WO2019230704A1 - 電動歯ブラシ - Google Patents

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WO2019230704A1
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brush
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誉広 池尻
歓一 遠藤
将憲 寺本
栄司 笠原
悠 梅田
啓徳 森田
敏弥 石田
恵群 李
華東 畢
飛鋼 何
Original Assignee
三發電器製造廠有限公司
株式会社シケン
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
    • A61C17/22—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like
    • A61C17/221—Control arrangements therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
    • A61C17/22—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like
    • A61C17/32—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating
    • A61C17/34—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor
    • A61C17/3409—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor characterized by the movement of the brush body
    • A61C17/3481—Vibrating brush body, e.g. by using eccentric weights

Definitions

  • the present disclosure relates to an electric toothbrush.
  • An electric toothbrush for plaque control has been proposed that uses the photocatalytic action of an N-type semiconductor, such as titanium oxide, to prevent the occurrence of plaque (plaque) adhering to the oral cavity teeth and to remove the generated plaque.
  • an N-type semiconductor such as titanium oxide
  • titanium oxide is irradiated with light containing ultraviolet rays, electrons and holes are formed from the surface by photocatalytic action.
  • organic substances that cause dirt and odor can be finally decomposed into CO 2 and H 2 O.
  • the electric toothbrush using an N-type semiconductor such as titanium oxide having a photocatalytic action can decompose and remove bacteria present in the oral cavity, plaques adhering to the teeth, and organic acids such as lactic acid. Can prevent the occurrence of dental caries and periodontal disease.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 6-90824 discloses a motor, a direct current power source for driving the motor, a switch for turning on / off the energization state from the direct current power source to the motor, and a rotational movement of the motor in a flocked portion.
  • a motion converting means for converting to vibration or reciprocating motion is provided in the grip portion, and an N-type semiconductor that is inserted at least partially into the oral cavity and contacts moisture is provided across the flocked portion and the grip portion.
  • An electric toothbrush is disclosed in which a type semiconductor and a positive electrode of a DC power supply are connected, and a conductor provided on the outer surface of the grip portion and a negative electrode of the DC power supply are connected.
  • a main body portion serving as a handle provided with a conductive portion, an N-type semiconductor rod provided at the longitudinal end of the main body portion, and a transparent brush hair embedded therein
  • a brush portion including a brush base; an ultraviolet light emitting element provided at a tip of the main body; a transparent cylindrical light guide covering a part of the ultraviolet light emitting element and the rod of the N-type semiconductor; and the cylindrical shape
  • An electric toothbrush including a vibration generating unit formed integrally with a light guide is disclosed.
  • this electric toothbrush includes an ultraviolet light emitting element and an N-type semiconductor having a photocatalytic action, even if the electric toothbrush is not irradiated with light from the outside, the photocatalytic action is generated from the N-type semiconductor by the ultraviolet light from the ultraviolet light emitting element. To do. Furthermore, since this electric toothbrush is provided with a transparent cylindrical light guide covering a part of the rod of the ultraviolet light emitting element and the N-type semiconductor, the ultraviolet light emitted by the ultraviolet light emitting element is efficiently transmitted to the tip of the N-type semiconductor. Can be reached. In addition, since the vibration generating unit and the cylindrical light guide are integrally formed in this electric toothbrush, vibration and ultraviolet rays can be efficiently transmitted.
  • An electric toothbrush of the present disclosure is provided with a main body provided with a first electrode, a second electrode connected to one end of the main body, provided at a longitudinal end of the main body, and a bristle embedded Generated by holding the brush part in the user's oral cavity while touching the first electrode while the brush part is connected to the second electrode, a power supply part, and the user touches the first electrode And a vibration generating unit.
  • the vibration generating unit is driven.
  • a voltage is constantly applied between the first electrode and the second electrode.
  • the user's hand or finger of the main body touches the first electrode.
  • a weak current flows between the second electrode and the tooth via saliva etc., and this weak current is touched by the user's hand or finger via the user's body. Flows into the first electrode.
  • the vibration generating unit is driven and a tooth brushing operation is started.
  • the vibration generating unit is driven when the user holds the electric toothbrush (that is, touches the first electrode) and puts the electric toothbrush into the oral cavity. There is no need to turn the switch on or off. Further, the weak current has an effect of removing plaque.
  • the vibration generation unit is driven when the user holds the electric toothbrush (that is, touches the first electrode) and puts the electric toothbrush into the oral cavity. Therefore, the user does not need to turn on / off the power switch. For this reason, since there is no need to turn on and off the electric toothbrush for a normal user, this electric toothbrush is very convenient. In addition, for an elderly person or a handicapped person who cannot use a finger or a hand freely, the electric toothbrush is easy to use because it is not necessary to switch on and off the electric toothbrush.
  • FIG. 3 is a top view of the electric toothbrush of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a top view of the electric toothbrush of Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the electric toothbrush according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a development view of the electric toothbrush according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a development view of the electric toothbrush according to the first embodiment. It is a circuit block diagram of the electric toothbrush of this indication. It is a figure explaining the basic composition of the electric toothbrush of the embodiments 1 and 3. It is a figure explaining the basic composition of the electric toothbrush of the embodiments 2 and 4.
  • the present disclosure has been made in response to such a problem, and can provide an effect of providing an electric toothbrush that does not include a power switch.
  • the current detection unit includes a transistor, and when the current flows between the base and the emitter of the transistor, the collector of the transistor becomes a ground potential, and the vibration generating unit can be driven.
  • the detection current can be 3-100 ⁇ A. If the detected current is less than 3 ⁇ A, a switch-on due to a malfunction occurs, and if it is greater than 100 ⁇ A, the electric toothbrush may not operate and the user may feel a current.
  • the electric toothbrush of the present disclosure may further include a display unit that displays that the current detection unit has detected the weak current.
  • the display unit displays that a weak current is detected, that is, that the electric toothbrush is operating.
  • the second electrode may be an N-type semiconductor.
  • the second electrode is an N-type semiconductor
  • excited electrons and holes are generated by the photocatalytic effect, and the tooth (N-type semiconductor) and the first electrode are electrically connected. Thereby, a detection current can be detected efficiently.
  • OH radicals that decompose organic acids such as plaque, deposited pigment, and lactic acid can be generated by the photocatalytic effect of the N-type semiconductor.
  • the electric toothbrush of the present disclosure may further include a solar cell that applies a voltage to the second electrode. Since the voltage is also applied to the second electrode from the solar battery, the consumption of the battery used for the power supply unit can be delayed. Furthermore, when the second electrode is an N-type semiconductor, even if the battery is completely exhausted and can no longer be used, the voltage is supplied from the solar battery, so the plaque, etc. adhering to the tooth is decomposed and decomposed by the photoelectrochemical reaction. Can be removed.
  • the second electrode can be a metal.
  • the tooth (N-type semiconductor) and the first electrode are electrically connected by moisture such as saliva having conductivity.
  • the power supply unit can be a primary battery or a secondary battery. Thereby, the power supply unit can supply sufficient power to the vibration generating unit.
  • the brush part can be detachably fitted to the second electrode. Thereby, the brush part which deform
  • FIG. 1A is a top view showing the entire electric toothbrush of Embodiment 1
  • FIG. 2 is a sectional view thereof
  • FIG. 3 is a development view thereof.
  • the electric toothbrush according to the first embodiment includes a brush part 16, a main body part 12, and a solar cell 18.
  • the length from the tip of the brush part 16 to the end of the solar cell 18 is 23 cm, and the diameter of the main body part 12 is 2.5 cm.
  • the brush portion 16 is made of a transparent resin, and brush hairs 14 are embedded at the tip thereof.
  • the titanium oxide rod 17 is held by the space provided at the tip of the frame 26 of the main body 12.
  • a space is provided in the frame 26 so as to be fitted into a titanium oxide rod 17 that is an N-type semiconductor projecting from the main body 12.
  • an eccentric sleeper 7 and a motor 24 are provided under the titanium oxide rod 17.
  • the eccentric sleeper 7 is for converting the rotational motion of the motor 24 into the reciprocating vibration motion of the brush portion 16.
  • a circuit board 32 is fixed to the frame 26, and an integrated circuit 20 and a step-up transformer 33 are provided on the circuit board 32.
  • the metal plate 29 connects the conductive plate 11 serving as the first electrode and the anode of the battery 30.
  • the anode of the battery 30 is also connected to the motor 24 by a lead wire 34.
  • a spring 31 for fixing the battery 30 and taking electrical continuity with the cathode of the battery 30 is provided below the battery 30.
  • the spring 31 is connected to the titanium oxide rod 17 by a lead wire 34.
  • the connector 27 fixes a circuit board 32 and a lead wire 34 that is a motor wiring.
  • the solar cell 18 is connected between the main body ground and the conductive plate 11.
  • an LED 13 may be provided to display the drive.
  • the basic configuration of the electric toothbrush of the first embodiment will be described based on FIG. 6A. While the anode of the solar cell 18 is connected to the conductive plate 11 serving as the first electrode, the current detection unit 36 is connected to the titanium oxide rod 17 serving as the second electrode. A calculation unit 37 is connected to the current detection unit 36, and a vibration generation unit 38 is connected to the calculation unit 37. A battery 30 is connected in parallel to the vibration generating unit 38.
  • the specific circuit configuration of the current detection unit 36, the calculation unit 37, and the vibration generation unit 38 will be described with reference to FIG.
  • the current detection unit 36 connected to the titanium oxide rod 17 includes a transistor Q2.
  • a voltage of +3.3 V is supplied to the collector of the transistor Q2.
  • the voltage of +3.3 V is obtained by boosting the voltage of the battery 30 by a boosting unit 39 (for example, including a switching circuit and a boosting transformer 33).
  • a resistor R4 is connected to the base and emitter of the transistor Q2 in order to detect a weak current.
  • the computing unit 37 is configured by the integrated circuit 20, and its PGC terminal is connected to the collector of the transistor Q2.
  • the vibration generating unit 38 includes a motor M1 and a vibration intensity control unit 40, and the gate of the field effect transistor constituting the vibration intensity control unit 40 is connected to the PWM terminal of the integrated circuit 20.
  • the vibration intensity control unit 40 controls the intensity of the reciprocating vibration motion of the brush unit 16 generated by the motor 30 and the eccentric weight 25.
  • the integrated circuit 20 is programmed to send a signal to the vibration generating unit 38 that turns on the field effect transistor of the vibration generating unit 38 when such a change occurs.
  • the vibration generating unit 38 receives such a signal, the field effect transistor is turned on, so that the voltage of the battery 30 is applied to the motor 24 and the motor 24 and the eccentric sleep 25 are driven.
  • the titanium oxide rod 17 and the brush part 16 connected with this perform reciprocating vibration operation.
  • the user can drive the electric toothbrush only by holding the main body portion 12 by hand and putting the brush portion 16 in the oral cavity, and does not need to turn on the power switch.
  • the titanium oxide rod 17 that is an N-type semiconductor is used for the second electrode, a photoelectrochemical reaction can be used.
  • a photoelectrochemical reaction can be used.
  • JP-A-6-90824 when an N-type semiconductor comes into contact with moisture such as saliva, a space potential layer is formed due to the difference between the Fermi rank of the N-type semiconductor and the redox rank of the moisture. .
  • this N-type semiconductor is irradiated with light, an oxidation reaction by holes in the valence band occurs on the light irradiation surface, and water molecules are oxidized to generate OH radicals.
  • the excited electrons of the conductor that have reached the back surface of the N-type semiconductor cause a reduction reaction.
  • OH radicals are generated by reduction of hydrogen ions and reduction of dissolved oxygen constituted by a reaction that raises pH or moisture such as saliva. This OH radical is effective in decomposing and removing bacteria present in the oral cavity, plaque adhering to the teeth, and organic acids such as lactic acid, thereby preventing the occurrence of tooth decay and periodontal disease. .
  • the voltage applied to the titanium oxide rod 17 is normally supplied from the battery 30.
  • the battery 30 is consumed and the voltage cannot be supplied to the titanium oxide rod 17
  • the supply voltage from the solar battery 18 A weak current flows through the teeth 42.
  • OH radicals are generated, and plaque and the like adhering to the teeth can be decomposed and removed.
  • the detection current range is 3-100 ⁇ A. If the detected current is smaller than 3 ⁇ A, malfunction may occur. If the detected current is larger than 100 ⁇ A, the current detecting circuit may not operate and the user will feel the current. A range of ⁇ 100 ⁇ A is appropriate. Even within this range, it is particularly optimal to set the detection current to 10 ⁇ A. Note that the current flowing while the electric toothbrush is driven is 5 mA.
  • the integrated circuit 20 is held in the sleep mode until the detection current is detected. Therefore, the standby current when the electric toothbrush is not used is kept small. Can do.
  • the electric toothbrush of the second embodiment is obtained by omitting the solar cell 18 from the electric toothbrush of the first embodiment, and a top view thereof is shown in FIG. 1A and a basic configuration thereof is shown in FIG. 6B.
  • a voltage is applied to the conductive plate 11 from the anode of the battery 30. Since the electric toothbrush of Embodiment 2 does not have the solar cell 18 compared with the electric toothbrush of Embodiment 1, the full length of the brush part 16 and the main-body part 12 is as short as 20 cm. Furthermore, since the solar cell 18 is not required, the manufacturing cost of the electric toothbrush can be kept low.
  • the electric toothbrush of the third embodiment is different from the electric toothbrush of the first embodiment in that the titanium oxide rod 17 as the second electrode is replaced with a stainless metal rod 17 ′. Since the second electrode is a stainless steel metal rod, the manufacturing cost of the electric toothbrush can be kept low.
  • the electric toothbrush of the fourth embodiment is obtained by omitting the solar battery 18 from the electric toothbrush of the third embodiment, and the feature is the same as that of the electric toothbrush of the second embodiment.

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Abstract

電動歯ブラシは、第一電極である導電プレート（１１）を備えた本体部と、本体部の長手方向の先端に設けられていて、本体部の一端に連結されている第二電極である酸化チタン棒（１７）と、ブラシ毛（１４）が埋め込まれているブラシ基体を備え、第二電極（１７）に連結されるブラシ部と、電池（３０）と、ユーザが、第一電極（１１）に触れつつ、ブラシ部をユーザの口腔内に保持することにより発生する微弱電流を検出する電流検出部（３６）と、振動発生ユニット（３８）とを備え、電流検出部（３６）により微電流が検出されると、振動発生ユニット（３８）が駆動される。

Description

電動歯ブラシ
本開示は、電動歯ブラシに関する。
　酸化チタンのようなＮ型半導体の光触媒作用を用いて、口腔内歯牙へ付着するプラーク（歯垢）の発生を防いだり、発生したプラークを除去するための、プラークコントロール用の電動歯ブラシが提案されている。酸化チタンに紫外線を含む光が照射されると、光触媒作用によりその表面から電子と正孔が形成される。それらが起因する酸化還元反応により、汚れや臭いの原因となる有機物を最終的にはＣＯ２とＨ２Ｏまで分解することができる。このような光触媒作用を有する酸化チタンのようなＮ型半導体を利用する電動歯ブラシは、口腔内に存在する細菌や歯牙に付着するプラーク、また、乳酸等の有機酸を分解・除去することができ、虫歯や歯周病の発生を防ぐことができる。
　特開平６－９０８２４号公報には、モータと、モータを駆動するための直流電源と、この直流電源からモータへの通電状態をオン・オフするスイッチと、モータの回転運動を植毛部での微振動又は往復運動に変換する運動変換手段とを、握り部に設け、植毛部と握り部とに亘って、少なくとも一部が口腔内に挿入されて水分と接触するＮ型半導体を設け、このＮ型半導体と直流電源の陽電極とを接続するとともに、握り部の外面に設けた導体と直流電源の陰電極とを接続した、電動歯ブラシが開示されている。
　この電動歯ブラシでは、モータ駆動用直流電源を利用して、当該直流電源とＮ型半導体とを組み合わせることにより、さらに、製造コストの低廉化と握り部を含めた電動歯ブラシ全体のコンパクト化とを促進することができる。
　特許第５８２０４９４号公報には、導電部を備えた、柄となる本体部と、前記本体部の長手方向の先端に設けられているＮ型半導体の棒と、ブラシ毛が埋め込まれている透明なブラシ基体を備えるブラシ部と、前記本体部の先端に設けられた紫外線発光素子と、前記紫外線発光素子および前記Ｎ型半導体の棒の一部を覆う透明な円柱状導光体と、前記円柱状導光体と一体的に形成させた振動発生ユニットと、を備えた電動歯ブラシが開示されている。
　この電動歯ブラシは、紫外線発光素子と光触媒作用を有するＮ型半導体とを備えているので、電動歯ブラシに外部から光が照射されなくても、紫外線発光素子による紫外線によりＮ型半導体から光触媒作用が発生する。さらに、この電動歯ブラシは、紫外線発光素子およびＮ型半導体の棒の一部を覆う透明な円柱状導光体を備えているので、紫外線発光素子が放射した紫外線を、Ｎ型半導体の先端まで効率的に到達させることができる。また、この電動歯ブラシは、振動発生ユニットと円柱状導光体とが一体的に形成されているので、振動と紫外線を効率的に伝達することができる。
課題を解決する手段
　本開示の電動歯ブラシは、第一電極を備えた本体部と、前記本体部の長手方向の先端に設けられていて、前記本体部の一端に連結されている第二電極と、ブラシ毛が埋め込まれているブラシ基体を備え、前記第二電極に連結されるブラシ部と、電源部と、ユーザが、前記第一電極に触れつつ、前記ブラシ部を前記ユーザの口腔内に保持することにより発生する微弱電流を検出する電流検出部と、振動発生ユニットとを備え、前記電流検出部により前記微弱電流が検出されると、前記振動発生ユニットが駆動される。
　この電動歯ブラシでは、第一電極と第二電極の間に、常時電圧が印加されている。ユーザが、この電動歯ブラシを使用しようとする際には、本体部のユーザの手または指は第一電極に触れている。ユーザがこの電動歯ブラシを口腔内に入れると唾液等を介して、第二電極と歯牙の間に微弱電流が流れ、この微弱電流は、ユーザの体を経由して、ユーザの手または指が触れている第一電極に流れ込む。電流検出部がこの微弱電流を検出すると、振動発生ユニットが駆動されて、歯磨き動作が開始される。このように、この電動歯ブラシでは、ユーザがこの電動歯ブラシを保持し（つまり、第一電極に触れ）かつこの電動歯ブラシを口腔内に入れることにより、振動発生ユニットが駆動されるので、ユーザが電源スイッチをオン・オフする必要は無い。更に、前記微弱電流は、歯垢を除去する効果を奏する。
本開示の電動歯ブラシでは、ユーザがこの電動歯ブラシを保持し（つまり、第一電極に触れ）かつこの電動歯ブラシを口腔内に入れることにより、振動発生ユニットが駆動される。従って、ユーザは、電源スイッチをオン・オフする必要は無い。このため、通常のユーザにとって、電動歯ブラシのスイッチをオン・オフする必要が無いので、この電動歯ブラシは非常に便利である。また、指または手を自由に使うことができない高齢者または身体障碍者にとっては、この電動歯ブラシは、電動歯ブラシのスイッチをオン・オフする必要が無いので、その使用が容易になる。
実施態様１の電動歯ブラシの上面図である。 実施態様２の電動歯ブラシの上面図である。 実施態様１の電動歯ブラシの断面図である。 実施態様１の電動歯ブラシの展開図である。 実施態様１の電動歯ブラシの展開図である。 本開示の電動歯ブラシの回路構成図である。 実施態様１および３の電動歯ブラシの基本構成を説明する図である。 実施態様２および４の電動歯ブラシの基本構成を説明する図である。
　特開平６－９０８２４号公報の電動歯ブラシでは、ユーザがこの電動歯ブラシの使用を開始または終了しようとするには、図１－３に示されているスイッチ８をオンまたはオフにしなければならない。通常のユーザにとっても、電動歯ブラシのスイッチをオン・オフすることは面倒である。特に、指または手を自由に使うことができない高齢者または身体障碍者にとっては、電動歯ブラシのスイッチをオン・オフすることは極めて困難である。
　特許第５８２０４９４号公報の電動歯ブラシの場合にも、この電動歯ブラシの使用を開始または終了しようとするには、ユーザは、電源スイッチをオンまたはオフにしなければならない。
　本開示は、このような問題に対応してなされたものであり、電源スイッチを備えていない電動歯ブラシを提供するという効果を奏し得る。
　本開示の電動歯ブラシは、前記電流検出部がトランジスタを備え、前記トランジスタのベース・エミッタ間に前記電流が流れると、前記トランジスタのコレクタがグラウンド電位となり、前記振動発生ユニットを駆動させることができる。
　この電動歯ブラシでは、ユーザがこの電動歯ブラシを保持し（つまり、第一電極に触れ）かつこの電動歯ブラシを口腔内に入れることにより発生する微弱電流が、トランジスタのベース・エミッタ間に流れると、トランジスタのコレクタがグラウンド電位になる。その結果、電源部から電流が振動発生ユニットに流れ込み、振動発生ユニットが駆動される。
　前記検出電流は、３－１００μＡとすることができる。検出電流が３μＡ未満であると、誤動作によるスイッチ・オンが発生し、それが１００μＡより大であると、電動歯ブラシが作動しなくなることがありかつユーザが電流を感じることがある。
　本開示の電動歯ブラシは、前記電流検出部が前記微弱電流を検出したことを表示する表示ユニットを、更に、備えることができる。この表示ユニットは、微弱電流が検出されたこと、つまり、この電動歯ブラシが動作していることを表示する。
　前記第二電極は、Ｎ型半導体とすることができる。前記第二電極をＮ型半導体とすると、その光触媒効果により励起電子および正孔が生成され、歯牙（Ｎ型半導体）と第一電極の間が導通する。これにより、検出電流を効率良く検出することができる。さらに、Ｎ型半導体による光触媒効果により、歯垢、沈着色素および乳酸等の有機酸を分解するＯＨラジカルを発生させることが出来る。
　本開示の電動歯ブラシは、更に、前記第二電極に電圧を印加する太陽電池を備えることができる。第二電極には、太陽電池からも電圧が印加されるので、電源部に使用される電池の消耗を遅くすることができる。更に、第二電極がＮ型半導体の場合、電池が完全に消耗して使用できなくなっても、太陽電池から電圧が供給されるので、光電気化学反応により、歯牙に付着するプラーク等を分解・除去することが出来る。
　前記第二電極は、金属とすることができる。この電動歯ブラシの場合には、歯牙（Ｎ型半導体）と第一電極の間は、その間に存在する，導電度を有する唾液などの水分により導通する。
　前記電源部は、一次電池または二次電池とすることができる。これにより、電源部は、振動発生ユニットに十分な電力を供給することが出来る。
　前記ブラシ部は、前記第二電極に対し取り外し可能に嵌め込むことが出来る。これにより、長期間の使用により変形したブラシ部を新しいものに取り換えることが出来る。
（実施態様１）
　図１Ａは、実施態様１の電動歯ブラシの全体を示す上面図で、図２は、その断面図で、図３は、その展開図である。実施態様１の電動歯ブラシは、ブラシ部１６、本体部１２および太陽電池１８から構成されている。ブラシ部１６の先端から太陽電池１８の端までの長さは２３ｃｍで、本体部１２の直径は、２．５ｃｍである。ブラシ部１６は、透明樹脂により形成されていて、その先端にはブラシ毛１４が埋め込まれている。図２および３に示されるように、本体部１２のフレーム２６の先端に設けられている空間部により、酸化チタン棒１７が保持されている。ブラシ基体１５の内側には、本体部１２から突出しているＮ型半導体である酸化チタン棒１７に嵌め込まれるように、フレーム２６には空間部が設けられている。この構造により、長期間の使用により使用に耐えなくなったブラシ部１６は、本体部１２から取り外して、新しいものに取り換えることが出来る。
　図２に示されるように、酸化チタン棒１７の下には、偏心睡７とモータ２４が設けられている。偏心睡７は、モータ２４の回転運動を、ブラシ部１６の往復振動運動に変換するためのものである。フレーム２６には回路基板３２が固定されていて、この回路基板３２には、集積回路２０および昇圧トランス３３が設けられている。図４に示されるように、金属ブッシュ２９により、第一電極となる導電プレート１１と電池３０の陽極は接続されている。電池３０の陽極は、リード線３４によりモータ２４にも接続されている。電池３０の下部には、電池３０を固定し電池３０の陰極との電気的導通を取るためのスプリング３１が設けられている。このスプリング３１は、リード線３４により酸化チタン棒１７に接続されている。コネクタ２７は、回路基板３２とモータ配線であるリード線３４を固定している。図６Ａに示されるように、太陽電池１８は、本体グランドと導電プレート１１との間に接続されている。この電動歯ブラシが駆動されると、その駆動を表示するＬＥＤ１３を設けても良い。
　次に、図６Ａに基づいて、実施態様１の電動歯ブラシの基本構成を説明する。第一電極となる導電プレート１１には、太陽電池１８の陽極が接続されているのに対し、第二電極である酸化チタン棒１７には、電流検出部３６が接続されている。この電流検出部３６には、演算部３７が、接続されていて、さらに、その演算部３７には振動発生ユニット３８が接続されている。振動発生ユニット３８には電池３０が並列接続されている。
　図５に基づいて、電流検出部３６、演算部３７および振動発生ユニット３８の具体的回路構成を説明する。酸化チタン棒１７に接続されている電流検出部３６は、トランジスタＱ２を備える。トランジスタＱ２のコレクタには＋３．３Ｖの電圧が供給されている。この＋３．３Ｖの電圧は、電池３０の電圧を（例えば、スイッチング回路および昇圧トランス３３から構成される）昇圧ユニット３９により昇圧したものである。トランジスタＱ２のベースとエミッタには、微弱電流を検出するために抵抗Ｒ４が接続されている。検出される検出電流の大きさは、この抵抗の抵抗値を変化させることにより、変化させることが出来る。実施態様１の電動歯ブラシにおいては、抵抗Ｒ４＝５００ＫΩである。演算部３７は、集積回路２０により構成されていて、そのＰＧＣ端子は、トランジスタＱ２のコレクタに接続されている。振動発生ユニット３８は、モータＭ１と振動強度制御部４０を備え、振動強度制御部４０を構成する電界効果トランジスタのゲートは、集積回路２０のＰＷＭ端子に接続されている。振動強度制御部４０は、モータ３０および偏心錘２５により生成されるブラシ部１６の往復振動運動の強度を制御する。
　次に、図５および図６Ａに基づいて、実施態様１の電動歯ブラシの動作原理を説明する。ユーザが、この電動歯ブラシを使用していない状態では、導電プレート１１には、太陽電池１８からの＋２．５Ｖの電圧が印加されていて、集積回路２０は、スリープモードにあり、第一電極である導電プレート１１と第二電極である酸化チタン棒１７の間は導通していない。ユーザがこの電動歯ブラシを使用するときには、ユーザは本体部１２（導電プレート１１）を手で持って、ブラシ部１６を口腔内に入れる。この状態では、ブラシ部１６の酸化チタン棒１７は口腔内の唾液４５に接するので、本体部１２の導電プレート１１から、それに触れているユーザの手４４、ユーザの胴体部４３、歯牙４２、唾液４５を介して酸化チタン棒１７に至る電流経路が形成される。電流検出部３６のトランジスタのベースにこの電流経路に流れる微弱電流（検出電流）が流れ込むと、トランジスタＱ２のコレクタ電位が＋３．３ＶからＧＮＤに落ちる。これにより、集積回路２０のＰＧＣ端子の電圧は、ＨＩＧＨからＬＯＷに変化し、これに伴い集積回路２０のスリープ状態が解除される。集積回路２０は、このような変化が起きると、振動発生ユニット３８の電界効果トランジスタをオンにする信号を振動発生ユニット３８に送るようにプログラムされている。振動発生ユニット３８がこのような信号を受信すると、電界効果トランジスタをオンになることにより、モータ２４に電池３０の電圧が印加されて、モータ２４および偏心睡２５が駆動される。これにより、酸化チタン棒１７およびこれに連結されているブラシ部１６が往復振動動作をする。このように、ユーザは、本体部１２を手で持ち、ブラシ部１６を口腔内に入れることのみにより、この電動歯ブラシを駆動させることができ、電源スイッチをオンする必要は無い。
　実施態様１の電動歯ブラシの場合、第二電極には、Ｎ型半導体である酸化チタン棒１７が使用されているので、光電気化学反応を利用することができる。特開平６－９０８２４号公報に記載されるように、Ｎ型半導体が唾液等の水分に接触するとＮ型半導体のフェルミ順位と前記水分の酸化還元順位との差により、空間電位層が形成される。このＮ型半導体に光が照射されると、光照射面に価電子帯の正孔による酸化反応が起こり、水分子が酸化されて、ＯＨラジカルが生成される。また、Ｎ型半導体の裏面に到達した伝導体の励起電子は、還元反応を生起する。水素イオンが減少し、ｐＨが上昇する反応または唾液等の水分により構成される溶存酸素が還元されることにより、ＯＨラジカルが生成する。このＯＨラジカルは、口腔内に存在する細菌や歯牙に付着するプラーク、および乳酸等の有機酸を分解・除去することに有効であり、これにより、虫歯や歯周病の発生を防ぐことができる。
　実施態様１の電動歯ブラシの場合、酸化チタン棒１７に印加される電圧は、通常、電池３０から供給される。しかし、電池３０が消耗して電圧を酸化チタン棒１７に供給することが出来なくなっても、この電動歯ブラシのブラシ部１６がユーザの口腔内に入っていれば、太陽電池１８からの供給電圧により、歯牙４２には、微弱電流が流れる。これによりＯＨラジカルが生成され、歯牙に付着するプラーク等を分解・除去することが出来る。
　ユーザが、この電動歯ブラシのブラシ部１６を口腔内から取り出すと、歯牙、唾液との接触が絶たれるので、導電プレート１１と酸化チタン棒１７の間に存在していた電流経路が消失する。この結果、この電動歯ブラシの動作は終了する。このようにして、電源スイッチを備えていないこの電動歯ブラシのスイッチ・オフが実現される。
　実施態様１の電動歯ブラシでは、検出電流の範囲は、３－１００μＡとなるように構成されている。検出電流が３μＡより小であると、誤動作を起こすことがあり、検出電流が１００μＡより大であると、電流検出回路が作動しない可能性があることとユーザが電流を感じてしまうことから、３－１００μＡの範囲が適当である。この範囲内でも、特に、検出電流を１０μＡにすることが最適である。なお、この電動歯ブラシが駆動されている間に流れる電流は５ｍＡである。
　上述したように、実施態様１の電動歯ブラシでは、検出電流が検出されるまでは、集積回路２０はスリープモードに保持されるので、この電動歯ブラシが使用されていないときの待機電流は小さく抑えることができる。
（実施態様２）
　実施態様２の電動歯ブラシは、実施態様１の電動歯ブラシから太陽電池１８を省略したもので、その上面図は図１Ａに、その基本構成は図６Ｂに示されている。実施態様２の電動歯ブラシの場合、導電プレート１１には電池３０の陽極から電圧が印加される。実施態様２の電動歯ブラシは、実施態様１の電動歯ブラシに比べ、太陽電池１８が存在しないので、ブラシ部１６と本体部１２の全長が、２０ｃｍと短くなっている。さらに、太陽電池１８を必要としないので、電動歯ブラシの製造コストも低く抑えることができる。
（実施態様３）
　実施態様３の電動歯ブラシは、実施態様１の電動歯ブラシとは、第二電極である酸化チタン棒１７がステンレスの金属棒１７’に置き換えられている点で相違する。第二電極が、ステンレスの金属棒であるので、電動歯ブラシの製造コストを低く抑えることができる。
（実施態様４）
　実施態様４の電動歯ブラシは、実施態様３の電動歯ブラシから太陽電池１８を省略したもので、その特徴は、実施態様２の電動歯ブラシと同様である。
（関連出願についてのクロス・リファレンス）
　本出願は、２０１８年６月１日に出願された日本国特許出願２０１８－１０５８６５号の優先権を主張し、そしてこの日本出願は参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
１１　導電プレート
１２　本体部
１４　ブラシ毛
１３　ＬＥＤ
１５　ブラシ基体
１６　ブラシ部
１７　酸化チタン棒
１７’　金属棒
１８　太陽電池
２０　集積回路
２２　トランジスタ
２４　モータ
２５　偏心錘
２６　フレーム
２７　コネクタ
２８　モータ固定板
２９　金属ブッシュ
３０　電池
３１　スプリング
３２　回路基板
３３　昇圧トランス
３４　リード線          
３６　電流検出部
３７　演算部
３８　振動発生ユニット
３９　昇圧ユニット
４０　振動強度制御部
４２　歯牙
４３　人体胴部
４４　手
４５　唾液

Claims (9)

  1. 　第一電極を備えた本体部と、
    　前記本体部の長手方向の先端に設けられていて、前記本体部の一端に連結されている第二電極と、
    　ブラシ毛が埋め込まれているブラシ基体を備え、前記第二電極に連結されるブラシ部と、
    　電源部と、
    　ユーザが、前記第一電極に触れつつ、前記ブラシ部を前記ユーザの口腔内に保持することにより発生する微弱電流を検出する電流検出部と、
    　振動発生ユニットとを備え、
    　前記電流検出部により前記微弱電流が検出されると、前記振動発生ユニットが駆動される、
    　電動歯ブラシ。
  2. 　前記電流検出部がトランジスタを備え、前記トランジスタのベース・エミッタ間に前記微弱電流が流れると、前記トランジスタのコレクタがグラウンド電位となり、前記振動発生ユニットが駆動される、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
  3. 　前記検出電流が、３－１００μＡである、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
  4. 　前記電流検出部が前記微弱電流を検出したことを表示する表示ユニットを、更に、備える、請求項１－３の何れか１項に記載の電動歯ブラシ。
  5. 　前記第二電極が、Ｎ型半導体である、請求項１－４の何れか１項に記載の電動歯ブラシ。
  6. 　更に、前記第二電極に電圧を印加する太陽電池を備える、請求項５に記載の電動歯ブラシ。
  7. 　前記第二電極が、金属である、請求項１－４の何れか１項に記載の電動歯ブラシ。
  8. 　前記電源部が、一次電池または二次電池を備える、請求項１－６の何れか１項に記載の電動歯ブラシ。
  9. 　前記ブラシ部が、前記第二電極に対し取り外し可能に嵌め込まれる、請求項１－８の何れか１項に記載の電動歯ブラシ。
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