JP2020521528A - 皮膚を洗浄し処理する装置用tensアタッチメント - Google Patents
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Abstract
機械的動作源を備える手持ち型皮膚処理装置に取り付け可能な、TENS電流を送達するための装置は、電極間に定められた電圧としてTENS信号を受ける第1の電極および第2の電極を有する伝導性皮膚接触ヘッドを備える、手持ち型皮膚処理装置に取り付けるためのハウジングと、ハウジング内またはハウジング上に取り付けられ、機械的動作源と結合して動作源の運動を受けるように構成されているコネクタと、を備える。当該装置は、運動を電流に変換する前記ハウジング内のエネルギ変換器と、電流を受け、少なくとも一つの電源供給出力電圧に変換する電源制御回路と、少なくとも一つの電源供給出力電圧に接続され、皮膚に送達する前記TENS信号を出力として生成する信号生成回路と、を有する。
Description
本発明は、皮膚、特に、顔の皮膚を洗浄および処理するための装置、並びに皮膚を洗浄および処理するための機械的な動作を用いた装置からのTENS(経皮電気的神経刺激)の送達用のアタッチメントに関する。
皮膚は、人間の体で最も大きな器官であり、環境に対する物的な障壁、微生物に対する防御を形成すること、並びに水分および電解質、紫外線放射、並びに毒物の体内外への通過を可能にし且つ制限することを含む、複数の重要な機能を備える。皮膚の内部には、三つの構造層(表皮、真皮、皮下組織)がある。角化細胞は、表皮において主となる細胞の種類である。線維芽細胞は、真皮において主要な細胞の種類である。真皮は、支持的な細胞外マトリクス(細胞外基質)で構成され、肌の表面に平行に広がるコラーゲンの束を含んでいる。真皮内の線維芽細胞の役割は、コラーゲン、エラスチンおよび構造プロテオグリカンを作り出すことである。コラーゲン線維は真皮の70%を占め、強度と靱性を与えるが、エラスチンは通常の弾力性と柔軟性をもたらす。プロテオグリカンは、粘性および水和をもたらす。トランスフォーミング増殖因子β(TGF−β)は、人間の皮膚結合組織において細胞外基質生成の調整に関連している。当該因子はまた、創傷治癒の過程において重要である。皮膚はまた、神経が分布し、血管が通っており、また、少数の免疫細胞(例えばマスト細胞(肥満細胞)、組織マクロファージ)を含んでいる。
人間の皮膚の老化は、変色、しわ及びたるみ効果に関連している。老化に関連するこれらの変化は、経時的に乾燥、しわ、たるみ及び不規則な着色として人間の皮膚において劇的に見ることができる。典型的には、老化した皮膚は、真皮表皮接合部の平坦化、萎縮の増加、および真皮結合組織の弾力性の低下によって特徴付けられる。堅さと弾力性の低下は、コラーゲンI(しわ形成の主要因に関連している)、エラスチン、並びに大小のプロテオグリカンおよびグリコサミノグリカンを含む、主要な細胞外要素の減少/喪失と破壊に一般的に関連している。皮膚の老化はまた、TGF−βを減少させ、それによってコラーゲンの生成の減少および創傷治癒の低下をもたらす。人間の皮膚に関する老化の組織学的分析によって、組織の厚みの減少、コラーゲンの破壊、および非機能的エラスチンの蓄積が明らかになってきた。
手持ち型の皮膚洗浄装置は、効果的に顔の皮膚を洗浄するために美容目的で使用されている。いくつかの場合、装置は、例えば除去、スムージング/リサーフェシング、または入念な洗浄などのさらなる効用を主張する。そのような装置は、一つ以上の個別の電動毛ブラシまたは不織布パッドを有し、皮膚に対するブラシまたはパッドの機械的動作を提供するために、揺動したり、振動したり、またはそれらの組み合わせを行う。典型的には、洗浄剤は、毛またはパッドに塗布される。これらの装置の洗浄効果は、毛またはパッドの種類、加えられた圧力、および洗浄剤の種類によって決まる。
多くの例の一つに、カリフォルニア州ラグーナヒルズにあるPRETIKA(登録商標)社が販売しているSonicDermabrasion Facial Brush ST255がある。ブラシは、取っ手および回転する円形の毛ブラシヘッドを含んでいる。別の例には、韓国のソウルにあるPobling社が販売しているPore Sonic Cleanserがあり、これは振動する楕円形のブラシを含んでいる。さらなる例として、米国特許出願公開第20160045081号「皮膚を洗浄及び手入れするための装置と方法」(出願番号第14/825316号)、および国際出願番号第PCT/US2016/046738号「皮膚を洗浄及び処理する装置と方法」に示されている。これらに類似している多くの例は、百貨店、薬局およびネットワーク上で容易に見つかる。
そのような回転および/または振動ヘッドは、顔を洗浄するために手を使用するよりも優れた洗浄動作を提供する。しかしながら、そのような装置に皮膚の処理のさらなる形態を追加することが望ましい場合もある。創傷治癒にTENS(経皮電気的神経刺激)を使用することが知られている(文献「Diabetic Foot & Ankle.ボリューム4,2013」内のGaurav Thakral、Javier LaFontaine、Bijan Najafi、Talal K. Talal、Paul Kim、Lawrence A. Laveryによる「Electrical stimulation to accelerate wound healing」(10.3402/dfa.v4i0.22081)参照。これは、2013年9月16日にネットワーク上に公開されている(doi:10.3402/dfa.v4i0.22081)。)。また、Salton社のRejuvenique Model #RJV10、Face Master社のFacial Toning System、Isomera社のNutritone、およびCarol Cole社のTrinity−NuFaceなど、美肌利用目的で米国食品医薬品局によって認可されたTENSの製品が存在している。
効果的に洗浄されてきた皮膚は、顔の細い線の存在、斑状の色素沈着、一様でない肌の色合い、触覚的な粗さ、全体的に堅い外観および顎の線の輪郭などの美的外観だけでなく、滑らかさまたは輝きなどの望ましい特性も改善され得る。したがって、洗浄を組み合わせた美的なTENSの処理を提供することが望まれる。電気刺激を用いるそのような処理は、事前または事後の機械的な洗浄処理と組み合わせて利用されることが望まれる。以下に記載されている装置は、一つ以上の実施形態において、どのようにしてTENSの処理の機能を手持ち型の洗浄装置の特定のタイプに付加することができるかを示す。
Diabetic Foot & Ankle.ボリューム4,2013内のElectrical stimulation to accelerate wound healing
Powerful curved piezoelectric generator for wearable applications(https://koreauniv.pure.elsevier.com/en/publications/powerful−curved−piezoelectric−generator−for−wearable−applications)
本明細書は、TENS電流を送達するための洗浄装置用のアタッチメントを開示している。アタッチメントは、機械的動作源を備える手持ち型皮膚処理装置に取り付け可能であり、手持ち型皮膚処理装置に取り付けるハウジングと、コネクタとを備える。ハウジングは、電極間に定められた電圧としてTENS信号を皮膚に送達する第1の電極および第2の電極を備える伝導性皮膚接触ヘッドを備える。コネクタは、ハウジング内またはハウジング上に取り付けられ、機械的動作源に結合して動作源の運動を受けるように構成されている。装置は、運動を電流に変換するためにハウジング内にエネルギ変換器と、電流を受け、少なくとも一つの電源供給出力電圧に変換する電源制御回路と、少なくとも一つの電源供給出力電圧に接続され、皮膚に送達する前記TENS信号を出力として生成する信号生成回路とを有する。
様々な実施形態において、装置は、振動または回転運動のいずれかで駆動されるステッピングモータ発電機を使用することで、または回転モータ発電機を回転することで振動または回転運動のいずれかを電流に変換する。
一実施形態において、手持ち型皮膚処理装置は、機械的動作源およびジャックコネクタを有する。手持ち型皮膚処理装置は、電極間に定められた電圧としてTENS信号を受ける第1の電極および第2の電極を有する伝導性皮膚接触ヘッドを備える、手持ち型皮膚処理装置に取り付けるためのハウジングと、ハウジング内またはハウジング上に取り付けられており、動作源に電力を供給する電流を遮断して手持ち型皮膚処理装置の電源からTENSアタッチメントにつながる電流供給対に電流を流すために、接続ジャックに挿入するように構成されている接続ジャックと、電流供給対に接続され、皮膚に送達するTENS信号を出力として生成する信号生成回路とを備える。
また、本明細書は、ハンドルと、ハンドル内に配置され、アクチュエータに取り付けられた電気モータと、運動をTENSで有益と知られている電気信号に変換するアタッチメントとを備える装置を含む皮膚洗浄システムを開示している。モータおよびアクチュエータは振動またはその他の運動を与えるように構成されている。TENSは、同一の手持ち型のベースから供給されてもよい。洗浄ヘッドの振動、回転またはその他の洗浄運動を先に受けた、または後で受ける皮膚表面に塗布される液体、ディスパージョン、ローション、ジェル、美容液または溶液から構成されるグループから選択された洗浄剤、伝導性の改良剤またはその他の皮膚に有益な物質とともに使用されてもよい。
装置のさらなる利点および新しい特徴が、以下の明細書にある程度記載されている。
本開示は、好ましい実施形態を記載しているが、当業者は、本発明の主旨と範囲を逸脱することなく、形状および詳細を変更できることが分かる。様々な実施形態が図面を参照しつつ詳細に記載され、複数の図を通して、類似した符号は、類似した部品およびアセンブリを表す。様々な実施形態への言及は、添付された特許請求の範囲を限定するものではない。さらに、本明細書に記載されている任意の実施例は、限定することを意図するものではなく、添付された特許請求の範囲のために多くの想定される実施形態のいくつかを単に説明している。
(定義)
本明細書において、用語「洗浄装置」または「装置」は、哺乳類、例えば人間の皮膚を洗浄するのに有用な装置を意味している。装置は、少なくともハンドルと;ハンドル内に配置され、少なくとも一つのアクチュエータに取り付けられた電気モータであって、アクチュエータがハンドルの外側に位置し、モータおよび少なくとも一つのアクチュエータまたは動作源が、例えば約5Hz〜30Hzの周波数で、振動運動を与えるように構成されている、電気モータと;および少なくとも一つのアクチュエータに取り付けられた洗浄ヘッドとを含んでいる。アクチュエータは、一つ以上の洗浄ヘッド部に振動運動をする動作源としての機能を有する。
本明細書において、用語「洗浄装置」または「装置」は、哺乳類、例えば人間の皮膚を洗浄するのに有用な装置を意味している。装置は、少なくともハンドルと;ハンドル内に配置され、少なくとも一つのアクチュエータに取り付けられた電気モータであって、アクチュエータがハンドルの外側に位置し、モータおよび少なくとも一つのアクチュエータまたは動作源が、例えば約5Hz〜30Hzの周波数で、振動運動を与えるように構成されている、電気モータと;および少なくとも一つのアクチュエータに取り付けられた洗浄ヘッドとを含んでいる。アクチュエータは、一つ以上の洗浄ヘッド部に振動運動をする動作源としての機能を有する。
本明細書において、用語「洗浄ヘッド」は、第1の主要面および第2の主要面を有するものを意味している。第1の主要面は、当該主要面に配置された複数の洗浄機構を有する。第2の面は、洗浄装置の少なくともアクチュエータ/動作源に取り付けられるように構成されている。いくつかの実施形態において、洗浄ヘッドは、複数の個別の洗浄ヘッド部を含み、それぞれの部分が複数の洗浄機構を含んでいる。いくつかのそのような実施形態において、一つ以上の洗浄ヘッド部は、第2の主要面でハンドルに取り付けられている。第2の主要面は、概して第1の主要面の反対側にあり、アクチュエータと結合しており、少なくとも一つの洗浄ヘッド部がアクチュエータによって動かされるように取り付けられている。いくつかの実施形態において、洗浄ヘッドの第1の主要面は、実質的に平面である。他の実施形態において、洗浄ヘッドは、曲線または弓形形状を有し、いくつかの実施形態において半球形状を含んでいる。いくつかの実施形態において、洗浄ヘッドは、概して対称であり、他の実施形態において、洗浄ヘッドは、一つ以上の非対称形状または非対称な輪郭を含む。いくつかの実施形態において、洗浄ヘッドは、複数の弓形形状を含む。
本明細書において、用語「TENS」は、経皮電気的神経刺激を意味し、皮膚に用いられ、アメリカ食品医薬品局(FDA)によって美的利用またはその他人間への利用を承認されている、様々な波形を用いることを言及している。
本明細書において、用語「洗浄運動」は、手持ち型装置によって送達される運動を意味しており、隣接するエッジの反対側の面での二つの点など、二つの隣接する点で測定されるような、第2の隣接する洗浄ヘッド部に対する第1の洗浄ヘッド部の移動を生じさせる運動である。一実施形態においては、振動運動である。運動は、一つの洗浄ヘッド部のみに送達され、動かない隣接する洗浄ヘッド部には送達されなくてもよい。代替的に、隣接する動かない洗浄ヘッド部も振動し、部位の組み合わされた移動の結果である総変位運動をもたらす。洗浄運動は、また、少なくとも一つの洗浄ヘッド部を回転するように送達された運動を含んでいる。
本明細書において、用語「ハンドル」または「ハンドル部」は、使用者に対して装置の洗浄ヘッドを使用者の顔に促し、装置を操作して洗浄ヘッドを顔の表面全体に摺動させることができるような、平均的な人間の握り方に合った洗浄装置の部分を意味する。ハンドルはさらに、モータおよび関連配線、支持部、並びにDC(直流)またはAC(交流)/DCによってモータでの電力の利用を容易にするような電源入力を含んでいる。いくつかの実施形態において、ハンドルは、モータまたは装置制御モジュールに対する電力のオン、オフを切り換えるスイッチを含んでいる。いくつかの実施形態において、ハンドルは、さらなる制御部を含んでいる。
本明細書において、用語「電気モータ」は、回転か、往復か、環状かまたはその他の運動を発生させるために電気によって動力を供給された装置を意味し、洗浄ヘッドまたは洗浄ヘッド部に直接的にまたは間接的に連結され得、本明細書に記載されているように動かす。また、運動を受け、受け取った運動から得られる電気エネルギの発電機としても機能するモータを意味する。そのようなモータは、ステッピングモータ、またはDC若しくはアナログ若しくは回転モータがある。
本明細書において、用語「ステッピング」または「ステッピングモータ」は、位置信号によって制御されたモータを意味し、円弧運動の増分、例えば0.9度または1.8度で作動でき、出力シャフトに規定量の弓形運動または回転運動を与える。典型的には、ステッピングモータは、位置を定めるように中央の歯車またはロータの周りに配置された歯状の電磁石を有する。代替的に、シャフトに運動を作用させることで複数の磁石を有するロータが動き、動いている磁石に隣接しているステッピングモータのコイルに電流を発生(誘導)させることができる。
本明細書において、用語「約」は、本開示の実施形態の記載で用いられている、例えば、組成物の成分、濃度、体積、処理温度、処理時間、収率、流量、圧力およびこれらに類する値の量、並びにその範囲を修飾しており、数量の変動を言及している。当該変動は、例えば、化合物、組成物、濃縮物、または利用製剤の製造に使用される典型的な測定および処理手順を通じて;上記手順における不注意による誤りを通じて;製品、産地、または方法を実行するために使用される出発物質若しくは原料の純度の違いを通じて;および類似した事項で生じ得る。用語「約」は、また、特定の初期濃度または混合物を有する製剤の劣化により異なる量、および特定の初期濃度または混合物を有する製剤の混合または処理により異なる量を包含する。用語「約」で修飾されている場合、添付の特許請求の範囲は、これらの量と同等のものを含んでいる。
本明細書において、用語「実質的に」は、本開示の実施形態の記載で用いられている、例えば、組成物の成分の種類若しくは量、特性、測定可能な量、方法、位置、値または範囲を修飾しており、変動を言及している。当該変動は、意図された組成物、特性、量、方法、位置、値または範囲を否定するように、全体で記載された組成物、特性、量、方法、位置、値またはその範囲に影響を与えるものではない。意図された特性には、単なる非限定的な例として、弾性、係数、堅さ、形状が含まれ、意図された位置には、第2の洗浄機構に対する第1の洗浄機構の位置が含まれる。用語「実質的に」で修飾されている場合、添付の特許請求の範囲は、物質の当該種類および量と同等のものを含んでいる。
(洗浄装置、およびTENSアタッチメントの概観(図1〜図3A))
本明細書は、哺乳類、例えば人間の皮膚を洗浄する洗浄装置を開示する。当該装置は、少なくとも一つのハンドルを備え、電気モータがハンドル内に配置され、アクチュエータに取り付けられ、モータおよびアクチュエータが動力源となるように、すなわち洗浄ヘッドに動きを与えるように構成されている。一実施形態において、モータおよびアクチュエータは、洗浄ヘッドの少なくとも一部に約5Hz〜30Hzの周波数で振動運動を与える。洗浄ヘッドは、第1の主要面および第2の主要面を有してもよい。第1の主要面は、複数の弾性(エラストマ)洗浄機構を備える。洗浄機構は、第1の面から延びている。一実施形態において、洗浄ヘッドは、複数の洗浄ヘッド部に分割されている。アクチュエータ/動作源は、洗浄ヘッドの第2の主要面に取り付けられており、振動運動を一つ以上の洗浄ヘッド部に作用させ、約0.5mmから8mmの振動ごとのヘッド部間の総変位をもたらす。
本明細書は、哺乳類、例えば人間の皮膚を洗浄する洗浄装置を開示する。当該装置は、少なくとも一つのハンドルを備え、電気モータがハンドル内に配置され、アクチュエータに取り付けられ、モータおよびアクチュエータが動力源となるように、すなわち洗浄ヘッドに動きを与えるように構成されている。一実施形態において、モータおよびアクチュエータは、洗浄ヘッドの少なくとも一部に約5Hz〜30Hzの周波数で振動運動を与える。洗浄ヘッドは、第1の主要面および第2の主要面を有してもよい。第1の主要面は、複数の弾性(エラストマ)洗浄機構を備える。洗浄機構は、第1の面から延びている。一実施形態において、洗浄ヘッドは、複数の洗浄ヘッド部に分割されている。アクチュエータ/動作源は、洗浄ヘッドの第2の主要面に取り付けられており、振動運動を一つ以上の洗浄ヘッド部に作用させ、約0.5mmから8mmの振動ごとのヘッド部間の総変位をもたらす。
図1は、周知の洗浄装置の一例の実施形態の写真図である。洗浄装置100は、図1に示されている。装置100は、ハンドル部110、オン/オフスイッチ120、および洗浄ヘッド140を配置し且つ支持する取り付け部130を含む。洗浄ヘッド140は、洗浄面150を有する。洗浄面150は、複数の弾性洗浄機構160を含んでいる。様々な実施形態において、ハンドル部110は、洗浄ヘッド140またはその部分の選択された運動を作動させるモータ(図示せず)を含んでいる。洗浄ヘッド140の第2の主要面(図示せず)は、アクチュエータに取り付けられており、洗浄ヘッドの一部の振動運動の作動を促進する。一実施形態において、アクチュエータは、洗浄ヘッド140との接合部にある取り付け部130の移動するハブまたは他の動作源(図1に示さず)である。一実施形態において、振動は、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50度またはそれ以上の角度など、多くの角度の弧で往復する、ハブ/動作源の回転運動である。一実施形態において、ハブ/動作源は、5度から90度の間を含んだ円弧の端部の間を振動する、弓形運動を与える。別の実施形態において、ハブは、回転運動を提供してもよい。装置100は、ハンドル部110内に充電式バッテリを有する。バッテリ装置は、電気エネルギをモータ及び制御モジュールに提供し、ハブ/動作源を、したがって、洗浄ヘッド140またはその一つ以上の部位の動きを作動させる。
以下は、洗浄装置の代表的な大きさである。示されている実施形態では、装置の高さHは、約140mmから200mmの間、または約170mmから180mmの間である。装置の幅Wは、約30mmから70mm、または約40mmから60mmである。装置の深さDは、約50mmから120mm、または約70mmから100mmである。
洗浄装置100の様々な他の立体配置の実施形態は、洗浄ヘッドが取り外し可能であり、その取り外しによって動作源にアクセス可能である限り、可能である。
洗浄ヘッド部の動きは、洗浄ヘッド部のアタッチメントによって動きを作動させるようにハブ/動作源またはアクチュエータに連結された少なくとも一つのモータによって生じる。いくつかの実施形態において、洗浄ヘッドハウジングは、ハンドルに取り付けられるが、一つ以上の洗浄ヘッド部は、一つ以上のアクチュエータに取り付けられることは、理解されるだろう。いくつかの実施形態において、一つ以上の洗浄ヘッド部は、一つ以上のアクチュエータに取り付けられ、振動運動を提供するが、一つ以上のさらなる洗浄ヘッド部は、ハンドルに取り付けられ、一つ以上の動かない洗浄ヘッド部を提供する。他の実施形態において、一つ以上のアクチュエータは、複数の洗浄ヘッド部での反対の振動運動を提供する。
洗浄ヘッド140は、清掃およびアクチュエータ機構、例えばハブ/動作源(図1に示していないが、図10aでは1010で示されている)、にアクセスできるようにするため洗浄装置100から取り外し可能である。ハブ/動作源は、取り付けられた洗浄ヘッド部に運動を送達する。洗浄ヘッドおよびアクチュエータ機構(様々な実施形態に関する)のさらなる詳細は、米国特許出願公開第20160045081号「皮膚を洗浄及び手入れするための装置と方法」(出願番号第14/825316号)、および国際出願番号第PCT/US2016/046738号「皮膚を洗浄及び処理する装置と方法」に示されており、これらの開示は、本明細書の一部を構成するものとしてその内容を本明細書に援用する。
装置100のハンドル部は、モータを収容している。モータは、AC/DC電源によって直接電力を供給されるか、バッテリによって電力を供給される。ハンドルはさらに、関連配線、支持部、およびDCまたはAC/DCによってモータでの電力の利用を容易にするような、供給回路を介した電源入力を含む。外部から電力が供給される場合、コードが設けられ、使用者が洗浄装置のプラグを一般の壁コンセント(北アメリカでは例えば120V、60Hz)に差し込み、電力をDCに変換する。洗浄装置がバッテリから給電される場合、充電コードは装置に取り外し自在に取り付けられ、充電コードのプラグを一般の壁コンセントに差し込み、消耗したバッテリを充電する。いくつかの実施形態において、装置がバッテリから給電され、充電可能な場合、充電レベルセンサが、使用者に見えるようにディスプレイに連結され、使用者は、残りのバッテリ電力の状態を注意喚起される。いくつかの実施形態において、ハンドル110は、スイッチ120を含んでおり、使用者はモータへの電力のオン(通電)、オフ(遮断)を切り換えることができる。
いくつかの実施形態において、洗浄装置はさらに、タイマ(典型的にはタイマ回路またはプログラムされたマイクロプロセッサ(超小型演算装置)に基づく)を収容している。タイマは、特定の時間が経過したことを使用者に、ビープ音を鳴らす、振動する、または別の方法で通知する。例えば、タイマアルゴリズムは、洗浄装置が「オン」になったとき、ビープ信号を15秒ごと、30秒ごと、またはいくつかの他の間隔で発生させ、使用者に、違うエリアの皮膚に対処し始めるべきだと注意喚起するのに有益である。タイマ間隔は、特定の時間間隔が経過すると装置を停止するように内部に収容された自動「オフ」スイッチと合わせて有益に採用される。例えば、いくつかの実施形態において、タイマ動作は、15秒ごとに振動し、4回目の15秒の間隔(この間、タイマ振動は3回発生している)の後、装置が自動的に停止するように実装される。いくつかの実施形態において、使用者は、皮膚洗浄プログラムを(ハンドルに置かれた制御部を介して)選択できる。タイマおよび自動停止は、顔洗浄、皮膚に優しい顔洗浄、足の洗浄、および類するもの用にプログラムされる。
ハンドル部110は、平均的な人間の握り方に合っており、使用者は、洗浄ヘッド140の洗浄面150を使用者の顔にいくつかの利用圧力で心地よく接触させることができ、装置を操作して顔の表面全体に洗浄機構160を摺動させることができる。
図2は、図1の洗浄装置100の一例の実施形態の写真図である。洗浄ヘッド140は、取り外され、電極を有する皮膚接触面210を含むTENSアタッチメント200に置き換えられている。示されているように、装置100は、ハンドル部110、オン/オフスイッチ120、取り付け部130に関しては、取り付け部130が、皮膚接触面210を有するTENSアタッチメント200を配置し且つ支持することを除いて、残っている。
(ヘッドアセンブリ(図3A〜図3D))
図3Aは、TENSアタッチメント200の分解されている部品の写真図である。当該部品は、ヘッドカバーまたはハウジング212、出力電線216を有するモータ/発電機および結合アセンブリ214、以下に記載されている回路用のプリント基板218、および洗浄ヘッド140を取り外した後の取り付け部130へのモータ/発電機および結合アセンブリ214の確実な取り付けを補助するモータアダプタ220を含んでいる。図3Aはさらに、中央ヘッド接点または電極222、外側ヘッド接点または電極224、並びに中央、外側ヘッド接点または電極222、224に接続できる二つの電線はんだラグ226を示す。
図3Aは、TENSアタッチメント200の分解されている部品の写真図である。当該部品は、ヘッドカバーまたはハウジング212、出力電線216を有するモータ/発電機および結合アセンブリ214、以下に記載されている回路用のプリント基板218、および洗浄ヘッド140を取り外した後の取り付け部130へのモータ/発電機および結合アセンブリ214の確実な取り付けを補助するモータアダプタ220を含んでいる。図3Aはさらに、中央ヘッド接点または電極222、外側ヘッド接点または電極224、並びに中央、外側ヘッド接点または電極222、224に接続できる二つの電線はんだラグ226を示す。
図3Bは、TENSアタッチメント200用のヘッドカバーサブアセンブリの一実施形態の部品の分解図を示す。図3Bにおいて左から右に見て、部品は、ヘッドスプリング307、様々なコネクタねじ309、後述するTENS波形生成回路に取り付けられるコネクタプラグ308、並びに外側ヘッド接点電線305および内側ヘッド接点電線306に接続された一対のはんだラグ304を含んでいる。図3Bはさらに、ヘッドカバーまたはハウジング212、中央ヘッド接点または電極222、および外側ヘッド接点または電極224を示す。
図3Cは、中央ヘッド接点または電極222用、外側ヘッド接点または電極224用の電線アタッチメント点232、234を有する、ヘッドカバーまたはハウジング212の内側を見た図を示す。また、中央ヘッド接点または電極222、および外側ヘッド接点または電極224のそれぞれ用に、ヘッドカバー212の上面に三つのねじアタッチメント点322、324が示されている。
図3Dは、ヘッドカバーまたはハウジング212に入るモータおよび回路アセンブリ300のアセンブリの図を示す。また、モータアダプタ220およびモータ結合250が示されている。一実施形態におけるモータは、バイポーラステッピングモータ(図9の900参照)、特にパンケーキ型ステッピングモータである。当該ステッピングモータは、ロータで弓形または回転運動を受けることができ、ロータ上の円形配列の磁石がロータの周りを囲んでいるコイルの配列を通り過ぎたとき、電流を発生させることができる。
バイポーラステッピングモータは典型的には、ロータを構成する永久磁石の円形の集まりの外側にある、二つ以上の対のコイルへ電流のパルスを送達するコントローラ回路による位置調整への利用に使用される。パルスは、ロータをある角度位置から別の角度位置へと移動させる。これと同じ構造は、ロータを回転させることで電流を発生させるために使用され、永久磁石が周囲のコイルに電流を誘導する。磁石がコイルを通過するたびに、電流のパルスが誘導される。ロータ磁石が回転して複数のコイルを通過した場合、それぞれのコイル/磁石の相互作用から、多くのパルスが発生する。ハブ/動作源の回転運動の形で、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50度またはそれ以上の角度など、多くの角度の弧で往復して振動を送達する動作源を有する当該状況では、ステッピングモータのロータに送達された所定の弓形運動に対して誘導される電流のパルスの数は、ロータが指定された角度の弧を移動するときに、ステッピングモータのロータ上の磁石がステッピングモータのコイルを通過する回数によって決まる。一実施形態において、動作源は、一つの方向におおよそ44度の円弧の動きを送達し、反対方向に44度の同じ円弧で逆方向に移動する。
ステッピングモータは、ステップの一つにおいての円弧の角度の数によって定められてもよい。例えば、モータは3.6度のステップ(100ステップで完全に回転する)を有してもよく、1.8度若しくは0.9度のステップ、またはステップごとに他の円弧量を有してもよい。一実施形態において使用されるステッピング用に、上記それぞれでの、一つの方向への約44度の円弧の動きによって生じるパルスのおおよその数は以下の通りである。
3.6度ステップの場合、約3パルス発生
1.8度ステップの場合、約6パルス発生
0.9度ステップの場合、約12パルス発生
3.6度ステップの場合、約3パルス発生
1.8度ステップの場合、約6パルス発生
0.9度ステップの場合、約12パルス発生
本出願に関して、円弧運動から送達されるパルスの正確な数は、下流回路に供給される全エネルギが少なすぎない限り、重要ではない。多くのパルスが与えられると、手持ち型装置100のハブ/動作源1010の44度の円弧で(約5Hz〜約30Hzの範囲の周波数で)継続的な振動を受けることによりステッピングモータ900の出力で生じた一連のパルスから、次に記載する発電回路を使用して、平滑されたDC出力を得られる。
(電力生成電子サブアセンブリ(図4、6))
アタッチメント200は、一実施形態において、図4に示されているような発電回路400を有する。図4の左側は、二つの全波ブリッジ整流回路410であり、図4の左側の四つの入力点408でバイポーラステッピングモータのAC出力を整流するために受ける。図4で右に移動すると、発電回路400は、キャパシタを備える回路412を有し、キャパシタが整流されたACから電荷を蓄積する。キャパシタの出力電圧は、昇圧電源(Boost Supply)回路420の入力に接続される。昇圧電源回路420は、中心部品として昇圧型コンバータ、例えばTexas Instruments社のTLV61220を有する。当該昇圧電源回路420は、論理電源(Logic Supply)回路440の入力に接続される出力を有する。回路412は、比較的低電圧、例えば約1〜2ボルトを昇圧電源回路420に供給し、昇圧電源回路420は、一実施形態において約5ボルトの出力を論理電源回路440に提供する。論理電源回路440は、中心部品としてLDO(低ドロップアウト)レギュレータ、例えばTexas Instruments社のTPS71530を有する。これは、一実施形態において、約3ボルトの安定した、きれいな出力を提供し、マイクロプロセッサまたはその他の論理回路(図5参照)に電力を与える。
アタッチメント200は、一実施形態において、図4に示されているような発電回路400を有する。図4の左側は、二つの全波ブリッジ整流回路410であり、図4の左側の四つの入力点408でバイポーラステッピングモータのAC出力を整流するために受ける。図4で右に移動すると、発電回路400は、キャパシタを備える回路412を有し、キャパシタが整流されたACから電荷を蓄積する。キャパシタの出力電圧は、昇圧電源(Boost Supply)回路420の入力に接続される。昇圧電源回路420は、中心部品として昇圧型コンバータ、例えばTexas Instruments社のTLV61220を有する。当該昇圧電源回路420は、論理電源(Logic Supply)回路440の入力に接続される出力を有する。回路412は、比較的低電圧、例えば約1〜2ボルトを昇圧電源回路420に供給し、昇圧電源回路420は、一実施形態において約5ボルトの出力を論理電源回路440に提供する。論理電源回路440は、中心部品としてLDO(低ドロップアウト)レギュレータ、例えばTexas Instruments社のTPS71530を有する。これは、一実施形態において、約3ボルトの安定した、きれいな出力を提供し、マイクロプロセッサまたはその他の論理回路(図5参照)に電力を与える。
図6は、図4の回路サブアセンブリから測定された波形を示す。それぞれのスクリーンショットまたはグラフでの一番下の波形は、未加工の高周波AC信号であり、洗浄装置100の機械的動作源への機械的な接続を通じて発電機として駆動されるステッピングモータの巻線からの出力である。それぞれのスクリーンショットでの一番下の波形の上にある次の記録波形は、ステッピングモータ相から整流された電圧である。一番上の記録波形は、論理電源回路440を含む他の回路を駆動するために要求される、昇圧電源回路420(昇圧レギュレータ)のおおよそ5Vの出力である。5Vの出力は、論理電源回路440において、TENS信号生成タイミング用の低電力マイクロプロセッサに供給する電力として使用するのに適するように調整される。図6の左側のスクリーンショット(1区切り1秒)は、5ボルト昇圧電源が使用可能になる(紫色)ときの電圧の立ち上がり(緑色)のスナップショットである。この例では、約2秒の時間がかかっているように見える。右側のスクリーンショット(1区切り4秒)は、キャパシタ回路が電荷を蓄積し安定するにつれて(この例では約5秒)、増加している(一番下の波形の上にある次の記録波形)整流電圧を示す。モータおよび構成部品の公差に応じて、電圧上昇時間は、ある程度変化するが、グラフは、図4に示された一般的な設計の回路から想定される、代表的な例である。
使用者がスイッチ120で当該装置をオン、オフできるようにする洗浄装置100の制御システムは、TENSアタッチメントに接続されている動作源1010の動作を起動する。したがって、スイッチ120は、オン/オフ制御として、また、TENSアタッチメント200のTENS出力をし続ける。
(TENS波形生成電子サブアセンブリ(図5、7))
図5は、図2に示されたTENS送達アタッチメントのTENS波形生成電気サブアセンブリ波形生成回路サブアセンブリの概略的な回路図500を示す。図5の左には、TEXAS Instruments社のMSP430などの、信号生成タイミング用の超低電力マイクロプロセッサ510がある。マイクロプロセッサは、TENS信号の一つ以上のパラメータを決定するようにプログラムすることで又はその他の手段で構成可能であり、信号に美的なTENSの処理に適した波形、すなわち、アメリカのFDAが510kの申請について認可できると考えるであろう、510k申請について以前に認可されている合法的に市販されている装置(predicate device)の一つ以上の美的TENS波形を示す波形を与える。マイクロプロセッサ510のある出力は、デジタル/アナログ変換器(DAC)520に、そして二つのオペアンプに基づく精密電流源回路530に供給される。精密電流源回路530からの電流532は、シングルエンド信号の位相反転のためにフルブリッジ出力回路540に接続される。つまり、TENS出力波形の極性を、入力541、542、543、544でマイクロプロセッサ510によって供給された信号に基づいて制御する。
図5は、図2に示されたTENS送達アタッチメントのTENS波形生成電気サブアセンブリ波形生成回路サブアセンブリの概略的な回路図500を示す。図5の左には、TEXAS Instruments社のMSP430などの、信号生成タイミング用の超低電力マイクロプロセッサ510がある。マイクロプロセッサは、TENS信号の一つ以上のパラメータを決定するようにプログラムすることで又はその他の手段で構成可能であり、信号に美的なTENSの処理に適した波形、すなわち、アメリカのFDAが510kの申請について認可できると考えるであろう、510k申請について以前に認可されている合法的に市販されている装置(predicate device)の一つ以上の美的TENS波形を示す波形を与える。マイクロプロセッサ510のある出力は、デジタル/アナログ変換器(DAC)520に、そして二つのオペアンプに基づく精密電流源回路530に供給される。精密電流源回路530からの電流532は、シングルエンド信号の位相反転のためにフルブリッジ出力回路540に接続される。つまり、TENS出力波形の極性を、入力541、542、543、544でマイクロプロセッサ510によって供給された信号に基づいて制御する。
当該様々な回路によって、美的TENS利用がFDAによって認可されるような所望の波形、出力レベルおよび変化する極性を有するTENS出力信号が可能となり、出力電線対550に送達される。上述しているような、Salton社のRejuvenique Model #RJV10、Face Master社のFacial Toning System、Isomera社のNutritone、およびCarol Cole社のTrinity−NuFaceなどのFDAへの申請により、複数のFDAによって認可されている美的TENS波形が示されており、これは本装置の一つ以上の実施形態において、実質的に同様、または一つ以上の変形した形で使用され得る。より具体的には、マイクロプロセッサ510は、四つの入力点541〜544でフルブリッジ出力回路540に信号を与え、出力波形およびその極性のタイミング、パルス時間およびその他のパラメータの仕様を制御し、したがってそれらを可能にする。
図7は、図5の回路からの見本波形出力700を示す。示されているように、出力は、一つの極性の一連のパルス710と、反対の極性の類似の一連のパルス720から構成されている。これは、周知の美的TENS波形であり、FDAによって美的TENS使用が認められている。
FDA申請において美的TENS用に認可される装置の試験に基づいて、電流範囲は約0.003mA〜約0.700mA(負荷抵抗によって決まる)、電圧は約0.1〜約6.0V(同じく負荷抵抗によって決まる)が美的TENSに適しているように思われる。図5の回路は、マイクロプロセッサ510にプログラムすることでプログラム可能である。したがって、厳密には美的TENS波形ではない、FDA認可TENSに適した電圧および電流のレベルおよび波形は、また、図5の回路から生成され得る。現在の、または将来の研究によって肌の治療に良いことが分かった波形は、マイクロプロセッサ510への適切なプログラムにより本装置で実行され得る。
(手持ち型のベースに連結されているTENSアタッチメントハウジングおよび皮膚接触電極(図8A〜8D))
図8A〜8Dは、TENSアタッチメントおよびTENS出力電極用ハウジング212のさらなる態様を示す。図8Aは、ハウジング212およびモータアダプタ220を有するTENSアタッチメント200の側面図を示す。図8Aの上部には、中央ヘッド接点222および外側ヘッド接点224が見えている。これらは、示されている実施形態では、皮膚と接触する電極対であり、両方の電極が皮膚と接触すると、接触した皮膚に電極間でTENS波形を送達する。図8Bは、TENSアタッチメントのハウジング212に取り付けられた二つの電極/接点222、224の上面図を示す。二つの電極は、絶縁体230で分けられている。ハウジング212は、皮膚接触用の概ね平面な構成で第1および第2の出力電極を支持するように構成されている。平面な構成は、図8Aに示されているように、なだらかな凸曲率を有する。示されているように、二つの電極/接点222、224は、浅い表面パターンを有してもよい。当該パターンは、主として視覚的訴求のために選択され得る。または、皮膚への伝導性を改善し、使用者の快適性を損なう摩擦を減らし、またはその他皮膚のためになることを提供するために使用され得るローションタイプの物質を分布させるのに役立つ、広く太い領域の間になだらかな溝を有してもよい。皮膚接触電極と皮膚との間での伝導性ローションを使用すると、電流を一様に、より広い皮膚領域に分布させるのに役立つため、使用者の快適性を向上させ得ることが分かっている。これにより、皮膚に接触する任意の点で、不快な感覚を生じさせるほど電流密度が高くなる可能性が低くなる。
図8A〜8Dは、TENSアタッチメントおよびTENS出力電極用ハウジング212のさらなる態様を示す。図8Aは、ハウジング212およびモータアダプタ220を有するTENSアタッチメント200の側面図を示す。図8Aの上部には、中央ヘッド接点222および外側ヘッド接点224が見えている。これらは、示されている実施形態では、皮膚と接触する電極対であり、両方の電極が皮膚と接触すると、接触した皮膚に電極間でTENS波形を送達する。図8Bは、TENSアタッチメントのハウジング212に取り付けられた二つの電極/接点222、224の上面図を示す。二つの電極は、絶縁体230で分けられている。ハウジング212は、皮膚接触用の概ね平面な構成で第1および第2の出力電極を支持するように構成されている。平面な構成は、図8Aに示されているように、なだらかな凸曲率を有する。示されているように、二つの電極/接点222、224は、浅い表面パターンを有してもよい。当該パターンは、主として視覚的訴求のために選択され得る。または、皮膚への伝導性を改善し、使用者の快適性を損なう摩擦を減らし、またはその他皮膚のためになることを提供するために使用され得るローションタイプの物質を分布させるのに役立つ、広く太い領域の間になだらかな溝を有してもよい。皮膚接触電極と皮膚との間での伝導性ローションを使用すると、電流を一様に、より広い皮膚領域に分布させるのに役立つため、使用者の快適性を向上させ得ることが分かっている。これにより、皮膚に接触する任意の点で、不快な感覚を生じさせるほど電流密度が高くなる可能性が低くなる。
図8Cは、TENSアタッチメント200の斜視図であり、ハウジング212に取り付けられた二つの電極/接点222、224を再度示している。また、TENSアタッチメント200の底部にモータアダプタ220が示されている。図8Dは、TENSアタッチメント200の下方からの斜視図であり、底部にモータアダプタ220を同じく示している。また、モータ結合250が示されている。これは、ハブ/動作源1010に取り付く複数のアームを備えたソケットである(図10A参照)。一実施形態において、ハブ1010は六角形のハブであり、モータ結合250は、示されている実施形態のステッピングモータに運動を適切に伝達するように接続されている。
図9は、TENSアタッチメント200の内部を断面で詳細に示している。これは、上記したようなヘッドカバーまたはハウジング212、およびモータアダプタ220、およびハウジング212に取り付けられた二つの電極/接点222、224を含んでいる。図9はまた、バイポーラの、「パンケーキ型」ステッピングモータ900を示し、当該モータは、取り付けねじ910およびモータ900の底部に締結されたモータプリント基板902を有する。また、図9には、外側接点用の接点ヘッド電線920および内側接点用のヘッド電線922が示されている。図9の中央の底部には、手持ち型装置100の動作源として機能する取り付け部130のハブ(一実施形態においては六角形。図9には示されていない。)とのアタッチメントを形成する複数のクリップアーム252を有するモータ結合250がある。モータ結合250は、ハブ/動作源をつかみ中心軸901およびそこに接続された磁石ロータ904に動作源の動きを伝達する複数のアーム252を有する。一実施形態において、動作源は、約44度の円弧の運動を提供し、44度の円弧の端部間を振動する。磁石ロータ904は、ロータ904の磁石の動きによって電流を誘導するコイルの環状配列906によって周りを囲まれている。当該電流は、概ね正弦波のACであり、AC信号が整流される全波ブリッジ回路410への入力である。
図10Aは、手持ち型装置100の取り付け部130で支持され、取り付けられたTENSアタッチメント200の断面を示す。図10Aは、また、示されている実施形態では動作源1010を駆動する手持ち型装置100内のモータ1000を示す。一実施形態では、これは、正確なパターンで動くように制御できるDCモータであり、回転円弧の端部間でモータ軸1020および取り付けられたハブ/動作源1010を回転させる。図10Bは、クリップ式の、モータコネクタ250の弾性アーム252によってつかまれた軸1020およびハブ/動作源1010を詳細に示す。
(代替的な機械的エネルギ変換または接続モジュール)
いくつかの実施形態において、手持ち型洗浄装置および/またはTENSアタッチメントは、上述の図1〜10に記載された実施形態とは異なる。特に、動作源の性質は、振動の代わりに回転運動を引き起こすことができ、および/または機械的エネルギ変換モジュールは、異なる方法で機械的エネルギ(回転または振動)の電気エネルギまたはそのようなエネルギへの変換を実行できる。以下の表は、想定される代替的なものを示しており、振動または回転の動作源を接続し、機械的運動の源を電気エネルギに変換できる。
いくつかの実施形態において、手持ち型洗浄装置および/またはTENSアタッチメントは、上述の図1〜10に記載された実施形態とは異なる。特に、動作源の性質は、振動の代わりに回転運動を引き起こすことができ、および/または機械的エネルギ変換モジュールは、異なる方法で機械的エネルギ(回転または振動)の電気エネルギまたはそのようなエネルギへの変換を実行できる。以下の表は、想定される代替的なものを示しており、振動または回転の動作源を接続し、機械的運動の源を電気エネルギに変換できる。
下記表における両矢印は、振動運動を意味する。下記表における片方の矢印は、ある方向への回転を意味する。
上記表の1行目は、上述した第1の実施形態の動作原理を示す。振動運動源1010は、TENSアタッチメント200内のコネクタを振動させる。十分な振動の円弧があると仮定し、小さな円弧ステップでステッピングモータのロータを駆動するようにコネクタを使用すると、一連のパルスがステッピングモータのコイルからの出力で生成され得る。当該一連のパルスは、出力昇圧および論理電源回路で整流および処理され、美的またはその他のTENS波形を生成できるTENS信号生成回路に電力を供給するのに十分な電流を提供する。
上記表の2行目は、上述した実施形態の動作原理の変化を示す。振動運動源1010は、TENSアタッチメント内のコネクタも振動させる。振動は、オフセットピンを有する車輪または歯車を備える既知のクランク機構によってTENSアタッチメント内で回転運動に変換される。回転運動は、回転モータ発電機のロータを駆動するように連結され得る。当該発電機は、出力に発電モータコイルからAC電流を生成できる。当該AC電流は、出力昇圧および論理電源回路で整流および処理され、美的またはその他のTENS波形を生成できる、TENS信号生成回路に電力を供給するのに十分な電流を提供する。
上記表の3行目は、上述した実施形態の動作原理のさらなる変化を示す。回転運動源を利用できるとき、TENSアタッチメント内のコネクタも回転させることができる。回転は、回転モータ発電機のロータを駆動するように連結され得る。当該発電機は、出力に発電モータコイルからAC電流を生成できる。当該AC電流は、出力昇圧および論理電源回路で整流および処理され、美的またはその他のTENS波形を生成できる、TENS信号生成回路に電力を供給するのに十分な電流を提供する。
上記表の4行目は、上述した実施形態の動作原理のさらなる変化を示す。回転運動源を利用できるとき、TENSアタッチメント内のコネクタも回転させることができる。回転は、ステッピングモータ発電機のロータを駆動するように連結され得る。当該発電機は、出力に発電モータコイルからAC電流を生成できる。代替的に、動作源の回転は、振動に変換され、ステッピングモータ発電機に利用され得る。(回転運動を振動運動に変換する機構は、図12A〜12Cに示されている。これは、本願発明の一部を構成するものとしてその内容を援用されている、米国特許出願公開第20160045081号「皮膚を洗浄及び手入れするための装置と方法」(出願番号第14/825316号)から構成されている。)。
そのような機構の動作のさらなる詳細は、後述している。図12aは、アクチュエータ機構1の部分拡大図であり、洗浄装置1100のハンドル1110内に配置された特徴を含んでいる。アクチュエータ機構1200は、第1駆動部1201および第2駆動部1202を含んでいる。第1駆動部1201は、モータ駆動シャフト1210、歯車機構1220および枢動アーム1230を含んでいる。モータ駆動シャフト1210は、係合部材1212、カラー1214およびカラー歯車1216を含んでいる。カラー歯車1216は、モータ駆動シャフト1210に取り付けられており、モータ駆動シャフト1210とともに移動する。カラー1214と係合部材1212は互いに取り付けられているが、モータ駆動シャフト1210には取り付けられていない。したがって、カラー1214および係合部材1212は、モータ駆動シャフト1210およびカラー歯車1216とは独立して回転できる。歯車機構1220は、歯車1222、オフセットピン1224(図12Aにおいて歯車1222から上へ向かって延びている)、およびセンターピン1226(図12Aにおいて歯車1222から下へ向かって延びている)を含んでいる。歯車1222は、カラー歯車1216と係合されており、センターピン1226によって空間で動かないように保持されている(つまり、センターピン1226は、図示されていない固定部材に係合されている)。枢動アーム1230は、カラー1214に取り付けられ、支持されており、オフセットピン1224に摺動自在に係合されている溝1232を含んでいる。第2駆動部1202は、外側のリングギア1240、遊星歯車1250および太陽歯車1260を含んでいる。外側のリングギア1240は、係合ピン1242を含んでいる。太陽歯車1260は、係合部材1212を受けるように構成された係合溝1262を含んでいる。太陽歯車1260、遊星歯車1250および外側のリングギア1240は、組み合わされて遊星歯車システムを形成する。
係合部材1212が係合溝1262と動作可能に係合されたとき、第1駆動部1201と第2駆動部1202は、シャフト1210を調整するモータの回転運動によってカラー歯車1216が動くおかげで逆方向の振動運動を提供するように動作可能である。当該運動は、図12Bおよび12Cで示されている。図12Bは、第1駆動部1201を上から見た図である。カラー歯車1216を調整するモータによって駆動される、第1駆動部1201の運動の一つの全サイクルが、図12Bの左側から右側へと示されている。シャフト1210が動くと、カラーギア1216が時計回りに動く。カラー歯車1216と歯車1222との係合によって、歯車1222の反時計回りへの移動が生じる。歯車1222が回転すると、溝1232内のオフセットピン1は移動し、図12Bにおいて左側から右側への一連の構成で示されているように枢動アーム1230をまず反時計回りに、そして時計回りに、そして反時計回りに動くように促す。いくつかの実施形態において、図12Bにて示されているように単一の全サイクルを通じて枢動アーム1230が弓形に移動すると、約20度〜50度、約25度〜45度、または約30度〜40度の円弧を横断する。係合部材1212は、枢動アーム1230で記載されているものと、同時かつ同じ円弧を移動する。図12Cは、第1駆動部1201の係合部材1212が係合溝1262内に係合しているときに、第2駆動部1202を上から見た図である。第1駆動部1201と係合されたアクチュエータによって駆動された、第1駆動部1202の一つの全サイクルが、図12Cの左側から右側へと示されている。太陽歯車1260と、外側のリングギア1240に取り付けられたピン1242の相対的な動きに関する視点を追加するために、破線が提供されている。遊星歯車1250と係合されている太陽歯車1260が移動すると、ピン1242の動きで示されているように、太陽歯車1260の移動とは反対方向に外側のリングギア1240が動くように作用する。図12Cで示されているように単一の全サイクルを通じて外側のリングギア1240が移動すると、約5度〜30度、約7度〜25度、または約10度〜20度の角度を横断する。
1行目から分かるように、ステッピングモータからのAC電流は、出力昇圧および論理電源回路で整流および処理され、美的またはその他のTENS波形を生成できる、TENS信号生成回路に電力を供給するのに十分な電流を提供できる。
上記表の5行目は、上述した実施形態の動作原理のさらなる変化を示す。回転または振動運動源を利用できるとき、TENSアタッチメント内のコネクタも回転させることができる。回転または振動は、圧電性結晶、例えば水晶振動子を打つ、圧縮するまたはその他の変形をさせるための機構に連結され得る。水晶は、圧電体であり、これは物質が変形したときに電圧および電荷を生成することを意味する。
この圧電(ピエゾ)駆動機構は、例えばバネをピンと張り、解放することで、既知の圧電に基づいた点火装置にあるような、打つ部品(ストライカ)を駆動させて、高電圧電流パルスを送達してもよい。圧電物質を急激に強力に変形させると、高い電圧とその後の放電を生じさせる。そのような放電は、繰り返し生成され、キャパシタに捕捉されてもよい。代替的に、変形は、例えば、ウェアラブルな発電ファブリックなどの圧電装置の柔軟性のあるアレイと接触するカムによって、送達され得る。(KU−KIST Graduate School of Converging Science and Technology(KU−KIST科学技術大学院)のWoo Suk Jung、Min Jae Lee、Min Gyu Kang、Hi Gyu Moon、Seok Jin Yoon、Seung Hyub Baek、Chong Yun Kangによる文献「Powerful curved piezoelectric generator for wearable applications」(https://koreauniv.pure.elsevier.com/en/publications/powerful−curved−piezoelectric−generator−for−wearable−applications)参照。)。圧電作用によって蓄えられた電荷は、昇圧電源回路に、そして論理電源回路に蓄積され、提供される。表の1行目から分かるように、繰り返しの圧電変形から生じるAC電流は、出力昇圧および論理電源回路で整流および処理され、美的またはその他のTENS波形を生成できる、TENS信号生成回路に電力を供給するのに十分な電流を提供できる。
(手持ち型装置からタップされた電力の代替的な使用)
一実施形態において、エネルギの機械的変換のステップを避け、手持ち型装置100で利用できる電気エネルギが、より直接的に利用されてもよい。設計は、手持ち型装置100内にコネクタを有し、二つの別々の状態にできる。コネクタの一つの状態は、手持ち型装置内の動作源のモータに電流を供給する(これは、通常の洗浄動作状態である)。二つ目の状態では、動作源への電流供給は遮断され、手持ち型装置内の源からの電力がTENSアタッチメント内の回路に供給される。
一実施形態において、エネルギの機械的変換のステップを避け、手持ち型装置100で利用できる電気エネルギが、より直接的に利用されてもよい。設計は、手持ち型装置100内にコネクタを有し、二つの別々の状態にできる。コネクタの一つの状態は、手持ち型装置内の動作源のモータに電流を供給する(これは、通常の洗浄動作状態である)。二つ目の状態では、動作源への電流供給は遮断され、手持ち型装置内の源からの電力がTENSアタッチメント内の回路に供給される。
一実施形態において、状態を切り換えるバネ接点を備えるジャックタイプのコネクタが、好ましくは使用され得る。図11Aは、イヤホン用のジャックが挿入されたときにスピーカへの電流供給経路を遮断するように設計されたオーディオジャックタイプのコネクタ270の概略図を示す。図11Aにおいて、そのようなコネクタ270は、動作源用の電流供給経路で使用されている。電流供給回路は、経路BからCを含んでおり、これは通常は導電性である。そのようなジャックコネクタ270は、手持ち型装置の取り付け部130とTENSアタッチメント200との間の接続インタフェースに配置され得る。TENSアタッチメント200は、TENSアタッチメント200が取り付け部130に配置されたときにコネクタ270に挿入するためのジャック260を有するように構成されてもよい。
図11Aから分かるように、動作源を駆動するモータへ電流を供給する回路が接続されているとき、挿入ジャック260がない場合はバネ接点によって電流供給回路が完成され、ジャックが挿入されていないときは常に動作源への電流供給が存在する。図11Bから分かるように、TENSアタッチメントに関連付けられたジャック260が挿入されると、バネ接点を変形させ、動作源のためのB−Cの電流供給経路が断線される。当該回路が遮断されたとき、別の回路が形成され、挿入ジャック260は点Aと点Cの間に回路を形成する。これは、(好ましくはスイッチ120を介して)手持ち型装置100内のバッテリまたはいくつかの他の電流源の極に接続されてもよい。A−Cからのエネルギは、電流供給対D−Eに供給し、TENSアタッチメント内に通じる。TENSアタッチメント内に通じている対D−Eでの電流源は、必要に応じて増減させることができ、TENSアタッチメント内のTENS信号生成回路に合わせられ、TENS波形の生成を支持できる。それと同時に、動作源を駆動するモータが一時的に(ジャック挿入の間)電源供給を失うため、動作源の任意の運動が停止される。ジャック260を備えるTENSアタッチメントを取り外すと、動作源用のモータへの通常の電流供給が復旧する。
(装置の使用:代替的なヘッド接点)
TENSアタッチメントが設計されている洗浄装置は、哺乳類の皮膚、特に人間の皮膚を洗浄するように使用される。いくつかの実施形態において、基本的な手持ち型装置は、人間用の顔の皮膚洗浄器として使用される。装置は、皮膚洗浄組成物、例えば界面活性または非界面活性の顔の皮膚洗浄組成物と共に使用されることを意図されている。装置を使用するために、使用者は、皮膚洗浄組成物で洗浄ヘッドの第1の主要面の少なくとも一部を覆い(または代替的に組成物を皮膚領域に塗布し)、装置を使用者自身の顔に接触させ、装置を起動し、動作源の振動によって生じるヘッド部の間の変位によって生じる皮膚ストレッチ動作を開始する。
TENSアタッチメントが設計されている洗浄装置は、哺乳類の皮膚、特に人間の皮膚を洗浄するように使用される。いくつかの実施形態において、基本的な手持ち型装置は、人間用の顔の皮膚洗浄器として使用される。装置は、皮膚洗浄組成物、例えば界面活性または非界面活性の顔の皮膚洗浄組成物と共に使用されることを意図されている。装置を使用するために、使用者は、皮膚洗浄組成物で洗浄ヘッドの第1の主要面の少なくとも一部を覆い(または代替的に組成物を皮膚領域に塗布し)、装置を使用者自身の顔に接触させ、装置を起動し、動作源の振動によって生じるヘッド部の間の変位によって生じる皮膚ストレッチ動作を開始する。
理論に限定されることを望むものではなく、特定の角度、周波数、若しくは人間の皮膚への制御されたストレッチの期間、またはそれらの組み合わせにより、微少細胞外基質のストレッチにつながり、付着した皮膚線維芽細胞をストレッチすると考える。そのようなストレッチは、線維芽細胞での有益な遺伝子発現の変化を生じ、皮膚の細胞外基質(ECM)を修復または増加させ、皮膚の健康および外観を改善するようになると考える。細胞外基質は、コラーゲン線維、エラスチン線維、および線維網の中に保たれる保水性分子(例えば、コンドロイチン、ビグリカン、ヒアルロン酸およびそれらに類するものなどの、他のタンパク質およびグリコサミノグリカン)から構成されている。ECMを修復すると、対象者の外観の改善および見掛け年齢の低下につながる。
さらに、この類いの洗浄作用に続いて、洗浄の有益な効果を利用するTENS処理をすることが特に効果的であると考えられる。したがって、洗浄ヘッドは、洗浄期間が終了した後、取り外され、TENSアタッチメントに置き換えられ得る。図8B、8Cで示されているような第1の電極222および第2の電極224を備えるTENSアタッチメントのために、両方の電極は、TENS波形が第1の電極と第2の電極の間に送達され、流れる電流経路を形成するために皮膚に接触しなければならない。
伝導面が手持ち型装置100のハンドル110で利用できる場合、多少異なる電流経路が作られ得る。そのような伝導面は、単一の処理接触電極を有するTENSアタッチメント皮膚接触面210とともに、一つの電極として使用され得る。TENSアタッチメントがこれらの二つの電極間で電圧としてTENS波形を送達するように構成されているとき、電流経路は、ハンドル110で利用できる伝導面と接触している使用者の手から、使用者の腕に沿って、使用者の顔またはその他の皮膚表面に接触する、単一の処理接触電極を備える皮膚接触面210へと通る。当該経路を設けるために、ハンドル110で利用できる伝導面が電流経路の一部となることが必要である。例えば、ハンドル110の明るい色の部分150は、ハンドルの両側を取り付け部130へと通っており(図2に示されている)、伝導性プラスチックであってもよい。当該伝導部は、TENSアタッチメント200を取り付けるときに回路の一端として接続されてもよく、図11A−11Bで示されているものに類似した、二つの状態の接続ジャックを使用してもよい。また、ジャックを挿入すると、使用者の手が取り囲むであろう明るい色の部分150を通ることができる新しい電流経路を形成できる。代替的に、TENSアタッチメント200を取り付けると、ハウジング212の伝導部または部材(示されていない)が、ハンドル110の明るい色の伝導部150への接続を作成する。必要なことは、使用者の通常の手の部分が、TENSアタッチメント200が洗浄ヘッドを交換したときに図5の出力回路540の二つの出力電線間の電流経路の一部になる伝導部材に接触することである。
皮膚処理および/またはTENS伝導支援構成の様々な種類がTENS処理と協働するのに有益である。概して、皮膚とTENS電極との間の伝導性を改善するために従来使用されている任意の液体、ディスパージョン、ローション、ジェル、美容液または溶液は、TENSアタッチメントとともに使用できる。
使用中、TENSアタッチメントは使用者によって皮膚の表面を動き回され、TENS電流は、電極に導電的に接触している皮膚表面を通じて流れる。TENS装置とともに採用されるのに有益な皮膚処理またはTENS伝導支援構成の例は、Galvanic Facial Spa(アイテム01003913)で使用する、Nu Skin International社から入手可能なConductive Gelを含む。
(概要)
本明細書で例として開示されている発明は、本明細書にて具体的に開示されていない任意の要素がない場合でも適切に実施することができる。本発明は、様々な改良および代替的な形態が可能であるが、その詳細は例として示されており、具体的に記載されている。しかしながら、本発明は、記載されている特定の実施形態に限定されないことを理解すべきである。それどころか、その意図は、本発明の主旨および範囲内で、改良物、同等物および代替物を含むことである。様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載され、特許請求の範囲により請求された要素を適切に備え、それらから基本的に構成され、またはそれらから構成される。
本明細書で例として開示されている発明は、本明細書にて具体的に開示されていない任意の要素がない場合でも適切に実施することができる。本発明は、様々な改良および代替的な形態が可能であるが、その詳細は例として示されており、具体的に記載されている。しかしながら、本発明は、記載されている特定の実施形態に限定されないことを理解すべきである。それどころか、その意図は、本発明の主旨および範囲内で、改良物、同等物および代替物を含むことである。様々な実施形態において、本発明は、本明細書に記載され、特許請求の範囲により請求された要素を適切に備え、それらから基本的に構成され、またはそれらから構成される。
加えて、本明細書に記載されているような本発明のそれぞれの及び全ての実施形態は、単独で、または本明細書に記載されている任意の他の実施形態、並びに発明の主旨および範囲内の改良物、同等物および代替物と組み合わせて使用されることを意図している。上記された様々な実施形態は、例示のみを目的として提供されており、添付の特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書で説明され記載された例示の実施形態および用途に従うことなく、特許請求の範囲の本当の主旨および範囲から逸脱することなく、様々な改良および変更がなされ得ることが分かる。
Claims (17)
- 機械的動作源を備える手持ち型皮膚処理装置に取り付け可能な、TENS電流を送達するための装置であって、
第1の電極および第2の電極であって、前記電極間に定められた電圧としてTENS信号を送達する第1の電極および第2の電極を有する伝導性皮膚接触ヘッドを備える、前記手持ち型皮膚処理装置に取り付けるためのハウジングと、
前記ハウジング内または前記ハウジング上に取り付けられ、前記機械的動作源と結合して前記動作源の運動を受けるように構成されているコネクタと、
前記運動を電流に変換する前記ハウジング内のエネルギ変換器と、
前記電流を受け、少なくとも一つの電源供給出力電圧に変換する電源制御回路と、
前記少なくとも一つの電源供給出力電圧に接続され、皮膚に送達する前記TENS信号を出力として生成する信号生成回路と、
を備える、装置。 - 前記信号生成回路は、美的TENS処理に適した波形を作るために前記TENS信号の一つ以上のパラメータを定めるように構成できるマイクロプロセッサを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記手持ち型皮膚処理装置は、
皮膚洗浄ヘッドを受けるための取り付け部を有するハンドルを備え、前記ヘッドは、前記機械的動作源に取り外し自在に結合でき、
前記ハウジングは、皮膚接触用の略平面な構成で前記第1の電極および前記第2の電極を支持するように構成されている、
請求項1に記載の装置。 - 前記エネルギ変換器は、ステッピングモータを備え、前記機械的動作源と結合するように構成された前記コネクタは、前記ステッピングモータのロータに送達する弓形運動を受ける、請求項3に記載の装置。
- 前記手持ち型皮膚処理装置は、振動機械的運動を弾性皮膚接触面の第1の部分と弾性皮膚接触面の第2の部分との間の相対運動に変換する取り外し可能なヘッドに送達する前記振動機械的動作源を備える装置である、請求項1に記載の装置。
- 前記機械的動作源は、軸上で振動するシャフトであり、前記エネルギ変換器は、ステッピングモータを備え、前記機械的動作源と結合するように構成された前記コネクタは、前記ステッピングモータのロータに送達する振動弓形運動を前記シャフトから受ける、請求項1に記載の装置。
- 前記エネルギ変換器は、パンケーキ型ステッピングモータである、請求項1に記載の装置。
- 前記TENS信号は、一つの極性の一連のパルスと、その後の逆の極性の一連のパルスとから構成されている波形である、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の電極は、円形の形態であり、前記第2の電極は、前記円形を囲んでいるリングの形態である、請求項1に記載の装置。
- 動作源は、5から90度の間の円弧の端部間で振動する、弓形運動を提供する、請求項1に記載の装置。
- 前記手持ち型皮膚処理装置は、
取り付け部を備えるハンドルと、
前記ハンドル内に配置され、アクチュエータに取り付けられた電気モータであって、前記モータおよびアクチュエータは、約5Hzから30Hzの周波数で振動運動を供給するように構成されている、電気モータと、
前記アクチュエータに動作可能に結合され、第1の主要面および第2の主要面を有する洗浄ヘッドであって、前記第1の主要面は、前記第1の面から延び、約1:5から10:1のアスペクト比を有する複数の弾性洗浄機構を備える、洗浄ヘッドと、
を備え、
前記アクチュエータは、振動運動を与えるように前記洗浄ヘッドの前記第2の主要面に動作可能に結合されており、前記振動運動は、約0.5mmから8mmの振動ごとの総変位を提供する、
請求項1に記載の装置。 - 前記洗浄ヘッドは、二つ以上の洗浄ヘッド部に分割されている、請求項11に記載の装置。
- 前記動作源は、振動または回転運動の一つの提供する、請求項1に記載の装置。
- 機械的動作源およびジャックコネクタを備える手持ち型皮膚処理装置に取り付け可能な、TENS電流を送達するための装置であって、
第1の電極および第2の電極であって、前記電極間に定められた電圧としてTENS信号を受ける第1の電極および第2の電極を有する伝導性皮膚接触ヘッドを備える、前記手持ち型皮膚処理装置に取り付けるためのハウジングと、
前記ハウジング内または前記ハウジング上に取り付けられ、前記動作源に電力を供給する電流を遮断して前記手持ち型皮膚処理装置の電源から前記TENSアタッチメントにつながる電流供給対に電流を流すために、前記ジャックコネクタに挿入するように構成されている接続ジャックと、
前記電流供給対に接続され、皮膚に送達する前記TENS信号を出力として生成する信号生成回路と、
を備える、装置。 - 前記接続ジャックは、挿入時、前記動作源に電力を供給する前記電流の電流経路を通常は完成させている弾性部材を変位させる、請求項14に記載の装置。
- 機械的動作源を備える手持ち型皮膚処理装置に取り付け可能な、TENS電流を送達するための装置であって、
第1の電極であって、前記第1の電極と第2の電極との間に定められた電圧としてTENS信号を送達する第1の電極を有する伝導性皮膚接触ヘッドを備える、前記手持ち型皮膚処理装置に取り付けるためのハウジングと、
前記ハウジング内または前記ハウジング上に取り付けられ、前記機械的動作源と結合して前記動作源の運動を受けるように構成されているコネクタと、
前記運動を電流に変換する前記ハウジング内のエネルギ変換器と、
前記電流を受け、少なくとも一つの電源供給出力電圧に変換する電源制御回路と、
前記少なくとも一つの電源供給出力電圧に接続され、前記第1の電極と前記第2の電極から皮膚に送達する前記TENS信号を出力として生成する信号生成回路と、
を備える、装置。 - 前記第2の電極は、使用者の手と接触するように前記手持ち型皮膚処理装置上に配置され、前記ハウジングが前記手持ち型皮膚処理装置に取り付けられたとき、前記TENS信号に接続される、請求項16に記載の装置。
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