JP2003532487A - 電動歯ブラシ用ブラシヘッド交換インジケータ・システム - Google Patents
電動歯ブラシ用ブラシヘッド交換インジケータ・システムInfo
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Abstract
Description
が交換されるべき時を示すシステムに関する。
である。これには、電動歯ブラシの着脱可能ブラシヘッド部分も含まれる。この
ようなブラシヘッドは効果が大幅に低減するレベルまで磨り減り得るが、磨耗の
明らかなサイン若しくは性能劣化の明らかな表示を示さない。効果が低減したブ
ラシは、当然、良好な歯の健康を維持するために望ましくない。
いずれも磨耗のサインを示すことが可能な方法によってブラシヘッドを適時に(
且つ健康的に)交換することを可能にするための様々な試みが為されてきた。し
かし、このような構造物によって磨耗を示すことは正確ではなく、よってユーザ
にブラシヘッドが交換されるべきである時を確定的に教えることができない。
ッドが交換されるべき時をユーザに正確且つ明確に示すシステムへの必要性が存
在する。
動的に判断し、そのインジケーションをユーザへ提供するシステムであって、上
記歯ブラシ内に組み込まれ、該歯ブラシの実際の使用に直接的に関連する特性の
発生回数を検知し、累積するシステムと、上記歯ブラシ使用の特性の上記発生回
数が上記ブラシヘッドが交換されるべき状態となるのに十分な該ブラシヘッドの
使用に関連する所定数に達した時を判断する手段と、上記ブラシヘッドが交換さ
れるべきであることをユーザへ伝達するインジケータとを有することを特徴とす
るシステムである。
を示す。本発明は、歯ブラシの実際の使用に基づいて、特にブラシヘッドの振動
(オシレーション/バイブレーション)数に基づいて交換インジケーションを提
供する。振動は計数され、歯ブラシの連続使用に対して累積される。振動数が以
下寿命数と呼ぶ所定数に達すると、ユーザに対して警告が提供される。この寿命
数及び交換通知は、歯ブラシが1日2回/1回2分のペースで6ヵ月間使用され
るものとする推定に基づく。
る電動歯ブラシにおいて用いられている。このような歯ブラシは、本発明の譲受
人によって所有されている米国特許第5,189,751号に示されている。し
かし、本発明は異なる振動周波数を有する他の電動歯ブラシにおいても用いるこ
とが可能であることは明らかである。
動数(寿命数)にはブラシヘッドの振動周波数が考慮されなければならない。周
波数260Hzの場合、上記使用態様でのトータル振動数は11,232,00
0である。6ヵ月間という使用期間は、一般的にブラシヘッドが効果的な結果を
提供する期間であると考えられる。この期間を超えると、積み重なった磨耗が性
能/効果を劣化させる。しかし、この6ヶ月間という期間は絶対的なものではな
く(異なってもよく)、寿命数は特定のブラシヘッドの典型的な使用において受
け入れ難い劣化した効果を生じさせると認められる実際の振動数に応じて修正す
ることが可能である。
圧電センサ10は、ブラシヘッドの機械的振動を感知するためにブラシヘッド若
しくはマウンティング・アームに関連して配置され、該振動に対応して出力され
る電気信号を生成する。ブラシヘッドの振動を検知する他の手段は、他の振動セ
ンサ、スイッチ、若しくはオプティカル装置を含む。
用される正弦波へ変換される。圧電センサ10は、更に、実際のブラッシング/
計数中にカウンタ回路12が機能するのに十分な電力を生成する。これは本発明
に係る装置の重要な特徴である。これは、圧電センサ10と電源14とを結ぶ破
線15によって示されている。本実施形態では3V電池である電源14は、連続
したブラッシング間の不使用期間中、カウンタ12内のメモリにカウンタ値を保
持する。ストローク・カウンタ・メモリは低電流しか必要としないため、及び圧
電センサ10が該カウンタへ電力を供給しているため、振動計数中、電池の消耗
はほとんど無い。
に達した時にユーザに視覚的警告を提供するLED16の動作についても一部制
御を行う。LED16に対する圧電センサの使用は後に詳述する。図1の実施形
態において、ユーザに対して提供される警告はLEDによって視覚的に提供され
ているが、この警告は他の視覚的、聴覚的、若しくは知覚装置によって提供され
てもよいことは明らかである。カウンタ12は、新しいブラシヘッドが所定の位
置に装着された時に、又は、工場でのカウンタ・オペレーションの初期テストの
後に、リセット回路20によってリセットすることができる。
トータルの使用をカバーするブラシ・ストロークの寿命数まで計数する。この寿
命数は、前述のように周波数260Hzに対しては11,232,000である
。この数は、ブラシに対する実際の所望使用期間及びブラシヘッドの実際の周波
数に応じて変更することも可能である。寿命数に達すると、カウンタ12は新し
いカウントを受け入れるのを止め、インジケータ・タイミング回路18へのトリ
ガとなる出力信号を生成する。インジケータ・タイミング回路18は、次いで、
圧電センサ素子10と共に、LED16のオペレーションを所定のタイミングで
制御する。
成する。この制御パルスは、(寿命数に達した後の)各ブラッシングが行われた
後の2分間の間、1秒に1回のペースでこのLEDに電圧を加える。
のメモリを維持するだけでなく、回路全体に、特に電圧が掛けられている時のL
EDに電力を供給する。しかし、前述のように、圧電素子10は、ブラッシング
中にカウンタ回路へ電力を供給する。更に、圧電素子によって全体が自己電力供
給されるシステムとするためにストレージ装置及び不揮発性メモリを用いること
も可能である。
電素子は、図2では符号30で参照される。この圧電素子は、ブラシヘッドがマ
ウントされたアームに対して、ブラシヘッドの機械的動作が各出力パルスが1回
の前後の振動を示すような正弦波信号出力を生成する該圧電素子を駆動させるよ
うに設けられる。この出力信号の過電圧は整流され、回路の残りの部分へ電力を
供給するのに用いられる。
を生成すると共に、該出力信号の過電圧部分、すなわち検知に必要な正弦波を超
える信号部分を電源へ送り返す。ここで、図示する実施形態に係る電源は(図示
しない)3Vの電池を有する。別の方法として、前述のように、この電源は、キ
ャパシタなどのストレージ素子を限圧定電圧ダイオードと共に用いてもよい。不
揮発性メモリを有するこのような構成により、回路を電源内蔵型とすることがで
きる。
出力をバッファする。バッファ40からの出力は、振動(ストロークとも呼ばれ
る)カウンタ・アッセンブリへのトリガ入力である。カウンタ42及び44は、
一体に結合し、開示する実施形態における寿命ストローク数である1100万ス
トロークよりわずかに大きい数まで計数する。カウンタ42が最初の12ビット
を累積し、カウンタ44が次の12ビットを累積し、これら2つのカウンタは直
列に接続され、全体で24ビットの計数能力を提供する。カウンタ44が寿命ス
トローク数まで計数すると、カウンタ44の出力はカウンタ42をリセットし、
保持させるハイとなる。すると、カウンタ42は、それ以降、いかなる追加的ス
トローク・カウントもそれ以上累積しない。
NDゲート46の他方の入力はバッファ素子40の出力である。NANDゲート
46の出力は、タイマ論理回路48をリセットするのに用いられる。ブラッシン
グが続いている限り(すなわち、ブラシヘッドが振動している限り)、バッファ
素子40の出力はローとなり、よってタイマ論理回路48はリセット状態のまま
となる。なぜなら、NANDゲート46の出力はハイのままであるからである。
イになると共に、その時点でカウンタ44の出力が寿命ストローク数に達したこ
とを示すハイであれば、NANDゲート46からタイマ論理回路48への信号は
ローとなる。これにより、タイマ論理回路48を作動させることができる。NA
NDゲート46からの出力は、更に、ANDゲート50の逆相入力へも適用され
る。タイマ論理回路48のピン12からのリセット信号は、同じく逆相入力であ
るANDゲート50の他方の入力へ適用される。NANDゲート50への両入力
がローであれば、発振器54を使用可能にするハイ出力が得られる。発振器54
は、次いで、タイマ論理回路48へクロックを供給する。
及び3)がハイであり、且つ発振器54信号がハイである度に、ORゲート58
によって逆転されるNANDゲート56の最終的な出力はレジスタ60とトラン
ジスタ62とを有するLED駆動回路へパルスを供給する。LED駆動回路の出
力は、低負荷サイクル・パルス(図示する実施形態ではおよそ1秒間に1パルス
であるが、これは変更し得る)である。LED64はこの駆動信号に応答して点
滅する。
発振器54を使用不可にするハイになる。回路48の下位3ピンは、この時点で
ローであり、これによりNANDゲート56の出力が変化し、LED駆動回路へ
向けられ、LED64のそれ以上の点滅を防ぐ。したがって、まとめると、寿命
ストローク数に達した後、LED64は、次のブラッシングが行われるまで、各
ブラッシングの後2秒間、1秒に1回点滅し、その後止まる。
ておらず、小さい電池若しくはキャパシタによって維持することができる。
4に電力を供給するのに必要な分よりも多い。この不要な電力は、電池36がキ
ャパシタ回路に格納され、インジケータ回路へ電力を供給すると共に、歯ブラシ
不使用中にカウンタ・メモリを維持する場合に、該電池を充電するのに用いるこ
とも可能である。更に、不揮発性メモリ及びキャパシタが用いられる場合、上記
回路に電池無しで電力を供給することも可能である。振動の寿命数に達したこと
を通知する警告インジケータを不透明さを変化させるLCDなどの双安定装置と
することも可能である。このような装置は表示状態を維持するのに電力を必要と
しない。
代替物が存在することは明らかである。例えば、本実施形態においては振動数を
含む情報を生成するのに圧電変換器を用いているが、可動コイル変換器やホール
効果磁気センサなどの他の装置を用いることも可能である。検知装置からの信号
情報が認識性を明確にするために何らかの調整を必要とする場合もある。このよ
うな入力調節/調整回路は良く知られている。しかし、多くの場合、このような
調整回路は必要でない。
れた寿命数まで計数する図1のストローク・カウンタ12の代替として、検知装
置からの各信号を所定の寿命数からカウントダウンするのに用いるカウントダウ
ン・タイマを用いることも可能である。この構成において、該カウンタは、ブラ
ッシングが行われていない間にカウントが固定されたまま維持されるように不揮
発性である。このカウントダウン・タイマが0に達すると、インジケータ・タイ
ミング/警告ロジックがトリガされ、警告を生成する。ブラシヘッドが交換され
ると、このカウントダウン・タイマは元の寿命ストローク数へ回復される。
、寿命ストローク数が検知された後の各ブラッシング後の短い時間、警告を提供
する。しかし、このタイミング回路及び警告は、開示したのと異なる態様で周期
的に警告情報を提供するように構成されることも可能であり、ブラシヘッドが交
換されるまで連続的に警告情報が提供され得るように構成されることも可能であ
る。この警告自体も変更することができ、様々な視覚装置でもよく、寿命ストロ
ーク数に達した時に特定のトーン若しくは接続素子を壊す/溶かすことによって
駆動されるガチャガチャというボールを有する聴覚装置でもよい。圧電変換器を
警告素子として使用することも可能である。すなわち、ストロークを計数する入
力装置は、警告(聴覚的)を提供する出力装置としても機能する。この圧電変換
器の場合、タイマ・ロジックからの電気信号は、圧電素子へ提供され、音が生成
される。
によって実現されてもよいことは明らかである。機械的なストローク・カウンタ
の一例は、振動要素(ブラシヘッド・アーム)へ接続されたスプリングを含む振
動センサである。このスプリングは、その他端上にギアを駆動させる爪のような
素子となる塊を有する。別のアプローチは、振動するブラシヘッド・アームに接
続され、該アームによって駆動されるスプリングで負荷されたギアである。いず
れのギア装置もトータルのストローク数を累積するのに用いられるカウントダウ
ン・タイプのギア装置を用いることができる。
振動するブラシヘッド・アームに接続され、このレバー・アームの自由端がギア
装置を駆動させる。更に別の可能性は、基本的にブラシヘッド・アームに接続さ
れるように配置された膨張した気泡を含む。この気泡は、ブラシヘッドの振動を
感知する。次いで、この気泡の動作(例えば、位置の変化若しくは内部圧力の変
化など)に応じて信号を生成する変換器が用いられる。更に別の可能性は、ワン
ウェイ・クラッチと、ギア装置を駆動させるブラシヘッド・アーム上に設けられ
たピン駆動装置とを含む。
る機械的装置は他にも存在する。
る)のために機械的装置は、寿命数に達した時にダイヤル若しくはペイントされ
たディスクを動かす又はスイッチを入れるのに用いられ得る。このダイヤル若し
くはディスク型のブラシヘッド交換の必要についての視覚的通知は、ユーザが容
易に見ることができる。このスイッチは、視覚的若しくは聴覚的通知のために、
電池を有する回路を完成させるのに用いられ得る。
をトリガするのに用いられることもできる。従って、本発明の実施は、機械的に
も、電気的にも、これらの組み合わせによっても、複数の異なる方法で達成され
得ることは明らかである。このように、本発明は、特定の構造的実施形態に限定
されない。更に、本実施形態では歯ブラシの実際の使用のインジケーションを得
るためにストローク数を計数したが、計数可能な他のインジケーションも使用可
能であることは明らかである。一例は、実際のブラッシング回数を計数し、その
数を6ヵ月間の使用へ関連付けることである。他の使用に基づく計数態様も使用
可能である。更に、本発明に係るシステムは交換可能なブラシヘッド・アッセン
ブリ全体の一部であってもよいことも明らかである。
正、及び置換が請求項によって定義される本発明の意図の範囲内で本実施形態に
組み込まれてもよいことは明らかである。
Claims (23)
- 【請求項1】 電動歯ブラシのブラシヘッド部分が交換されるべき時を判断
し、そのインジケーションをユーザへ提供するシステムであって、 前記歯ブラシ内に組み込まれ、該歯ブラシの実際の使用に直接的に関連する特
性の発生回数を検知し、累積するシステムと、 前記歯ブラシ使用の特性の前記発生回数が前記ブラシヘッドが交換されるべき
状態となるのに十分な該ブラシヘッドの使用に関連する所定数に達した時を判断
する手段と、 前記ブラシヘッドが交換されるべきであることを前記ユーザへ伝達するインジ
ケータと、を有することを特徴とするシステム。 - 【請求項2】 請求項1記載のシステムであって、 前記特性は、前記歯ブラシのオペレーション中の前記ブラシヘッドの振動であ
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項3】 請求項2記載のシステムであって、 前記累積システムは、計数された振動数に前記所定数まで感応し、該所定数に
達した時に出力信号を生成するカウンタと、 前記出力信号に応じて前記インジケータを駆動させるアッセンブリと、を有す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項4】 請求項3記載のシステムであって、 前記インジケータは、視覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項5】 請求項3記載のシステムであって、 前記インジケータは、聴覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項6】 請求項1記載のシステムであって、 前記累積システムは、前記所定数から零までカウントダウンし、零に達した時
に出力信号を生成するカウントダウン・カウンタと、 前記出力信号に応じて前記インジケータを駆動させるアッセンブリと、を有す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項7】 請求項6記載のシステムであって、 前記インジケータは、視覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項8】 請求項6記載のシステムであって、 前記インジケータは、聴覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項9】 請求項2記載のシステムであって、 前記検知システムは、前記ブラシヘッドの各振動に反応し、オペレーション中
、検知された振動のそれぞれに対して信号出力を生成する圧電変換器を有するこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項10】 請求項1記載のシステムであって、 前記検知システム及び累積システムは、前記所定数に達したことを示す動作を
産む機械的システムであることを特徴とするシステム。 - 【請求項11】 請求項1記載のシステムであって、 前記圧電変換器は、前記累積システムの一部を形成するカウンタへ電力を供給
するために用いられることを特徴とするシステム。 - 【請求項12】 請求項1記載のシステムであって、 前記特性は、前記歯ブラシの使用回数であることを特徴とするシステム。
- 【請求項13】 電動歯ブラシのブラシヘッド部分が交換されるべき時を判
断し、そのインジケーションをユーザへ提供するシステムであって、 ブラシヘッドを含むブラシヘッド・アッセンブリと、 該ブラシヘッド・アッセンブリ内に組み込まれ、前記歯ブラシの実際の使用に
直接的に関連する特性の発生回数を検知し、累積するシステムと、 前記歯ブラシ使用の特性の前記発生回数が前記ブラシヘッド・アッセンブリの
前記ブラシヘッドが交換されるべき状態となるのに十分な該ブラシヘッドの使用
に関連する所定数に達した時を判断する手段と、 前記ブラシヘッド・アッセンブリが交換されるべきであることを前記ユーザへ
伝達するインジケータと、を有することを特徴とするシステム。 - 【請求項14】 請求項13記載のシステムであって、 前記特性は、前記歯ブラシのオペレーション中の前記ブラシヘッドの振動であ
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項15】 請求項14記載のシステムであって、 前記累積システムは、計数された振動数に前記所定数まで感応し、該所定数に
達した時に出力信号を生成するカウンタと、 前記出力信号に応じて前記インジケータを駆動させるアッセンブリと、を有す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項16】 請求項15記載のシステムであって、 前記インジケータは、視覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項17】 請求項15記載のシステムであって、 前記インジケータは、聴覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項18】 請求項13記載のシステムであって、 前記累積システムは、前記所定数から零までカウントダウンし、零に達した時
に出力信号を生成するカウントダウン・カウンタと、 前記出力信号に応じて前記インジケータを駆動させるアッセンブリと、を有す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項19】 請求項18記載のシステムであって、 前記インジケータは、視覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項20】 請求項18記載のシステムであって、 前記インジケータは、聴覚的インジケーションを生成することを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項21】 請求項18記載のシステムであって、 前記検知システムは、前記ブラシヘッドの各振動に反応し、オペレーション中
、検知された振動のそれぞれに対して信号出力を生成する圧電変換器を有するこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項22】 請求項13記載のシステムであって、 前記圧電変換器は、前記累積システムの一部を形成するカウンタへ電力を供給
するために用いられることを特徴とするシステム。 - 【請求項23】 請求項13記載のシステムであって、 前記特性は、前記歯ブラシの使用回数であることを特徴とするシステム。
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