JP2009028310A - 電動歯ブラシ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動歯ブラシは、駆動源と、ブラシを有する振動部材と、前記駆動源の出力を前記振動部材の振動に変換する伝達機構と、前記駆動源の出力を制御する制御手段と、を備える。前記振動部材は、前記ブラシが第1の方向に共振する第1共振点と、前記ブラシが第2の方向に共振する第2共振点と、を有しており、前記制御手段は、前記第1の方向の共振が生じるように前記駆動源の出力を制御する第1の動作モードと、前記第2の方向の共振が生じるように前記駆動源の出力を制御する第2の動作モードと、を有している。
【選択図】図3
Description
療部位に応じて刷掃方法(刷掃方向)を切り替えるなどすれば、より高い歯垢除去効果が得られる。
<電動歯ブラシの構成>
図1、図2、図3を参照して、電動歯ブラシの構成を説明する。図1は電動歯ブラシの外観を示す斜視図であり、図2は電動歯ブラシの内部構成を示す断面図であり、図3はブロック図である。
電動歯ブラシの基本動作について説明する。
本実施形態の電動歯ブラシでは、上述のように、偏心軸30の旋回運動を利用してブラシ210の振動を発生させている。このような駆動原理の場合、ブラシ210はモータの回転軸に垂直な面内を2次元的に振動し得る。図4は、ブラシの振動の軌道を模式的に示している(X軸:モータ回転軸、Y軸:回転軸に対して垂直で且つブラシ面に対して平行な方向、Z軸:ブラシ面に対して垂直な方向)。図示の例ではブラシ210がYZ平面を楕円状の軌道40で振動している。ブラシ面とは、ブラシの繊維と直交し、かつ、繊維の先端部分に位置する仮想的な面のことをいう。
本実施形態の電動歯ブラシは駆動振動数の異なる複数の動作モードを有している。電源オフの状態からスイッチSを押すたびに動作モードが順番に切り替わり、一巡するとオフ状態に戻る。図3に示すようにメモリ121には各動作モードに対応した設定値が予め格納されている。この設定値は各動作モードの駆動振動数に対応するパラメータであり、その具体的な数値は図5のような実験結果に基づき決定される。
第1共振動作モードは、第1共振点を利用する動作モードである。駆動振動数は第1共振点(約100Hz)またはその近傍に設定される。図6Aは第1共振動作モードのPWM信号(デューティ比:約50%)を示している。第1共振動作モードでは、通常動作モードよりもブラシ210のY軸方向(横方向)の振幅が増大し、歯垢除去力および施療感を高めることができる。特に、第1共振動作モードでは、ブラシ210の毛先が施療部に対し平行な方向に小刻みに動くので、歯周ポケットの刷掃に高い効果が得られるものと思われる。
第2共振動作モードは、第2共振点を利用する動作モードである。駆動振動数は第2共振点(約200Hz)またはその近傍に設定される。図6Bは第2共振動作モードのPWM信号(デューティ比:約80%)を示している。第2共振動作モードでは、通常動作モードよりもブラシ210のZ軸方向(縦方向)の振幅が増大し、歯垢除去力および施療感を高めることができる。特に、第2共振動作モードでは、ブラシ210の毛先が施療部に対し垂直な方向に小刻みに動くので、歯間部や歯周ポケットや歯面の刷掃に高い効果が得られるものと思われる。
通常動作モードは、共振を利用しない動作モードである。駆動振動数は第1共振点と第2共振点の間(たとえば150Hz)に設定される。なお、120Hz、140Hz、160Hz、180Hzのように多段階の通常動作モードを設け、スイッチSで切り替えられるようにしてもよい。また、第1共振点よりも低い振動数や第2共振点よりも高い振動数の通常動作モードを設けることも好ましい。
共振切替動作モードは、第1共振動作モードと第2共振動作モードとを交互に繰り返す動作モードである。具体的には、図6Cに示すように、一定の時間間隔(たとえば約0.2秒間隔)で2つの動作モードを切り替える。このように刷掃方向を自動的に切り替えることで、ブラシの毛先が施療部に対して様々な角度から当たるため、単一方向の刷掃に比べてより優れた歯垢除去効果を実現できる。
上記第1実施形態では、各動作モードで単一の設定値を用いている。しかし、図7に示すように、ブラシに作用する負荷が変わると、ブラシの振動特性が変動し、共振点の位置が変わってしまう。図7は負荷250gの場合の振動特性を示しているが、第1共振点は110Hzあたりに、第2共振点は250Hzあたりに現れており、負荷100gの場合(図5)に比べて、いずれの共振点も大きくなっていることが分かる。そこで、第2実施
形態では、ブラシに作用する負荷を検知し、負荷の大きさに応じてモータの回転数を調整する。
上述した実施形態の構成は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
10 モータ
11 回転軸
12 駆動回路
121 メモリ
122 タイマ
123 電流検知回路
13 充電池
14 コイル
2 振動部材
20 ステム部
200 ステム
201 ホルダ
202 弾性部材
202A 突起部
203 軸受
21 ブラシ部品
210 ブラシ
30 偏心軸
300 重り
40 軌道
S スイッチ
Claims (7)
- 駆動源と、
ブラシを有する振動部材と、
前記駆動源の出力を前記振動部材の振動に変換する運動伝達機構と、
前記駆動源の出力を制御する制御手段と、を備え、
前記振動部材は、前記ブラシが第1の方向に共振する第1共振点と、前記ブラシが第2の方向に共振する第2共振点と、を有しており、
前記制御手段は、前記第1の方向の共振が生じるように前記駆動源の出力を制御する第1の動作モードと、前記第2の方向の共振が生じるように前記駆動源の出力を制御する第2の動作モードと、を有している
電動歯ブラシ。 - 前記制御手段は、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとを繰り返す
請求項1に記載の電動歯ブラシ。 - 前記第1の方向は、ブラシ面に対して平行な方向であり、
前記第2の方向は、前記ブラシ面に対して垂直な方向である
請求項1または2に記載の電動歯ブラシ。 - 前記第1共振点は、前記運動伝達機構に依存する特性であり、
前記第2共振点は、前記ブラシに依存する特性である
請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の電動歯ブラシ。 - 前記制御手段が、前記ブラシに作用する負荷を検知し、検知された負荷に応じて前記駆動源の出力を調整する
請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の電動歯ブラシ。 - 前記運動伝達機構が前記振動部材に内包されており、
前記振動部材が弾性部材を介して電動歯ブラシ本体に取り付けられている
請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の電動歯ブラシ。 - 前記駆動源がモータであり、
前記運動伝達機構が前記モータの回転軸に連結された偏心軸であり、
前記振動部材が、前記偏心軸の軸受を有するステムを備える
請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の電動歯ブラシ。
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