JP2021122617A - 電動歯ブラシ - Google Patents
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Abstract
【課題】効果的に歯面をブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。【解決手段】電動歯ブラシ100は、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体110と、把持部120と、ブラシヘッド部130と、第1駆動機構150とを備える。把持部120は、軸体110の軸方向の一端側に接続される。ブラシヘッド部130は、ブラシ台131と、ブラシ台131に設けられ、刷掃するための面である刷掃面133aを有するブラシ133とを有し、軸体110の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続される。第1駆動機構150は、ブラシヘッド部130を回動させる。制御部140は、歯面と刷掃面133aとの位置関係を特定する。また、制御部140は、特定した位置関係に基づいて、歯面と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。【選択図】図1
Description
本開示は、電動歯ブラシに関する。
従来、把持部に対するブラシヘッド部の角度を変更できる歯ブラシが知られている。特許文献1では、把持部の後端が屈曲でき、ブラシヘッド部と把持部とを繋ぐロッド部の中にワイヤが通っており、ブラシヘッド部がロッド部に対して回動可能かつバネで押さえられている歯ブラシが開示されている。特許文献1に記載の歯ブラシでは、把持部後端を屈曲させるとワイヤが引かれ、ブラシヘッド部が回動する。そのため、口腔外で把持部後端を操作し、口腔内のブラシヘッド部の角度を操ることで、歯面に沿った角度でブラシヘッド部に設けられたブラシを当てることができる。
特許文献1に記載の歯ブラシでは、口腔内でのブラシヘッド部の角度を使用者の感覚等によって判断するため、歯間部などの細かな歯面の形状に追従させることが難しい。また、歯ブラシを保持してストロークしながら手動で操作するため、ブラシヘッド部の操作量の加減も難しい。そのため、歯面の効果的なブラッシングに課題がある。そこで、本開示では、効果的に歯面をブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。
本開示に係る電動歯ブラシは、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体と、前記軸体の軸方向の一端側に接続される把持部と、ブラシ台と、前記ブラシ台に設けられ、刷掃するための面である刷掃面を有するブラシとを有し、前記軸体の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続されるブラシヘッド部と、前記ブラシヘッド部を前記回動の軸周りに回動させる第1駆動機構と、前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて、前記歯面と前記刷掃面とを所定の位置関係になるように前記ブラシヘッド部を前記第1駆動機構に回動させる制御部と、を備える。
本開示に係る電動歯ブラシは、効果的に歯面をブラッシングできる。
(本開示に至る基礎となった知見)
効果的なブラッシングにより歯面清掃をするためには、歯面の形状に合わせてブラシの角度を変えながら磨く必要があり、その適した角度とは概ね歯面の丸みに対する接線方向と平行であると考えられる。特許文献1に記載されているように、把持部に対してブラシヘッド部を回動するようにして歯面に対するブラシヘッド部の角度を可変にした歯ブラシは存在するが、歯面とブラシとの当接が主に口腔内で起こる。そのため、その当接角を使用者自身が視認するのは難しく、使用者は、歯面及び歯茎の感覚並びに持ち手に伝わる力加減から、当接状態を推定せざるを得ない。よって、ブラシヘッド部の角度を可変にしても、ブラシの刷掃面が歯面に対して適した角度で当接されているとは限らない。さらに、歯面を刷掃するためには、ブラシの刷掃面を歯面に当接させたまま小刻みに往復運動をさせる必要がある。そのため、使用者がその歯面の形状に適したブラシヘッド部の角度を適時調整しながら往復運動をさせることはさらに難しい。本開示はこうした状況を鑑みて、使用者が自分でブラシの角度を変化させなくても自動で歯面の形状に沿う角度に変更されることで、効果的にブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。
効果的なブラッシングにより歯面清掃をするためには、歯面の形状に合わせてブラシの角度を変えながら磨く必要があり、その適した角度とは概ね歯面の丸みに対する接線方向と平行であると考えられる。特許文献1に記載されているように、把持部に対してブラシヘッド部を回動するようにして歯面に対するブラシヘッド部の角度を可変にした歯ブラシは存在するが、歯面とブラシとの当接が主に口腔内で起こる。そのため、その当接角を使用者自身が視認するのは難しく、使用者は、歯面及び歯茎の感覚並びに持ち手に伝わる力加減から、当接状態を推定せざるを得ない。よって、ブラシヘッド部の角度を可変にしても、ブラシの刷掃面が歯面に対して適した角度で当接されているとは限らない。さらに、歯面を刷掃するためには、ブラシの刷掃面を歯面に当接させたまま小刻みに往復運動をさせる必要がある。そのため、使用者がその歯面の形状に適したブラシヘッド部の角度を適時調整しながら往復運動をさせることはさらに難しい。本開示はこうした状況を鑑みて、使用者が自分でブラシの角度を変化させなくても自動で歯面の形状に沿う角度に変更されることで、効果的にブラッシングできる電動歯ブラシを提供する。
以下、本開示の実施の形態に係る電動歯ブラシについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する趣旨ではない。
また、本明細書において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
(実施の形態)
まず、実施の形態に係る電動歯ブラシについて説明する。
まず、実施の形態に係る電動歯ブラシについて説明する。
[1−1.構成]
図1は、実施の形態に係る電動歯ブラシ100の構成を示す模式図である。図2は、電動歯ブラシ100のブラシヘッド部130を、刷掃面133aの正面から見た場合の模式図である。図3は、電動歯ブラシ100の機能構成を示すブロック図である。
図1は、実施の形態に係る電動歯ブラシ100の構成を示す模式図である。図2は、電動歯ブラシ100のブラシヘッド部130を、刷掃面133aの正面から見た場合の模式図である。図3は、電動歯ブラシ100の機能構成を示すブロック図である。
電動歯ブラシ100は、軸体110と、把持部120と、ブラシヘッド部130と、制御部140と、第1駆動機構150と、複数のセンサ160a及び160bと、カバー170と、第2駆動機構180と、電池部190と、スイッチ200a及び200bとを備える。電動歯ブラシ100は、歯面を刷掃する。
軸体110は、長尺状の軸体である。軸体110は、例えば、樹脂等で形成されている。軸体110の軸方向の一端側には、把持部120が接続されており、他端側にブラシヘッド部130が接続されている。
把持部120は、軸体110の軸方向の一端側に接続され、使用者に把持される部位である。また、把持部120は、例えば、樹脂製又は金属製の筐体である。把持部120は、例えば、制御部140、回転装置151、ストローク装置181及び電池部190等を収容する。
ブラシヘッド部130は、ブラシ台131と、回動軸体132と、ブラシ133とを有する。ブラシヘッド部130は、軸体110の軸方向に交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続されている。具体的には、ブラシヘッド部130は、後述する刷掃面133aと平行な方向、かつ、軸体110の軸方向に直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続されている。図示されている例では、ブラシヘッド部130は、回動することによって軸体110の軸方向に対して傾斜する方向が長手方向(具体的には、後述する植毛面131a及び刷掃面133aの長手方向)である長尺形状である。また、ブラシヘッド部130は、軸体110と着脱可能に接続されていてもよい。
ブラシ台131は、ブラシ133並びに複数のセンサ160a及び160bが設けられる植毛面131aを有する基台である。ブラシ台131は、例えば樹脂によって形成されている。植毛面131aは、例えば、長尺状の矩形である。植毛面131aの形状は、長尺状の矩形に限られず、例えば、正方形であってもよく、円形であってもよい。
回動軸体132は、ブラシ台131に固定され、軸体110の軸方向の一端側に、回動可能に軸支されている。これにより、ブラシヘッド部130全体が、軸体110と回動可能に接続される。ブラシヘッド部130は、後述する第1駆動機構150によって、回動軸体132aを回動の軸として回動する。つまり、回動軸体132aは、ブラシヘッド部130の回動の軸として機能する。回動軸体132は、ブラシ台131の植毛面131aの反対側の中央付近に配置されている。回動軸体132は、植毛面131aの長手方向におけるブラシ台131の端部に配置されていてもよい。回動軸体132の軸方向は、植毛面131a及び刷掃面133aに対して平行であり、かつ、軸体110の軸方向に対して垂直である。
ブラシ133は、ブラシ台131に設けられている。ブラシ133は、ナイロン等の樹脂等で形成された繊維の束であり、ブラシ台131の植毛面131aから垂直に延びるようにブラシ台131に植毛されている。ブラシ133は、ブラシ133が植毛面131aから延びる先端側に、刷掃するための面である刷掃面133aを有する。刷掃面133aと植毛面131aとは、例えば、平行である。刷掃面133aは、植毛面131aと同様に長尺状であり、植毛面131aの長手方向と刷掃面133aの長手方向とは平行である。
制御部140は、歯面と刷掃面133aとの位置関係を特定する。制御部140は、例えば、複数のセンサ160a及び160bから、複数のセンサ160a及び160bの測定した距離に関する情報を受け取る。制御部140と複数のセンサ160a及び160bとは、例えば、公知の通信方式の無線通信又は有線通信によって接続される。制御部140は、例えば、複数のセンサ160a及び160bそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面と刷掃面133aとの位置関係を特定する。
また、制御部140は、第1駆動機構150によるブラシヘッド部130の回動を制御する。具体的には、制御部140は、特定した歯面と刷掃面133aとの位置関係に基づいて、歯面と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。制御部140は、例えば、所定の位置関係として、刷掃面133aが、刷掃面133aの中心部と対面している箇所の歯面の接線方向と平行になるように、ブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。以下では、刷掃面133aの中心部と対面している箇所の歯面の接線方向を、単に歯面の接線方向と称する場合がある。
制御部140には、例えば、複数のセンサ160a及び160bとブラシ133の刷掃面133aとの位置関係並びにブラシヘッド部130の回動方向等の情報が記憶されている。制御部140は、例えば、専用回路、プロセッサ及びメモリ等によって実現される。
第1駆動機構150は、ブラシヘッド部130を上記の回動の軸周りに回動させる。第1駆動機構150は、回転装置151と、トルク伝達ロッド152と、ウォームギア153と、ブラシ回動ギア154と、ロッド支持部155とを有する。
回転装置151は、例えば、出力軸を回転させるモータである。回転装置151は、モータに限られず、出力軸を回転させる機構を有する装置であってもよい。回転装置151は、把持部120の内部に設けられている。回動装置151は、例えば、後述するストローク部材182に固定されるが、電動歯ブラシ100が、第2駆動機構180を備えない場合には、把持部120に固定されていてもよい。
トルク伝達ロッド152は、樹脂製又は金属製等の長尺棒状の部材であり、回転装置151とウォームギア153とを接続し、回転装置151の動力をウォームギア153に伝達する。トルク伝達ロッド152の軸方向の一端側は、回転装置151の出力軸に固定されており、他端側は、ウォームギア153に固定されている。
ウォームギア153は、螺旋状の歯が設けられた歯車である。ウォームギア153は、ブラシ回動ギア154とかみ合っている。ウォームギア153は、回転装置151の動力によるトルク伝達ロッド152回りの回転トルクによって、ブラシ回動ギア154を回転させる。
ブラシ回動ギア154は、複数の歯が設けられた円盤状の歯車である。ブラシ回動ギア154は、ウォームギア153とかみ合っており、ウォームギア153の回転により、ブラシ回動ギア154が回転する。ブラシ回動ギア154は、中心が回動軸体132の軸方向の一端に固定されており、ブラシ回動ギア154が回転することで回動軸体132が回転する。つまり、回転装置151によって生み出されたトルク伝達ロッド152回りの回転トルクは、ウォームギア153とブラシ回動ギア154とのかみ合いによって、回動軸体132回りの回転トルクに変換される。このように、ブラシ回動ギア154が回転することで、回動軸体132が回転し、ブラシヘッド部130全体が回動する。例えば、制御部140によって、回転装置151の回転が制御され、軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の長手方向の角度が変更される。
ロッド支持部155は、トルク伝達ロッド152を回動可能に支持する部材である。ロッド支持部155は、軸体110の側面(軸方向と平行な面)に設けられている。
複数のセンサ160a及び160bは、それぞれ、歯面との距離を測定するセンサである。複数のセンサ160a及び160bは、ブラシヘッド部130に設けられている。具体的には、複数のセンサ160a及び160bは、植毛面131aに設けられている。複数のセンサ160a及び160bは、例えば、植毛面131aと垂直な方向における、複数のセンサ160a及び160bから、歯面までの距離を測定する。距離を測定する方向は、目的に応じて変更されてもよい。複数のセンサの数は、図示されている例では2であるが、3以上であってもよい。
センサ160aとセンサ160bとは、例えば、植毛面131aにおける回動軸体132の軸方向と垂直な方向(長手方向)の長さの中央位置L1を挟むように配置される。また、センサ160aとセンサ160bとは、植毛面131aにおける回動軸体132の軸方向と交差する方向に沿って並んでいる。これにより、制御部140における歯面と刷掃面133aとの位置関係の特定の精度が向上する。図示されている例では、センサ160aとセンサ160bとは、回動軸体132の軸方向と垂直な方向である植毛面131aの長手方向に沿って、回動軸体132の軸方向と平行な方向である植毛面131aの短手方向の長さの中央位置L2に並んでいる。また、センサ160aとセンサ160bとは、植毛面131aの中央位置L1を挟んで対象の位置になるように、植毛面131aの長手方向の両端部に配置されている。センサ160aとセンサ160bとは、ブラシ133の外側に配置されている。
複数のセンサ160a及び160bは、それぞれ、例えば、刷掃面133aまでの距離よりも長い距離を測定可能な、赤外線センサ等の光反射型センサ又は超音波センサ等の非接触式センサである。これにより、複数のセンサ160a及び160bは、刷掃面133aと歯面210とが離れた状態であっても、複数のセンサ160a及び160bは、歯面210との距離を測定できる。そのため、使用者が刷掃面133aを歯面210に当接させる前から、制御部140は、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させることができる。
カバー170は、軸体110の一部を覆うように配置され、第1駆動機構150の構成部材が口腔内部と接触しないようにするための保護カバーである。
第2駆動機構180は、軸体110を介して、ブラシヘッド部130を軸体110の軸方向に往復動作させる。第2駆動機構180は、ストローク装置181と、ストローク部材182とを有する。
ストローク装置181は、例えば、出力軸が往復動作するリニアアクチュエータである。ストローク装置181は、リニアアクチュエータに限られず、出力軸が往復動作する機構を有する装置であってもよい。ストローク装置181は、把持部120の内部に設けられ、把持部120に固定されている。
ストローク部材182は、ストローク装置181の出力軸に固定され、軸体110の軸方向に往復動作する。ストローク部材182は、少なくとも一部が把持部120の内部に位置する。ストローク部材182には、軸体110の軸方向の他端側が固定されている。そのため、把持部120と軸体110とは、ストローク装置181及びストローク部材182を介して接続されている。ストローク部材182は、ストローク装置181の駆動力を、軸体110に伝達する。軸体110が軸体110の軸方向に往復動作することで、軸体110に接続されたブラシヘッド部130も往復動作する。
また、ストローク部材182には、回転装置151も固定されており、回転装置151、トルク伝達ロッド152及びウォームギア153も、軸体110の軸方向に、ブラシヘッド部130と同期して往復動作する。そのため、ウォームギア153とブラシヘッド部130の回動軸体132に固定されているブラシ回動ギア154とのかみ合いが維持される。
電池部190は、電池を収容し、制御部140、回転装置151、センサ160a及び160b並びにストローク装置181等に配線(図示省略)を介して電力を供給する。
スイッチ200aは、制御部140による第1駆動機構150の駆動をオン、オフするスイッチである。使用者によってスイッチ200aがオンされることで、制御部140は、第1駆動機構150によって、ブラシヘッド部130を回動させる。
スイッチ200bは、第2駆動機構180の駆動をオン、オフするスイッチである。使用者によってスイッチ200bがオンされることで、第2駆動機構180は、ブラシヘッド部130を往復動作させる。
[1−2.動作]
次に、実施の形態に係る電動歯ブラシ100の動作例について、図4及び図5を用いて説明する。本動作例においては、所定の位置関係として、刷掃面133aが、刷掃面133aと対面する歯面210の接線方向に対して平行になるように、ブラシヘッド部130を回動させる場合について説明する。
次に、実施の形態に係る電動歯ブラシ100の動作例について、図4及び図5を用いて説明する。本動作例においては、所定の位置関係として、刷掃面133aが、刷掃面133aと対面する歯面210の接線方向に対して平行になるように、ブラシヘッド部130を回動させる場合について説明する。
図4は、ブラシヘッド部130の回動を説明するための模式図である。図4においては、ブラシヘッド部130の回動をわかりやすく図示するため、第1駆動機構150の図示は省略されている。図4の(a)には、ブラシヘッド部130の刷掃面133aが、刷掃面133aの中心部と対面する箇所の歯面210の接線に対して傾斜している状態が示されている、図4の(b)には、制御部140がブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させ、ブラシヘッド部130の刷掃面133aが歯面210の接線に対して平行になっている状態が示されている。図4に示されるように、センサ160aから歯面210までの距離を距離Aとし、センサ160bから歯面210までの距離を距離Bとする。
まず、図4の(a)に示される状態で、センサ160aは、距離Aを計測し、センサ160bは距離Bを計測する。制御部140は、センサ160a及び160bによって計測された距離A及びBに基づいて、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定する。具体的には、距離Aが距離Bよりも長いため、制御部140は、刷掃面133aが、歯面210の接線方向に対して、刷掃面133aのセンサ160b側が歯面210に近くなるように傾斜しており、平行ではないことを特定する。
次に、制御部140は、特定した位置関係に基づいて、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。具体的には、制御部140は、距離Aが短くなる方向(図示されている方向から見た場合は左回り)にブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。その結果、図4の(b)で示されるような、距離Aと距離Bとが等しく、刷掃面133aが歯面210の接線方向に対して平行な位置となる。これにより、効果的に歯面210をブラッシングすることができる。
ブラシヘッド部130を回動させる動作について、さらに詳細に説明する。図5は、実施の形態に係る電動歯ブラシ100の動作例を示すフローチャートである。
図5に示されるように、まず、使用者によってスイッチ200aがオンされ、制御部140による第1駆動機構150の動作の制御が開始されると、各センサ160a及び160bは、歯面までの距離を測定する(S11)。ここでは、図4と同様に、センサ160aから歯面210までの距離を距離Aとし、センサ160bから歯面210までの距離を距離Bとする。
次に、制御部140は、センサ160a及び160bから、距離A及び距離Bの情報を受け取り、距離Aが、距離Bよりも大きいか否かを判定する(S12)。なお、ステップS12において、制御部140は、距離Aが、所定の閾値以上、距離Bよりも大きいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、目的とするブラシヘッド部130の刷掃面133aの位置の調整精度等に応じて設定される。
距離Aが、距離Bよりも大きい場合(S12でYes)、制御部140は、距離Aが短くなる方向にブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる(S13)。例えば、制御部140は、刷掃面133aのセンサ160b側が歯面210に近くなるように傾斜していると特定し、第1駆動機構150に、距離Aが短くなる方向に軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の長手方向の角度を1°回動させる。回動させる角度は、1°に限らず、例えば、位置関係の調整精度及び調整時間等によって設定される。ステップS13の後、再びステップS11からの動作が行われる。このように、距離Aが距離Bよりも大きい場合、ステップS11からステップS13までの動作が繰り返されることで、距離Aが短くなり、距離Aと距離Bとの差が小さくなるように、軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の長手方向の角度が調整される。
距離Aが、距離Bよりも大きくない場合(S12でNo)、制御部140は、距離Aが、距離Bよりも小さいか否かを判定する(S14)。なお、ステップS14において、制御部140は、距離Aが、所定の閾値以上、距離Bよりも小さいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、目的とするブラシヘッド部130の角度の調整精度等に応じて設定される。
距離Aが、距離Bよりも小さい場合(S14でYes)、制御部140は、距離Bが短くなる方向にブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる(S15)。例えば、制御部140は、刷掃面133aのセンサ160a側が歯面210に近くなるように傾斜していると特定し、第1駆動機構150に、距離Bが短くなる方向に軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の長手方向の角度を1°回動させる。回動させる角度は、1°に限らず、例えば、位置関係の調整精度及び調整時間等によって設定される。ステップS15の後、再びステップS11からの動作が行われる。このように、距離Aが距離Bよりも小さい場合、ステップS11からステップS15までの動作が繰り返されることで、距離Bが短くなり、距離Aと距離Bとの差が小さくなるように、軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の長手方向の角度が調整される。
距離Aが、距離Bよりも小さくない場合(S14でNo)、制御部140は、距離Aと距離Bとが等しいと判定する。この場合、制御部140は、刷掃面133aが、刷掃面133aと対面する歯面210の接線方向に対して平行になっていると特定し、第1駆動機構150の動作の制御を終了する。このようなブラシヘッド部130を回動させる動作が例えば一定時間ごとに繰り返される。また、ステップS14でNoの場合、再びステップS11からの動作が行われ、常時ブラシヘッド部130の回動が制御されていてもよい。
なお、ステップS13及びS15において、制御部140は、距離Aと距離Bとが等しくなるブラシヘッド部130の回動量を算出し、算出した回動量に基づいて、ブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させてもよい。
以上のように、実施の形態に係る電動歯ブラシ100では、ステップS12及びS14の動作によって、制御部140は、刷掃面133aと歯面210との位置関係を特定する。そのため、制御部140は、口腔内のブラシヘッド部130の絶対位置及び電動歯ブラシ100自体の姿勢等を特定しなくても、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定できる。さらに、ステップS13及びS15の動作によって、制御部140は、特定した位置関係に基づいて、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。そのため、歯面210の形状に合わせて、刷掃面133aの位置が調整される。図6は、電動歯ブラシ100によって歯面210を刷掃する様子を示す模式図である。電動歯ブラシ100においては、図6の(a)及び(b)に示されるように、刷掃面133aが当接する歯面210の位置が変化しても、例えば、刷掃面133aが歯面210の接線方向に平行になるように、ブラシヘッド部130が回動される。よって、電動歯ブラシ100は、効果的に歯面210をブラッシングできる。
[1−3.効果等]
以上のように、実施の形態に係る電動歯ブラシ100は、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体110と、把持部120と、ブラシヘッド部130と、第1駆動機構150とを備える。把持部120は、軸体110の軸方向の一端側に接続される。ブラシヘッド部130は、ブラシ台131と、ブラシ台131に設けられ、刷掃するための面である刷掃面133aを有するブラシ133とを有し、軸体110の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続される。第1駆動機構150は、ブラシヘッド部130を回動させる。制御部140は、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定する。また、制御部140は、特定した位置関係に基づいて、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。
以上のように、実施の形態に係る電動歯ブラシ100は、歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、軸体110と、把持部120と、ブラシヘッド部130と、第1駆動機構150とを備える。把持部120は、軸体110の軸方向の一端側に接続される。ブラシヘッド部130は、ブラシ台131と、ブラシ台131に設けられ、刷掃するための面である刷掃面133aを有するブラシ133とを有し、軸体110の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続される。第1駆動機構150は、ブラシヘッド部130を回動させる。制御部140は、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定する。また、制御部140は、特定した位置関係に基づいて、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。
これにより、使用者が口腔内のブラシヘッド部130の位置(角度)を認識できなくても、制御部140によって、軸体110の軸方向に対するブラシヘッド部130の位置(角度)が調整され、歯面210と刷掃面133aとが所定の位置関係に保たれる。そのため、使用者がブラシヘッド部130の位置(角度)を変化させなくても、刷掃面133aの位置を歯面210に追従させることができる。よって、電動歯ブラシ100は、効果的に歯面210をブラッシングできる。
また、ブラシヘッド部130は、刷掃面133aと平行な方向、かつ、軸体110の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続される。
これにより、軸体110の軸方向に対する刷掃面133aの角度が傾斜するように、ブラシヘッド部130が回動できるため、使用者がブラシヘッド部130の位置(角度)を変化させなくても、刷掃面133aを歯1本ずつの丸みに沿うように当接させてブラッシングができる。よって、電動歯ブラシ100は、効果的に歯面210をブラッシングできる。
また、電動歯ブラシ100は、ブラシヘッド部130に設けられ、歯面210との距離を測定する複数のセンサ160a及び160bを備える。制御部140は、複数のセンサ160a及び160bのそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定する。
これにより、ブラシヘッド部130に設けられた複数のセンサ160a及び160bによって測定された距離に基づいて、歯面210と刷掃面133aとの位置関係が特定される。そのため、制御部140は、口腔内のブラシヘッド部130の絶対位置及び電動歯ブラシ100自体の姿勢等を特定しなくても、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定できる。よって、電動歯ブラシ100の構成を簡素化できる。
また、複数のセンサ160a及び160bは、それぞれ、刷掃面133aまでの距離よりも長い距離を測定可能な非接触式センサである。
これにより、刷掃面133aと歯面210とが離れた状態であっても、複数のセンサ160a及び160bは、歯面210との距離を測定できる。そのため、使用者が刷掃面133aを歯面210に当接させる前から、制御部140は、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるようにブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させることができる。よって、電動歯ブラシ100は、円滑にブラッシングをできる。
また、電動歯ブラシ100は、軸体110の軸方向にブラシヘッド部130を往復動作させる第2駆動機構180を備える。
これにより、電動歯ブラシ100は、刷掃面133aを歯面210に当接させるだけで、ブラシヘッド部130の往復動作によって歯面210を刷掃できる。
[1−4.変形例]
次に、実施の形態の変形例について説明する。本変形例に係る電動歯ブラシは、ブラシヘッド部130の代わりに、ブラシヘッド部130Aを備える。図7は、ブラシヘッド部130Aを、刷掃面133aの正面から見た場合の模式図である。ブラシヘッド部130Aは、センサ160a及び160bに加えて、センサ160cが設けられている点で、ブラシヘッド部130と相違する。つまり、本変形例に係る電動歯ブラシは、複数のセンサ160a、160b及び160cを備える。センサ160cは、例えば、センサ160a及び160bと同じ種類のセンサである。なお、本変形例において、複数のセンサの数は、3であるが、3に限られず、4以上であってもよい。
次に、実施の形態の変形例について説明する。本変形例に係る電動歯ブラシは、ブラシヘッド部130の代わりに、ブラシヘッド部130Aを備える。図7は、ブラシヘッド部130Aを、刷掃面133aの正面から見た場合の模式図である。ブラシヘッド部130Aは、センサ160a及び160bに加えて、センサ160cが設けられている点で、ブラシヘッド部130と相違する。つまり、本変形例に係る電動歯ブラシは、複数のセンサ160a、160b及び160cを備える。センサ160cは、例えば、センサ160a及び160bと同じ種類のセンサである。なお、本変形例において、複数のセンサの数は、3であるが、3に限られず、4以上であってもよい。
複数のセンサ160a、160b及び160cは、植毛面131aに設けられている。センサ160a及び160bは、実施の形態と同様の位置に配置される。センサ160cは、植毛面131aにおける回動軸体132の軸方向と垂直な方向の位置が、センサ160aとセンサ160bとの間になるように配置される。図示されている例では、センサ160cは、センサ160aとセンサ160bとの中点に位置する。また、センサ160aとセンサ160bとセンサ160cとは、植毛面131aの長手方向に沿って、中央位置L2に並んでいる。
図8は、ブラシヘッド部130Aの回動を説明するための模式図である。図8においては、ブラシヘッド部130Aの回動をわかりやすく図示するため、第1駆動機構150の図示は省略されている。図8の(a)には、ブラシヘッド部130Aの刷掃面133aが、歯間220に対面している状態が示されている。図8において、歯間220は、複数並んだ歯の歯面210の凹部である。図8の(b)には、制御部140がブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させ、ブラシヘッド部130Aの刷掃面133aが歯面210の接線に対して平行になっている状態が示されている。図8に示されるように、センサ160aから歯面210までの距離を距離Aとし、センサ160bから歯面210までの距離を距離Bとし、センサ160cからの歯面210までの距離を距離Cとする。
まず、図8の(a)に示される状態で、センサ160aは距離Aを計測し、センサ160bは距離Bを計測し、センサ160cは距離Cを計測する。制御部140は、センサ160a、160b及び160cによって計測された距離A、B及びCに基づいて、歯面210の凹凸、例えば、歯面210における歯間220を検出する。具体的には、距離Aと距離Bとが同じであり、距離Cが距離A及びBよりも長い。そのため、制御部140は、刷掃面133aが対面する歯面210において、センサ160a及び160bと対面する位置の歯面210よりも、センサ160cが対面する位置の歯面210が凹んでいることを特定する。
次に、制御部140は、特定した歯面210の凹凸に基づいて、ブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させる。具体的には、制御部140は、第1駆動機構150に、所定の角度分、例えば、刷掃面133aが歯間220と対面しなくなる角度分、軸体110に対するブラシヘッド部130Aの長手方向の角度を回動させる。その結果、図8の(b)で示されるような、刷掃面133aが歯間220と対面しない位置となる。これにより、歯間220と対面しているために、刷掃面133aが歯面210に適切に当接しない状態を避け、ブラシヘッド部130Aの位置の調整をやり直すことができる。この後、上述したステップS11からS15の動作によって、制御部140は、歯面210と刷掃面133aとを所定の位置関係になるように、ブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させる。
ブラシヘッド部130Aを回動させる動作について、さらに詳細に説明する。図9は、本変形例に係る電動歯ブラシの動作例を示すフローチャートである。
図9に示されるように、まず、使用者によってスイッチ200aがオンされ、制御部140による第1駆動機構150の動作の制御が開始されると、各センサ160a、160b及び160cは、歯面までの距離を測定する(S21)。ここでは、図8と同様に、センサ160aから歯面210までの距離を距離Aとし、センサ160bから歯面210までの距離を距離Bとし、センサ160cからの歯面210までの距離を距離Cとする。
次に、制御部140は、センサ160a、160b及び160cから、距離A、B及びCの情報を受け取り、距離Aが、距離Bよりも大きいか否かを判定する(S22)。距離Aが、距離Bよりも大きい場合(S22でYes)、制御部140は、距離Aが短くなる方向にブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させる(S23)。ステップS23の後、再びステップS21からの動作が行われる。
距離Aが、距離Bよりも大きくない場合(S22でNo)、制御部140は、距離Aが、距離Bよりも小さいか否かを判定する(S24)。距離Aが、距離Bよりも小さい場合(S24でYes)、制御部140は、距離Bが短くなる方向にブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させる(S25)。ステップS25の後、再びステップS21からの動作が行われる。ステップS22からステップS25までの動作は、上述のステップS12からステップS15までの動作と同様の動作である。
距離Aが、距離Bよりも小さくない場合(S24でNo)、制御部140は、距離Aが、距離Cよりも小さいか否かを判定する(S26)。なお、ステップS26において、制御部140は、距離Aが、所定の閾値以上、距離Cよりも小さいか否かを判定してもよい。所定の閾値は、例えば、使用者の歯の形状等に応じて設定される。
距離Aが、距離Cよりも小さい場合(S26でYes)、制御部140は、ブラシヘッド部130Aを所定の角度、第1駆動機構150に回動させる(S27)。例えば、制御部140は、刷掃面133aと対面している箇所が凹んでいると特定し、ブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に30°回動させる。回動させる角度は、30°に限らず、例えば、ステップS23及びS25よりも大きい角度に設定される等、ブラシヘッド部130Aの形状等を考慮し、あらかじめ設定される。また、回動させる方向はいずれの方向であってもよく、例えば、ブラシヘッド部130Aの長手方向が軸体110の軸方向に対して傾斜している場合には、傾斜を減らす方向に回動させてもよい。ステップS26の後、再びステップS21からの動作が行われる。
距離Aが、距離Cよりも小さくない場合(S27でNo)、制御部140は、距離Aと距離Bとが等しく、かつ、距離Cが距離A及びB以上であると判定する。この場合、制御部140は、刷掃面133aが、刷掃面133aと対面する歯面210の接線方向に対して平行、かつ、刷掃面133aと対面する歯面210が凸状又は平坦であると特定し、第1駆動機構150の動作の制御を終了する。このようなブラシヘッド部130Aを回動させる動作が、例えば一定時間ごとに繰り返される。また、ステップS26でNoの場合、再びステップS21からの動作が行われ、常時ブラシヘッド部130Aの回動が制御されていてもよい。
なお、ステップS26は、ステップS22の前であってもよい。この場合、距離Aが距離Cよりも短い場合に、ステップS27を実行してもよく、距離A及びBのいずれもが、距離Cよりも短い場合に、ステップS27を実行してもよい。
以上のように、本変形例に係る電動歯ブラシは、複数のセンサ160a、160b及び160cの数は、3以上である。制御部140は、複数のセンサ160a、160b及び160cのそれぞれによって測定された距離に基づいて、歯面210の凹凸を特定し、特定した歯面210の凹凸に基づいて、ブラシヘッド部130Aを第1駆動機構150に回動させる。
これにより、制御部140は、刷掃面133aに対面している歯面210の箇所が、歯間220のような凹部であるかどうか、又は、歯面210の丸みによる凸部であるかどうか等を特定できる。例えば、制御部140が、刷掃面133aと歯間220とが対面していると特定した場合には、ブラシヘッド部130Aを回動させることで刷掃面133aと歯間220とが対面している状態を解消できる。そのため、刷掃面133aと歯面210の凸部とが適切に当接していないような状態でブラッシングされることを避けることができる。
(その他の実施の形態)
以上、本開示に係る電動歯ブラシについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示に係る電動歯ブラシについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、ブラシヘッド部130は、刷掃面133aと平行な方向、かつ、軸体110の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続されていたが、これに限らない。ブラシヘッド部130は、上記以外の軸体110の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続されていてもよい。例えば、図10に示されるように、ブラシヘッド部130は、刷掃面133aと垂直な方向、かつ、軸体110の軸方向と直交する方向を回動の軸として回動可能に、軸体110の軸方向の他端側に接続されてもよい。図10に示される電動歯ブラシ100Aは、電動歯ブラシ100と比較して、ブラシヘッド部130が軸体110に軸支されている方向が異なる。回動軸体132の軸方向は、軸体110の軸方向に対して垂直である。電動歯ブラシ100Aは、軸体110の軸方向に対する刷掃面133aの角度が変化しないように、ブラシヘッド部130が回動する。この場合、例えば、制御部140は、刷掃面133aと歯面210とが対面しているかを特定し、刷掃面133aの全体が歯面210と対面するように、ブラシヘッド部130を第1駆動機構150に回動させる。
また、上記実施の形態では、電動歯ブラシ100は、第2駆動機構180を備えていたが、第2駆動機構180を備えていなくてもよい。つまり、電動歯ブラシ100は、ブラシヘッド部130が回動する電動歯ブラシであってもよい。
また、上記実施の形態では、電動歯ブラシ100は、距離を測定するセンサとして複数のセンサ160a及び160bを備えていたが、複数のセンサ160a及び160bを備えていなくてもよい。例えば、電動歯ブラシ100は、距離を測定するセンサの代わりに、少なくとも1つのイメージセンサを備えていてもよい。また、例えば、制御部140は、外部のイメージセンサ等によって得られる情報を受信し、歯面210と刷掃面133aとの位置関係を特定してもよい。
また、例えば、電動歯ブラシ100は、ブラシヘッド部130の回動を自動から手動に切り替え、回動量を手動で操作するための操作部を備えていてもよい。
また、上記実施の形態では、第1駆動機構150は、回転装置151の回転トルクを回動軸体132回りの回転トルクに変換する機構であったが、これに限らない。第1駆動機構は、カム機構、クランク機構又はリンク機構等を含む駆動機構であってもよい。
また、上記実施の形態では、ブラシヘッド部130は、ブラシ台131に固定された回動軸体132を介して、回動可能に軸体110と接続されていたが、これに限らない。例えば、ブラシヘッド部130及び軸体110のいずれもが回動可能に回動軸体132に接続されていてもよい。また、ブラシヘッド部130は、樹脂ヒンジを介して、軸体110と接続されていてもよい。また、ブラシヘッド部130は、屈曲可能な蛇腹部材で軸体110と接続されていてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示は、洗浄対象面に対して常に一定の角度を保つ装置に適用可能である。具体的には、本開示は、電動歯ブラシ、洗車機又は研磨機などに適用可能である。
100、100A 電動歯ブラシ
110 軸体
120 把持部
130、130A ブラシヘッド部
131 ブラシ台
131a 植毛面
132 回動軸体
133 ブラシ
133a 刷掃面
140 制御部
150 第1駆動機構
151 回転装置
152 トルク伝達ロッド
153 ウォームギア
154 ブラシ回動ギア
155 ロッド支持部
160a、160b、160c センサ
170 カバー
180 第2駆動機構
181 ストローク装置
182 ストローク部材
190 電池部
200a、200b スイッチ
210 歯面
220 歯間
110 軸体
120 把持部
130、130A ブラシヘッド部
131 ブラシ台
131a 植毛面
132 回動軸体
133 ブラシ
133a 刷掃面
140 制御部
150 第1駆動機構
151 回転装置
152 トルク伝達ロッド
153 ウォームギア
154 ブラシ回動ギア
155 ロッド支持部
160a、160b、160c センサ
170 カバー
180 第2駆動機構
181 ストローク装置
182 ストローク部材
190 電池部
200a、200b スイッチ
210 歯面
220 歯間
Claims (6)
- 歯面を刷掃する電動歯ブラシであって、
軸体と、
前記軸体の軸方向の一端側に接続される把持部と、
ブラシ台と、前記ブラシ台に設けられ、刷掃するための面である刷掃面を有するブラシとを有し、前記軸体の軸方向と交差する方向を回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続されるブラシヘッド部と、
前記ブラシヘッド部を前記回動の軸周りに回動させる第1駆動機構と、
前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて、前記歯面と前記刷掃面とを所定の位置関係になるように前記ブラシヘッド部を前記第1駆動機構に回動させる制御部と、
を備える、
電動歯ブラシ。 - 前記ブラシヘッド部は、前記刷掃面と平行な方向、かつ、前記軸体の軸方向と直交する方向を前記回動の軸として回動可能に、前記軸体の軸方向の他端側に接続される、
請求項1に記載の電動歯ブラシ。 - 前記電動歯ブラシは、
前記ブラシヘッド部に設けられ、前記歯面との距離を測定する複数のセンサを備え、
前記制御部は、前記複数のセンサのそれぞれによって測定された距離に基づいて、前記歯面と前記刷掃面との位置関係を特定する、
請求項1又は2に記載の電動歯ブラシ。 - 前記複数のセンサの数は、3以上であり、
前記制御部は、前記複数のセンサ部のそれぞれによって測定された距離に基づいて、前記歯面の凹凸を特定し、特定した前記歯面の凹凸に基づいて、前記ブラシヘッド部を前記第1駆動機構に回動させる、
請求項3に記載の電動歯ブラシ。 - 前記複数のセンサは、それぞれ、前記刷掃面までの距離よりも長い距離を測定可能な非接触式センサである、
請求項3又は4に記載の電動歯ブラシ。 - 前記電動歯ブラシは、前記軸体の軸方向に前記ブラシヘッド部を往復動作させる第2駆動機構を備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の電動歯ブラシ。
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