JP7117714B2

JP7117714B2 - 携帯用洗浄装置

Info

Publication number: JP7117714B2
Application number: JP2018096906A
Authority: JP
Inventors: 康二坂田; 瑞緒橘田
Original assignee: 株式会社ティーフォース; 株式会社フムフム
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2022-08-15
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: WO2019225618A1; JP2019201699A

Description

本発明は、携帯用洗浄装置に関する。

超音波振動により衣類を洗浄する装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１特開２００１－１２０８７５号公報

上記の洗浄装置は大規模な設備であり、携帯して個人が使用することは難しい。

本発明の一態様においては、超音波振動を発生する振動子と、振動子に連結され、振動子に対向して被洗浄物を支持する支持部とを備える携帯用洗浄装置が提供される。

上記の携帯用洗浄装置は、一部または全体を水中に浸漬して動作させることができる。水中に浸漬させた場合に、水中に没した部分から内部に浸水しないように、上記携帯用洗浄装置は防水構造を有してもよい。

上記した発明の概要は、本発明のすべての特徴を列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。

携帯用洗浄装置１０１の外観を示す図である。携帯用洗浄装置１０１を携帯する場合の形態を示す図である。携帯用洗浄装置１０１の稼働状態を示す図である。携帯用洗浄装置１０１のブロック図である。他の携帯用洗浄装置１０２の構造を示す模式的断面図である。また他の携帯用洗浄装置１０３の構造を示す模式的断面図である。更に他の携帯用洗浄装置１０４の構造を示す模式的断面図である。更に他の携帯用洗浄装置１０５の構造を示す模式的断面図である。更に他の携帯用洗浄装置１０６の構造を示す模式的断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、携帯用洗浄装置１０１の外観を示す図である。携帯用洗浄装置１０１は、ヒンジ部１４０により一端で結合された本体部１１０および支持部１３０を備える。

本体部１１０は、外殻部１１２および振動子１２０、および振動板１２１を有する。外殻部１１２は、図中下方に突出した薄いドーム形状を有する。振動板１２１は平坦な円板状の形状を有し、外殻部１１２の上端からやや奥まった位置で、防水シール部１２４を介して外殻部１１２の内面から支持される。振動板１２１は、硬質な樹脂、金属等の板材により形成される。

防水シール部１２４は、エラストマ等の弾性材料により形成され、外殻部１１２と振動板１２１との間を水密に封止している。よって、携帯用洗浄装置１０１が液体に浸漬された場合であっても、外殻部１１２および振動板１２１に囲まれた空間には浸水しない。

振動子１２０は、振動板１２１と同じかそれよりも小さな径を有する円板状の形状を有し、外殻部１１２および振動板１２１に包囲された空間内で、振動板１２１の図中下面に密着している。このため、振動子１２０が振動した場合、その振動は、振動板１２１に伝播し、更に、外殻部１１２の内側で、支持部１３０に向かって放射される。

支持部１３０は、外殻部１３２および支持板１３４を有する。外殻部１３２は、本体部１１０の外殻部１１２と対称的に、図中上方に突出した薄いドーム形状を有する。支持板１３４は、外殻部１３２の図中下端部と同一平面上に配され、支持部１３０の図中下面に平坦な支持面を形成する。

本体部１１０の外殻部１１２と、支持部１３０の外殻部１３２とは、紙面に対して奥側の一端でヒンジ部１４０により連結されている。このため、支持部１３０は、振動子１２０に対しても連結されている。図示の状態では、ヒンジ部１４０により連結された一端と反対側で、本体部１１０および支持部１３０が互いに離れており、携帯用洗浄装置１０１全体は２枚貝状に一端を開いている。

図２は、携帯用洗浄装置１０１を携帯する場合の形態を示す図である。支持部１３０は、ヒンジ部１４０を回転軸として本体部１１０に対して回転するので、携帯用洗浄装置１０１は、図１に示した状態では離れていた外殻部１１２、１３２の端部を閉じることができる。これにより、振動子１２０の表面を、外殻部１１２、１３２が形成する楕円体状のシェルの内側に収容して保護できる。

また、外殻部１１２、１３２を閉じることにより、携帯用洗浄装置１０１全体の形状が薄くなるので、携帯し易くなる。なお、外殻部１１２、１３２の直径は、例えば数センチメートル程度であり、図示のように畳んだ状態では掌に納まる程度の大きさとすることができる。

図３は、携帯用洗浄装置１０１の使用状態を説明する図である。携帯用洗浄装置１０１を使用する場合は、一旦開いた本体部１１０および支持部１３０の間に、被洗浄物１５０を挟んで、外殻部１１２、１３２を閉じる。被洗浄物１５０は、支持部１３０の支持板１３４に沿った状態になり、振動子１２０に対向した位置に保持される。これにより、携帯用洗浄装置１０１においては、テキスタイル製品のように柔軟な素材によるものであっても、振動子１２０に対して平行に対向した状態で保持される。

なお、被洗浄物１５０は、本体部１１０および支持部１３０の間に挟むという携帯用洗浄装置１０１の携帯に照らして、例えば、衣類、ハンカチ等のテキスタイル製品等、比較的薄い膜状またはシード状のものが好適である。後述するように、被洗浄物１５０は、水等の洗浄液に浸漬した状態で洗浄される。

被洗浄物１５０を挟んだ携帯用洗浄装置１０１は、後述する外部ユニット２００を接続した後、容器１８０に溜められた洗浄水１８２に浸漬される。ここで、容器１８０は、洗面器、ポール、バケツ、バット等、液体を溜めることができる任意の入れ物を用いることができる。また、独立した容器１８０に替えて、洗面台のボール、浴槽等を容器１８０として用いてもよい。

洗浄水１８２は、単なる水道水であってもよいが、界面活性剤を混入した水、洗浄用に生成されたアルカリ性電解水（いわゆるアルカリイオン水）等であってもよい。携帯用洗浄装置１０１による洗浄を開始した場合に、被洗浄物１５０において汚染物が付着した部分と振動子１２０との間に、大気等の気体が存在しない状態で洗浄水１８２により充填された状態となることが好ましい。

外部ユニット２００は、電源部１７０、スイッチ１９０、および駆動部１６０を有する。電源部１７０は、携帯用洗浄装置１０１が動作する場合に消費する電力の供給源である。スイッチ１９０は、電源部１７０が出力する電力を、駆動部１６０に供給するか否かを制御する電気スイッチである。駆動部１６０は、例えば、電源部１７０から供給された電力により稼働する発振回路として構成され、本実施例では、いわゆる超音波帯域の周期で電圧が変動する駆動電力を発生する。

より具体的には、周波数が１０ｋＨｚ以上、１００ｌＨｚ以下の振動を使用してもよい。例えば、衣服等のテキスタイル製品の洗浄の場合には、２０ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下の帯域の振動を好ましく使用できる。

外部ユニット２００は、例えば一対の絶縁電線１７１を含む給電コード１７２および接続部１１６を介して、携帯用洗浄装置１０１に結合される。携帯用洗浄装置１０１の内部では、接続部１１６において分離された２本の絶縁電線１７１が、振動子１２０に電気的に結合される。

なお、接続部１１６と外殻部１１２との間も、防水シール部１１５により水密に封止される。これにより、外部ユニット２００から供給された駆動電力が印加された給電コード１７２および接続部１１６が洗浄水１８２に接触して、絶縁電線１７１の短絡により駆動部１６０が損傷することを防止している。

駆動部１６０から駆動電力を供給される振動子１２０は、例えば、圧縮成形、焼結等により形成された圧電材料により形成された圧電素子である。圧電素子は、印加された電圧の大きさに応じて体積が変化するので、電圧が変動する電気信号を、機械振動に変換する。更に、振動子１２０の振動は、振動板１２１を介して、外殻部１１２の内側の媒体に伝達される。

図４は、稼働状態にある携帯用洗浄装置１０１のブロック図である。携帯用洗浄装置１０１の振動子１２０には、携帯用洗浄装置１０１の外部に接続された外部ユニット２００から駆動電力が供給される。

ここで、外部ユニット２００において、スイッチ１９０が投入されると、電源部１７０から駆動部１６０に電力が供給される。ここで供給される電力は、例えば充電された二次電池から供給される直流電圧である。なお、電源部１７０の電力源は、二次電池に限られるわけではなく、乾電池であってもよいし、商業電源を直流電圧に変換する電源アダプタであってもよい。

駆動部１６０は、供給された電力から、電圧が周期的に変化する駆動電圧を生成して出力する。ここで、駆動部１６０が生成する駆動電圧の変動周期は、２０ｋＨｚ以上の、いわゆる超音波帯域とすることが好ましい。超音波帯域は、一般に人の可聴帯域よりも高い帯域を意味するが、駆動電力に十分な振幅が得られる場合は、数百Ｈｚ程度の振動数であってもよい。

振動子１２０は、駆動部１６０から駆動電圧を印加された場合に、駆動電圧の振動振幅および振動周期に応じて振動板１２１を振動させ、振動板１２１の振動は、洗浄水１８２を振動させる。振動板１２１と支持板１３４に挟まれた被洗浄物１５０は、洗浄水１８２を媒介して、振動子１２０が発生した超音波振動による衝撃を受ける。この衝撃により、被洗浄物１５０に付着した汚染物が剥離して、被洗浄物１５０が洗浄される。

図５は、他の携帯用洗浄装置１０２の構造を示す模式的断面図である。携帯用洗浄装置１０２は、次に説明する部分を除くと、図３等に示した携帯用洗浄装置１０１と同じ構造を有する。よって、共通の構成要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

携帯用洗浄装置１０２は、本体部１１０の外殻部１１２に内蔵した、振動子１２０に電気的に直結した駆動部１６０を備える点において、携帯用洗浄装置１０２と異なる構造を有する。これにより、携帯用洗浄装置１０２の外部から電力を供給する電源部１７０は、周期的に変化する駆動電力ではなく、単純な電力を供給すればよい。

よって、例えば、電源電圧をＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）規格で定められた５ボルトに設定することにより、いわゆるモバイルバッテリー等の汎用電源を用いることが可能になる。また、パーソナルコンピュータに設けられたＵＳＢ端子等も電源部１７０として使用することが可能になる。ただし、携帯用洗浄装置１０１、１０２が所期の洗浄効果を発揮するには、２０Ｗ程度の電力を投入することが望ましい。よって、電源電圧が５Ｖである場合は、４Ａ程度の電流供給能力が電源に求められる。

図６は、他の携帯用洗浄装置１０３の構造を示す模式的断面図である。携帯用洗浄装置１０３は、次に説明する部分を除くと、図５に示した携帯用洗浄装置１０２と同じ構造を有する。よって、共通の構成要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

携帯用洗浄装置１０３は、支持部１３０の外殻部１３２に内蔵した電源部１７０を備える点において、携帯用洗浄装置１０２と異なる構造を有する。電源部１７０は、例えば二次電池であり、給電コード１７２を介して、本体部１１０に内蔵された駆動部１６０に結合される。これにより、携帯用洗浄装置１０３は、外部ユニット２００等の付加的な部材を用いることなく、単独で使用可能になる。

なお、図６に示した例では、支持部１３０の外殻部１３２にも、電源部１７０に接続した接続部１３６を備える。これにより、電源部１７０および駆動部１６０は、外殻部１１２、１３２の外側に配した給電コード１７２により電気的に結合される。更に、接続部１１６、１３６を洗浄水に接触させないように、それぞれの接続部１１６、１３６は、防水シール部１１５、１３５により水密に封止される。

また、図６では、構造を明確にするために上記のように、接続部１１６、１３６を介して接続した給電コード１７２を明示的に示している。しかしながら、給電コード１７２を、外殻部１１２、１３２の内側を通して、外部に露出しないようにすることが実用上は好ましい。

更に、携帯用洗浄装置１０３には、電源部１７０の二次電池を充電するために、外部に接続する接続部を設けてもよい。更に、支持部１３０の外殻部１３２の内部に、給電コイルを設けて、外部に露出した接続部を設けることなく電源部１７０を充電できるようにしてもよい。

図７は、他の携帯用洗浄装置１０４の構造を示す模式的断面図である。携帯用洗浄装置１０４は、次に説明する部分を除くと、図６に示した携帯用洗浄装置１０３と同じ構造を有する。よって、共通の構成要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

携帯用洗浄装置１０４は、支持部１３０の外殻部１３２に変圧器１７４および給電コード１７５を備える点において、携帯用洗浄装置１０３と異なる構造を有する。給電コード１７５は、外殻部１３２の一部を貫通して、外殻部１３２の内外を電気的に接続する。外殻部１３２において給電コード１７５が貫通する部分は、防水シール部１３７により水密に封止される。これにより、携帯用洗浄装置１０４を洗浄水１８２に浸漬させた場合に、洗浄水１８２が外殻部１３２の内側に浸水することが防止される。

給電コード１７５は、外殻部１３２の内側において、一端を変圧器１７４に接続される。給電コード１７５の他端は、外殻部１３２の外側で、いわゆる壁コンセントに差し込む差し込みプラグ１７６を装着される。これにより、変圧器１７４には、給電コード１７５を介して商用電源からの電力が供給される。

変圧器１７４は、商業電源から供給された交流電圧を、駆動部１６０を駆動する直流電圧に変換して、給電コード１７２を介して駆動部１６０に電力を供給する。更に、駆動部１６０からは、絶縁電線１７３を通じて、振動子１２０に駆動電力が供給される。これにより、携帯用洗浄装置１０４は、商業電源から潤沢な電力の供給を受けて動作できる。また、変圧器１７４を海外でも使用できる仕様にして、旅先で携帯用洗浄装置１０４を使用できるようにしてもよい。

なお、図６に示した例では、給電コード１７５は、変圧器１７４から差し込みプラグ１７６までを直結している。しかしながら、変圧器１７４と差し込みプラグ１７６との間にスイッチを設けることにより、洗浄水１８２の容器１８０と壁コンセントとが離れている場合に、携帯用洗浄装置１０４が使い易くなる。

図８は、他の携帯用洗浄装置１０５の構造を示す模式的断面図である。携帯用洗浄装置１０５は、次に説明する部分を除くと、図３等に示した携帯用洗浄装置１０１と同じ構造を有する。よって、共通の構成要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

携帯用洗浄装置１０５は、支持部１３０に、他の振動子１２２および振動板１２３を有する点において、携帯用洗浄装置１０１と異なる構造を有する。振動子１２２および振動板１２３は、本体部１１０側と対称的に対置される。また、振動板１２３の周囲と支持部１３０の外殻部１３２の内面との間は、防水シール部１２５により水密に封止される。

なお、携帯用洗浄装置１０５は、駆動部１６０、電源部１７０、変圧器１７４等を内蔵しておらず。振動子１２０、１２２に一端を接続された絶縁電線１７７、１７８の他端が、接続部１１６、１３６に接続されている。よって、携帯用洗浄装置１０５は、図３に示したように、駆動部１６０、電源部１７０、およびスイッチ１９０を有する外部ユニット２００を、接続部１１６、１３６に接続して使用する。

また、接続部１１６、１３６の周囲には防水シール部１１５、１３５が設けられている。これにより、接続部１１６、１３６から外殻部１１２、１３２の内部に浸水することは防止される。

携帯用洗浄装置１０５においては、振動板１２３が、本体部１１０側の振動子１２０に対する支持板１３４の役割を兼ねる。同時に、本体部１１０側の振動板１２１が、支持部１３０側の振動子１２２に対する支持板１３４を兼ねる。

上記のような構造により、携帯用洗浄装置１０５において本体部１１０および支持部１３０の間に挟まれた被洗浄物１５０に対して、表裏から超音波振動を与えることができる。これにより、携帯用洗浄装置１０５による洗浄力が強くなり、付着力の高い汚染物質、例えば、粘性が高く、濡れ性の大きい化粧品、調味料等による汚染も洗浄できるようになる。

なお、一対の振動子１２０、１２２が発生する超音波振動の位相は、同じであっても、異なっていてもよい。また、被洗浄物１５０に与える超音波振動の強度が過剰に高い場合は、超音波が発生した衝撃が被洗浄物１５０を傷める場合がある。よって、携帯用洗浄装置１０５に駆動電力を与える外部ユニット２００には、供給する駆動電力の、例えば電圧の振幅、周期等を調節する機能を設けてもよい。

図９は、他の携帯用洗浄装置１０６の構造を示す模式的断面図である。また、図９には、説明のために、被洗浄物１５０の一部を併せて示す。

携帯用洗浄装置１０６は、次に説明する部分を除くと、図８に示した携帯用洗浄装置１０５と同じ構造を有する。よって、共通の構成要素には、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

携帯用洗浄装置１０６は、本体部１１０とヒンジ部１４０との間が、短いリンク部１４８と他のヒンジ部１４４とを介して連結されている点で、携帯用洗浄装置１０５と異なる構造を有する。また、携帯用洗浄装置１０６は、支持部１３０とヒンジ部１４０との間が、短いリンク部１４６と他のヒンジ部１４２とを介して連結されている点で、携帯用洗浄装置１０５と異なる構造を有する。

一対のリンク部１４６、１４８は、他のヒンジ部１４２、１４４を回転軸として、支持部１３０または本体部１１０に対して回転可能に連結されている。また、一対のリンク部１４６、１４８は、ヒンジ部１４０を回転軸として互いに回転可能に連結されている。ここで、ヒンジ部１４２、１４４はそれぞれ、ヒンジ部１４０と平行な回転軸をなす。

これにより、携帯用洗浄装置１０６においては、本体部１１０における振動子１２０と、支持部１３０における支持板１３４との平行を維持しつつ、両者の間隔を拡げることができる。これにより、図中に示すように、厚手の被洗浄物１５０を洗浄する場合に、振動子１２０の全面を、被洗浄物１５０に対して均一な条件で稼働させることができる。

なお、携帯用洗浄装置１０６の上記構造は、厚手の被洗浄物１５０を洗浄する場合に好適である。よって、超音波振動による洗浄力を高くするために、一対の振動子１２０、１２２で被洗浄物１５０を挟む構造にすると効果的であるが、単一の振動子１２０を備えた構造にしてもよいことはもちろんである。

以上説明した通り、本願発明によると、携帯時には、振動子１２０を外殻部１１２、１３２の内側に保護して携帯し易く、使用時には、本体部１１０および支持部１３０を開いて被洗浄物１５０を挟んで効率よく洗浄できる携帯用洗浄装置１０１、１０２、１０３、１０５、１０６が提供される。これにより、超音波振動による洗浄を、出先で手軽に利用できる。

なお、上記の例では、薄いドーム状の円形の外殻部１１２、１３２を用いて携帯用洗浄装置１０１、１０２、１０３、１０５、１０６を形成した。しかしながら、外殻部１１２、１３２の形状はドーム状に限られるわけではない。例えば、外殻部１１２、１３２は、それぞれ略均一な深さを有する円盤状であってもよいし、矩形等、他の形状であってもよい。また、支持部１３０側に電源部１７０等を収容しない場合、支持部１３０は、中実な板状の部材であってもよい。更に、外殻部１１２、１３２の形状が互いに異なっていてもよい。

また、上記の例では、本体部１１０および支持部１３０をヒンジ部１４０により連結した構造について説明した。しかしながら、本体部１１０および支持部１３０を連結する構造はヒンジに限られず、例えば、紐状の部材あるいは棒状の部材により連結されていてもよいし、磁力等、機械的な連結構造以外の構造で連結されていてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６携帯用洗浄装置、１１０本体部、１１２、１３２外殻部、１１５、１２４、１２５、１３５、１３７防水シール部、１１６、１３６接続部、１２０、１２２振動子、１２１、１２３振動板、１３０支持部、１３４支持板、１４０、１４２、１４４ヒンジ部、１４６、１４８リンク部、１５０被洗浄物、１６０駆動部、１７０電源部、１７１、１７３、１７７、１７８絶縁電線、１７２、１７５給電コード、１７４変圧器、１７６差し込みプラグ、１８０容器、１８２洗浄水、１９０スイッチ、２００外部ユニット

Claims

超音波振動を発生する振動子と、
前記振動子に連結され、前記振動子に対向した被洗浄物を支持する本体部と、
超音波振動を発生する他の振動子と、
前記被洗浄物に対向して前記振動子と反対側で前記被洗浄物と対向するよう前記他の振動子を配する支持部と
を備える携帯用洗浄装置。
前記振動子および前記他の振動子により発生する前記超音波振動の位相が同じである請求項１に記載の携帯用洗浄装置。
前記本体部の一部を前記支持部の一部に結合する第１ヒンジ部を更に備え、前記支持部は前記本体部に対して前記第１ヒンジ部を回転軸として回転する請求項１または２に記載の携帯用洗浄装置。
前記振動子および前記他の振動子に対して断続可能に結合され、前記振動子および前記他の振動子を駆動する駆動部を更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用洗浄装置。
前記駆動部は周期的に変化する駆動電圧を発生し、
前記振動子および前記他の振動子の各々は、前記駆動電圧を印加される圧電素子を備える
請求項４に記載の携帯用洗浄装置。
前記本体部と前記第１ヒンジ部とは、第１リンク部および第２ヒンジ部を介して互いに連結されており、
前記支持部と前記第１ヒンジ部とは、第２リンク部および第３ヒンジ部を介して互いに連結されており、
前記第１リンク部は、回転軸としての前記第２ヒンジ部に対して回転可能に前記本体部に連結されており、
前記第２リンク部は、回転軸としての前記第３ヒンジ部に対して回転可能に前記支持部に連結されており、
前記第１リンク部と前記第２リンク部とは、回転軸としての前記第１ヒンジ部に対して回転可能に互いに連結されている
請求項３に記載の携帯用洗浄装置。