WO2020100689A1 - ブラシ及びヘッド部 - Google Patents

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智義 池田
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京セラ株式会社
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    • 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 a brush and a head unit.
  • the brush of the present disclosure includes a head portion including a bristle portion that extends in the first direction, an actuator that expands and contracts in a second direction that intersects the first direction, and a connection member that transmits vibration of the actuator to the head portion. And a body part having.
  • a new brush can be provided.
  • FIG 1 and 4 are cross-sectional views of the brush according to the embodiment.
  • the brush will be described by taking a toothbrush as an example.
  • the brush may be a brush other than a toothbrush.
  • a toothbrush may be roughly divided into three parts.
  • the first is a head portion H including the hair portion 11.
  • the second is the body part B provided with the handle part, that is, the housing 21.
  • the third type is a charging stand D which is not necessary when the body portion B includes a dry battery, but is convenient when the body portion B includes a rechargeable battery 35, for example.
  • the head portion H includes a hair portion 11, a handle portion 12, and a fixing portion 13.
  • the bristle portion 11 is made of, for example, a nylon string assembly having a diameter of about 0.1 to 0.4 mm.
  • the bristles 11 are formed by bundling about 15 to 20 bundles of the strings having a length of about 30 to 40 mm, folding them in half in the middle of the bundle, and inserting the bristles 11 into the holes of the handle 12 described later. That is, after the insertion, one hole is bundled with about 30 to 40 strings.
  • the hair portion 11 after insertion is cut to make the lengths uniform.
  • the length from the shank portion 12 after cutting to the tip of the bristle portion 11 is, for example, 7 mm to 13 mm.
  • the cut surface may be a flat surface in which the bristles 11 have a uniform length, or may be a toothed toothed surface of a saw in which the bristles 11 have different lengths.
  • the handle 12 may be made of a plastic material such as acrylic, polycarbonate, or polypropylene.
  • the surface of the handle portion 12 is provided with about 12 to 36 holes having a diameter of about 1.3 mm to 2.1 mm for embedding the bristles 11 described above.
  • the hole-side surface has a vertical dimension of 15 to 35 mm and a horizontal dimension of 8 to 15 mm, and has a thickness perpendicular to the previous surface. However, it may be 2 to 10 mm including the thickness of the actuator 31.
  • a fixing portion 13 is provided at the end of the handle 12 opposite to the side where the hair 11 is implanted.
  • the fixed portion 13 is fitted and fixed to the fixed portion 23 of the body portion B.
  • the fixing portion 13 and the fixing portion 23 may be a combination of a male screw and a female screw. Further, the fixing portion 13 and the fixing portion 23 may be formed such that the cross-sections of the mutually fitted portions have a saw-tooth shape so that the fixing portion 13 and the fixing portion 23 do not easily come off after being inserted by pushing.
  • the body portion B includes a housing 21, which is a handle, a substrate 32 on which an actuator 31, a control system and a booster circuit are mounted, an electrode pad 33, a cap portion 40, a battery 35, an operating portion 34, a connecting member 22, and the like. It may be configured.
  • the housing 21 has a tubular shape, and includes a memory 38, a battery 35, a substrate 32, and the like inside thereof.
  • the connection member 22 may be fixed to one end of the housing 21 so that the inside of the housing 21 is sealed by the connection member 22.
  • the cap portion 40 may be fixed to the other end of the housing 21 so that the inside of the housing 21 is sealed by the cap portion 40.
  • the housing 21 has a function as a support portion of the head portion H. Further, the housing 21 accommodates the substrate 32, the battery 35, and the like inside. The housing 21 only needs to have a strength that does not break even if an adult grasps it in a normal use mode, and may be made of a plastic material such as acrylic, polycarbonate, or polypropylene.
  • the length of the housing 21 is, for example, about 10 cm to 25 cm.
  • the outer diameter of the tubular shape of the housing 21 is approximately 1 to 3 cm.
  • connection member 22 is fixed to the housing 21 with screws 25, and plays a role of sealing the inside of the housing 21.
  • the hole provided in the connection member 22 for inserting the screw 25 may be sealed by covering with resin after inserting the screw 25.
  • connection member 22 may be screwed to the housing 21 by biting a sealing member such as packing.
  • the housing 21 and the connecting member 22 may be ultrasonically welded or may be fixed with an adhesive.
  • the connection member 22 includes a fixed portion 23 and a transmission portion 27. Then, the connecting member 22 plays a role of transmitting vibration generated by expansion and contraction (arrows in FIG. 1) of the actuator 31 described later in the stacking direction to the head portion H of the toothbrush.
  • the connection member 22 may be made of a rubber material such as silicone rubber.
  • the portion fixed by the screw 25 and the fixed portion 23 may be configured by using solid rubber or plastic material, metal, or the like.
  • the transmission part 27, which is a part between the actuator 31 and the fixed part 23, may be made of a material softer than the fixed part 23 and the like, for example, rubber.
  • the well-known two-color molding technique or integral molding technique may be used to manufacture the connecting member 22.
  • the connecting member 22 may be made of the same material for all parts such as the fixing part 23 and the transmitting part 27.
  • the hardness of the connecting member 22 may be set to be intermediate between the hardness required for the fixed portion 23 and the hardness required for the transmission portion 27. In this case, the manufacturing process of the connecting member 22 can be simplified.
  • the fixing portion 13 of the head portion H is inserted into the fixing portion 23 of the connecting member 22.
  • either the screw-in type or the push-in type may be used for the fixing portions 13 and 23.
  • the male side and the female side may be interchanged. That is, the fixing portion 23 of the connecting member 22 may be male and the fixing portion 13 of the head portion H may be female.
  • the hardness of the rubber can be measured using, for example, the GS-719 series or GS-720 series for Durometer type A manufactured by Teclock Co., Ltd. based on JIS K6253 series: 2012.
  • a pedestal portion 24 is fixed to the housing 21 with screws 25 inside the housing 21.
  • the hole provided in the housing 21 for inserting the screw 25 may be sealed by pouring a resin after inserting the screw 25 to ensure waterproofness.
  • the pedestal portion 24 may be screwed to the housing 21 by biting a sealing member called an O-ring.
  • the actuator 31 is sandwiched between the pedestal portion 24 and the transmission portion 27 of the connecting member 22.
  • the pedestal portion 24 and the transmission portion 27 are configured so that the extending force of the pedestal portion 24 and the transmission portion 27 goes to the transmission portion 27 side when the actuator 31 expands and contracts. That is, the pedestal portion 24 is more firmly fixed than the transmission portion 27, so that the actuator 31 can easily extend to the transmission portion 27 side.
  • the pedestal portion 24 has a sufficient degree of resistance to bending and hardness as compared with the transmission portion 27 of the connecting member 22.
  • the pedestal portion 24 may be made of a metal material such as SUS or brass.
  • the pedestal portion 24 may be made of hard plastic. Since the transmission part 27 is deformed by the expansion and contraction of the actuator 31, the fixing part 23 can vibrate the hair part 11 in the same direction as the expansion and contraction direction of the actuator 31 accordingly.
  • the substantially same direction means that the angle formed by the vibration direction of the bristles 11 (the direction of the main back-and-forth movement of the bristles 11) with respect to the expansion and contraction direction of the piezoelectric element is 30 ° or less. That is, the bristle portion 11 can reciprocally vibrate within a range of 90 ° ⁇ 30 ° with respect to the extending direction of the bristles of the bristle portion 11, and can vibrate, for example, so as to trace the tooth surface.
  • the actuator 31 is, for example, a laminated piezoelectric element.
  • the laminated piezoelectric element is configured by alternately laminating a dielectric material having piezoelectric characteristics such as PZT and an internal electrode having a comb-shaped cross section.
  • the internal electrodes are alternately stacked with those connected to the electrodes on the first side surface and those connected to the electrodes on the second side surface.
  • the piezoelectric element has at least two electrodes. Then, the piezoelectric element is electrically connected to the electrode on one side and the electrode on the other side from the substrate 32 through the wiring portion 39.
  • the laminated piezoelectric element has a length of 5 mm to 120 mm in the laminating direction (which substantially coincides with the vibration direction of the piezoelectric element described above).
  • the cross-sectional shape of the multilayer piezoelectric element in the direction orthogonal to the stacking direction may be any shape such as a substantially square shape of 2 mm square to 15 mm square, or a columnar shape other than the square shape. The number of laminated layers and the cross-sectional area of the laminated piezoelectric element are appropriately determined.
  • a signal is supplied to the laminated piezoelectric element from the substrate 32, for example.
  • the laminated piezoelectric element when the voltage applied from the substrate 32 is an AC voltage, when a positive voltage is applied to one electrode at a certain moment, the other electrode is applied to the other electrode. Negative voltage may be applied.
  • the laminated piezoelectric element when a negative voltage is applied to one electrode, a positive voltage is applied to the other electrode.
  • polarization occurs in the dielectric and the multilayer piezoelectric element expands and contracts from the state in which no voltage is applied.
  • the expansion / contraction direction of the laminated piezoelectric element is substantially along the laminated direction of the dielectric and the internal electrode.
  • the expansion / contraction direction of the laminated piezoelectric element is substantially the same as the laminated direction of the dielectric and the internal electrode. Since the laminated piezoelectric element expands and contracts substantially along the stacking direction, there is an advantage that vibration transmission efficiency in the expanding and contracting direction is good.
  • a voltage of 0 V may be applied to the electrode on the other side.
  • the voltage of the signal (supply signal) applied to the laminated piezoelectric element by the booster circuit of the drive amplifier 37 can be, for example, 3 Vp-p to 50 Vp-p, but is not limited to this range.
  • the signal supplied to the actuator 31 through the wiring section 39 and the like has a frequency characteristic as shown in FIG. 3, for example.
  • the substrate 32 is housed inside a cylindrical casing 21 having a waterproof structure. At least a part of each functional unit shown in the block diagram of FIG. 2 is mounted on the board 32.
  • the board 32 is provided with a signal generator 36, a drive amplifier 37, and the like.
  • the operation unit 34 may include a power switch (for example, a button switch) that switches ON / OFF of the brush, a switch that adjusts the volume (for example, a + button / ⁇ button), and a selection switch for the music or voice that is the content. These switches are arranged on the outer surface of the housing 21. The user can operate each switch from the outside of the housing 21. For example, a waterproof sheet may be attached to the outer surface of the housing 21, and these switches may be provided inside the waterproof sheet.
  • a power switch for example, a button switch
  • the battery 35 is housed inside the housing 21. Then, the battery 35 is supplied with electric power from the power transmission unit 53 of the charging stand D through the power reception unit 41 by wireless power supply conforming to the contactless power supply standard and the like.
  • the battery 35 may be a dry cell. In that case, the power transmission unit 53 and the power reception unit 41 may not be provided in the body portion B and the charging stand D.
  • the cap portion 40 is attached to the end of the housing 21 on the opposite side of the connection member 22.
  • the cap portion 40 seals the internal space where the battery 35 and the substrate 32 are arranged.
  • a substrate having a power receiving portion 41 and terminals and circuits for sending the power received by the power receiving portion 41 to the battery 35 is provided.
  • a memory slot for storing the memory 38 is provided inside the housing 21.
  • the memory 38 may be, for example, a type of memory called an SD card, or may be a unique flash memory.
  • the cap portion 40 may be detachable from the housing 21 by the user.
  • Various sound sources may be stored in the memory 38.
  • the user can record content such as music or sound source that he / she likes in the memory 38 as an audio signal via a PC or a smartphone, and insert the music-containing memory into a memory slot inside the housing 21.
  • the charging stand D includes a housing 51, a board 52, a power transmission section 53, and a plug 54.
  • the housing 51 of the charging stand D has a flat main surface on which the body B can be mounted.
  • a power transmission unit 53 is arranged on the main surface of the charging stand D and transmits power to the power reception unit 41 of the body unit B.
  • a board 52 is arranged inside the housing 51, and the board 52 converts electric power supplied from a commercial power supply via a plug 54 into electric power that can be transmitted in accordance with non-contact power supply.
  • FIG. 2 Next, the embodiment of FIG. 2 will be described including the electrical connection relationship such as the circuit configuration.
  • the charging stand D has a plug 54 connected to a commercial power source of 100 V, 1.5 A, 50/60 Hz, for example.
  • the electric power supplied from the plug 54 is converted into a voltage and a current conforming to the non-contact charging standard through a circuit mounted on the substrate 52 and sent to the power transmission unit 53.
  • Electric power from the power transmission unit 53 is stored in the battery 35 via the power reception unit 41.
  • the body part B is configured to include a piezoelectric element 31, an operation part 34, a battery 35, a signal generation part 36, a drive amplifier 37, a memory 38, a power receiving part 41, and the like.
  • the operation unit 34 may include a brush ON / OFF switch circuit and a volume adjusting circuit. Furthermore, the operation unit 34 may include a music selection switch circuit.
  • the battery 35 may include a charging circuit and an overcharge prevention circuit. Further, the battery 35 may include a thermistor.
  • the memory 38 stores a sound signal or the like for driving the piezoelectric element 31. Specifically, the memory 38 stores an audio signal having a predetermined frequency band in the audible range, that is, a non-discrete signal at a frequency in the audible range of 20 kHz or less, that is, a signal having a continuous spread.
  • the non-discrete signal is a signal measured through the following procedures (1) to (4) and satisfying the condition (5).
  • FIG. 3 is an example thereof.
  • This non-discrete signal is, for example, an analog or digital audio signal.
  • the audio signal may include a music signal, human conversation data, a singing voice, or the like.
  • a signal that presents only a single frequency that is called a so-called pure tone, or a signal that drives a motor or the like at a single rotational speed is a non-discrete term here. Not included in the signal.
  • a signal consisting of multiple pure tones is also discrete, so it is not included in a non-discrete signal.
  • the signal stored in the memory 38 may further include an ultrasonic signal corresponding to a frequency of more than 20 kHz to 100 kHz, for example.
  • the ultrasound signal may be discrete.
  • a signal of only 50 kHz may be used to enhance the brushing effect by ultrasonic driving.
  • the ultrasonic pure tone signal may be superimposed on the non-discrete signal in the audible range.
  • the signal stored in the memory 38 may be coded and compressed.
  • the memory 38 for storing these signals may be a non-volatile memory.
  • the signal generator 36 converts the signal recorded in the memory 38 into a supply signal for supplying the actuator 31 (piezoelectric element 31).
  • a signal supplied to the actuator 31 (piezoelectric element 31) is referred to as a supply signal here.
  • the signal recorded in the memory 38 may not be particularly converted. Then, the supply signal is supplied to the actuator 31 (piezoelectric element 31) via the drive amplifier 37 after the predetermined frequency band is strengthened.
  • the supply signal includes a continuous signal in a predetermined range in frequency characteristics, that is, a non-discrete signal in a predetermined range, like the non-discrete signal among the signals recorded in the memory 38. It will be.
  • the signal generator 36 generates an enhanced signal in which only the frequency characteristic from 200 Hz to 400 Hz is enhanced by about 20 dB, and this is used as a supply signal. May be supplied. It is expected that the brushing effect will be improved by locally increasing the power of the signal in the low frequency band.
  • this enhancement signal may be realized by performing a correction (a signal generation process) in which the frequency band to be enhanced is enhanced by the equalizer when the music signal output from the memory 38 is applied to the drive amplifier 37. ..
  • the signal itself having the same frequency characteristic as the enhanced signal may be stored in the memory 38 as an audio signal from the beginning.
  • the actuator 31 (piezoelectric element 31) generates a vibration that expands and contracts in the stacking direction (arrow in FIG. 1) according to the supply signal from the drive amplifier 37.
  • the transmission section 27 vibrates back and forth, so that the bristle portion 11 of the head section H vibrates back and forth (arrow in FIG. 1).
  • the toothbrush that vibrates back and forth according to the music transmits the vibration to the user's teeth via the bristle portion 11. As a result, the user can hear the sound from the teeth via bone conduction.
  • a normal mode in which driving is performed based on a basic audio signal and a strengthening mode in which brushing is strengthened may be switched.
  • the volume may be adjusted by the switch of the operation unit 34 in both the normal mode and the enhanced mode.
  • the magnitude of the power supplied to the actuator 31 is changed so that the volume of the entire song is increased regardless of the specific frequency.
  • -It is also possible to obtain vibrations in various frequency bands by changing the type of basic signal, that is, by changing the content such as music or story. Therefore, the user may be able to make a toothbrush with vibration that matches the content while listening to the desired content by bone conduction through the teeth.
  • the actuator 31 may vibrate in the ultrasonic band (20 kHz or higher) in addition to the audible range (10 Hz to 20 kHz).
  • the actuator 31 may vibrate only near 50 kHz in addition to continuous vibration in the audible range (10 Hz to 20 kHz).
  • brushing by ultrasonic vibration is possible.
  • the signal giving ultrasonic vibration may be a pure tone or may be a discrete signal.
  • the signal that gives ultrasonic vibration may be a continuous or non-discrete signal.
  • the connecting member 22 includes a reinforcing member 26 insert-molded inside the connecting member 22.
  • the reinforcing member 26 is formed into an L shape by bending SUS or sheet metal, for example.
  • the reinforcing member 26 two partial members obtained by simply bending a rod-shaped metal fitting into an L shape may be used. As a result, it is possible to realize a reliable fixing to the housing 21 and a structure in which the transmission of the vibration of the transmission portion 27 is not easily disturbed.
  • the reinforcing member 26 is not limited to metal and may be hard plastic. In the connection member 22, a hard plastic may be integrally embedded in a soft rubber material or the like by a two-color molding technique.

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Abstract

本開示のブラシは、第１の方向に延在する毛部を備えたヘッド部と、第１の方向に交差する第２の方向に伸縮するアクチュエータ及びアクチュエータの振動をヘッド部に伝達する接続部材を備えたボディ部と、を含む。

Description

ブラシ及びヘッド部 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年１１月１５日に日本国に特許出願された特願２０１８－２１４９０２の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本開示は、ブラシ及びヘッド部に関するものである。
　例えば、歯ブラシは、電動のものが販売されている。
特開２００３－６１９８６
　本開示のブラシは、第１の方向に延在する毛部を備えたヘッド部と、第１の方向に交差する第２の方向に伸縮するアクチュエータ及びアクチュエータの振動をヘッド部に伝達する接続部材を備えたボディ部と、を含む。
第１の構造例を示す断面図である。 一例にかかるブロック図である。 一例にかかる信号の周波数特性を示す図である。 第２の構造例を示す断面図である。
　本開示によれば、新規なブラシを提供することができる。
　以下、本開示の実施の形態について説明する。
　図１、図４は、実施形態に係るブラシの断面図である。ブラシは歯ブラシを例に説明する。しかしながら、ブラシは、歯ブラシ以外のブラシであってもよい。
　たとえば、歯ブラシは、大きく分けて３つの部材からなっていてもよい。１つ目は毛部１１を備えたヘッド部Ｈである。２つ目は、持ち手の部分、つまり筐体２１を備えたボディ部Ｂである。３つ目は、たとえばボディ部Ｂが乾電池を備える場合は不要であるが、ボディ部Ｂが充電可能なバッテリ３５を備える場合に便利な充電台Ｄである。
　図１の構造を参照して各部材の説明をする。ヘッド部Ｈは、毛部１１、柄部１２、及び固定部１３を備えている。
　毛部１１は、たとえば、直径が０．１～０．４ｍｍ程度のナイロン製のひもの集合体からなる。毛部１１は、概ね３０～４０ｍｍの長さの前記ひもを１５～２０本程度の束にした後、束の真ん中で２つ折りにして、後述する柄部１２の穴に挿入される。すなわち、挿入後には、１つの穴に対して、ひもを３０～４０本程度の束にしたものが１つ入っている。挿入後の毛部１１は、長さをそろえるためにカットされる。カット後の柄部１２から突出した毛部１１の先端までの長さはたとえば７ｍｍから１３ｍｍである。カット面は、毛部１１の長さが均一な平坦面でもよく、毛部１１の長さが異なるのこぎりの歯状のギザギザした面でもよい。
　柄部１２は、たとえばアクリル、ポリカーボネート、又はポリプロピレン等のプラスティック素材からなっていてもよい。柄部１２の表面には、前述した毛部１１を埋め込むために、直径１．３ｍｍ～２．１ｍｍ程度の穴が、おおよそ１２個から３６個程度設けられている。
　この穴に先の毛部１１が押し込まれている。この柄部１２では、一例として、穴が設けられた面（穴側の面という）の縦の寸法が１５～３５ｍｍであり、横の寸法が８～１５ｍｍであり、先の面に直交する厚みが、アクチュエータ３１の厚みを含んで、２～１０ｍｍであってもよい。
　柄部１２の毛部１１が植え込まれた側とは逆側の端部には、固定部１３がある。固定部１３は、ボディ部Ｂの固定部２３と嵌合して固定される。固定部１３と固定部２３とは、雄ねじと雌ねじの組み合わせでもよい。また、固定部１３と固定部２３とは、嵌合される互いの部位の断面がのこぎりの歯状を呈する形状にされて、押し込みによる挿入後、外れ難くするようにされてもよい。
　これにより、ヘッド部Ｈの交換が行えるとともに、ヘッド部Ｈが不用意に外れることがおきにくくできる。
　ボディ部Ｂは、持ち手となる筐体２１、アクチュエータ３１、制御系及び昇圧回路等を搭載した基板３２、電極パッド３３、キャップ部４０、バッテリ３５、操作部３４、接続部材２２などを含んで構成されてもよい。筐体２１は筒状をなしており、その内部にメモリ３８、バッテリ３５及び基板３２等を備える。筐体２１の一方側端部には、接続部材２２が固定されて、接続部材２２により筐体２１の内部が密閉されてもよい。筐体２１の他方側端部には、キャップ部４０が固定されて、キャップ部４０により筐体２１の内部が密閉されてもよい。
　筐体２１は、ヘッド部Ｈの支持部としての機能を有する。また筐体２１は、内部に基板３２及びバッテリ３５等を収納する。筐体２１は、大人が通常の使用態様で握っても壊れない強度を有していればよく、アクリル、ポリカーボネート、又はポリプロピレン等のプラスティック素材からなっていてもよい。筐体２１の長さは、たとえば１０ｃｍ～２５ｃｍ程度である。筐体２１の筒状の外側の直径は、おおよそ１～３ｃｍ程度である。
　接続部材２２は、筐体２１にねじ２５で固定されて、筐体２１の内部を密閉する役割を果たしている。接続部材２２に設けられた、ねじ２５を挿入するための孔は、ねじ２５の挿入後に樹脂で覆うことで封止してもよい。あるいは、接続部材２２は、筐体２１にパッキン等の封止部材をかませてねじ止めされてもよい。もちろん、ねじ２５で固定する以外にも、たとえば筐体２１と接続部材２２とは、超音波溶着されてもよく、あるいは接着剤で固定されてもよい。
　接続部材２２は、固定部２３及び伝達部２７を備える。そして、接続部材２２は、後述するアクチュエータ３１の積層方向への伸縮（図１の矢印）によって生じる振動を歯ブラシのヘッド部Ｈに伝達する役割を果たす。接続部材２２は、たとえばシリコーンゴム等のゴム素材からなっていてもよい。接続部材２２では、ねじ２５により固定されている部位及び固定部２３は、固めのゴム又はプラスティック素材、あるいは金属等を用いて構成されてもよい。またアクチュエータ３１と固定部２３との間の部分である伝達部２７は、固定部２３等よりもやわらかい素材、たとえばゴムを用いて構成されてもよい。接続部材２２の製造には、よく知られた２色成型技術又は一体成型技術が使用されてもよい。もちろん接続部材２２は、固定部２３と伝達部２７等、すべて部位を同じ素材にて作製されてもよい。接続部材２２の硬さは、固定部２３に求められる硬さと、伝達部２７に求められる硬さとの中間程度の堅さに設定されてもよい。この場合、接続部材２２の製造工程が簡素化できる。
　接続部材２２の固定部２３には、ヘッド部Ｈの固定部１３が挿入される。互いの固定部１３，２３において、ねじ込み式あるいは押し込みによる挿入式のどちらが用いられてもよいことは先にのべたとおりである。また、雄側と雌側が入れ替わってもよい。すなわち接続部材２２の固定部２３が雄、ヘッド部Ｈの固定部１３が雌になってもよい。なお、ゴムの硬さは、たとえばテクロック社製のデュロメーター計タイプＡ用のGS-719シリーズ又はGS-720シリーズを用いて、JIS K 6253シリーズ:2012に基づき、測定されることができる。
　また、筐体２１の内部には、台座部２４が、筐体２１に対してねじ２５により固定されている。筐体２１に設けられたねじ２５を挿入するための孔は、ねじ２５挿入後に樹脂を流し込み封止されて、防水性が担保されてもよい。あるいは台座部２４は、筐体２１に対してＯ－リングと呼ばれる封止部材をかませてねじ止めされてもよい。この台座部２４と接続部材２２の伝達部２７との間でアクチュエータ３１が挟まれている。そして台座部２４及び伝達部２７は、アクチュエータ３１が伸縮する際に、その伸びる力が伝達部２７側へといくようになしてある。つまり台座部２４は伝達部２７に比較して強固に固定されており、伝達部２７側にアクチュエータ３１が伸びやすいようになしてある。そのためには、この台座部２４は、接続部材２２の伝達部２７よりも十分な曲がりにくさ・硬さを有している。台座部２４は、たとえばＳＵＳ又は真ちゅう等の金属素材からなっていてもよい。あるいは台座部２４は、硬質プラスティックからなっていてもよい。アクチュエータ３１の伸縮により伝達部２７が変形することで、固定部２３もこれに応じてアクチュエータ３１の伸縮方向とほぼ同じ方向に毛部１１を振動させることができる。なお、ほぼ同じ方向とは、圧電素子の伸縮方向に対して、毛部１１の振動方向（毛部１１の主たる前後運動の方向）がなす角が３０°以下であることをいう。つまり毛部１１は、毛部１１の毛の延在方向に対して、９０°±３０度の範囲で往復振動して、たとえば歯の表面をなぞるように振動することができる。
　本実施の形態では、アクチュエータ３１はたとえば積層型の圧電素子である。積層型圧電素子は、例えばＰＺＴ等の圧電特性を示す誘電体と、断面が櫛歯状の内部電極とが交互に積層されて構成される。内部電極は、第１の側面の電極に接続されるものと、第２の側面の電極に接続されるものとが交互に積層される。
　圧電素子は、少なくとも２つの電極を有している。そして、圧電素子は、基板３２から配線部３９を通じて、一方側の電極と他方側の電極にそれぞれ電気的に接続される。積層型圧電素子は、積層方向（上記した圧電素子の振動方向にほぼ一致する）の長さが例えば５ｍｍ～１２０ｍｍである。また、積層型圧電素子の積層方向と直交する方向の断面形状は、例えば２ｍｍ角～１５ｍｍ角の略正方形状、又は正方形状以外の円柱形状など、任意の形とされることができる。なお、積層型圧電素子の積層数及び断面積は適宜決定される。
　積層型圧電素子には、たとえば基板３２から信号（供給信号）が供給される。換言すれば、積層型圧電素子には、基板３２から印加される電圧が交流電圧の場合には、ある瞬間に、一方側の電極に正の電圧が印加されるときには、他方側の電極には負の電圧が印加されてもよい。反対に、積層型圧電素子には、一方側の電極に負の電圧が印加されるときには、他方側の電極には正の電圧が印加される。一方側の電極及び他方側の電極に電圧が印加されると、誘電体に分極が起こり、積層型圧電素子は電圧が印加されない状態から伸縮する。積層型圧電素子の伸縮方向は、誘電体と内部の電極の積層方向にほぼ沿っている。あるいは、積層型圧電素子の伸縮方向は、誘電体と内部の電極の積層方向とほぼ一致している。積層型圧電素子は、積層方向にほぼ沿って伸縮するため、伸縮方向の振動伝達効率がよいという利点がある。
　あるいは積層型圧電素子には、基板３２から一方側の電極に正の電圧、たとえば１０Ｖが印加されるときには、他方側の電極には０Ｖの電圧が印加されてもよい。駆動アンプ３７の昇圧回路により積層型圧電素子に印加される信号（供給信号）の電圧は、例えば３Ｖp-p～５０Ｖp-pとすることができるが、かかる範囲に限定されない。なお、配線部３９等を通じて、アクチュエータ３１に供給される信号はたとえば図３のような周波数特性を持つ。
　基板３２は、防水構造が実現された筒状の筐体２１の内部に収納される。基板３２には、図２のブロック図であらわされた各機能部の少なくとも一部が搭載される。たとえば、基板３２には、信号生成部３６及び駆動アンプ３７などが搭載される。
　操作部３４は、ブラシのＯＮ・ＯＦＦを切り替える電源スイッチ（たとえばボタンスイッチ）、音量調整するスイッチ（たとえば＋ボタン・－ボタン）、及びコンテンツである曲又は音声の選択スイッチを含んでいてもよい。これらのスイッチは筐体２１の外側の面に配置されている。ユーザが筐体２１の外側から各スイッチを操作可能である。たとえば、筐体２１の外側表面に防水シートを貼付し、その内側にこれらのスイッチが設けられてもよい。
　バッテリ３５は、筐体２１の内部に収納されている。そしてバッテリ３５には、充電台Ｄの送電部５３から非接触給電の規格等に準拠した無線給電により、受電部４１を介して、電力が供給される。なお、バッテリ３５は乾電池でもよい。その場合、ボディ部Ｂ及び充電台Ｄには、送電部５３、受電部４１はなくともよい。
　キャップ部４０は、筐体２１の、接続部材２２とは逆側の端部に取り付けられる。キャップ部４０は、バッテリ３５及び基板３２が配置されている内部の空間を密閉する。また、キャップ部４０の内部側の表面には、受電部４１と、受電部４１が受電した電力をバッテリ３５へとおくる端子及び回路とを備えた基板が設けられている。
　筐体２１の内部には、メモリ３８を格納するメモリスロットが設けられている。メモリ３８は、たとえばＳＤカードと呼ばれるメモリの類であってもよく、独自のフラッシュメモリであってもよい。このメモリ３８の着脱、又はバッテリ３５の交換等を目的として、キャップ部４０はユーザが筐体２１から着脱できるようにされてもよい。メモリ３８には、様々な音源が記憶されていてもよい。例えばユーザが好みの楽曲又は音源等のコンテンツを、ＰＣ又はスマートフォン経由で、音声信号としてメモリ３８に記録し、その楽曲入りメモリを筐体２１の内部のメモリスロットに挿入することができる。
　充電台Ｄは、筐体５１、基板５２、送電部５３及びプラグ５４を備える。充電台Ｄの筐体５１は、ボディ部Ｂを搭載可能な平板上の主面を備える。充電台Ｄの主面には送電部５３が配置されており、ボディ部Ｂの受電部４１に電力を送電する。筐体５１の内部には、基板５２が配置されており、基板５２は、プラグ５４を介して商用電源から供給された電力を非接触給電に準拠した送電可能な電力に変換する。
　次に図２の実施例を、回路構成等の電気的な接続関係を含めて説明する。
　充電台Ｄは、たとえば１００ｖ、１．５Ａ、５０／６０Ｈｚの商用電源に接続されるプラグ５４をそなえる。プラグ５４から供給される電力は、基板５２に搭載された回路を通じて、非接触充電規格に適合した電圧、電流に変換されて、送電部５３へ送られる。
　送電部５３からの電力は、受電部４１を介して、バッテリ３５に蓄積される。
　ボディ部Ｂは、圧電素子３１、操作部３４、バッテリ３５、信号生成部３６、駆動アンプ３７、メモリ３８、受電部４１等を含んで構成される。
　操作部３４は、ブラシのＯＮ・ＯＦＦ切り替えスイッチ回路と、音量調整回路とを含んでもよい。さらには、操作部３４は、楽曲選択のスイッチ回路を備えていてもよい。
　バッテリ３５は、充電回路及び過充電防止回路を備えていてもよい。また、バッテリ３５は、サーミスタを備えていてもよい。
　メモリ３８は、圧電素子３１を駆動するための音声信号等を記憶する。具体的には、メモリ３８は、可聴域において所定の周波数帯域からなる音声信号、すなわち２０ｋＨｚ以下の可聴域の周波数において非離散的な信号、すなわち連続的な広がりを有する信号を含んで記憶する。この非離散的な信号とは、以下（１）～（４）の手順を経て測定されたものであって、（５）の条件をみたすものをいう。
（１）ＩＥＣ６０３１８シリーズのＨＡＴＳの人口耳から５ｃｍ程度の位置に、少なくとも２００Ｈｚから１００００Ｈｚまでは気導音を出力できるスピーカを配置し、
（２）前記スピーカにより先の音声信号を用いて音声を少なくとも１０秒以上連続再生し、
（３）ＨＡＴＳのマイクからの入力である音圧をＦＦＴ（高速フーリエ変換処理）し、
（４）そのＦＦＴした後の出力値の周波数特性を示すグラフにおいて、当該出力値を周波数Ｆ（Ｈｚ）＝１×ｎ：（ｎは２００～１００００の整数）とあらわしたときに
（５）フロアノイズを１５ｄＢ（ＳＰＬ）以上うわまわる有意な出力値である整数ｎが５０個以上連続して存在すること。たとえばｎ＝２５０，２５１，２５２・・・，２９９，３００のすべてにおいて、有意な出力値が出力されていることである。図３はその一例である。
　この非離散的な信号は、たとえばアナログ又はデジタルの音声信号である。音声信号には、楽曲信号、人間の会話データ、又は歌声等が含まれてよい。ただし、音響の分野でいわゆる純音（pure tone）といわれるような単一の周波数だけを提示する信号、又はたとえばモータ等を単一の回転数で駆動させるための信号はここでいう非離散的な信号には含まれない。
　また、複数の純音だけからなる信号も離散的であるため、非離散的な信号には含まれない。たとえば２００Ｈｚの純音と１０ｋＨｚの純音だけからなる信号も、上記の式において、ｎが２つ（ｎ＝２００、ｎ＝１００００）しかなく且つ互いの整数ｎが連続していないため、非離散的な信号には含まれない。
　また、メモリ３８に記憶される信号は、たとえば２０ｋＨｚ超から１００ｋＨｚまでの周波数に対応する超音波信号をさらに含んでいてもよい。超音波信号は、離散的であってもよい。たとえば５０ｋＨｚだけの信号が、超音波駆動により、ブラッシング効果を高めるために使用されてもよい。この場合、可聴域の非離散的な信号に、超音波の純音の信号が重畳されてもよい。
　またメモリ３８に記憶された信号は、符号化圧縮をされていてもよい。これらの信号を記憶するためのメモリ３８は、不揮発性メモリであってもよい。
　信号生成部３６は、メモリ３８に記録された信号をアクチュエータ３１（圧電素子３１）に供給するための供給信号に変換する。アクチュエータ３１（圧電素子３１）に供給される信号をここでは供給信号とよぶ。なお、メモリ３８に記録された信号は、特に変換不要な場合もある。そして、供給信号は、所定の周波数帯の強化等が行われたのち、駆動アンプ３７を経て、アクチュエータ３１（圧電素子３１）へと供給される。
　たとえば供給信号も、上記のメモリ３８に記録された信号のうち、非離散的な信号と同様に、周波数特性において所定の範囲で連続的な信号、すなわち所定の範囲で非離散的な信号を含むことになる。たとえばメモリ３８に記憶されたオリジナルの音声信号と比較して、信号生成部３６は、たとえば２００Ｈｚから４００Ｈｚまでの周波数特性だけをおおよそ２０ｄＢ分だけ強化した強化信号を生成して、これを供給信号として供給してもよい。このように低周波数帯の信号のパワーを局所的に上げることにより、ブラシング効果の向上が期待される。なお、この強化信号は、メモリ３８から出力された楽曲の信号を、駆動アンプ３７にかける際に、強化したい周波数帯域をイコライザにて強める補正を行う（信号生成プロセス）ことで実現してもよい。もちろん、強化信号と同様の周波数特性を持つ信号自体が、最初からメモリ３８に音声信号として記憶されてもよい。
　次に、アクチュエータ３１（圧電素子３１）及び毛部１１の動作について説明する。アクチュエータ３１（圧電素子３１）は、駆動アンプ３７を経た供給信号に従い、積層方向（図１の矢印）に沿って伸縮する振動を生じる。アクチュエータ３１（圧電素子３１）の伸縮に沿って、伝達部２７が前後に振動することで、ヘッド部Ｈの毛部１１が前後に振動する（図１の矢印）。この振動を供給信号に応じて繰り返すことで、楽曲が再生される。楽曲にあわせて、前後に振動した歯ブラシは、毛部１１を介してユーザの歯に振動を伝達する。結果として、ユーザは歯から骨伝導経由で音を聞くことができる。
　なお、操作部３４のスイッチが操作されることで、基本の音声信号を元に駆動させる通常モードと、ブラッシングを強化する強化モードとが切り替えられてもよい。あるいは、また、通常モードの場合でも、強化モードの場合でも、操作部３４のスイッチにて音量調整が行われてもよい。
　そして、音量調整で音量を大きくする操作が操作部３４にされたときには、特定の周波数に関係なく、楽曲全体のボリュームが上がるように、アクチュエータ３１に供給されるパワーの大小が変更される。
　また、基本信号の種類を変更すること、すなわち楽曲又は物語等のコンテンツを変更することで、様々な周波数帯域の振動を得ることもできる。このため、ユーザは、歯を経由した骨伝導で好みのコンテンツを聴きながら、当該コンテンツに一致した振動で歯ブラシをできてもよい。
　さらには、アクチュエータ３１（圧電素子３１）は、可聴域（１０Ｈｚから２０ｋＨｚまで）に加え、超音波帯（２０ｋＨｚ以上）でも振動してもよい。たとえばアクチュエータ３１（圧電素子３１）は、可聴域（１０Ｈｚから２０ｋＨｚまで）の連続的な振動に加え、５０ｋＨｚ付近のみで振動してもよい。この場合、超音波振動によるブラシングが可能となる。超音波振動を与える信号は純音であってもよいし、また離散的な信号であってもよい。もちろん超音波振動を与える信号は連続的、非離散的な信号でもよい。
　次に図４を参照しながら構造例２を説明する。特に図１との変更点を中心に説明する。図１の構造例１と異なる点は、特に接続部材２２が、接続部材２２の内部にインサート成形された補強部材２６を備える点である。補強部材２６は、たとえばＳＵＳ又は板金を曲げ加工してＬ字状になしてある。そして筐体２１に接続部材２２を固定する際には、筐体２１及び補強部材２６がともにねじ２５により固定される。
　これにより接続部材２２にたとえば伝達部２７の硬さに合わせてショア００にて３０～７０程度の柔らかい素材を採用したときでも、接続部材２２を筐体２１に対して固定しやすい。ゴムの硬さであるショア００は、ASTM D 2240 standardに準拠したデュロメーター計、たとえばテクロック社製：GS-754Gにて測定できる。なお、補強部材２６は、圧電素子３１の振動方向において伝達部２７と対向する領域には設けなくともよい。その場合、たとえば伝達部２７及び固定部２３の領域を避けてその周囲を周回するような環状の部位を持つ補強部材２６が用いられてもよい。あるいは、補強部材２６として、棒状の金具を単にＬ字状に折り曲げたような部分的なものが２つ用いられてもよい。これにより筐体２１への確実な固定と、伝達部２７の振動伝達を阻害しにくい構造が実現できる。なお、補強部材２６は金属に限らず硬質プラスティックであってもよい。接続部材２２において、柔らかいゴム素材等に硬質プラスティックが２色成型技術により一体的に埋設されてもよい。
Ｈ・・・ヘッド部
Ｂ・・・ボディ部
Ｄ・・・充電台
１１・・・毛部
１２・・・柄部
１３・・・固定部
２１・・・筐体
２２・・・接続部材
２３・・・固定部
２４・・・台座部
２５・・・ねじ部
２６・・・補強部材
２７・・・伝達部
３１・・・アクチュエータ（圧電素子）
３２・・・基板
３３・・・電極パッド
３４・・・操作部
３５・・・バッテリ
３６・・・信号生成部
３７・・・駆動アンプ
３８・・・メモリ
３９・・・配線部
４０・・・キャップ部
４１・・・受電部
５１・・・筐体
５２・・・基板
５３・・・送電部
５４・・・プラグ
 

Claims (9)

  1. 　第１の方向に延在する毛部を備えたヘッド部と、
    　前記第１の方向に交差する第２の方向に伸縮するアクチュエータ及び当該アクチュエータの振動を前記ヘッド部に伝達する接続部材を備えたボディ部と、
    を含む、ブラシ。
  2. 　前記アクチュエータを駆動させる信号は、非離散的な信号から生成される信号を含む、請求項１に記載のブラシ。
  3. 　前記非離散的な信号は、音声信号を含む、請求項２に記載のブラシ。
  4. 　前記接続部材は、前記アクチュエータの伸縮により変形する伝達部を備える、請求項１に記載のブラシ。
  5. 　前記接続部材の前記伝達部は、前記アクチュエータと対向する、請求項４に記載のブラシ。
  6. 　前記ボディ部は、圧電素子を固定する台座部を含む筐体をさらに備え、
    前記台座部と、前記伝達部とで前記圧電素子を押圧している、請求項５に記載のブラシ。
  7. 　前記音声信号に基づき前記アクチュエータが駆動しているときに、前記毛部がユーザの歯に当たっていると、骨伝導音が発生する、請求項３に記載のブラシ。
  8. 　前記毛部を備えた前記ヘッド部は、前記ボディ部に対して着脱可能である、請求項１に記載のブラシ。
  9. 　請求項１に記載のブラシに含まれる前記ヘッド部であって、前記ボディ部に対して交換可能な、ヘッド部。
     
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