JP2007061209A - 超音波歯ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、超音波振動子の振動エネルギーをブラシ頭部に対して効率良く的確に伝達すること及び前枠体、制御用内枠体、後枠体とを簡単に組み付けること。
【解決手段】 超音波歯ブラシであって、前枠体１０Ａの段下面１１Ｂに形成された切り欠き１１に制御用内枠体１０Ｂに形成されている突起１０Ｂ３と後枠体１０Ｃに形成されたリブ１０Ｃ１の両方が嵌合することで回動が防止されており、
制御用内枠体には超音波信号発生手段が備えられ、前枠体１０Ａの細首部１２には超音波振動子１３の振動をブラシ部２０に備わった金属製植毛基部２１に伝えるための金属製振動伝達体１４が取り付けられ、本体部の細首部１２にブラシ部２０を取り付けることにより、該金属製振動伝達体１４に金属製植毛基部２１を接触させた超音波歯ブラシ。
【選択図】 図６

Description

本発明は歯から歯垢を除去する超音波ハブラシに関し、更に詳しくは超音波エネルギーによるキャビテーションを効率よく発生させ、しかも組み付けが容易な超音波歯ブラシに関する。

歯の汚れを除去するための方法として、従来から、柄部の先にブラシ毛が植毛された歯ブラシを使ってブラッシングする方法がある。
これは歯にブラシ毛を直接接触させた状態で歯の表面を機械的に磨くものであり、その速さには限度がある。
そのため、必ずしも十分な清掃効果が得られにくく、確実に磨こうとすると、かなりの時間を要し効率的ではない。

そこで近年、効率よく歯を磨こうとする観点から超音波を利用した歯ブラシが開発されている。
この超音波歯ブラシは、柄体に埋設された超音波振動子からの超音波振動を超音波伝導性のある金属棒によって、ブラシ部に植毛されているブラシ毛に伝達するというものである。

その具体例として、例えば、複数の毛の集まりと撓み変形可能な材料で製作されたほぼ筒状のボディと、ブラシ頭部を超音波装置に固定して、器具からの超音波周波数振動を、ブラシ頭部を介して使用者の歯と歯茎および口腔組織へ効率的に伝えて、それから軟らかい歯垢をゆるめて除去するものが知られている（特許文献１参照）。

特表平７−５０９１５１号公報

しかしながら、上述した特許文献１のような従来例では、超音波振動子である圧電変換器が埋設されている柄部は、合成樹脂材料により形成される。
また、柄部の先端部に取り付けられるブラシ頭部自体も合成樹脂材料により形成されているため、ブラシに対して必ずしも効率よく超音波振動を伝達することができなかった。
すなわち、超音波振動子の振動エネルギーをブラシ頭部に対して効率良く的確に伝達することができなかったのである。
一方、超音波振動を使った歯ブラシとして、超音波振動子を有する前枠体と、超音波信号発生手段を有する制御用内枠体と握り部分となる後枠体と前枠体に取り外し自在に取り付けられた中空のブラシ部とよりなる超音波歯ブラシが開発されている。
しかし、このような前枠体、制御用内枠体、後枠体及び中空のブラシ部よりなる超音波歯ブラシは、製造する場合、これら各部分の取り付け（組み付け）が簡単に行えることが重要である。
しかし、この種の従来の超音波歯ブラシは、後枠体と制御用内枠体との固定に例えばネジ等の単独の連結手段を使っているために部品数が増え構造的に複雑となり、一方ではネジ近傍からの水漏れに注意しなければならない。

本発明は、かかる実情に鑑み、構造が簡単で、組み付けやすく、超音波振動を効率よく伝達し、的確に歯垢を除去することができる超音波歯ブラシを提供することを目的とする。

かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、ブラシ部まわりの材料及び各枠体の連結構造等を工夫することで上記の諸問題点を解決することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）、超音波信号発生手段と該超音波信号発生手段からの信号により発振する超音波振動子とを有し、基部と該基部から延出する細首部とを有する「前枠体」と、該前枠体に取り付けられている「制御用内枠体」及び「後枠体」と、を有する本体部と、本体部の細首部に着脱可能に取り付けられた中空のブラシ部とよりなる超音波歯ブラシであって、
前記制御用内枠体に形成した突起を後枠体に形成したリブ間に挿入して制御用内枠体の回動が防止されており、
前記制御用内枠体には前記超音波信号発生手段が備えられ、前記前枠体の細首部には前記超音波振動子の振動を前記ブラシ部に備わった金属製植毛基部に伝えるための金属製振動伝達体が取り付けられ、本体部の細首部にブラシ部を取り付けることにより、該金属製振動伝達体に金属製植毛基部を接触させた超音波歯ブラシ。

そしてまた、（２）、前枠体と制御用内枠体との取付けは、弾圧部を設けた制御用内枠体を前枠体の木部内に圧入して固定したものである（１）記載の超音波歯ブラシに存する。

そしてまた、（３）、前枠体と後枠体との取付けは、後枠体を前枠体の基部に外挿して、接着剤を介して固定したものである（１）記載の超音波歯ブラシに存する。

そしてまた、（４）、制御用内枠体の底部に形成された円柱状空部に後枠体の底部に形成された台形状凸部が圧入されて、制御用内枠体と後枠体との間はパッキングを介して互いに弾圧的に固定されている（１）記載の超音波歯ブラシに存する。

そしてまた、（５）、前記ブラシ部は、細首部を覆うように圧入により取り付けられ、ブラシ部の金属製植毛基部と細首部の金属製振動伝達体とが圧接した状態となっている（１）記載の超音波歯ブラシに存する。

そしてまた、（６）、前記超音波振動子と細首部の内壁面との間に空間が形成されている（１）記載の超音波歯ブラシに存する。

本発明の目的に沿ったものであれば、上記１〜６の中から選ばれた２つ以上を組み合わせた構成も当然採用可能である。

本発明によれば、前枠体、制御用内枠体、後枠体とを簡単に組み付けることができる。
ブラシ部は金属製の植毛基部を備え、該植毛基部が金属製振動伝達体に圧接する。
このようにブラシ部まわりは金属製材料により形成されることで、超音波振動子の超音波振動を効率よく伝達することができる。
またこの種の超音波歯ブラシにおいて細首部或いはブラシ部まわりの材質・構造を工夫したことで、超音波振動の伝達効率を高め、清掃効果を格段に向上する等の利点が得られた。

以下、図面に基づき、本発明の超音波歯ブラシにおける好適な実施の形態を説明する。

図１は、本発明による超音波歯ブラシの全体外観構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を示す。

図２は、本発明の超音波振動子まわりの構成例を示す分解斜視図であり、（Ａ）はブラシ部、（Ｂ）は細首部、（Ｃ）は、ブラシ部を細首部に圧入した状態を示す。
この歯ブラシは、後述する超音波信号発生手段と該超音波信号発生手段からの信号により発振する超音波振動子とを有するものである。
この超音波振動子に起因するエネルギーによりキャビテーションが起きて、その結果、口内洗浄が行われる。
超音波歯ブラシは、主として、超音波振動子、超音波信号発生手段等を有する本体部１０と、該本体部１０に着脱可能に取り付けられたブラシ部２０とよりなる。
本体部１０は、突出片１１Ａを有する筒状の基部１１と該基部１１から延出する矩形断面の細首部１２とを有する前枠体１０Ａと、該前枠体１０Ａに取り付けられている制御用内枠体１０Ｂ及び後枠体１０Ｃと、を有している。
前枠体１０Ａに取り付けられている後枠体１０Ｃは、歯ブラシ行為を行う際に、把持する部分であり丁度、円柱状の握り易いような太さに形成されている。

一方、合成樹脂製のブラシ部２０は、基部１１に外挿入されるように中空構造を有し、その先端にはブラシ毛が植毛される金属製の植毛基部２１（金属製植毛基部２１）を有する。
この金属製植毛基部２１は、後述するように超音波エネルギーの伝達効率に大きく寄与する。

ここで、図５に示すように、前枠体１０Ａに取り付けられている制御用内枠体１０Ｂは、超音波振動発生手段としての超音波発信器１と、この超音波発信器１を始めとする構成素子類を制御する制御部２と、電源部３と、超音波発生時間を制御するタイマー部４と、機械的振動を付与するバイブモータ５とを含んでいる。
電源部３には充電可能な充電池６と、充電端子７と、充電時に充電端子７からの充電池６に対する充電を制御する充電制御部８とを含む。

制御部２は超音波歯ブラシの状態を制御し、後枠体１０Ｃに設けられた電源スイッチ９と、電源部３と、タイマー部４とからの信号が入力される。
電源に関して制御部２は、電源スイッチ９（前枠体の基部の突出片に設けられている）からの信号が入力され、その信号に基づき電源をＯＮ／ＯＦＦ切り換えるようになっている。

なお、電源スイッチ９は自照式のＬＥＤを設けることができ、電源ＯＮ時には発光し、電源ＯＦＦ時には消えるようになっている。
そして、電源ＯＮ状態においてはバイブモータ５の回転が遅い場合にはたとえば青色、その回転が速い場合には赤色となるように２段階に切り換えることができるようにしてもよい。
さらに、充電池６の起電力が低下すると、使用中にＬＥＤ発光が消えて充電の必要性を警告するようにしてもよい。

細首部１２の先端には、超音波発信器１からの信号により超音波を発生する超音波振動子１３が内蔵される。
超音波振動子１３は超音波発信器１により、超音波周波数（たとえば、２００万Ｈｚ）で発信した駆動電流が印加され、この超音波周波数で振動する。

さて、本体部１０の前枠体１０Ａの細首部１２は、合成樹脂よりなり、その先端には（図３に示されるように、）金属製振動伝達体１４がインサート成形により取り付けられる。
いわば、金属製振動伝達体１４は、丁度、中空の四角柱状を呈する細首部１２の側壁の一部として一体成形されて取り付けられている構造となっている。
金属製振動伝達体１４はチタン材またはジュラルミン材で形成され、図４（Ａ）にも示すようにコの字形板状構造を有する。

金属製振動伝達体１４の内側面１４Ａには、直接、超音波振動子１３が接着剤により接着される〔図３（Ｂ）参照〕。
この場合、接着剤としては、接着効果と振動エネルギーの伝達効率の観点から、エポキシ樹脂を採用することが好ましい。

このように超音波振動子１３の振動を金属製振動伝達体１４、効率良く伝えるようにしている。
ここで、余分な振動エネルギーを細首部１２から本体に渡って伝えないという観点から、超音波振動子１３と細首部１２の内壁面１２Ａとの間に空間が形成されている。
そして、その空間には、図示しないシリコン樹脂が充填され、水等に対する封鎖を行っている。

なお、金属製振動伝達体１４のインサート成形に際しては、適宜、細首部１２との一体固定力が十分発揮できるように、その境界面には工夫を施すとよい。
例えば、図４（Ａ）に示すように、金属製振動伝達体１４の曲がり部には台形状の切り欠き部１４２が形成されている。
このような切り欠き部１４２を設けることにより、インサート成形した場合、金属製振動伝達体１４と細首部１２との高い結合強度を確保することができる。

一方、中空のブラシ部２０の先端には金属製植毛基部２１（金属製植毛基部２１）がインサート成形により取り付けられる〔図３（Ａ）〕。
金属製植毛基部２１はチタン材またはジュラルミン材で形成され、図４（Ｂ）にも示すように概略板状構造を有する。
金属製植毛基部２１を有するブラシ部２０は、細首部１２の先部を覆うようにして取り付けられる〔図３（Ｃ）〕。
すなわち、金属製植毛基部２１が金属製振動伝達体１４の外側面１４Ｂに強く接するように、ブラシ部２１は細首部１２に対して圧入されて取り付けられる。

なお、金属製植毛基部２１のブラシ部２０に対するインサート成形に際しても、適宜、ブラシ部２０との一体固定力が十分発揮できるようにするとよい。
例えば、図４（Ｂ）のように、金属製植毛基部２１とブラシ部２０との結合部には、その周囲に沿って凹溝部２１Ａが形成され、このような凹溝部２１Ａを設けることでブラシ部２０との高い結合強度を確保することが可能である。

また、金属製植毛基部２１の外面側には、ブラシ毛２２〔図３（Ａ）〕を植毛するための多数の植毛穴２１Ｂが形成されている。
そして、この金属製植毛基部２１は、使用者が歯磨き動作を行う際、唾液等に接することからキャビテーションの発生が生じる。
このキャビテーションが歯垢を除去するのに大きく影響するのである。

ここで、該金属製振動伝達体１４と金属製植毛基部２１との関係をいうと、本体部１０の細首部１２にブラシ部２０を取り付けることにより、該金属製振動伝達体１４に金属製植毛基部２１を接触させた状態となる。
すなわち、ブラシ部２０は、細首部１２を覆うように圧入により取り付けられ、ブラシ部の金属製植毛基部２１と細首部１２の金属製振動伝達体１４とが圧接した状態となるのである〔図３（Ｃ）〕。

上記構成において、制御部２は電源スイッチ９からの電源ＯＮ信号を検知すると、超音波発信器１、制御するタイマー部４およびバイブモータ５へ起動信号を出力する。
この信号を検知したタイマー部４は所定時間の計測を開始し、その計測終了後に終了信号を制御部２へ出力する。

また、超音波振動子１３は超音波発信器１により、超音波周波数で発信した駆動電流が印加され、この超音波周波数で振動開始する。
超音波振動子１３の振動は、金属製振動伝達体１４を介して金属製植毛基部２１へ伝達され、これにより金属製植毛基部２１が超音波振動する。
同時にバイブモータ５の駆動により本体部１０に対して機械的振動が与えられる。
使用者はこの機械的振動により、心地よい動感を得る。

外部に露出する金属製植毛基部２１の超音波振動エネルギーが直接、口腔内の唾液や歯磨き剤に的確に伝達され、これによりキャビテーションを発生させる。 一方、キャビテーションの発生により、結果的にブラシ毛２２を微細に振動させ、歯に接触したブラシ毛２２と歯との間に微細振動による摩擦作用を発生させる。
そして、歯の表面に付着している歯垢は、かかるキャビテーション作用と摩擦作用で歯表面への結合力が弱まって容易に除去される。

その後、タイマー部４から制御部２へ所定時間の計測終了信号が出力され、制御部２が超音波発信器１に発信終了信号を出力することで該超音波発信器１が駆動停止する。
これにより超音波振動子１３が駆動も停止する。

上述のように超音波振動子１３の振動が金属製振動伝達体１４を介して金属製植毛基部２１へ伝達され、これにより金属製植毛基部２１が超音波振動する。 このように超音波振動子１３から金属製植毛基部２１までの構成部材はすべて金属製であり、かつ相互に強固に圧接状態で取り付けられている。
このように特に金属製振動伝達体１４および金属製植毛基部２１を使うことで、超音波振動子１３からの振動エネルギーの伝播する効率を向上させることができる。

すなわち超音波振動を効率よく伝達し、極めて高い清掃効果を発揮できるのである。
また、超音波振動子１３と細首部１２の内壁面１２Ａとの間に空間が形成されており、超音波振動エネルギーが極力、金属製植毛基部２１以外の領域に散逸するのを防止する。

〔前枠体１０Ａ、制御用内枠体１０Ｂ、後枠体１０Ｃ、の相互の組み付け態様〕
本発明の超音波歯ブラシは、前枠体１０Ａと、該前枠体１０Ａに取り付けられている制御用内枠体１０Ｂ及び後枠体１０Ｃと、を有する本体部１０と、本体部１０に着脱可能に取り付けられた中空のブラシ部２０とよりなることは既に述べた。
そして、本体部１０を構成する前枠体１０Ａ制御用内枠体１０Ｂ及び後枠体１０Ｃの相互の組み付けが、連結具、例えばネジ等を用いずに部品が増えず極めて簡単に可能となる利点がある。

次に前枠体１０Ａ、制御用内枠体１０Ｂ、後枠体１０Ｃ、の相互の取り付け態様について説明する。
図６は、本体部１０を構成する前枠体１０Ａ、制御用内枠体１０Ｂ、後枠体１０Ｃの展開図である。

図７は前枠体１０Ａと制御用内枠体１０Ｂとの取り付け状態を説明する図である。
制御用内枠体１０Ｂに弾圧部１０Ｂ１が設けられており、制御用内枠体１０Ｂを前枠体１０Ａの基部１１に圧入して内挿する。このとき、段下面１１Ｂに形成されている切り欠き１１Ｂ１（詳しくは切り欠き１１Ｂ１の底辺部）と制御用内枠体１０Ｂに形成されている突起１０Ｂ３が当接するまで押し込む。これで制御用内枠体１０Ｂが前方にズレない。
そして、この取付けでは、弾圧部１０Ｂ１が制御用内枠体１０Ｂと前枠体１０Ａの間で弾圧効果を発揮するため両者にガタ等が生じない。

図８は、前枠体１０Ａと後枠体１０Ｃとの取り付け状態を説明する図である。
前枠体１０Ａの基部１１の段下面１１Ｂに接着剤を塗布した状態で後枠体１０Ｃを外挿して固定するものである。
前枠体１０Ａの基部１１の段下面１１Ｂと後枠体１０Ｃの内面とが接着剤を介して固定されるため、一旦固定した後は外れない。

図９は、制御用内枠体１０Ｂと後枠体１０Ｃとの前方位置での取り付け状態を説明する図である。
図７に示しているように、制御用内枠体１０Ｂの突起１０Ｂ３は前枠体１０Ａの切り欠き１１Ｂ１の側辺部に当接させると、切り欠き１１Ｂ１の他方側辺部側
に間隙が生ずる。その間隙に後枠体１０Ｃに形成されているリブ１０Ｃ１（ここではリブは二本の起立壁）を嵌合する。以上のような取り付け方により、前枠体１０Ａに対して制御用内枠体１０Ｂ及び後枠体１０Ｃが確実に固定される。

図１０は、制御用内枠体１０Ｂと後枠体１０Ｃとの後方位置での取り付け状態を説明する図である。
制御用内枠体１０Ｂの底部には外側に開放された円柱状空部１０Ｂ４が形成されており、後枠体１０Ｃの底部には台形状凸部１０Ｃ２が形成されている。
制御用内枠体１０Ｂの円柱状空部１０Ｂ４に後枠体１０Ｃの台形状凸部１０Ｃ２が圧入されることで、制御用内枠体１０Ｂと後枠体１０Ｃとは後方位置にて固定される。
なお台形状凸部１０Ｃ２の頂面に凹部が形成されているのは、射出成形時に、後枠体１０Ｃの外面に凹みが生ずるのを防止するためである。

また、後方位置においては、制御用内枠体１０Ｂの底部にオーリングＰを取付け、制御用内枠体１０Ｂと後枠体１０ＣをオーリングＰの弾圧力により相互に弾圧的に固定する。また後枠体１０Ｃの内壁に、半径方向にリブ（図示省略）を形成しおけば該リブがオーリングＰに食い込み、制御用内枠体１０Ｂと後枠体１０Ｃの間で起こる回動をより確実に防止することができる。

図６〜図１０から理解できるように、本発明の前枠体１０Ａ制御用内枠体１０Ｂ及び後枠体１０Ｃの相互の組み付けは、ネジ等を使わず簡単に取り付けることができ、組み付けが容易で極めて便利である。

なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で種々の変形等が可能である。
例えば、制御用内枠体１０Ｂに弾圧部の個数は複数でも可能であり、その形も種々形状に変更可能である。
また制御用内枠体１０Ｂの突起の位置や数、それに対応する後枠体１０Ｃのリブの位置や数も変更可能である。
更に、例えば、金属製振動伝達体１４あるいは金属製植毛基部２１等の材質については、上記実施形態の場合に限らず、その他の金属材料を使用することが可能である。

また、それらの具体的形状は、図示例等のもののみに限定されず、必要に応じて適宜変更可能であり、いずれの場合も上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態における超音波歯ブラシの全体概略構成例を示すそれぞれ外観図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を示す。 図２は、本発明の実施形態における超音波振動子まわりの構成例を示す分解斜視図であり、（Ａ）はブラシ部、（Ｂ）は細首部、（Ｃ）は、ブラシ部を細首部に圧入した状態を示す。 図３は、本発明の実施形態における要部構成を示す断面図であり、（Ａ）はブラシ部、（Ｂ）は細首部、（Ｃ）は、ブラシ部を細首部に圧入した状態を示す。 図４は、本発明の実施形態に係るそれぞれ要部を示す斜視図であり、（Ａ）は金属製振動伝達体、（Ｂ）は金属製植毛基部を示す。 図５は、本発明の実施形態における構成を示すブロック図である。 図６は、本体部を構成する前枠体、制御用内枠体、後枠体の展開図である。 図７は、前枠体と制御用内枠体との取り付け状態を説明する図である。 図８は、前枠体と後枠体との取り付け状態を説明する図である。 図９は、制御用内枠体と後枠体との前方位置での取り付け状態を説明する図である。 図１０は、制御用内枠体と後枠体との後方位置での取り付け状態を説明する図である。

符号の説明

１…超音波発信器
２…制御部
３…電源部
４…タイマー部
５…バイブモータ
６…充電池
７…充電端子
８…充電制御部
９…電源スイッチ
１０…本体部
１０Ａ…前枠体
１０Ｂ…制御用内枠体
１０Ｂ１…弾圧部
１０Ｂ３…突起
１０Ｂ４…円柱状空部
１０Ｃ…後枠体
１０Ｃ１…リブ
１０Ｃ２…台形状凸部
１１…基部
１１Ａ…突出片
１１Ｂ…段下面
１１Ｂ１…切り欠き
１２…細首部
１２Ａ…内壁面
１３…超音波振動子
１４…金属製振動伝達体
１４Ａ…内側面
１４Ｂ…外側面
１４２…切り欠き部
２０…ブラシ部
２１…金属製植毛基部
２１Ａ…凹溝部
２１Ｂ…植毛穴
２２…ブラシ毛
Ｐ…オーリング

Claims (6)

1. 超音波信号発生手段と該超音波信号発生手段からの信号により発振する超音波振動子とを有し、基部と該基部から延出する細首部とを有する「前枠体」と、該前枠体に取り付けられている「制御用内枠体」及び「後枠体」と、を有する本体部と、本体部の細首部に着脱可能に取り付けられた中空のブラシ部とよりなる超音波歯ブラシであって、
   前記前枠体の段下面に形成された切り欠きに前記制御用内枠体に形成されている突起と前記後枠体に形成されたリブの両方が嵌合することで回動が防止されており、
   前記制御用内枠体には前記超音波信号発生手段が備えられ、前記前枠体の細首部には前記超音波振動子の振動を前記ブラシ部に備わった金属製植毛基部に伝えるための金属製振動伝達体が取り付けられ、本体部の細首部にブラシ部を取り付けることにより、該金属製振動伝達体に金属製植毛基部を接触させたことを特徴とする超音波歯ブラシ。
2. 前枠体と制御用内枠体との取付けは、弾圧部を設けた制御用内枠体を前枠体の基部内に圧入して固定したものであることを特徴とする請求項１記載の超音波歯ブラシ。
3. 前枠体と後枠体との取り付けは、後枠体を前枠体の基部に外挿して接着剤を介して固定したものであることを特徴とする請求項１記載の超音波歯ブラシ。
4. 制御用内枠体の底部に形成された円柱状空部に後枠体の底部に形成された台形状凸部が圧入されて、制御用内枠体と後枠体との間にはオーリングを介して互いに弾圧的に固定されていることを特徴とする請求項１記載の超音波歯ブラシ。
5. 前記ブラシ部は、細首部を覆うように圧入により取り付けられ、ブラシ部の金属製植毛基部と細首部の金属製振動伝達体とが圧接した状態となっていることを特徴とする請求項１に記載の超音波歯ブラシ。
6. 前記超音波振動子と細首部の内壁面との間に空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波歯ブラシ。

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