JP2005177253A - Ultrasonic oral cavity cleaner - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic oral cavity cleaner having a liquid sump section, and even if generating ultrasonic wave when there is no liquid in the liquid sump section, preventing the breaking of an ultrasonic wave generating section. <P>SOLUTION: An ultrasonic toothbrush 100 is provided with a liquid medicine retaining cylinder 174 retaining liquid medicine in its inside and the ultrasonic generating section 161 having an ultrasonic radiation surface 165B disposed on its base side and radiating ultrasonic waves in contact with the liquid medicine. The ultrasonic generating section 161 is provided with a piezoelectric element 162, a plate surface 163B and a plate rear face 163C; the plate rear face 163C is provided with a vibrating plate 163 stuck with the piezoelectric element 162, a film surface 165B and a film rear face 165C; and the film surface 165B is provided with a film 165 constituting the ultrasonic radiation surface 165B and a liquid layer 164 retained between the plate surface 163B of the vibrating plate 163 and the film rear face 165C of the film 165, and composed of water. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、口腔内に挿入し、超音波発生部から発生させた超音波を利用して口腔内の洗浄を行う超音波口腔清掃具に関し、特に、超音波を水や薬液等の液体を通じて歯や歯茎等に照射し、口腔内の洗浄を行う超音波口腔清掃具に関する。   The present invention relates to an ultrasonic oral cleaning tool that is inserted into the oral cavity and cleans the oral cavity using ultrasonic waves generated from an ultrasonic generator, and in particular, ultrasonic waves are transmitted through a liquid such as water or a chemical solution. The present invention relates to an ultrasonic oral cleaning tool that irradiates a gingiva or the like and cleans the oral cavity.

従来より、特許文献１，２等において、歯ブラシのヘッド部から超音波を発生させ、歯垢等を除去し口腔内を洗浄する超音波歯ブラシ等が知られている。
これらのうち、特許文献１に記載の歯ブラシは、ヘッドに植えた毛及び歯磨き剤を介して、超音波を歯の表面に伝え、歯の表面の柔らかい歯垢を除去するものである。
一方、特許文献２には、歯ブラシのヘッド部に洗浄水の溜まりやすい空間を構成し、この空間に洗浄水を供給し、溜まった洗浄水を通じて、超音波を伝え、歯垢等の除去を行うものである。 Conventionally, in Patent Documents 1 and 2 and the like, an ultrasonic toothbrush that generates ultrasonic waves from the head part of a toothbrush, removes plaque and the like, and cleans the oral cavity is known.
Among these, the toothbrush described in Patent Document 1 transmits ultrasonic waves to the tooth surface via the hair and dentifrice planted on the head, and removes soft plaque on the tooth surface.
On the other hand, in Patent Document 2, a space in which the cleaning water easily collects is formed in the head portion of the toothbrush, and the cleaning water is supplied to this space, and ultrasonic waves are transmitted through the accumulated cleaning water to remove plaque and the like. Is.

特表平７−５０９１５１号公報JP 7-509151A 特開平９−２０６１３０号公報JP-A-9-206130

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、超音波エネルギーは、毛あるいは歯磨き剤を通じてのみ歯の表面に届く構成としたため、実際のところでは、毛を伝わる超音波は途中で減衰して歯にそのエネルギーを十分に伝達できない。また、歯磨き剤あるいは歯磨き剤と唾液や水との混合物は気泡を多く含むため、これらを通じても超音波エネルギーを十分に歯の表面に伝達できない。このため、超音波出力は１０ｍＷ程度と弱いものであり、その洗浄力は限定的であった。   However, in the invention described in Patent Document 1, since the ultrasonic energy reaches the surface of the tooth only through the hair or the dentifrice, the ultrasonic wave transmitted through the hair is actually attenuated on the way to the tooth. The energy cannot be transmitted sufficiently. In addition, toothpaste or a mixture of a toothpaste and saliva or water contains a large amount of bubbles, so that ultrasonic energy cannot be sufficiently transmitted to the tooth surface through these. For this reason, the ultrasonic output was as weak as about 10 mW, and its detergency was limited.

一方、上記特許文献２に記載のように、洗浄水などの液体を通じて超音波のエネルギーを伝達する場合には、超音波の減衰が少なく、効率的に歯や歯茎に超音波エネルギーを伝えることができる。例えば、超音波出力を５００ｍＷ以上とすることも可能である。このため、歯垢除去効果も大きくできる。   On the other hand, as described in Patent Document 2, when ultrasonic energy is transmitted through a liquid such as washing water, the ultrasonic energy is transmitted to the teeth and gums with little attenuation. it can. For example, the ultrasonic output can be 500 mW or more. For this reason, the plaque removal effect can be increased.

ところで、この特許文献２に記載の歯ブラシでは、空間内に洗浄水等の液体が溜まっている場合には、液体が超音波発生器の負荷となる。このため、超音波発生器の振動が抑制され、発熱も抑制されるから、超音波発生器が破壊することはない。
しかしながら、使用中あるいは使用前または使用後などにおいて、超音波発生器で超音波を発生させている間に、液体を溜めている部分を下向きにするなど、何らかの理由でこの部分に溜まっていた液体が流れ出てしまい、超音波発生器の超音波放射面が空中に露出した状態となると、この超音波発生器は無負荷駆動となる。このため、超音波発生器に大きな振動が発生すると共に発熱により大きく昇温し、超音波発生器の圧電素子などが破壊する恐れがある。 By the way, in the toothbrush described in Patent Document 2, when a liquid such as cleaning water is accumulated in the space, the liquid becomes a load of the ultrasonic generator. For this reason, since the vibration of the ultrasonic generator is suppressed and heat generation is also suppressed, the ultrasonic generator is not destroyed.
However, during use, before use, or after use, while the ultrasonic generator is generating ultrasonic waves, the liquid that has been stored in this part for some reason, such as turning down the part where the liquid is stored Flows out and the ultrasonic wave generator surface is exposed to the air, the ultrasonic generator is driven without load. For this reason, a large vibration is generated in the ultrasonic generator, and the temperature is greatly increased due to heat generation, so that the piezoelectric element of the ultrasonic generator may be destroyed.

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、液溜め部を有し、この液溜め部に液体がない状態で超音波を発生させても、超音波発生部が破壊しない超音波口腔清掃具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a current situation, and has a liquid reservoir, and even if an ultrasonic wave is generated in a state where there is no liquid in the liquid reservoir, the ultrasonic generator does not break down. An object is to provide an oral cleaning tool.

その解決手段は、筒形状をなし、先端側が開放され、内部に第１液体を保持可能とした液溜め部と、前記液溜め部の基端側に配置された超音波発生部であって、前記液溜め部に第１液体を保持したときにこの第１液体に接する超音波放射面を有し、この超音波放射面から超音波を放射する超音波発生部と、を備える超音波口腔清掃具であって、前記超音波発生部は、電気信号により振動する振動素子と、板表面と板裏面とを有し、この板裏面に前記振動素子が接着された振動板と、フィルム表面とフィルム裏面とを有し、樹脂からなり、このフィルム表面が前記超音波放射面をなすフィルムと、前記振動板の板表面と前記フィルムのフィルム裏面との間に保持され、第２液体からなる液体層と、を含む超音波口腔清掃具である。   The solution includes a liquid reservoir part that has a cylindrical shape, a distal end side that is open and can hold the first liquid therein, and an ultrasonic wave generation part that is disposed on the base end side of the liquid reservoir part, An ultrasonic oral cavity cleaning comprising: an ultrasonic wave emitting surface that comes into contact with the first liquid when the liquid reservoir holds the first liquid, and radiates ultrasonic waves from the ultrasonic wave emitting surface. The ultrasonic wave generator includes a vibration element that vibrates by an electrical signal, a plate surface and a plate back surface, a vibration plate having the vibration element bonded to the plate back surface, a film surface, and a film. And a liquid layer made of a resin, the film surface of which is the ultrasonic radiation surface, and a liquid layer that is held between the plate surface of the diaphragm and the film back surface of the film, and is made of a second liquid And an ultrasonic oral cleaning tool.

前述したように、液溜め部を有する超音波口腔清掃具では、液溜め部に液体（第１液体）が溜まっていて、第１液体が超音波放射面に接触している場合には、第１液体が超音波発生部の負荷となる。このため、超音波発生部の振動が抑制され、振動素子に破壊を生じることがなく、適切に超音波振動を起こさせることができる。
しかし、液溜め部に第１液体がない場合には、超音波発生部は無負荷駆動となる。このため、超音波発生部が振動素子と振動板とからなるものでは、振動素子及び振動板が大きく振動し、発熱によって振動素子が大きく昇温して、振動素子と振動板との接着部分が破壊したり、振動素子自身が破壊する恐れがある。 As described above, in the ultrasonic oral cleaning tool having the liquid reservoir, when the liquid (first liquid) is accumulated in the liquid reservoir and the first liquid is in contact with the ultrasonic radiation surface, One liquid becomes a load of the ultrasonic wave generation unit. For this reason, the vibration of the ultrasonic wave generation unit is suppressed, and the ultrasonic vibration can be appropriately generated without causing the vibration element to be broken.
However, when there is no first liquid in the liquid reservoir, the ultrasonic wave generator is driven without load. For this reason, in the case where the ultrasonic wave generating part is composed of a vibration element and a vibration plate, the vibration element and the vibration plate greatly vibrate, the vibration element greatly increases in temperature due to heat generation, and the bonding portion between the vibration element and the vibration plate is reduced. There is a risk of destruction or destruction of the vibration element itself.

これに対し、本発明の超音波口腔清掃具は、振動板上に第２液体からなる液体層を設け、これを振動板とフィルムとの間に保持している。このような液体層を設けても、液溜め部に第１液体がある場合には、液体層が振動素子や振動板と共に振動し、フィルムを通じて、第１液体に超音波振動を伝えることができる。
一方、液溜め部に第１液体がない状態でも、液体層が音響的な負荷となってある程度の損失を生じさせるため、振動素子の振動が抑制され、発熱による昇温も抑制されて、振動板と振動素子との接着部分が破壊したり、振動素子が破壊することが防止できる。 On the other hand, the ultrasonic oral cleaning tool of this invention provides the liquid layer which consists of a 2nd liquid on a diaphragm, and hold | maintains this between a diaphragm and a film. Even if such a liquid layer is provided, when the first liquid is in the liquid reservoir, the liquid layer vibrates together with the vibration element and the vibration plate, and can transmit ultrasonic vibration to the first liquid through the film. .
On the other hand, even when there is no first liquid in the liquid reservoir, the liquid layer becomes an acoustic load and causes a certain amount of loss, so that the vibration of the vibration element is suppressed and the temperature rise due to heat generation is also suppressed. It is possible to prevent the bonded portion between the plate and the vibration element from being broken or the vibration element from being broken.

本発明の振動素子としては、電気信号により振動を生じさせる素子であればよいが、例えば、ＰＺＴ，ＢａＴｉＯ３等の圧電素子や、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）などの電歪素子、磁歪素子などが挙げられる。
振動板としては、金属や樹脂板からなり、所定の厚さを有する板であればよい。具体的には、ステンレスやチタン等の金属板、ＡＢＳ、アクリル、ＰＥＴ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレネンエーテル、変性ＰＰＥなどの樹脂や、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の樹脂板が挙げられる。また、タルク等の粉末を含む樹脂からなる樹脂板も挙げられる。振動板の厚さは、この超音波口腔清掃具の超音波発生部や液溜め部が口腔内に挿入されることによる寸法制限や、振動板における超音波振動の波長λsの大きさ、振動板で生じる負荷等を考慮して適宜選択すればよい。
フィルムとしては、樹脂からなり、振動板との間に液体層を保持すると共に、そのフィルム表面が超音波放射面を構成するものであればよい。例えば、ポリイミド、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ＡＢＳ、アクリル、ＰＥＴ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレネンエーテル、変性ＰＰＥなどの樹脂や、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなるものが挙げられる。また、タルク等の粉末を含む樹脂からなるものでもよい。 The vibration element of the present invention may be an element that generates vibration by an electric signal. For example, a piezoelectric element such as PZT or BaTiO3, an electrostrictive element such as lead magnesium niobate (PMN), or a magnetostrictive element may be used. Can be mentioned.
The diaphragm may be a plate made of a metal or a resin plate and having a predetermined thickness. Specifically, metal plates such as stainless steel and titanium, resins such as ABS, acrylic, PET, polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), modified polyphenylenene ether, modified PPE, PTFE, etc. Examples thereof include resin plates made of thermosetting resins such as fluorine-based resins, epoxy resins, and phenol resins. Moreover, the resin board which consists of resin containing powders, such as talc, is also mentioned. The thickness of the diaphragm is limited by the size of the ultrasonic wave generating part and the liquid reservoir of the ultrasonic oral cleaning tool inserted into the oral cavity, the size of the wavelength λs of the ultrasonic vibration in the diaphragm, May be selected as appropriate in consideration of the load and the like generated in (1).
As the film, any film may be used as long as it is made of resin, holds the liquid layer between the diaphragm and the film surface constitutes an ultrasonic radiation surface. For example, resins such as polyimide, polystyrene, polymethylpentene, ABS, acrylic, PET, polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), modified polyphenylene ether, modified PPE, and fluorine-based resins such as PTFE Or what consists of thermosetting resins, such as an epoxy resin and a phenol resin, is mentioned. Moreover, what consists of resin containing powders, such as a talc, may be used.

液体層としては、液体（第２液体）からなるものであればよいが、例えば、精製水、食塩水、砂糖水、食用油、薬液、洗浄液などからなるものが挙げられる。また、ジェル状の液体を利用して液体層を構成してもよい。液体層の厚さは、この超音波口腔清掃具の超音波発生部や液溜め部が口腔内に挿入されることによる寸法制限等を考慮して適宜選択すればよい。なお、本発明の第１液体と第２液体とは、同一の液体であっても、異なる液体であっても構わない。
液溜め部としては、筒形状をなし、先端側が開放され、内部に第１液体を保持可能であればよく、例えば、柔らかなシリコーン等のゴム状弾性体からなる筒状の液溜め筒部で構成することができる。あるいは、筒状のスポンジで液溜め筒部を構成することもできる。更には、多数の毛束を筒を構成するように植毛して、この毛束による筒状部分を液溜め部としてもよい。更に、液溜め部に薬液、洗浄液、水等を供給するための供給口が設けられていてもよい。 As the liquid layer, any liquid layer (second liquid) may be used. Examples of the liquid layer include those made of purified water, saline, sugar water, edible oil, medicinal liquid, cleaning liquid, and the like. Moreover, you may comprise a liquid layer using a gel-like liquid. The thickness of the liquid layer may be appropriately selected in consideration of dimensional restrictions due to insertion of the ultrasonic wave generation part and the liquid reservoir part of the ultrasonic oral cleaning tool into the oral cavity. Note that the first liquid and the second liquid of the present invention may be the same liquid or different liquids.
The liquid reservoir may be any cylinder as long as it has a cylindrical shape, the tip side is open, and the first liquid can be held inside. For example, the liquid reservoir is a cylindrical liquid reservoir that is made of a rubber-like elastic body such as soft silicone. Can be configured. Or a liquid storage cylinder part can also be comprised with a cylindrical sponge. Further, a plurality of hair bundles may be planted so as to constitute a cylinder, and a cylindrical portion by the hair bundle may be used as a liquid reservoir. Further, a supply port for supplying a chemical solution, a cleaning solution, water, or the like may be provided in the liquid reservoir.

更に、上記の超音波口腔清掃具であって、前記振動板は、樹脂からなり、この振動板における超音波振動の波長をλsとし、ｎを４以上の自然数としたとき、ｎλs／２の厚さを有する超音波口腔清掃具とすると良い。   Furthermore, in the ultrasonic oral cleaning tool, the diaphragm is made of resin, and when the wavelength of ultrasonic vibration in the diaphragm is λs and n is a natural number of 4 or more, the thickness is nλs / 2. It is preferable to use an ultrasonic oral cleaning tool having a thickness.

液溜め部に第１液体がない状態では、液溜め部に第１液体がある場合に比して、超音波発生部の負荷が少なくなる。このため、振動板として例えば金属板を用い、その厚さを４λ／２未満、例えば、３λ／２，２λ／２，λ／２とすると、振動素子及び振動板が比較的大きく振動し、発熱によって振動素子が比較的大きく昇温して、振動素子と振動板との接着部分が破壊したり、振動素子が破壊する恐れもある。   In a state where there is no first liquid in the liquid reservoir, the load on the ultrasonic wave generator is less than when the first liquid is in the liquid reservoir. For this reason, for example, when a metal plate is used as the vibration plate and its thickness is less than 4λ / 2, for example, 3λ / 2, 2λ / 2, and λ / 2, the vibration element and the vibration plate relatively vibrate and generate heat. As a result, the temperature of the vibration element rises relatively large, and the bonded portion between the vibration element and the vibration plate may be broken, or the vibration element may be broken.

これに対し、本発明の超音波口腔清掃具は、振動板に振動によって損失が生じやすい樹脂を用い、しかも、その厚さをｎλs／２の厚さ（ｎ：４以上の自然数）としている。具体的には、４λs／２、５λs／２、…とする。このため、液溜め部に第１液体がある場合には、振動板は振動素子とともに振動し、液体層及びフィルムを通じて、第１液体に超音波振動をより確実に伝えることができる。
一方、液溜め部に液体がない場合でも、振動板自身にある程度の損失が生じるので、超音波発生部全体としては、液体層と共に振動板も負荷となる。このため、振動素子の振動がより効果的に抑制され、発熱による昇温もより効果的に抑制されて、振動板と振動素子との接着部分が破壊したり、振動素子が破壊することを防止できる。 On the other hand, the ultrasonic oral cleaning tool of the present invention uses a resin that is likely to be lost due to vibration in the vibration plate, and has a thickness of nλs / 2 (n: a natural number of 4 or more). Specifically, 4λs / 2, 5λs / 2,... For this reason, when there is the first liquid in the liquid reservoir, the vibration plate vibrates together with the vibration element, and ultrasonic vibration can be more reliably transmitted to the first liquid through the liquid layer and the film.
On the other hand, even when there is no liquid in the liquid reservoir, a certain amount of loss occurs in the diaphragm itself, so that the diaphragm as well as the liquid layer becomes a load as the whole ultrasonic wave generating part. For this reason, the vibration of the vibration element is more effectively suppressed, and the temperature rise due to heat generation is also more effectively suppressed, preventing the bonded portion between the vibration plate and the vibration element from being destroyed or the vibration element from being destroyed. it can.

更に、上記のいずれかに記載の超音波口腔清掃具であって、前記フィルムは、このフィルムにおける超音波振動の波長をλfとしたとき、λf／８以下の厚さを有する超音波口腔清掃具とすると良い。   Furthermore, the ultrasonic oral cleaning device according to any one of the above, wherein the film has a thickness of λf / 8 or less, where λf is a wavelength of ultrasonic vibration in the film. And good.

フィルムの厚みが厚くなると、振動素子から生じた超音波振動が効率よく第１液体に伝わらなくなり、十分な超音波出力が得られない恐れがある。
これに対し、本発明では、フィルムの厚さをλf／８以下と薄くしているため、音響的にみればフィルムが存在しないのとほぼ等しい。このため、振動素子から生じた超音波振動を効率よく第１液体に伝え、十分に高い超音波出力を確保できる。 When the thickness of the film is increased, the ultrasonic vibration generated from the vibration element is not efficiently transmitted to the first liquid, and there is a possibility that sufficient ultrasonic output cannot be obtained.
On the other hand, in the present invention, since the thickness of the film is as thin as λf / 8 or less, it is almost equal to the absence of the film from an acoustic viewpoint. For this reason, the ultrasonic vibration generated from the vibration element can be efficiently transmitted to the first liquid, and a sufficiently high ultrasonic output can be secured.

更に、上記のいずれかに記載の超音波口腔清掃具であって、前記振動板の板表面は、平面をなし、前記フィルムのフィルム裏面は、曲面をなす、または、前記振動板の板表面に対し平行でない平面をなす超音波口腔清掃具とすると良い。   Furthermore, in the ultrasonic oral cleaning device according to any one of the above, the plate surface of the diaphragm is a flat surface, and the film back surface of the film is a curved surface, or on the plate surface of the diaphragm. It is good to use the ultrasonic oral cleaning tool which makes the plane which is not parallel with respect.

液溜め部に第１液体がある場合には、液体とフィルムとは音響的に似たインピーダンスであるから、フィルムでの反射はそれほど大きくない。このため、第１液体と第２液体（液体層）との間にフィルムがあっても、その存在には関係なく、振動素子から生じた超音波振動が十分に第１液体に伝わる。
しかし、振動板の板表面とフィルムのフィルム裏面とが共に平面で互いに平行な場合においては、液溜め部に第１液体がない場合には、フィルム裏面である程度反射が起きるため、定在波となって共振する恐れがある。
これに対し、本発明では、振動板の板表面は平面をなすが、フィルムのフィルム裏面は、曲面、または、振動板の板表面に対し平行でない平面をなす。このような構成とすることで、液溜め部に第１液体がなく、フィルム裏面である程度反射が起きても、それが定在波となって共振することが避けられる。 When there is a first liquid in the liquid reservoir, the liquid and the film have impedances that are acoustically similar, so the reflection at the film is not so great. For this reason, even if there is a film between the first liquid and the second liquid (liquid layer), the ultrasonic vibration generated from the vibration element is sufficiently transmitted to the first liquid regardless of the presence of the film.
However, in the case where the plate surface of the diaphragm and the film back surface of the film are both flat and parallel to each other, if there is no first liquid in the liquid reservoir, reflection occurs to some extent on the film back surface. There is a risk of resonance.
In contrast, in the present invention, the plate surface of the diaphragm forms a flat surface, but the film back surface of the film forms a curved surface or a plane that is not parallel to the plate surface of the diaphragm. By adopting such a configuration, even if there is no first liquid in the liquid reservoir and reflection occurs to some extent on the back surface of the film, it can be avoided that it becomes a standing wave and resonates.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る超音波歯ブラシ１００（超音波口腔清掃具）について、図１及び図２を参照して説明する。図１は超音波歯ブラシ１００の概要を示す説明図であり、図２はそのヘッド部１５０の構造を示す説明図である。
超音波歯ブラシ１００は、ヒトの口腔内にヘッド部１５０を挿入して、口腔内の歯、歯茎等の歯垢その他を除去するのに用いる。この超音波歯ブラシ１００は、手指でこの歯ブラシを把持するための把持部１１０、ブラシをなす毛束が植設されたヘッド部１５０、及び、これらを結ぶ軸状の頸部１２０からなる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
An ultrasonic toothbrush 100 (ultrasonic oral cleaning tool) according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of the ultrasonic toothbrush 100, and FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the head portion 150.
The ultrasonic toothbrush 100 is used to insert a head unit 150 into a human oral cavity and remove plaque and other plaques such as teeth and gums in the oral cavity. The ultrasonic toothbrush 100 includes a grasping portion 110 for grasping the toothbrush with fingers, a head portion 150 in which a hair bundle forming a brush is implanted, and an axial neck portion 120 connecting them.

このうち、把持部１１０をなす把持部ケース１１１内には、駆動用回路基板１１２、薬液タンク１１４、液送ポンプ１１６、バッテリ１１７などが内蔵されており、駆動用回路基板１１２の制御によって、薬液タンク１１４に貯留されていた薬液（第１液体）が液送ポンプ１１６によって、頸部１２０内の薬液供給チューブ１２３を通じて、ヘッド部１５０の薬液保持筒（液溜め部）１７４内（図２参照）に供給される。薬液は、使用者が適宜、薬液補給口１１５から薬液タンク１１４に補充する。更に、駆動用回路基板１１２の制御によって、頸部１２０及びヘッド部１５０内のリード線を通じて、圧電素子（振動素子）１６２（図２参照）が、約３ＭＨｚで駆動される。また、駆動用回路基板１１２、液送ポンプ１１６等は、バッテリ１１７によって駆動されており、このバッテリ１１７は、充電用回路１１８を通じて適宜充電される。   Among them, a holding circuit board 112, a chemical tank 114, a liquid feed pump 116, a battery 117, and the like are built in a gripping part case 111 constituting the gripping part 110. The chemical liquid is controlled by the control of the driving circuit board 112. The chemical liquid (first liquid) stored in the tank 114 is passed through the chemical liquid supply tube 123 in the neck 120 by the liquid feed pump 116 and in the chemical holding cylinder (liquid reservoir) 174 of the head unit 150 (see FIG. 2). To be supplied. The chemical solution is appropriately replenished to the chemical solution tank 114 from the chemical solution supply port 115 by the user. Further, the piezoelectric element (vibration element) 162 (see FIG. 2) is driven at about 3 MHz through the lead wires in the neck portion 120 and the head portion 150 under the control of the driving circuit board 112. The drive circuit board 112, the liquid feed pump 116, and the like are driven by a battery 117, and the battery 117 is appropriately charged through the charging circuit 118.

頸部１２０は、軸状をなし、筒状の頸部ケース１２１と、この内部に挿通された薬液供給チューブ１２３及びリード線を有している。   The neck 120 has an axial shape, and has a cylindrical neck case 121, a chemical solution supply tube 123 inserted through the inside, and a lead wire.

ヘッド部１５０は、図２に拡大して示すように、超音波発生部１６１を保持する箱状のブラシ本体部１５１と、このブラシ本体部１５１に着脱交換可能に装着されたブラシカップ部材１７１とからなる。
ブラシカップ部材１７１は、ＡＢＳ樹脂からなり、ブラシ本体部１５１を包囲するようにして、これに装着されたブラシ基部１７２と、これの先端側面１７２Ｂ（図２中上面）にリング状に植設された毛束１７３とからなる。 As shown in an enlarged view in FIG. 2, the head unit 150 includes a box-shaped brush body 151 that holds the ultrasonic wave generator 161, and a brush cup member 171 that is detachably attached to the brush body 151. Consists of.
The brush cup member 171 is made of ABS resin. The brush cup member 171 surrounds the brush main body portion 151 and is implanted in a ring shape on the brush base portion 172 attached thereto and the tip side surface 172B (upper surface in FIG. 2) thereof. And a hair bundle 173.

このブラシカップ部材１７１の中央部には、ブラシ基部１７２の中央部から図２中上方に延びる形態を有する薬液保持筒１７４が配設されている。そして、この薬液保持筒１７４、後述する超音波発生部１６１等により、薬液（第１液体）を内部に保持するための液保持空間ＳＬが構成されている。
薬液保持筒１７４は、ゴム状弾性を有するシリコーンからなり、基端側（図２中下方）に位置する略円錐台形状の基端部１７４Ｂと、この基端部１７４Ｂから延びる円筒状の先端部１７４Ｔ（外形４．５ｍｍφ、内径２．５ｍｍφ）とを有する。薬液保持筒１７４の基端部１７４Ｂの内壁面と、超音波発生部１６１のうちこの液保持空間ＳＬに面する超音波放射面１６５Ｂ（８ｍｍφ）とは、約６０度の角度をなしている。薬液保持筒１７４の先端部１７４Ｔの先端には、開口１７４Ｋが設けられ、液保持空間ＳＬを外部に開放している。
液保持空間ＳＬには、薬液供給チューブ１２３、及び、ブラシ本体部１５１に形成した薬液供給路１５３を通じて、この液保持空間ＳＬに開口する薬液供給口１５２から、薬液タンク１１４内の薬液が液送ポンプ１１６によって適量ずつ供給されて、液保持空間ＳＬ内を満たし、更には、使用者による使用中に開口１７４Ｋから薬液が口腔内に供給される。 At the center portion of the brush cup member 171, a chemical solution holding cylinder 174 having a form extending upward from the center portion of the brush base portion 172 in FIG. A liquid holding space SL for holding a chemical liquid (first liquid) is formed by the chemical liquid holding cylinder 174, an ultrasonic wave generator 161 described later, and the like.
The chemical holding cylinder 174 is made of silicone having rubber-like elasticity, and has a substantially truncated cone-shaped base end portion 174B positioned on the base end side (lower side in FIG. 2), and a cylindrical tip end portion extending from the base end portion 174B. 174T (outer diameter 4.5 mmφ, inner diameter 2.5 mmφ). The inner wall surface of the base end portion 174B of the chemical solution holding cylinder 174 and the ultrasonic wave emitting surface 165B (8 mmφ) facing the liquid holding space SL in the ultrasonic wave generating portion 161 form an angle of about 60 degrees. An opening 174K is provided at the distal end of the distal end portion 174T of the chemical liquid retaining cylinder 174 to open the liquid retaining space SL to the outside.
The chemical liquid in the chemical liquid tank 114 is supplied to the liquid holding space SL from the chemical liquid supply port 152 that opens to the liquid holding space SL through the chemical liquid supply tube 123 and the chemical liquid supply path 153 formed in the brush main body 151. An appropriate amount is supplied by the pump 116 to fill the liquid holding space SL, and further, a chemical is supplied into the oral cavity from the opening 174K during use by the user.

薬液保持筒１７４（液保持空間ＳＬ）の基端側（図２中下方）には、圧電素子１６２と振動板１６３と液体層１６４とフィルム１６５等からなる超音波発生部１６１が配設され、その周縁がブラシ本体部１５１に保持されている。
このうち、圧電素子１６２は、公知のＰＺＴ系セラミックからなる円板状の圧電素子であり、リード線を通じて駆動用回路基板１１２から与えられた高周波信号によって共振し、約３ＭＨｚの厚み方向（図２中上下方向）の超音波振動を生じる。この圧電素子１６２の直径は８ｍｍφ、厚さは０．６７ｍｍであり、この圧電素子１６２の音速は４０００ｍ／ｓである。従って、この圧電素子１６２を伝わる超音波の波長λpは、λp＝１．３３ｍｍであり、圧電素子１６３の厚さは、λp／２に相当する。 An ultrasonic generator 161 composed of a piezoelectric element 162, a diaphragm 163, a liquid layer 164, a film 165, and the like is disposed on the base end side (lower side in FIG. 2) of the chemical liquid holding cylinder 174 (liquid holding space SL). The peripheral edge is held by the brush main body 151.
Among these, the piezoelectric element 162 is a disk-shaped piezoelectric element made of a known PZT ceramic, resonates by a high-frequency signal given from the driving circuit board 112 through a lead wire, and has a thickness direction of about 3 MHz (FIG. 2). This produces ultrasonic vibration in the middle / up / down direction. The piezoelectric element 162 has a diameter of 8 mmφ and a thickness of 0.67 mm, and the sound speed of the piezoelectric element 162 is 4000 m / s. Accordingly, the wavelength λp of the ultrasonic wave transmitted through the piezoelectric element 162 is λp = 1.33 mm, and the thickness of the piezoelectric element 163 corresponds to λp / 2.

振動板１６３は、平坦な板表面１６３Ｂ（図２中上面）と板裏面１６３Ｃ（図２中下面）とを有し、圧電素子１６２よりやや大径（１１ｍｍφ）の円板状をなす。振動板１６３の板裏面１６３Ｂには、上述の圧電素子１６２が接着されている。振動板１６３は、樹脂、具体的にはＡＢＳからなる。振動板１６２は、この振動板１６２における超音波振動の波長をλsとし、ｎを自然数としたとき、ｎλs／２の厚さを有する。具体的には、ＡＢＳにおける音速は２４００ｍ／ｓであるので、周波数を３ＭＨｚとしたとき、振動板１６３を伝わる超音波の波長λs は、λs ＝０．８ｍｍである。そこで、振動板１６３の厚さを、０．４ｍｍ（λs／２）、０．８ｍｍ（２λs／２）、１．２ｍｍ（３λs／２）、１．６ｍｍ（４λs／２）、２．０ｍｍ（５λs／２）、２．４ｍｍ（６λs／２）、…とする。特に、ｎ＝４以上、即ち、１．６ｍｍ（４λs／２）、２．０ｍｍ（５λs／２）、２．４ｍｍ（６λs／２）、…とするのが好ましい。   The diaphragm 163 has a flat plate surface 163B (upper surface in FIG. 2) and a plate rear surface 163C (lower surface in FIG. 2), and has a disk shape with a slightly larger diameter (11 mmφ) than the piezoelectric element 162. The piezoelectric element 162 described above is bonded to the plate back surface 163B of the vibration plate 163. The diaphragm 163 is made of resin, specifically ABS. The diaphragm 162 has a thickness of nλs / 2, where λs is the wavelength of ultrasonic vibration in the diaphragm 162 and n is a natural number. Specifically, since the speed of sound in the ABS is 2400 m / s, when the frequency is 3 MHz, the wavelength λs of the ultrasonic wave transmitted through the diaphragm 163 is λs = 0.8 mm. Therefore, the thickness of the diaphragm 163 is 0.4 mm (λs / 2), 0.8 mm (2λs / 2), 1.2 mm (3λs / 2), 1.6 mm (4λs / 2), 2.0 mm ( 5λs / 2), 2.4 mm (6λs / 2), and so on. In particular, it is preferable that n = 4 or more, that is, 1.6 mm (4λs / 2), 2.0 mm (5λs / 2), 2.4 mm (6λs / 2),.

液体層１６４は、振動板１６３の板表面１６３Ｂと、後述するフィルム１６４のフィルム裏面１６４Ｃとの間に保持された水からなる。また、液体層１６４の周囲は、振動板１６３の板表面１６３Ｂ及びフィルム１６４のフィルム裏面１６４Ｃに接着された筒状のガイド１６６によって取り囲まれている。   The liquid layer 164 is made of water held between a plate surface 163B of the diaphragm 163 and a film back surface 164C of a film 164 described later. Further, the periphery of the liquid layer 164 is surrounded by a cylindrical guide 166 adhered to the plate surface 163B of the diaphragm 163 and the film back surface 164C of the film 164.

フィルム１６５は、平坦なフィルム表面１６５Ｂ（図２中上面）とフィルム裏面（図２中下面）とを有する樹脂からなる薄膜であり、上述したように、液体層１６４を振動板１６３上に保持している。詳しくは、フィルム１６５は、振動板１６３に対して１〜１０度傾けた状態で配設されている。従って、振動板１６３の板表面１６３Ｂとフィルム１６５のフィルム裏面１６５Ｃとは平行でない。このフィルム１６５のフィルム表面１６５Ｂは、液保持空間ＳＬに露出する超音波放射面１６５Ｂをなしている。
なお、本実施形態のフィルム１６５は、平坦なフィルム表面１６５Ｂとフィルム裏面とを有するが、先端側（図２中上方）に凸、あるいは、基端側（図２中下方）に凸となる曲面を有するフィルムを用いることもできる。 The film 165 is a thin film made of a resin having a flat film surface 165B (upper surface in FIG. 2) and a film back surface (lower surface in FIG. 2), and holds the liquid layer 164 on the diaphragm 163 as described above. ing. Specifically, the film 165 is disposed in a state inclined by 1 to 10 degrees with respect to the diaphragm 163. Therefore, the plate surface 163B of the diaphragm 163 and the film back surface 165C of the film 165 are not parallel. The film surface 165B of the film 165 forms an ultrasonic radiation surface 165B exposed to the liquid holding space SL.
In addition, the film 165 of this embodiment has a flat film surface 165B and a film back surface, and is a curved surface that protrudes toward the distal end (upper in FIG. 2) or protrudes toward the proximal end (lower in FIG. 2). It is also possible to use a film having

超音波発生部１６１は、このような構成となっているため、圧電素子１６２で発生した超音波振動は、振動板１６３、液体層１６４、及び、フィルム１６５を伝わり、液保持空間ＳＬに溜められた薬液内に超音波が放射される。   Since the ultrasonic generator 161 has such a configuration, the ultrasonic vibration generated by the piezoelectric element 162 is transmitted through the diaphragm 163, the liquid layer 164, and the film 165, and is stored in the liquid holding space SL. Ultrasonic waves are emitted into the chemical solution.

このような超音波歯ブラシ１００では、ブラシカップ部材１７１の毛束１７３によって、歯の表面や歯と歯茎の間の歯垢を掻き取ることができる。更に、この超音波歯ブラシ１００では、薬液保持筒１７４内の液保持空間ＳＬに薬液を溜めた上で、口腔内にヘッド部１５０を挿入し、薬液保持筒１７４の開口部１７４Ｋを歯の表面や歯と歯茎の間に密接させ、圧電素子１６２を超音波駆動させることで、超音波が薬液を通じて歯の表面や歯と歯茎の間に照射される。これにより、歯の表面や歯と歯茎の間の歯垢が剥離され、乳化、除去される。特に、薬液を通じて超音波を直接歯や歯茎に照射するため、強力な超音波（５００ｍＷ以上）によって、通常のブラシによる掻き取りでは除去しにくい、歯の表面に強固に密着した歯垢や歯周ポケット内の歯垢をも除去することができる。   In such an ultrasonic toothbrush 100, the tooth bundle and the dental plaque between the teeth and gums can be scraped off by the bristle bundle 173 of the brush cup member 171. Furthermore, in this ultrasonic toothbrush 100, after storing the chemical liquid in the liquid holding space SL in the chemical liquid holding cylinder 174, the head portion 150 is inserted into the oral cavity, and the opening 174K of the chemical liquid holding cylinder 174 is formed on the tooth surface or When the piezoelectric element 162 is ultrasonically driven between the teeth and the gums, the ultrasonic waves are irradiated between the teeth surface and between the teeth and the gums through the chemical solution. Thereby, the dental surface and the plaque between the teeth and gums are peeled off, emulsified and removed. In particular, since the teeth and gums are irradiated directly through the chemical solution, strong plaque (500 mW or more) is difficult to remove by normal brush scraping. The plaque in the pocket can also be removed.

ところで、このような超音波歯ブラシ１００では、薬液保持筒１７４内の液保持空間ＳＬに薬液が溜まっている場合には、薬液が超音波発生部１６１の負荷となるため、その振動が抑制される。このため、圧電素子１６２の昇温も抑制される。   By the way, in such an ultrasonic toothbrush 100, when the chemical liquid is accumulated in the liquid holding space SL in the chemical liquid holding cylinder 174, the chemical liquid becomes a load on the ultrasonic wave generating unit 161, and thus vibration thereof is suppressed. . For this reason, the temperature rise of the piezoelectric element 162 is also suppressed.

一方、超音波歯ブラシ１００の使用中あるいは使用前後に、使用者が薬液保持筒１７４の先端を下向きにするなどによって、液保持空間ＳＬ内の薬液が薬液保持筒１７４の開口１７４Ｋから、多量にあるいは全量抜け出てしまう場合があり得る。従来のものでは、このように液保持空間ＳＬ内に薬液がない状態であるにも拘わらず、圧電素子１６２を駆動した場合には、圧電素子１６２にとって負荷となるべき薬液がないため、その振動が抑制されずに極めて大きくなる。その結果、圧電素子１６２自身が破壊したり、その特性が低下したり、圧電素子１６２と振動板１６３との接着部分が破壊することもある。
これに対し、本実施形態の超音波歯ブラシ１００では、振動板１６３上に液体層１６４を設けている。このため、液保持空間ＳＬに薬液がなくなった場合でも、液体層１６４が音響的な負荷となってある程度の損失を生じさせるため、圧電素子１６２の振動が抑制され、発熱による昇温も抑制されて、圧電素子１６２と振動板１６３との接着部分が破壊したり、圧電素子１６２が破壊することを防止できる。 On the other hand, when the ultrasonic toothbrush 100 is used or before and after the use, the user turns the tip of the chemical solution holding cylinder 174 downward, or the like, so that a large amount of the chemical solution in the liquid holding space SL passes through the opening 174K of the chemical solution holding cylinder 174 or There is a possibility that the whole amount may come off. In the conventional device, there is no chemical liquid to be a load on the piezoelectric element 162 when the piezoelectric element 162 is driven even though there is no chemical liquid in the liquid holding space SL as described above. Becomes extremely large without being suppressed. As a result, the piezoelectric element 162 itself may be destroyed, its characteristics may be deteriorated, or the adhesive portion between the piezoelectric element 162 and the diaphragm 163 may be destroyed.
On the other hand, in the ultrasonic toothbrush 100 of the present embodiment, the liquid layer 164 is provided on the vibration plate 163. For this reason, even when there is no longer any chemical in the liquid holding space SL, the liquid layer 164 becomes an acoustic load and causes a certain amount of loss, so that vibration of the piezoelectric element 162 is suppressed and temperature rise due to heat generation is also suppressed. Thus, it is possible to prevent the bonded portion between the piezoelectric element 162 and the vibration plate 163 from being broken or the piezoelectric element 162 from being broken.

更に、本実施形態では、振動板１６３に振動によって損失が生じやすい樹脂を用い、しかも、その厚さをｎλs／２の厚さ（ｎ：４以上の自然数）としている。このため、液保持空間ＳＬに薬液がある場合には、振動板１６３が圧電素子１６２と共に振動し、液体層１６４及びフィルム１６５を通じて、薬液に超音波振動をより確実に伝えることができる。
一方、液保持空間ＳＬに薬液がなくなった場合でも、振動板１６３自身にある程度の損失が生じるので、超音波発生部１６１全体としては、液体層１６４と共に振動板１６３も負荷となる。このため、圧電素子１６２の振動がより効果的に抑制され、発熱による昇温もより効果的に抑制されて、圧電素子１６２と振動板１６３との接着部分が破壊したり、圧電素子１６２が破壊することをより効果的に防止できる。 Further, in the present embodiment, a resin that easily generates loss due to vibration is used for the diaphragm 163, and the thickness thereof is nλs / 2 (n: a natural number of 4 or more). For this reason, when there is a chemical in the liquid holding space SL, the vibration plate 163 vibrates together with the piezoelectric element 162, and ultrasonic vibration can be more reliably transmitted to the chemical through the liquid layer 164 and the film 165.
On the other hand, even when there is no longer any chemical in the liquid holding space SL, a certain amount of loss occurs in the vibration plate 163 itself, so that the vibration plate 163 becomes a load along with the liquid layer 164 as the entire ultrasonic wave generator 161. For this reason, the vibration of the piezoelectric element 162 is more effectively suppressed, the temperature rise due to heat generation is also more effectively suppressed, the bonded portion between the piezoelectric element 162 and the vibration plate 163 is destroyed, or the piezoelectric element 162 is destroyed. Can be prevented more effectively.

また、本実施形態では、フィルム１６４の厚みをλf／８以下と薄くしている。このため、音響的にみればこのフィルム１６４は存在しないのとほぼ等しい。このため、圧電素子１６２から生じた超音波振動を効率よく薬液に伝え、十分高い超音波出力を確保できる。
また、本実施形態では、振動板１６３の板表面１６３Ｂ及びフィルム１６４のフィルム裏面１６４Ｃは、共に平面をなすが互いに平行ではない。このため、液保持空間ＳＬに薬液がなく、フィルム裏面１６４Ｃである程度反射が起きても、それが定在波となって共振することが避けられる。 In the present embodiment, the thickness of the film 164 is as thin as λf / 8 or less. For this reason, in terms of acoustics, this film 164 is almost equal to the absence. For this reason, the ultrasonic vibration generated from the piezoelectric element 162 can be efficiently transmitted to the chemical solution, and a sufficiently high ultrasonic output can be secured.
In the present embodiment, the plate surface 163B of the diaphragm 163 and the film back surface 164C of the film 164 are both flat but not parallel to each other. For this reason, even if there is no chemical in the liquid holding space SL and reflection occurs to some extent on the film back surface 164C, it can be avoided that it becomes a standing wave and resonates.

（実施例１〜３）
次いで、本発明の実施例１〜３について説明する。
実施例１に係る超音波歯ブラシ１００は、振動板１６３を厚さ２．０ｍｍ（５λs／２）のＡＢＳ板とし、液体層１６４を厚さ０．９ｍｍの水層とし、フィルム１６５を厚さ３０μｍのポリエチレン（ＰＥ）フィルムとした。そして、フィルム１６５（フィルム裏面１６５Ｃ）を振動板１６３（板表面１６３Ｂ）に対し、５度程度傾斜させた。
実施例２に係る超音波歯ブラシ１００は、液体層１６４を厚さを３．０ｍｍとした。それ以外は実施例１と同様である。
実施例３に係る超音波歯ブラシ１００は、振動板１６３を厚さ１．２ｍｍ（３λs／２）とした。それ以外は実施例１と同様である。 (Examples 1-3)
Next, Examples 1 to 3 of the present invention will be described.
In the ultrasonic toothbrush 100 according to Example 1, the vibration plate 163 is an ABS plate having a thickness of 2.0 mm (5λs / 2), the liquid layer 164 is an aqueous layer having a thickness of 0.9 mm, and the film 165 is 30 μm in thickness. Polyethylene (PE) film. And the film 165 (film back surface 165C) was inclined about 5 degrees with respect to the diaphragm 163 (plate surface 163B).
In the ultrasonic toothbrush 100 according to the example 2, the liquid layer 164 has a thickness of 3.0 mm. The rest is the same as in the first embodiment.
In the ultrasonic toothbrush 100 according to Example 3, the diaphragm 163 has a thickness of 1.2 mm (3λs / 2). The rest is the same as in the first embodiment.

（比較例１，２）
実施例との比較のために、比較例１，２の超音波歯ブラシを用意した。
比較例１，２に係る超音波歯ブラシは、超音波発生部の構成が上記実施例１〜３と異なる。即ち、比較例１，２に係る超音波歯ブラシの超音波発生部は、上記実施例１〜３と同様な圧電素子１６２と、これに接着された振動板１６３のみからなり、液体層及びフィルムは存在しない。
具体的には、比較例１に係る超音波歯ブラシは、振動板１６３が厚さ ２．０ｍｍのＡＢＳ板からなる（実施例１，２と同様）。
比較例２に係る超音波歯ブラシは、振動板１６３が厚さ１．２ｍｍのＡＢＳ板からなる（実施例３と同様）。 (Comparative Examples 1 and 2)
For comparison with Examples, ultrasonic toothbrushes of Comparative Examples 1 and 2 were prepared.
The ultrasonic toothbrushes according to the first and second comparative examples are different from the first to third embodiments in the configuration of the ultrasonic wave generation unit. That is, the ultrasonic wave generation part of the ultrasonic toothbrushes according to Comparative Examples 1 and 2 is composed of only the piezoelectric element 162 similar to the above Examples 1 to 3, and the diaphragm 163 adhered thereto, and the liquid layer and the film are not exist.
Specifically, the ultrasonic toothbrush according to the comparative example 1 is made of an ABS plate having a diaphragm 163 having a thickness of 2.0 mm (similar to the first and second embodiments).
In the ultrasonic toothbrush according to the comparative example 2, the diaphragm 163 is an ABS plate having a thickness of 1.2 mm (similar to the third embodiment).

次に、本発明の効果を検証するために、実施例１〜３及び比較例１，２の超音波歯ブラシ１００等について、その特性を調査した。具体的には、超音波歯ブラシ１００等の液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合のそれぞれについて、圧電素子１６２の周波数とインピーダンスとの関係を調べた。その結果を図３〜図７に示す。横軸は圧電素子１６２の周波数を示し、縦軸は圧電素子１６２のインピーダンスを示す。破線は液保持空間ＳＬに薬液がある場合の特性変化を示し、実線は液保持空間ＳＬに薬液がない場合の特性変化を示す。
なお、図３は実施例１に係る超音波歯ブラシ１００についての結果を示す。図４は実施例２に係る超音波歯ブラシ１００についての結果を示す。図５は実施例３に係る超音波歯ブラシ１００についての結果を示す。図６は比較例１に係る超音波歯ブラシについての結果を示す。図７は比較例２に係る超音波歯ブラシについての結果を示す。 Next, in order to verify the effects of the present invention, the characteristics of the ultrasonic toothbrushes 100 of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were investigated. Specifically, the relationship between the frequency and impedance of the piezoelectric element 162 was examined for each of cases where there was a chemical solution in the liquid holding space SL such as the ultrasonic toothbrush 100. The results are shown in FIGS. The horizontal axis indicates the frequency of the piezoelectric element 162, and the vertical axis indicates the impedance of the piezoelectric element 162. A broken line shows a characteristic change when there is a chemical in the liquid holding space SL, and a solid line shows a characteristic change when there is no chemical in the liquid holding space SL.
FIG. 3 shows the results for the ultrasonic toothbrush 100 according to the first embodiment. FIG. 4 shows the results for the ultrasonic toothbrush 100 according to the second embodiment. FIG. 5 shows the results for the ultrasonic toothbrush 100 according to the third embodiment. FIG. 6 shows the results for the ultrasonic toothbrush according to the first comparative example. FIG. 7 shows the results for the ultrasonic toothbrush according to Comparative Example 2.

実施例１に係る超音波歯ブラシ１００の結果について見ると（図３参照）、液保持空間ＳＬに薬液がある場合（破線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３６Ωであった。また、液保持空間ＳＬに薬液がない場合（実線）にも、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３６Ωであった。従って、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とで、インピーダンスの差はほとんどなかった。更に、周波数を変化させたときのインピーダンスの変化が、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とほぼ同じ傾向を示した。なお、入力電圧は１７．３Ｖである。また、超音波出力は５００ｍＷである。   Looking at the results of the ultrasonic toothbrush 100 according to Example 1 (see FIG. 3), when there is a chemical in the liquid holding space SL (broken line), the impedance shows a minimum value at about 3.0 MHz, and about 36Ω. Met. Even when there was no chemical in the liquid holding space SL (solid line), the impedance showed the minimum value at about 3.0 MHz, which was about 36Ω. Therefore, there is almost no difference in impedance between the case where there is a chemical in the liquid holding space SL and the case where there is no chemical. Furthermore, the change in impedance when the frequency was changed showed almost the same tendency as when there was no chemical in the liquid holding space SL. The input voltage is 17.3V. The ultrasonic output is 500 mW.

実施例２に係る超音波歯ブラシ１００では（図４参照）、液保持空間ＳＬに薬液がある場合（破線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３２Ωであった。また、液保持空間ＳＬに薬液がない場合（実線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３３Ωであった。従って、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とで、インピーダンスの差は僅か約１Ωであった。更に、周波数を変化させたときのインピーダンスの変化が、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とほぼ同じ傾向を示した。なお、入力電圧は１７．３Ｖである。また、超音波出力は５００ｍＷである。   In the ultrasonic toothbrush 100 according to the second embodiment (see FIG. 4), when there is a chemical in the liquid holding space SL (broken line), the impedance shows the minimum value at about 3.0 MHz, which is about 32Ω. Further, when there was no chemical solution in the liquid holding space SL (solid line), the impedance showed the minimum value at about 3.0 MHz and was about 33Ω. Therefore, the difference in impedance between the case where there is a chemical in the liquid holding space SL and the case where there is no chemical is only about 1Ω. Furthermore, the change in impedance when the frequency was changed showed almost the same tendency as when there was no chemical in the liquid holding space SL. The input voltage is 17.3V. The ultrasonic output is 500 mW.

実施例３に係る超音波歯ブラシ１００では（図５参照）、液保持空間ＳＬに薬液がある場合（破線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３４Ωであった。また、液保持空間ＳＬに薬液がない場合（実線）にも、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３４Ωであった。従って、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とで、インピーダンスの差はほとんどなかった。更に、周波数を変化させたときのインピーダンスの変化が、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とほぼ同じ傾向を示した。なお、入力電圧は１７．５Ｖである。また、超音波出力は５００ｍＷである。   In the ultrasonic toothbrush 100 according to Example 3 (see FIG. 5), when the chemical solution is in the liquid holding space SL (broken line), the impedance shows the minimum value at about 3.0 MHz and was about 34Ω. Even when there was no chemical in the liquid holding space SL (solid line), the impedance showed the minimum value at about 3.0 MHz, which was about 34Ω. Therefore, there is almost no difference in impedance between the case where there is a chemical in the liquid holding space SL and the case where there is no chemical. Furthermore, the change in impedance when the frequency was changed showed almost the same tendency as when there was no chemical in the liquid holding space SL. The input voltage is 17.5V. The ultrasonic output is 500 mW.

一方、比較例１に係る超音波歯ブラシでは（図６参照）、液保持空間に薬液がある場合（破線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３２Ωであった。一方、液保持空間に薬液がない場合（実線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約１６Ωであった。従って、液保持空間に薬液がある場合とない場合とで、インピーダンスの差が約１６Ωもあった。その上、周波数を変化させたときのインピーダンスの変化が、液保持空間に薬液がある場合とない場合とで大幅に異なる結果となった。なお、入力電圧は１６．７Ｖである。また、超音波出力は５００ｍＷである。   On the other hand, in the ultrasonic toothbrush according to Comparative Example 1 (see FIG. 6), when there was a chemical in the liquid holding space (broken line), the impedance showed a minimum value at about 3.0 MHz and was about 32Ω. On the other hand, when there was no chemical solution in the liquid holding space (solid line), the impedance showed the minimum value at about 3.0 MHz and was about 16Ω. Therefore, the difference in impedance between the case where there is a chemical in the liquid holding space and the case where there is no chemical is about 16Ω. In addition, the change in impedance when the frequency was changed was significantly different depending on whether or not there was a chemical in the liquid holding space. The input voltage is 16.7V. The ultrasonic output is 500 mW.

比較例２に係る超音波歯ブラシでは（図７参照）、液保持空間に薬液がある場合（破線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約３７Ωであった。一方、液保持空間に薬液がない場合（実線）には、約３．０ＭＨｚにおいて、インピーダンスが最小値を示し、約１６Ωであった。従って、液保持空間に薬液がある場合とない場合とで、インピーダンスの差が約２１Ωもあった。その上、周波数を変化させたときのインピーダンスの変化が、液保持空間に薬液がある場合とない場合とで大幅に異なる結果となった。なお、入力電圧は１７．１Ｖである。また、超音波出力は５００ｍＷである。   In the ultrasonic toothbrush according to Comparative Example 2 (see FIG. 7), when there was a chemical in the liquid holding space (broken line), the impedance showed a minimum value at about 3.0 MHz and was about 37Ω. On the other hand, when there was no chemical solution in the liquid holding space (solid line), the impedance showed the minimum value at about 3.0 MHz and was about 16Ω. Therefore, there was a difference in impedance of about 21Ω between the case where there is a chemical in the liquid holding space and the case where there is no chemical. In addition, the change in impedance when the frequency was changed was significantly different depending on whether or not there was a chemical in the liquid holding space. The input voltage is 17.1V. The ultrasonic output is 500 mW.

これらの結果を考察すると、まず、比較例１，２に係る超音波歯ブラシでは、液保持空間に薬液がある場合とない場合とで、約３．０ＭＨｚにおけるインピーダンスの差が大きく、液保持空間に薬液がない場合には、インピーダンスが極端に小さくなる。このため、液保持空間に薬液がない場合には、薬液がある場合と比較して、圧電素子１６２が激しく振動することになる。そうすると、圧電素子１６２が大きく昇温し、圧電素子１６２が破壊したり、圧電素子１６２が振動板１６３から剥がれるなどの不具合が発生しやすい。   Considering these results, first, in the ultrasonic toothbrushes according to Comparative Examples 1 and 2, there is a large impedance difference at about 3.0 MHz between the case where there is a chemical in the liquid holding space and the case where there is no chemical in the liquid holding space. When there is no chemical solution, the impedance becomes extremely small. For this reason, when there is no chemical in the liquid holding space, the piezoelectric element 162 vibrates more vigorously than when there is a chemical. As a result, the temperature of the piezoelectric element 162 is greatly increased, and the piezoelectric element 162 is likely to break down or the piezoelectric element 162 is peeled off from the diaphragm 163.

これに対し、実施例１〜３に係る超音波歯ブラシ１００では、液保持空間ＳＬに薬液がある場合とない場合とで、約３．０ＭＨｚにおけるインピーダンスの差が殆どなく、液保持空間ＳＬに薬液がない場合でも、インピーダンスが小さくならない。このような結果が生じる主たる理由は、液体層１６４が音響的な負荷となるためと考えられる。このため、液保持空間ＳＬに薬液がない場合でも、圧電素子１６２が激しく振動することはない。従って、圧電素子１６２が大きく昇温することもなく、圧電素子１６２が破壊したり、圧電素子１６２が振動板１６３から剥がれるなどの不具合を防止できる。   On the other hand, in the ultrasonic toothbrush 100 according to the first to third embodiments, there is almost no difference in impedance at about 3.0 MHz between the case where there is a chemical solution in the liquid holding space SL and the case where there is no chemical solution in the liquid holding space SL. Even if there is no impedance, the impedance does not decrease. The main reason for such a result is considered to be that the liquid layer 164 becomes an acoustic load. For this reason, even when there is no chemical in the liquid holding space SL, the piezoelectric element 162 does not vibrate vigorously. Accordingly, the piezoelectric element 162 is not greatly heated, and it is possible to prevent problems such as the piezoelectric element 162 being broken or the piezoelectric element 162 being peeled off from the diaphragm 163.

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、ヘッド部１５０の他、頸部１２０や把持部１１０を有する超音波歯ブラシ１００に本発明を適用したが、液溜め部と超音波発生部とを備える超音波口腔清掃具であればよく、頸部や把持部を備えない形態の清掃具にも適用することができる。 In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the like, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.
For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the ultrasonic toothbrush 100 having the neck part 120 and the grip part 110 in addition to the head part 150. However, the ultrasonic oral cleaning tool including a liquid reservoir part and an ultrasonic wave generation part The cleaning tool may be applied to a cleaning tool that does not include a neck or a grip.

また、上記実施形態では、薬液保持筒１７４の周囲に毛束１７３を植設したが、薬液保持筒の周囲に毛束を設けない形態の清掃具としてもよい。
また、上記実施形態では、超音波振動子として、約３ＭＨｚの超音波を発生する圧電素子１６２を例示して説明したが、各部の寸法その他を考慮して、適宜の周波数の超音波を用いればよい。
また、上記実施形態では、ヘッド部１５０は、ブラシ本体部１５１と、これに対して着脱、交換可能で、薬液保持筒１７４や毛束１７３を備えるブラシカップ部材１７１とからなるものを例示した。しかし、ヘッド部として、薬液保持筒や毛束などが着脱及び交換不能のものに本発明を適用しても良い。また、毛束は着脱、交換可能であるが、薬液保持筒は交換不能のものに本発明を適用することもできる。 Moreover, in the said embodiment, although the hair | bristle bundle 173 was planted around the chemical | medical solution holding cylinder 174, it is good also as a cleaning tool of the form which does not provide a hair | bristle bundle around the chemical | medical solution holding cylinder.
In the above embodiment, the piezoelectric element 162 that generates an ultrasonic wave of about 3 MHz is described as an example of the ultrasonic vibrator. However, if an ultrasonic wave having an appropriate frequency is used in consideration of the dimensions of each part and the like. Good.
Moreover, in the said embodiment, the head part 150 illustrated what consists of the brush main body part 151 and the brush cup member 171 which can be attached or detached and replaced | exchanged with this, and is equipped with the chemical | medical solution holding cylinder 174 and the hair | bristle bundle 173. However, the present invention may be applied to a head portion in which a chemical solution holding tube, a hair bundle, and the like cannot be attached and detached. In addition, the hair bundle can be attached / detached / replaced, but the present invention can be applied to a liquid retaining cylinder that cannot be replaced.

実施形態に係る超音波歯ブラシの概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the ultrasonic toothbrush which concerns on embodiment. 実施形態に係る超音波歯ブラシのヘッド部の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the head part of the ultrasonic toothbrush which concerns on embodiment. 実施例１に係る超音波歯ブラシの特性変化を示すグラフである。3 is a graph showing changes in characteristics of the ultrasonic toothbrush according to the first embodiment. 実施例２に係る超音波歯ブラシの特性変化を示すグラフである。7 is a graph showing changes in characteristics of the ultrasonic toothbrush according to the second embodiment. 実施例３に係る超音波歯ブラシの特性変化を示すグラフである。10 is a graph showing changes in characteristics of the ultrasonic toothbrush according to the third embodiment. 比較例１に係る超音波歯ブラシの特性変化を示すグラフである。6 is a graph showing changes in characteristics of an ultrasonic toothbrush according to Comparative Example 1. 比較例２に係る超音波歯ブラシの特性変化を示すグラフである。6 is a graph showing changes in characteristics of an ultrasonic toothbrush according to Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 超音波歯ブラシ（超音波口腔清掃具）
１１０ 把持部
１２０ 頸部
１５０ ヘッド部
１５１ ブラシ本体部
１６１ 超音波発生部
１６２ 圧電素子（振動素子）
１６３ 振動板
１６３Ｂ 板表面
１６３Ｃ 板裏面
１６４ 液体層
１６５ フィルム
１６５Ｂ フィルム表面、超音波放射面
１６５Ｃ フィルム裏面
１７１ ブラシカップ部材
１７２ ブラシ基部
１７３ 毛束
１７４ 薬液保持筒（液溜め部）
１７４Ｋ 開口部
ＳＬ 液保持空間 100 Ultrasonic toothbrush (ultrasonic oral cleaning tool)
110 Grasping part 120 Neck part 150 Head part 151 Brush body part 161 Ultrasonic wave generating part 162 Piezoelectric element (vibration element)
163 Diaphragm 163B Plate surface 163C Plate back surface 164 Liquid layer 165 Film 165B Film surface, ultrasonic radiation surface 165C Film back surface 171 Brush cup member 172 Brush base 173 Hair bundle 174 Chemical liquid holding cylinder (liquid reservoir)
174K Opening SL Liquid holding space

Claims (4)

筒形状をなし、先端側が開放され、内部に第１液体を保持可能とした液溜め部と、
前記液溜め部の基端側に配置された超音波発生部であって、前記液溜め部に第１液体を保持したときにこの第１液体に接する超音波放射面を有し、この超音波放射面から超音波を放射する超音波発生部と、
を備える超音波口腔清掃具であって、
前記超音波発生部は、
電気信号により振動する振動素子と、
板表面と板裏面とを有し、この板裏面に前記振動素子が接着された振動板と、
フィルム表面とフィルム裏面とを有し、樹脂からなり、このフィルム表面が前記超音波放射面をなすフィルムと、
前記振動板の板表面と前記フィルムのフィルム裏面との間に保持され、第２液体からなる液体層と、
を含む
超音波口腔清掃具。 A liquid reservoir that has a cylindrical shape, has a distal end open, and can hold the first liquid therein;
An ultrasonic generator disposed on the base end side of the liquid reservoir, and having an ultrasonic radiation surface in contact with the first liquid when the first liquid is held in the liquid reservoir. An ultrasonic generator that emits ultrasonic waves from the radiation surface;
An ultrasonic oral cleaning tool comprising:
The ultrasonic generator is
A vibrating element that vibrates in response to an electrical signal;
A vibration plate having a plate surface and a plate back surface, the vibration element being bonded to the plate back surface;
A film having a film surface and a film back surface, made of resin, and the film surface forming the ultrasonic radiation surface;
A liquid layer made of a second liquid held between the plate surface of the diaphragm and the film back surface of the film;
Including ultrasonic oral cleaning tool. 請求項１に記載の超音波口腔清掃具であって、
前記振動板は、
樹脂からなり、
この振動板における超音波振動の波長をλsとし、ｎを４以上の自然数としたとき、ｎλs／２の厚さを有する
超音波口腔清掃具。 The ultrasonic oral cleaning tool according to claim 1,
The diaphragm is
Made of resin,
An ultrasonic oral cleaning tool having a thickness of nλs / 2, where λs is the wavelength of ultrasonic vibration in the diaphragm and n is a natural number of 4 or more. 請求項１または請求項２に記載の超音波口腔清掃具であって、
前記フィルムは、このフィルムにおける超音波振動の波長をλfとしたとき、λf／８以下の厚さを有する
超音波口腔清掃具。 The ultrasonic oral cleaning tool according to claim 1 or 2,
The ultrasonic oral cleaning tool, wherein the film has a thickness of λf / 8 or less, where λf is the wavelength of ultrasonic vibration in the film. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の超音波口腔清掃具であって、
前記振動板の板表面は、平面をなし、
前記フィルムのフィルム裏面は、曲面をなす、または、前記振動板の板表面に対し平行でない平面をなす
超音波口腔清掃具。 The ultrasonic oral cleaning device according to any one of claims 1 to 3,
The plate surface of the diaphragm is a plane,
The ultrasonic oral cleaning tool in which the film back surface of the film has a curved surface or a plane that is not parallel to the plate surface of the diaphragm.

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