JP2003339744A - 動力駆動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手に大きな振動を伝えて不快感を与えること
なく少電力消費量でブラシに機械的振動を行なわせすぐ
れた歯磨き効果が得られるものとする。 【解決手段】 駆動電圧発生器１２を内蔵した柄部材１
の前方にこれより小断面積の頸部材３を低周波圧電振動
体１４を内蔵して延出させ、前記発生器１２が印加する
低周波電圧により前記振動体１４が振動して頸部材３の
先端に設けたブラシ８に頸部材３の長手方向に対し直角
方向の機械的振動を与えるものとした。低周波電圧によ
る前記振動体１４の振動は小刻みであって柄部材１を大
きく振動させず、また頸部材３を内部で直接振動させる
ことによりブラシ８を効率よく振動させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシが動力によっ
て駆動される歯ブラシ、詳しくはすぐれた歯磨き効果お
よび良好な使用感触が得られる動力駆動歯ブラシに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】歯磨きを手の動きによることなく動力に
よって行なうようにした歯ブラシが市販されている。こ
の歯ブラシは例えば実開平１−７７４３３号公報に記載
されているように、回転電動機の出力軸に重錘を偏心さ
せて取り付けたものを柄に内蔵しており、偏心させた重
錘によって電動機が全周に亘って放射方向の振動を発生
し、この振動が柄からブラシに伝達されることにより、
ブラシが三次元的に振動して手を動かさなくても歯や歯
肉にブラシが広い範囲で接触摺動し、その結果手動に比
べて歯磨き効果が向上するとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の回転電動機と偏
心重錘とを用いた動力駆動歯ブラシは、柄の全体がかな
り大きく振動するため手にこの振動が伝わり不快感を伴
うことがあると同時に、柄の小形化を図りにくい、回転
電動機の寿命が短かい、電力消費量が多い、という問題
をもっている。

【０００４】本発明は従来の回転電動機と偏心重錘とを
用いた動力駆動歯ブラシがもっている前記課題を解決す
るためになされたものであって、柄を大きく振動させた
り振動音を発することなくブラシに機械的振動を与える
ことができ、しかも少電力消費量の動力駆動歯ブラシを
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、駆動電圧発生器を内蔵した柄部材と、低周
波圧電振動体を内蔵して柄部材の前方に延出した頸部材
と、頸部材の先端に設けられたブラシとを具え、低周波
圧電振動体は駆動電圧発生器が印加する低周波電圧によ
り振動して頸部分の長手方向に対し直角方向の機械的振
動をブラシに与えるもの、としたことを第一手段とし
た。

【０００６】低周波圧電振動体は金属弾性板と薄板状の
圧電素子との積層体であって、電極に電圧が印加されて
電気分極することによって長手方向にひずみを生じ、こ
のひずみにより厚さ方向に湾曲することによって発生す
る低周波数の振動が頸部材とブラシとに小刻みな機械的
振動を与えるものであり、柄を大きく振動させたり振動
音を発することなく少電力消費量でブラシを振動させ、
手を動かさなくても歯や歯肉にブラシが或る範囲で接触
摺動しすぐれた歯磨き効果を得ることができるようにな
る。

【０００７】また、本発明は前記課題を解決するため
に、駆動電圧発生器を内蔵した柄部材と、低周波圧電振
動体および超音波圧電振動体を内蔵して柄部材の前方に
延出した頸部材と、頸部材の先端に設けられたブラシと
を具え、低周波圧電振動体は駆動電圧発生器が印加する
低周波電圧により振動して頸部分の長手方向に対し直角
方向の機械的振動をブラシに与え、超音波圧電振動体は
駆動電圧発生器が印加する超音波電圧により振動してブ
ラシの植毛方向の超音波エネルギを発生させるもの、と
したことを第二手段とした。

【０００８】超音波圧電振動体は薄板状の圧電素子であ
って、電極に電圧が印加されて電気分極することによっ
て厚さ方向にひずみを生じ、このひずみによる超音波振
動が発する超音波の加速度エネルギが口腔内を伝播して
歯垢や汚れ物質の剥離除去、歯肉マッサージを行なうも
のであり、このような機能を第一手段に付加した第二手
段によると、歯磨き効果を更に向上させることができる
ようになる。

【０００９】更に、本発明は前記課題を解決するため
に、前記の第一手段または第二手段において、駆動電圧
発生器が内ケースに内蔵されているとともに頸部材が内
ケースに一体結合されており、内ケースと頸部材との結
合体は柄部材の先端部に弾性的に保持され且つ内ケース
が外側周面に空隙を有して柄部材に内装されている、と
したことを第三手段とした。

【００１０】低周波圧電振動体が発生する低周波数の機
械的振動は柄部材を殆んど振動させることなく主に頸部
材とブラシを振動させ、効率の向上、低周波圧電振動体
の小形化、電力消費量の低減が図れるとともに、手に振
動が殆んど伝わらないので不快感を伴わずに使用するこ
とができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明すると、図１，図２に示した第一の実施の形態
および図３，図４に示した第二の実施の形態において、
中空の柄部材１に同じく中空の内ケース２が外側周面に
空隙１０を有して内装されているとともに、内ケース２
の先端に結合した中空の頸部材３が柄部材１の前方に延
出しており、この頸部材３の先端には扁平な突出部４が
一体に突出形成されている。また、扁平な取付孔７を基
端に開放させて有するとともに、一つの面に多数の毛の
束を植設してなるブラシ８を有する頭体６が、取付孔７
を突出部４に密に嵌め込み且つ図示しない係脱可能な抜
け止め手段によって着脱可能に結合されている。このこ
とにより、ブラシ８が摩耗したとき頭体６を交換するこ
とにより、後述する機構を内蔵した柄部材１，内ケース
２，頸部材３を廃棄することなく繰り返し使用すること
ができる。

【００１２】内ケース２には電源である無接触で充電可
能な電池１１と駆動電圧発生器１２とが内蔵されてお
り、柄部材１の外側表面に露出させた押ボタン式の操作
スイッチ１３を押すことにより駆動電圧発生器１２が所
定の動作を行なうようになっている。また、頸部材３に
は低周波圧電振動体１４が内蔵され、突出部４には超音
波圧電振動体１７が内蔵されている。

【００１３】低周波圧電振動体１４はばね鋼、リン青銅
のような高弾性金属材料で作られた細長い弾性基板１４
Ａの一つの面または両面、本実施の形態では両面にセラ
ミックスで作られた薄板状の圧電素子１４Ｂ，１４Ｃを
互いに貼り合わせにより積層したものであって、弾性基
板１４Ａの両端部は圧電素子１４Ｂ，１４Ｃが積層され
ていない。この低周波圧電振動体１４は圧電素子１４
Ｂ，１４Ｃの電極に電圧を印加して電気分極させること
により、交互に反対の長手方向ひずみを生じさせて一方
が収縮しもう一方が伸長する動作を交互に行なわせ、弾
性基板１４Ａが収縮した圧電素子の方へ湾曲することに
よって振動を行なうものである。

【００１４】低周波圧電振動体１４に印加する電圧は１
００Ｖ程度であって５０〜５００Ｈｚ、好ましくは１０
０〜３００Ｈｚの低周波数とされ、このような低周波電
圧によって比較的ゆっくりと大きな振動を行なわせるも
のである。例えば、長さ４５ｍｍ程度の弾性基板１４Ａ
の一端を固定した場合、その自由端に１００Ｖ、１７０
Ｈｚで約３．５ｍｍの変位を生じさせることができる。
そして、この低周波圧電振動体１４はその面をブラシ８
の植毛方向に対してこれと同方向の平面上に配置した姿
勢で頸部材３に周囲に空隙を有して奥端近くまで差し込
まれ、突出部４に接近した弾性基板１４Ａの先端部は頸
部材３に内装固定した保持部片１５に嵌め込まれて固定
されている。尚、弾性基板１４Ａの自由端である基端部
には、振動の共振特性を向上させるための重錘１６が取
り付けてあり、この重錘１６によって自由端の変位量を
調整することができる。

【００１５】超音波圧電振動体１７はセラミックスで作
られた薄板状の圧電素子からなり、突出部４にブラシ８
の植毛方向に対して直角の平面上で周囲に隙間なく埋設
されている。この超音波圧電振動体１７は電極に電圧を
印加して電気分極させることにより、厚さ方向にひずみ
が生じ、このひずみによる振動を行なうものである。

【００１６】超音波圧電振動体１７に印加する電圧は数
１０Ｖ程度の適宜電圧であって１〜３ＭＨｚ程度の高周
波数とされ、このような高周波電圧即ち超音波電圧が印
加されることによって超音波圧電振動体１７はブラシ８
の植毛方向に微細な超音波振動を行なう。そして、この
超音波振動が発する超音波の加速度エネルギが口腔内を
伝播し、歯垢の剥離除去、口腔内各所に付着している汚
れ物質の剥離除去、歯肉マッサージを行なうものであ
り、このようなブラシ８と超音波圧電振動体１７との配
置それ自体は特表平７−５０９１５１号公報などに記載
されているように目新しいものではない。

【００１７】本発明は電動機によることなくブラシ８に
機械的振動を与え、柄部材１を持った手に大きな振動を
伝えて不快感を与えることなく歯みがきを行なうことが
できるもの、とすることを主要な目的としており、この
目的は超音波圧電振動体１７を具えていなくても達成さ
れる。また、超音波圧電振動体１７を具えた場合は、ブ
ラシ８の機械的振動と超音波による前述の作用との相乗
作用によって歯みがき効果を更に向上させることができ
る。

【００１８】図１，図２および図３，図４に示した二つ
の実施の形態における低周波圧電振動体１４は先端部分
の保持部片１５を支点として変位し、保持部片１５は変
位に伴って弾性基板１４Ａに繰返し発生する反対方向の
力、即ち振動を受けてこれを頸部材３，突出部４に伝達
し、突出部４に嵌装した頭体６に植設されているブラシ
８を振動させる。保持部片１５はブラシ８に接近した個
所に設置されているので、振動を減衰させることなくそ
のままブラシ８に伝達することができる。

【００１９】図５（Ａ）は前記二つの実施の形態におけ
る低周波圧電振動体１４とブラシ８との関係を説明する
図であって、低周波圧電振動体１４はブラシ８の植毛方
向に対して直角の方向に変位してＸ_１で示した振動を行
ない、ブラシ８はこれと同方向のＸ_２で示した振動を行
なう。この振動によりブラシ８の先端は歯の表面に沿っ
て小刻みに往復動し、手を動かさなくても歯更には歯肉
に或る範囲で接触摺動してすぐれた歯磨き効果をもたら
すことができるものである。

【００２０】低周波圧電振動体１４はブラシ８の植毛方
向に対して傾斜した平面上に配置することができる。図
５（Ｂ）は傾斜角度が４５度の平面上に配置したときの
ブラシ８との関係を説明する図であって、低周波圧電振
動体１４はブラシ８の植毛方向に対し４５度傾いた方向
に変位してＺで示した振動を行なう。この振動により頸
部材３はブラシ８の植毛方向に対して直角方向の振動Ｘ
_３と同一方向の振動Ｙ _３とを行ない、その結果ブラシ８
はこれらと同じ方向の振動Ｘ_４，Ｙ_４を行なう。ブラシ
８の先端はこの振動Ｘ_４により歯の表面に沿って小刻み
に往復動しながら振動Ｙ_４により歯の表面に小刻みに突
き当り、更にすぐれた歯磨き効果をもたらすことに加え
て、振動Ｙ_４は歯肉を刺載してマッサージ効果をもたら
すことができるものである。

【００２１】次に、内ケース２と頸部材３との結合体５
を柄部材１の先端部に弾性的に保持させ、且つ内ケース
２を外側周面に空隙１０を有して柄部材１に内装させた
ことにより、低周波圧電振動体１４が発生する低周波数
の機械的振動が柄部材１に伝わることを軽減或いは防止
して手に振動が伝わることによる不快感をなくすと同時
に、振動エネルギを効率よくブラシ８に与えすぐれた歯
磨き効果をもたらすことや、低周波圧電振動体１４の小
形化および電力消費量の低減を図ることができるように
した。

【００２２】図１，図２に示した第一の実施の形態にお
いて、内ケース２は柄部材１に完全に内装されており、
その基部は柄部材１の基端に螺装したキャップ１８に嵌
め込むことによって固定されている。頸部材３は柄部材
１の先端壁１Ａを貫通して前方へ延出しており、先端壁
１Ａに装着したゴム製のパッキング部材１９に囲まれ
て、柄部材１の先端部に弾性的且つ水密に保持されてい
る。

【００２３】図３，図４に示した第二の実施の形態にお
いて、内ケース２は先端部を前方へ突出させて柄部材１
に内装されており、その基部は柄部材１の基端壁１Ｂに
小ねじ２０によって固定されている。内ケース２は柄部
材１の先端部内側周面に装着したゴム製のパッキング部
材２１に先端部が囲まれることによって、柄部材１の先
端部に弾性的且つ水密に保持されている。

【００２４】また、これら二つの実施の形態において、
頸部材３は柄部材１および内ケース２よりも小断面積と
され、この頸部材３に低周波圧電振動体１４が内蔵され
ていることにより、柄部材１の小形化が容易になるばか
りか、先端にブラシ８を設けた頸部材３をその内部で直
接振動させるため、ブラシ８を効率よく且つ小形の低周
波圧電振動体１４を用いて満足できる振幅で振動させる
ことができる。

【００２５】図６は駆動電圧発生器１２のブロック図で
あって、制御回路２５と駆動回路２９とからなる。制御
回路２５はクロック信号発生回路２６と、これより送ら
れてくるクロック信号から低周波信号および高周波信号
を分周する分周回路２７と、クロック信号に基いて所定
時間を経過したとき停止信号を発するタイマ回路２８と
を含んでいる。また、駆動回路２９は分周回路２７から
送られてくる低周波信号により低周波電圧を発生し低周
波圧電振動体１４を駆動する低周波駆動電圧発生回路３
０と、分周回路２７から送られてくる高周波信号により
超音波電圧を発生し超音波圧電振動体１７を駆動する超
音波駆動電圧発生回路３１とを含んでいる。この二つの
駆動電圧発生回路３０，３１はタイマ回路２７が停止信
号を発したとき停止する。

【００２６】このように、分周回路２７を用いてタイマ
回路２８に送るクロック信号から所定の低周波信号と高
周波信号とを得るようにした本実施の形態によると、全
体の回路構成が簡略化されるという利点がある。尚、超
音波振動を行わず、低周波圧電振動体１４による機械的
振動のみを行なわせるものとした本発明の第一手段にお
いては、分周回路２７で高周波信号を分周させること、
および超音波駆動電圧発生回路３１が不要であることは
言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によると手に大き
な振動を伝えることや耳ざわりな振動音を伴うことなく
少電力消費量でブラシに小刻みな機械的振動を行なわ
せ、すぐれた歯磨き効果を得ることができるものであ
り、またこれに加えて超音波振動により更に歯磨き効果
を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す一部省略した
縦断面図。

【図２】図１の拡大横断面部分図。

【図３】本発明の第二の実施の形態を示す一部省略した
縦断面図。

【図４】図３の拡大横断面部分図。

【図５】（Ａ），（Ｂ）はブラシの機械的振動を説明す
る図。

【図６】駆動電圧発生器のブロック図。

【符号の説明】

１ 柄部材，２ 内ケース，３ 頸部材，４ 突出部，
５ 結合体，６ 頭体，７ 取付孔，８ ブラシ，１０
空隙，１２ 駆動電圧発生器，１４ 低周波圧電振動
体，１７ 超音波圧電振動体，１９，２１ パッキング
部材，２６ クロック信号発生回路，２７ 分周回路，
２８ タイマ回路，３０ 低周波駆動電圧発生回路，３
１ 超音波駆動電圧発生回路，

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電圧発生器を内蔵した柄部材と、低
   周波圧電振動体を内蔵して前記柄部材の前方に延出した
   頸部材と、前記頸部材の先端に設けられたブラシとを具
   え、 前記低周波圧電振動体は前記駆動電圧発生器が印加する
   低周波電圧により振動して前記頸部分の長手方向に対し
   直角方向の機械的振動を前記ブラシに与えるものとされ
   ている、 ことを特徴とする動力駆動歯ブラシ。
2. 【請求項２】 駆動電圧発生器を内蔵した柄部材と、低
   周波圧電振動体および超音波圧電振動体を内蔵して前記
   柄部材の前方に延出した頸部材と、前記頸部材の先端に
   設けられたブラシとを具え、 前記低周波圧電振動体は前記駆動電圧発生器が印加する
   低周波電圧により振動して前記頸部材の長手方向に対し
   直角方向の機械的振動を前記ブラシに与えるものとさ
   れ、 前記超音波圧電振動体は前記駆動電圧発生器が印加する
   超音波電圧により振動して前記ブラシの植毛方向の超音
   波エネルギを発生させるものとされている、 ことを特徴とする動力駆動歯ブラシ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載した動力駆動歯
   ブラシにおいて、 前記駆動電圧発生器が内ケースに内蔵されているととも
   に前記頸部材が前記内ケースに一体結合されており、前
   記内ケースと頸部材との係合体は前記柄部材の先端部に
   弾性的に保持され且つ前記内ケースが外側周面に空隙を
   有して前記柄部材に内装されている、 ことを特徴とする動力駆動歯ブラシ。
4. 【請求項４】 前記低周波圧電振動体が前記ブラシの植
   毛方向に対してこれと同方向の平面上に配置されている
   請求項１，２または３に記載した動力駆動歯ブラシ。
5. 【請求項５】 前記低周波圧電振動体が前記ブラシの植
   毛方向に対して傾斜した平面上に配置されている請求項
   １，２または３に記載した動力駆動歯ブラシ。
6. 【請求項６】 前記低周波圧電振動体は細長い板状であ
   って前記頸部材にその前記ブラシに接近した個所で先端
   部を固定して内蔵されている請求項１，２または３に記
   載した動力駆動歯ブラシ。
7. 【請求項７】 前記低周波圧電振動体の基端部に重錘が
   取り付けられている請求項６に記載した動力駆動歯ブラ
   シ。
8. 【請求項８】 前記駆動電圧発生器はクロック信号発生
   回路と、クロック信号から低周波信号を分周する分周回
   路と、前記低周波圧電振動体の動作時間を規定するタイ
   マ回路と、前記分周回路で分周した低周波信号により低
   周波電圧を発生する低周波駆動電圧発生回路とを包含し
   たものである請求項１または３に記載した動力駆動歯ブ
   ラシ。
9. 【請求項９】 前記駆動電圧発生器はクロック信号発生
   回路と、クロック信号から低周波信号および高周波信号
   を分周する分周回路と、前記低周波圧電振動体および超
   音波圧電振動体の作動時間を設定するタイマ回路と、前
   記分周回路で分周した低周波信号により低周波電圧を発
   生する低周波駆動電圧発生回路と、前記分周回路で分周
   した高周波信号により超音波電圧を発生する超音波駆動
   電圧発生回路とを包含したものである請求項２または３
   に記載した動力駆動歯ブラシ。
10. 【請求項１０】 前記内ケースと頸部材との結合体は、
    前記頸部材の基端部が前記柄部材の先端部に弾性的に保
    持され、且つ前記内ケースの基端が前記柄部材の基端部
    に固定されることによって前記柄部材に組み付けられて
    いる請求項３に記載した動力駆動歯ブラシ。
11. 【請求項１１】 前記内ケースと頸部材との結合体は、
    前記内ケースの先端部が前記柄部材の先端部に弾性的に
    保持され、且つ前記内ケースの基端部が前記柄部材の基
    端部に固定されることによって前記柄部材に組み付けら
    れている請求項３に記載した動力駆動歯ブラシ。
12. 【請求項１２】 前記ブラシは取付孔を有する頭体に設
    けられているとともに、前記頸部材は先端に突出部を有
    しており、前記取付孔を前記突出部に着脱可能に嵌め込
    むことによって前記ブラシ付き頭体が前記頸部材に交換
    可能に結合されている請求項１，２または３に記載した
    動力駆動歯ブラシ。