(57)【要約】【課題】口腔内の細菌等の殺菌に有効な歯ブラシを提供する。【解決手段】歯ブラシは、ピーク発光波長が２５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲にある紫外線を発する半導体発光素子と、半導体発光素子が発する紫外線が一端１８ａから入射し、他端から出射する導光部１４と、半導体発光素子および導光部１４を収容する筐体と、を備える。導光部１４は、該導光部の一端１８ａが半導体発光素子の発光面１２ａと接触するように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーク発光波長が２５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲にある紫外線を発する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が発する紫外線が一端から入射し、他端から出射する導光部と、
前記半導体発光素子および前記導光部を収容する筐体と、を備え、
前記導光部は、該導光部の一端が前記半導体発光素子の発光面と接触するように設けられていることを特徴とする歯ブラシ。
【請求項２】
前記筐体は、前記導光部が設けられているブラシヘッド部と、前記半導体発光素子への給電を行う本体部と、を備え、
前記ブラシヘッド部は、前記本体部に対して着脱可能に固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシ。
【請求項３】
前記本体部は、電源部と、前記電源部から供給される電力を前記半導体発光素子へ供給するための配線を有する光源部と、を備え、
前記光源部は、前記電源部に対して着脱可能に固定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の歯ブラシ。
【請求項４】
前記光源部は、複数の前記半導体発光素子が前記導光部の一端と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の歯ブラシ。
【請求項５】
前記光源部は、前記半導体発光素子へ給電する配線経路が設けられており、
前記配線経路は、その一部に離間した一対の電極が設けられており、
前記ブラシヘッド部は、前記光源部に着脱可能に固定されており、前記光源部に固定された状態で前記一対の電極を導通する導通部を有する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の歯ブラシ。
【請求項６】
前記導光部は、複数の光ファイバを有し、
前記複数の光ファイバの一端が前記半導体発光素子の発光面に接触していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の歯ブラシ。
【請求項７】
前記光ファイバは、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを用いた光殺菌歯ブラシが考案されている（特許文献１乃至３参照）。これらの歯ブラシは、光源から出射した紫外線を、光源から離れた位置にある光ファイバやブラシ毛（以下、「光ファイバ等」とする。）の一端部に入射させ、他端部から口腔内の所定の領域に出射させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４０４５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５６３８号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１３８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の歯ブラシは、光源と光ファイバ等の端部とが離れているため、光源から出射した紫外光を効率よく光ファイバ等に入射させることが困難である。その結果、光ファイバ等から出射する紫外線の照射量が低くなり、歯周病菌等の口内細菌を十分殺菌することが難しかった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、口腔内の細菌等の殺菌に有効な歯ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の歯ブラシは、ピーク発光波長が２５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲にある紫外線を発する半導体発光素子と、半導体発光素子が発する紫外線が一端から入射し、他端から出射する導光部と、半導体発光素子および導光部を収容する筐体と、を備える。導光部は、該導光部の一端が半導体発光素子の発光面と接触するように設けられている。
【０００７】
この態様によると、半導体発光素子が発する紫外線は、空気層を介さず直接導光部に入射するため、損失を抑えて導光部の他端から紫外線を出射できる。
【０００８】
筐体は、導光部が設けられているブラシヘッド部と、半導体発光素子への給電を行う本体部と、を備えてもよい。ブラシヘッド部は、本体部に対して着脱可能に固定されていてもよい。これにより、半導体発光素子の寿命に関わらず、ブラシヘッド部の交換だけを容易にできる。
【０００９】
本体部は、電源部と、電源部から供給される電力を半導体発光素子へ供給するための配線を有する光源部と、を備えてもよい。光源部は、電源部に対して着脱可能に固定されていてもよい。これにより、半導体発光素子が寿命に達することによる交換や、ピーク発光波長や出力の異なる他の半導体発光素子への交換が、光源部のみで可能となる。
【００１０】
光源部は、複数の半導体発光素子が導光部の一端と対向する位置に配置されていてもよい。これにより、比較的簡便な構成で導光部の一端と半導体発光素子の発光面とを接触させることができる。
【００１１】
光源部は、半導体発光素子へ給電する配線経路が設けられており、配線経路は、その一部に離間した一対の電極が設けられており、前記ブラシヘッド部は、光源部に着脱可能に固定されており、光源部に固定された状態で一対の電極を導通する導通部を有していてもよい。これにより、光源部にブラシヘッド部が固定されると、半導体発光素子へ給電する配線経路が導通することとなり、半導体発光素子から紫外線を照射することができる。換言すると、光源部にブラシヘッド部が固定されていないと、半導体発光素子へ給電できないため、半導体発光素子が露出した状態で紫外線を照射することが防止される。
【００１２】
導光部は、複数の光ファイバを有してもよい。複数の光ファイバの一端が半導体発光素子の発光面に接触していてもよい。これにより、導光部の一端から他端まで紫外線を無駄なく透過させることできる。
【００１３】
光ファイバは、フッ素樹脂であってもよい。これにより、アクリル系やナイロン系の光ファイバと比較して紫外線の透過率を向上できる。より好ましくは、アモルファスフッ素樹脂であってもよい。
【００１４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、人体に与える影響を低減しつつ、口腔内の細菌等の殺菌に有効な歯ブラシを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る歯ブラシの概略構造を示す図である。
【図２】ＵＶ−ＬＥＤと導光部との接触部分の拡大図である。
【図３】図１のＡ方向から見たブラシヘッド部の正面図である。
【図４】図１のＢ方向から見たブラシヘッド部の側面図である。
【図５】本体部の全体構成を示す側面図である。
【図６】本実施の形態に係る歯ブラシを模式的に示した分解断面図である。
【図７】図５に示す光源部をＣ方向から見た図である。
【図８】電源部に光源部と電源部とを装着した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１８】
（歯ブラシ）
図１は、本実施の形態に係る歯ブラシの概略構造を示す図である。本実施の形態に係る歯ブラシ１０は、半導体発光素子としてのＵＶ−ＬＥＤ１２と、導光部１４と、ＵＶ−ＬＥＤ１２および導光部１４を収容する筐体１６と、を備える。
【００１９】
（光源）
本実施の形態に係る歯ブラシは、光源として、ピーク発光波長が２５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲にある紫外線を発する半導体発光素子を用いている。半導体発光素子は、発光ダイオードやレーザである。そのため、光源を小型化できる。
【００２０】
本実施の形態では、半導体発光素子として深紫外線を発する発光ダイオード（以下、「ＵＶ−ＬＥＤ」と称する。）を用いている。本実施の形態に係るＵＶ−ＬＥＤは、サファイアからなる基板と、ＡｌＧａＮ系の発光層と、基板と発光層との間に積層されたＡｌＮからなる格子不整緩衝層と、を有している。これにより、小型で高効率の殺菌用歯ブラシを実現できる。
【００２１】
（導光部）
図２は、ＵＶ−ＬＥＤと導光部との接触部分の拡大図である。本実施の形態に係る導光部１４は、複数の光ファイバ１８を有する。光ファイバ１８は、図１や図２に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ１２が発する紫外線が一端１８ａから入射し、他端１８ｂから出射する。また、光ファイバ１８は、光ファイバの一端１８ａがＵＶ−ＬＥＤ１２の発光面１２ａと接触するように設けられている。ここで、発光面１２ａは、例えばサファイア基板などの表面である。
【００２２】
これにより、ＵＶ−ＬＥＤ１２が発する紫外線は、空気層を介さず直接光ファイバ１８に入射するため、損失を抑えて光ファイバ１８の他端１８ｂから紫外線を出射できる。特に、ＵＶ−ＬＥＤ１２にサファイア基板が用いられている場合、一般的なガラス基板よりサファイア基板の屈折率が高いため、空気層との界面があると全反射等による損失が多くなる。そのため、本実施の形態に係る歯ブラシ１０のように、ＵＶ−ＬＥＤ１２が発する紫外線を直接光ファイバ１８に入射させることで、ＵＶ−ＬＥＤ１２が発する紫外線を無駄なく光ファイバ１８の先端まで導くことができ、紫外線の照射量をＵＶ−ＬＥＤ１２の出力を過大にすることなく大きくできる。
【００２３】
（筐体）
本実施の形態に係る筐体１６は、図１に示すように、導光部１４が設けられているブラシヘッド部２０と、ＵＶ−ＬＥＤ１２への給電を行う本体部２２と、を備えている。ブラシヘッド部２０は、本体部２２に対して着脱可能に固定されている。これにより、ＵＶ−ＬＥＤ１２の寿命に関わらず、ブラシヘッド部２０の交換だけを容易にできる。
【００２４】
（ブラシヘッド部）
図３は、図１のＡ方向から見たブラシヘッド部の正面図である。図４は、図１のＢ方向から見たブラシヘッド部の側面図である。
【００２５】
ブラシヘッド部２０は、先端が徐々に細くなるような円錐形状に加工された光ファイバ１８が配列された紫外線照射部２４と、ブラシ部２６と、を備える。紫外線照射部２４は、ブラシヘッド部２０の中央において長手方向に間隔を置いて複数の光ファイバ１８が設けられている。ブラシ部２６は、紫外線照射部２４の両側に、紫外線照射部２４と平行にブラシが設けられている。紫外線照射部２４の各光ファイバ１８は、ブラシヘッド部２０から突出している長さがブラシ部２６のブラシよりも数ミリメートル長くなるように設けられており、先端が歯周ポケットに進入することで歯周病菌等の殺菌を行える。また、同時に、ブラシ部２６により歯および歯ぐきをブラッシングできる。
【００２６】
（本体部）
図５は、本体部の全体構成を示す側面図である。図６は、本実施の形態に係る歯ブラシを模式的に示した分解断面図である。
【００２７】
本体部２２は、充電池や乾電池を収納する電源部２８と、電源部２８から供給される電力をＵＶ−ＬＥＤ１２へ供給するための配線を有する光源部３０と、を備えている。本実施の形態に係る光源部３０は、電源部２８に対して着脱可能に固定されている。これにより、ＵＶ−ＬＥＤ１２が寿命に達することによる交換や、ピーク発光波長や出力の異なる他のＵＶ−ＬＥＤ１２への交換が、光源部３０のみで可能となる。
【００２８】
図７は、図５に示す光源部３０をＣ方向から見た図である。図６や図７に示すように、光源部３０は、複数のＵＶ−ＬＥＤ１２が導光部１４における光ファイバ１８の一端１８ａと対向する位置に配置されている。これにより、比較的簡便な構成で光ファイバ１８の一端１８ａとＵＶ−ＬＥＤ１２の発光面１２ａとを接触させることができる。なお、本実施の形態に係る光源部３０では、発光面が１×１ｍｍのＵＶ−ＬＥＤ１２が縦横２個ずつ、計４個配置されている。なお、複数のＵＶ−ＬＥＤは、波長（発光スペクトル）の異なる複数種のＵＶ−ＬＥＤを含んでいてもよい。
【００２９】
光源部３０は、図６に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ１２へ給電する一対の配線経路３２（３２ａ，３２ｂ）が設けられている。一方の配線経路３２ａは、その一部に離間した一対の電極３４ａ，３４ｂが設けられている。また、配線経路３２ａは、その一端がＵＶ−ＬＥＤ１２に接続されており、他端がアノード３６ａに接続されている。他方の配線経路３２ｂは、その一端がＵＶ−ＬＥＤ１２に接続されており、他端がカソード３６ｂに接続されている。また、光源部３０の側部には突起３８が形成されている。
【００３０】
ブラシヘッド部２０は、光源部３０に固定された状態で配線経路３２の一対の電極３４ａ，３４ｂを導通する導通部４０を有している。また、ブラシヘッド部２０の光源部３０が挿入される孔部４２の内壁には凹部４４が形成されている。ブラシヘッド部２０は、光源部３０に装着される際に、光源部３０の突起３８と凹部４４とが係合することで、所定の位置に着脱可能に固定される。
【００３１】
電源部２８は、光源部３０が挿入される孔部４６が形成されている。孔部４６の入口側端面には、防水用のゴムリング４８が設けられている。また、孔部４６の奥側には振動部５０が設けられている。振動部５０の凹部５０ａの底部には、一対の電極５２ａ，５２ｂが設けられている。
【００３２】
図８は、電源部２８に光源部３０と電源部２８とを装着した状態を示す図である。本実施の形態では、光源部３０にブラシヘッド部２０が固定されると、導通部４０を介して離間していた電極３４ａ，３４ｂが導通することで、ＵＶ−ＬＥＤ１２へ給電する配線経路３２ａが導通し、ＵＶ−ＬＥＤ１２から紫外線を照射することが可能となる。換言すると、光源部３０にブラシヘッド部２０が固定されていないと、ＵＶ−ＬＥＤ１２へ給電できないため、ＵＶ−ＬＥＤ１２が露出した状態で紫外線を照射することが防止される。
【００３３】
なお、本実施の形態に係る光ファイバ１８は、フッ素樹脂である。これにより、アクリル系やナイロン系の光ファイバと比較して紫外線の透過率を向上できる。より好ましくは、アモルファスフッ素樹脂を光ファイバ１８として用いるとよい。
【００３４】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  歯ブラシ、  １２  ＵＶ−ＬＥＤ、  １２ａ  発光面、  １４  導光部、  １６  筐体、  １８  光ファイバ、  １８ｂ  他端、  １８ａ  一端、  ２０  ブラシヘッド部、  ２２  本体部、  ２４  紫外線照射部、  ２６  ブラシ部、  ２８  電源部、  ３０  光源部、  ３２  配線経路、  ３６ａ  アノード、  ３６ｂ  カソード、  ３８  突起、  ４０  導通部、  ４２  孔部、  ４４  凹部、  ４６  孔部、  ４８  ゴムリング、  ５０  振動部。
【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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【図８】
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