JP2945976B2 - 携帯用加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はヘアードライヤあるいはヘアーアイロンの
様な携帯用の加熱装置であって、特に商用交流電源電圧
の大幅な違いにかかわらず、特別な操作を要することな
くそのまま使用を可能としたものに関する。

［従来の技術］ 一般に商用交流電圧は、国によって100Vないし240Vと
大きく異なるため、各種電気機器にあっても、かかる電
圧値の違いを考慮した工夫、特に、特殊な操作を必要と
することなく入力電圧の変化に対応できる装置の開発が
望まれている。

かかる要望に対し、ヘアードライヤの様な携帯用の加
熱装置にあっては、商用電圧が200Vであることを電気的
に検知すると、リレーと直列に繋いだサイリスタをオン
させ、ヒータの組合せをリレー接点を用いて変更するこ
とにより、100および200Vの電源電圧の違いにかかわら
ず、ヒータにおける消費電力が自動的に一定に維持でき
るものが開示されている（例えば、特開昭62−18932号
公報参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらこの種の加熱装置は、大電流をオンオフ
する必要があるためにリレーの使用が必要となる一方、
携帯用であるために、装置に組み込めるリレーの大きさ
が限定される結果、駆動電圧が直流30V程度の小型のリ
レーが使用されることが多く、リレーコイルへの通電時
に、200Vの商用電圧を30Vに降圧するための抵抗が必要
となる。しかし、リレーコイルに流す電流が小さくと
も、降下させる電圧が大きいために、抵抗による発熱が
比較的大きくなる不都合があった。

これに対し、リレーコイルと直列にトランジスタを繋
ぎ、該トランジスタのベース電圧をサイリスタでバイパ
スし、100V検出時にリレーに通電することにより、降圧
抵抗における消費電力を低減するものも提案されている
が、制御機構が複雑となるなど、依然として問題が多
い。

本発明者は、上記問題に鑑みて考察を続けた結果、ヒ
ータの組合せをリレー接点で変更することにより、入力
電圧の100または200Vの変化にかかわらず、略一定の電
圧を取り出すことができ、かかる電圧を用いてリレーコ
イルを駆動すると、制御機構を複雑化することなく、降
圧用の抵抗を全くなくすか、抵抗を必要としても発熱を
可及的に減少できることを知見した。

本発明は上記知見に基づいてなされたものであって、
商用電源電圧をヒータ抵抗を利用して降圧させ、かかる
電圧をリレーの駆動に利用することにより、比較的簡単
な構成で、不要な発熱を可及的に抑えることができる携
帯用の加熱装置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］ 本発明にかかる携帯用加熱装置は、第１図にその概略
構成を示すごとく、商用交流電源50の電圧値Vsに対応し
た制御電圧Vcを出力する検知部27と、該検知部27による
制御動作と連動してオンオフするスイッチング素子39
と、スイッチング素子39のオンオフ動作と連動して通電
時期が規制されるリレー37と、所定の発熱動作をする発
熱部２とを備えている。

検知部27は、商用交流電圧Vsの大小２段階の変化に対
応して、所定の制御電圧Vcを出力する。

発熱部２は、１つの高抵抗ヒータ10と、抵抗値を前記
した高抵抗ヒータ10の半分に設定した２つの低抵抗ヒー
タ11・12とを直列に接続してその両端に商用交流電源50
を接続し、更に直列に繋がれた高抵抗ヒータ10と一方の
低抵抗ヒータ11の両端をリレー接点13で短絡可能とする
とともに、直列に繋がれた２つの低抵抗ヒータ11・12の
両端に電圧出力端40・40を有する。

本発明は上記構成にあって、上記した検知部27が、高
電圧印加時にスイッチング素子39をオンし、リレーコイ
ル38の励磁を制御することによってリレー接点13をオフ
させる一方、低電圧印加時にはスイッチング素子39をオ
フし、リレーコイル38の励磁を制御することによってリ
レー接点13をオンさせるものであり、更に、リレーコイ
ル38に対する駆動電圧Vmを、発熱部２に設けた電圧出力
端40・40から供給することを特徴とする。

なお、発熱部２の近傍には第３図のごとく送風部３を
備えて発熱部２に向けて送風可能とし、上記した高抵抗
ヒータ10及びその高抵抗ヒータ10と直列接続された一方
の低抵抗ヒータ11とをコイル状に構成する一方、他方の
低抵抗ヒータ12を帯状とし、更にその帯状の低抵抗ヒー
タ12を２つのヒータ12a・12bで構成するとともに、その
２つの帯状のヒータ12a・12bを送風路Ａの風上側と風下
側に分離し、コイル状の高抵抗ヒータ10および低抵抗ヒ
ータ11を挟んで配設することが好ましい。

［作用］ 上記構成により、入力される電源電圧Vsが、例えば12
0Vの小電圧から240Vの大電圧へ２倍上昇したとする。す
ると検知部27がかかる電圧の変化を捉え、スイッチング
素子39に制御電圧Vcを送って、第２図（ａ）の状態から
第２図（ｂ）の如く、スイッチング素子39のオンオフ状
態を切り換える。それと同時に、リレーコイル38に対す
る通電状態も切り換わり、その結果、発熱部２のヒータ
の組み合せもリレー接点13で変更される。

しかし、電圧出力端40から出力される電圧Vdは、120V
入力時に例えば分圧比を１分の１に設定しておいた場
合、変化割合が２倍である240Vの商用電源電圧Vsが入力
されると、分圧比が120V時の２分の１、すなわち２分の
１の分圧比となる様に予め構成されているため、商用交
流電圧Vsが２倍の変動にもかかわらず、略一定の120Vが
出力される。

この電圧を用いて、リレーコイル38に給電されるが、
電源電圧Vsとの差電圧は、専らヒータにより降下され、
従って電圧降下による熱発生の影響を可及的に減少させ
た状態で、安定した動作が行なわれるのである。

［実施例］ 以下本発明をヘアードライヤに実施した一例を示すが
これに限らず、ヘアーアイロンやヘアーカーラーの様
に、小型の携帯用であって、しかも商用交流電源を用い
る各種加熱装置に実施できることは勿論である。

本発明にかかるヘアードライヤは、第３図にその外観
形状を示す如く、略円筒状の本体ケース１の先端側に発
熱部２を備え、基端側に設けた送風部３から発熱部２に
向けて風を送ることにより、所定温度の熱風Ａを本体ケ
ース１の吹出口４から放出可能とする。更に、手で握れ
る程度の大きさの断面形状を有するハンドル５を本体ケ
ース１の基端側に揺動自在に取り付け、そのハンドル５
の側面に、発熱部２および送風部３に対する通電時期を
規制するスイッチ６のスライドノブ７を備える一方、ハ
ンドル５の下端側から、先端にプラグ８を備えた電源コ
ード９を延ばし、更にハンドル５の内部に、第４図に示
す電気回路を収納する。

発熱部２は、複数個の互いに区分された巻線ヒータあ
るいは１つのヒータに適宜タップを設けて複数に区分し
たものであって、本実施例では第４図に示すように、抵
抗値が26Ωであるコイル状第１ヒータ10と、抵抗値が第
１ヒータ10のほぼ半分である13Ωのコイル状第２ヒータ
11と、各々の抵抗値が7.5Ω、5.5Ωでその合計値が第２
ヒータ11の抵抗値と等しくなる様に２つのヒータに分割
してある帯状の第３ヒータ12aと第４ヒータ12bとを直列
に接続して構成している。

これらのヒータ10・11・12a・12bは、第５図および第
６図に示す様に、複数枚の基板を十字状に交差させて組
み合わせた平板状ヒータ基板51に巻回装着するが、その
巻回順序は、送風部３側から吹出口４側へ向けて第４ヒ
ータ12b、第１ヒータ10、第２ヒータ11、第３ヒータ12a
の順に設定している。したがってヒータ基板51には、そ
の長手方向の中央位置にコイル状の第１、第２ヒータ10
・11が、両側に帯状の第３、第４ヒータ12a・12bが位置
する。

また、直列に繋いだ第１ヒータ10と第２ヒータ11の両
端に常開のリレー接点13を備え、更に４つのヒータ10・
11・12a・12bの両端を、２組の保護部14a・14bおよび切
換部15を介してプラグ８に接続する様にしている。

保護部14a・14bは各々、サーモスタット16と温度ヒュ
ーズ17を１つずつセットにして備え、直列接続されたヒ
ータ10・11・12a・12bの両端に、各保護部14a・14bを分
散して接続している。具体的には、第１ヒータ10側に接
続される保護部14aを、ヒータ基板51の吹出口４側に接
近して設け、特にサーモスタット16は風の流路方向Ａに
沿って取り付け、また他方の保護部14bのサーモスタッ
ト16は、ヒータ基板51の第１ヒータ10と第４ヒータ12b
の巻回間、つまり第４ヒータ12bの風下側に風の流路方
向Ａと直交する様に取り付けている。一方、保護部14b
の温度ヒューズ17は第４ヒータ12bと送風部３との間に
配置されている。

この様に配置することによって、送風部３からの風量
が規定値より低下して本体ケース１内部の温度が上昇す
ると、先ずサーモスタット16が働いて発熱部２への通電
を断ち、サーモスタット16が作動不良であると温度ヒュ
ーズ17が遮断して２重に安全を図っている。特に、サー
モスタット16と温度ヒューズ17をセットにし、ヒータ基
板の前、後端寄りに分散して配置することにより、広範
囲に異常を検出することが可能となる。

なお、前端寄りの保護部14aは、ヒータ基板51に一体
的に組み付けられた絶縁筒体52内に配置して、ヒータに
よる直接的な輻射熱を緩衝する様にしたり、絶縁筒体52
内のサーモスタット16が位置する区画に、サーモスタッ
ト16を略中央部で前後に分ける隔壁53を設けることによ
り、後端寄りの保護部14bによる異常温度の検出タイミ
ングに差を持たせることや、本来的に温度が高くなる傾
向あるヒータ基板51の前端寄りの異常温度の検出タイミ
ングと、後端寄りの検出タイミングとをほぼ等しく調整
することが可能となる。

切換部15は、２つのスイッチ接点18・19を並列に備え
た２段のスライド式スイッチ６であって、スイッチ接点
18と直列にダイオード20を接続するとともに、両接点18
・19間に雑音防止用のコンデンサ21を備えている。従っ
て、スライドノブ７を１段進めると先ずスイッチ接点18
が入り、ダイオード20を介して半波整流された商用電圧
が発熱部２に印加され、発熱部２はフルパワー時の半分
の電力で発熱する。スイッチノブ７を更に１段進める
と、スイッチ接点19もオンされ、ダイオード20の両端を
短絡することにより、商用交流電圧Vsがそのまま発熱部
２に印加される結果、前記したダイオード20を介した電
力供給時の２倍の電力が発熱部２に供給される。

送風部３は、ダイオードブリッジ22の入力側を電圧降
下用のモータ抵抗23を介して、直列接続した第２ないし
第４ヒータ11・12a・12bの両端に繋ぐ一方、出力側にフ
ァン24を回転駆動するモータ25を繋いでいる。なおモー
タ抵抗23を巻線抵抗とし、ヒータ基板51上の第４ヒータ
12bと第１ヒータ10間に配置すれば、発熱を利用するこ
とができる。

本発明は、上記した発熱部２に設けたリレー接点13の
オンオフ時期を規制する制御部26の構成に特徴を有す
る。

制御部26は、電源プラグ８を介してハンドル５内に入
力された商用交流電源50の電圧値Vsを検知して、所定の
制御電圧Vcを出力する検知部27と、該検知部27から出力
される制御電圧Vcと連動してオンオフするスイッチング
部28と、スイッチング部28へ電力を供給する電源部29と
から構成される。

検知部27は、入力される商用交流電圧Vsをダイオード
30で半波整流し、更に抵抗32a・32bで分圧することによ
り、商用交流電圧Vsに比例した大きさの検知電圧Vbを抵
抗32bの両端に形成するとともに、該電圧Vbを分圧抵抗3
3a・33bおよび平滑コンデンサ31を介してツェナーダイ
オード34の両端に印加している。かかる構成により、入
力電圧Vsが100Vの場合はダイオード34がオフ状態を続け
て抵抗33bの両端に電圧が発生せず、入力電圧が200Vに
上昇すると、ダイオード34がオンし、コンデンサ31で平
滑された制御電圧Vcが抵抗33bの両端に発生する。この
制御電圧Vcは、更に抵抗35を介してスイッチング部28に
印加される。

スイッチング部28は、作動電圧が約27Vの直流リレー3
7のリレーコイル38と並列に、スイッチング素子39とし
て備えたサイリスタのアノードとカソードを接続したも
のであって、ゲートに前記した検知部27から出力される
制御電圧Vcを印加する。

電源部29は、発熱部２のヒータ11・12の両端に設定し
た電圧出力端40・40に接続されるものであって、整流用
のダイオード41と降圧用の抵抗42を介して、電圧安定用
のツェナーダイオード43およびコンデンサ44を並列接続
したものの両端に、電圧出力端40・40から取り出される
電圧Vdを印加することにより、安定化された約27Vの直
流電圧Vmが出力されるので、かかる安定化された電圧Vm
がスイッチング部28の駆動用に利用される。

すなわち、検知部27に対する入力電圧が100Vの間は検
知部27から制御電圧Vcの出力はなく、従ってスイッチン
グ素子39は第２図（ａ）の如くオフ状態を維持する結
果、電源部29からの出力電圧Vmでリレーコイル38に通電
し、発熱部２のリレー接点13はオンする。すると、第１
ヒータ10および第２ヒータ11の両端がリレー接点13で短
絡され、その結果、商用交流電圧Vsは第３および第４ヒ
ータ12a・12bの両端に印加されるが、第２ヒータ11は抵
抗値が低いために専ら送風部３および電源部29に対する
導線として働き、両部３・29には電源電圧である100Vが
略そのまま印加される。

次に、プラグ８を介して200Vが入力されると、検知部
27からは制御電圧Vcの出力が開始される。制御電圧Vcが
スイッチング素子39のオン電圧を越えると、リレーコイ
ル38の両端がスイッチング素子39のアノード・カソード
間で第２図（ｂ）の如く短絡される結果、電源部29から
リレーコイル38への通電が停止されて発熱部２のリレー
接点13がオフされるので、200Vの電圧は直列接続された
第１ないし第４ヒータ10・11・12a・12bの両端に印加さ
れる。ここで、第１ヒータ10の抵抗値を、第２ないし第
４ヒータ11・12a・12bの抵抗値を合計したものの２倍と
しているので、全ヒータ10・11・12に対するヒータ11・
12a・12bによる入力電圧の分圧比は２分の１となり、従
って100V入力時と略等しい、200Vの半分である100Vの電
圧が電圧出力端40・40から取り出されるのである。同時
に、発熱に寄与するヒータ10・11・12a・12bの抵抗値
も、100V印加時に発熱するヒータ12a・12bの抵抗値の４
倍となり、略同一の消費電力が維持される。

更に、ヒータ基板51の中央部にコイル状の第１、第２
ヒータ10・11を、その両側に帯状をした第３、第４ヒー
タ12a・12bを位置させているので、120Vあるいは240Vの
どちらにおいても、発熱部２内のワット密度が均一化さ
れ、風温の分布が均一化される。

また異常時、特に毛髪絡みによるファン回転数低下等
の風量減少時においても、本体の姿勢に関係なく、サー
モスタット16または温度ヒューズ17を安全確実に動作さ
せることができる。

なお、スイッチング素子39として、サイリスタに代え
てトランジスタなど適宜変更できる。更にスイッチング
素子39をリレーコイル38と直列に接続するとともに、リ
レー接点13を常閉のものとし、200V印加時にリレー37に
通電する様にしてもよい。また発熱部２におけるヒータ
の構成も、発熱部全体に印加される電圧値に対する電圧
出力端40・40間における分圧比が、発熱部２への印加電
圧の変化割合に反比例する構成であれば、ヒータあるい
はリレー接点の個数は適宜変更して実施できることは勿
論である。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、発熱部２のヒータで商用交流電
源50を分圧して、電源電圧の大小２段階の変化に対して
略一定の電圧を出力する電圧出力端を設け、この出力端
40から出力される電圧でリレーコイル38に駆動電流を供
給する様に構成したので、リレーに駆動電圧が低いもの
を使用しても、電源電圧の降下が専らヒータ部分で行な
われ、発熱の影響を必要最小限に抑えながら、装置全体
の簡略化および小型化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示す概略図、第２図
（ａ）および（ｂ）は第１図の動作を示す説明図であ
る。 第３図および第４図は本発明をヘアードライヤに実施し
た一例を示し、第３図は外観形状を示す正面図、第４図
は電気回路図である。 第５図および第６図はヒータ基板に対するヒータおよび
保護部の取り付け状態を示すものであって、第５図
（ａ）は一部を破断した正面図、第５図（ｂ）は側面
図、第５図（ｃ）は平面図、第６図は結線状態を示す説
明図である。 ２……発熱部、 10……第１ヒータ、 11……第２ヒータ、 12a……第３ヒータ、 12b……第４ヒータ、 13……リレー接点、 27……検知部、 38……リレーコイル、 39……スイッチング素子、 40……電圧出力端、 42……電圧降下用抵抗。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−18932（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−250204（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−46405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−29206（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−58503（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A45D 20/10 104

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用交流電圧Vsの大小２段階の変化に対応
   して、所定の制御電圧Vcを出力する検知部（27）と、 検知部（27）から出力される制御電圧Vcでオンオフする
   スイッチング素子（39）と、 該スイッチング素子（39）のオンオフ動作と連動して、
   リレーコイル（38）への通電時期が規制されるリレー
   （37）と、 １つの高抵抗ヒータ（10）と、抵抗値を前記した高抵抗
   ヒータ（10）の半分に設定した２つの低抵抗ヒータ（11
   ・12）とを直列に接続してその両端に商用交流電源（5
   0）を接続し、更に直列に繋がれた高抵抗ヒータ（10）
   と一方の低抵抗ヒータ（11）の両端をリレー接点（13）
   で短絡可能とするとともに、直列に繋がれた２つの低抵
   抗ヒータ（11）・（12）の両端に電圧出力端（40・40）
   を設けた発熱部（２）とを備え、 上記した検知部（27）は、 高電圧印加時にスイッチング素子（39）をオンし、リレ
   ーコイル（38）の励磁を制御することによってリレー接
   点（13）をオフさせる一方、 低電圧印加時にはスイッチング素子（39）をオフし、リ
   レーコイル（38）の励磁を制御することによってリレー
   接点（13）をオンさせるものであり、更に、 上記したリレーコイル（38）に対する駆動電圧を、発熱
   部（２）に設けた電圧出力端（40・40）から供給するこ
   とを特徴とする携帯用加熱装置。
2. 【請求項２】上記した発熱部（２）の近傍には送風部
   （３）を備えて発熱部（２）に向けて送風可能とし、 上記した高抵抗ヒータ（10）及びその高抵抗ヒータ（1
   0）と直列接続された一方の低抵抗ヒータ（11）とはコ
   イル状であり、他方の低抵抗ヒータ（12）は帯状であっ
   て、 更にその帯状の低抵抗ヒータ（12）を、２つのヒータ
   （12a・12b）で構成するとともに、 その２つの帯状のヒータ（12a・12b）を送風路の風上側
   と風下側に分離し、コイル状の高抵抗ヒータ（10）およ
   び低抵抗ヒータ（11）を挟んで配設した請求項１記載の
   携帯用加熱装置。