JP5887663B2 - 美顔器 - Google Patents

Description

本発明は、美顔器に係り、特に、単体で温熱機能及び冷却機能を兼ね備えた美顔器に関する。

美顔器は、超音波やイオン、レーザー光線などを利用し、顔の皮膚のケアを行う美容機器で、機器により、美白、肌の新陳代謝や血行の促進、肌の保湿や引締め、しわやたるみ・老化の予防、など様々な効果をうたうものが販売されている。

肌は温めるとゆるみ、冷やすと引き締まるという働きがあるので、これらの働きを利用するために、単独の美顔器で肌の温熱機能と冷却機能の双方を備え、超音波、イオン、レーザー、ミストなどの様々な機能と組み合わせれば、効率的で高い美容効果を上げることができると考えられる。

これに関し、単一の肌接触ヘッドによる温熱機能及び冷却機能を備えた美顔器は例えば下記の特許文献１〜５に開示されている。これらの特許文献では、いずれも、肌への接触ヘッドの加熱及び冷却を行うためにペルチェ素子を用いている。ペルチェ素子は、一定方向の直流電圧が印加されると、表裏の一方で熱を吸収し他の面で放熱を行い、電流の向きを逆方向に切り換えると、熱吸収を行っていた面が逆に放熱を行い、放熱を行っていた面が熱吸収を行う。従って、単一の肌接触ヘッドで加熱及び冷却を行うために用いる熱伝素子として適していると考えられる。

しかし、このように多数の文献にペルチェ素子を用いた美顔器が開示されているにも拘わらず、携帯型の美顔器であって、単一の肌接触ヘッドにより温熱機能及び冷却機能を備えた美顔器は、発明者の知る限り、実際に製品化された例が少ない。

ペルチェ素子は、２種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、冷却（吸熱）については、吸熱側で吸収した熱と、消費電力分の熱が放熱側で発熱するため、放熱側の熱の発生が吸熱側の吸熱量より遥かに大きくなってしまうという問題がある。肌の接触ヘッドにおける加熱及び冷却の温度範囲を人肌に適した範囲に制御するとともに、排熱を十分に行わなければ、ペルチェ素子自体の破損や、美顔器本体へ悪影響を及ぼすことになる。携帯型の美顔器では、部品を収納するスペースがコンパクトであるため、排熱を効率よく行うことと、接触ヘッドにおける加熱及び冷却の温度制御と、を両立させることが技術的なネックになっていたと考えられる。

特開平０４−０８９０５８号公報 特開２０００−０３７４１２号公報 特開２００１−１９０５８６号公報 実開平０１−１５９８５７号公報 実開平０７−０３９８１４号公報

本願発明の目的は、単一の肌接触ヘッドによる温熱機能及び冷却機能を備えた美顔器であって、接触ヘッドの温度制御及び放熱を効率的に行うことのできる、携帯型の美顔器を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明による美顔器は、携帯可能なケースと、ケースの開口部に取り付けられた肌への接触ヘッドと、ケースに内蔵され接触ヘッドに当接した熱伝素子と、熱伝素子の接触ヘッドと対向する側に当接したヒートシンクと、ヒートシンクに当接したファンと、ケースの両側面及び背面に設けられファンを回転させることによって両側面側から空気を取り込み背面側に空気を排出するための通気孔と、接触ヘッドの温度を計測するヘッド温度センサと、ヒートシンクの温度を計測するヒートシンク温度センサと、ケースに取り付けられた温熱モード及び冷却モードの選択スイッチと、温熱モード及び冷却モードの選択スイッチの切換えに従って熱伝素子に印加する電流の方向を制御することによって熱伝素子の発熱／吸熱作用を制御するとともに、ヘッド温度センサで計測された温度に基づいて接触ヘッドの温度を一定の範囲に保ち、ヒートシンクセンサで計測される温度に基づいてヒートシンクの温度を一定の範囲に保つように制御する制御部と、を有している。

上記の美顔器の熱伝素子としてペルチェ素子を用いることが出来る。また、上記の美顔器の温度の制御については、温熱モードが選択された場合に接触ヘッドの温度を３５℃〜４２℃の範囲に保持し、冷却モードが選択された場合に接触ヘッドの温度を８℃〜１６℃の範囲に保持するとともに、ヒートシンクセンサの温度が４０℃を超えないように制御するようにするのが好ましい。

本願発明によれば、携帯型でありながら、温熱機能及び冷却機能を単一ヘッドにより実現するとともに、動作の安定性及び安全性を備えた美顔器を提供することができる。

本発明による美顔器の実施の形態の外観を示した図である。 本発明による美顔器の実施の形態の縦断面を模式的に示した図である。 接触ヘッドの周辺部分の横断面を模式的に示した図である。 接触ヘッドの形状に関する他の実施形態を示した図である。 温度制御に関する他の実施形態を示した図である。

以下、図面を参照しながら、本発明による美顔器の実施の形態について説明する。図１は、本発明による美顔器の実施の形態の外観を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は斜視図である。また、図２は、本発明による美顔器の実施の形態の縦断面を模式的に示した図、図３は、接触ヘッドの周辺部分の横断面を模式的に示した図である。

本実施の形態による美顔器は、図１に示すように、片方の手で簡単に取り扱えるような美顔器であり、合成樹脂製のケース１の開口部に接触ヘッド２が取り付けられており、美顔器の下部を持ち、この接触ヘッド２を肌に押し当てるようにして肌の手入れを行うものである。美顔器の持ち手に当たる部分には、電源のＯＮ／ＯＦＦを操作するための電源スイッチ９と、温熱モードと冷却モードを選択するための選択スイッチ８ａ及び８ｂと、電源のＯＮ／ＯＦＦや充電中であるか否かを表示するための表示ランプ１２が設けられている。また、ケース１の両側面側には、ファン５（図２参照）を回転させることによって空気を取り込む通気孔６ａが設けられ、ケース１の背面側には、ファン５を回転させることによって空気を排出するための通気孔６ｂが設けられている。

次に、図２及び図３を用いて、美顔器内部の構成について説明する。

ケース１の開口部に取り付けられた肌への接触ヘッド２は、肌に押し当てて使用するために肌に接触する部分であり、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム、スチール、ステンレス等の金属製の薄い板で形成され、さらに、肌にアレルギーを起こしにくいといわれるチタンメッキが施されている。接触ヘッド２には熱伝素子３が当接して配置され、この熱伝素子３の発熱／吸熱作用によって、接触ヘッド２が加熱あるいは冷却される。この熱伝素子３の内側（接触ヘッド２と対向する側）には、ヒートシンク４が当接して配置され、ヒートシンク４の背面側にはファン５が取り付けられている。ヒートシンク４は、例えばアルミニウムのような熱抵抗の小さい金属等を材質とし、さらに表面積を広げて性能を上げるためにフィンが設けられている。さらに、接触ヘッド２の内側に接して、接触ヘッド２の温度を計測するヘッド温度センサ７ａが、ヒートシンク４の下部に接して、ヒートシンク４の計測するためのヒートシンク温度センサ７ｂが、それぞれ設けられている。

美顔器の持ち手部分の内部には、プリント基板１０と、プリント基板１０を介して各部品に給電するための電源としてバッテリ１１が配置されている。熱伝素子３、ファン５の駆動部、ヘッド温度センサ７ａ、ヒートシンク温度センサ７ｂ、表示ランプ１２等は、プリント基板１０に電気的に接続されており、電源スイッチ９や選択スイッチ８ａ及び８ｂの操作あるいはヘッド温度センサ７ａ及びヒートシンク温度センサ７ｂで検出された温度に従って、プリント基板１０上に設けられた制御回路は、熱伝素子３に印加する直流電圧の方向及び時間（ＯＮ／ＯＦＦ）やファン５の回転や表示ランプ１２の表示を制御する。

次に、接触ヘッド２を加熱・冷却する熱伝素子３の温度制御について説明する。熱伝素子３は、本実施の形態ではペルチェ素子を使用している。

選択スイッチ８ａあるいは８ｂの操作によって、温熱モードが選択されると、プリント基板１０の制御回路は、熱伝素子３の接触ヘッド２側の面が放熱する向きの直流電圧を熱伝素子３に供給するように制御する。これにより、接触ヘッド２は加熱される。接触ヘッド２の温度は、常にヘッド温度センサ７ａにより計測され、当該温度データはプリント基板１０に送信される。

制御回路は、温熱モードが選択されてから一定時間経過後（例えば、３０〜４０秒後）、ヘッド温度が３５℃〜４２℃の範囲に保たれるよう、ヘッド温度センサ７ａから送信される温度データに基づいて監視し、この範囲を超えて温度が上昇した場合には熱伝素子３への給電を停止し、温度範囲を超えて温度が低下した場合には熱伝素子３への給電を再開するようにする。

選択スイッチ８ａあるいは８ｂによって、冷却モードが選択されると、プリント基板１０の制御回路は、温熱モードが選択された場合と逆の方向の直流電圧を熱伝素子３に供給するように制御する。これにより、接触ヘッド２は吸熱される。

また、制御回路は、冷却モードが選択された場合には、まず、ファン５を駆動させる。冷却（吸熱）モードでは、熱伝素子３の吸熱側（接触ヘッド２側）で吸収した熱と、消費電力分の熱が放熱側（背面側）で発熱するため、放熱側の熱の発生が吸熱側の吸熱量より遥かに大きくなる。そこで、放熱側で十分な放熱を行うために、フィンを設けたヒートシンク４により放熱を行うとともに、ファン５を回転させることにより、図３に示すように、ケース１の側面に設けられた通気孔６ａから空気を取り込み、ケース１の背面に設けられた通気口６ｂから空気を排出させることによって、ケース１内部で空気を回流させ（図３の矢印参照）、放熱効率を上昇させている。

一方、制御回路は、冷却モードが選択されてから一定時間経過後（例えば、３０〜４０秒後）、ヘッド温度が８℃〜１６℃の範囲に保たれるよう、ヘッド温度センサ７ａから送信される温度データに基づいて監視し、この範囲を超えて温度が下降した場合には熱伝素子３への給電を停止し、温度範囲を超えて温度が上昇した場合には熱伝素子３への給電を再開するようにする。

さらに、ヒートシンク４の温度は、常にヒートシンク温度センサ７ｂにより計測され、当該温度データはプリント基板１０に送信される。

制御回路は、ヒートシンク４の温度が一定の温度以上に加熱されないよう（例えば、４０℃以下に保たれるよう）、ヒートシンク温度センサ７ｂから送信される温度データに基づいて監視し、この範囲を超えて温度が上昇した場合には熱伝素子３への給電を停止し、温度範囲を超えて温度が低下した場合には熱伝素子３への給電を再開するようにする。このようにして、制御回路は、人肌に押し当てる接触ヘッド２の温度を、温熱あるいは冷却モードに従って適切な温度に保つとともに、放熱側の温度上昇による、熱伝素子３やその他の部品の動作不良や破損や破壊を防止している。

このように、本発明の実施の形態による美顔器は、携帯型でありながら、温熱機能及び冷却機能を単一ヘッドにより実現するとともに、動作の安定性及び安全性に優れている。そして、温熱機能で肌の毛穴を開くことにより、超音波やイオン導入によるクレンジングが効果的に行え、また、温熱機能による細胞活性化により、美容成分を肌への取り込みが、効果的に行える。さらに、温熱機能による上記の肌のケアの後に、冷却機能により毛穴を引き締めることにより、美容成分を肌に閉じ込めることができる。

なお、本願発明による美顔器は、温熱機能及び冷却機能とともに、例えば、超音波やイオン導入、美容成分導入、など様々な機能を備えることができるが、これらの機能については既存の技術を利用するものであり、これらの機能を実現するための構成の記載は省略した。

次に、図４を用いて、接触ヘッド２の形状に関する他の実施の形態について説明する。図１〜図３を用いて示した美顔器では、接触ヘッド２の肌に対する接触面は平面状であるが、接触ヘッド２の形状は必ずしも平面状である必要はなく、例えば球面状でもよいし、接触ヘッド２全体が球体でもよい。図４は、ボールタイプの接触ヘッド２を備えた美顔器の外観を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｂ１）は、接触ヘッド２の収納部のみの断面を示す側面図であり、ケース１内部の構造については、図示を省略してある。

接触ヘッド２は球体であり、ケース１の開口部に嵌め込まれていて、熱電素子３の接触ヘッド２に当接する側は、接触ヘッド２の球体面に沿った形状に造られている。そして、接触ヘッド２を肌に当てて美顔器を動かすと、接触ヘッド２は肌に沿って自由に回転する。接触ヘッド２の形状を球体にすることにより、小鼻の周りや目元や口元などに効果的な部分的ケアを行うことが出来る。

この実施の形態においては、球体としての接触ヘッド２を加熱したり冷却したりする必要があるので、接触ヘッド２の材料として、熱の伝導率の高い素材、例えば、アルミニウムやマグネシウムを使用する。

また、この実施の形態においては、部分的なケアを行うために、接触ヘッド２を肌のケアを目的とする部分に当てやすくするため、ケース１の形状を細長くややカーブさせたものにして、操作性を向上させている。

さらに図５を用いて、温度制御に関する他の実施の形態について説明する。図１〜図３を用いて説明した美顔器では、制御回路は、温熱モードが選択された場合に接触ヘッド２の温度を３５℃〜４２℃の範囲に保持し、冷却モードが選択された場合に接触ヘッド２の温度を８℃〜１６℃の範囲に保持するとともに、ヒートシンクセンサの温度が４０℃を超えないように制御している。一方、同じ温度であっても体感温度はユーザーにより異なるので、この実施の形態においては、上記の温度範囲において、温熱モード及び冷却モードのそれぞれについてさらにユーザーにとって快適な温度設定が行うことが可能になっている。

このために、図５に示す美顔器では、図１に示したものと同様の機能を有する選択スイッチ８ａ、８ｂ、電源スイッチ９、表示ランプ１２に加えて、液晶操作画面１３が設けられている。そして、液晶操作画面１３上には、クレンジングや保湿ケアの機能選択ボタンに加え、温度設定モードに入るための温冷ボタン１３ｃと温ボタン１３ａと冷ボタン１３ｂが設けられている。ユーザーが温冷ボタン１３ｃを押下すると、温ボタン１３ａ及び冷ボタン１３ｂが操作可能になる。なおその他の構成については、図２に示した構成と同様である。

次に、制御回路による温度設定の手順について説明する。例えば、ユーザーが選択スイッチ８ａを操作して、温熱モードが選択されていたとする。ユーザーが接触ヘッド２を肌に当てて温度をもう少し低くしたいと感じた場合は、温冷ボタン１３ｃを押下して温度設定モードにした上、冷ボタン１３ｂを操作する。制御回路は、冷ボタン１３ｂが押下されたことを検知し、検知した時点でのヘッド温度センサ７ａにより計測された温度と、冷ボタン１３ｂの押下回数あるいは押下時間とに基づいて、ユーザーの希望する温度を計算して一定の幅をもって設定温度とし、熱伝素子３への給電を設定温度に下がるまで停止し、設定温度を超えて温度が低下した場合には熱伝素子３への給電を開始するよう制御することにより、接触ヘッド２の温度をユーザーの希望する温度に保つよう制御する。一方、温ボタン１３ａが操作された場合には、制御回路は、温ボタン１３ａが押下されたことを検知し、検知した時点でのヘッド温度センサ７ａにより計測された温度と、温ボタン１３ａの押下回数あるいは押下時間とに基づいて、ユーザーの希望する温度を計算して一体の幅をもって設定温度とし、設定温度に上昇するまで熱伝素子３への給電を継続し、設定温度以上にヘッド温度センサ７ａで検出される温度が上昇した場合には熱伝素子３への給電を停止するようにして、接触ヘッド２の温度をユーザーの希望する温度に保つよう制御する。

冷却モードが選択されている場合は、冷ボタン１３ｂが押下された場合に温熱モードが選択された場合と逆の方向の直流電圧を熱伝素子３に供給し、ファン５を駆動する動作が加わるが、温度制御の手順は上に述べた温熱モードと同様である。

１ ケース
２ 接触ヘッド
３ 熱伝素子
４ ヒートシンク
５ ファン
６ａ 通気孔
６ｂ 通気孔
７ａ ヘッド温度センサ
７ｂ ヒートシンク温度センサ
８ａ、８ｂ 選択スイッチ
９ 電源スイッチ
１０ プリント基板
１１ バッテリ
１２ 表示ランプ
１３ 液晶操作画面
１３ａ 温ボタン
１３ｂ 冷ボタン
１３ｃ 温冷ボタン

Claims (3)

1. 携帯可能なケースと、
   ケースの開口部に取り付けられた肌への接触ヘッドと、
   ケースに内蔵され接触ヘッドに当接した熱伝素子と、
   熱伝素子の接触ヘッドと対向する側に当接したヒートシンクと、
   ヒートシンクに当接したファンと、
   ケースの両側面及び背面に設けられファンを回転させることによって両側面側から空気を取り込み背面側に空気を排出するための通気孔と、
   接触ヘッドの温度を計測するヘッド温度センサと、
   ヒートシンクの温度を計測するヒートシンク温度センサと、
   ケースに取り付けられた温熱モード及び冷却モードの選択スイッチと、
   温熱モード及び冷却モードの選択スイッチの切換えに従って熱伝素子に印加する電流の方向を制御することによって熱伝素子の発熱／吸熱作用を制御するとともに、
   温熱モードが選択されると一定時間経過後にヘッド温度センサで計測された温度に基づいて接触ヘッドの温度を温熱モードにおける一定の範囲に保つために監視し、その範囲を超えて温度が上昇した場合には熱電素子への給電を停止しその範囲を超えて温度が低下した場合には熱電素子への給電を再開し、
   冷却モードが選択されるとファンを駆動させ一定時間経過後にヘッド温度センサで計測された温度に基づいて接触ヘッドの温度を冷却モードにおける一定の範囲に保つために監視し、その範囲を超えて温度が下降した場合には熱電素子への給電を停止しその範囲を超えて温度が上昇した場合には熱電素子への給電を再開し、
   ヒートシンク温度センサで計測される温度に基づいてヒートシンクの温度が一定の温度を超えた場合には熱電素子への給電を停止し一定温度を超えて低下した場合には熱電素子への給電を再開するように制御する制御部と、
   を有する美顔器。
2. 前記熱伝素子がペルチェ素子である、請求項１に記載の美顔器。
3. 前記制御部は、温熱モードが選択された場合に接触ヘッドの温度を３５℃〜４２℃の範囲に保持し、冷却モードが選択された場合に接触ヘッドの温度を８℃〜１６℃の範囲に保持するとともに、ヒートシンクセンサの温度が４０℃を超えないように制御する、請求項１に記載の美顔器。
   

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