(57)【要約】【課題】外部雑音の検出部への重畳による加熱部制御時の誤動作を防ぐ。【解決手段】交流電源を供給する電源部４と、前記電源部から供給される電力で発熱する加熱部１８と、前記加熱部への通電をスイッチング部５を介して制御する制御部８と、前記電源部の電圧を検出する検出部６とを備える。前記制御部は、前記検出部で検出される電源電圧が０Ｖを除く所定の電圧に達した時点から所定の時間後に前記スイッチング部に加熱部への通電を開始させることを繰り返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を供給する電源部と、前記電源部から供給される電力で発熱する加熱部と、前記加熱部への通電をスイッチング部を介して制御する制御部と、前記電源部の電圧を検出する検出部とを備え、
前記制御部は、前記検出部で検出される電源電圧が０Ｖを除く所定の電圧に達した時点から所定の時間後に前記スイッチング部に加熱部への通電を開始させることを繰り返すものであることを特徴とする髪ケア装置。
【請求項２】
前記制御部は、電源電圧が所定の電圧に達したことを検出した半サイクルの次の半サイクル以降のサイクルの位相制御を上記所定の電圧の検出に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の髪ケア装置。
【請求項３】
前記制御部は、電源電圧が所定の電圧に達したことを検出した時点で２つのタイマーのカウントを開始し、一方のタイマーのタイムアップ時と、他方のタイマーのタイムアップ時とで異なる半サイクルの位相制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の髪ケア装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電源部の電圧のゼロクロス時点から０．５ｍｓ以内に前記加熱部に通電を開始させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の髪ケア装置。
【請求項５】
前記制御部は、加熱部に通電を開始させるためにスイッチング部に送る信号を複数回送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の髪ケア装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電源部から供給される電力の周波数に応じて加熱部への通電開始タイミングを変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の髪ケア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛髪のケアを行う髪ケア装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
髪ケア装置は、モータで駆動されるファンと、ファンによる送風を加熱するヒータとを備えている。この髪ケア装置の加熱制御は、従来、機械式スイッチによるヒータへの通電経路の開閉で行われていたが、近年は半導体スイッチング素子の利用によるヒータ通電量の位相制御が多くなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記位相制御は、交流電源のゼロクロス検出を行うゼロクロス検出回路を設けて、ゼロクロス検出回路から出力されるゼロクロス検出信号を基に制御部がスイッチング素子を介してヒータへの導通角を制御して通電することで行う。
【０００４】
ゼロクロス検出信号と同期してスイッチング素子を通電すれば導通角及び通電量が大となって風温が高くなり、ゼロクロス信号と次のゼロクロス信号の間にスイッチング素子を通電して導通角を小さくすれば、通電量も少なくなって風温が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１２８７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゼロクロス検出信号は、交流電源が０Ｖという電圧に達した瞬間を検出するものであるために、小さな電圧の外部雑音が重畳すると、ヒータへの通電が正常なタイミングで行われないことが生じる。髪ケア装置にイオン発生や帯電微粒子水の生成のための高圧放電部を設けたものにおいて、高圧放電部が発するノイズのために顕著に生ずる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決して、外部雑音の影響を受けることなくヒータの通電制御を正確に行うことができる髪ケア装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる髪ケア装置は、交流電源を供給する電源部と、前記電源部から供給される電力で発熱する加熱部と、前記加熱部への通電をスイッチング部を介して制御する制御部と、前記電源部の電圧を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出部で検出される電源電圧が０Ｖを除く所定の電圧に達した時点から所定の時間後に前記スイッチング部に加熱部への通電を開始させることを繰り返すものである。
【０００９】
ゼロクロスを起点に通電量の制御を行うのではなく、０Ｖを除く所定の電圧に達した時点を起点に通電量の制御を行うものであり、このために外部雑音が検出部に重畳しても、所定の電圧以下の外部雑音は通電量の制御に影響を与えることがない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の髪ケア装置では、外部雑音が検出部に重畳することによる誤検出を防いで、加熱部への通電を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すタイムチャートである。
【図２】同上の断面図である。
【図３】同上の破断側面図である。
【図４】同上のヒータ制御についてのブロック図である。
【図５】同上のヒータ制御についての回路図である。
【図６】交流電源についての特性図である。
【図７】他例の回路図である。
【図８】他例の動作を示すタイムチャートである。
【図９】更に他例の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】別の例の回路図である。
【図１１】更に別の例における高圧放電回路を示す回路図である。
【図１２】図１１に示す抵抗Ｒ１〜Ｒ４の具体的配置例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の髪ケア装置は、交流電源を供給する電源部と、前記電源部から供給される電力で発熱する加熱部と、前記加熱部への通電をスイッチング部を介して制御する制御部と、前記電源部の電圧を検出する検出部とを備える。
【００１３】
前記制御部は、前記検出部で検出される電源電圧が０Ｖを除く所定の電圧に達した時点から所定の時間後に前記スイッチング部に加熱部への通電を開始させることを繰り返すものである。
【００１４】
交流電源が０Ｖを除く所定の電圧に達した時点を起点に通電量の制御を行うために、重畳した外部雑音が上記所定の電圧以下であれば無視することになるために、外部雑音の影響を受けて誤動作することがなくなる。従って通電すべき正確なタイミングで加熱部に通電することができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、前記制御部は、電源電圧が所定の電圧に達したことを検出した半サイクルの次の半サイクル以降のサイクルの位相制御を上記所定の電圧の検出に基づいて行う。従って、所定の電圧を高くした時にも、通電の導通角を大きくすることができるとともに、位相制御において問題となる電磁妨害波を抑制することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、前記制御部は、電源電圧が所定の電圧に達したことを検出した時点で２つのタイマーのカウントを開始し、一方のタイマーのタイムアップ時と、他方のタイマーのタイムアップ時とで異なる半サイクルの位相制御を行う。
【００１７】
これにより、単一の検出部で１サイクル分の位相制御を行うことができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、前記制御部は、前記電源部の電圧のゼロクロス時点から０．５ｍｓ以内に前記加熱部に通電を開始させる。
【００１９】
これにより、電磁妨害波の抑制を確実に行うことができる。
【００２０】
第５の発明は、特に、前記制御部は、加熱部に通電を開始させるためにスイッチング部に送る信号を複数回送信する。
【００２１】
これにより、何らかの原因で制御部からの信号で加熱部を駆動できなかった場合でも、第２以降の信号で加熱部を駆動することができるために、より確実に加熱部を駆動することができる。
【００２２】
第６の発明は、特に、前記制御部は、前記電源部から供給される電力の周波数に応じて加熱部への通電開始タイミングを変更する。
【００２３】
これにより、電源周波数が異なるエリアで使用する場合も、正確なタイミングで加熱部を駆動することができ、誤点弧を招くことがない。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図２及び図３は本発明に係る髪ケア装置の構造の一例を示しており、前後端面が開口する筒状のハウジング１と、ハウジング１外周面の後端寄りから突出する突出部先端に回動自在に連結されたグリップ２とで外殻が構成されている。
【００２６】
電源コード２５が端部から引き出されているグリップ２は、スライド式操作部によって切り替えられる電源スイッチ兼用の風量切り替えスイッチ２０を内蔵している。
【００２７】
ハウジング１は後端面を吸い込み口１１、前端面を吐出口１２とするもので、内部には前後に連結された風洞１３，１４を備えて、後部側の風洞１３内にモータ１５とモータ１５で駆動されるファン１６を備えている。
【００２８】
前部側の風洞１４内には断面十字型のヒータ基板１７に巻いたヒータ１８を配しており、風洞１４の前端には吐出ノズル１９を接続している。
【００２９】
ハウジング１の内面と、風洞１３，１４の外面との間には、図３に示すように、風温切り替えスイッチ３０と、制御回路基板３１と、高圧放電回路３２と、静電霧化ユニット３３とを配している。
【００３０】
静電霧化ユニット３３は、ペルチェ素子による冷却で結露させた空気中の水分に高圧放電回路３２による高電圧を印加して上記水分を霧化させることで、帯電した微粒子水を生成するもので、ノズル３４から上記微粒子水を吐出する。
【００３１】
ヒータ１８の通電制御に関連するブロック図を図４に、回路構成を図５に示す。交流電源である電源部４には、ヒータ１８とスイッチング部５とを直列に接続している。また電源部４には、検出部６と、検出部６の出力を受けて上記スイッチング部５を導通させる制御部８とを接続している。
【００３２】
電源部４からの電力を整流部７を介して受ける検出部６は、整流部７で半波整流された電圧を分圧する抵抗６１，６２と、分圧された電圧がベースに印加されるトランジスタ６３、そして抵抗６４とからなる。
【００３３】
トランジスタ６３が導通した際にＬレベル信号が入力される制御部８は、たとえば１チップマイクロコンピュータからなる。上記Ｌレベル信号を受けた制御部８は、内蔵する２つのタイマーのカウントを開始し、各タイマーのタイムアップ時にパルス信号をフォトトライアック８０の１次側に出力する。
【００３４】
ヒータ１８と直列に接続されたトライアックからなるスイッチング部５は、上記フォトトライアック８０の２次側の導通により導通してヒータ（加熱部）１８に通電する。図中５は直流電源である。
【００３５】
風量切り替えスイッチ２０の操作で電源をオンとすると、電源部４からモータ１５に電圧が印加され、設定された風量に応じた回転数でファン１６が駆動される。ファン１６の駆動により、吸い込み口１１から吸引された空気は風洞１３，１４内を通り、吐出ノズル１９を経て吐出口１２から吐出される。
【００３６】
一方、ヒータ１８への電力供給は、風温切り替えスイッチ３０が冷風にセットされている時にはなされないが、温風にセットされている時には、次のようにしてなされる。
【００３７】
交流電源である電源部４の電圧がゼロクロスから所定の電圧まで上昇した時点で検出部６におけるトランジスタ６３がオンとなり、制御部８の入力ポートにＬレベル電圧が入力される。
【００３８】
制御部８はこのＬレベル電圧の入力で、電源部４の電圧が所定の電圧まで上昇したことを検知し、前述のように２つのタイマーのカウントを開始する。
【００３９】
そして図１に示すように、一方のタイマーのタイムアップ時Ｔ１（交流電源が５０Ｈｚの場合、ほぼ１０ｍｓ後）にパルス信号（通電信号）をフォトトライアック８０に送ってスイッチング部５を導通させる。
【００４０】
また、他方のタイマーのタイムアップ時Ｔ２（交流電源が５０Ｈｚの場合、ほぼ２０ｍｓ後）にもパルス信号をフォトトライアック８０に送ってスイッチング部５を導通させる。
【００４１】
今、検出部６で検出する交流電源の所定電圧（検出電圧）を８．６Ｖとすると、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合、所定電圧に達するのはゼロクロス時点の０．４２ｍｓ後となるが、この時点を起点として２つのタイマーのカウントを開始する。
【００４２】
そして一方のタイマーのタイムアップで制御部８は次の半サイクルの位相制御を行い、他方のタイマーのタイムアップでさらに次の半サイクルの位相制御を行う。
【００４３】
電圧検出を行っている半サイクルの位相制御ではなく、次の半サイクル以降の位相制御を行うのは、所定電圧に達するまでの時間にかかわらず、導通角を大きくして通電量を確保するためである。
【００４４】
また、２つのタイマーを設けて、さらにその次の半サイクルの位相制御も行うことで、１回の電圧検出で１サイクル分の位相制御を行うことができる。
【００４５】
そして、検出電圧を８．６Ｖという高めの電圧に設定しているために、たとえば２Ｖの外部雑音が検出部６やその構成部品に重畳しても、設定した検出電圧（８．６Ｖ）以下であることから、誤検出によるヒータ１８の誤点弧を防ぐことができる。
【００４６】
ここにおいて、電源部４と整流部７との間はリード線で接続されているため、外部雑音が重畳しやすく、検出部６がその雑音で誤動作する可能性がある。従って、検出電圧をできるだけ高く設定し、その電圧以下の雑音を受けにくくしておくことで誤動作を防ぐことができる。ただし、検出電圧をあまり高く設定することも問題がある。
【００４７】
つまり、交流電源である電源部４の電圧が高くなるほど、その電圧を抵抗６１，６２で分圧した電圧の公差が大きくなる。また、交流電源の電圧波形はサインカーブであり、電圧のピーク値に近づくほど、時間あたりの電圧変化が小さくなる。
【００４８】
このために、検出電圧を高く設定するほど、交流電源の電圧が０Ｖの時点から検出電圧に到達する時間（ゼロクロスからの検出電圧到達時間）の公差が大きくなる。
【００４９】
検出電圧は抵抗値のばらつき等により５％の公差を持つ。例えば、検出電圧を２０Ｖに設定すると、交流電源（１００Ｖ，５０Ｈｚ）は電圧０Ｖの時点から４５２ｕｓ（マイクロセック）後に２０Ｖに達する。検出電圧が２０Ｖ±５％の場合、ゼロクロスからの検出電圧到達時間は４５２ｕｓ±２３ｕｓの公差を持つ。
【００５０】
なお、交流電源の周波数変動は１％以内であることから、上記公差の範囲内で無視することができる。
【００５１】
検出電圧が８．６Ｖ±５％の場合、ゼロクロスからの検出電圧到達時間は１９３ｕｓ±１０ｕｓの公差を持つ（図６参照）。これらの公差の点から、検出電圧公差がもたらすゼロクロスからの検出電圧到達時間の公差を１０ｕｓ以下にする必要がある。
【００５２】
すなわち、外部雑音による誤動作を防ぐため、検出電圧はできるだけ高く設定することが必要だが、かつ、ゼロクロスから検出電圧到達時間の公差を１０ｕｓ以下にする必要がある。
【００５３】
検出電圧を８．６Ｖに設定したのは、上記理由による。ちなみに８．６Ｖ±５％ = ８．１７〜９．０３Ｖであり、１８４ｕｓ〜２０３ｕｓで±１０ｕｓである。ただし、本発明は検出電圧が８．６Ｖであるものに限定されない。
【００５４】
検出部６の回路構成も上記例に限定されるものではない。たとえば、図７に示すように、整流用ダイオード６５，６６を利用したものでもよく、さらには図７中の抵抗６２を定電圧ダイオードに置き換えて検出電圧を上げる構成もとることができる。
【００５５】
制御部８のタイマーのタイムアップカウント値は、風温切り替えスイッチ３０の設定によって変更される。この変更により、ヒータ１８の通電信号発生のタイミングが切り替えられて位相制御によるヒータ１８の通電率が変わるために、風温も変化する。
【００５６】
（実施の形態２）
構成は実施の形態１と同じであるが、ここでは、図８に示すように、交流電源の電圧が所定電圧に達したことを検出する半サイクルと同じ半サイクルとその次の半サイクルとの位相制御を行っている。この場合においても、外部雑音の影響による誤動作の発生を抑制することができる。
【００５７】
なお、図８では位相制御の導通角を小さくして風温を低めにしている状態を示している。ちなみに図示例では一方のタイマーのタイムアップ値Ｔ１を５ｍｓ、他方のタイマーのタイムアップ値Ｔ２を１５ｍｓとしている。
【００５８】
ところで、交流電源の電圧が所定電圧に達したことを検出する半サイクルと同じ半サイクルの位相制御を行う場合、交流電源のゼロクロス時点から交流電源の電圧が所定電圧に達してから以降にしかヒータ１８への通電を行うことができない。
【００５９】
そして、ゼロクロス時点から半サイクル内におけるヒータ１８への通電までの時間が長くなると、電磁妨害波の発生を招くことになる。
【００６０】
電磁妨害波（雑音端子電圧）についてのマージンを６ｄＢ以上確保するには、交流電源電圧が０Ｖに達した時点からヒータ１８に通電するまでの時間を５００ｕｓ以下とするのが好ましい。
【００６１】
そして、検出する電圧を前述の８．６Ｖに設定した場合、電源周波数が５０Ｈｚの時、ゼロクロス時点から８．６Ｖに達するのは０．４２ｍｓ後である。このために、交流電源１１の電圧変動や、抵抗の公差、フォトトライアック１８の信号伝達遅延時間、ソフト処理遅れ、タイマーの公差等を考慮すると、同じ半サイクル内で５００ｕｓ以下でヒータ１８への通電を開始することは難しい。
【００６２】
従って、外部雑音の影響による誤動作の発生を抑制しつつ、発生する電磁妨害波を抑制することができる点で、交流電源の電圧が所定電圧に達したことを検出する半サイクルと、検出したことによるヒータ１８への通電制御とは半サイクルずらすことが好ましい。
【００６３】
なお、ずらすのは半サイクルに限定されるものではなく、１サイクル以上ずらすものであってもよい。
【００６４】
（実施の形態３）
構成は実施の形態１と同じであり、動作も実施の形態１とほぼ同じであるが、タイマーのタイムアップ時点でフォトトライアック８０に出力するパルス信号を図９に示すように０．５ｍｓ間隔で複数回繰り返すものとしている。
【００６５】
なお、１個目と２個目、またはそれ以降のパルス信号の間隔は０．５ｍｓである必要はなく、１個目の通電信号と次のゼロクロスまでの間で、任意の間隔を取ることができる。      
【００６６】
何らかの原因で１個目のパルス信号でヒータ１８に通電できなかった場合でも、２個目以降のパルス信号でヒータ１８に通電することができ、より確実にヒータ１８に通電することができる。
【００６７】
ところで、上記の各例では、交流電源周波数が５０Ｈｚである場合について説明したが、交流電源周波数が６０Ｈｚである場合は、制御部８のタイマーのタイムアップカウント値を変更することで対応する。
【００６８】
これは各電源周波数に対応するタイムアップカウント値を制御部８内に設けたテーブル等に記憶させておき、交流電源電圧が所定電圧に達する時間間隔を測定することで交流電源周波数を制御部８が求める。そして、対応するタイムアップカウント値を読み出すことで、制御部８は所定電圧に達した時点からヒータ１８に通電するまでの時間を電源周波数に合わせる。
【００６９】
この結果、髪ケア装置を使用する地域により交流電源の周波数が異なっても、ヒータ１８を誤点弧することなく、確実にヒータ１８を駆動することができる。
【００７０】
なお、電源周波数が６０Ｈｚの場合、交流電源が８．６Ｖに達するのはゼロクロス時点から０．３８ｍｓ後（５０Ｈｚの場合は前述のように０．４２ｍｓ後）となる。位相制御における導通角を最大にする場合、５０Ｈｚの時には２つのタイマーのタイムアップカウント値Ｔ１，Ｔ２を９．８ｍｓと１９．８ｍｓとし、６０Ｈｚの時には８．１７ｍｓと１６．５０ｍｓとするのが好ましい。
【００７１】
いずれの場合も、ゼロクロス時点から０．２ｍｓ前後でヒータ１８への通電を始めるために、電磁妨害波の点から５００ｕｓ以下でヒータ１８への通電を開始する状態を満足している。
【００７２】
（実施の形態４）
実施の形態１ではトライアックからなるスイッチング部５の動作をフォトトライアック８０で制御していたが、図１０に示すように、トランジスタ９０と抵抗９１，９２とコンデンサ９３及びダイオード９４で構成することができる。この場合、回路構成を安価かつ簡素化することができる。
【００７３】
交流電源の立ち上がりが所定電圧（８．６Ｖ）に達した時点を起点にヒータ１８の位相制御を行っている例を示したが、交流電源のたち下がりが所定の負電圧に達した時点を起点に位相制御してもよいのはもちろんである。
【００７４】
（実施の形態５）
図１１は上記の各例における高圧放電回路３２と、静電霧化ユニット３３における第１の電極としての放電極３３ａ及び第２の電極としての対電極３３ｂの回路図である。
【００７５】
静電霧化ユニット３３は、放電極３３ａを冷却することで空気中の水分を冷却された放電極３３ａ上に結露させるペルチェ素子を備えている。そして、高圧放電回路３２による高電圧を放電極３３ａに印加して、放電極３３ａと対電極３３ｂとの間で放電を生じさせる。この放電のエネルギーが、放電極３３ａ上の上記結露水分を静電霧化させて帯電した微粒子水を生成し、ノズル３４から放出する。
【００７６】
図１１から明らかなように、高圧放電回路３２と放電極３３ａとの間に２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列に接続し、放電極３３ｂと高圧放電回路３２との間にも２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４を直列に接続している。
【００７７】
これら抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、交流電源電圧が例えば１１０Ｖ以上のような高い値で、より高い絶縁性が求められる場合、保護インピーダンスとして機能することで、高圧放電回路３２の小型化を維持する。
【００７８】
すなわち、交流電源電圧が１００Ｖの場合と比較して、交流電源電圧が１１０Ｖ以上のときには、より高い絶縁性が求められることから、通常であれば絶縁距離を大きくしたり、大型のトランスを用いる必要がある。しかし、保護インピーダンスとしての抵抗Ｒ１〜Ｒ４があるために、絶縁距離及びトランスを、交流電源電圧が１００Ｖの場合と同じにすることができる。
【００７９】
図１２に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、高圧放電回路３２と放電極３３ａ（図１２中には図示していない）とを接続するリード線３５ａの途中に設置し、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、高圧放電回路３２と対電極３３ｂとを接続するリード線３５ｂの途中に設置している。
【００８０】
また、上記抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、熱収縮チューブ３６で被覆されたものとしている。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を含むリード線３５ａ，３５ｂは風洞１４の外周面の左右（図１２における上下）に振り分けて配置している。
【００８１】
なお、２個ずつの抵抗Ｒ１，Ｒ２（Ｒ３，Ｒ４）を直列に接続して配置しているのは、交流電源電圧が高い（１１０Ｖ以上）場合に、一方の抵抗が短絡しても他方の抵抗が機能することで保護安全性を高めるためである。保護安全性をさらに高めるために、３個以上の抵抗を直列に接続したものとしてもよい。
【００８２】
また、保護インピーダンスとして機能するものであれば良いことから、抵抗に代えて、コンデンサやコイルを用いてもよい。
【００８３】
高圧放電回路３２における対電極３３ｂとしてノズル３４を用いてもよい。この場合、抵抗Ｒ３，Ｒ４が途中に設置されたリード線３５ｂを、高圧放電回路３２とノズル３４とに接続すればよい。
【００８４】
さらに、対電極３３ｂを、グランドに接続されたグランド電極として構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかる髪ケア装置は、外部雑音の検出部への重畳による誤検出を防ぎつつ、電磁妨害波発生の抑制が可能となるので、例えば、モータへの負荷制御等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
４  電源部
５  スイッチング部
６  検出部
８  制御部
１８  加熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014128543.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014128543.tif 000011
【図１０】
2014128543.tif 000012
【図１１】
2014128543.tif 000013
【図１２】
2014128543.tif 000014