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技術 電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法

出願人 オムロンヘルスケア株式会社コルゲート・パーモリブ・カンパニー
発明者 吉田秀輝
出願日 2015年6月12日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2015-119562
公開日 2018年2月8日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 2018-019731
状態 特許登録済
技術分野 ブラシ製品及びその製法
主要キーワード 筐体外周面 汚れ検知処理 噴射経路 ブラシユニット ブラシ圧 検出信号レベル 汚れ量 汚れ検知
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

歯垢除去効果を高めることのできる電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法を提供する。

解決手段

電動歯ブラシ100は、本体部に装着されるブラシユニット20をブラシユニット20に設けられた複数のブラシ22の押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、ブラシユニット20を第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う制御部50と、ブラシユニット20から流体噴射する流体噴射部(孔部21、導水管27、バルブ28、ポンプ29)と、を備える。制御部50は、バルブ28及びポンプ29を制御して孔部21から流体を噴射させるとともに、ブラシユニット20から流体が噴射されている間は第一の駆動を行う。

概要

背景

高速振動するブラシを歯にあてることによって歯磨き(歯垢除去)を行うタイプの電動歯ブラシが知られている。このような電動歯ブラシでは、ブラシユニットを一方向だけでなく複数方向に振動させることで、効率的なブラッシングを実現するものが知られている(例えば特許文献1−3参照)。

また、電動歯ブラシでは、ブラシユニットに孔部を設け、この孔部から口内に水を噴射する機能を有するものも提案されている(例えば特許文献4、5参照)。

概要

歯垢除去効果を高めることのできる電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法を提供する。電動歯ブラシ100は、本体部に装着されるブラシユニット20をブラシユニット20に設けられた複数のブラシ22の押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、ブラシユニット20を第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う制御部50と、ブラシユニット20から流体を噴射する流体噴射部(孔部21、導水管27、バルブ28、ポンプ29)と、を備える。制御部50は、バルブ28及びポンプ29を制御して孔部21から流体を噴射させるとともに、ブラシユニット20から流体が噴射されている間は第一の駆動を行う。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、歯垢除去効果を高めることのできる電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う駆動部と、前記ブラシユニットから流体噴射する流体噴射部と、を備え、前記駆動部は、前記流体噴射部により流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行う電動歯ブラシ

請求項2

請求項1記載の電動歯ブラシであって、前記ブラシユニットから光を出射する光出射部と、前記光出射部から出射された光の反射光を検出する反射光検出部と、前記反射光検出部により検出された反射光に基づいて歯の汚れ量を検知する汚れ検知部と、前記反射光検出部により検出される反射光の光量に基づいて、前記流体の噴射タイミングを制御する流体噴射制御部と、を更に備える電動歯ブラシ。

請求項3

請求項2記載の電動歯ブラシであって、前記光出射部は、青色の光を出射し、前記反射光検出部は、前記反射光として赤色の光と緑色の光を個別に検出し、前記汚れ検知部は、前記赤色の光に基づいて歯の汚れ量を検知し、前記流体噴射制御部は、前記緑色の反射光の光量が第一の閾値以下となる状態が第二の閾値以上継続する第一の場合に、前記流体を噴射させる電動歯ブラシ。

請求項4

請求項3記載の電動歯ブラシであって、前記流体噴射制御部は、更に、前記赤色の反射光の光量が第三の閾値以下となる状態が第四の閾値以上の時間継続する第二の場合に前記流体を噴射させる電動歯ブラシ。

請求項5

請求項4記載の電動歯ブラシであって、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が前記第三の閾値を超える場合に、前記第一の場合及び前記第二の場合の各々における流体の噴射条件とは異なる噴射条件で流体を噴射させる電動歯ブラシ。

請求項6

請求項2記載の電動歯ブラシであって、前記光出射部は、青色の光を出射し、前記反射光検出部は、前記反射光として赤色の光を検出し、前記汚れ検知部は、前記赤色の光に基づいて歯の汚れ量を検知し、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が第三の閾値以下となる状態が第四の閾値以上の時間継続する第三の場合に前記流体を噴射させる電動歯ブラシ。

請求項7

請求項6記載の電動歯ブラシであって、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が前記第三の閾値を超える場合に、前記第三の場合における流体の噴射条件とは異なる噴射条件で流体を噴射させる電動歯ブラシ。

請求項8

電動歯ブラシの作動方法であって、前記電動歯ブラシの本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う駆動ステップと、前記ブラシユニットから流体を噴射させる流体噴射ステップと、を備え、前記駆動ステップでは、前記流体噴射ステップにより流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行う電動歯ブラシの作動方法。

技術分野

0001

本発明は、電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法に関する。

背景技術

0002

高速振動するブラシを歯にあてることによって歯磨き(歯垢除去)を行うタイプの電動歯ブラシが知られている。このような電動歯ブラシでは、ブラシユニットを一方向だけでなく複数方向に振動させることで、効率的なブラッシングを実現するものが知られている(例えば特許文献1−3参照)。

0003

また、電動歯ブラシでは、ブラシユニットに孔部を設け、この孔部から口内に水を噴射する機能を有するものも提案されている(例えば特許文献4、5参照)。

先行技術

0004

特開2009−28310号公報
特開2009−219756号公報
特開2009−240759号公報
特開2006−6570号公報
特開2002−238662号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献4,5に記載された電動歯ブラシは、歯に対し水を当てて、この水により歯垢の除去を補助するものである。例えば、水を高圧力で噴出させて歯に当てることで歯垢の除去を行うことを想定すると、水が圧力損失なく歯に当たることが好ましい。

0006

しかし、特許文献1〜3に記載された電動歯ブラシのように、ブラシユニットが複数方向に振動可能なものにおいては、ブラシユニットの振動方向によっては水の圧力損失が大きくなる場合があり、歯垢除去効果を十分に発揮できない場合がある。

0007

特許文献1〜3は、口内に水を噴射することのできる機能についての記載はなく、このような課題については考慮されていない。また、特許文献4,5は、ブラシヘッドを複数方向に振動させるものではなく、このような課題については考慮されていない。

0008

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、歯垢除去効果を高めることのできる電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の電動歯ブラシは、本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う駆動部と、前記ブラシユニットから流体を噴射する流体噴射部と、を備え、前記駆動部は、前記流体噴射部により流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行うものである。

0010

本発明の電動歯ブラシの作動方法は、電動歯ブラシの作動方法であって、前記電動歯ブラシの本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを選択的に行う駆動ステップと、前記ブラシユニットから流体を噴射させる流体噴射ステップと、を備え、前記駆動ステップでは、前記流体噴射ステップにより流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行うものである。

発明の効果

0011

本発明によれば、歯垢除去効果を高めることのできる電動歯ブラシ及び電動歯ブラシの作動方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施形態を説明するための電動歯ブラシ100をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。
図1に示す電動歯ブラシ100のA−A線の断面模式図である。
図1に示す電動歯ブラシの本体部の内部構成を示すブロック図である。
図1に示す電動歯ブラシ100の動作を説明するためのフローチャートである。
図1に示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ200をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。
図5に示す電動歯ブラシ200の動作を説明するためのフローチャートである。
図1示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ300をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。
図1示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ400をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。
図1示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ500をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

0014

図1は、本発明の一実施形態を説明するための電動歯ブラシ100をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。

0015

この電動歯ブラシ100は、内部にバッテリ電気制御系を含む把持部10、及び、把持部10に固定されたステム11を有する本体部と、ステム11に対して着脱可能なブラシユニット20と、を備える。

0016

ブラシユニット20は、複数のブラシ22と、液体噴射用の孔部21と、透明窓23と、を備える。各ブラシ22は、多数の毛を束ねたものである。

0017

孔部21は、ブラシ22で囲まれた領域に配置されている。孔部21の位置は一例であり、図1に示した位置には限定されない。孔部21は、ブラシ22が形成された面よりもブラシ22の伸びる方向に液体出射可能に配置されていればよい。

0018

透明窓23は、ブラシユニット20の筐体に設けられた孔部に透明樹脂や透明ガラス等の透光性部材を嵌め込んで形成されたものである。透明窓23は、ブラシユニット20の複数のブラシ22が形成される表面において、複数のブラシ22が形成された領域よりもブラシユニット20先端側に配置されている。透明窓23の位置は一例であり、図1に示した位置には限定されない。透明窓23は、ブラシ22が形成された面よりもブラシ22の伸びる方向に光を出射可能に配置されていればよい。

0019

図2は、図1に示す電動歯ブラシ100のA−A線の断面模式図である。

0020

ブラシユニット20は、中空部20aを有する先端部が閉じた筒状の筐体で構成されている。中空部20aにステム11が嵌合されることで、本体部にブラシユニット20が装着される。

0021

ステム11は、先端(把持部10側とは反対側の端部)が閉じた筒状の筐体で構成されている。ステム11は、内部の先端に形成された軸受12と、軸受12に一端が挿入された偏心軸13と、14と、基板15と、基板15に形成された発光素子24と、基板15に形成された受光素子25及び受光素子26(図1参照)と、筐体に設けられた透明窓23aと、導水管27と、を備える。

0022

把持部10は、ステム11内から伸びる導水管27と接続されたバルブ28と、バルブ28に接続されたポンプ29と、ポンプ29に接続されたタンク30と、タンク30に液体を注ぐための液体供給口31と、液体供給口31を閉じるためのキャップ32と、ステム11内の偏心軸13と連結されたモータMと、を備える。

0023

偏心軸13の他端は把持部10に内蔵されたモータMの回転軸に連結されている。モータMの回転軸が回転することで、偏心軸13が回転する。

0024

錘14は、軸受12の近傍において偏心軸13に固定されている。この錘14により、偏心軸13の重心は、その回転中心からずれている。なお、偏心軸13と軸受12の間には微小クリアランスが設けられている。

0025

モータMの回転軸の回転に伴って偏心軸13も回転するが、偏心軸13は錘14によって重心がずれているために、回転中心の回りに旋回するような運動を行う。よって、偏心軸13全体がたわみ、ステム11とこれに装着されたブラシユニット20とを高速に振動させることとなる。

0026

このように、偏心軸13の旋回運動によってブラシユニット20が振動される駆動原理の場合、ブラシユニット20はモータMの回転軸に垂直な面内(ブラシ22の押し当て方向に平行な面内)を2次元的に振動し得る。なお、ブラシ22の押し当て方向は、各ブラシ22の伸びる方向と一致する。

0027

電動歯ブラシ100は、振動部(ステム11及びブラシユニット20)全体が共振点(共振振動数)を有しており、モータMの回転速度を制御することで、ステム11及びブラシユニット20をブラシ22の押し当て方向に振動させる動作と、ステム11及びブラシユニット20を、モータMの回転軸に垂直な面内におけるブラシ22の押し当て方向と交差する方向に振動させる動作とを切り替えることが可能になっている。

0028

図2に示すように、ステム11の筐体において、ブラシユニット20の筐体の透明窓23と対向する部分には、透明窓23と略同じ大きさの透明窓23aが形成されている。透明窓23aは、ステム11の筐体に設けられた孔部に透明樹脂や透明ガラス等の透光性部材を嵌め込んで形成されたものである。図1に示した発光素子24と、受光素子25と、受光素子26とは、この透明窓23aと対向する位置の基板15上に配置されている。

0029

発光素子24は、LED(Light Emitted Diode)やレーザダイオード等で構成されている。発光素子24は、検出対象とする歯の汚れ(歯垢、歯石等)を検知するために必要な青色の波長域の光(以下、B光という)を出射するものが用いられる。発光素子24から出射されたB光は、透明窓23a及び透明窓23を通って、ブラシユニット20の外部に出射される。発光素子24と透明窓23aと透明窓23は、ブラシユニット20から光を出射する光出射部として機能する。

0030

受光素子25と受光素子26は、それぞれ、光を電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子で構成されている。

0031

受光素子25は、赤色の波長域の光(以下、R光という)を検出し、検出した光量に応じた信号を出力する光電変換素子により構成されている。受光素子25は、R光を透過するカラーフィルタ可視光感度を持つフォトダイオードを組み合わせたものや、R光だけを検出することのできるフォトダイオード等により構成される。

0032

受光素子26は、緑色の波長域の光(以下、G光という)を検出し、検出した光量に応じた信号を出力する光電変換素子により構成されている。受光素子26は、G光を透過するカラーフィルタと可視光に感度を持つフォトダイオードを組み合わせたものや、G光だけを検出することのできるフォトダイオード等により構成される。

0033

歯に付着する歯垢にB光が照射されると、この歯垢においてR光が励起される。つまり、B光の反射光としてR光が発生する。また、歯垢が付着していない歯の部分にB光が照射されると、この部分においてB光の反射成分に加えG光が励起される。つまり、B光の反射光の一部としてG光が発生する。

0034

受光素子25は、発光素子24から出射されたB光が歯垢で反射して得られるR光を検出するために設けられている。受光素子26は、発光素子24から出射されたB光が歯で反射して得られるG光を検出するために設けられている。

0035

受光素子25と受光素子26は、光照射部から出射されたB光の反射光を検出する反射光検出部として機能する。

0036

基板15は、発光素子24と受光素子25と受光素子26とに電気的に接続された配線が形成されるものであり、例えばフレキシブル基板が用いられる。基板15は把持部10内部にまで延びており、基板15に形成された配線は、把持部10に内蔵される後述する制御部50と電気的に接続される。

0037

タンク30は、液体供給口31から投入された液体を溜める。液体は、例えば水や口内洗浄液等である。

0038

ポンプ29は、タンク30に溜められた液体を吸い上げてバルブ28に供給する。

0039

バルブ28は、ステム11内から伸びた導水管27の基端に連結されており、導水管27に供給する液体の供給量及び供給圧力と、導水管27への液体の供給タイミングと、を制御する。

0040

導水管27は、液体を通すことのできる管状の部材で構成される。ステム11の筐体のうち、ブラシユニット20の孔部21と対向する部分には、孔部21aが設けられている。導水管27の先端は、この孔部21aに嵌め込まれている。この構成により、導水管27の先端から噴射された液体は、ブラシユニット20の孔部21を通って、ブラシユニット20の外部に噴射される。

0041

ポンプ29とバルブ28と導水管27と孔部21aと孔部21は、ブラシユニット20から流体を噴射する流体噴射部として機能する。孔部21の断面形状を変化させることで、ブラシユニット20から噴射させる液体の噴射方向を変えることができる。この噴射方向は、ブラシ22の押し当て方向とのなす角度が90度未満となる方向にするのが好ましく、ブラシ22の押し当て方向(ブラシ22の伸びる方向)と同じであることが特に好ましい。

0042

図3は、図1に示す電動歯ブラシ100の本体部の電気的構成を示すブロック図である。

0043

電動歯ブラシ100の本体部は、モータMと、報知部60と、制御部50と、ポンプ29と、バルブ28と、を備える。

0044

制御部50は、モータMを制御することで、ブラシユニット20をブラシ22の押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、ブラシユニット20を、第一の方向とは異なる第二の方向(ここでは、モータMの回転軸に垂直な面内においてブラシ22の押し当て方向と交差する方向)に振動させる第二の駆動とを選択的に行う。制御部50は、第一の駆動と第二の駆動の切り替えを、モータMの回転軸の回転速度を変更することにより行う。

0045

なお、第二の方向が、第一の方向に垂直な面内における任意の方向(例えばモータMの回転軸の伸びる方向)となるように、制御部50がブラシユニット20を振動させる構成としてもよい。

0046

制御部50は、例えば、第一の駆動と第二の駆動を交互に行う。このように、ブラシユニット20の振動方向を自動的に切り替えることで、ブラシ22の毛先施療部に対して様々な角度から当たるため、単一方向の刷掃に比べてより優れた歯垢除去効果を得ることができる。なお、制御部50によるステム11の駆動方法は特に限定されない。例えば、制御部50は、第一の駆動のみを行ったり、第二の駆動のみを行ったりしてもよい。

0047

制御部50は、基板15を介して発光素子24を駆動し、発光素子24からB光を発光させる制御を行う。

0048

制御部50は、受光素子25により検出された反射光に基づいて、歯に付着している歯垢及び歯石等の歯の汚れ量を検知する汚れ検知処理を行う。汚れ検知処理は、受光素子25で検出されるR光の光量(検出信号レベル)に基づいて周知の方法により行う。制御部50は、汚れ検知部として機能する。

0049

制御部50は、受光素子25により検出されるR光の光量と受光素子26により検出されるG光の光量とに基づいて、バルブ28及びポンプ29を制御することで、孔部21から噴射させる液体の噴射タイミングや、液体の噴射量及び噴射圧を制御する。制御部50は、流体噴射制御部として機能する。

0050

報知部60は、スピーカーやLED(Light Emitting Diode)等のデバイスを用いて、電動歯ブラシ100の使用者に報知を行う。報知部60は、制御部50からの指令にしたがって、音を鳴らしたり、LEDを光らせたりして、使用者に報知を行う。

0051

報知する内容は、制御部50で演算された歯の汚れ量としている。例えば、報知部60は、汚れ量が非常に少ない状態であればLEDを緑色に光らせ、汚れ量が多い状態であればLEDを赤色に光らせる等して歯の汚れ量を報知し、効果的な歯磨きを支援する。

0052

以上のように構成された電動歯ブラシ100の動作を説明する。

0053

図4は、図1に示す電動歯ブラシ100の動作を説明するためのフローチャートである。

0054

電動歯ブラシ100の電源オンされてブラッシング開始操作がなされると、制御部50は、第一の駆動と第二の駆動を交互に行う制御を開始する。これにより、歯に押し当てられたブラシユニット20は、第一の方向への振動と第二の方向への振動とを交互に繰り返し、歯に付着した歯垢がブラシ22により除去される。

0055

制御部50は、第一の駆動と第二の駆動を交互に行っている間、所定タイミングで発光素子24を発光させる。発光素子24から発せられたB光は透明窓23からブラシユニット20外部に出射される(ステップS10)。制御部50は、この発光素子24の発光直後に、受光素子25及び受光素子26の検出信号を取得する。

0056

制御部50は、受光素子26で検出されたG光の光量(受光素子26の検出信号レベル)が第一の閾値TH1以下であるか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11の判定がYESのとき、制御部50は、G光非検出カウンタ初期値のゼロから1つカウントアップし、カウント値に対し現在時刻対応付けて記憶する(ステップS12)。

0057

ステップS12の後、制御部50は、G光非検出カウンタの最新カウント値に対応付けて記憶されている時刻と、G光非検出カウンタのカウント値“1”に対応付けて記憶されている時刻との差である経過時間(G光の検出がなされていない状態の継続時間同義)を求め、この経過時間が第二の閾値TH2以上であるか否かを判定する(ステップS13)。

0058

ステップS13の判定がYESのとき、制御部50は、バルブ28とポンプ29を制御して、第一の供給量及び第一の圧力(第一の条件)で、タンク30内の液体を導水管27に供給し、導水管27の先端から液体を噴射させる(ステップS14)。

0059

ステップS13の判定がYESとなるのは、歯に練歯磨剤等の光を遮る物質が付着している状態と想定できる。このため、ステップS14の処理を行うことで、ブラシユニット20から噴射される液体により、歯に付着している物質をとり除くことができる。

0060

ステップS14の後、制御部50は、G光非検出カウンタをリセットする(カウント値を初期値のゼロに戻す)と共に、G光非検出カウンタのカウント値に対応付けて記憶されている時刻を消去する(ステップS15)。ステップS15の後は、ステップS10に処理が戻り、予め決められたタイミングで再びB光が出射される。

0061

ステップS11の判定がNOのとき、制御部50は、G光非検出カウンタをリセットすると共に、G光非検出カウンタのカウント値に対応付けて記憶されている時刻を消去する(ステップS16)。そして、制御部50は、受光素子25で検出されたR光の光量(受光素子25の検出信号レベル)が第三の閾値TH3以下であるか否かを判定する(ステップS17)。なお、ステップS13の判定がNOのときも、制御部50はステップS17の処理を行う。

0062

ステップS17の判定がYESのとき、制御部50は、R光非検出カウンタを初期値のゼロから1つカウントアップし、カウント値に対し現在時刻を対応付けて記憶する(ステップS18)。

0063

ステップS18の後、制御部50は、R光非検出カウンタの最新カウント値に対応付けて記憶されている時刻と、R光非検出カウンタのカウント値“1”に対応付けて記憶されている時刻との差である経過時間(R光の検出がなされていない状態の継続時間と同義)を求め、この経過時間が第四の閾値TH4以上であるか否かを判定する(ステップS19)。

0064

ステップS19の判定がYESのとき、制御部50は、バルブ28とポンプ29を制御して、第一の供給量及び第一の圧力(第一の条件)で、タンク30内の液体を導水管27に供給し、導水管27の先端から液体を噴射させる(ステップS20)。

0065

ステップS19の判定がYESとなるのは、歯が練歯磨剤等によって隠れておらずかつ歯の汚れがほとんどない第一の状態と、歯の表面は少し見えてはいるが、歯垢や歯石の付着している部分には練歯磨剤等の光を遮る物質が付着している第二の状態と、受光素子25が練歯磨剤等によって覆われている第三の状態と、のいずれかの状態のときと想定される。

0066

第二の状態と第三の状態では、歯の汚れ検知の機能を発揮することができない。このため、ステップS19の判定がYESの場合に、ステップS20の処理が行われることで、歯に付着している物質をとり除いて、歯垢や歯石があった場合には、歯垢や歯石を露出させることができる。また、受光素子25に付着している物質をとり除いて、R光の検出を良好に行うことができる。

0067

ステップS20の後、制御部50は、R光非検出カウンタをリセットする(カウント値を初期値のゼロに戻す)と共に、R光非検出カウンタのカウント値に対応付けて記憶されている時刻を消去する(ステップS21)。ステップS21の後は、ステップS10に処理が戻り、予め決められたタイミングで再びB光が出射される。

0068

ステップS17の判定がNOのとき、制御部50は、R光非検出カウンタをリセットする(カウント値を初期値のゼロに戻す)と共に、R光非検出カウンタのカウント値に対応付けて記憶されている時刻を消去する(ステップS22)。その後、制御部50は、受光素子25の検出信号に基づいて歯の汚れ量を算出し、算出した汚れ量を報知部60から報知する(ステップS23)。

0069

ステップS23の後、制御部50は、バルブ28とポンプ29を制御して、第一の供給量よりも少ない第二の供給量、及び、第一の圧力よりも低い第二の圧力(第二の条件)で、タンク30内の液体を導水管27に供給し、導水管27の先端から液体を噴射させる(ステップS24)。ステップS24の後は、ステップS10に処理が戻り、予め決められたタイミングで再びB光が出射される。

0070

以上のように、電動歯ブラシ100では、ステップS13の判定がYESになったタイミング、すなわち、受光素子26で検出されるG光の光量が閾値TH1以下となる状態が閾値TH2の時間以上継続した場合に、第一の条件で孔部21から液体が噴射される。

0071

このため、複数のブラシ22が当てられている歯が練歯磨剤等の物質で覆われている状態であっても、この物質を液体の勢いによって除去することができる。したがって、歯に付着している歯垢や歯石を露出させることができ、歯の汚れ量の検知を行うことが可能となる。

0072

また、電動歯ブラシ100では、ステップS19の判定がYESになったタイミング、すなわち、受光素子25で検出されるR光の光量が閾値TH3以下となる状態が閾値TH4の時間以上継続した場合に、第一の条件で孔部21から液体が噴射される。

0073

このため、歯垢や歯石が練歯磨剤等の物質で覆われている状態であっても、この物質を液体の勢いによって除去することができる。したがって、歯垢や歯石を露出させることができ、歯の汚れ量の検知を行うことが可能となる。また、受光素子25が該物質により覆われている状態であっても、孔部21から噴射される液体によって、該物質を除去することができ、歯の汚れの検知を行うことが可能となる。

0074

また、電動歯ブラシ100では、R光の光量が閾値TH3を超えた場合にも、孔部21から液体が噴射されるため、噴射される液体の勢いによって歯垢を除去することができ、ブラシ22によるブラッシングと併せることで、歯垢除去効果を高めることができる。

0075

また、ステップS17の判定がNOになるときは、G光の光量が閾値TH1以下になっている場合もあり、歯が練歯磨剤等で隠れていたり、受光素子26上に練歯磨剤等が付着していたりする可能性がある。ステップS24の処理があることで、歯に付着した練歯磨剤等を除去することができ、より汚れ検知がしやすくなる。

0076

なお、図4で説明した閾値TH2と閾値TH4の関係は、閾値TH2<閾値TH4とすることが好ましい。

0077

R光の光量が閾値TH3以下となる状態は、ブラッシングの結果、歯垢がなくなった状態を含む。このため、R光の光量が閾値TH3以下となる状態が短い時間継続したときに液体の噴射を行ってしまうと、歯に歯垢がほとんど付着していない状態やブラッシングが進んで歯垢が十分に減ってきた状態において、液体の噴射が頻繁に行われることになる。このため、閾値TH4については閾値TH2よりも大きな値にしておくのが好ましい。

0078

一方、G光の光量が閾値TH1以下となる状態は、ブラッシング部位に練歯磨剤等が付着している状態を含む。このため、この状態を長く放置すると、いつまでたっても歯垢の検知ができなくなる。したがって、閾値TH2については閾値TH4よりも小さな値にしておくのが好ましい。

0079

ステップS14及びステップS20における液体噴射の目的は、歯や受光素子に付着している光を遮る物質を除去することである。一方、ステップS24における液体噴射の目的は、歯に付着している歯垢を除去することである。

0080

このように、ステップS14及びステップS20における液体噴射と、ステップS24における液体噴射とは、目的が異なるため、それぞれの液体噴射における液体の噴射条件は上述したように異なるものとしておくのがよいが、両方の液体噴射を同じ条件で行ってもよい。

0081

練歯磨剤等を除去するためには、ある程度の液体量及び圧力が必要となるため、図4で説明したように、ステップS14及びステップS20における液体噴射とステップS24における液体噴射とで異なる条件を設定するのがよい。ただし、練歯磨剤等の除去は歯磨きとは直接関係のない動作になる。このため、ステップS14及びステップS20において、ステップS24のときよりも多い液体量及び高い圧力で液体噴射を行うと、利用者に違和感を与える可能性がある。

0082

こういった違和感を減らすためには、図4において、ステップS14及びステップS20における液体噴射は第二の条件にしたがって行い、ステップS24における液体噴射は第一の条件にしたがって行うのがよい。

0083

なお、第二の条件は、第一の条件に対して液体の供給量だけを小さくした条件、または、第一の条件に対して圧力だけを低くした条件、としてもよい。

0084

ステップS24の処理では、ステップS23において歯の汚れが検知されているため、検知された汚れの程度に応じて、液体の噴射条件を決めてもよい。例えば、汚れが多いほど、液体の供給量を多くしかつ液体の圧力を高くする。これにより、汚れを効率的に減らすことができる。

0085

また、歯垢の除去自体は、振動する複数のブラシ22によって行われているため、図4のステップS24の処理は省略してもよい。

0086

図4に示したステップS14、ステップS20、及びステップS24の各々の処理では、孔部21から液体が噴射される。この液体の噴射方向は、ブラシユニット20の歯に対する押し当て方向(第一の方向)と略一致する。したがって、孔部21から液体が噴射されているときに第二の方向にブラシユニット20が振動していると、ブラシ22の倒れこみによって、液体の噴射経路がブラシ22によって遮られる可能性がある。この結果、噴射される液体の圧力損失が発生し、練歯磨剤等の除去や歯垢の除去の効果が弱まる可能性がある。

0087

そこで、制御部50は、ステップS14、ステップS20、及びステップS24の各々の処理を行うときには、第一の駆動のみを行うことが好ましい。このようにすることで、孔部21から液体が噴射されているときには、その液体の噴射経路をブラシ22が遮る可能性を減らすことができる。このため、練歯磨剤等の除去や歯垢の除去の効果が弱まる可能性を減らすことができる。ステップS14、ステップS20、及びステップS24の各々の処理以外のときには、制御部50は、第一の駆動のみを行ったり、第二の駆動のみを行ったり、第一の駆動と第二の駆動を組み合わせて行ったりすればよい。

0088

また、図1〜3では、偏心軸13と錘14により、振動部を第一の方向と第二の方向に振動させることを可能しているが、これに限らず、第一の方向と第二の方向にステム11及びブラシユニット20を一体的に振動させることのできる構造であればよい。例えば、音波振動により第一の方向と第二の方向にブラシユニット20を振動させるものであってもよい。

0089

図5は、図1に示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ200をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。電動歯ブラシ200は、受光素子26を削除した点を除いては、電動歯ブラシ100と同じ構成である。

0090

図6は、図5に示す電動歯ブラシ200の動作を説明するためのフローチャートである。図6において図4で説明したのと同じ処理には同一符号を付してある。電動歯ブラシ200の制御部50は、ステップS10においてB光を出射させた後は、図4で説明したステップS17以降の処理を行う。

0091

以上のように、受光素子26がない構成でも、受光素子25で検出されるR光の光量が閾値TH3以下となる状態が閾値TH4の時間以上継続した場合に孔部21から液体を噴射することで、歯の汚れ量の検知を行えない状態を減らすことができる。

0092

なお、図1の電動歯ブラシ100では、R光の光量に関わらずに、G光の光量が閾値TH1以下となる状態が閾値TH2の時間以上継続した場合にも孔部21から液体が噴射される。このように、R光だけでなくG光の光量についてもモニタし、その光量の大きさに基づいて液体の噴射タイミングを制御することは、R光のモニタだけでは判断できない歯の状態を検出するのに有効である。

0093

図7は、図1示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ300をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。電動歯ブラシ300は、孔部21の位置が異なる点を除いては、電動歯ブラシ100と同じ構成である。

0094

電動歯ブラシ300のブラシユニット20には2つの孔部21が設けられている。この2つの孔部21は、複数のブラシ22が形成された領域を挟んで配置されている。この構成によれば、電動歯ブラシ100と比較してブラシ22の数を増やすことができる。

0095

電動歯ブラシ100,300では、B光の反射光であるR光を検出する反射光検出部として受光素子25を用い、B光の反射光であるG光を検出する反射光検出部として受光素子26を用いるものとした。受光素子25と受光素子26の代わりに、R光を検出する光電変換素子と、G光を検出する光電変換素子とが2次元状(例えば千鳥格子状)に配置された撮像素子を、B光の反射光を検出する反射光検出部として用いてもよい。

0096

この撮像素子を用いる場合は、R光(G光)を検出する光電変換素子群出力信号の内、最小検出レベル以上となっている出力信号の総数を、R光(G光)の光量として扱えばよい。または、R光(G光)を検出する光電変換素子群の出力信号の内、最小検出レベル以上となっている出力信号の積算値をR光(G光)の光量として扱えばよい。

0097

図8は、図1に示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ400をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。

0098

電動歯ブラシ400は、ステム11における発光素子24及び受光素子25の位置と、発光素子24及び受光素子25に対向してブラシユニット20の筐体に形成される透明窓23の位置とが異なる点を除いては、電動歯ブラシ200と同じ構成である。

0099

電動歯ブラシ400のステム11に内蔵される発光素子24と受光素子25は、ブラシ押し当て方向からみて、孔部21を挟んで配置されている。そして、発光素子24と受光素子25の各々に対向するブラシユニット20の筐体に透明窓23が形成されている。

0100

電動歯ブラシ400の動作は、電動歯ブラシ200と同じである。電動歯ブラシ400によれば、受光素子25及び発光素子24に対向する透明窓23が孔部21の近くにあるため、孔部21から噴射される液体によって透明窓23に付着する物質を効果的に除去することができる。

0101

電動歯ブラシ100〜400では、光出射部に含まれる発光素子と反射光検出部をステム11に設けているが、発光素子と反射光検出部はブラシユニット20の筐体外周面(ブラシ22が形成される面と同一面)に設けてあってもよい。この場合は発光素子が光出射部として機能する。電動歯ブラシ100〜400の構成によれば、消耗品であるブラシユニット20の製造コストを極力抑えることができる。

0102

ここまでは、孔部21から液体を噴射させる構成を説明したが、液体の代わりに孔部21から空気等の気体を噴射させる構成としてもよい。

0103

電動歯ブラシ100〜400では、タンク30に液体が入っていなければ、孔部21からは空気を噴射させることができる。このように、電動歯ブラシ100〜400は、孔部21から液体と気体とを含む流体が噴射される構成であればよい。歯垢除去や練歯磨剤の除去に特に有効なのは、流体として液体を利用する場合である。

0104

図9は、図1に示す電動歯ブラシ100の変形例である電動歯ブラシ500をブラシ押し当て方向からみた概略構成を示す平面図である。電動歯ブラシ500は、透明窓23、透明窓23a、発光素子24、受光素子25、受光素子26、及び基板15、を削除した点を除いては、電動歯ブラシ100と同じ構成である。

0105

電動歯ブラシ500では、孔部21からの流体の噴射を、口内にある歯垢や食べ物カスの除去のために行う。電動歯ブラシ500の制御部50は、予め決められたタイミング、又は、電動歯ブラシ500の利用者によって指示されたタイミングで、バルブ28及びポンプ29を制御して、孔部21から流体を噴射させる制御を行う。電動歯ブラシ500の制御部50は、電動歯ブラシ100の制御部50と同様にモータMを制御してブラシユニット20を駆動する。

0106

以下、電動歯ブラシ500の動作を説明する。

0107

電動歯ブラシ500の電源がオンされてブラッシング開始操作がなされると、電動歯ブラシ500の制御部50は、第一の駆動と第二の駆動を交互に行う制御を開始する。これにより、歯に押し当てられたブラシユニット20は、第一の方向への振動と第二の方向への振動とを交互に繰り返し、歯に付着した歯垢がブラシ22により除去される。

0108

電動歯ブラシ500の制御部50は、ブラッシング開始後、予め決められたタイミングになると、又は、電動歯ブラシ500の利用者によって流体噴射の指示がなされると、第一の駆動と第二の駆動を交互に行う駆動を一時停止し、第一の駆動のみを行う。また、制御部50は、バルブ28とポンプ29を制御して、所定の供給量及び所定の圧力で、タンク30内の液体又は気体を導水管27に供給し、導水管27の先端から流体を噴射させる。

0109

電動歯ブラシ500の制御部50は、流体の噴射が終了すると、モータMを制御して、第一の駆動と第二の駆動を交互に行う制御を再開する。以降、上記の予め決められたタイミング、又は、利用者から流体噴射指示がなされたタイミングで、制御部50は同様の動作を行う。

0110

以上のように、電動歯ブラシ500によれば、孔部21から流体が噴射されているときは第一の駆動のみが行われるため、前述したように、流体の圧力損失を最小限にすることができ、歯垢等の除去効果を高めることができる。一方、孔部21から流体が噴射されていないときは、第一の駆動と第二の駆動が交互に行われるため、歯垢を効率的に除去することができる。

0111

なお、孔部21から流体が噴射されていないときは、制御部50が、第一の駆動のみを行ったり、第二の駆動のみを行ったりしてもよい。例えば、ブラシ圧を検出できるようにしておき、制御部50が、ブラシ圧が高いときは第二の駆動を行い、ブラシ圧が低いときは第一の駆動を行ってもよい。

0112

または、電動歯ブラシ500の姿勢を検出できるようにしておき、制御部50が、検出された姿勢に応じて、第一の駆動だけを行うのか、第二の駆動だけを行うのか、第一の駆動と第二の駆動を組み合わせて行うのか、を選択してもよい。

0113

本実施形態の制御部50が行う各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、当該プログラムをコンピュータが読取可能な一時的でない(non−transitory)記録媒体に記録される。

0114

このような「コンピュータ読取可能な記録媒体」は、たとえば、CD−ROM(Compact Disc−ROM)等の光学媒体や、メモリカード等の磁気記録媒体等を含む。また、このようなプログラムを、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。

0115

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0116

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

0117

開示された電動歯ブラシは、本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを行う駆動部と、前記ブラシユニットから流体を噴射する流体噴射部と、を備え、前記駆動部は、前記流体噴射部により流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行うものである。

0118

開示された電動歯ブラシは、前記ブラシユニットから光を出射する光出射部と、前記光出射部から出射された光の反射光を検出する反射光検出部と、前記反射光検出部により検出された反射光に基づいて歯の汚れ量を検知する汚れ検知部と、前記反射光検出部により検出される反射光の光量に基づいて、前記流体の噴射タイミングを制御する流体噴射制御部と、を更に備えるものである。

0119

開示された電動歯ブラシは、前記光出射部は、青色の光を出射し、前記反射光検出部は、前記反射光として赤色の光と緑色の光を個別に検出し、前記汚れ検知部は、前記赤色の光に基づいて歯の汚れ量を検知し、前記流体噴射制御部は、前記緑色の反射光の光量が第一の閾値以下となる状態が第二の閾値以上継続する第一の場合に、前記流体を噴射させるものである。

0120

開示された電動歯ブラシは、前記流体噴射制御部は、更に、前記赤色の反射光の光量が第三の閾値以下となる状態が第四の閾値以上の時間継続する第二の場合に前記流体を噴射させるものである。

0121

開示された電動歯ブラシは、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が前記第三の閾値を超える場合に、前記第一の場合及び前記第二の場合の各々における流体の噴射条件とは異なる噴射条件で流体を噴射させるものである。

0122

開示された電動歯ブラシは、前記光出射部は、青色の光を出射し、前記反射光検出部は、前記反射光として赤色の光を検出し、前記汚れ検知部は、前記赤色の光に基づいて歯の汚れ量を検知し、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が第三の閾値以下となる状態が第四の閾値以上の時間継続する第三の場合に前記流体を噴射させるものである。

0123

開示された電動歯ブラシは、前記流体噴射制御部は、前記赤色の反射光の光量が前記第三の閾値を超える場合に、前記第三の場合における流体の噴射条件とは異なる噴射条件で流体を噴射させるものである。

0124

開示された電動歯ブラシの作動方法は、電動歯ブラシの作動方法であって、前記電動歯ブラシの本体部に装着されるブラシユニットを前記ブラシユニットに設けられた複数のブラシの押し当て方向である第一の方向に振動させる第一の駆動と、前記ブラシユニットを前記第一の方向と異なる第二の方向に振動させる第二の駆動とを行う駆動ステップと、前記ブラシユニットから流体を噴射させる流体噴射ステップと、を備え、前記駆動ステップでは、前記流体噴射ステップにより流体が噴射されている間は前記第一の駆動を行うものである。

0125

本発明は、特に家庭用の電動歯ブラシに適用して利便性が高く、有効である。

0126

100電動歯ブラシ
10把持部
11ステム
13偏心軸
14錘
15基板
20ブラシユニット
21 孔部
22ブラシ
23,23a透明窓
24発光素子
25,26受光素子
27導水管
28バルブ
50 制御部
M モータ

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