WO2021140979A1

WO2021140979A1 - 発光ユニット

Info

Publication number: WO2021140979A1
Application number: PCT/JP2020/049100
Authority: WO
Inventors: 忠椎橋
Original assignee: メトラス株式会社
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-07-15
Also published as: JPWO2021140979A1

Abstract

発光ユニット１００は円環状の環状部１０をもつ。環状部１０には多数の赤色のＬＥＤ１６が埋設される。ドライヤーの先端は第１パッド１８、第２パッド２４、第３パッド２６で固定される。電気回路１２はＬＥＤ１６の発光を制御し、二次電池を内蔵する。二次電池があるため、発光ユニット１００には専用の電源コードは不要である。

Description

発光ユニット

　本発明は、ドライヤー、とくに頭髪用のドライヤーに取付可能な発光ユニットに関する。

　日本国内だけでも男性１７００万人、女性５００万人の人が薄毛を気にしていると言われる。本出願人は、発毛専門病院四谷ローズクリニックを運営する院長吉澤和彦医師とともに数年にわたり光と風による発毛、育毛の共同研究を続け、その成果が吉澤医師により、『赤色ＬＥＤを搭載したヘアードライヤーを用いたＬＥＤ光と温風による薄毛ケア・ヘアケアの有効性：マウスならびにヒトにおける検討』として２０１９年１１月に公表された（『診療と新薬』2019; 56: 737-747）。

　この研究では市販ドライヤーに発光ユニットを取り付け、所定波長のＬＥＤと風で毛成長や育毛、ヘアケアができることを実証した。その際、マウス試験、ヒト官能試験、ヒト臨床試験という十分な手続がとられている。この研究の途上、本出願人は特許第６１２９３９２号を取得している。その特許明細書（特許文献１）の中で、ドライヤーの先端に発光ユニットを取り付けるヘアケア装置を提案している。

特許第６１２９３９２号公報

　特許文献１に記載のドライヤーは、先端に発光ユニットを着脱可能にするものであり、当然ながら発光ユニットを取り付ける専用の構造を採用している。

　一方、ドライヤーは耐久消費財であり、買い換え頻度が高くないことを考えると、専用のドライヤーの普及を進めるだけでなく、既存のドライヤーを利用する施策も必要と言える。

　本発明はこの課題に鑑みてなされたもので、その目的は特許文献１同等の効果をもち、かつ既存のドライヤーに装着可能な発光ユニットを提供することにある。本発明の別の目的は既存のドライヤーに装着可能で、かつドライヤーの使用感を損なわない発光ユニットを提供することにある。

　本発明の発光ユニットは、ドライヤーの先端を少なくとも一部は囲む環状部と、環状部に取り付けられた、ドライヤーの送風方向に向く複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤに電力を供給する電気回路と、環状部を３以上の方向にてドライヤーの先端に固定する固定部とを備え、電気回路は、二次電池と、二次電池から複数のＬＥＤへの電力供給を制御する発光制御部とを備え、固定部はドライヤーの先端径の変化を吸収する構造的余裕を有する。

　「環状」は円形、楕円形などの曲線だけでなく、四角形など直線を含む形状でもよい。また、３６０度閉じている必要もなく、隙間があってもドライヤーの先端を囲めば足りる。

　本発明の発光ユニットの別の態様は、ドライヤーの先端に取り付けられるハウジングを本体とし、このハウジングは、ドライヤーの送風方向に発光するＬＥＤと、ＬＥＤに電力を供給する電気回路とを収容し、電気回路は、二次電池と、二次電池からＬＥＤへの電力供給を制御する発光制御部とを備える。

　この構成において、ハウジングがドライヤーに取り付けられたとき、
１．二次電池の重心がＬＥＤの位置よりもドライヤーのハンドルに近くなるよう二次電池の収容位置が決められている。または、
２．ドライヤーのハンドルの軸方向において、二次電池の重心がドライヤーの送風の中心軸よりもハンドルの側にくるよう二次電池の収容位置が決められている。

　本発明の発光ユニットはドライヤーの先端径が変わっても取付可能なため、既存の複数種のドライヤーへ適用できる。また、二次電池が内蔵されているため電源コードが不要で、ドライヤーの使用感を損ねにくい。

実施の形態に係る発光ユニットの斜視図である。実施の形態に係る発光ユニットの正面図である。ある先端径のドライヤーを固定する様子を説明する図である。別の先端径のドライヤーを固定する様子を説明する図である。発光ユニットに内蔵される電気回路のブロック図である。実施の形態に係る発光ユニットをドライヤーに装着した様子を示す図である。実施の形態の変形例の斜視図である。実施の形態の別の変形例の斜視図である。

　以下、各図面において同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付し、適宜説明は省略する。
　図１において、発光ユニット１００がドライヤー（図示せず）に装着されたとき、ドライヤーの送風方向をｘ軸で示している。
　環状部１０は発光ユニット１００本体の樹脂による主要部分で、ｘ軸の向きに多数のＬＥＤ１６が埋設されている。電気回路１２はＬＥＤ１６を点灯させる。コネクタ１４は電気回路１２へ電力を供給するケーブルが着脱される。ケーブルの先には図示しないＡＣ／ＤＣアダプタがあり、コネクタ１４には直流電圧が印加される。

　第１パッド１８、第２パッド２４、第３パッド２６はドライヤーの先端に環状部１０を固定する樹脂部品で、ドライヤーの先端が一般に環状であるため、それぞれ表面が緩い凹状に形成される。ドライヤーに触れる表面部分にウレタンその他柔軟性や粘着性のある素材を取り付けてもよい。第１パッド１８はつまみ２０により引き上げ可能である。スイッチＳＷ１、２は後述のごとくＬＥＤ１６の点灯指示に使用される。

　図２において、第２パッド２４と第３パッド２６はそれぞれ自立する圧縮コイルである第２ばね３４と第３ばね３６で支持されている。これらはノック式のボールペンに入っているタイプのもので、それよりは線径の太いものを利用する。汎用品で多数売られているため、選択は容易である。
　第１パッド１８の支柱１８ａは環状部１０を貫き、その外側先端につまみ２０がある。支柱１８ａには圧縮コイルである第１ばね３８が巻かれ、これが第１パッド１８を環状部１０の内周から引き離すよう作用する。第１パッド１８、第２パッド２４、第３パッド２６はそれぞれ１２０度の角度をなし、ドライヤーの先端を３方向から押さえつける。

　図３においてドライヤー（図示せず）の先端の外周はＳ１、その径はｓ１と表記される。図３はｓ１が小さい例である。ドライヤーの送風の中心にｘ軸があるとし、これが環状部１０の中心軸に一致するとする。一方、環状部１０の内径はｒ０とする。

　ｒ０を６０ｍｍ、ｓ１を３５ｍｍとすると、第１パッド１８の厚みと第１ばね３８の長さの合計は２５ｍｍとなる。第２パッド２４や第３パッド２６も同様である。各パッドの厚みを４ｍｍとすると、３つのばねの長さはいずれも６０－３５－４＝２１ｍｍとなる。それらのばねとして自由高さが３０ｍｍのものを採用すれば、これを２１ｍｍに縮める力により、ドライヤーの先端Ｓ１を三方向から固定できる。

　図４はドライヤーの先端の外周Ｓ２の径ｓ２が大きい例である。図３同様、ｒ０を６０ｍｍとする。ｓ２が５０ｍｍとすると、第１パッド１８の厚みと第１ばね３８の長さの合計は１０ｍｍとなる。第２パッド２４や第３パッド２６も同様である。各パッドの厚みを４ｍｍとすると、３つのばねの長さは６０－５０－４＝６ｍｍとなる。これらのばねの自由高さが３０ｍｍなら、これを６ｍｍに縮める力により、ドライヤーの先端Ｓ１を三方向から固定できる。圧縮コイルでは自由高さが密着高さの５倍というものも多数存在するため、この数値は実現できる。
　なお、本発明者の実測によれば、ｓ１とｓ２はそれぞれ市場で人気のあるドライヤー多くをカバーできる範囲の下限と上限である。

　図５は電気回路１２の内部ブロックである。ＬＥＤ１６はそれぞれが直列に接続される第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂに系統分けされる。コネクタ１４を経た直流電圧は充電制御部５６へ印加され、充電制御部５６は既知の手法により二次電池６０の充電を制御する。二次電池６０の出力電圧は発光制御部６２に印加され、発光制御部６２はスイッチＳＷ１、ＳＷ２から与えられた指示をもとに第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂへ電圧を印加し、発光を制御する。

　本発明者は第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂにそれぞれ同一の９個ずつのＬＥＤを直列に接続し、動作確認を行った。ＬＥＤは定格電流６０ｍＡ、順電圧が２．５Ｖで、発光制御部６２はPWM制御でオンのとき第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂそれぞれに２４Ｖを印加する。明るさはPWMのデューティで制御する。第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂに採用するＬＥＤには以下の組合せがある。

１．同じ赤色ＬＥＤ
　本発明者の研究によれば、波長が６２０～６７０ｎｍ（赤色）のＬＥＤ、とくに６３８ｎｍの赤色光を光量時間積が１平方センチメートル当たり１Ｊ（＝Ｗ・ｓ）から１．５Ｊ（＝Ｗ・ｓ）にて用いることで皮下組織の活性化に効果があった。上記のＬＥＤの仕様で、頭皮の想定位置がＬＥＤ１６から４センチメートルのとき、頭皮１箇所に１０秒間照射するとこの条件を満たし、効果が認められた。ＬＥＤ１６をふたつのグループに分ける利点は、発光制御部６２からの印加電圧を低く抑え、かつ、いずれかのＬＥＤが故障しても他方のグループは光ることなどにある。スイッチＳＷ１、２の組合せは以下のとおりである。

（１）スイッチＳＷ１が全体オンオフ、スイッチＳＷ２が光量
　スイッチＳＷ１をオンにすれば、第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂともに光る。その明るさをスイッチＳＷ２で二段階に切り替える。
（２）スイッチＳＷ１、ＳＷ２が各グループに対応
　スイッチＳＷ１のオンオフで第１グループ１６ａをオンオフし、スイッチＳＷ２のオンオフで第２グループ１６ｂをオンオフする。もうひとつスイッチを設け、光っているグループの明るさの切り替えをしてもよい。

２．赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤ
　青色ＬＥＤはにきびの原因となるアクネ菌を抑制し、毛穴の引き締めにも効果があるとされる。第１グループ１６ａを上述の赤色ＬＥＤで、第２グループ１６ｂを４１０～４５０ｎｍの青色ＬＥＤで構成する。スイッチＳＷ１、２の組合せは以下のとおりである。
（１）スイッチＳＷ１が全体オンオフ、スイッチＳＷ２が光量
　スイッチＳＷ１をオンにすれば、第１グループ１６ａ、第２グループ１６ｂともに光る。その明るさをスイッチＳＷ２で二段階に切り替える。もうひとつスイッチを設け、グループごとに明るさの切り替えをしてもよい。
（２）スイッチＳＷ１、ＳＷ２が各グループに対応
　スイッチＳＷ１のオンオフで第１グループ１６ａをオンオフし、スイッチＳＷ２のオンオフで第２グループ１６ｂをオンオフする。もうひとつスイッチを設け、光っているグループの明るさの切り替えをしてもよい。

　なお、６０ｍＡ、２．５ＶのＬＥＤ１８球の消費電力は２．７Ｗである。二次電池６０として２７００ｍＡｈのニッケル水素電池を利用すれば、全ＬＥＤを１時間点灯できる。もちろん効率の問題があるとしても、３０分は確保できる。いちど満充電にすれば、１日１回、風呂上がりに髪を乾かすとして、数日はもつ。２７００ｍＡｈの電池は単四電池２～３本程度の容積のものが市販されており、選択肢は十分にある。

　図６は発光ユニット１００をドライヤー２００に取り付けた状態である。その標準取り付け位置で、ドライヤー２００の送風方向（ｘ軸方向）において、二次電池６０の重心ＧがＬＥＤ１６の設置位置よりもハンドル２０２に近くなるよう考慮している。標準取り付け位置は、取扱説明書に明記し、または発光ユニット１００自体に取付位置を印字等して示す。発光ユニット１００の構成部品の中で二次電池６０は比較的重量があるため、これをハンドル２０２へ近づけて使用時のモーメントを小さくし、使用者の負荷を軽減している。

　さらに、ハンドル２０２の軸方向（ｙ軸）において、二次電池６０の重心がドライヤー２００の送風の中心軸（ｘ軸）よりもハンドル２０２の側にくるよう配置する。これもモーメントの軽減、およびドライヤー２００の筒状部の下部は一般にシンプルな作りになっており、発光ユニット１００の装着を邪魔しにくいことを利用している。

　図７は発光ユニット１００の別形態である。第１パッド１８、第２パッド２４、第３パッド２６がなく、代わりにウレタンや発泡ポリマーなどのスポンジ素材による肉厚のリング８０を設ける。リング８０の径は想定されるドライヤーの先端径より小さくするが、最適値はリング８０の柔軟性、強度によるため、実験で定めればよい。この構造でもドライヤーの先端は３方向以上から固定されるため、位置決めができる。なお、リング８０に替えてバルーン（図示せず）を環状部１０の内側に浮き輪のように装着し、ドライヤーの先端を入れたあとバルーンを膨らませて固定する構造もある。

　図８は発光ユニット１００のさらに別の形態である。環状部１０はシリコン、エラストマー、ゴムなど、手で押し開き可能な弾性素材で形成し、押し開きのために先端１１を割っている。ドライヤー２００の先端を緊締するためにシリコンなど柔軟な素材によるスペーサ９０を１２０度の角度で３個設ける。この形態においても、環状部１０の素材や内径、スペーサ９０の素材や高さは実験により最適値を定めればよい。
　以上、いずれにせよ、ドライヤーの先端径の変化に対応できる構造であれば足りる。

　以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。発光素子としてＬＥＤを利用したが、半導体レーザーダイオードや有機ＥＬ素子など他の種類の発光素子を用いてもよい。環状部１０は円環状としたが、発光はドライヤーの風とともに頭皮へ向かえばよく、半円状やドライヤーの先端を挟む二本の線状などでもよい。ＬＥＤ１６は一列としたが、もちろん多重列でもよいし、アレイ状、マトリクス状を含んでもよい。

変形技術．
　実施の形態では、発光ユニット１００は複数のＬＥＤ１６をもつとした。しかし、本発明者が市販の高出力ＬＥＤを調べたところ、ＬＥＤが１個でも製品が必要とする光量を満たし、実施の形態と同程度の消費電力になるものがあるとわかった。そうしたＬＥＤ１６には実施の形態同様のディスクリート部品とチップ型部品がある。前者なら発光ユニット１００に穴を１個だけ設け、ここにＬＥＤ１６を埋設する。後者なら穴は必要なく、ユニット１００の前面に実装すればよい。ただし、ＬＥＤ１６が１個なら赤色か青色のいずれかを選び、スイッチＳＷ１でＬＥＤ１６のオンオフ、スイッチＳＷ２で光量を切り替えるのとする。

　ＬＥＤ１６を２個搭載する場合は、２個とも赤色、１個が赤で１個が青とすれば、実施の形態で説明した使い方が可能である。
　ＬＥＤ１６が１、２個のように少ない場合、発光ユニット１００は必ずしも環状である必要はなく、ＬＥＤ１６をペンライトのような形状のハウジング（図示せず）に入れて発光ユニット１００としてもよい。その場合、ハウジングに幅が広めのゴムのベルトをつけておき、このベルトでドライヤーの先端に緊締してもよい。

　ハウジングのドライヤーに取り付けられる側の面は、凹状の曲面とし、ドライヤー外面に沿わせやすくすることもできる。ハウジングの外面を既述の柔らかい素材で形成すれば、凹状にしなくてもドライヤーへの締着が容易になる。

　実施の形態や変形技術において、ＬＥＤ１６がディスクリート部品の場合、その軸を図１のｘ軸のほうに傾け、光がｘ軸の方向に集まるよう配慮してもよい。または、発光ユニット１００の外周部分に反射板（図示せず）を立て、光をｘ軸のほうに集めてもよい。ＬＥＤ１６がチップ部品の場合も反射板による集光は有用である。

　１０　環状部、１２　電気回路、１６　ＬＥＤ、１６ａ　第１グループ、１６ｂ　第２グループ、１８　第１パッド、２０　つまみ、２４　第２パッド、２６　第３パッド、３４　第２ばね、３６　第３ばね、３８　第１ばね、６０　二次電池、６２　発光制御部、８０　リング、９０　スペーサ、１００　発光ユニット。

Claims

　ドライヤーの先端を少なくとも一部は囲む環状部と、
　環状部に取り付けられた、ドライヤーの送風方向に向く複数のＬＥＤと、
　複数のＬＥＤに電力を供給する電気回路と、
　環状部を３以上の方向にてドライヤーの先端に固定する固定部と、を備え、
　電気回路は、
　二次電池と、
　二次電池から複数のＬＥＤへの電力供給を制御する発光制御部と、を備え、
　固定部はドライヤーの先端径の変化を吸収する構造的余裕を有することを特徴とする発光ユニット。
　請求項１に記載の発光ユニットにおいて、
　複数のＬＥＤは、それぞれがＬＥＤを直列に接続する第１および第２グループに分けられ、
　発光制御部は、外部からの指示に応じて第１および第２グループに個別に通電することを特徴とする発光ユニット。
　請求項１に記載の発光ユニットにおいて、
　ドライヤーを頭髪に使用する場合、頭皮の想定位置にて、複数のＬＥＤによる発光エネルギーの合計が１ジュール／平方センチメートル以上となるよう、複数のＬＥＤの定格および電気回路からの電力供給が定められたことを特徴とする発光ユニット。
　請求項１に記載の発光ユニットにおいて、
　ドライヤーの送風方向において、二次電池の重心が複数のＬＥＤの設置位置よりもドライヤーのハンドルに近くなるよう二次電池の収容位置が決められたことを特徴とする発光ユニット。
　請求項１に記載の発光ユニットにおいて、
　ドライヤーのハンドルの軸方向において、二次電池の重心がドライヤーの送風の中心軸よりもハンドルの側にくるよう二次電池の収容位置が決められたことを特徴とする発光ユニット。
　ドライヤーの先端に取り付けられるハウジングを本体とし、
　このハウジングは、
　ドライヤーの送風方向に発光するＬＥＤと、
　ＬＥＤに電力を供給する電気回路と、を収容し、
　電気回路は、
　二次電池と、
　二次電池からＬＥＤへの電力供給を制御する発光制御部と、を備え、
　ハウジングがドライヤーに取り付けられたとき、二次電池の重心がＬＥＤの位置よりもドライヤーのハンドルに近くなるよう二次電池の収容位置が決められたことを特徴とする発光ユニット。
　ドライヤーの先端に取り付けられるハウジングを本体とし、
　このハウジングは、
　ドライヤーの送風方向に発光するＬＥＤと、
　ＬＥＤに電力を供給する電気回路と、を収容し、
　電気回路は、
　二次電池と、
　二次電池からＬＥＤへの電力供給を制御する発光制御部と、を備え、
　ハウジングがドライヤーに取り付けられたとき、ドライヤーのハンドルの軸方向において、二次電池の重心がドライヤーの送風の中心軸よりもハンドルの側にくるよう二次電池の収容位置が決められたことを特徴とする発光ユニット。