JP6771157B2

JP6771157B2 - ヘアケア装置

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Publication number: JP6771157B2
Application number: JP2017119346A
Authority: JP
Inventors: 有紀子三嶋; 加奈清水; 竹志山本; 太田　智浩; 智浩太田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2037-06-19
Also published as: JP2019000824A; CN109123981B; CN109123981A

Description

本発明は、放電によりイオン、および、帯電微粒子水の少なくとも一方を含む帯電粒子を発生させる帯電粒子発生装置に関する。

イオン、帯電微粒子水等の電荷を帯びた粒子である帯電粒子、特にナノレベル以下の大きさの帯電した微粒子は、理容・美容を目的とした用途などにおいて広く利用されている。例えば特許文献１には、結露させた電極から放電させることにより帯電微粒子水を発生させる装置が記載されている。

特開２００６−８２６号公報

ところが単に放電電極に高電圧を印加する従来技術では、放電による帯電粒子の放出方向が安定しない。そこで、放電電極に対向する位置に対向電極を配置することで放電を安定させることができ、帯電粒子の放出方向を安定させることが可能となる。しかし、対向電極の配置によって、放電により生成された帯電微粒子水やイオンなど帯電粒子の一部が対向電極にトラップされ放出されなくなるため、帯電粒子の放出量が減少する。

上記課題を解決するために、本発明の１つである帯電粒子発生装置は、放電電極と、前記放電電極と所定の間隔で配置される対向電極と、前記放電電極、および、前記対向電極に異なる電位をそれぞれ印加する電圧印加手段とを備え、前記放電電極と前記対向電極との間における放電によってイオン、および、帯電微粒子水の少なくとも一方を含む帯電粒子を発生させる帯電粒子発生装置であって、前記電圧印加手段は、前記放電電極、および、前記対向電極に印加する電位が同極、かつ、前記対向電極に印加する電位の絶対値よりも前記放電電極に印加する電位の絶対値が大きくなるように電位を印加する。

本発明により、放電により生成された帯電粒子の放出効率を向上させることができる。

図１は、帯電粒子発生装置を示す断面図である。図２は、帯電粒子発生装置を備えるヘアケア装置を示す断面図である。図３は、帯電粒子発生装置の別例を示す断面図である。

次に、本願発明に係る帯電粒子発生装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る帯電粒子の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本願発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、帯電粒子発生装置の概略を示す断面図である。以下、図１を参照して、帯電粒子発生装置１００を説明する。

帯電粒子発生装置１００は、放電によってイオン、および、帯電微粒子水の少なくとも一方を含む帯電粒子２００を発生させる装置であって、電圧印加手段１１０と、放電電極１２０と、対向電極１３０とを備えている。本実施の形態の場合、帯電粒子発生装置１００は、放電電極１２０に水分を供給する水供給手段１４０をさらに備えている。

電圧印加手段１１０は、放電電極１２０、および、対向電極１３０に異なる電位をそれぞれ印加するための部分である。電圧印加手段１１０は、放電電極１２０と対向電極１３０との間に電気的に直列接続されており、電圧印加手段１１０と放電電極１２０と対向電極１３０とにより１ループの放電回路を形成している。電圧印加手段１１０は、特に限定されるものではない。例えば電圧印加手段１１０としては、直流または交流の高電圧を発生させる電源を備えてもよく、また、交流電源から供給される電力を直流の高電圧に変換する回路などを備えてもかまわない。

本実施の形態の場合、電圧印加手段１１０は、外部電源２１０から供給される直流の高電圧を受電する電圧供給部として機能する一対の受電端子１１１と、抵抗１１２と、放電回路の基準電位を決定するＧＮＤ１１３とを備えている。

抵抗１１２は、放電電極１２０、および、対向電極１３０に印加する電位が同極となり、かつ、対向電極１３０に印加する電位の絶対値よりも放電電極１２０に印加する電位の絶対値が大きくなるように電位を調整する部品である。抵抗１１２の一端部は、基準電位となるＧＮＤ１１３に電気的に接続され、他端部は、対向電極１３０に電気的に接続されている。以上の様に抵抗１１２を接続することにより、放電電極１２０に印加する電位＞対向電極１３０に印加する電位＞基準電位、または、放電電極１２０に印加する電位＜対向電極１３０に印加する電位＜基準電位を実現することができる。具体的には、放電電極１２０と対向電極１３０との間で放電が発生し放電回路に電流が流れることにより抵抗１１２において電圧降下が起こり、上記電位関係が実現される。

なお、ＧＮＤ１１３は、実際に接地されている必要はなく、０Ｖなど放電回路の基準電位となればよい。また、図１では、ＧＮＤ１１３は、受電端子１１１と抵抗１１２との間に接続される場合を示しているが、これに限定されるわけではない。例えば、外部電源２１０にＧＮＤ１１３が接続されていてもかまわない。

本実施の形態の場合、具体的には一対の受電端子１１１間には１ｋＶ以上の直流電圧が供給されており、メガオーム（ＭΩ）オーダーの抵抗値の抵抗１１２が接続されている。また、ＧＮＤ１１３は０Ｖであり、放電電極１２０および対向電極１３０の周囲に存在する空間や部材も０Ｖとなる構成となっている。また、放電により放電回路に流れる電流はマイクロアンペア（μＡ）のオーダーである。

放電電極１２０は、対向電極１３０との間に生じる電位差に基づいて発生する放電に寄与する電極であり、対向電極１３０と所定の空間を隔てて配置される電極である。放電電極１２０の形状は、特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、放電電極１２０は、導電性を備えた棒状の部材であり、対向電極１３０に向かって徐々に細くなる部分を備えている。放電電極１２０の対向電極１３０に近い端部には球形状の球状部１２１が配置されている。球状部１２１の表面は、特異的に電荷が集中する箇所がないように滑らかな表面となっている。

対向電極１３０は、放電電極１２０と空間を隔てた所定の間隔で配置される電極であり、放電により発生した帯電粒子２００を電界により誘引する電極である。対向電極１３０の形状は、とくに限定されるものではない。本実施の形態の場合、対向電極１３０は、板状の部材であり、放電電極１２０と同軸上に円形の貫通孔１３１を備えている。つまり、放電電極１２０の球状部１２１と対向電極１３０の貫通孔１３１の周縁部とは等距離になるように相互に配置されている。

水供給手段１４０は、放電電極１２０の先端に水を供給する装置である。水供給手段１４０の水の供給方式は特に限定されるものではない。例えば、水供給手段１４０の水の供給方式としては、水溜め部に溜めた水を毛細管現象により放電電極１２０の先端に供給したり、水を放電電極１２０の先端まで圧送したり、重力を利用して水を放電電極１２０の先端に流下または滴下する方式を例示することができる。本実施の形態の場合、水供給手段１４０は、ペルチェユニットのような放電電極１２０を冷却する冷却手段であり、放電電極１２０を大気の温度以下に冷却することで空気中の水分を放電電極１２０に結露させることで水を供給している。このような水供給手段１４０であれば、水を貯留しておく必要がなく、水切れを心配する必要がない。また、帯電粒子発生装置１００をどのような姿勢に保持したとしても、効果的に水分を放電電極１２０に供給することができる。

次に、本実施の形態における帯電粒子発生装置１００の動作例を説明する。

水供給手段１４０により、放電電極１２０を冷却し、放電電極１２０の表面に結露水を発生させておく。

電圧印加手段１１０により、例えば、放電電極１２０と対向電極１３０との間に４ｋＶの電圧を印加すると、放電により放電回路に流れる電流により、放電電極１２０が−４ｋＶ、対向電極１３０が−０．５ｋＶ程度の電位で安定する。

以上の放電電極１２０と対向電極１３０との間の放電により放電電極１２０と対向電極１３０の間の空間においてイオンおよび帯電微粒子水を含む帯電粒子２００が発生する。ここでイオンとは空気中に存在する原子や分子のイオンである。具体的に例えばＯＨの負のイオンなどである。また、帯電微粒子水とは、ナノオーダーの水滴が負に帯電したものである。

具体的には、放電電極１２０と対向電極１３０との間の放電により空気中の原子や分子がイオン化する。また、水供給手段１４０により放電電極１２０の表面に結露した水は、対向電極１３０に向かって引っ張られ球状部１２１の表面に集中して帯電する。帯電した水は、静電霧化や水のスパッタ等により帯電微粒子水となって放電電極１２０から放出される。以上によりイオンと帯電微粒子水とを含む帯電粒子２００が発生する。

本実施の形態の場合、放電電極１２０と対向電極１３０とはいずれも負極であり、放電電極１２０に印加される電位の絶対値は、対向電極１３０に印加される電位の絶対値よりも大きい。従って負に帯電した帯電粒子２００は、放電電極１２０と反発し対向電極１３０に誘引されて対向電極１３０に向かって空間中を進行する。対向電極１３０の貫通孔１３１を帯電粒子２００が通過する際、対向電極１３０も負の電位であるため、帯電粒子が対向電極１３０にトラップされ難くなる。以上の構成により効率よく負の帯電粒子を帯電粒子発生装置１００から外部に放出することができる。

なお、正の帯電粒子２００を放出させる場合には、放電電極１２０と対向電極１３０とを正の電位にすることで、上記と同じように効率よく正の帯電粒子を放出することができる。

次に、帯電粒子発生装置１００を備えたヘアケア装置３００について図２に基づいて説明する。図２は、実施の形態に係るヘアケア装置を示す断面図である。

本実施の形態に係るヘアケア装置３００は、携帯型美容機器の一例であり、本実施の形態では、ヘアドライヤーである。

ヘアケア装置３００は、本体部３０１及び把持部３０２を備える。本体部３０１の内部には、風洞３１１が形成されている。風洞３１１内の吸気孔３１２側には、モータとファンとを備える送風機３１９が配置され、吐出口３１３側には、送風機３１９が発生させた空気流を加熱するヒータ３１８が配置されている。

また、風洞３１１の上側には、送風機３１９が発生させた空気流を分岐した分岐流を流す分岐流路３２３を形成する分岐部材３２５が配置されている。分岐流路３２３には、本実施の形態に係る帯電粒子発生装置１００が配置されている。

把持部３０２の外側面には、電源スイッチ３２２が設けられており、把持部３０２の先端部からは、商用電源に接続される電源コード３２４が引き出されている。把持部３０２の内部には、回路ユニット３５０が配置されている。回路ユニット３５０は電源コード３２４から受電した交流電流を、送風機３１９、ヒータ３１８にそれぞれ適した直流電力に変換して供給している。また、回路ユニット３５０、帯電粒子発生装置１００に電力を供給する外部電源２１０（図１参照）を備えている。また、回路ユニット３５０は、使用者による電源スイッチ３２２の操作を検出し、操作内容に対応して送風機３１９、ヒータ３１８、帯電粒子発生装置１００の動作をそれぞれ制御する。なお、各構成要素への電力供給及び動作制御を行うための電気回路は、１つの基板に集約されてもよく、複数の基板に分散されてもよい。また、回路ユニット３５０は、把持部３０２の表面が基準電位となるように敗戦されていてもよい。

以上のように構成されたヘアケア装置３００の基本的な動作を説明する。

ユーザが電源スイッチ３２２をＯＮにすることで、電源コード３２４を通じて、回路ユニット３５０に電力が供給されて、回路ユニット３５０が駆動される。

駆動された回路ユニット３５０は、帯電粒子発生装置１００の電圧印加手段１１０と水供給手段１４０に電力を供給する。これにより帯電粒子発生装置１００から帯電粒子２００が放出される。

また、送風機３１９に電力が供給され、空気流が発生する。空気流の一部は、電力が供給されたヒータ３１８により加熱されて、吐出口３１３から温風として外部に吹き出されて、使用者の毛髪に供給される。一方残りの空気流は、分岐流路３２３を通過して帯電粒子発生装置１００から放出された帯電粒子２００を押し出して吐出口３１３から排出された温風と合わさってユーザの毛髪に供給される。

以上により、髪の毛を乾燥させる際に、帯電粒子発生装置１００から例えば負に帯電した帯電粒子を放出することで、髪の毛に潤いを付与し、髪のまとまり感を向上させることができる。また、把持部３０２を基準電位にすることにより、帯電粒子を髪の毛に付着させやすくすることもできる。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

例えば、図３に示すように、電圧印加手段１１０は、基準電位（ＧＮＤ１１３）を挟んで高圧の高圧外部電源２１１と比較的低圧の定圧電源２１２から電力を受電することにより、放電電極１２０と対向電極１３０の電位関係を実現してもかまわない。これにより、放電電極１２０と対向電極１３０の電位関係を任意に変更することも可能となる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、上述のヘアドライヤーのほか、ヘアアイロン等のヘアケア装置に適用できる。また、クーラー、空気清浄機、除湿機、加湿器などの空調設備、スチーマー、美顔器などの理美容機器に適用できる。

１００帯電粒子発生装置
１１０電圧印加手段
１１１受電端子
１１２抵抗
１２０放電電極
１２１球状部
１３０対向電極
１３１貫通孔
１４０水供給手段
２００帯電粒子
２１０外部電源
２１１高圧外部電源
２１２定圧電源
３００ヘアケア装置
３０１本体部
３０２把持部
３１１風洞
３１２吸気孔
３１３吐出口
３１８ヒータ
３１９送風機
３２２電源スイッチ
３２３分岐流路
３２４電源コード
３２５分岐部材
３５０回路ユニット

Claims

放電電極と、前記放電電極と所定の間隔で配置される対向電極と、前記放電電極、および、前記対向電極に異なる電位をそれぞれ印加する電圧印加手段と、を備え、前記放電電極と前記対向電極との間における放電によってイオン、および、帯電微粒子水の少なくとも一方を含む帯電粒子を発生させる帯電粒子発生装置と、把持部と、を備えるヘアケア装置であって、
前記電圧印加手段は、
前記放電電極と前記対向電極との間に直列で接続され、前記対向電極側が基準電位となるように接続される電圧供給部と、を備え、
前記放電電極、および、前記対向電極に印加する電位が前記基準電位に対し負極、かつ、前記対向電極に印加する電位の絶対値よりも前記放電電極に印加する電位の絶対値が大きくなるように電位を印加することにより前記帯電粒子発生装置は、負に帯電した帯電粒子を外部に放出し、
前記把持部は、
前記基準電位となるように前記電圧供給部に接続される
ヘアケア装置。
前記電圧印加手段は、
前記基準電位となる部分よりも前記対向電極側に直列に接続される抵抗を備える
請求項１に記載のヘアケア装置。
前記放電電極に水を供給する水供給手段を備える
請求項１または２に記載のヘアケア装置。
空気流を発生させる送風機と、
前記空気流を加熱するヒータと、
前記帯電粒子発生装置、前記送風機、および、前記ヒータへの電力供給と動作制御を行う回路ユニットと
を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のヘアケア装置。