JP2000175745A

JP2000175745A - 電子歯ブラシ

Info

Publication number: JP2000175745A
Application number: JP35735598A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Ogiso; 明文小木曽; Mitsuho Suganuma; 光保菅沼
Original assignee: AKOOZU KK; RATEERU KK; Acos Co Ltd
Current assignee: AKOOZU KK; RATEERU KK; Acos Co Ltd
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】歯牙部とブラシ部を流れる電流の方向を自動
的に切り替えることができ、電池の消耗を防ぐ為使用時
以外は低電流とするとともに、歯ブラシのヘッド部に金
属の電極が表出しないような電子歯ブラシを提供するこ
と。【解決手段】ヘッド部（１）に埋め込まれた電極
（７）と、絶縁性物質からなるフィラメント（５）を束
ねてヘッド部（１）に植毛され、束ねたフィラメント同
士の少なくとも毛細管現象により水分が通過できる隙間
を有し、該隙間が前記電極（７）とヘッド部外に連通し
ているブラシ部分と、上記ヘッド部（１）に埋め込まれ
た電極（７）と把持部（２）の電極（９）間に流れる電
流を検知して使用状態を検出する電流検知回路（５３）
と、電流検知回路（５３）が検知した検知信号で動作
し、上記ヘッド部に埋め込まれた電極と把持部の電極間
に交番電圧を印加する切替スイッチ回路（５５）と、を
有する電子歯ブラシ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子歯ブラシに関
し、特に、複数の機能を備え、自動的に電源をオン・オ
フ出来る電子歯ブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】口腔内に化膿などの損傷がない正常な人
の口腔内は中性から弱酸性である。このような口腔内の
状態であって、電池のマイナス極をブラシ部に接続しプ
ラス極を柄部分に表出させ、使用時には、フッ素を含有
させた歯磨き材と併用し、電流をプラス極の手ー身体ー
歯牙部ーブラシ部の方向に流してマイナスのフッ素イオ
ンを歯牙中に電気的に浸透させるようにしたものが、例
えば特公昭４８−２７３９０号公報に記載されている。
また、歯槽膿漏などの化膿部分が酸性であり、この部分
の蛋白質がプラスイオンとして存在するので、このよう
に歯牙部をプラスにし、ブラシ部をマイナスにして歯牙
部からブラシ部方向に電流を流すと、このプラスイオン
を電気的に取り去ることができて、病巣部分を清潔に保
つことができる。

【０００３】中性の歯磨き材を使用し、口腔内の化膿部
分が微細な場合には、口腔中の蛋白質の多くはマイナス
イオンとして存在しているため、電池のプラス極をブラ
シ部に接続し、マイナス極を柄部分に表出させ、使用時
には、電流をプラス極のブラシ部ー歯牙部ー身体ーマイ
ナス極の手方向に流して口腔中の蛋白質をブラシ方向に
駆動し、プラークの蓄積を防止する電子歯ブラシが、例
えば、特開平２−２８３３１０号公報に記載されてい
る。

【０００４】また、上記の２態様に適応できるようにす
るため、歯ブラシのフィラメント付近及び柄に電極を設
け、両極の極性（＋、−）を切換えて、歯牙部とブラシ
部間を流れる電流の方向を切り替えるようにした電子歯
ブラシが、例えば、特開昭６３−２９６７０３号公報に
記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、歯牙部と
ブラシ間に微少電流を流す電子歯ブラシは公知である
が、特公昭４８−２７３９０号公報に記載されているも
の、あるいは特開平２−２８３３１０号公報に記載され
ているものは、いずれか一方にしか電流を流すことがで
きない。また、特開昭６３−２９６７０３号公報に記載
されているものは、極性の切り換えをダイアル等により
手動で切り換える為、歯磨き中に流れる電流の方向を頻
繁に切り替えようとした場合大変煩わしく、また数秒以
下の短い時間での切換えは不可能であった。

【０００６】さらに、電極としてフィラメントに金属を
使用したり、歯ブラシのヘッド部付近に金属電極を設け
たものは、金属が歯ブラシヘッド部の表面に露出してい
る為使用中に金属が皮膚に触れる。このため金属に過敏
な人には使用不可能であった。本発明は上述のような従
来の不都合を解消しようとするものであり、その目的
は、歯牙部とブラシ部を流れる電流の方向を自動的に切
り替えることができ、電池の消耗を防ぐ為使用時以外は
低電流とするとともに、歯ブラシのヘッド部に金属の電
極が表出しないような電子歯ブラシを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の本発明の目的を達
成するために、本願の請求項１に係る発明では、把持部
とヘッド部に設けたブラシ部分に電極を有し、使用時に
前記２つの電極間に微少電流を通電する電子歯ブラシに
おいて、ヘッド部に埋め込まれた電極と、絶縁性物質か
らなるフィラメントを束ねてヘッド部に植毛され、束ね
たフィラメント同士の少なくとも毛細管現象により水分
が通過できる隙間を有し、該隙間が前記電極とヘッド部
外に連通しているブラシ部分と、上記ヘッド部に埋め込
まれた電極と把持部の電極間に流れる電流を検知して使
用状態を検出する電流検知回路と、電流検知回路が検知
した検知信号で動作し、上記ヘッド部に埋め込まれた電
極と把持部の電極間に交番電圧を印加する切替スイッチ
回路と、を有することを特徴とする電子歯ブラシを提供
する。本願の請求項２に係る発明では、請求項１に係る
発明において、上記ヘッド部は把持部に対して着脱自在
であることを特徴とする電子歯ブラシを提供する。本願
の請求項３に係る発明では、請求項１に係る発明におい
て、上記ヘッド部に埋め込まれた電極の一部は歯牙に接
触しない部分でヘッド部外に表出していることを特徴と
する電子歯ブラシを提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態を、
図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る電
子ブラシの正面図である。図１から分かるように、本発
明に係る電子歯ブラシは、ヘッド部１と把持部２を有す
る。図１には示されていないが、把持部２の上端にネッ
ク部３が形成されていて、ヘッド部１の下部はこのネッ
ク部３の部分に覆い被さるようにはめ込まれ、ヘッド部
１はネック部３より着脱自在に構成されている。ヘッド
部１の構成を、図２、図３を用いて更に説明すると、ヘ
ッド部１の先端部４にはフィラメント５が植毛されてい
る。フィラメント５は、細い合成樹脂の繊維を束ねたも
のである。先端部４には導電性バネ７も埋め込まれてい
る。先端部４に植毛されたフィラメント５の根部は導電
性バネ７と接触しているか、フィラメント５の根部に導
電性バネ７の一部が少し食い込んでいる。

【０００９】図５は、先端部に植毛されたフィラメント
５と埋め込まれた導電性バネ７の構造を詳細に示す図で
あり、かつ図３の円Ａ部分の部分拡大図である。フィラ
メント５の材料は絶縁性の合成樹脂であるが、歯磨き実
行中は、唾液等の水分が毛細管現象によりフィラメント
の間１９を伝わり、さらに植毛されたフィラメント５の
根部で束ねられた合成樹脂繊維の隙間を唾液等の水分が
毛細管現象で染み込み、導電性バネ７まで達する。この
ため、導電性バネ７と歯牙部とは唾液等の水分を介して
電気的に接続される。なお、フィラメント５に導電性物
質を使用すれば、導電性バネ７と歯牙部は、フィラメン
ト５を介して電気的に接続される。

【００１０】ヘッド部１と把持部２の詳細な構造を、図
２，図３および図４を用いて説明する。図２は、電子歯
ブラシを紙面と平行な面で切断した縦断面図であり、図
３はヘッド部１を把持部２から抜き去り、紙面と直交す
る面で切断した縦断面図であり、図４は、図２のＡ−Ａ
線に沿って切断した横断面図である。ヘッド部１の先端
部４下部には、ネック部３３が設けられ、ネック部３３
に続いてカバー部３４が形成されている。ネック部３３
の中心には、先端部４に埋め込まれた導電性バネ７が挿
通しており、該導電性バネ７の先端部は、カバー部３４
の内側天井に表出している。

【００１１】把持部２は絶縁性樹脂より為る把持部ケー
ス８，把持部電極９，電極ピン６，制御基板１０，中ケ
ース１１を有する。把持部２の先端に設けられたネック
部３には、ヘッド部１がこれに嵌合されたとき、水分が
外部から電極ピン６方向に侵入せず電極ピン６近辺の水
蜜性を保つ為のＯリング１２を嵌める。またネック部３
の頭部４１には電極ピン６が圧入されている。図２およ
び図４から分かるように、把持部２の下端近くにこの内
外面を貫通する２個の接続ピン１８が貫通している。ま
た、把持部２の下端両側には、把持部電極９がはめ込ま
れており、接続ピン１８の外端と把持部電極９の内側と
が接触して、これらは電気的に接続される。

【００１２】次に、把持部２の下端からこれの内部に挿
入する、制御基板１０を備えた中ケース１１の構造につ
いて、図６，図７，図８を用いて説明する。中ケース１
１は、図７，図８に示すように、下端部にボトム部１４
を有する。ボトム部１４には、把持部２の内部を水密に
保つためのＯリング１５がはめられている。ボトム部１
４の上端から上方に断面“コ”字状の制御基板収納部１
３がボトム部１４と一体に形成されている。制御基板収
納部１３には、電池３１を収納する電池収納部１６が形
成されている。

【００１３】次に、制御基板収納部１３に収納される制
御基板１０について、主に図６を用いて説明する。制御
基板１０は、電子歯ブラシの電流を制御するＬＳＩ２０
と表示用発光体２１，出力抵抗２２，発振用抵抗２３，
電池３１の一方の極との接続用端子２４，電池３１との
他方の極との接続用バネ２５，電極ピン接続用バネ２
６，把持部電極接続バネ１７を有する。また、制御基板
１０からは、図７，図８に示すように、電池収納部１６
内に電池バネ３０が延びている。接続用バネ２５と電池
バネ３０との間に電池３１を挟み、制御基板１０を制御
基板収納部１３に収納し、ねじ３２を用いて制御基板１
０を制御基板収納部１３内に固定する。この固定動作に
より、電池３１の両電極は接続用バネ２５と電池バネ３
０との間に確実に接触して電池３１は制御基板１０に電
源を供給することができるようになる。

【００１４】このようにして制御基板１０を組み込んだ
中ケース１１は、把持部ケース８の低端部からその内部
に挿入され、最後にボトム部１４が把持部ケース８の低
端部に堅くはめ込まれ、中ケース１１は把持部ケース８
に固定される。このように中ケース１１を把持部ケース
８に固定することにより、電極ピン接続バネ２６が電極
ピン６の端部と当接し、把持部電極バネ１７が接続ピン
１８と接触する。そして、中ケース１１を把持部ケース
８の中へ固定することにより制御基板１０→把持部電極
接続バネ１７→電極ピン１８→把持部電極９まで電気的
に接続する。また他方制御基板１０→電極ピン接続バネ
２６→電極ピン６の経路により制御基板１０〜電極ピン
６まで電気的に接続する。さらに、制御基板１０を内蔵
した把持部２のネック部３へヘッド部１を嵌合すれば電
子歯ブラシとして動作可能となる。また把持部２を手に
持ちフィラメントで歯を磨くことにより人体を電気回路
の一部とする閉回路が形成され可変極電子歯ブラシとし
て機能する。

【００１５】次に、本発明の電子歯ブラシに使用される
電子回路の具体的構成を図９の回路ブロック図に基づき
説明する。図９において、５０はクロックを発振する発
振回路である。発振回路５０は、抵抗値Ｒを持つ外付の
発振用抵抗２３とともに内部のコンデンサＣと組み合わ
されて時定数発信器を構成し、その発信周波数は、（τ
＝ＣＲ）にて表される。なお、発振回路５０からは、パ
ルス状に整形されたクロック信号が出力される。５１は
制御回路であり、電池３１から電子歯ブラシに供給され
る電流を制御する。５２は、電子歯ブラシが使用されよ
うとしているか否かをチェックするチェック信号を発生
するチェック信号発生器であり、５３はチェック信号電
流を検知する電流検知回路である。５５は電池３１から
電子歯ブラシに供給される電流の流れる方向を切り換え
る切替スイッチ回路であり、無接点型の電子スイッチン
グ素子５６、５７、５８、５９から構成される。そし
て、発振回路５０、制御回路５１、チェック信号発生器
５２、電流検知回路５３、切替スイッチ５５は集積化さ
れて、ＬＳＩ２０を構成する。

【００１６】次に、図１０のフロー図及び図１１、図１
２のタイミング図を参照しながら、図９を用いて本願発
明の動作を説明する。電池３１から発振回路５０には常
時電源が供給されている。このため、発振回路５０から
は、図１０の（ａ）に示すように、一定の間隔t2をもっ
て常時クロックパルスが出力されている。そして、この
発振回路５０は、非常に短い時間パルス状に電流が消費
されるのみであるので、常時動作していても、電池３１
に大きな負担を掛けない。

【００１７】制御回路５１の入力端には、図１１のａ）
及び図１２のａ）に示すようなクロック信号が印加され
たとき、このパルスの印加により自動的にオンとなり図
１１のｂ）及び図１２のｂ）に示すような一定時間幅ｔ
ｃを持ったパルス状のチェック信号を発生するチェック
信号発生器５２が組み込まれている。このチェック信号
発生器５２がオンとなると、この回路から図１２の
ｃ）、ｄ）に示すように、切替スイッチ回路５５の電子
スイッチング素子５６、５９に、前記チェック信号を基
としたオン信号が与えられ、これらをオンとする。この
ため、電子歯ブラシのヘッド部１の導電性バネ７と把持
部電極９に電池３１の電圧が印加されるが、チェック信
号が発生している期間中に電子歯ブラシが使用されない
場合には、電子歯ブラシのヘッド部の導電性バネ７と把
持部電極９間がオープンであるので電子歯ブラシに電流
が流れない。よって、電流検知回路５３から電流検知信
号は発生しない。所定時間が経過すると、チェック信号
は立ち下がって、チェック信号発生器５２はオフとな
り、電子スイッチング素子５６、５９もオフとなる。こ
の動作は、図１０のステップ１、６において示したよう
に、表示用発光体２１をオフとする動作を含めて繰り返
して行われる。

【００１８】電子歯ブラシの把持部ケース８の把持部電
極９を使用者が握り、ヘッド部１を口腔中に挿入し、水
分が導電性バネ７に到達すると、端子Ａと端子Ｂ間に人
体抵抗からなる負荷抵抗が接続されたこととなる。この
状態になってから最初のクロックパルスが発生して、チ
ェック信号発生器５２がオンとなり、このチェック信号
発生器５２から図１２のｃ）、ｄ）に示すように、切替
スイッチ回路５５の電子スイッチング素子５６、５９に
前記チェック信号を基としたオン信号が与えられ、これ
らをオンとする。このため、電子歯ブラシのヘッド部１
の導電性バネ７と把持部電極９に電池３１の電圧が印加
され電池３１から電子歯ブラシに電源が供給される。電
子歯ブラシが使用されようとしているので、端子Ａと端
子Ｂ間には電流が流れ、これを電流検知回路５３が検知
すると、図１１ｃ）に示すように、電流検知信号が発生
し、この信号は制御回路５１に送られる。制御回路５１
がこの信号を受けると、図１１のｆ）に示すようなイネ
ーブル信号が発生し、制御回路５１全体が動作状態とな
る。なお、このイネーブル信号の長さt1は、クロックパ
ルス間隔t2よりも少し短い。

【００１９】制御回路５１がイネーブル状態になると、
動作は図１０のステップ２に移り、電池３１の電圧ｅが
所定値より大きいか否かを判断する。電池３１の電圧ｅ
が所定値よりも低い場合には、電子歯ブラシが正常に動
作しないことであるから、ステップ３に移り、電池３１
が無くなるまで表示用発光体２１を点滅して、使用者に
対して電池の消耗を知らせる。

【００２０】電池３１の電圧が所定値よりも大きい場合
には、動作はステップ４に移り、表示用発光体２１を連
続点灯させる。この表示用発光体２１は、クロックパル
ス間隔内で制御回路５１がイネーブル状態となれりさえ
すれば連続点灯する。

【００２１】次いで、制御回路５１の動作はステップ５
に移る。図１１ｃ）に示す電流検知信号が制御回路５１
に送られると、制御回路５１から切替スイッチ回路５５
に切り換え信号が送られる。この切替信号により、図１
１ｄ）に示すように、イネーブル信号の前半の（ｔ1 ／
２）期間では、Ａ端子を正、Ｂ端子を負に、また後半の
（ｔ1 ／２）期間では、Ａ端子を負、Ｂ端子を正に切り
換える。この切替を行なうために、イネーブル信号の前
半の（ｔ1 ／２）期間、図１２のｄ）、ｇ）に示すパル
スが電子スイッチング素子５６、５９に印加されてこれ
らをオンとし、さらに後半の（ｔ1 ／２）期間、図１２
のｅ）、ｆ）に示すパルスが電子スイッチング素子５
７、５８に印加されてこれらをオンとする。このため、
歯牙と電子歯ブラシの導電性バネ７間には、制御回路５
１がイネーブル期間内に逆転した電流が流れる。また、
図１１ｃ）に示すように、電流検知信号も人体中を流れ
る。結果的には、図１１ｅ）に示すように、図１１の
ｃ）とｄ）の合成波形で示すような電流が歯牙乃至歯根
に流れる。

【００２２】これまでの一連の動作が終了すると、ステ
ップ１に戻って、次のクロック信号の発生を待つ。そし
て、歯磨きを継続しており、図１１のｃ）に示す電流検
知信号が発生している限り、前述のステップ２以降動作
に従って制御装置５１の動作は継続され、歯牙乃至歯根
への電流供給は続けられる。

【００２３】歯磨きを中止してヘッド部１を口腔内から
排出すると、電子歯ブラシのＡ端子、Ｂ端子間の抵抗値
は無限大に近い値となり、制御装置５１の動作は休止と
なり、歯牙乃至歯根への電流供給は停止された状態を継
続する。したがって、ステップ１では、“Ｎ”のルート
をたどり、ステップ６において表示用発光体２１を消灯
させてステップ１に戻る。そして、ステップ１ーステッ
プ６−ステップ１のループを動作が循環している間中、
歯牙乃至歯根への電流供給は停止された状態を継続する
こととなる。

【００２４】以上、本発明を上述の実施の形態により説
明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が
可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排
除するものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願の請求
項１に係る発明では、二つの電極の間を一定時間毎に電
気的に＋、−を交番する事が出来る電子歯ブラシを安価
に提供できる。また、フィラメントが口内に入っている
か否かを自動認識できることにより交番電流は歯磨き中
のみ消費され待機中は極めて低消費電流となる。自動認
識により電子回路の切り忘れによる無駄な電流消費を防
止し電池寿命を大幅に伸ばすことが出来る。また、フィ
ラメントと金属電極を歯ブラシヘッド部内部で当接させ
ることにより金属をブラシヘッド部表面に露出させない
為金属に過敏な人でも電子歯ブラシを使用できる。請求
項２に係る発明では、請求項１に係る発明の効果に加え
て、ヘッド部を着脱自在に構成したので、ヘッド部の寿
命がつきても、また新しいヘッド部を装着すれば電子歯
ブラシとしての機能を果たす。請求項３に係る発明で
は、請求項１に係る発明の効果に加えて、上記ヘッド部
に埋め込まれた電極の一部は歯牙に接触しない部分でヘ
ッド部外に表出しているので、電界の作用点が歯牙の近
傍となる為作用点に液路を介在した場合に比較し歯の近
傍に電流が集中する為効果がより大となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態を示す正面図であ
る。

【図２】図２は、本発明の正面断面図である。

【図３】図３は、本発明の縦断面図である。

【図４】図４は、図２におけるＡーＡ線断面図である。

【図５】図５は、先端部に植毛されたフィラメント５と
埋め込まれた導電性バネ７の構造を詳細に示す図であ
る。

【図６】図６は、制御基板の正面図である。

【図７】図７は、中ケースの正面断面図である。

【図８】図８は、中ケースの側断面図である。

【図９】図９は、本発明に係る電子歯ブラシの回路図で
ある。

【図１０】図１０は、本発明に係る電子歯ブラシの動作
を示すフロー図である。

【図１１】図１１は、本発明に係る電子歯ブラシの動作
を示すタイムチャート図である。

【図１２】図１２は、本発明に係る電子歯ブラシのスイ
ッチング素子の動作を示すフロー図である。

【符号の説明】

１・・・・・ヘッド部２・・・・・把持部３・・・・・ネック部４・・・・・先端部５・・・・・フィラメント６・・・・・電極ピン７・・・・・導電性バネ８・・・・・把持部ケース９・・・・・把持部電極１０・・・・・制御基板１１・・・・・中ケース１２・・・・・Ｏリング１３・・・・・制御基板収納部１４・・・・・ボトム部１５・・・・・Ｏリング１６・・・・・電池収納部１７・・・・・把持部電極接続バネ１８・・・・・接続ピン２０・・・・・ＬＳＩ２１・・・・・表示用発光体２２・・・・・出力抵抗２３・・・・・発信用抵抗２４・・・・・接続用端子２５・・・・・接続用バネ２６・・・・・電極ピン接続用バネ３０・・・・・電池バネ３１・・・・・電池３３・・・・・ネック部３４・・・・・カバー部４１・・・・・頭部５０・・・・・発振回路５１・・・・・制御回路５２・・・・・チェック信号発生器５３・・・・・電流検知回路５５・・・・・切替スイッチ回路５６・・・・・電子スイッチング素子５７・・・・・電子スイッチング素子５８・・・・・電子スイッチング素子５９・・・・・電子スイッチング素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅沼光保長野県飯田市鼎切石4376−４株式会社アコーズ内Ｆターム(参考） 3B202 AA08 AB08 AB13 AB26 GA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】把持部とヘッド部に設けたブラシ部分に
電極を有し、使用時に前記２つの電極間に微少電流を通
電する電子歯ブラシにおいて、ヘッド部に埋め込まれた
電極と、絶縁性物質からなるフィラメントを束ねてヘッ
ド部に植毛され、束ねたフィラメント同士の少なくとも
毛細管現象により水分が通過できる隙間を有し、該隙間
が前記電極とヘッド部外に連通しているブラシ部分と、
上記ヘッド部に埋め込まれた電極と把持部の電極間に流
れる電流を検知して使用状態を検出する電流検知回路
と、電流検知回路が検知した検知信号で動作し、上記ヘ
ッド部に埋め込まれた電極と把持部の電極間に交番電圧
を印加する切替スイッチ回路と、を有することを特徴と
する電子歯ブラシ。
【請求項２】上記ヘッド部は把持部に対して着脱自在
であることを特徴とする請求項１に記載の電子歯ブラ
シ。
【請求項３】上記ヘッド部に埋め込まれた電極の一部
は歯牙に接触しない部分でヘッド部外に表出しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の電子歯ブラシ。