JP2555827Y2

JP2555827Y2 - 放電管及び放電装置

Info

Publication number: JP2555827Y2
Application number: JP5153191U
Authority: JP
Inventors: 久男安中; 陽一吉田
Original assignee: 株式会社エレバム
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2006-06-07
Also published as: JPH04135156U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、紫外領域の中で相対的
に長波長の長紫外線と近赤外線を放射する放電灯、並び
にこれを利用した美容機器又は健康器具としての放電装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紫外線は、毛細血管の拡張作用や殺菌作
用などがあり、従来から健康線として利用され、また、
赤外線はエネルギーが小さいので物質に吸収されても化
学反応の進行に寄与することが少なく専ら熱エネルギー
に変換されるため、皮膚の活性化や新陳代謝の促進作用
を持ち、特に透過性のよい近赤外線も従来から美顔健康
用に適用されている。

【０００３】美顔健康用に適用される従来の紫外線放射
源としてはキセノン短アークランプや水銀蛍光ランプな
どが用いられ、近赤外線放射源としては一般に反射型電
球などが利用されており、夫々の放射源は個別化されて
いて、しかも放射される紫外線又は近赤外線を距離を置
いて受けるように利用されるような比較的大型の装置へ
の適用が前提にされ、放射された紫外線又は近赤外線の
利用効率は低くならざるをえず、エネルギーのロスが大
きかった。

【０００４】そこで本考案者は美顔健康用として紫外線
並びに近赤外線の放射源として単一の放電管を利用し、
これを顔、手、足、肩、腰などに直接当てて美顔健康増
進に供するような比較的小型の装置について先の出願
（実願平２−４９９３８号）で提案した。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしなが、本考案者
の検討によれば、先に提案した放電装置は、近赤外線に
よる温熱的な作用効果と紫外線による殺菌的な作用効果
を単一の放電管による放電で得ようとするに止むもので
あり、皮膚の表面やその浅層における細胞の活性化並び
に新陳代謝促進のための温度上昇は専ら近赤外線が寄与
し、限られた電力消費量のもとでは暖かみを感ずるまで
に比較的時間のかかることが明らかにされた。

【０００６】本考案の目的は、電力消費量を増大するこ
となく温熱的な効果を向上させることができる美顔健康
機器用の放電管を提供することにある。本考案の別の目
的は、使用状態並びに外観上も違和感のない放電状態を
得ることができ、而も安定的に放射を持続することがで
きる美顔健康機器用の放電管を提供することにある。本
考案の更に別の目的は、前記放電管を利用し、これを顔
や肩などに直接当てて美顔や健康増進に供する比較的小
型の放電装置を提供することにある。本考案の前記並び
にその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付
図面から明らかになるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として本考案に係る美顔健康機器用の放電管は、
単極の放電電極が配置される誘電性の容器内に、紫外領
域において相対的に長波長の長紫外線と近赤外線を放射
するための不活性混合ガスを充填するものである。

【０００８】前記長紫外線は３１５ｎｍから４００ｎ
ｍの範囲に属する波長を有し、前記近赤外線は７８０ｎ
ｍから１４００ｎｍの範囲に属する波長を有する。前記
長紫外線と近赤外線を放射するための不活性ガスとして
は、ネオンガスと窒素ガスとの混合ガスを採用すること
ができる。

【０００９】また、斯る放電管による放電の集中性もし
くは指向性などを増すには単極の放電電極先端に凹部を
形成したりしてホロー電極として機能するように構成す
るとよい。

【００１０】さらに、そのような放電管を利用した美
顔健康用などの放電装置は、前記放電管が装着されると
共に装着された放電管の前記容器が露出されたケーシン
グに、高周波電圧発生回路が設けられ、この高周波電圧
発生回路によって発生される高周波電圧を前記放電管に
おける単極の放電電極に印加したとき、当該放電電極と
前記容器外方の被放射体との間の電界によって前記容器
内にコロナ放電又はグロー放電を生起させて、前記長紫
外線及び近赤外線を放射する。

【００１１】

【作用】上記した手段によれば、単極の放電電極に高周
波電圧が印加されると、誘電体としての容器を挾んで内
部放電電極と外部との間で不平等電界が形成され、容器
内面に沿面コロナグロー（沿面グローコロナ）若しくは
沿面コロナが生起される。この放電により混合ガスが電
離して近赤外線及び長紫外線を放射する。例えば、ネオ
ンガスが電離されて近赤外線を放射し、窒素ガスが電離
されて長紫外線を放射する。この状態で容器の外周部に
接地電位に通ずる顔の皮膚などが接触又は近接される
と、等価的に放電ギャップが小さくされ、より安定なグ
ロー放電によって長紫外線及び近赤外線の放射が促進さ
れる。このときの放電も、放電電極の単極構造故に沿面
放電若しくはオゾナイザ的な放電とされるから、アーク
放電への転移は阻止され、皮膚などとの接触面には比較
的均等な放電面が維持されて、使い心地の悪化を防止す
る。

【００１２】前記放電管から放射される長紫外線は通常
殺菌作用を企図して用いられる短波長の紫外線とは相違
するがある程度の殺菌作用が期待される。近赤外線はそ
の温熱的な作用によって皮膚等の温度を上昇させて、細
胞の活性化並びに新陳代謝を促進することになる。この
ときの温度上昇を、水銀の共鳴線（波長２５３．７ｎｍ
の紫外線）と近赤外線とを放射する先に提案した放電管
と比較すると、極めて短い時間で所要の温度に上昇する
ことが後述の実験例などで明らかにされた。これは、放
電管の容器内で生ずる長紫外線と近赤外線との光干渉な
どにより、赤外線域の光エネルギーが増大されて、温熱
的な効果を向上させるものと考えられる。

【００１３】

【実施例】図１には本考案の一実施例に係る美顔健康機
器としての放電装置１が示される。この放電装置１は、
樹脂などの絶縁体によって概略Ｌ型に形成されていて、
その長手軸部が握り手としても機能される小型のケーシ
ング２に、高周波駆動によって長紫外線及び近赤外線を
放射する放電管３を露出して備え、これを放電駆動する
ための高周波駆動回路４、電源回路５、そして配線基板
６などを含む。

【００１４】前記高周波駆動回路４は、例えば十数ボル
トの直流電圧を受けるトランジスタインバータの励振に
よって発振する発振トランスンスにより、１０００ボル
トから２０００ボルト程度の高周波電圧(２０ＫＨｚ〜
５０ＫＨｚ程度）を出力するようになっている。

【００１５】図２には前記放電管３の一例が示される。
この放電管３は、口金７に支持された誘電性容器として
の透明ガラス製の管球８に、アルミニウム，鉄，又はニ
ッケルなどによって構成される棒状，円盤状，又は円筒
状の単極の放電電極９を内蔵する。尚、この放電電極９
は、特に制限されないが、その先端部には円錐形状の凹
部９Ａが形成され、ホロー電極を構成するようになって
いる。前記管球８の内部は、高真空にされてネオンガス
と窒素ガスとの混合ガスが数ｔｏｒｒから１０数ｔｏｒ
ｒ程度封入されて、気密封止される。前記放電電極９は
ステム１０に立設された２本の支持線１１，１１に固定
され、同支持線１１，１１は口金７下端の外部電極１２
に結合されている。

【００１６】ここで、窒素ガスとネオンガスの混合ガス
を採用したのは、紫外領域において相対的に長波長の長
紫外線と近赤外線とを放電により放射させるためであ
る。例えば、前記長紫外線は概ね３１５ｎｍから４００
ｎｍの範囲に属する波長を有し、前記近赤外線は概ね７
８０ｎｍから１４００ｎｍの範囲に属する波長を有す
る。この長紫外線の波長は、オゾンを生成する紫外線の
波長域（概ね１５０ｎｍから２００ｎｍ）からはずれ、
また、殺菌作用を呈する紫外線の波長域の限界近傍の波
長である。この長紫外線は、赤外域の光エネルギーを増
大させて近赤外線による温熱的な効果を向上させるため
のものとして位置づけられる。したがって、長紫外線に
は生体に有害作用を及ぼすほど大きな出力は要求されな
い。

【００１７】図３には前記放電管３の放電モデルが示さ
れる。この放電管３の放電電極９に高周波駆動回路４か
ら高周波電圧が印加されると、誘電体としての管球８を
挾んでその放電電極９と外部のとの間で不平等電界が形
成され、管球８の内面に沿面コロナグロー（沿面グロー
コロナ）若しくは沿面コロナが生起される。これによっ
てネオンガスが電離されて近赤外線を放射し、窒素ガス
が電離されて長紫外線を放出する。この状態で管球８の
外周面に接地電位に通ずる皮膚１８などが接触又は近接
されると、等価的に放電ギャップが小さくされ、より安
定なグロー放電によって長紫外線及び近赤外線の放射が
促進される。この放電モデルで代表されるような放電状
態は、当該放電電極９の単極構造故に沿面放電若しくは
オゾナイザ的な放電とされるから、アーク放電への転移
が阻止され、皮膚などの接触面には比較的均等な放電面
が維持されて、皮膚を通したリーク電流増大による使い
心地の悪化を防止することができる。このときの負グロ
ーの色は紅紫色可視光とされ、温熱的効果を示唆して、
感覚的にも鮮明な温かみを与え、使い心地を一層良好に
する。ここで、オゾナイザ放電とは、放電路に誘電体を
介在させ、ギャップ間に衝撃波又は交流的な電圧を印加
して生起される放電である。また、沿面放電とは、異種
の誘電体が相接する境界面例えば気体と固体誘電体の境
界面に沿って発生する放電である。

【００１８】管球８を透過して放射される近赤外線と長
紫外線の合成波は、皮膚の表面やその浅層の温度を上昇
させて細胞の活性化並びに新陳代謝を促進する。これと
共に、僅かではあるが長紫外線による殺菌作用や毛細血
管の拡張作用を得る。特に、本実施例において放電電極
９はホロー電極を構成し、放電の集中性並びに指向性が
得られるため、凹部９Ａの最大内径を、例えば人の所謂
壼の大きさである１５ｍｍ程度にすることにより健康用
としての機能向上に寄与することが予想される。

【００１９】図４には近赤外線と長紫外線の合成波によ
る温熱的な効果の実験例が示される。この実験では、本
実施例の放電管３と、充填ガスとしてネオンガスだけを
用いた放電管と、窒素ガスを採用した放電管とを、図３
の放電モデルに適合させてそれぞれ同一条件（高周波印
加電圧は２００Ｖ、管電流は４±１ｍＡ）で放電させた
ときの皮膚１８の上昇温度を測定した。これによれば、
近赤外線と長紫外線の合成波を出力する本実施例構造の
放電管はその他に比べて約２倍の速度を以て温度を上昇
させる。この例により、放電管３の管球８内で生ずる長
紫外線と近赤外線との合成波により、赤外線域の光エネ
ルギーが増大されて、温熱的な効果を向上させる事実が
明らかとなる。

【００２０】図５には本実施例の放電管３を図３の放電
モデルに適合させて行った別の実験例に採用した高周波
駆動回路４の特性が示される。この特性の高周波駆動回
路４で駆動される実験対象放電管３は、管球８の最大外
径が５０ｍｍ、管球８の肉厚が２ｍｍ、放電電極９の直
径が２０ｍｍ、そして電極９と管球８のギャップが約８
ｍｍとされる。この実験によれば、管球８を透過して放
射される近赤外線と長紫外線の合成波により皮膚の表面
が３〜５分で約１０℃程度温度上昇した。一方、水銀の
共鳴線（波長２５３．７ｎｍの紫外線）と近赤外線とを
放射する先に提案した放電管を同じ条件で駆動したとこ
ろ、皮膚の表面が約１０℃上昇するのに１５分程度を要
した。このことからも、放電管から放射される長紫外線
と近赤外線との合成波が赤外線域の光エネルギーを増大
させて、温熱的な効果を向上させる事実を知ることがで
きる。

【００２１】図６には図５に示される特性の高周波駆動
回路４で本実施例の放電管を駆動して得られた出力スペ
クトル図が示される。この分光特性によれば、約３００
ｎｍから４００ｎｍ前後の範囲に長紫外線を含み、７８
０ｎｍ程度を境に所定の波長範囲で近赤外線を含む、４
００ｎｍ前後から７５０ｎｍ前後の波長域は負グローの
紅紫色可視光に対応され、紅紫色の鮮明な発光色とな
る。

【００２２】図７には前記高周波駆動回路４の概略的な
一例回路図が示される。この高周波駆動回路４は、トラ
ンジスタＱ１及びＱ２を含むプッシュプル型のトランジ
スタインバータ２０と、発振トランス２１を含む。上記
トランジスタＱ１及びＱ２のエミッタ共通接続ノードは
回路の接地端子Ｇｎｄに結合され、直流電源の入力端子
Ｖｉｎには、回路の定電流性並びにトランジスタＱ１，
Ｑ２のコレクタ電流制限を目的とするチョークコイルＣ
Ｈが結合されている。発振トランス２１の１次巻線Ｎ１
の中間タップは上記チョークコイルＣＨに結合されると
共に、その両端はトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタに
結合される。尚、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ間
には同調用もしくは波形整形用のコンデンサＣ１が介在
されている。発振トランス２１の２次巻線Ｎ２は一端が
回路の接地端子Ｇｎｄに結合され、他端は放電電流制限
用の容量素子Ｃ２を介して出力端子Ｖｏｕｔに結合され
る。Ｎ３は帰還巻線であり、その一端はトランジスタＱ
１のベースに結合され、他端はトランジスタＱ２のベー
スに結合されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のベース
電流は、特に制限されないが、抵抗Ｒを介して入力端子
Ｖｉｎから与えられるようになっている。入力端子Ｖｉ
ｎに直流電圧が与えられると、これに呼応してトランジ
スタＱ１，Ｑ２にベース電流が流れると共に、そのコレ
クタにも発振トランス２１の１次巻線Ｎ１を介して電圧
が印加される。このようにして例えば一方のトランジス
タＱ１がターン・オンされてコレクタ電流が流れると、
帰還巻線Ｎ３の作用によってトランジスタＱ１のコレク
タ電流は一層増そうとするが、回路定数で決定される時
間を経過した後にそのトランジスタＱ１をターン・オフ
するように帰還がかかり、これに呼応して他方のトラン
ジスタＱ２がターン・オンし、以下同様にトランジスタ
Ｑ１，Ｑ２がオン・オフを繰り返して、発振トランス２
１の２次巻線Ｎ２に高周波電圧が発生される。この高周
波電圧は出力端子Ｖｏｕｔを介して放電管３の外部電極
１２に印加される。尚、高周波駆動回路４の電源はバッ
テリー又は交流商用電源の直流変圧によって得ることが
できる。このようなトランジスタインバータ２０を利用
して高周波電圧を発生させる高周波駆動回路４を採用す
ることにより、電磁接点を開閉動作させる回路に比べて
ノイズが低減される。

【００２３】以上本考案者によってなされた考案を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本考案はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。

【００２４】例えば、上記実施例では片手で握って利用
することができるような所謂携帯用の極めて小型の美顔
健康用放電装置に適用した場合について説明したが、放
電管をより大きくしたり、或いはもっと小さく構成した
装置にも適用することができる。また、容器は透明ガラ
ス管球に限定されず赤色又は紅色などであってもよい。
さらに、混合ガスの種類は窒素とネオンの混合ガスに限
定されず、長紫外線と近赤外線を放射可能なその他の混
合ガスに変更することができる。そして、上記実施例で
説明したトランジスタインバータは直流電源に直列なイ
ンダクタンスと共振回路を含むプッシュプル型とした
が、その場合にトランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流供
給回路を別に設けたり、さらにはその他種々の回路構成
を採用することができる。

【００２５】

【考案の効果】本願において開示される考案のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００２６】（１）誘電性容器に内蔵した単極放電電極
の放電によって長紫外線及び近赤外線を放射する放電管
を美顔健康用として採用することにより、その長紫外線
が赤外域の光エネルギーを増大させて近赤外線による温
熱的な効果を向上させることができ、電力消費量を増大
することなく、細胞の活性化や新陳代謝の促進のための
温熱的な効果を増大させることができるという効果があ
る。

【００２７】（２）放電管の放電電極に高周波電圧を印
加すると、容器の外部と内部の間に不平等電界が形成さ
れて容器内で沿面コロナやグロー放電が生起されて長紫
外線及び近赤外線放射が行われるが、その放電形式が沿
面放電若しくはオゾナイザ的放電形式であるため、その
容器の誘電性がアークへの転移を抑制し、皮膚などを容
器に近づけたり接触させても放電電流が著しく増大した
りすることはなく、使い心地の悪化を阻止して、長紫外
線及び近赤外線による細胞の活性化や新陳代謝の促進並
びにある程度の殺菌作用などを得ることができるという
効果がある。

【００２８】（３）容器に充填する不活性混合ガスとし
て窒素及びネオンガスを採用した場合、その負グローの
色は紅紫色可視光とされ、温熱的効果を示唆して、感覚
的にもやわらかな温かみを与え、使い心地を一層良好に
することができる。

【００２９】（４）美顔健康用の紫外線並びに近赤外線
放射源として単一の放電管を利用し、これを顔などに直
接当てて美顔健康用に供する比較的小型の放電装置を得
ることができる。

【００３０】（５）放電電極をホロー電極として作用し
得るように構成することにより、放電の集中性並びに指
向性を得ることができ、健康用としての機能向上に寄与
する。

【００３１】（６）皮膚などを容器の表面に近接又は接
触させて使用することができるから、放射される長紫外
線及び近赤外線の利用効率が向上し、エネルギーの無駄
を抑制することができるという効果がある。また、長紫
外線の波長域はオゾンを生成する紫外線の波長域からは
ずれているため、不快なオゾン臭も実質的に発生せず、
この点においても美顔健康機器としての良好な使い心地
を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案に係る放電装置の一部切欠した一
実施例側面図である。

【図２】図２は本考案に係る放電管の一実施例断面図で
ある。

【図３】図３は図１の放電装置における放電モデルの説
明図である。

【図４】図４は近赤外線と長紫外線との合成波による温
熱的な効果の実験例を示す説明図である。

【図５】図５は本実施例の放電管を図３の放電モデルに
適合させて行った実験例で採用した高周波駆動回路の特
性説明図である。

【図６】図６は図５の特性を有する高周波駆動回路で本
実施例の放電管を駆動して得られた一例出力スペクトル
図である。

【図７】図７は高周波駆動回路の概略一例回路図であ
る。

【符号の説明】

１放電装置２ケーシング３放電管４高周波駆動回路８管球９放電電極９Ａ凹部

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】誘電性の容器内に、単極の放電電極が配
置されると共に、紫外領域において３１５ｎｍから４０
０ｎｍの範囲に属する波長を有する長紫外線と７８０ｎ
ｍから１４００ｎｍの範囲に属する波長を有する近赤外
線とを放電により放射させるための不活性混合ガスが封
入されて成る放電管。
【請求項２】前記不活性混合ガスはネオンガスと窒素
ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項１記載
の放電管。
【請求項３】前記放電電極はその先端部に凹部が形成
されたホロー電極構造を有するものであることを特徴と
する請求項１又は２記載の放電管。
【請求項４】請求項１乃至３の何れか１項記載の放電
管が装着されると共に装着された放電管の前記容器が露
出されたケーシングに、高周波電圧発生回路を設け、こ
の高周波電圧発生回路によって発生される高周波電圧を
前記放電管における単極の放電電極に印加したとき、当
該放電電極と前記容器外方の被放射体との間の電界によ
って前記容器内にコロナ放電又はグロー放電を生起させ
て、前記長紫外線及び近赤外線を放射するものであるこ
とを特徴とする放電装置。