特許 7373799 電動歯ブラシ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】電動歯ブラシ

(51)【国際特許分類】

   A61C 17/22 20060101AFI20231027BHJP

   A46B 15/00 20060101ALI20231027BHJP

   A61C 17/34 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

A61C17/22 B

A46B15/00 K

A61C17/34 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020019447

(22)【出願日】2020-02-07

(65)【公開番号】P2021122611

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-05-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】二之宮 侑樹

(72)【発明者】

【氏名】布村 真人

(72)【発明者】

【氏名】筒井 真美

(72)【発明者】

【氏名】篠田 浩輝

【審査官】粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８５４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１０４４４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－００６３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９４１８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ １７／２２－１７／４０

Ａ４６Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの歯を磨くための電動歯ブラシであって、
前記ユーザにより把持されるハンドル部と、
前記ハンドル部に対して回転可能に連結され、前記ハンドル部から所定の軸線に沿って延びるブラシヘッド部と、
前記ブラシヘッド部に植設されたブラシと、
前記ハンドル部に配置され、前記ブラシを刷掃動作させる第１の駆動部と、
前記ハンドル部に配置され、前記ハンドル部に対して前記ブラシヘッド部を前記所定の軸線周りに回転させる第２の駆動部と、
鉛直方向に対する前記歯の歯軸の角度である歯軸角度を検出する歯軸検出部と、
前記歯軸検出部の検出結果に基づいて、前記歯軸に対する前記ブラシの角度であるブラシ角度が予め定められた角度となるように、前記第２の駆動部を制御する制御部と、
前記ブラシヘッド部に配置された第１の距離センサ及び第２の距離センサと、を備え、
前記第１の距離センサは、当該第１の距離センサと前記歯との間の第１の距離を検出し、
前記第２の距離センサは、当該第２の距離センサと前記歯との間の第２の距離を検出し、
前記歯軸検出部は、前記第１の距離センサにより検出された前記第１の距離と、前記第２の距離センサにより検出された前記第２の距離との和が第１の閾値未満である場合に、前記ブラシが前記歯に接触していると判定し、且つ、前記第１の距離に対する前記第２の距離の比と、第２の閾値と、を比較した結果に基づいて、前記歯軸角度を検出する
電動歯ブラシ。

【請求項2】

ユーザの歯を磨くための電動歯ブラシであって、
前記ユーザにより把持されるハンドル部と、
前記ハンドル部に対して回転可能に連結され、前記ハンドル部から所定の軸線に沿って延びるブラシヘッド部と、
前記ブラシヘッド部に植設されたブラシと、
前記ハンドル部に配置され、前記ブラシを刷掃動作させる第１の駆動部と、
前記ハンドル部に配置され、前記ハンドル部に対して前記ブラシヘッド部を前記所定の軸線周りに回転させる第２の駆動部と、
鉛直方向に対する前記歯の歯軸の角度である歯軸角度を検出する歯軸検出部と、
前記歯軸検出部の検出結果に基づいて、前記歯軸に対する前記ブラシの角度であるブラシ角度が予め定められた角度となるように、前記第２の駆動部を制御する制御部と、
前記ブラシヘッド部に配置された第１の距離センサ及び第２の距離センサと、を備え、
前記第１の距離センサは、当該第１の距離センサと前記歯との間の距離を検出し、
前記第２の距離センサは、当該第２の距離センサと前記歯との間の距離を検出し、
前記第１の距離センサ及び前記第２の距離センサは、前記所定の軸線に対して略対称な位置に配置されており、
前記歯軸検出部は、前記第１の距離センサ及び前記第２の距離センサの各々により検出された距離に基づいて、前記歯軸角度を検出する
電動歯ブラシ。

【請求項3】

ユーザの歯を磨くための電動歯ブラシであって、
前記ユーザにより把持されるハンドル部と、
前記ハンドル部に対して回転可能に連結され、前記ハンドル部から所定の軸線に沿って延びるブラシヘッド部と、
前記ブラシヘッド部に植設されたブラシと、
前記ハンドル部に配置され、前記ブラシを刷掃動作させる第１の駆動部と、
前記ハンドル部に配置され、前記ハンドル部に対して前記ブラシヘッド部を前記所定の軸線周りに回転させる第２の駆動部と、
鉛直方向に対する前記歯の歯軸の角度である歯軸角度を検出する歯軸検出部と、
前記歯軸検出部の検出結果に基づいて、前記歯軸に対する前記ブラシの角度であるブラシ角度が予め定められた角度となるように、前記第２の駆動部を制御する制御部と、
前記ブラシヘッド部に配置され、前記歯及び歯茎の画像を撮像する画像センサと、を備え、
前記画像は、前記歯を示す第１の領域と、前記歯茎を示す第２の領域と、を含み、
前記歯軸検出部は、前記第１の領域に対する前記第２の領域の比と、第３の閾値と、を比較した結果に基づいて、前記歯軸角度を検出する
電動歯ブラシ。

【請求項4】

前記電動歯ブラシは、さらに、前記ブラシヘッド部に配置され、前記ユーザの口腔内を照明するための光源を備える
請求項３に記載の電動歯ブラシ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザの歯を磨くための電動歯ブラシに関する。

【背景技術】

【0002】

高速で振動するブラシを歯に当てることにより歯磨きを行うための電動歯ブラシが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電動歯ブラシは、ハンドル部と、ハンドル部から延びるブラシヘッド部と、ハンドル部に対してブラシヘッド部を回転させるアクチュエータと、ハンドル部の姿勢を検出する加速度センサと、検出したハンドル部の姿勢に基づいてアクチュエータを制御する制御部とを備える。

【0003】

この電動歯ブラシでは、ハンドル部の姿勢に応じてブラシが最適な角度で歯に当たるように、ブラシヘッド部がハンドル部に対して自動的に回転する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２８５４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した従来の電動歯ブラシでは、例えば歯磨きの最中にユーザの頭が傾いた場合には、ブラシと歯との相対的な位置関係が変化するため、ブラシが最適な角度で歯に当たらなくなるおそれがある。そのため、歯磨きの刷掃効果が低下するという課題が生じる。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、歯磨きの刷掃効果を高めることができる電動歯ブラシ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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動歯ブラシは、ユーザの歯を磨くための電動歯ブラシであって、前記ユーザにより把持されるハンドル部と、前記ハンドル部に対して回転可能に連結され、前記ハンドル部から所定の軸線に沿って延びるブラシヘッド部と、前記ブラシヘッド部に植設されたブラシと、前記ハンドル部に配置され、前記ブラシを刷掃動作させる第１の駆動部と、前記ハンドル部に配置され、前記ハンドル部に対して前記ブラシヘッド部を前記所定の軸線周りに回転させる第２の駆動部と、前記歯の歯軸を検出する歯軸検出部と、前記歯軸検出部の検出結果に基づいて、前記歯軸に対する前記ブラシの角度であるブラシ角度が予め定められた角度となるように、前記第２の駆動部を制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様に係る電動歯ブラシによれば、歯磨きの刷掃効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る電動歯ブラシを示す図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態１に係る電動歯ブラシの要部断面図である。

【図3】実施の形態１に係る電動歯ブラシのブラシヘッド部の一部を拡大して示す図である。

【図4】実施の形態１に係る電動歯ブラシの機能構成を示すブロック図である。

【図5】実施の形態１に係る電動歯ブラシの動作の流れを示すフローチャートである。

【図6】図５のフローチャートのステップＳ１０４の内容を具体的に示すフローチャートである。

【図7A】実施の形態１に係る歯軸検出部による歯軸角度の検出方法を説明するための図である。

【図7B】実施の形態１に係る歯軸検出部による歯軸角度の検出方法を説明するための図である。

【図8】実施の形態２に係る電動歯ブラシのブラシヘッド部の一部を拡大して示す図である。

【図9】実施の形態２に係る電動歯ブラシの機能構成を示すブロック図である。

【図10】実施の形態２に係る歯軸検出部による歯軸角度の検出処理の流れを示すフローチャートである。

【図11A】実施の形態２に係る歯軸検出部による歯軸角度の検出方法を説明するための図である。

【図11B】実施の形態２に係る歯軸検出部による歯軸角度の検出方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0011】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0012】

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。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0013】

（実施の形態１）
［１－１．電動歯ブラシの構造］
まず、図１～図３を参照しながら、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の構造について説明する。図１は、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２を示す図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の要部断面図である。図３は、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２のブラシヘッド部６の一部を拡大して示す図である。なお、図１～図３において、ブラシ８の植設方向をＸ軸方向、ブラシ８の横幅方向をＹ軸方向、電動歯ブラシ２の軸方向をＺ軸方向とする。

【0014】

図１～図３に示すように、電動歯ブラシ２は、ハンドル部４と、ブラシヘッド部６と、ブラシ８と、第１の距離センサ１０と、第２の距離センサ１２と、第１の駆動部１４と、第２の駆動部１６と、姿勢検出部１８と、制御部２０と、電池部２２とを備えている。

【0015】

図１及び図２に示すように、ハンドル部４は、略有底円筒形状に形成されており、所定の軸線２４に沿って長尺状に形成されている。なお、所定の軸線２４は、Ｚ軸に平行な直線である。ハンドル部４の外側面には、電動歯ブラシ２の電源をオン・オフするためのスイッチ２６が配置されている。ユーザは、歯を磨く際には、ハンドル部４を手で把持する。

【0016】

図１に示すように、ブラシヘッド部６は、ネック部２８と、植毛台３０とを有している。ネック部２８は、ハンドル部４の長手方向（Ｚ軸方向）における一端部から、所定の軸線２４に沿って長尺状に延びている。ネック部２８の基端部は、ハンドル部４に対して変位可能なように、ハンドル部４の長手方向における一端部に連結されている。図１及び図３に示すように、植毛台３０は、ネック部２８の先端部に配置されており、ブラシ８を植設するためのブラシ面３２を有している。

【0017】

図１及び図３に示すように、ブラシ８は、複数の毛束３４を有しており、ブラシヘッド部６の植毛台３０のブラシ面３２に植設されている。複数の毛束３４の各々は、複数本のフィラメントが束ねられることにより形成されている。ブラシ８の植設方向は、ブラシ面３２の法線方向であり、且つ、所定の軸線２４に対して略垂直な方向（Ｘ軸方向）である。

【0018】

図３に示すように、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２は、ブラシヘッド部６の植毛台３０のブラシ面３２に配置されている。また、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２は、所定の軸線２４に対して略対称な位置に配置されている。すなわち、図３のＹＺ平面視において、第１の距離センサ１０と第２の距離センサ１２とを結ぶ直線は、所定の軸線２４に対して略垂直であり、第１の距離センサ１０の所定の軸線２４からの距離は、第２の距離センサ１２の所定の軸線２４からの距離と略同一である。第１の距離センサ１０は、当該第１の距離センサ１０とユーザの歯（歯面）との間の最短距離（以下、「第１の距離」という）を検出する。第２の距離センサ１２は、当該第２の距離センサ１２とユーザの歯（歯面）との間の最短距離（以下、「第２の距離」という）を検出する。第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２の各々は、例えば赤外線センサ等の光センサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ、又は、超音波センサ等で構成される。

【0019】

図２に示すように、第１の駆動部１４は、ブラシ８を刷掃動作させるためのモータであり、ハンドル部４の内部に配置されている。なお、刷掃動作とは、歯に付着した食物残渣又は歯垢等を除去するために、歯に当てたブラシ８を高速で往復直線運動させる動作である。第１の駆動部１４は、ハンドル部４の内部に配置されたホルダ３８に保持されている。第１の駆動部１４の出力軸３６は、ハンドル部４の長手方向における一端部を貫通して、ブラシヘッド部６のネック部２８の基端部に固定されている。第１の駆動部１４が駆動することにより、第１の駆動部１４の出力（回転）がブラシヘッド部６に伝達され、ブラシ８がハンドル部４に対して高速で往復直線運動する。

【0020】

図２に示すように、第２の駆動部１６は、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６を所定の軸線２４周りに回転（いわゆる、ロール回転）させるためのモータであり、ハンドル部４の内部に配置されている。第２の駆動部１６は、ブラケット３９を介してハンドル部４の内部に固定されている。第２の駆動部１６の出力軸４０は、ホルダ３８に固定されている。第２の駆動部１６が駆動することにより、第２の駆動部１６の出力（回転）がホルダ３８及び第１の駆動部１４を介してブラシヘッド部６に伝達され、図１の矢印で示すように、ブラシヘッド部６がハンドル部４に対して所定の軸線２４周りに回転する。これにより、ハンドル部４に対するブラシ８の向きを変更することができる。ここで、「ブラシ８の向き」とは、ブラシ面３２の法線方向、すなわち、ブラシ８の植設方向を意味し、「ブラシ８の向きを変更する」とは、ブラシ８の向きの所定の軸線２４周りの回転角を変更することを意味する。

【0021】

図２に示すように、姿勢検出部１８は、ハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢（すなわち、地球に対する姿勢）を検出するためのセンサであり、ハンドル部４の内部に配置されている。姿勢検出部１８は、例えば加速度センサ、ジャイロセンサ及び地磁気センサの少なくとも一つで構成される。

【0022】

図２に示すように、制御部２０は、第１の駆動部１４及び第２の駆動部１６の各々を制御するためのものであり、ハンドル部４の内部に配置されている。

【0023】

図２に示すように、電池部２２は、第１の駆動部１４、第２の駆動部１６、姿勢検出部１８及び制御部２０の各々に所定の電力を供給するためのものであり、ハンドル部４の内部に配置されている。電池部２２は、例えば繰り返し充電可能な二次電池である。

【0024】

［１－２．電動歯ブラシの機能構成］
次に、図４を参照しながら、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の機能構成について説明する。図４は、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の機能構成を示すブロック図である。

【0025】

図４に示すように、電動歯ブラシ２は、機能構成として、第１の距離センサ１０と、第２の距離センサ１２と、姿勢検出部１８と、歯軸検出部４２と、制御部２０と、第１の駆動部１４と、第２の駆動部１６とを備えている。なお、第１の駆動部１４及び第２の駆動部１６については既述したので、ここでの説明は省略する。

【0026】

第１の距離センサ１０は、上述したように第１の距離を検出し、検出した第１の距離を示す情報を歯軸検出部４２に出力する。

【0027】

第２の距離センサ１２は、上述したように第２の距離を検出し、検出した第２の距離を示す情報を歯軸検出部４２に出力する。

【0028】

姿勢検出部１８は、上述したようにハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢を検出し、検出した姿勢を示す情報を制御部２０に出力する。

【0029】

歯軸検出部４２は、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２によりそれぞれ検出された第１の距離及び第２の距離に基づいて、鉛直方向に対する歯の歯軸の角度である歯軸角度を検出する。ここで、「歯軸」とは、歯の頭部（噛み合わせ部分）と歯の根元とを結ぶ仮想的な直線を意味する。歯軸検出部４２による歯軸角度の検出方法については、後で詳述する。

【0030】

制御部２０は、電動歯ブラシ２の電源がオンされた際に、ブラシ８を刷掃動作させるように、第１の駆動部１４を制御する。また、制御部２０は、電動歯ブラシ２の電源がオフされた際に、ブラシ８の刷掃動作を停止させるように、第１の駆動部１４を制御する。

【0031】

制御部２０は、姿勢検出部１８の検出結果に基づいて、鉛直方向に対するブラシ８の角度、すなわち、鉛直方向とブラシ８の植設方向とのなす角度が予め定められた角度（例えば、４５°又は９０°等）となるように、第２の駆動部１６を制御する。

【0032】

また、制御部２０は、歯軸検出部４２の検出結果に基づいて、歯軸に対するブラシ８の角度、すなわち、歯軸とブラシ８の植設方向とのなす角度であるブラシ角度が予め定められた角度（例えば、４５°又は９０°等）となるように、第２の駆動部１６を制御する。

【0033】

［１－３．電動歯ブラシの動作］
次に、図５～図７Ｂを参照しながら、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の動作について説明する。図５は、実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の動作の流れを示すフローチャートである。図６は、図５のフローチャートのステップＳ１０４の内容を具体的に示すフローチャートである。図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態１に係る歯軸検出部４２による歯軸角度θの検出方法を説明するための図である。

【0034】

図５に示すように、まず、ユーザがスイッチ２６を操作することにより、電動歯ブラシ２の電源がオンされる（Ｓ１０１）。これにより、制御部２０が第１の駆動部１４を制御することによって、ブラシ８が刷掃動作する（Ｓ１０２）。

【0035】

ユーザは、ハンドル部４を手で把持した状態で、ブラシヘッド部６の植毛台３０を口腔内に差し込み、ブラシ８の先端部を歯に接触させる。この状態で、ブラシ８が高速で往復直線運動することにより、歯磨きが行われる。

【0036】

この時、制御部２０は、姿勢検出部１８の検出結果に基づいて、第２の駆動部１６を制御する。これにより、ブラシヘッド部６は、ブラシ８が予め定められた角度で歯に当たるように、ハンドル部４に対して所定の軸線２４周りに回転する（Ｓ１０３）。

【0037】

なお、ブラシ８を歯に当てる角度に応じて、歯磨きの刷掃効果が異なる。例えば、ユーザの頭が真っ直ぐである（すなわち、歯軸が鉛直方向に対して略平行である）と仮定して、ブラシ８を鉛直方向に対して９０°の角度で歯に当てた場合には、歯面に付着した食物残渣又は歯垢等を効果的に除去することができる。また、ブラシ８を鉛直方向に対して４５°の角度で歯に当てた場合には、ブラシ８の先端部が歯間又は歯周ポケットに入り込みやすくなり、歯間又は歯周ポケットから食物残渣又は歯垢等を効果的に掻き出すことができる。

【0038】

したがって、ハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢に応じて、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６を所定の軸線２４周りに適宜回転させることにより、ブラシ８を最適な角度で歯に当てることができる。

【0039】

しかしながら、姿勢検出部１８はハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢を検出するため、例えばユーザが頭を傾けた場合には、歯軸が鉛直方向に対して傾斜して、ブラシ８と歯との相対的な位置関係が変化する。これにより、ブラシ８を歯に当てる角度が予め定められた角度からずれてしまい、歯磨きの刷掃効果が低下するおそれがある。

【0040】

そのため、本実施の形態では、歯軸検出部４２は歯軸角度を検出し（Ｓ１０４）、制御部２０は、検出された歯軸角度に応じてブラシ角度を補正する。以下では、制御部２０がブラシ角度を９０°に制御する場合について説明する。これにより、例えばユーザが頭を傾けた場合であっても、ブラシ角度を最適な角度に保つことができる。

【0041】

ここで、図６～図７Ｂを参照しながら、ステップＳ１０４の内容、すなわち、歯軸検出部４２による歯軸角度の検出方法について具体的に説明する。

【0042】

以下の説明では、図７Ａ及び図７Ｂの（ａ）に示すように、上述したステップＳ１０３において、ブラシ８の向きが鉛直線４６に対して９０°の角度となるように、制御部２０が、ブラシヘッド部６をハンドル部４に対して所定の軸線２４周りに回転させたことを前提とする。鉛直線４６は、鉛直方向に延びる直線（重力線）である。

【0043】

なお、図７Ａに示す状態では、ユーザが頭を真っ直ぐにしているため、歯４４の歯軸４８は、鉛直線４６に対して平行であり、歯軸角度θ＝０°である。そのため、ブラシ角度φは、上述したステップＳ１０３で調整された通り、９０°のままとなっている。一方、図７Ｂの（ａ）に示す状態では、例えばユーザが頭を傾けているため、歯４４の歯軸４８は、鉛直線４６に対して傾斜しており、歯軸角度θ≠０°である。そのため、ブラシ角度φは、９０°からずれた角度となっている。

【0044】

図７Ａ及び図７Ｂの（ａ）に示すように、ブラシヘッド部６の植毛台３０がユーザの口腔内に配置された状態で、第１の距離センサ１０は、当該第１の距離センサ１０とユーザの歯４４との間の第１の距離ａを検出する。また、第２の距離センサ１２は、当該第２の距離センサ１２とユーザの歯４４との間の第２の距離ｂを検出する。

【0045】

図６に示すように、歯軸検出部４２は、第１の距離センサ１０により検出された第１の距離ａと、第２の距離センサ１２により検出された第２の距離ｂとの和である距離和ａ＋ｂを算出する（Ｓ１０４１）。

【0046】

歯軸検出部４２は、算出した距離和ａ＋ｂと、第１の閾値とを比較する（Ｓ１０４２）。距離和ａ＋ｂが第１の閾値以上である場合には（Ｓ１０４２でＮＯ）、歯軸検出部４２は、ブラシ８の先端部が歯４４と接触していないと判定する（Ｓ１０４３）。その後、上述したステップＳ１０４１に戻る。

【0047】

一方、距離和ａ＋ｂが第１の閾値未満である場合には（Ｓ１０４２でＹＥＳ）、歯軸検出部４２は、ブラシ８の先端部が歯４４と接触していると判定する（Ｓ１０４４）。その後、歯軸検出部４２は、第１の距離ａに対する第２の距離ｂの比である距離比ｂ／ａ（但し、ａ≧ｂ）を算出する（Ｓ１０４５）。

【0048】

歯軸検出部４２は、算出した距離比ｂ／ａと、第２の閾値とを比較し（Ｓ１０４６）、当該比較の結果に基づいて、歯軸角度θを検出（推定）する（Ｓ１０４７）。

【0049】

図７Ａに示す例では、歯軸検出部４２は、距離比ｂ／ａと第２の閾値「１」とを比較し、距離比ｂ／ａ＝１を満たす場合には、歯軸角度θ＝０°であると推定する。

【0050】

また、図７Ｂの（ａ）に示す例では、歯軸検出部４２は、距離比ｂ／ａと第２の閾値「１」とを比較し、距離比ｂ／ａ＜１を満たす場合には、歯軸角度θ≠０°であると推定する。この時、歯軸検出部４２は、例えば距離比ｂ／ａが０．９＜ｂ／ａ＜１を満たす場合には、０°＜θ≦１０°であると推定する。また、歯軸検出部４２は、例えば距離比ｂ／ａが０．８＜ｂ／ａ≦０．９を満たす場合には、１０°＜θ≦２０°であると推定する。

【0051】

図５のフローチャートに戻り、制御部２０は、歯軸検出部４２により検出された歯軸角度θが０°であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。図７Ａに示すように、歯軸角度θ＝０°である場合には（Ｓ１０５でＹＥＳ）、制御部２０は、ブラシ角度φ（＝９０°）を維持するように、第２の駆動部１６を制御する（Ｓ１０６）。すなわち、この場合には、制御部２０は、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６を所定の軸線２４周りに回転させない。

【0052】

一方、図７Ｂの（ａ）に示すように、歯軸角度θ≠０°である場合には（Ｓ１０５でＮＯ）、制御部２０は、ブラシ角度φを補正するように、第２の駆動部１６を制御する（Ｓ１０７）。この場合、図７Ｂの（ｂ）の矢印で示すように、制御部２０は、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６を所定の軸線２４周りに回転させることにより、ブラシ角度φを９０°に補正する。

【0053】

上述したステップＳ１０６又はＳ１０７の後に、例えばユーザが歯磨き箇所を変えるためにハンドル部４を動かした際に、姿勢検出部１８がハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢の変化を検出した場合には（Ｓ１０８でＹＥＳ）、上述したステップＳ１０３に戻る。

【0054】

一方、姿勢検出部１８がハンドル部４の鉛直方向に対する姿勢の変化を検出しない場合であって（Ｓ１０８でＮＯ）、電動歯ブラシ２の電源がオフされていない場合には（Ｓ１０９でＮＯ）、上述したステップＳ１０８に戻る。

【0055】

ステップＳ１０８において、ユーザがスイッチ２６を操作することにより、電動歯ブラシ２の電源がオフされた場合には（Ｓ１０９でＹＥＳ）、制御部２０は、ブラシ８の刷掃動作を停止させるように、第１の駆動部１４を制御する（Ｓ１１０）。

【0056】

［１－４．効果］
上述したように、本実施の形態において、電動歯ブラシ２は、ユーザの歯４４を磨くための電動歯ブラシである。電動歯ブラシ２は、ユーザにより把持されるハンドル部４と、ハンドル部４に対して回転可能に連結され、ハンドル部４から所定の軸線２４に沿って延びるブラシヘッド部６と、ブラシヘッド部６に植設されたブラシ８と、ハンドル部４に配置され、ブラシ８を刷掃動作させる第１の駆動部１４と、ハンドル部４に配置され、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６を所定の軸線２４周りに回転させる第２の駆動部１６と、歯４４の歯軸４８を検出する歯軸検出部４２と、歯軸検出部４２の検出結果に基づいて、歯軸４８に対するブラシ８の角度であるブラシ角度が予め定められた角度となるように、第２の駆動部１６を制御する制御部２０とを備える。

【0057】

これによれば、制御部２０は、歯軸検出部４２により検出された歯軸角度に応じて、ブラシ角度を補正することができる。その結果、例えばユーザが頭を傾けた場合であっても、ブラシ角度を最適な角度に保つことができる。

【0058】

また、本実施の形態において、電動歯ブラシ２は、さらに、ブラシヘッド部６に配置された距離センサ（第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２）を備える。距離センサは、当該距離センサと歯４４との間の距離を検出する。歯軸検出部４２は、距離センサにより検出された距離に基づいて、鉛直方向に対する歯軸４８の角度である歯軸角度を検出する。

【0059】

これによれば、距離センサにより検出された距離を利用して、歯軸角度を容易に検出することができる。

【0060】

また、本実施の形態において、距離センサは、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２を含む。歯軸検出部４２は、第１の距離センサ１０により検出された第１の距離と、第２の距離センサ１２により検出された第２の距離との和が第１の閾値未満である場合に、ブラシ８が歯４４に接触していると判定し、且つ、第１の距離に対する第２の距離の比と、第２の閾値と、を比較した結果に基づいて、歯軸角度を検出する。

【0061】

これによれば、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２によりそれぞれ検出された第１の距離及び第２の距離を利用して、歯軸角度を容易に検出することができる。

【0062】

また、本実施の形態において、第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２は、所定の軸線２４に対して略対称な位置に配置されている。

【0063】

これによれば、歯軸角度をより一層精度良く検出することができる。

【0064】

（実施の形態２）
［２－１．電動歯ブラシの構造］
図８を参照しながら、実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａの構造について説明する。図８は、実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａのブラシヘッド部６Ａの一部を拡大して示す図である。なお、本実施の形態では、上記実施の形態１に係る電動歯ブラシ２の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0065】

実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａでは、ブラシヘッド部６Ａの植毛台３０にはブラシ８Ａのみが配置され、上記実施の形態１で説明した第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２は配置されていない。

【0066】

また、ブラシヘッド部６Ａのネック部２８Ａには、画像センサ５０と、光源５２とが配置されている。画像センサ５０は、例えばＣＣＤカメラ等であり、ユーザの口腔内においてブラシ８Ａの先端部側に存在する歯及び／又は歯茎の画像を撮像する。光源５２は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等であり、ユーザの口腔内（画像センサ５０の撮像範囲）を照明する。

【0067】

なお、電動歯ブラシ２Ａは、上述した画像センサ５０に加えて、ブラシ８Ａの先端部が歯に接触したことを検出するための接触センサを備えてもよい。

【0068】

［２－２．電動歯ブラシの機能構成］
次に、図９を参照しながら、実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａの機能構成について説明する。図９は、実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａの機能構成を示すブロック図である。

【0069】

図９に示すように、電動歯ブラシ２Ａは、機能構成として、画像センサ５０と、姿勢検出部１８と、歯軸検出部４２Ａと、制御部２０と、第１の駆動部１４と、第２の駆動部１６とを備えている。

【0070】

画像センサ５０は、撮像した画像を示す情報を歯軸検出部４２Ａに出力する。歯軸検出部４２Ａは、画像センサ５０により撮像された画像に基づいて、歯軸角度を検出する。歯軸検出部４２Ａによる歯軸角度の検出方法については、後で詳述する。

【0071】

［２－３．電動歯ブラシの動作］
次に、図１０～図１１Ｂを参照しながら、実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａの動作について説明する。図１０は、実施の形態２に係る歯軸検出部４２Ａによる歯軸角度の検出処理の流れを示すフローチャートである。図１１Ａ及び図１１Ｂは、実施の形態２に係る歯軸検出部４２Ａによる歯軸角度の検出方法を説明するための図である。

【0072】

実施の形態２に係る電動歯ブラシ２Ａの動作では、上記実施の形態１で説明した図５のフローチャートのうちステップＳ１０４の内容のみが異なっている。すなわち、上記実施の形態１で説明した図６のフローチャート（Ｓ１０４）が、図１０のフローチャート（Ｓ２０４）に置き換えられる。以下では、上記実施の形態１で説明した電動歯ブラシ２の動作との差分である、ステップＳ２０４の内容についてのみ説明する。

【0073】

以下の説明では、図１１Ａの（ａ）及び図１１Ｂの（ａ）に示すように、上述した図５のステップＳ１０３において、ブラシ８Ａの向きが鉛直線４６に対して９０°の角度となるように、制御部２０が、ブラシヘッド部６Ａをハンドル部４（図１参照）に対して所定の軸線２４周りに回転させたことを前提とする。

【0074】

なお、図１１Ａの（ａ）に示す状態では、ユーザが頭を真っ直ぐにしているため、歯４４の歯軸４８は、鉛直線４６に対して平行であり、歯軸角度θ＝０°である。そのため、ブラシ角度φは、上述したステップＳ１０３で調整された通り、９０°のままとなっている。一方、図１１Ｂの（ａ）に示す状態では、例えばユーザが頭を傾けているため、歯４４の歯軸４８は、鉛直線４６に対して傾斜しており、歯軸角度θ≠０°である。そのため、ブラシ角度φは、９０°からずれた角度となっている。

【0075】

図１１Ａの（ｂ）に示す例では、ブラシヘッド部６Ａの植毛台３０がユーザの口腔内に配置された状態で、画像センサ５０は、ユーザの口腔内においてブラシ８Ａの先端部側に存在する歯４４の画像５４を撮像する。画像５４は、歯４４を示す白色の領域である第１の領域５６のみを含んでいる。

【0076】

図１１Ｂの（ｂ）に示す例では、ブラシヘッド部６Ａの植毛台３０がユーザの口腔内に配置された状態で、画像センサ５０は、ユーザの口腔内においてブラシ８Ａの先端部側に存在する歯４４及び歯茎５８の画像６０を撮像する。画像６０は、歯４４を示す白色の領域である第１の領域６２と、歯茎５８を示す赤色の領域である第２の領域６４とを含んでいる。

【0077】

図１０に示すように、歯軸検出部４２Ａは、画像センサ５０により撮像された画像を取得する（Ｓ２０４１）。歯軸検出部４２Ａは、取得した画像に基づいて、第１の領域の大きさｃに対する第２の領域の大きさｄの比である領域比ｄ／ｃ（但し、ｃ≧ｄ）を算出する（Ｓ２０４２）。なお、「第１の領域の大きさ」及び「第２の領域の大きさ」とは、第１の領域と第２の領域とが並んだ方向における、第１の領域及び第２の領域の各寸法をそれぞれ意味する。

【0078】

歯軸検出部４２Ａは、算出した領域比ｄ／ｃと、第３の閾値とを比較し（Ｓ２０４３）、当該比較の結果に基づいて、歯軸角度θを検出（推定）する（Ｓ２０４４）。

【0079】

図１１Ａの（ｂ）に示す例では、歯軸検出部４２Ａは、領域比ｄ／ｃと第３の閾値「０」とを比較し、距離比ｄ／ｃ＝０を満たす場合には、歯軸角度θ＝０°であると推定する。なお、この場合、画像５４には第２の領域が含まれていないため、ｄ＝０となる。

【0080】

また、図１１Ｂの（ｂ）に示す例では、歯軸検出部４２Ａは、距離比ｄ／ｃと第３の閾値「０」とを比較し、距離比ｄ／ｃ＞０を満たす場合には、歯軸角度θ≠０°であると推定する。なお、この場合、画像６０には第２の領域が含まれているため、ｄ＞０となる。この時、歯軸検出部４２Ａは、例えば距離比ｄ／ｃが０．５＜ｄ／ｃ＜１を満たす場合には、３０°＜θ≦５０°であると推定する。

【0081】

その後、上記実施の形態１で説明した図５のステップＳ１０５に進む。図１１Ａの（ａ）に示すように、歯軸角度θ＝０°である場合には、制御部２０は、ブラシ角度φ（＝９０°）を維持するように、第２の駆動部１６を制御する。すなわち、この場合には、制御部２０は、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６Ａを所定の軸線２４周りに回転させない。

【0082】

一方、図１１Ｂの（ａ）に示すように、歯軸角度θ≠０°である場合には、制御部２０は、ブラシ角度φを補正するように、第２の駆動部１６を制御する。この場合、図１１Ｂの（ｃ）の矢印で示すように、制御部２０は、ハンドル部４に対してブラシヘッド部６Ａを所定の軸線２４周りに回転させることにより、ブラシ角度φを９０°に補正する。

【0083】

［２－４．効果］
上述したように、本実施の形態において、電動歯ブラシ２Ａは、さらに、ブラシヘッド部６Ａに配置され、歯４４及び歯茎５８の画像６０を撮像する画像センサ５０を備える。歯軸検出部４２Ａは、画像センサ５０により撮像された画像６０に基づいて、鉛直方向に対する歯軸４８の角度である歯軸角度を検出する。

【0084】

これによれば、画像センサ５０により撮像された画像６０を利用して、歯軸角度を容易に検出することができる。

【0085】

また、本実施の形態において、画像６０は、歯４４を示す第１の領域６２と、歯茎５８を示す第２の領域６４とを含む。歯軸検出部４２Ａは、第１の領域６２に対する第２の領域６４の比と、第３の閾値と、を比較した結果に基づいて、歯軸角度を検出する。

【0086】

これによれば、画像センサ５０により撮像された画像６０を利用して、歯軸角度を容易に検出することができる。

【0087】

また、本実施の形態において、電動歯ブラシ２Ａは、さらに、ブラシヘッド部６Ａに配置され、ユーザの口腔内を照明するための光源５２を備える。

【0088】

これによれば、光源５２からの光でユーザの口腔内を照明することにより、画像センサ５０により鮮明な画像を撮像することができる。

【0089】

（他の変形例）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本発明における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

【0090】

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

【0091】

上記各実施の形態では、制御部２０をハンドル部４の内部に配置したが、これに限定されず、制御部２０を例えば外部の端末装置等に配置してもよい。

【0092】

上記実施の形態１では、電動歯ブラシ２が２個の距離センサ（第１の距離センサ１０及び第２の距離センサ１２）を備えるようにしたが、これに限定されず、１個の距離センサのみを備えるようにしてもよい。この場合、電動歯ブラシ２は、距離センサの他に、ブラシ８の先端部が歯４４に接触したことを検出するための接触センサを備えてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明は、例えば高速で振動するブラシを歯に当てることにより歯磨きを行うための電動歯ブラシに適用可能である。

【符号の説明】

【0094】

２，２Ａ 電動歯ブラシ
４ ハンドル部
６，６Ａ ブラシヘッド部
８，８Ａ ブラシ
１０ 第１の距離センサ
１２ 第２の距離センサ
１４ 第１の駆動部
１６ 第２の駆動部
１８ 姿勢検出部
２０ 制御部
２２ 電池部
２４ 所定の軸線
２６ スイッチ
２８，２８Ａ ネック部
３０ 植毛台
３２ ブラシ面
３４ 毛束
３６，４０ 出力軸
３８ ホルダ
３９ ブラケット
４２，４２Ａ 歯軸検出部
４４ 歯
４６ 鉛直線
４８ 歯軸
５０ 画像センサ
５２ 光源
５４，６０ 画像
５６，６２ 第１の領域
５８ 歯茎
６４ 第２の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】