(57)【要約】【課題】Ｎ型半導体の光触媒反応を利用し、その効果を高めるために太陽電池を用いた電子歯ブラシ及び電子ブラシにおいて、把持部を持つ姿勢に関わらず十分な光を取り入れることが可能な電子歯ブラシ及び電子ブラシを提供すること。【解決手段】刷毛部２ａを有して口腔内に挿入して歯を磨くためのブラシヘッド部２と、棒状に形成され、その一端部がブラシヘッド部２に連結される把持部３と、ブラシヘッド部２に外部の光を受光可能に設けられるＴｉＯ２  棒４と、このＴｉＯ２  棒４に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、この電源部は、少なくとも第１太陽電池６と第２太陽電池７により構成され、夫々の受光面が異なる方向を向くように配置されている。【選択図】    図１
2004337432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刷毛部を有して口腔内に挿入して歯を磨くためのブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも第１太陽電池と第２太陽電池により構成され、夫々の受光面が異なる方向を向くように配置されていることを特徴とする電子歯ブラシ。
【請求項２】
前記第１太陽電池の受光面と第２太陽電池の受光面とは、１８０゜又は略１８０゜異なる方向を向くように配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子歯ブラシ。
【請求項３】
前記電源部は、前記把持部の他端部に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子歯ブラシ。
【請求項４】
前記第１太陽電池と第２太陽電池とは、並列接続してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子歯ブラシ。
【請求項５】
前記把持部の表面が金属で形成されており、この表面と前記Ｎ型半導体とが指を介して短絡すること防止するために、指が触れる部分に絶縁領域を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子歯ブラシ。
【請求項６】
前記絶縁領域は、透明性の塗装被膜であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子歯ブラシ。
【請求項７】
刷毛部を有して口腔内に挿入して歯を磨くためのブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも、第１受光面と、この第１受光面とは異なる方向を向いた第２受光面とを有する太陽電池を備えたことを特徴とする電子歯ブラシ。
【請求項８】
刷毛部を有するブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも第１太陽電池と第２太陽電池により構成され、夫々の受光面が異なる方向を向くように配置されていることを特徴とする電子ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子歯ブラシと電子ブラシに関し、詳しくは、Ｎ型半導体の光触媒反応を利用する電子歯ブラシと電子ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる電子歯ブラシとして、本出願人による、下記特許文献１に開示されるものが知られている。この電子歯ブラシは、刷毛部を有して口腔内に挿入して歯を磨くブラシヘッド部と、口腔外に露出される把持部とを備え、Ｎ型半導体が外部の光を受光可能に設けられていると共に、前記Ｎ型半導体に電位を重畳可能な電池が設けられている。この電子歯ブラシは、単に歯ブラシに歯磨き剤を付着させて歯の表面をブラッシングするよりも虫歯に対する予防効果を有するものである。
【０００３】
すなわち、  ＴｉＯ２  のようなＮ型半導体の光触媒反応を利用する電子歯ブラシである。ＴｉＯ２  は、比較的弱い光の照射条件下にあっても、光電子電圧を生じて、口腔内に挿入された場合に唾液等の水分からＯＨラジカルが生成し、口腔内のｐＨを高めて中和し、虫歯の原因菌の活動を低下させると共に、歯垢を分解する作用をなすものである。
【０００４】
さらに、電池を設けているのは次の理由による。すなわち、  ＴｉＯ２  の光触媒反応を利用しただけでは、前述した効果を発揮するまでに時間がかかる。つまり、直接虫歯を発生させるのは、口腔内の虫歯の原因菌が食物残渣を発酵させる際に生成される乳酸が歯の硬組織を侵すことによるものであるが，虫歯の原因菌の活動が低下するまでの間は、  乳酸を生成しつづけるという問題がある。そこで、Ｎ型半導体の光触媒反応を利用する際に、  所定以上の電位を供給させることにより、乳酸の効果的な分解が達成されることを見出し、有機物の分解にも効果的に作用することが分かったからである。
【０００５】
このように電池の電位を重畳することで、乳酸や水の分解に必要なエネルギーレベルを達成することができ、Ｎ型半導体の光触媒効果を相乗的に高めることができる。このような電池としては、電池交換が不要な太陽電池を用いれば、ユーザーの電池交換の手間が省け、好ましい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２８０３１号公報（特許請求の範囲、段落［０００２］〜［０００９］）
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術における課題は次の通りである。電池として太陽電池を使用する場合に、把持部を手で持つ姿勢によっては、太陽電池の受光面に対して十分に光が当らないというケースもありうる。そのような場合は、せっかく太陽電池を設けて光触媒効果を相乗的に高めるという効果を十分に発揮できないことになる。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、Ｎ型半導体の光触媒反応を利用し、その効果を高めるために太陽電池を用いた電子歯ブラシ及び電子ブラシにおいて、把持部を持つ姿勢に関わらず十分な光を取り入れることが可能な電子歯ブラシ及び電子ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る電子歯ブラシは、
刷毛部を有して口腔内に挿入して歯を磨くためのブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも第１太陽電池と第２太陽電池により構成され、夫々の受光面が異なる方向を向くように配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この構成による電子歯ブラシの作用・  効果は、以下の通りである。すなわち、Ｎ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部を備えており、この電源部は、少なくとも２つの太陽電池（第１太陽電池及び第２太陽電池）  により構成されている。これら２つの太陽電池の受光面は、異なる方向を向くように配置される。従って、一方の太陽電池に対する光の受光量が、仮にほとんどなかったとしても、もう一方の太陽電池によりカバーすることができる。従って、把持部の姿勢に関係なく、所望の電位をＮ型半導体に対して作用させることができる。その結果、把持部を持つ姿勢に関わらず十分な光を取り入れることが可能な電子歯ブラシを提供することができる。なお、太陽電池は３つ以上設けても良い。
【０００９】
少なくとも２つの太陽電池を配置する場合において、前記第１太陽電池の受光面と第２太陽電池の受光面とは、１８０゜又は略１８０゜異なる方向を向くように配置することが好ましい。
【００１０】
このように配置することで、あらゆる方向からの光に対して対応することができる。従って、より確実に、Ｎ型半導体に対して電位を重畳させることができる。
【００１１】
また、前記電源部は、前記把持部の他端部に設けられることが好ましい。把持部は、手で握る箇所であるが、他端部に電源部を設ければ、光が手で遮られることがなく、太陽電池の能力を発揮させることができる。
【００１２】
太陽電池の接続形態であるが、前記第１太陽電池と第２太陽電池とは、並列接続することが好ましい。これにより、いずれか一方の太陽電池への光が遮断されたとしても、もう一方の太陽電池により確実に電位を重畳させることができる。
【００１３】
本発明の電子歯ブラシにおいては、前記把持部の表面が金属で形成されており、この表面と前記Ｎ型半導体とが指を介して短絡すること防止するために、指が触れる表面部分に絶縁被膜を形成することが好ましい。
【００１４】
Ｎ型半導体に対して電位を重畳させるために、太陽電池の一方の端子をＮ型半導体に対して接続するとともに、他方の端子を金属製の把持部に接続する。かかる構成において、把持部を手で握った場合に、Ｎ型半導体と把持部とが人の手を介して短絡すると、重畳させる電位が低下してしまい、光触媒反応の効果が低減する。そこで、かかる表面部分に絶縁被膜を形成することで短絡を防止することができる。
【００１５】
上記において絶縁被膜は、透明性の塗装であることが好ましい。これにより、塗装をしていることが目立たなくなり、金属製の把持部の高級感を維持できる。
【００１６】
本発明に係る別の電子歯ブラシは、
刷毛部を有して口腔内に挿入して歯を磨くためのブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも、第１受光面と、この第１受光面とは異なる方向を向いた第２受光面とを有する太陽電池を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
この電源部は、太陽電池を備えており、少なくとも２つの受光面（第１受光面及び第２受光面）  を有する。これら２つの受光面は、異なる方向を向くように配置される。従って、一方の受光面に対する光の受光量が、仮にほとんどなかったとしても、もう一方の受光面によりカバーすることができる。従って、把持部の姿勢に関係なく、所望の電位をＮ型半導体に対して作用させることができる。その結果、把持部を持つ姿勢に関わらず十分な光を取り入れることが可能な電子歯ブラシを提供することができる。なお、異なる方向を向いた受光面は３つ以上設けても良い。
【００１８】
本発明に係る電子ブラシは、
刷毛部を有するブラシヘッド部と、
棒状に形成され、その一端部が前記ブラシヘッド部に連結される把持部と、
前記ブラシヘッド部に外部の光を受光可能に設けられるＮ型半導体と、
このＮ型半導体に対して電位を重畳可能な電源部とを備え、
この電源部は、少なくとも第１太陽電池と第２太陽電池により構成され、夫々の受光面が異なる方向を向くように配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る電子ブラシとして、例えば、ボディブラシ、ヘアーブラシ、フェイスブラシ等がある。例えば、Ｎ型半導体の光触媒作用により、身体各部に石鹸水などを用いて洗浄する際に、水分を分解して生起したＯＨラジカルが、  皮膚表面における垢などの有機廃棄物を確実かつ迅速に分解して、  石鹸水のみによるよりも高い洗浄効果を達成できる。つまり、外部光  （例えば、  浴室あるいは洗面所における蛍光灯など）によるＮ型半導体の光触媒作用に加えて、太陽電池の電位を重畳することにより皮膚表面の有機廃棄物や水の分解に必要なエネルギーレベルを達成することができ、  Ｎ型半導体の光触媒効果を相乗的に高めることができる。従って、皮膚を擦る動作によって、ＯＨラジカルの生成効率を高めることができる。しかも、実際に浴室などで洗浄動作を行うにあたって、  例え浴室における照明器具の照度が低く光照射が弱い条件下であっても、  更には照明器具が蛍光灯ではなく白熱電灯などであっても、  Ｎ型半導体の電位を一定以上にする太陽電池が設けられているため、所定の効果を安定して発揮できるものである。その結果、単に石鹸水で洗浄する場合などに比べて、  より効果的に身体各部の洗浄を行うことができる。
【００２０】
さらに、電源部として、少なくとも２つの太陽電池（第１太陽電池及び第２太陽電池）  を備えている。これら２つの太陽電池の受光面は、異なる方向を向くように配置される。従って、一方の太陽電池に対する光の受光量が、仮にほとんどなかったとしても、もう一方の太陽電池によりカバーすることができる。従って、把持部の姿勢に関係なく、所望の電位をＮ型半導体に対して作用させることができる。その結果、把持部を持つ姿勢に関わらず十分な光を取り入れることが可能な電子ブラシを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子歯ブラシの実施形態を図面を用いて説明する。図１は、電子歯ブラシの外観図を示し（ａ）は側面図（ｂ）は平面図である。図２は、側断面図である。図３は、ブラシヘッド部の構成を示す図である。
【００２２】
電子歯ブラシ１は、口腔内に挿入される部分であって刷毛２ａを多数植設したブラシヘッド部２と、口腔外に露出される部分であって手で握る把持部３とを備えている。ブラシヘッド部２は、把持部３に対して分離可能に構成されている。すなわち、  使用に応じて消耗される刷毛２ａを備えたブラシヘッド部２のみを消耗品として交換可能にすると、  経済的であるのみならず、  歯ブラシ全体を廃棄する場合に比べて、  廃棄物を小さくできて都合がよい。もちろん、  本発明の構成として交換可能であるか否かに限定されるものではない。
【００２３】
把持部３は、  全体として棒状に形成されており、連結部材３０と、本体部材３１と、電池カバー部材３２とから構成されている。連結部材３０は、合成樹脂で形成されており、ブラシヘッド部２を連結するための突出部３０ａが形成され、この突出部３０ａの側面部の２箇所に係合凹部３０ｂが形成されている。
【００２４】
ブラシヘッド部２は、連結部材３０の突出部３０ａに嵌合する溝部２ｂを備えており、この溝部２ｂの側面部の２箇所に係合凹部３０ｂと係合可能な係合突起２ｃが形成されている。また、溝部２ｂの側からＴｉＯ２  棒（Ｎ型半導体の１例）を挿入するための挿入穴２ｄが形成されている。さらに、挿入されたＴｉＯ２  棒４が外部に露出できるように露出窓２ｅが表裏２箇所に形成されている。これにより、ＴｉＯ２  棒４に外部光が照射されやすくなる。光触媒反応を行うために、ブラシヘッド部２は透明性の合成樹脂により形成される。
【００２５】
ＴｉＯ２  棒４は、把持部３の側に取り付けられる。ＴｉＯ２  棒４は、純Ｔｉの棒を酸化雰囲気中で数分間、１２００〜１５００℃に加熱して、  表面にＴｉＯ２層を生成させたものである。この場合のＴｉＯ２  はアナターゼ型の結晶を示すため、  光触媒能が特に大きい。
ＴｉＯ２  棒４が外部の光を受光して光触媒反応を生起するに際して、Ｎ型半導体であるＴｉＯ２  の電位を高め、あるいは維持するため電源部が設けられている。電源部は、第１太陽電池６と第２太陽電池７とを備えている。図２に示すように、第１太陽電池６の受光面と第２太陽電池７の受光面とは、１８０゜異なる方向を向いている。このように配置することで、あらゆる方向からの光を受光することができる。太陽電池が仮に１つしかないと、把持部３を持つ姿勢によっては、外光を十分に受光できないことがありうる。しかし、上記のような配置構成にすることで把持部３の姿勢に関係なく光を取り入れることができる。
【００２６】
把持部３の構成要素のうち連結部材３０を貫通するようにＴｉＯ２  棒４が取り付けられている。本体部材３１は、ステンレス製の筒体として形成されている。電池カバー部材３２の内部に太陽電池６，７が収容されている。太陽電池６，７の正極側は金属製の接続板９にリード線を介して接続される。この接続板９は、ステンレス製の本体部材３１に接続される。図２に示すように、接続板９の一部が本体部材３１の内面に接触するように取り付けられている。また、太陽電池６，７の負極側は、別の金属製の接続板８によりＴｉＯ２  棒４に接続される。図４に回路構成を示しているが、第１太陽電池６と第２太陽電池７とは並列接続される。図２では、図示の都合上、リード線の一部を省略している。太陽電池６，７により重畳される電位は、０．５Ｖを越え３Ｖ未満であることが好ましい。０．５Ｖ以下であると乳酸の分解に十分ではなく、３Ｖ以上であると乳酸分解は促進されるが、水に濡れた手で歯ブラシを把持した場合などに、  人体へ流れる電流が大きくなって、不快感を感じる可能性がある。
【００２７】
電池カバー部材３２は、透明性の樹脂で形成され、太陽電池６，７の受光面に光が当るようにしている。太陽電池６，７は、棒状に形成された把持部３の端部に配置されており、把持部３を手で握った状態でも覆われることがないようにしている。また、連結部材３０は樹脂で形成されているので、金属製の本体部材３１とＴｉＯ２  棒４とが不用意に短絡されることがない。これにより、所望の電位をＴｉＯ２  棒４に重畳させることができる。仮に、連結部材３０が設けられている箇所が金属だとすると、その部分を手で握ることで、手を介してＴｉＯ２  棒４と本体部材３１とが短絡することがある。人の手もある程度の電流が流れるからである。本体部材３１は、太陽電池６，７の正極に接続されているから、もし短絡が生じると、所望の電位をＴｉＯ２  棒４に対して重畳できないことになるからである。電位を与えることの効果については、前述の特許文献１に詳細に開示されている。
【００２８】
＜別実施形態＞
（１）本実施形態では、電子歯ブラシについて説明したが、電子ブラシ（ボディブラシ、ヘアーブラシ、フェイスブラシ等）にも同様の構成を適用することができる。この電子ブラシの１例を図５に示す。
【００２９】
この電子ブラシ１０は、ブラシヘッド部を構成する前部側に刷毛１０ａが植設されていると共に、後部側が把持部となっていて、この把持部の後端側に太陽電池６，７が埋設されている。この太陽電池６，７は、図示はしないが蓋体により被覆されていて、水密に埋設されている。刷毛１０ａが植設されている前部側には、上記実施形態で示したと同様なＴｉＯ２  が装着されていると共に、その周辺に水路となる溝１１が形成されていて、石けん水などが通流可能に構成されている。この溝１１は刷毛１０ａの根本部に向けて貫通孔が形成されて構成されており、刷毛１０ａを身体に擦ることによって、ＴｉＯ２  と身体表面とを水分を介して接続させ、身体表面に存在する垢などの有機物をＴｉＯ２  の光触媒作用により分解して剥離し易いようにすると共に、剥離された垢などをも分解するようになっている。図示はしないが、ＴｉＯ２  と電池とは、図４に示したのと同様にリード線により導通されている。
【００３０】
この電子ブラシの形状は、図５に示したもの以外に種々の形状のものを採用することができ、要は、手で把持部を把持して刷毛を身体各部に擦ることにより清浄できる形状に形成されていればよい。洗浄対象となる身体各部は、特に限定されるものではない。
【００３１】
（２）上記実施形態では、Ｎ型半導体であるＴｉＯ２  をＴｉ棒を加熱することにより、その表面に層状に生成した例を示したが、この構造に限定されるものではなく、全体がＴｉＯ２  粉末を焼結して形成されていてもよく、要は受光する表面にＴｉＯ２  層が生成されておればよい。その製造方法も、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法などにより、純Ｔｉ棒その他の導体表面にＴｉＯ２  層を生成してもよく、純Ｔｉ棒を陽極酸化してその表面にＴｉＯ２  層を生成するようにしてもよい。
【００３２】
（３）上記実施形態に係る電子歯ブラシでは、Ｎ型半導体であるＴｉＯ２  に外部光を照射し易いように、ブラシヘッド部２と把持部３との境界に溝（露出窓）を形成した例を示したが、歯ブラシのブラシヘッド部２を透明または半透明のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ＰＥＴ樹脂などの光透過可能な材料によって形成し、溝（露出窓）をなくした構造としてもよい。又、ブラシヘッド部２を構成する樹脂として生分解性樹脂を使用すると、消耗部品として廃棄されたとしても環境に対する悪影響が少なくなって好ましい。
【００３３】
（４）本実施形態では、太陽電池を２つ使用しているが、３つ以上使用しても良い。また、本実施形態では、受光面は１８０゜異なる方向を向いているが、この角度設定は適宜行うことができる。２つ（又は、３つ以上）  の受光面の向きを異ならせておくことが好ましい。
【００３４】
（５）本実施形態では、樹脂製の連結部材３０を用いているが、連結部材の部分を本体部材３０と一体化した部材（ステンレス製）として形成しても良い。この場合、人の指による短絡を防ぐために、指で触れる箇所に絶縁被膜を形成することが好ましい。絶縁被膜として、塗装を行うことができる。また、塗装の色を透明性にすることが好ましい。これにより、塗装をしていることが目立たなくなり、金属製の把持部の高級感を維持できる。なお、本体部材３０は、ステンレス以外の金属でも良い。本体部材３０の断面形状は筒状であるが、その形状については任意であり、例えば、長円状、楕円状、卵型、円形等である。
【００３５】
（６）本実施形態では、太陽電池を２つ用いているが、これを１つの太陽電池とし、第１受光面と、この第１受光面とは異なる方向を向いた第２受光面とを備えさせても良い。  例えば、受光面が曲面状に形成されているものを採用しても良い。また、受光面が曲面状に形成された太陽電池を複数設けても良い。受光面が曲面状の太陽電池と、平面状の太陽電池とを適宜組み合わせても良い。
【００３６】
（７）電子歯ブラシに適用した構成は、電子ブラシにも適用可能である。また、本明細書で開示した各部の構成は、本発明の作用・  効果を発揮する範囲で、任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る電子歯ブラシの外観を示す図
【図２】図１に係る電子歯ブラシの側断面図
【図３】ブラシヘッド部の構成を示す図
【図４】回路構成を示す図
【図５】本実施形態に係る電子ブラシの側断面図
【符号の説明】
１        電子歯ブラシ
２        ブラシヘッド部
２ａ      刷毛
３        把持部
４        ＴｉＯ２
３０      連結部材
３１      本体部材
３２      電池カバー部材
【図１】
2004337432.tif 000003
【図２】
2004337432.tif 000004
【図３】
2004337432.tif 000005
【図４】
2004337432.tif 000006
【図５】
2004337432.tif 000007