JP2016189929A - オーラルケア装置 - Google Patents

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行紀 和田
Yukinori Wada
行紀 和田
正洋 西浦
Masahiro Nishiura
正洋 西浦
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Abstract

【課題】筐体の壁部に薄肉部と厚肉部を設け、外側面が面一な面で内側面を薄肉部が凹んだ凹凸面とし、薄肉部を光源の透過部として機能させて表示させる発光表示構造において、壁部が薄く、薄肉部と厚肉部の肉厚差を十分確保できない構造であっても、コントラストが低下せず、モード表示などの細かな表示も鮮明に視認できる発光表示構造を備えたオーラルケア装置を提供する。【解決手段】薄肉部と厚肉部とを同一樹脂材料で一体成形し、前記厚肉部の肉厚を1.0〜4.0mmとするとともに、前記薄肉部と厚肉部との肉厚差を0.85〜3.2mmとし、前記同一樹脂材料に遮光剤を含有させた。【選択図】図1

Description

本発明は、筐体内部の光源の光で筐体の壁部を発光させて表示する発光表示構造を備えたオーラルケア装置に係り、特に、充電状態や動作モードを表示する電動歯ブラシ等に好適な発光表示構造を備えるオーラルケア装置に関する。
従来、この種の発光表示構造は、筐体の壁部に、内部の光源からの光を通す透過部と光を通さない非透過部よりなる領域を設け、これら透過部及び非透過部を異なる樹脂、光透過性の樹脂材料と非透過性の樹脂材料で二色成形したもの、あるいはこれら樹脂材料で別々に成形後、組み付けてなるものが提供されている。しかし、このように異なる樹脂材料で構成したものは耐久性や防水性の問題があるとともに製造コストが高くなり、塗装する場合のマスキングが手間であるという問題もあった。
これに対し、図5(a)に示すように筐体の壁部10に薄肉部3とその周辺の残部の厚肉部4とからなる領域Rを設け、領域の外側面11を凹凸がなく面一な面とし、且つ内側面12を薄肉部が凹んだ凹凸面とし、これにより内部の光源2からの光を主に薄肉部3を通じて外部に透過させ、薄肉部3を上記透過部として機能させ、厚肉部4を非透過部として機能させる構造も考えられる。これによれば、同一樹脂材料で一体成形できるため防水性やコスト、塗装の問題を解決でき、機能オフの場合に外観上、表示領域の存在を認識させず、デザイン設計上の自由度が向上する。
しかしながら、オーラルケア装置は近年、持ち運び等の理由でコンパクト化の傾向にあり、筐体もスリムなものが求められている。このようなスリムな筐体とするためには、内部機器の大きさに一定の限界があることから、結果として壁部が薄型化される傾向にある。このような薄型の壁部に上記発光表示構造を採用した場合、図5(b)に示すように厚肉部4が薄くなる一方で、薄肉部3の薄さは強度の関係で一定の限界があることから、結果として厚肉部4と薄肉部3との肉厚差が小さくなる。肉厚差が小さいと内側面側の薄肉部3で凹んだ凹部13が浅くなって、特に薄肉部3の角3aで光が外側に拡散されやすくなる。これに厚肉部4の光の非透過性が薄肉化により低下することと相俟って、表示のコントラストが低下し、不鮮明な表示となり、特にモード表示などの細かな表示が視認できなくなるといった問題があった。
他の構造として、例えば、光透過性の有する半透明の筐体壁部の表面に、光を透過させない第1の塗料層を被覆形成し、第1の塗料層にエッチング加工で光が透過する表示溝を形成し、さらに光透過性を有する白色の第2の塗料層、その上に透明なコート層を被覆した構造も提供されている(特許文献1の図3参照)。しかし、本構造は壁部の外側に被覆層を3つ形成する必要があり、第1の塗料層をレーザー等でエッチング加工する必要もあり、製造コストが上昇する原因になる。また、塗装が必須であるため意匠的にも制約されるといった問題もある。さらに、塗装は外力が加わることで破損しやすく、第1の塗料層まで剥がれてしまうと表示が破損し、認識不能となってしまうという問題がある。
特表2014−501150号公報
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、筐体の壁部に薄肉部と厚肉部を設け、外側面が面一な面で内側面を薄肉部が凹んだ凹凸面とし、薄肉部を光源の透過部として機能させて表示させる発光表示構造において、壁部が薄く、薄肉部と厚肉部の肉厚差を十分確保できない構造であっても、コントラストが低下せず、モード表示などの細かな表示も鮮明に視認できる発光表示構造を備えたオーラルケア装置を提供する点にある。
本発明者は、前述の課題解決のために、上記のように壁部が薄く、薄肉部と厚肉部の肉厚差が十分確保できない構造においてコントラストを低減させないための手段につき鋭意検討した結果、薄肉部と厚肉部を一体成形する樹脂材料に遮光剤を含有させることで、コントラスト低減の原因であった内側面側の薄肉部による凹部の深さが浅いという点が逆にプラスに作用し、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、筐体の壁部に、薄肉部とその周辺の残部の厚肉部とからなる領域が設けられ、前記領域の外側面が凹凸がなく面一であり、且つ内側面が前記薄肉部が凹んだ凹凸面であり、前記筐体の内部の前記領域に対応する位置に光源が設けられ、該光源からの光が主に前記薄肉部を通じて外部に透過することで、前記領域が表示領域となる発光表示構造を備えたオーラルケア装置であって、前記薄肉部と厚肉部とを同一樹脂材料で一体成形し、前記厚肉部の肉厚を1.0〜4.0mmとするとともに、前記薄肉部と厚肉部との肉厚差を0.85〜3.2mmとし、前記同一樹脂材料に、遮光剤を含有させてなることを特徴とする発光表示構造を備えたオーラルケア装置を提供する。
ここに、薄肉部の肉厚は薄肉部の最小肉厚寸法をいい、厚肉部の肉厚は薄肉部に隣接する箇所の肉厚寸法をいう。
ここで、前記遮光剤として、酸化チタンを0.5重量%以下含有させてなるものが好ましい。
特に、前記酸化チタンの粒径を、0.16〜0.26μmとしたものが好ましい。ここに、酸化チタンの粒径は粒子の体積を測定して粒径(球相当径)の平均値を求めたものとし、測定方法はレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置を用いるものとする。
また、前記遮光剤として、カーボンブラックを0.1重量%以下含有させてなるものも好ましい。
また、前記薄肉部の肉厚を、0.15〜0.8mmとしてなるものが好ましい。
また、前記光源を、厚肉部内面の位置である薄肉部内側に形成される凹部の開口位置から、筐体中心方向である内方へ0.85〜3.0mm離間した位置に設けてなるものが好ましい。
また、前記樹脂材料が、ABS樹脂又はポリプロピレン樹脂を主成分とする材料であるものが好ましい。
以上にしてなる本願発明に係るオーラルケア装置は、筐体の壁部に、薄肉部とその周辺の残部の厚肉部とからなる領域が設けられ、前記領域の外側面が凹凸がなく面一であり、且つ内側面が前記薄肉部が凹んだ凹凸面であり、前記筐体の内部の前記領域に対応する位置に光源が設けられ、該光源からの光が主に前記薄肉部を通じて外部に透過することで、前記領域が表示領域となる発光表示構造を備えるので、優れた防水性を維持でき、コスト高を回避でき、塗装も容易で、デザイン設計上の自由度も高い。
また、薄肉部と厚肉部とを同一樹脂材料で一体成形し、厚肉部の肉厚を1.0〜4.0mmと薄く設定するとともに、薄肉部と厚肉部との肉厚差を0.85〜3.2mmと小さくし、前記同一樹脂材料に遮光剤を含有させてなるので、図1に示すように、まず従来よりも薄型の厚肉部4は、遮光剤の存在により従来と同様に非透過性が維持され、また、従来より浅くなる薄肉部3内側の凹部13についても、その薄肉部3の角3a(凹部の底面の隅部)から外側に拡散される光は遮光され、他方、薄肉部3を透過する光は、凹部13が浅い分だけ薄肉部3が光源2に近づくため遮光剤が存在しても十分な量を透過させることができ、結果、コントラストが良好で鮮明となる表示が得られ、モード表示などの細かな表示も視認できる発光表示構造を備えたスリムな筐体を有するオーラルケア装置を提供することができる。
薄肉部と厚肉部との肉厚差が0.85mmより小さいと、薄肉部が厚くなって透過光量が低下し、視認性が低下するか、或いは厚肉部が薄くなって遮光性が低下し、コントラストが低下する。肉厚差が3.2mmより大きいと、薄肉部が薄くなって、強度が不十分となる。
また、前記遮光剤として、酸化チタンを0.5重量%以下含有させてなるので、表示がより明瞭で細かな表示を視認しやすくなる。より好ましくは0.1〜0.4重量%である。0.5重量%よりも多く含有させると、薄肉部の透過光量が不十分となり、視認性が低下する。
また、前記酸化チタンの粒径を0.16〜0.26μmとしたので、同じく表示が明瞭で細かな表示も視認しやすくなる。粒径が0.16μmより小さくても0.26μmより大きくても、遮光性が低下し、コントラストが低下する傾向になる。
また、前記遮光剤として、カーボンブラックを0.1重量%以下含有させてなるので、表示がより明瞭で細かな表示を視認しやすくなる。0.1重量%よりも多く含有させると、薄肉部の透過光量が不十分となり、視認性が低下する。
また、前記薄肉部の肉厚を0.15〜0.8mmとしたので、表示がより明瞭で細かな表示を視認しやすくなる。薄肉部が0.15mmより薄いと、強度が不十分となる。薄肉部が0.8mmより厚いと、薄肉部の透過光量が不十分となり、視認性が低下する。
また、前記光源を、厚肉部内面の位置である薄肉部内側に形成される凹部の開口位置から、筐体中心方向である内方へ0.85〜3.0mm離間した位置に設けてなるので、良好なコントラストを維持できる。0.85mmより近づけると薄肉部の隅部から外側へ拡散する光量が増え、コントラストが低下する。3.0mmより遠いと薄肉部の透過光量が低下し、視認性が低下する。
また、前記樹脂材料が、ABS樹脂又はポリプロピレン樹脂を主成分とする材料であるので、オーラルケア装置として使用するに当たり耐薬品性が高まり、耐久性が高まり、薄肉部の強度も維持しやすい。
本発明に係る発光表示構造を示す説明図。 同じく発光表示構造を備えた代表的実施形態に係るオーラルケア装置を示す外観斜視図。 (a)は同じくオーラルケア装置の要部を示す斜視図、(b)は同じく要部を示す縦断面図。 (a)は同じくオーラルケア装置の発光表示構造を示す縦断面図、(b)は横端面図。 (a),(b)は従来の発光表示構造を示す説明図。
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
本発明に係る発光表示構造Sは、図1に示すようにオーラルケア装置の筐体壁部10に薄肉部3とその周辺の残部の厚肉部4とからなる表示領域Rを設け、この表示領域Rの外側面11を凹凸がなく薄肉部3と厚肉部4とが面一な面とし、表示領域Rの内側面12を薄肉部3が凹んだ凹部13を有する凹凸面とし、筐体内部の前記表示領域Rに対応する位置に光源2を設け、光源2からの光が主に表示領域Rの薄肉部3を通じて外部に透過し、これにより薄肉部3の形が外側から光って表示されるものである。
発光表示構造Sを備えるオーラルケア装置としては、後述する電動歯ブラシ以外に、例えばウォーターピックや歯ブラシ等に取り付けるセンサアダプタ装置など、種々のオーラルケア装置に適用できる。発光表示構造Sの薄肉部3と厚肉部4とは同一樹脂材料で一体成形され、該樹脂材料には遮光剤が含有される。
前記樹脂材料としては、オーラルケア装置としての耐薬品性、強度の点からABS樹脂又はポリプロピレン樹脂を主成分とすることが好ましい。樹脂の色は透明、半透明、非透明のいずれでも良い。遮光剤は樹脂材料に可視光を透過させない隠蔽性を付与する添加剤として公知のものを広く適用でき、特に酸化チタンやカーボンブラックを用いることが好ましい。
遮光剤として酸化チタンを用いる場合は、その配合量は0.5重量%以下の含有率とすることが好ましく、より好ましくは0.1〜0.4重量%とされる。樹脂材料中に均一に含有させるため、同一樹脂材料をベースとしたマスターバッチとして同一樹脂材料のペレットに混入して成形することが好ましい。また、酸化チタンの粒径は0.16〜0.26μmのものを用いることが好ましい。また、遮光剤としてカーボンブラックを用いる場合は、その配合量は0.1重量%以下の含有率とすることが好ましい。
厚肉部4の肉厚(t1)は1.0〜4.0mmと薄型に設定され、薄肉部3の肉厚(t2)と厚肉部4の肉厚(t1)との肉厚差(t1−t2)は0.85〜3.2mmとこのような肉厚差で表示する構造としては小さな肉厚差に設定される。
薄肉部2の肉厚(t2)は、0.15〜0.8mm、望ましくは0.15〜0.3mmに設定される。また、薄肉部3と厚肉部4との肉厚差(t1−t2)は、より好ましくは0.85〜3.15mmに設定される。
厚肉部内面の位置である薄肉部内側に形成される凹部の開口位置から、筐体中心方向である内方へ0.85〜3.0mm(開口位置から光源の発光面までの距離(d))だけ離間した位置に設けられる。本発明は遮光剤を含有しているので、光源を上記開口位置に近づけること、或いは薄肉部の凹部の内部に入れることも可能である。ただし、薄肉部の角からの拡散を考慮すると、凹部の内部の外側に設けることが好ましく、具体的には上記距離dだけ離間させることが好ましい。表示領域Rの外側面11や内側面12には更に塗装を施してもよいが、その膜厚は5〜45μmが好ましく、薄肉部3の透過性を考慮すると15〜35μmが望ましい。
次に、図2〜図4に基づき、本発明に係る発光表示構造Sを、オーラルケア装置として電動歯ブラシ5に備えさせた実施の形態について、より詳しく説明する。
本例の電動歯ブラシ5は、図2に示すように、ブラシ部50とブラシ部50を手動操作するための歯ブラシ本体51とを備え、歯ブラシ本体51の筐体52におけるブラシ部50から遠い側である歯ブラシ基端側の壁部10に発光表示構造Sを備えている。歯ブラシ本体51はハンドル部55とそれに着脱自在に取付けられる替えブラシ56とを備えている。符号67はハンドル部55の先端側に設けられた替えブラシ56のための連結部である。替えブラシ56の柄の先端側には植毛台57が設けられ、植毛台57には複数の毛束58が植設され、これら複数の毛束58によりブラシ部50が形成されている。
筐体52の内部には、ブラシ部50を振動させるための図示しない振動発生機構、該振動発生機構の動作を制御するための回路基板53、及び振動発生機構と回路基板53を駆動するための電池54が内蔵され、回路基板53に発光表示構造Sを構成する光源2としてのLED62などが付設されている。符号63は二次電池54のマイナス極に接続される電池接点である。本例では、さらに手動によるブラッシング操作を検出する図示しない加速度センサも内蔵されている。
振動発生機構は、モータの回転軸に錘を固定して構成したものであり、錘を偏心回転させることで筐体52の主に先端側及び替えブラシ56を振動させるものであるが、その他の機構、例えば軸方向に往復直線運動する出力軸を有するリニアアクチュエータの出力軸に錘を固定したものや、錘振動タイプ以外にも、直線運動タイプ、反転運動タイプ、リニア振動タイプなど種々の機構を設けることができる。
発光表示構造Sを構成するLED62は、電動歯ブラシ5や充電器の作動状態を表示するための光源2である。LEDの数や種類は発光表示構造Sの表示形態に応じて適宜設定すればよい。例えば、緑色と赤色に発光する2種類のLEDを設け、二次電池54が十分な充電量を有するときには緑色を点灯させ、充電残量が少なくなったときには緑色を点滅させ、二次電池54が最終放電電圧以下になったときには緑色を消灯させ、充電器にセットして二次電池54を充電しているときには赤色を点灯させるようにしてもよい。本例では一つの円形マークを表示しているが、複数の文字や記号、マーク等の場合、それらに応じて必要な数、種類のLED62を設ければよい。
加速度センサは、歯ブラシ本体51を手動でブラッシング操作する際の当該ブラッシング操作時の加速度を検出し、制御手段により振動発生機構を作動状態に切り換え、振動発生機構によりブラシ部50に振動を付与し、手動によるブラッシングを電動による振動で助勢しながらブラッシングできるようにするためのセンサである。手動による歯ブラシ本体51のブラッシング操作を中断すると、加速度センサからの出力に基づいて、制御手段により振動発生機構の動作が停止状態に切り換えられる。発光表示構造Sによりこのような振動発生機構の作動状態(モード)を表示できるように構成することも好ましい。
筐体52は、ブラシ部50に近い側である歯ブラシ先端側の金属製の上部筐体52Aと、ブラシ部から遠い側の合成樹脂製の下部筐体52Bとを、互いに端部同士でシールリング59を介して着脱可能に水密状に嵌合して構成されている。本例では、従来の電動歯ブラシに比べて細いスリムな構成とされ、上部筐体52A及び下部筐体52Bの外径寸法は、12〜16mm程度に設定され、金属製の上部筐体52A側壁の肉厚は0.15〜0.5mm程度、合成樹脂製の下部筐体52Bの側壁の肉厚は1.0〜3.0mm程度に設定されている。
上記振動発生機構や電池54は主に上部筐体52Aの内側に配置され、回路基板53は、上部筐体52Aから下部筐体52Bにわたって内蔵されている。発光表示構造Sを構成する光源2としてのLED62は、回路基板53のうち下部筐体52Bの側壁(壁部10)に設けられる後述の表示領域Rに対応する位置に設けられている。上部筐体52Aの先端側には替えブラシ56を着脱可能に取り付ける連結部64が設けられている。
下部筐体52Bの側壁(壁部10)の前記LED62からなる光源2に対応する部位には、図4にも示すように、薄肉部3とその周辺の残部の厚肉部4とからなる表示領域Rが設けられている。この表示領域Rの外側面11は凹凸がなく薄肉部3と厚肉部4とが面一であり、表示領域Rの内側面12は薄肉部3が凹んだ凹部13を有する凹凸面とされている。
薄肉部2の肉厚は、上述のとおり0.15〜0.8mm、望ましくは0.15〜0.3mmに設定され、薄肉部3と厚肉部4との肉厚差は0.85〜3.2mm、より好ましくは0.85〜3.15mmに設定されている。そして、光源2であるLED62が発光すると、その光は主に表示領域Rの薄肉部3を通じて外部に透過し、これにより薄肉部3の形が外側から光って表示されることになる。
下部筐体52Bの内部には、図3(b)に示すように誘導コイル60が内装され、電動歯ブラシ5を図示外の充電器にセットすることで、誘導コイル60に誘導電流を発生させ、電池54を充填できるように構成されている。符号61はガス抜き穴であり、二次電池の劣化に伴いガスが発生した場合でも、発生したガスをガス抜き穴61を介して外部へ排出し、歯ブラシ本体51が膨張し、変形したり、破裂したりすることを防止できるように構成されている。
回路基板53のLED62の反対側の面には主電源スイッチ68が設けられており、下部筐体52Bの底面部に形成された取付孔64の内側にシールリング65及び前記主電源スイッチ68を操作する押しボタン66が設けられている。押しボタン66により主電源スイッチ68を操作することで、加速度センサ等への通電を遮断する誤動作防止機能がオン/オフされる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
以下、本発明に係る発光表示構造の実施例を用いて、表示の検証を行った結果について説明する。
実施例1〜32のサンプルを作成し、表示の光り方(見え方)を検証した。各実施例のサンプルは、図2〜図4で説明した電動歯ブラシの下部筐体の発光表示構造であり、成形樹脂の配合する染顔料、添加剤、光源のみ異なるものとし、構造や寸法はすべて共通とした。下部筐体の外径をφ14mm、表示領域の厚肉部の肉厚を1.9mm、薄肉部の肉厚を0.3mm、厚肉部と薄肉部の肉厚差は1.6mm、薄肉部の形状をφ1.5mmの円柱状とし、表示領域内面からLEDまでの離間距離を1.8mmとした。LEDは日本ライトン社製のLTST−C195KGJRKT(75mW)(赤、緑兼用)を用い、実施例1〜14では赤色に点灯させ、実施例15〜32では緑色に点灯させた。
実施例1〜32は、いずれもABS樹脂のペレットに、ABS樹脂をベースとして遮光剤その他染顔料や添加剤を配合したマスターバッチ(A1〜A9)を混合して成形したものである。各実施例のペレットへのマスターバッチ混合量、トータル成形樹脂中の遮光剤(酸化チタン、カーボンブラック)の含有量、各マスターバッチ(A1〜A9)の染顔料及び添加剤の内容、配合量を表1〜表10に示す。
Figure 2016189929
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評価(見え方)は、薄肉部の光が十分であり、薄肉部(透過部)と厚肉部(非透過部)の境界線もはっきり判別できたものを「5」、薄肉部の光は十分であるが厚肉部との境界が若干判別しにくくなったものを「4」、薄肉部の光が若干弱いが厚肉部との境界線を判別できるものを「3」、薄肉部の光は弱くはないが厚肉部との境界が若干判別しにくくなったものを「2」、薄肉部の光が弱く厚肉部との境界も若干判別しにくくなったものを「1」とした。結果は、表11に示す。
Figure 2016189929
以上の結果から、遮光剤としての酸化チタンの含有量は0.5重量%以下とすることで評価「3」以上が得られ、0.5重量%を超えると評価が悪くなることがわかる。特に、0.1〜0.4重量%とすれば、評価「4」以上が確保されることもわかる。また、実施例25、31、32から酸化チタンの粒径は0.16〜0.26μmが好ましいことがわかる。また、実施例27、28、30から遮光剤としてのカーボンブラックの含有量は0.1重量%以下とすることがよいことがわかる。
R 領域
S 発光表示構造
2 光源
3 薄肉部
3a 隅部
4 厚肉部
5 電動歯ブラシ
10 壁部
11 外側面
12 内側面
13 凹部
50 ブラシ部
51 歯ブラシ本体
52 筐体
52A 上部筐体
52B 下部筐体
53 回路基板
54 電池
55 ハンドル部
56 ブラシ
57 植毛台
58 毛束
59 シールリング
60 誘導コイル
61 ガス抜き穴
62 LED
63 電池接点
64 取付孔
65 シールリング
66 ボタン
67 連結部
68 主電源スイッチ

Claims (7)

  1. 筐体の壁部に、薄肉部とその周辺の残部の厚肉部とからなる領域が設けられ、
    前記領域の外側面が凹凸がなく面一であり、且つ内側面が前記薄肉部が凹んだ凹凸面であり、
    前記筐体の内部の前記領域に対応する位置に光源が設けられ、
    該光源からの光が主に前記薄肉部を通じて外部に透過することで、前記領域が表示領域となる発光表示構造を備えたオーラルケア装置であって、
    前記薄肉部と厚肉部とを同一樹脂材料で一体成形し、
    前記厚肉部の肉厚を1.0〜4.0mmとするとともに、
    前記薄肉部と厚肉部との肉厚差を0.85〜3.2mmとし、
    前記同一樹脂材料に、遮光剤を含有させてなることを特徴とする発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  2. 前記遮光剤として、酸化チタンを0.5重量%以下含有させてなる請求項1記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  3. 前記酸化チタンの粒径を、0.16〜0.26μmとした請求項2記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  4. 前記遮光剤として、カーボンブラックを0.1重量%以下含有させてなる請求項1記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  5. 前記薄肉部の肉厚を、0.15〜0.8mmとしてなる請求項1〜4の何れか1項に記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  6. 前記光源を、厚肉部内面の位置である薄肉部内側に形成される凹部の開口位置から、筐体中心方向である内方へ0.85〜3.0mm離間した位置に設けてなる請求項1〜5の何れか1項に記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
  7. 前記樹脂材料が、ABS樹脂又はポリプロピレン樹脂を主成分とする材料である請求項1〜6の何れか1項に記載の発光表示構造を備えたオーラルケア装置。
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