(57)【要約】【課題】口腔衛生装置において、ブラシが歯に正確に当たっているか否かをユーザに認知させることにより、ブラッシングによる歯垢除去効果を向上させ、これにより微小電流による口腔内への衛生効果を有効に発揮させる。【解決手段】電子歯ブラシ１は、ブラシを有したヘッド部と把持部とを備える。ヘッド部には電極４ａが設けられ、把持部には電極４ｂが設けられている。両電極４ａ及び４ｂ間に電圧印加したとき、本装置１と人体５とを繋ぐ電気回路６に電流が供給される。また電子歯ブラシ１は、ヘッド部を往復動させる駆動部３１と、電気回路６に流れる電流を検出する電流検出回路３３ｂと、検出電流に応じて駆動部３１による往復動作を制御する制御回路３３ｄとを備える。検出電流に応じてブラシの往復動作を適宜変化させ、そのような動作変化が生じることをユーザに予め報告しておくことで、ブラシが歯に正確に当たっているか否かをユーザに認知させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
口腔内に挿入されるブラシを有したヘッド部と、前記ヘッド部に連接される把持部とを備え、前記ヘッド部及び把持部の双方に電極が設けられ、両電極間に電圧印加したときに本装置と人体とを繋ぐ電気回路に電流が供給される口腔衛生装置において、
前記ヘッド部を前記把持部に対して往復動作させる駆動手段と、
前記電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段による検出電流に応じて前記駆動手段による往復動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする口腔衛生装置。
【請求項２】
使用開始時に前記電気回路に流れた電流を基準値として記憶する記憶部を備え、
前記制御手段は、前記記憶部に記憶された基準値と前記電流検出手段による検出電流とを比較して前記駆動手段による往復動作を制御する請求項1に記載の口腔衛生装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電流検出手段による検出電流が大きくなったときに前記駆動手段の動作速度を上昇させ、前記電流検出手段による検出電流が小さくなったときに前記駆動手段の動作速度を低下させるよう、正帰還のフィードバックを行うことを特徴とする請求項1に記載の口腔衛生装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電流検出手段による検出電流が大きくなったときに前記駆動手段の動作速度を低下させ、前記電流検出手段による検出電流が小さくなったときに前記駆動手段の動作速度を上昇させるよう、負帰還のフィードバックを行うことを特徴とする請求項1に記載の口腔衛生装置。
【請求項５】
前記ヘッド部が口腔内で受ける負荷を検出する負荷検出手段を備え、
前記制御部は、前記負荷検出手段による検出結果をも参照して、前記駆動手段による往復動作を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の口腔衛生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口腔内に微小な電流を流すことが可能な電子歯ブラシ等の口腔衛生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の装置として、ヘッド部及び把持部の双方に電極が設けられ、両電極間に電圧印加したときに本装置と人体とを繋ぐ電気回路に電流が供給される電子歯ブラシが知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。このような電気歯ブラシにおいては、ヘッド部を口腔内に挿入すると口腔内に微小電流が流れ、電気化学的作用により歯垢を除去し易くしたり、電気的刺激により口腔内の新陳代謝や血行改善を図ることが可能となる。また、上記のような電気歯ブラシにおいて、ヘッド部をモータにより往復動させる機能を有したものもある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７５７４５号公報
【特許文献２】特開平２−２８３３１０号公報
【特許文献３】特公昭４８−０２７３９０号公報
【特許文献４】特許第２８５３７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、歯や歯肉に比較的多くの汚れが残っている場合には、微小電流の流れが不安定となり微小電流による口腔内への衛生効果は低減するため、ブラッシングにより歯垢を除去することが重要となる。ところが、ユーザは、ブラッシングによる歯垢除去が的確に行われている否かを知ることが難しく、その結果、微小電流による口腔内への衛生効果が十分に発現されないことがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ヘッド部が口腔内に挿入されたときに、ブラシが歯に正確に当たっているか否かをユーザに認知させることにより、ブラッシングによる歯垢除去効果を向上させ、これにより、微小電流による口腔内への衛生効果を有効に発揮することができる口腔衛生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、口腔内に挿入されるブラシを有したヘッド部と、前記ヘッド部に連接される把持部とを備え、前記ヘッド部及び把持部の双方に電極が設けられ、両電極間に電圧印加したときに本装置と人体とを繋ぐ電気回路に電流が供給される口腔衛生装置において、前記ヘッド部を前記把持部に対して往復動作させる駆動手段と、前記電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段による検出電流に応じて前記駆動手段による往復動作を制御する制御手段とを備えるものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、使用開始時に前記電気回路に流れた電流を基準値として記憶する記憶部を備え、前記制御手段は、前記記憶部に記憶された基準値と前記電流検出手段による検出電流とを比較して前記駆動手段による往復動作を制御するものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記電流検出手段による検出電流が大きくなったときに前記駆動手段の動作速度を上昇させ、前記電流検出手段による検出電流が小さくなったときに前記駆動手段の動作速度を低下させるよう、正帰還のフィードバックを行うものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記電流検出手段による検出電流が大きくなったときに前記駆動手段の動作速度を低下させ、前記電流検出手段による検出電流が小さくなったときに前記駆動手段の動作速度を上昇させるよう、負帰還のフィードバックを行うものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記ヘッド部が口腔内で受ける負荷を検出する負荷検出手段を備え、前記制御部は、前記負荷検出手段による検出結果をも参照して、前記駆動手段による往復動作を制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、電流検出手段による検出電流に応じてヘッド部の動作を適宜変化させることができるので、ヘッド部を口腔内に挿入したときにそのような動作変化が生じることをユーザに予め報告しておくことで、ブラシが歯に正確に当たっているか否かをユーザに認知させることができる。従って、効果的なブラッシングにより歯垢を除去することが可能となり、歯垢除去に伴って口腔内に流れる微小電流による衛生効果が高まるので、歯周疾患を効果的に予防できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、歯や歯肉に付着する汚れが減ったことを、記憶された基準値に対する検出電流の変動により読み取ることができるので、実使用環境におけるユーザ個々のバラツキが排除され、ブラシの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。従って、より効果的なブラッシングを行うことが可能となり、微小電流による衛生効果が一層高まる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっているときにヘッド部の動きが速くなり、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっていないときにヘッド部の動きが遅くなるので、そのような動作変化が生じることをユーザに報告しておくことによって、ブラシの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。また、ブラシが歯や歯肉に正確に当たっている場合、ブラッシングによる歯垢除去効果が高まり、ヘッド部が口腔内から取り出された場合、ヘッド部の動きが減速又は停止してヘッド部に付着した歯磨き剤等が飛散することがなくなる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっているときにヘッド部の動きが遅くなり、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっていないときにヘッド部の動きが速くなるので、そのような動作変化が生じることをユーザに報告しておくことによって、ブラシの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。また、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっている場合、ヘッド部の動きが減速してユーザのブラッシング操作を邪魔することがなくなり、一方で、ブラシが歯や歯肉に正しく当たっていない場合、ヘッド部の動きが速くなりユーザのブラッシング操作を補助することができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、口腔内でヘッド部が受ける負荷と、電流検出手段による検出電流とに応じてブラシの往復動作を適正に変化できるので、歯や歯肉とブラシとの接触具合に適応した効果的なブラッシングを行うことができる。従って、例えば、検出電流が所定レベルにあり微小電流による衛生効果が発現していると考えられるとき、ヘッド部における負荷が大きいなら、ブラシを歯で噛み込んでいることが想定されるので、ヘッド部の動きを遅くすることで口腔内を傷つけることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る口腔衛生装置の断面構成図。
【図２】上記口腔衛生装置のブロック構成図。
【図３】上記口腔衛生装置における電流検出回路による検出電流と駆動部への供給電流との関係を示す図。
【図４】上記口腔衛生装置における駆動制御の変形例を示す図。
【図５】上記口腔衛生装置における駆動制御の他の変形例を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る口腔衛生装置のブロック構成図。
【図７】上記口腔衛生装置における検出電流と供給電流との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る口腔衛生装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態に係る口腔衛生装置である電子歯ブラシ１の概略構成を示す。電子歯ブラシ１は、先端側にブラシ２ａが植設されたヘッド部２と、ヘッド部２の基端側に連接される略筒状の把持部３とを備えている。また、電子歯ブラシ１は、口腔内に微小電流を流すための電極部として、ヘッド部２におけるブラシ２ａ近傍部位に配された電極４ａと、把持部３表面の一部に配された電極４ｂを備えている。把持部３は、ヘッド部２を往復動作させる駆動部３１、蓄電池から成る電源部３２、本装置１制御のための各種回路が実装された回路基板３３等を内蔵している。駆動部３１は、電源部３２からの電力を受けて駆動するアクチュエータであって、ヘッド部２を高速振動させるものが好ましい。把持部３の内部には、駆動部３１の駆動力をヘッド部２に伝達する駆動軸３４が設けられている。この駆動軸３４は、把持部３の長手方向に突出しており、導電性を有している。
【００１８】
ヘッド部２は、把持部３に対して着脱自在とされ、ヘッド部２の基端側には駆動軸３４の先端側と係合する嵌め込み穴２１が形成されている。ヘッド部２の内部には、電極４ａと駆動軸３４とを電気的に接続する導電部材２２が設けられている。電極４ａは、導電部材２２、駆動軸３４、回路基板３３を介して電源部３２のマイナス極に接続される。一方、電極４ｂは、回路基板３３を介して電源部３２のプラス極に接続される。上記のような構成により、両電極４ａ及び４ｂ間に電圧印加された状態でブラシ２ａが口腔内に挿入されると、本装置１と人体とが電気的に導通されて電流が流れる。このときの電流経路は、電源部３２のプラス極〜回路基板３３〜電極４ｂ（把持部３側）〜手〜体内〜口腔内（歯、歯肉）〜唾液〜電極４ａ（ヘッド部２側）〜導電部材２２〜駆動軸３４〜回路基板３３〜電源部３２のマイナス極となる。
【００１９】
図２は本電子歯ブラシ１の電気的なブロック構成を示す。回路基板３３は、本装置１と人体５とを繋ぐ電気回路６に電流を供給する電流供給回路３３ａと、電気回路６に流れる電流を検出する電流検出回路３３ｂと、駆動部３１を駆動させるための駆動回路３３ｃと、電流供給回路３３ａ及び駆動回路３３を制御する制御回路３３ｄとを有している。電流供給回路３３ａは、電源部３２の直流電圧を昇圧して両電極４ａ及び４ｂ間に印加する昇圧回路や、電気回路６に大電流が流れないように電流値を制限するトランジスタ回路等を有している。電流検出回路３３ｂは、電極４ａと電流供給回路３３ａとの間に設けられており、シャント抵抗と、シャント抵抗の両端に生じる電位差を増幅するオペアンプと、オペアンプからの電位差信号に基づき電流値を演算する演算部等で構成される。
【００２０】
駆動回路３３ｃは、制御回路３３ｄからの制御信号を受け、電源部３２より必要な電力を駆動部３１に供給する。制御回路３３ｄは、電流検出回路３３ｂによる検出電流に応じて駆動回路３３ｃに制御信号を送出し、駆動部３１による往復動作を制御する。制御回路３３ｄには、使用開始時に電気回路６に流れた電流を基準値として記憶する記憶部３３ｅが設けられている。制御回路３３ｄは、記憶された基準値と検出電流とを比較することにより、駆動回路３３ｃに送出する制御信号を決定する。記憶部３３ｅに記憶される基準値は、本装置１使用の度に書き換えられる。
【００２１】
図３は、電流検出回路３３ｂによる検出電流Ｉｉｎと、駆動部３１への供給電流Ｉｏｕｔとの関係をグラフ化したものを示す。本図において、横軸は基準値Ｉｉｎ（０）と検出電流Ｉｉｎの比較値Ｉｉｎ（０）−Ｉｉｎを表し、縦軸は供給電流Ｉｏｕｔを表している。図中の供給電流Ｉｏｕｔ（０）は、使用開始時における駆動部３１への供給電流、すなわち供給電流の初期値である。ここでは、比較値Ｉｉｎ（０）−Ｉｉｎが０より大きくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔは初期値Ｉｏｕｔ（０）より小さくなるように設定され、比較値Ｉｉｎ−Ｉｉｎ（Ｓ）が０より小さくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔは初期値Ｉｏｕｔ（０）より大きくなるように設定されている。供給電流Ｉｏｕｔが初期値Ｉｏｕｔ（０）より小さくなると、ヘッド部２の動きは使用開始時よりも遅くなり、供給電流Ｉｏｕｔが初期値Ｉｏｕｔ（０）より大きくなると、ヘッド部２の動きは使用開始時よりも速くなる。
【００２２】
ここで、比較値Ｉｉｎ（０）−Ｉｉｎが正の値となる場合とは、ブラシ２ａが歯に正確に当たっていない状態であって、検出電流Ｉｉｎが基準値Ｉｉｎ（０）より小さくなっている場合と想定される。一方で、比較値Ｉｉｎ（０）−Ｉｉｎが負の値となる場合とは、ブラシ２ａが歯に正確に当たっている状態であって、検出電流Ｉｉｎが基準値Ｉｉｎ（０）より大きくなっている場合と想定される。
【００２３】
このように本実施形態に係る電子歯ブラシ１によれば、電流検出回路３３ｂによる検出電流に応じてヘッド部２の動作を適宜変化させることができるので、ヘッド部２を口腔内に挿入したときにそのような動作変化が生じることをユーザに予め報告しておくことで、ブラシ２ａが歯に正確に当たっているか否かをユーザに認知させることができる。また、歯や歯肉に付着する汚れが減ったことを、記憶された基準値に対する検出電流の変動により読み取るので、実使用環境におけるユーザ個々のバラツキが排除され、ブラシ２ａの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。従って、効果的なブラッシングにより歯垢を除去することが可能となり、歯垢除去に伴って口腔内に流れる微小電流による衛生効果が高まるので、歯周疾患を効果的に予防できる。
【００２４】
次に、上記実施形態の電子歯ブラシ１における制御回路３３ｄが行う駆動制御の種々の変形例について図４及び図５を参照して説明する。ここでの変形例においては、上述した基準値を用いることなく駆動部３１の往復動作を制御する。図４に示される検出電流Ｉｉｎと供給電流Ｉｏｕｔとの関係においては、検出電流Ｉｉｎが大きくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔは大きくなり、検出電流Ｉｉｎが小さくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔを小さくなるように設定されている。つまり、検出電流Ｉｉｎの時間当たりの変化量をΔＩｉｎ、供給電流Ｉｏｕｔの時間当たりの変化量をΔＩｏｕｔとしたとき、制御回路３３ｄはフィードバックの特性ΔＩｏｕｔ／ΔＩｉｎが正の値になるように制御を行う（正帰還のフィードバック）。
【００２５】
このような駆動制御よれば、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっているときにヘッド部２の動きが速くなり、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっていないときにヘッド部２の動きが遅くなるので、そのような動作変化が生じることをユーザに報告しておくことによって、ブラシ２ａの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。また、ブラシ２ａが歯や歯肉に正確に当たっている場合、ブラッシングによる歯垢除去効果が高まり、ヘッド部２が口腔内から取り出された場合、ヘッド部２の動きが減速又は停止し、ヘッド部２に付着した歯磨き剤等が飛散することがなくなり、本電子歯ブラシ１の初心者に対して効果的なブラシ動作を行うことが可能となる。
【００２６】
図５に示される検出電流Ｉｉｎと供給電流Ｉｏｕｔとの関係においては、検出電流Ｉｉｎが大きくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔは小さくなり、検出電流Ｉｉｎが小さくなるに連れて供給電流Ｉｏｕｔを大きくなるように設定されている。つまり、制御回路３３ｄはフィードバックの特性ΔＩｏｕｔ／ΔＩｉｎが負の値になるように制御を行う（負帰還のフィードバック）。
【００２７】
このような駆動制御よれば、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっているときにヘッド部２の動きが遅くなり、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっていないときにヘッド部２の動きが速くなるので、そのような動作変化が生じることをユーザに報告しておくことによって、ブラシ２ａの接触具合をユーザに的確に認知させることが可能となる。また、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっている場合、ヘッド部２の動きが減速してユーザのブラッシング操作を邪魔することがなくなり、一方で、ブラシ２ａが歯や歯肉に正しく当たっていない場合、ヘッド部２の動きが速くなってユーザのブラッシング操作を補助することができ、本電子歯ブラシ１の熟練者に対して効果的なブラシ動作を行うことが可能となる。
【００２８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る口腔衛生装置について図６及び図７を参照して説明する。図６は電子歯ブラシ１の電気的なブロック構成を示す。本実施形態における電子歯ブラシ１は、ヘッド部２が口腔内で受ける負荷を検出する負荷検出回路３３ｆをさらに備えている。なお、上述した記憶部３３ｅは回路基板３３に設けられていない。負荷検出回路３３ｆにおける負荷検知は、駆動部３１への電力供給を一瞬止めた場合に得られる逆起電力の大きさや磁力変動値から、負荷電流を算出するようなものであればよい。また、圧力センサを用いることにより、駆動部３１や駆動軸３４、ブラシ２ａ等の負荷抵抗を直接読み取るようにしてもよい。制御回路３３ｄは、電流検出回路３３ｂによる検出電流と、負荷検出回路３３ｆによる負荷電流とを参照して、駆動部３１による往復動作を制御する。
【００２９】
図７は、検出電流Ｉｉｎ及び負荷電流ＩＬと、供給電流Ｉｏｕｔとの関係をグラフ化したものを示す。本図においては、横軸を検出電流Ｉｉｎとし、縦軸を負荷電流ＩＬをとし、これら２軸により区切られた４つの象限毎に供給電流Ｉｏｕｔの増減が設定されている。検出電流Ｉｉｎが所定値より大きく、負荷電流ＩＬが所定値よりも大きい場合（領域Ａ）、供給電流Ｉｏｕｔが減少するよう設定されている。このとき、ヘッド部２が噛み込まれている場合と想定される。検出電流Ｉｉｎが所定値より大きく、負荷電流ＩＬが所定値よりも小さい場合（領域Ｂ）、供給電流Ｉｏｕｔは一定となるよう設定されている。このとき、ブラシ２ａが歯や歯肉に正確に当たっている場合と想定される。検出電流Ｉｉｎが所定値より小さく、負荷電流ＩＬが所定値よりも小さい場合（領域Ｃ）、供給電流Ｉｏｕｔは増加するよう設定されている。このとき、ブラシ２ａが口腔内から取り出された場合と想定される。検出電流Ｉｉｎが所定値より小さく、負荷電流ＩＬが所定値よりも大きい場合（領域Ｄ）、供給電流Ｉｏｕｔは増加するよう設定されている。このとき、ブラシ２ａが歯や歯肉に正確に当たっていない場合と想定される。
【００３０】
このように本実施形態に係る電子歯ブラシ１によれば、各象限に応じて駆動部３１への供給電流を個別に増減することで、口腔内でヘッド部２が受ける負荷と、電流検出回路３３ｂによる検出電流に応じてブラシ２ａの往復動作を適正に変化できるので、歯や歯肉とブラシ２ａとの接触具合に適応した効果的なブラッシングを行うことができる。従って、例えば、検出電流が所定レベルにあり微小電流による衛生効果が発現していると考えられるときに、ヘッド部２における負荷が大きいなら、ブラシ２ａを歯で噛み込んでいることが想定されるので、ヘッド部２の動きを遅くすることで口腔内を傷つけることを回避できる。
【００３１】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ブラシ２ａが駆動部によって回転動作するような構成の電子歯ブラシであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子歯ブラシ（口腔衛生装置）
２  ヘッド部
２ａ  ブラシ
３  把持部
３１  駆動部（駆動手段）
３３ｂ  電流検出回路（電流検出手段）
３３ｄ  制御回路（制御部）
３３ｅ  記憶部
３３ｆ  負荷検出回路（負荷検出手段）
４ａ  電極
４ｂ  電極
５  人体
６  電気回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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