JP3157633U - 電子歯ブラシ - Google Patents

Abstract

【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、電池の消耗を防ぐため使用時以外は低電流となした電子歯ブラシを提供する。【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１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。【選択図】図３

Description

本考案は電子歯ブラシに係り、特に複数の機能を具備すると共に自動的に電源をＯＮ−ＯＦＦできる電子歯ブラシに関するものである。

口腔内に化膿などの損傷が認められない正常な人の口腔内は中性から弱酸性を示す。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剤と併用し、電流をプラス極の手−身体−歯牙部−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次に示す特許文献１に開示されている。

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通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。

一方、中性の歯磨き剤を使用し、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、マイナス極を柄の部分に表出させ、使用時には電流をプラス極のブラシ部−歯牙部−身体−マイナス極の手の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ようにした電子歯ブラシが次に示す特許文献２に記載されている。

また、上記の二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の部分に電極を設け、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次に示す特許文献３に記載されている。

特公昭４８−２７３９０号公報 特開平２−２８３３１０号公報 特開昭６３−２９６７０３号公報

上記のように、歯牙部とブラシ間に微少電流を流す電子歯ブラシは既に知られているが、特許文献１に記載されているもの、あるいは特許文献２に記載されている電子歯ブラシにおいては、いずれか一方向にしか電流を流すことができないようになっている。また、特許文献３に記載されているものは、極性の切り換えをダイヤル等により手動で切り換えるため、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実際上不可能であった。

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とになる。このため金属に過敏な人には使用不可能であった。本考案は上記のような従来の不都合を解消しようとするものであり、その目的とするところは、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、電池の消耗を防ぐため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。

上記目的を達成するための本考案の構成を詳述すれば、請求項１に係る考案は、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である。

また、請求項２に係る考案は、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である。

さらに、請求項３に係る考案は、請求項１に係る考案において、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である。

本願の請求項１に係る考案においては、二つの電極の間を一定時間毎に電気的に＋、−を交番する事ができる電子歯ブラシを安価に提供することができる。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。

このような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できる。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ため、金属に過敏な人でも電子歯ブラシを使用することができる。

請求項２に係る考案では、請求項１に係る考案の効果に加えて、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ことができる。

また、請求項３に係る考案では、請求項１に係る考案の効果に加えて、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ため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ためより大きな効果を得ることができるものである。

本考案に係る電子歯ブラシの一実施形態を示す正面図である。 図１に示す電子歯ブラシの正面断面図である。 図１に示す電子歯ブラシの縦断面図である。 図２のＡーＡ線断面図である。 先端部に植毛されたフィラメントと埋め込まれた導電性バネの構造を詳細に示す説明図である。 制御基板の正面図である。 中ケースの正面断面図である。 中ケースの側断面図である。 本考案に係る電子歯ブラシの回路図である。 本考案に係る電子歯ブラシの動作を示すフロー図である。 本考案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。 本考案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。

以下、本考案に係る電子歯ブラシの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本考案に係る電子歯ブラシの正面図である。図１から分かるように、本考案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。

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、且つ図３の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こととなる。

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、当該導電性バネ７の先端部は、カバー部３４の内側天井に表出している。

把持部２は絶縁性樹脂よりなる把持部ケース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方向に浸入せず電極ピン６近辺の水密性を保つための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ている。

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。先ず、中ケース１１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１４の上端から上方に断面コ字状の制御基板収納部１３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。

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２６，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１０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３０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。

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。

次に、本考案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と共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。

次に、図１０のフロー図および図１１、図１２のタイミング図を参照しながら、図９を用いて本願考案の動作を説明する。

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。

制御回路５１の入力端には、図１１のａ）および図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）および図１２のｂ）に示すような一定時間幅ｔｃをも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。

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。

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がな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。

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りさえすれば連続点灯する。

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１１ｄ）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５７、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５１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こととなる。

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。

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。従って、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−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。

以上、本考案を上述の実施形態により説明したが、本考案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も本考案の範囲に含まれるのは云うまでもない。

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：ＬＳＩ
２１：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

Claims (3)

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。
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。
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。

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