側部分、外側端、及び内側端を有しており、この内側端が前記取っ手の前記頂部に結合されている、細長い熱伝達中空管と、
    負荷電流を供給するための電源と、
    前記細長い熱伝達中空管の内側にあり、前記電源から負荷電流を受け取る熱源と
    を具備しており、
    外表面を有しており、真鍮、銅、セラミック、及びアルミニウムから成る群のうちの一つで形成されている、中空筒を前記細長い中空管が備えており、
    約０．０１０インチ（０．２５４ミリメートル）から約０．０４０インチ（１．０１６ミリメートル）の範囲の好ましい厚さを前記中空筒が有している、改良された加熱素子及び回路。
21. 前記中空管の少なくとも一部にあり、前記熱源からの放射エネルギーが前記使用者の毛髪へ伝達されることを可能にするための、複数の穿孔
    を更に具備する請求項２０に記載の改良された加熱素子及び回路。
22. 前記電源が、
    交流電源と、
    前記オフ／オンスイッチと前記熱源との間に結合されており、所望の温度を得るために前記熱源に電力を供給し、その後に前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに印加電力を制限し、それによって前記熱源の寿命を延ばすための、電圧制御回路と
    を具備する請求項２０に記載の改良された加熱素子及び回路。
23. 予め決められている所望の温度で開くバイメタル温度検出スイッチであって、前記電圧制御回路と並列に結合されており、このバイメタルスイッチが開くまで前記熱源を急速に加熱させ、それによって前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記熱源に供給される電力を前記電圧制御回路に制限させ始める、前記バイメタル温度検出スイッチ
    を更に具備する請求項２２に記載の改良された加熱素子及び回路。
24. 前記電圧制御回路が、
    第一及び第二の入力並びに出力を有する比較器と、
    前記熱源の熱を検出する近傍に位置しており、検出された熱に比例する出力信号を発生させ、この出力信号が前記比較器の前記第一の入力に結合される、熱検出器と、
    前記比較器の前記第一の入力における前記熱検出器の前記出力信号の振幅が前記比較器の前記第二の入力における基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ前記比較器が出力信号を生じる様にこの比較器の前記第二の入力に結合される出力信号を有する基準電圧発生器と、
    前記比較器の前記出力と前記熱源との間に結合されている電子スイッチとを更に具備しており、
    前記比較器の前記出力信号は、前記比較器への前記熱検出器の前記信号の振幅が前記比較器への前記基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ前記電子スイッチをオンにし、前記比較器への前記熱検出器の前記信号の振幅が前記比較器に結合されている前記基準信号の何れの部分の振幅よりも小さい期間内にのみ前記電子スイッチをオフにする、請求項２３に記載の改良された加熱素子及び回路。
25. 前記熱検出器がサーミスタ及びテンピスタから成る群のうちの一つである、請求項２４に記載の改良された加熱素子及び回路。
26. 前記熱源が、細長い鉛筆型ハロゲン電球である、請求項２０に記載の改良された加熱素子及び回路。
27. 前記非熱伝導性中空取っ手と結合されている前記細長い熱伝達中空管とがヘアカールアイロンを形成している、請求項２０に記載の改良された加熱素子及び回路。
28. 前記取っ手内に位置している送風機と、
    ブラシ取付け中空部品であってこの取付け部品に垂直に延びている毛を有する前記ブラシ取付け中空部品とを更に具備しており、
    熱風ブラシを形成するために選択的に回転可能な様に前記ブラシ取付け中空部品が前記細長い熱伝達中空管を覆って置かれている、請求項２０に記載の改良された加熱素子及び回路。
29. 前記少なくとも一つの電球からの熱エネルギーが出ることを可能にするために、前記ブラシ取付け中空部品に複数の穴を更に具備する、請求項２８に記載の改良された加熱素子及び回路。
30. ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び回路であって、
    非熱伝導性中空取っ手と、
    内側部分を有しており前記非熱伝導性中空取っ手に結合されている細長い熱伝達中空管と、
    この細長い熱伝達中空管内に位置している熱源と、
    放射熱が前記熱源から前記熱伝達中空管の外方へ逃げることを可能にするための、前記熱伝達中空管の少なくとも一部における複数の穿孔と、
    電源と、
    この電源と前記熱源との間に結合されており、前記電源を前記熱源に選択的に結合して、放射エネルギーと前記細長い熱伝達中空管に伝達される伝導熱とを発生させるための、オン−オフスイッチと
    を具備する改良された加熱素子及び回路。
31. 前記穿孔が実質的に一様に離隔している、請求項３０に記載の改良された加熱素子及び回路。
32. ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び回路の形成方法であって、
    取っ手と取り付けられる細長い熱伝達中空管とで前記ヘアマネジメント装置を形成する段階と、
    熱源からの放射エネルギーが使用者の毛髪へ伝達されることを可能にするために、前記細長い熱伝達中空管の外表面に複数の穿孔を形成する段階と、
    単一の細長い鉛筆型電球を熱源として前記熱伝達中空管内へ挿入する段階と、
    構造的完全性を増大させて、前記ヘアマネジメント装置に物理的な衝撃が印加された時に前記電球が砕ける可能性を低減させるために、前記電球をセラミック被覆で被覆する段階と、
    少なくとも一つの前記電球に電源によって電力を供給する段階と、
    前記少なくとも一つの電球へ電力を選択的に結合してこの少なくとも一つの電球を前記熱伝達中空管に対して熱源として機能させるために、前記少なくとも一つの電球と前記電源との間にオン／オフスイッチを結合する段階と、
    所望の温度に到達するまで前記電源からの最大印加電力で前記熱伝達管を加熱し、その後に前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記印加電力を自動的に低減させ、それによって電池の寿命と電球の寿命とを長くする段階と
    を具備する方法。
33. 熱検出器を前記熱源との熱検出関係に置く段階と、
    前記熱源の温度に比例する信号を前記熱検出器で発生させる段階と、
    前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記熱源に印加される電力を低減させるために前記熱検出器に制御回路を結合する段階と
    を更に具備する請求項３２に記載の方法。
34. 前記熱源の温度に比例する信号を前記熱検出器が発生させ始める前に前記熱源が所望の温度を実質的に達成することを可能にするために、前記熱源から十分な距離に前記熱検出器を置く段階
    を更に具備する請求項３３に記載の方法。
35. 前記熱源による加熱を制御回路によって調整する段階と、
    予め決められている所望の温度で開くバイメタル温度検出スイッチを前記制御回路と並列に結合し、このバイメタルスイッチが開くまで前記電球を急速に加熱させ、それによって前記所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記電球に供給される電力を前記制御回路に調整させ始める段階と
    を更に具備する請求項３２に記載の方法。
36. 単一の細長い鉛筆型電球を前記熱伝達管内へ挿入する前記段階が、前記電球としてハロゲン電球を使用する段階を更に具備する、請求項３２に記載の方法。
37. 装置のための改良された加熱素子及び回路であって、
    前記装置と組み合わされており、印加される電力によって温度を変え、単一の細長いハロゲン電球を備える、電気負荷と、
    電源と、
    この電源を前記電気負荷に選択的に結合するための電気スイッチと、
    前記電気負荷の熱に実質的に比例する出力信号を発生させるために前記電気負荷と熱交換関係にある熱検出器と、
    基準電圧と、
    前記熱検出器の前記出力信号と前記基準電圧とを受け取り、予め決められている所望の温度に前記電気負荷が到達することを可能にしてその後にその予め決められている所望の温度をただ維持するのに十分なまでに前記電気負荷に印加される電力を制限するために、前記電気スイッチへの出力信号を発生させる制御回路と
    を具備する改良された加熱素子及び回路。
38. 前記制御回路が、第一及び第二の入力並びに出力を有する比較器を更に具備しており、
    前記熱検出器の前記出力信号が、前記比較器の前記第一の入力に結合され、
    前記基準電圧が、前記比較器の前記第二の入力に結合され、
    前記比較器の前記第一の入力における前記熱検出素器の前記出力信号の振幅が、前記比較器の前記第二の入力における前記基準信号の何れの部分の振幅よりも大きい期間内にのみ、前記比較器が前記電気スイッチに対する出力信号を発生させる、請求項３７に記載の改良された加熱素子及び回路。
39. 前記基準電圧が鋸歯波形である、請求項３８に記載の改良された加熱素子及び回路。
40. 前記基準電圧が正弦波形である、請求項３８に記載の改良された加熱素子及び回路。
41. 前記細長い鉛筆型電球内のマルチフィラメントであって、各々のフィラメントが異なる電力要件を有している、前記マルチフィラメントと、
    前記細長い鉛筆型電球に結合されており、高温を選択するために両方の前記フィラメントへ、中温を選択するために前記フィラメントの一方へ、更に低温を得るために前記フィラメントの他方へ、電力を選択的に結合するための、温度選択スイッチと
    を更に具備する請求項３７に記載の改良された加熱素子及び回路。
42. ヘアマネジメント装置のための改良された加熱素子及び制御回路であって、
    中空加熱管に結合されている取っ手であって、前記中空加熱管は真鍮、銅、セラミック、及びアルミニウムから成る群から採用される材料で形成されている、前記取っ手と、
    電源と、
    前記中空加熱管内に位置している、熱源としての細長い鉛筆型ハロゲン電球と、
    前記電球内の少なくとも二つのフィラメントと、
    前記電源と前記電球の前記フィラメントとの間に結合されており、高温を得るために前記少なくとも二つのフィラメントの両方へ、または中温を得るために前記少なくとも二つのフィラメントのうちの一方へ、または低温を得るために前記少なくとも二つのフィラメントのうちの他方へ、電力を選択的に印加するための、温度選択スイッチと
    を具備する改良された加熱素子及び制御回路。

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