JP7262084B2 - 電動歯ブラシ - Google Patents

Description

本開示は、電動歯ブラシに関する。

従来、把持部に対するブラシヘッド部の角度を変更できる歯ブラシが知られている。特許文献１では、把持部の後端が屈曲でき、ブラシヘッド部と把持部とを繋ぐロッド部の中にワイヤが通っており、ブラシヘッド部がロッド部に対して回動可能かつバネで押さえられている歯ブラシが開示されている。特許文献１に記載の歯ブラシでは、把持部後端を屈曲させるとワイヤが引かれ、ブラシヘッド部が回動する。そのため、口腔外で把持部後端を操作し、口腔内のブラシヘッド部の角度を操ることで、歯面に沿った角度でブラシヘッド部に設けられたブラシを当てることができる。

特開２００６－２０４４６４号公報

特許文献１に記載の歯ブラシでは、口腔内でのブラシヘッド部の角度を使用者の感覚等によって判断するため、歯間部などの細かな歯面の形状に追従させることが難しい。また、歯ブラシを保持してストロークしながら手動で操作するため、ブラシヘッド部の操作量の加減も難しい。そのため、歯面の効果的なブラッシングに課題がある。そこで、本開示では、効果的に歯面をブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。

本開示に係る電動歯ブラシは、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体と、前記軸体の軸方向の一端側に接続される把持部と、ブラシ台と、前記ブラシ台に設けられ、刷掃するための面である刷掃面を有するブラシとを有し、前記軸体の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続されるブラシヘッド部と、前記ブラシヘッド部を前記回動の軸周りに回動させる第１駆動機構と、前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて、前記歯面と前記刷掃面とを所定の位置関係になるように前記ブラシヘッド部を前記第１駆動機構に回動させる制御部と、を備える。

本開示に係る電動歯ブラシは、効果的に歯面をブラッシングできる。

図１は、実施の形態に係る電動歯ブラシの構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態に係るブラシヘッド部を刷掃面の正面から見た場合の模式図である。 図３は、実施の形態に係る電動歯ブラシの機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係るブラシヘッド部の回動を説明するための模式図である。 図５は、実施の形態に係る電動歯ブラシの動作例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態に係る電動歯ブラシによって歯面を刷掃する様子を示す模式図である。 図７は、実施の形態の変形例に係るブラシヘッド部を刷掃面の正面から見た場合の模式図である。 図８は、実施の形態の変形例に係るブラシヘッド部の回動を説明するための模式図である。 図９は、実施の形態の変形例に係る電動歯ブラシの動作例を示すフローチャートである。 図１０は、別の実施の形態に係る電動歯ブラシの構成を示す模式図である。

（本開示に至る基礎となった知見）
効果的なブラッシングにより歯面清掃をするためには、歯面の形状に合わせてブラシの角度を変えながら磨く必要があり、その適した角度とは概ね歯面の丸みに対する接線方向と平行であると考えられる。特許文献１に記載されているように、把持部に対してブラシヘッド部を回動するようにして歯面に対するブラシヘッド部の角度を可変にした歯ブラシは存在するが、歯面とブラシとの当接が主に口腔内で起こる。そのため、その当接角を使用者自身が視認するのは難しく、使用者は、歯面及び歯茎の感覚並びに持ち手に伝わる力加減から、当接状態を推定せざるを得ない。よって、ブラシヘッド部の角度を可変にしても、ブラシの刷掃面が歯面に対して適した角度で当接されているとは限らない。さらに、歯面を刷掃するためには、ブラシの刷掃面を歯面に当接させたまま小刻みに往復運動をさせる必要がある。そのため、使用者がその歯面の形状に適したブラシヘッド部の角度を適時調整しながら往復運動をさせることはさらに難しい。本開示はこうした状況を鑑みて、使用者が自分でブラシの角度を変化させなくても自動で歯面の形状に沿う角度に変更されることで、効果的にブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。

以下、本開示の実施の形態に係る電動歯ブラシについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する趣旨ではない。

また、本明細書において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る電動歯ブラシについて説明する。

［１－１．構成］
図１は、実施の形態に係る電動歯ブラシ１００の構成を示す模式図である。図２は、電動歯ブラシ１００のブラシヘッド部１３０を、刷掃面１３３ａの正面から見た場合の模式図である。図３は、電動歯ブラシ１００の機能構成を示すブロック図である。

電動歯ブラシ１００は、軸体１１０と、把持部１２０と、ブラシヘッド部１３０と、制御部１４０と、第１駆動機構１５０と、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂと、カバー１７０と、第２駆動機構１８０と、電池部１９０と、スイッチ２００ａ及び２００ｂとを備える。電動歯ブラシ１００は、歯面を刷掃する。

軸体１１０は、長尺状の軸体である。軸体１１０は、例えば、樹脂等で形成されている。軸体１１０の軸方向の一端側には、把持部１２０が接続されており、他端側にブラシヘッド部１３０が接続されている。

把持部１２０は、軸体１１０の軸方向の一端側に接続され、使用者に把持される部位である。また、把持部１２０は、例えば、樹脂製又は金属製の筐体である。把持部１２０は、例えば、制御部１４０、回転装置１５１、ストローク装置１８１及び電池部１９０等を収容する。

ブラシヘッド部１３０は、ブラシ台１３１と、回動軸体１３２と、ブラシ１３３とを有する。ブラシヘッド部１３０は、軸体１１０の軸方向に交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続されている。具体的には、ブラシヘッド部１３０は、後述する刷掃面１３３ａと平行な方向、かつ、軸体１１０の軸方向に直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続されている。図示されている例では、ブラシヘッド部１３０は、回動することによって軸体１１０の軸方向に対して傾斜する方向が長手方向（具体的には、後述する植毛面１３１ａ及び刷掃面１３３ａの長手方向）である長尺形状である。また、ブラシヘッド部１３０は、軸体１１０と着脱可能に接続されていてもよい。

ブラシ台１３１は、ブラシ１３３並びに複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂが設けられる植毛面１３１ａを有する基台である。ブラシ台１３１は、例えば樹脂によって形成されている。植毛面１３１ａは、例えば、長尺状の矩形である。植毛面１３１ａの形状は、長尺状の矩形に限られず、例えば、正方形であってもよく、円形であってもよい。

回動軸体１３２は、ブラシ台１３１に固定され、軸体１１０の軸方向の一端側に、回動可能に軸支されている。これにより、ブラシヘッド部１３０全体が、軸体１１０と回動可能に接続される。ブラシヘッド部１３０は、後述する第１駆動機構１５０によって、回動軸体１３２ａを回動の軸として回動する。つまり、回動軸体１３２ａは、ブラシヘッド部１３０の回動の軸として機能する。回動軸体１３２は、ブラシ台１３１の植毛面１３１ａの反対側の中央付近に配置されている。回動軸体１３２は、植毛面１３１ａの長手方向におけるブラシ台１３１の端部に配置されていてもよい。回動軸体１３２の軸方向は、植毛面１３１ａ及び刷掃面１３３ａに対して平行であり、かつ、軸体１１０の軸方向に対して垂直である。

ブラシ１３３は、ブラシ台１３１に設けられている。ブラシ１３３は、ナイロン等の樹脂等で形成された繊維の束であり、ブラシ台１３１の植毛面１３１ａから垂直に延びるようにブラシ台１３１に植毛されている。ブラシ１３３は、ブラシ１３３が植毛面１３１ａから延びる先端側に、刷掃するための面である刷掃面１３３ａを有する。刷掃面１３３ａと植毛面１３１ａとは、例えば、平行である。刷掃面１３３ａは、植毛面１３１ａと同様に長尺状であり、植毛面１３１ａの長手方向と刷掃面１３３ａの長手方向とは平行である。

制御部１４０は、歯面と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定する。制御部１４０は、例えば、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂから、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂの測定した距離に関する情報を受け取る。制御部１４０と複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂとは、例えば、公知の通信方式の無線通信又は有線通信によって接続される。制御部１４０は、例えば、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定する。

また、制御部１４０は、第１駆動機構１５０によるブラシヘッド部１３０の回動を制御する。具体的には、制御部１４０は、特定した歯面と刷掃面１３３ａとの位置関係に基づいて、歯面と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。制御部１４０は、例えば、所定の位置関係として、刷掃面１３３ａが、刷掃面１３３ａの中心部と対面している箇所の歯面の接線方向と平行になるように、ブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。以下では、刷掃面１３３ａの中心部と対面している箇所の歯面の接線方向を、単に歯面の接線方向と称する場合がある。

制御部１４０には、例えば、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂとブラシ１３３の刷掃面１３３ａとの位置関係並びにブラシヘッド部１３０の回動方向等の情報が記憶されている。制御部１４０は、例えば、専用回路、プロセッサ及びメモリ等によって実現される。

第１駆動機構１５０は、ブラシヘッド部１３０を上記の回動の軸周りに回動させる。第１駆動機構１５０は、回転装置１５１と、トルク伝達ロッド１５２と、ウォームギア１５３と、ブラシ回動ギア１５４と、ロッド支持部１５５とを有する。

回転装置１５１は、例えば、出力軸を回転させるモータである。回転装置１５１は、モータに限られず、出力軸を回転させる機構を有する装置であってもよい。回転装置１５１は、把持部１２０の内部に設けられている。回動装置１５１は、例えば、後述するストローク部材１８２に固定されるが、電動歯ブラシ１００が、第２駆動機構１８０を備えない場合には、把持部１２０に固定されていてもよい。

トルク伝達ロッド１５２は、樹脂製又は金属製等の長尺棒状の部材であり、回転装置１５１とウォームギア１５３とを接続し、回転装置１５１の動力をウォームギア１５３に伝達する。トルク伝達ロッド１５２の軸方向の一端側は、回転装置１５１の出力軸に固定されており、他端側は、ウォームギア１５３に固定されている。

ウォームギア１５３は、螺旋状の歯が設けられた歯車である。ウォームギア１５３は、ブラシ回動ギア１５４とかみ合っている。ウォームギア１５３は、回転装置１５１の動力によるトルク伝達ロッド１５２回りの回転トルクによって、ブラシ回動ギア１５４を回転させる。

ブラシ回動ギア１５４は、複数の歯が設けられた円盤状の歯車である。ブラシ回動ギア１５４は、ウォームギア１５３とかみ合っており、ウォームギア１５３の回転により、ブラシ回動ギア１５４が回転する。ブラシ回動ギア１５４は、中心が回動軸体１３２の軸方向の一端に固定されており、ブラシ回動ギア１５４が回転することで回動軸体１３２が回転する。つまり、回転装置１５１によって生み出されたトルク伝達ロッド１５２回りの回転トルクは、ウォームギア１５３とブラシ回動ギア１５４とのかみ合いによって、回動軸体１３２回りの回転トルクに変換される。このように、ブラシ回動ギア１５４が回転することで、回動軸体１３２が回転し、ブラシヘッド部１３０全体が回動する。例えば、制御部１４０によって、回転装置１５１の回転が制御され、軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の長手方向の角度が変更される。

ロッド支持部１５５は、トルク伝達ロッド１５２を回動可能に支持する部材である。ロッド支持部１５５は、軸体１１０の側面（軸方向と平行な面）に設けられている。

複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、それぞれ、歯面との距離を測定するセンサである。複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、ブラシヘッド部１３０に設けられている。具体的には、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、植毛面１３１ａに設けられている。複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、例えば、植毛面１３１ａと垂直な方向における、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂから、歯面までの距離を測定する。距離を測定する方向は、目的に応じて変更されてもよい。複数のセンサの数は、図示されている例では２であるが、３以上であってもよい。

センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとは、例えば、植毛面１３１ａにおける回動軸体１３２の軸方向と垂直な方向（長手方向）の長さの中央位置Ｌ１を挟むように配置される。また、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとは、植毛面１３１ａにおける回動軸体１３２の軸方向と交差する方向に沿って並んでいる。これにより、制御部１４０における歯面と刷掃面１３３ａとの位置関係の特定の精度が向上する。図示されている例では、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとは、回動軸体１３２の軸方向と垂直な方向である植毛面１３１ａの長手方向に沿って、回動軸体１３２の軸方向と平行な方向である植毛面１３１ａの短手方向の長さの中央位置Ｌ２に並んでいる。また、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとは、植毛面１３１ａの中央位置Ｌ１を挟んで対象の位置になるように、植毛面１３１ａの長手方向の両端部に配置されている。センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとは、ブラシ１３３の外側に配置されている。

複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、それぞれ、例えば、刷掃面１３３ａまでの距離よりも長い距離を測定可能な、赤外線センサ等の光反射型センサ又は超音波センサ等の非接触式センサである。これにより、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、刷掃面１３３ａと歯面２１０とが離れた状態であっても、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、歯面２１０との距離を測定できる。そのため、使用者が刷掃面１３３ａを歯面２１０に当接させる前から、制御部１４０は、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させることができる。

カバー１７０は、軸体１１０の一部を覆うように配置され、第１駆動機構１５０の構成部材が口腔内部と接触しないようにするための保護カバーである。

第２駆動機構１８０は、軸体１１０を介して、ブラシヘッド部１３０を軸体１１０の軸方向に往復動作させる。第２駆動機構１８０は、ストローク装置１８１と、ストローク部材１８２とを有する。

ストローク装置１８１は、例えば、出力軸が往復動作するリニアアクチュエータである。ストローク装置１８１は、リニアアクチュエータに限られず、出力軸が往復動作する機構を有する装置であってもよい。ストローク装置１８１は、把持部１２０の内部に設けられ、把持部１２０に固定されている。

ストローク部材１８２は、ストローク装置１８１の出力軸に固定され、軸体１１０の軸方向に往復動作する。ストローク部材１８２は、少なくとも一部が把持部１２０の内部に位置する。ストローク部材１８２には、軸体１１０の軸方向の他端側が固定されている。そのため、把持部１２０と軸体１１０とは、ストローク装置１８１及びストローク部材１８２を介して接続されている。ストローク部材１８２は、ストローク装置１８１の駆動力を、軸体１１０に伝達する。軸体１１０が軸体１１０の軸方向に往復動作することで、軸体１１０に接続されたブラシヘッド部１３０も往復動作する。

また、ストローク部材１８２には、回転装置１５１も固定されており、回転装置１５１、トルク伝達ロッド１５２及びウォームギア１５３も、軸体１１０の軸方向に、ブラシヘッド部１３０と同期して往復動作する。そのため、ウォームギア１５３とブラシヘッド部１３０の回動軸体１３２に固定されているブラシ回動ギア１５４とのかみ合いが維持される。

電池部１９０は、電池を収容し、制御部１４０、回転装置１５１、センサ１６０ａ及び１６０ｂ並びにストローク装置１８１等に配線（図示省略）を介して電力を供給する。

スイッチ２００ａは、制御部１４０による第１駆動機構１５０の駆動をオン、オフするスイッチである。使用者によってスイッチ２００ａがオンされることで、制御部１４０は、第１駆動機構１５０によって、ブラシヘッド部１３０を回動させる。

スイッチ２００ｂは、第２駆動機構１８０の駆動をオン、オフするスイッチである。使用者によってスイッチ２００ｂがオンされることで、第２駆動機構１８０は、ブラシヘッド部１３０を往復動作させる。

［１－２．動作］
次に、実施の形態に係る電動歯ブラシ１００の動作例について、図４及び図５を用いて説明する。本動作例においては、所定の位置関係として、刷掃面１３３ａが、刷掃面１３３ａと対面する歯面２１０の接線方向に対して平行になるように、ブラシヘッド部１３０を回動させる場合について説明する。

図４は、ブラシヘッド部１３０の回動を説明するための模式図である。図４においては、ブラシヘッド部１３０の回動をわかりやすく図示するため、第１駆動機構１５０の図示は省略されている。図４の（ａ）には、ブラシヘッド部１３０の刷掃面１３３ａが、刷掃面１３３ａの中心部と対面する箇所の歯面２１０の接線に対して傾斜している状態が示されている、図４の（ｂ）には、制御部１４０がブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させ、ブラシヘッド部１３０の刷掃面１３３ａが歯面２１０の接線に対して平行になっている状態が示されている。図４に示されるように、センサ１６０ａから歯面２１０までの距離を距離Ａとし、センサ１６０ｂから歯面２１０までの距離を距離Ｂとする。

まず、図４の（ａ）に示される状態で、センサ１６０ａは、距離Ａを計測し、センサ１６０ｂは距離Ｂを計測する。制御部１４０は、センサ１６０ａ及び１６０ｂによって計測された距離Ａ及びＢに基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定する。具体的には、距離Ａが距離Ｂよりも長いため、制御部１４０は、刷掃面１３３ａが、歯面２１０の接線方向に対して、刷掃面１３３ａのセンサ１６０ｂ側が歯面２１０に近くなるように傾斜しており、平行ではないことを特定する。

次に、制御部１４０は、特定した位置関係に基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。具体的には、制御部１４０は、距離Ａが短くなる方向（図示されている方向から見た場合は左回り）にブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。その結果、図４の（ｂ）で示されるような、距離Ａと距離Ｂとが等しく、刷掃面１３３ａが歯面２１０の接線方向に対して平行な位置となる。これにより、効果的に歯面２１０をブラッシングすることができる。

ブラシヘッド部１３０を回動させる動作について、さらに詳細に説明する。図５は、実施の形態に係る電動歯ブラシ１００の動作例を示すフローチャートである。

図５に示されるように、まず、使用者によってスイッチ２００ａがオンされ、制御部１４０による第１駆動機構１５０の動作の制御が開始されると、各センサ１６０ａ及び１６０ｂは、歯面までの距離を測定する（Ｓ１１）。ここでは、図４と同様に、センサ１６０ａから歯面２１０までの距離を距離Ａとし、センサ１６０ｂから歯面２１０までの距離を距離Ｂとする。

次に、制御部１４０は、センサ１６０ａ及び１６０ｂから、距離Ａ及び距離Ｂの情報を受け取り、距離Ａが、距離Ｂよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。なお、ステップＳ１２において、制御部１４０は、距離Ａが、所定の閾値以上、距離Ｂよりも大きいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、目的とするブラシヘッド部１３０の刷掃面１３３ａの位置の調整精度等に応じて設定される。

距離Ａが、距離Ｂよりも大きい場合（Ｓ１２でＹｅｓ）、制御部１４０は、距離Ａが短くなる方向にブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる（Ｓ１３）。例えば、制御部１４０は、刷掃面１３３ａのセンサ１６０ｂ側が歯面２１０に近くなるように傾斜していると特定し、第１駆動機構１５０に、距離Ａが短くなる方向に軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の長手方向の角度を１°回動させる。回動させる角度は、１°に限らず、例えば、位置関係の調整精度及び調整時間等によって設定される。ステップＳ１３の後、再びステップＳ１１からの動作が行われる。このように、距離Ａが距離Ｂよりも大きい場合、ステップＳ１１からステップＳ１３までの動作が繰り返されることで、距離Ａが短くなり、距離Ａと距離Ｂとの差が小さくなるように、軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の長手方向の角度が調整される。

距離Ａが、距離Ｂよりも大きくない場合（Ｓ１２でＮｏ）、制御部１４０は、距離Ａが、距離Ｂよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１４）。なお、ステップＳ１４において、制御部１４０は、距離Ａが、所定の閾値以上、距離Ｂよりも小さいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、目的とするブラシヘッド部１３０の角度の調整精度等に応じて設定される。

距離Ａが、距離Ｂよりも小さい場合（Ｓ１４でＹｅｓ）、制御部１４０は、距離Ｂが短くなる方向にブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる（Ｓ１５）。例えば、制御部１４０は、刷掃面１３３ａのセンサ１６０ａ側が歯面２１０に近くなるように傾斜していると特定し、第１駆動機構１５０に、距離Ｂが短くなる方向に軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の長手方向の角度を１°回動させる。回動させる角度は、１°に限らず、例えば、位置関係の調整精度及び調整時間等によって設定される。ステップＳ１５の後、再びステップＳ１１からの動作が行われる。このように、距離Ａが距離Ｂよりも小さい場合、ステップＳ１１からステップＳ１５までの動作が繰り返されることで、距離Ｂが短くなり、距離Ａと距離Ｂとの差が小さくなるように、軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の長手方向の角度が調整される。

距離Ａが、距離Ｂよりも小さくない場合（Ｓ１４でＮｏ）、制御部１４０は、距離Ａと距離Ｂとが等しいと判定する。この場合、制御部１４０は、刷掃面１３３ａが、刷掃面１３３ａと対面する歯面２１０の接線方向に対して平行になっていると特定し、第１駆動機構１５０の動作の制御を終了する。このようなブラシヘッド部１３０を回動させる動作が例えば一定時間ごとに繰り返される。また、ステップＳ１４でＮｏの場合、再びステップＳ１１からの動作が行われ、常時ブラシヘッド部１３０の回動が制御されていてもよい。

なお、ステップＳ１３及びＳ１５において、制御部１４０は、距離Ａと距離Ｂとが等しくなるブラシヘッド部１３０の回動量を算出し、算出した回動量に基づいて、ブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させてもよい。

以上のように、実施の形態に係る電動歯ブラシ１００では、ステップＳ１２及びＳ１４の動作によって、制御部１４０は、刷掃面１３３ａと歯面２１０との位置関係を特定する。そのため、制御部１４０は、口腔内のブラシヘッド部１３０の絶対位置及び電動歯ブラシ１００自体の姿勢等を特定しなくても、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定できる。さらに、ステップＳ１３及びＳ１５の動作によって、制御部１４０は、特定した位置関係に基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。そのため、歯面２１０の形状に合わせて、刷掃面１３３ａの位置が調整される。図６は、電動歯ブラシ１００によって歯面２１０を刷掃する様子を示す模式図である。電動歯ブラシ１００においては、図６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、刷掃面１３３ａが当接する歯面２１０の位置が変化しても、例えば、刷掃面１３３ａが歯面２１０の接線方向に平行になるように、ブラシヘッド部１３０が回動される。よって、電動歯ブラシ１００は、効果的に歯面２１０をブラッシングできる。

［１－３．効果等］
以上のように、実施の形態に係る電動歯ブラシ１００は、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体１１０と、把持部１２０と、ブラシヘッド部１３０と、第１駆動機構１５０とを備える。把持部１２０は、軸体１１０の軸方向の一端側に接続される。ブラシヘッド部１３０は、ブラシ台１３１と、ブラシ台１３１に設けられ、刷掃するための面である刷掃面１３３ａを有するブラシ１３３とを有し、軸体１１０の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続される。第１駆動機構１５０は、ブラシヘッド部１３０を回動させる。制御部１４０は、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定する。また、制御部１４０は、特定した位置関係に基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。

これにより、使用者が口腔内のブラシヘッド部１３０の位置（角度）を認識できなくても、制御部１４０によって、軸体１１０の軸方向に対するブラシヘッド部１３０の位置（角度）が調整され、歯面２１０と刷掃面１３３ａとが所定の位置関係に保たれる。そのため、使用者がブラシヘッド部１３０の位置（角度）を変化させなくても、刷掃面１３３ａの位置を歯面２１０に追従させることができる。よって、電動歯ブラシ１００は、効果的に歯面２１０をブラッシングできる。

また、ブラシヘッド部１３０は、刷掃面１３３ａと平行な方向、かつ、軸体１１０の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続される。

これにより、軸体１１０の軸方向に対する刷掃面１３３ａの角度が傾斜するように、ブラシヘッド部１３０が回動できるため、使用者がブラシヘッド部１３０の位置（角度）を変化させなくても、刷掃面１３３ａを歯１本ずつの丸みに沿うように当接させてブラッシングができる。よって、電動歯ブラシ１００は、効果的に歯面２１０をブラッシングできる。

また、電動歯ブラシ１００は、ブラシヘッド部１３０に設けられ、歯面２１０との距離を測定する複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂを備える。制御部１４０は、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂのそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定する。

これにより、ブラシヘッド部１３０に設けられた複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂによって測定された距離に基づいて、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係が特定される。そのため、制御部１４０は、口腔内のブラシヘッド部１３０の絶対位置及び電動歯ブラシ１００自体の姿勢等を特定しなくても、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定できる。よって、電動歯ブラシ１００の構成を簡素化できる。

また、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、それぞれ、刷掃面１３３ａまでの距離よりも長い距離を測定可能な非接触式センサである。

これにより、刷掃面１３３ａと歯面２１０とが離れた状態であっても、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂは、歯面２１０との距離を測定できる。そのため、使用者が刷掃面１３３ａを歯面２１０に当接させる前から、制御部１４０は、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させることができる。よって、電動歯ブラシ１００は、円滑にブラッシングをできる。

また、電動歯ブラシ１００は、軸体１１０の軸方向にブラシヘッド部１３０を往復動作させる第２駆動機構１８０を備える。

これにより、電動歯ブラシ１００は、刷掃面１３３ａを歯面２１０に当接させるだけで、ブラシヘッド部１３０の往復動作によって歯面２１０を刷掃できる。

［１－４．変形例］
次に、実施の形態の変形例について説明する。本変形例に係る電動歯ブラシは、ブラシヘッド部１３０の代わりに、ブラシヘッド部１３０Ａを備える。図７は、ブラシヘッド部１３０Ａを、刷掃面１３３ａの正面から見た場合の模式図である。ブラシヘッド部１３０Ａは、センサ１６０ａ及び１６０ｂに加えて、センサ１６０ｃが設けられている点で、ブラシヘッド部１３０と相違する。つまり、本変形例に係る電動歯ブラシは、複数のセンサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃを備える。センサ１６０ｃは、例えば、センサ１６０ａ及び１６０ｂと同じ種類のセンサである。なお、本変形例において、複数のセンサの数は、３であるが、３に限られず、４以上であってもよい。

複数のセンサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃは、植毛面１３１ａに設けられている。センサ１６０ａ及び１６０ｂは、実施の形態と同様の位置に配置される。センサ１６０ｃは、植毛面１３１ａにおける回動軸体１３２の軸方向と垂直な方向の位置が、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとの間になるように配置される。図示されている例では、センサ１６０ｃは、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとの中点に位置する。また、センサ１６０ａとセンサ１６０ｂとセンサ１６０ｃとは、植毛面１３１ａの長手方向に沿って、中央位置Ｌ２に並んでいる。

図８は、ブラシヘッド部１３０Ａの回動を説明するための模式図である。図８においては、ブラシヘッド部１３０Ａの回動をわかりやすく図示するため、第１駆動機構１５０の図示は省略されている。図８の（ａ）には、ブラシヘッド部１３０Ａの刷掃面１３３ａが、歯間２２０に対面している状態が示されている。図８において、歯間２２０は、複数並んだ歯の歯面２１０の凹部である。図８の（ｂ）には、制御部１４０がブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させ、ブラシヘッド部１３０Ａの刷掃面１３３ａが歯面２１０の接線に対して平行になっている状態が示されている。図８に示されるように、センサ１６０ａから歯面２１０までの距離を距離Ａとし、センサ１６０ｂから歯面２１０までの距離を距離Ｂとし、センサ１６０ｃからの歯面２１０までの距離を距離Ｃとする。

まず、図８の（ａ）に示される状態で、センサ１６０ａは距離Ａを計測し、センサ１６０ｂは距離Ｂを計測し、センサ１６０ｃは距離Ｃを計測する。制御部１４０は、センサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃによって計測された距離Ａ、Ｂ及びＣに基づいて、歯面２１０の凹凸、例えば、歯面２１０における歯間２２０を検出する。具体的には、距離Ａと距離Ｂとが同じであり、距離Ｃが距離Ａ及びＢよりも長い。そのため、制御部１４０は、刷掃面１３３ａが対面する歯面２１０において、センサ１６０ａ及び１６０ｂと対面する位置の歯面２１０よりも、センサ１６０ｃが対面する位置の歯面２１０が凹んでいることを特定する。

次に、制御部１４０は、特定した歯面２１０の凹凸に基づいて、ブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させる。具体的には、制御部１４０は、第１駆動機構１５０に、所定の角度分、例えば、刷掃面１３３ａが歯間２２０と対面しなくなる角度分、軸体１１０に対するブラシヘッド部１３０Ａの長手方向の角度を回動させる。その結果、図８の（ｂ）で示されるような、刷掃面１３３ａが歯間２２０と対面しない位置となる。これにより、歯間２２０と対面しているために、刷掃面１３３ａが歯面２１０に適切に当接しない状態を避け、ブラシヘッド部１３０Ａの位置の調整をやり直すことができる。この後、上述したステップＳ１１からＳ１５の動作によって、制御部１４０は、歯面２１０と刷掃面１３３ａとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させる。

ブラシヘッド部１３０Ａを回動させる動作について、さらに詳細に説明する。図９は、本変形例に係る電動歯ブラシの動作例を示すフローチャートである。

図９に示されるように、まず、使用者によってスイッチ２００ａがオンされ、制御部１４０による第１駆動機構１５０の動作の制御が開始されると、各センサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃは、歯面までの距離を測定する（Ｓ２１）。ここでは、図８と同様に、センサ１６０ａから歯面２１０までの距離を距離Ａとし、センサ１６０ｂから歯面２１０までの距離を距離Ｂとし、センサ１６０ｃからの歯面２１０までの距離を距離Ｃとする。

次に、制御部１４０は、センサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃから、距離Ａ、Ｂ及びＣの情報を受け取り、距離Ａが、距離Ｂよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２２）。距離Ａが、距離Ｂよりも大きい場合（Ｓ２２でＹｅｓ）、制御部１４０は、距離Ａが短くなる方向にブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させる（Ｓ２３）。ステップＳ２３の後、再びステップＳ２１からの動作が行われる。

距離Ａが、距離Ｂよりも大きくない場合（Ｓ２２でＮｏ）、制御部１４０は、距離Ａが、距離Ｂよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。距離Ａが、距離Ｂよりも小さい場合（Ｓ２４でＹｅｓ）、制御部１４０は、距離Ｂが短くなる方向にブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させる（Ｓ２５）。ステップＳ２５の後、再びステップＳ２１からの動作が行われる。ステップＳ２２からステップＳ２５までの動作は、上述のステップＳ１２からステップＳ１５までの動作と同様の動作である。

距離Ａが、距離Ｂよりも小さくない場合（Ｓ２４でＮｏ）、制御部１４０は、距離Ａが、距離Ｃよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２６）。なお、ステップＳ２６において、制御部１４０は、距離Ａが、所定の閾値以上、距離Ｃよりも小さいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、使用者の歯の形状等に応じて設定される。

距離Ａが、距離Ｃよりも小さい場合（Ｓ２６でＹｅｓ）、制御部１４０は、ブラシヘッド部１３０Ａを所定の角度、第１駆動機構１５０に回動させる（Ｓ２７）。例えば、制御部１４０は、刷掃面１３３ａと対面している箇所が凹んでいると特定し、ブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に３０°回動させる。回動させる角度は、３０°に限らず、例えば、ステップＳ２３及びＳ２５よりも大きい角度に設定される等、ブラシヘッド部１３０Ａの形状等を考慮し、あらかじめ設定される。また、回動させる方向はいずれの方向であってもよく、例えば、ブラシヘッド部１３０Ａの長手方向が軸体１１０の軸方向に対して傾斜している場合には、傾斜を減らす方向に回動させてもよい。ステップＳ２６の後、再びステップＳ２１からの動作が行われる。

距離Ａが、距離Ｃよりも小さくない場合（Ｓ２７でＮｏ）、制御部１４０は、距離Ａと距離Ｂとが等しく、かつ、距離Ｃが距離Ａ及びＢ以上であると判定する。この場合、制御部１４０は、刷掃面１３３ａが、刷掃面１３３ａと対面する歯面２１０の接線方向に対して平行、かつ、刷掃面１３３ａと対面する歯面２１０が凸状又は平坦であると特定し、第１駆動機構１５０の動作の制御を終了する。このようなブラシヘッド部１３０Ａを回動させる動作が、例えば一定時間ごとに繰り返される。また、ステップＳ２６でＮｏの場合、再びステップＳ２１からの動作が行われ、常時ブラシヘッド部１３０Ａの回動が制御されていてもよい。

なお、ステップＳ２６は、ステップＳ２２の前であってもよい。この場合、距離Ａが距離Ｃよりも短い場合に、ステップＳ２７を実行してもよく、距離Ａ及びＢのいずれもが、距離Ｃよりも短い場合に、ステップＳ２７を実行してもよい。

以上のように、本変形例に係る電動歯ブラシは、複数のセンサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃの数は、３以上である。制御部１４０は、複数のセンサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃのそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面２１０の凹凸を特定し、特定した歯面２１０の凹凸に基づいて、ブラシヘッド部１３０Ａを第１駆動機構１５０に回動させる。

これにより、制御部１４０は、刷掃面１３３ａに対面している歯面２１０の箇所が、歯間２２０のような凹部であるかどうか、又は、歯面２１０の丸みによる凸部であるかどうか等を特定できる。例えば、制御部１４０が、刷掃面１３３ａと歯間２２０とが対面していると特定した場合には、ブラシヘッド部１３０Ａを回動させることで刷掃面１３３ａと歯間２２０とが対面している状態を解消できる。そのため、刷掃面１３３ａと歯面２１０の凸部とが適切に当接していないような状態でブラッシングされることを避けることができる。

（その他の実施の形態）
以上、本開示に係る電動歯ブラシについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、ブラシヘッド部１３０は、刷掃面１３３ａと平行な方向、かつ、軸体１１０の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続されていたが、これに限らない。ブラシヘッド部１３０は、上記以外の軸体１１０の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続されていてもよい。例えば、図１０に示されるように、ブラシヘッド部１３０は、刷掃面１３３ａと垂直な方向、かつ、軸体１１０の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体１１０の軸方向の他端側に接続されてもよい。図１０に示される電動歯ブラシ１００Ａは、電動歯ブラシ１００と比較して、ブラシヘッド部１３０が軸体１１０に軸支されている方向が異なる。回動軸体１３２の軸方向は、軸体１１０の軸方向に対して垂直である。電動歯ブラシ１００Ａは、軸体１１０の軸方向に対する刷掃面１３３ａの角度が変化しないように、ブラシヘッド部１３０が回動する。この場合、例えば、制御部１４０は、刷掃面１３３ａと歯面２１０とが対面しているかを特定し、刷掃面１３３ａの全体が歯面２１０と対面するように、ブラシヘッド部１３０を第１駆動機構１５０に回動させる。

また、上記実施の形態では、電動歯ブラシ１００は、第２駆動機構１８０を備えていたが、第２駆動機構１８０を備えていなくてもよい。つまり、電動歯ブラシ１００は、ブラシヘッド部１３０が回動する電動歯ブラシであってもよい。

また、上記実施の形態では、電動歯ブラシ１００は、距離を測定するセンサとして複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂを備えていたが、複数のセンサ１６０ａ及び１６０ｂを備えていなくてもよい。例えば、電動歯ブラシ１００は、距離を測定するセンサの代わりに、少なくとも１つのイメージセンサを備えていてもよい。また、例えば、制御部１４０は、外部のイメージセンサ等によって得られる情報を受信し、歯面２１０と刷掃面１３３ａとの位置関係を特定してもよい。

また、例えば、電動歯ブラシ１００は、ブラシヘッド部１３０の回動を自動から手動に切り替え、回動量を手動で操作するための操作部を備えていてもよい。

また、上記実施の形態では、第１駆動機構１５０は、回転装置１５１の回転トルクを回動軸体１３２回りの回転トルクに変換する機構であったが、これに限らない。第１駆動機構は、カム機構、クランク機構又はリンク機構等を含む駆動機構であってもよい。

また、上記実施の形態では、ブラシヘッド部１３０は、ブラシ台１３１に固定された回動軸体１３２を介して、回動可能に軸体１１０と接続されていたが、これに限らない。例えば、ブラシヘッド部１３０及び軸体１１０のいずれもが回動可能に回動軸体１３２に接続されていてもよい。また、ブラシヘッド部１３０は、樹脂ヒンジを介して、軸体１１０と接続されていてもよい。また、ブラシヘッド部１３０は、屈曲可能な蛇腹部材で軸体１１０と接続されていてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示は、洗浄対象面に対して常に一定の角度を保つ装置に適用可能である。具体的には、本開示は、電動歯ブラシ、洗車機又は研磨機などに適用可能である。

１００、１００Ａ 電動歯ブラシ
１１０ 軸体
１２０ 把持部
１３０、１３０Ａ ブラシヘッド部
１３１ ブラシ台
１３１ａ 植毛面
１３２ 回動軸体
１３３ ブラシ
１３３ａ 刷掃面
１４０ 制御部
１５０ 第１駆動機構
１５１ 回転装置
１５２ トルク伝達ロッド
１５３ ウォームギア
１５４ ブラシ回動ギア
１５５ ロッド支持部
１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ センサ
１７０ カバー
１８０ 第２駆動機構
１８１ ストローク装置
１８２ ストローク部材
１９０ 電池部
２００ａ、２００ｂ スイッチ
２１０ 歯面
２２０ 歯間

Claims (6)

1. 歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、
   軸体と、
   前記軸体の軸方向の一端側に接続される把持部と、
   ブラシ台と、前記ブラシ台に設けられ、刷掃するための面である刷掃面を有するブラシとを有し、前記軸体の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続されるブラシヘッド部と、
   前記ブラシヘッド部を前記回動の軸周りに回動させる第１駆動機構と、
   前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて、前記歯面と前記刷掃面とを所定の位置関係になるように前記ブラシヘッド部を前記第１駆動機構に回動させる制御部と、
   を備える、
   電動歯ブラシ。
2. 前記ブラシヘッド部は、前記刷掃面と平行な方向、かつ、前記軸体の軸方向と直交する方向を前記回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続される、
   請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 前記電動歯ブラシは、
   前記ブラシヘッド部に設けられ、前記歯面との距離を測定する複数のセンサを備え、
   前記制御部は、前記複数のセンサのそれぞれによって測定された距離に基づいて、前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定する、
   請求項１又は２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記複数のセンサの数は、３以上であり、
   前記制御部は、前記複数のセンサ部のそれぞれによって測定された距離に基づいて、前記歯面の凹凸を特定し、特定した前記歯面の凹凸に基づいて、前記ブラシヘッド部を前記第１駆動機構に回動させる、
   請求項３に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記複数のセンサは、それぞれ、前記刷掃面までの距離よりも長い距離を測定可能な非接触式センサである、
   請求項３又は４に記載の電動歯ブラシ。
6. 前記電動歯ブラシは、前記軸体の軸方向に前記ブラシヘッド部を往復動作させる第２駆動機構を備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電動歯ブラシ。

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