特許 7390602 ブラシヘッド及び電動歯ブラシ

(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】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】ブラシヘッド及び電動歯ブラシ

(51)【国際特許分類】

   A46B 15/00 20060101AFI20231127BHJP

   A61C 17/32 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

A46B15/00 K

A61C17/32 A

A61C17/32 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022138893

(22)【出願日】2022-09-01

(62)【分割の表示】P 2019118403の分割

【原出願日】2019-06-26

(65)【公開番号】P2022171713

(43)【公開日】2022-11-11

【審査請求日】2022-09-29

(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】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(74)【代理人】

【識別番号】100141449

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 隆芳

(74)【代理人】

【識別番号】100142446

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 覚

(72)【発明者】

【氏名】二之宮 侑樹

(72)【発明者】

【氏名】布村 真人

【審査官】大内 康裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－００３３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４２０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５４９６５８７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４６Ｂ １３／００～１３／０８

Ａ４６Ｂ １５／００

Ａ６１Ｃ １７／００～１７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯磨き用の植毛部を含むブラシヘッドであって、
水との化学反応によって水素を発生する金属系物質を含有する第１金属体と、
前記第１金属体と接触して相対的に摺動する第２金属体と、
前記植毛部が設けられている筐体部と、
を有し、
前記第１金属体及び前記第２金属体は、前記筐体部に設けられている、ブラシヘッド。

【請求項2】

前記金属系物質は、マグネシウム系金属である、請求項１に記載のブラシヘッド。

【請求項3】

前記第１金属体及び前記第２金属体を収容する収容部と、
前記収容部の内外を貫通する第１貫通穴と、
を有する、請求項１又は２に記載のブラシヘッド。

【請求項4】

歯磨き用の植毛部を含むブラシヘッドを備え、
前記ブラシヘッドは、請求項１又は２に記載のブラシヘッドである、電動歯ブラシ。

【請求項5】

前記ブラシヘッドに振動を付加する駆動部を有するハンドル部を備え、
前記第１金属体又は前記第２金属体は、前記駆動部から付加された前記振動で摺動する、請求項４に記載の電動歯ブラシ。

【請求項6】

歯磨き用の植毛部を含む筐体部を有するブラシヘッドであって、
前記筐体部は、
第１金属体と、
前記第１金属体の第１側面と接触して摺動する第２側面を含む第２金属体と、
前記第１金属体と前記第２金属体とを互いに接触する方向に付勢する付勢部材と、
前記第１金属体、前記第２金属体及び前記付勢部材を収容する収容部と、
前記植毛部が設けられている植毛面と前記収容部との間を貫通する第１貫通穴と、
を有し、
前記第１金属体又は前記第２金属体の少なくとも一方は、水との化学反応によって水素を発生する金属系物質を含有する、ブラシヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動歯ブラシに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、歯ブラシのヘッド部分から微細な気泡を含む水を吐出することで口腔内を洗浄する装置がある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－３４２０３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている洗浄装置では、貯留容器内の水をポンプで循環させることで微細な気泡が発生し、さらにポンプにより微細な気泡を含む水が貯留容器から歯ブラシのヘッド部分へ送出される。つまり、このような洗浄装置は、大きな貯留容器や強力なポンプなどを必要とするため、装置全体として大型となる。

【0005】

本開示は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本開示の目的は、微細な気泡を発生させて口腔内を洗浄する小型の電動歯ブラシを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の第一の態様は、歯磨き用の植毛部を含むブラシヘッドであって、水との化学反応によって水素を発生する金属系物質を含有する第１部材と、第１部材と接触して相対的に摺動する第２部材と、を有する。本開示の第二の態様に係る電動歯ブラシは、歯磨き用の植毛部を含むブラシヘッドを備え、ブラシヘッドは、第一の態様に係るブラシヘッドである。また、本開示の第三の態様は、歯磨き用の植毛部を含む筐体部を有するブラシヘッドであって、筐体部は、第１金属体と、第１金属体の第１側面と接触して摺動する第２側面を含む第２金属体と、第１金属体と第２金属体とを互いに接触する方向に付勢する付勢部材と、第１金属体、第２金属体及び付勢部材を収容する収容部と、植毛部が設けられている植毛面と収容部との間を貫通する第１貫通穴と、を有し、第１金属体又は第２金属体の少なくとも一方は、水との化学反応によって水素を発生する金属系物質を含有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、微細な気泡を発生させて口腔内を洗浄する小型の電動歯ブラシを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係る電動歯ブラシを示す側面図である。

【図2】ブラシヘッドを取り外した状態の電動歯ブラシを示す側面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る電動歯ブラシを示す正面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ断面に対応した筐体部の断面図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ断面に対応した筐体部の断面図である。

【図6】一実施形態に係る電動歯ブラシを含む気泡量計測装置を示す図である。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面に対応した気泡量計測装置を示す図である。

【図8】金属体の振幅と気泡の量との関係を示すグラフである。

【図9】金属体同士の押し付け力と金属体の振幅との関係を示すグラフである。

【図10】ブラシヘッドの他の取り付け構造を有する電動歯ブラシを示す図である。

【図11】本開示の他の実施形態に係る電動歯ブラシの筐体部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、各実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明では、全体として軸状である電動歯ブラシ１の延伸方向に沿った方向をＺ方向と規定する。また、Ｚ方向に対して垂直となる平面内に、互いに垂直なＸ方向及びＹ方向を規定する。このうち、Ｘ方向は、植毛部が形成されている筐体部の植毛面と垂直な方向である。

【0010】

図１は、一実施形態に係る電動歯ブラシ１を示す側面図である。図２は、ハンドル部２０からブラシヘッド１０を取り外した状態の電動歯ブラシ１を示す側面図である。また、図３は、電動歯ブラシ１を示す正面図である。

【0011】

電動歯ブラシ１は、植毛部１０Ｃを含むブラシヘッド１０を、使用者が保持するハンドル部２０に対して動作させることで、自動で歯磨き動作又はその補助動作を行う歯ブラシである。また、本実施形態では、電動歯ブラシ１は、使用者の歯磨き時に口腔内で微細な気泡を放出させる口腔内洗浄装置として機能し得る。

【0012】

電動歯ブラシ１は、ブラシヘッド１０と、ハンドル部２０とを備える。ブラシヘッド１０は、ハンドル部２０に対して、Ｚ方向に沿って着脱自在である。

【0013】

ブラシヘッド１０は、電動歯ブラシ１における可動部である。ブラシヘッド１０は、筐体部１０Ａと、支持部１０Ｂとを有する。筐体部１０Ａ及び支持部１０Ｂは、例えば樹脂製である。

【0014】

筐体部１０Ａは、歯磨き時に使用者の口腔内に入り込む部位であり、使用者の歯又は歯茎等に当接される植毛部１０Ｃを有する。筐体部１０Ａの構造の詳細については、以下に記載する気泡発生機構と合わせて説明する。

【0015】

支持部１０Ｂは、Ｚ方向に延伸する軸部である。支持部１０Ｂの延伸方向の一方の端部は、筐体部１０Ａを支持している。支持部１０Ｂの延伸方向の他方の端部は、ハンドル部２０に対向する。また、支持部１０Ｂは、支持部１０Ｂの延伸方向に沿って形成された挿入穴１０Ｄを有する。挿入穴１０Ｄの開口端は、ハンドル部２０に対向し、ブラシヘッド１０をハンドル部２０に取り付ける際に、ハンドル部２０側に備えられているモータシャフト２６が嵌装される。

【0016】

ハンドル部２０は、歯磨き時に使用者が保持する、電動歯ブラシ１における固定部である。ハンドル部２０は、駆動部２２と、操作部２４とを備える。

【0017】

駆動部２２は、ブラシヘッド１０に歯磨き用の運動をさせる動力発生部である。駆動部２２としては、例えば、Ｚ方向に延伸するモータシャフト２６を備え、Ｚ方向を振動方向としてモータシャフト２６を振動させるリニアモータを採用可能である。ハンドル部２０は、モータシャフト２６を非接触で貫通させる貫通穴２０Ａを有する。モータシャフト２６は、ブラシヘッド１０の挿入穴１０Ｄに嵌装されると、挿入穴１０Ｄに密着する。これにより、ブラシヘッド１０は、モータシャフト２６に支持されることになり、モータシャフト２６の振動に合わせて振動する。

【0018】

操作部２４は、電源のオン・オフや、使用者が好みに応じてブラシヘッド１０の振動を調整するための押圧ボタンである。ハンドル部２０は、不図示であるが、駆動部２２の振動速度又は振動パターンを記憶する制御基板を備える。そして、操作部２４は、制御基板に電気的に接続されており、使用者が適宜、操作部２４を押圧することで、駆動部２２の振動速度や振動パターンを調整することができる。

【0019】

なお、ハンドル部２０は、その他、不図示であるが、駆動部２２の振動速度又は振動パターンを記憶する制御基板や、駆動部２２の動力源としての電池を収容する電池収容部などを備える。

【0020】

次に、電動歯ブラシ１が備える気泡発生機構について説明する。

【0021】

図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ断面に相当し、ＸＹ平面に沿って筐体部１０Ａを切断した断面図である。図５は、図３に示すＶ－Ｖ断面に相当し、ＸＺ平面に沿って、かつ、支持棒４０の中心軸を通るように筐体部１０Ａを切断した断面図である。

【0022】

図４に示すように、筐体部１０Ａは、Ｘ方向の一方の側である正面側に、植毛部１０Ｃを有する。つまり、植毛部１０Ｃを構成する多数の毛は、複数の束ごとに筐体部１０Ａに形成されている植毛穴１０Ｅに保持され、植毛面１０Ｈから突出している。

【0023】

筐体部１０Ａは、Ｘ方向の他方の側である裏面側の内部に、後述する第１金属体３０及び第２金属体３２を収容する収容部１０Ｆを有する。収容部１０Ｆは、筐体部１０Ａにおいて複数の植毛穴１０Ｅ全体と対向する領域に形成された内部空間である。本実施形態では、収容部１０Ｆが気泡発生空間となる。

【0024】

また、筐体部１０Ａは、一方の開口端が収容部１０Ｆに連通し、他方の開口端が植毛面１０Ｈから外部に向けて開放されるように、Ｘ方向に沿って形成された第１貫通穴１０Ｇを有する。本実施形態では、第１貫通穴１０Ｇが、収容部１０Ｆ内で発生した気泡を植毛面１０Ｈ側から外部に放出する気泡放出部となる。第１貫通穴１０Ｇは、例えば、図３に示すように、植毛面１０Ｈにおいて植毛部１０Ｃに含まれる毛の複数の束に囲まれるように、植毛面１０Ｈの中央領域に形成されている。

【0025】

筐体部１０Ａは、収容部１０Ｆの内部に、第１金属体３０と、第２金属体３２と、支持部材３４と、第１付勢部材３６と、第２付勢部材３８とを備える。

【0026】

本実施形態では、収容部１０Ｆにおいて、第１金属体３０と第２金属体３２とを互いに擦り合わせることで水素を発生させる。そこで、第１金属体３０又は第２金属体３２の少なくとも一方は、水との化学反応によって水素を発生する金属、金属の合金、及び、金属の合金以外の金属の化合物からなる群より選択された１又は２以上の物質等の金属系物質を含有する。つまり、第１金属体３０又は第２金属体３２の少なくとも一方を構成する材料は、ある特定の金属を含み、その特定の金属と水とが反応して水素を発生させる物質であれば、いなかるものであってもよい。

【0027】

本実施形態では、第１金属体３０又は第２金属体３２の少なくとも一方を構成する材料として、一例として、水との化学反応によって水素を発生させることができるマグネシウム系金属を採用する。

【0028】

この場合、第１金属体３０を構成する材料と第２金属体３２を構成する材料との組み合わせには、以下のような３つのパターンがあり得る。第１のパターンとして、第１金属体３０は、マグネシウム系金属で構成され、一方、第２金属体３２は、第１金属体３０を構成する材料とは異なり、第１金属体３０と擦り合わされることで水素の発生を促進させる金属で構成されてもよい。第２のパターンとして、第１のパターンとは反対に、第２金属体３２がマグネシウム系金属で構成され、一方、第１金属体３０は、第２金属体３２を構成する材料とは異なり、第２金属体３２と擦り合わされることで水素の発生を促進させる金属で構成されてもよい。又は、第３のパターンとして、第１金属体３０を構成する材料及び第２金属体３２を構成する材料が、ともにマグネシウム系金属で構成されてもよい。

【0029】

なお、第１金属体３０又は第２金属体３２の少なくとも一方を構成する材料としては、マグネシウムに限定されることはなく、マグネシウムと同様に、人体に無害であって、水との化学反応によって水素を発生する金属であれば、採用可能である。

【0030】

第１金属体３０及び第２金属体３２は、それぞれ、断面が矩形であり、筐体部１０Ａの長手方向であるＺ方向を延伸方向とする棒部材である。本実施形態では、第１金属体３０と第２金属体３２とは、互いに同一形状であるものとする。ここで、図５に示すように、第１金属体３０及び第２金属体３２のＺ方向の長さＬ１は、収容部１０Ｆ内のＺ方向の空間長さＬ２よりも小さい。第１金属体３０及び第２金属体３２のＸ方向の幅Ｗ１は、収容部１０Ｆ内のＸ方向の幅Ｗ２よりも小さい。

【0031】

また、第１金属体３０と第２金属体３２とは、それぞれ異なる部材に支持される。第１金属体３０は、筐体部１０Ａの外部と収容部１０Ｆとの間で連通する支持棒４０に支持される。一方、第２金属体３２は、支持部材３４に支持される。

【0032】

支持棒４０は、Ｚ方向に沿って延伸する金属製の部材である。支持棒４０の一端は、第１金属体３０の一部に固定される。第１金属体３０において支持棒４０が連続する領域は、ハンドル部２０側に対向する端面３０Ｂである。つまり、第１金属体３０に支持棒４０が接続されている状態では、第１金属体３０と支持棒４０とは、Ｚ方向に沿った一直線に対して同軸状におおよそ並ぶ。支持棒４０は、端面３０Ｂに対して、例えば、接着により接続されてもよいし、又は、予め端面３０Ｂ側に形成されている貫通穴に嵌装されることで接続されてもよい。一方、支持棒４０の他端は、ハンドル部２０に予め形成されている挿入穴２０Ｂに嵌装可能である。図２に示すように、ブラシヘッド１０がハンドル部２０とは分離した単体の状態にあるとき、支持棒４０の他端は、支持部１０Ｂからハンドル部２０側に向けて突出する。そして、図１に示すように、ブラシヘッド１０がハンドル部２０に取り付けられたときには、支持棒４０の他端が挿入穴２０Ｂに嵌装され、支持棒４０がハンドル部２０に接続されることになる。なお、支持棒４０の断面形状は、本実施形態では円形としているが、矩形であってもよい。

【0033】

第１金属体３０とハンドル部２０との間に支持棒４０を配置するために、ブラシヘッド１０は、一方の開口端が収容部１０Ｆに連通し、他方の開口端がハンドル部２０の挿入穴２０Ｂに向けて開放されるようにＺ方向に沿って形成された第２貫通穴１０Ｊを有する。第２貫通穴１０Ｊの開口径又は開口形状は、支持棒４０を非接触で貫通可能とする寸法又は形状を有する。

【0034】

このような構成により、第１金属体３０は、歯磨き動作時も含めて支持棒４０に支持されている状態では、常時、ハンドル部２０に対してＺ方向には移動しない。

【0035】

第１金属体３０が支持棒４０に支持されている姿勢にあるとき、図４に示すように、第１金属体３０の一側面である第１側面３０Ａと、第２金属体３２の一側面である第２側面３２Ａとは、互いに接触する。このとき、第１側面３０Ａ及び第２側面３２Ａは、植毛面１０Ｈに対して垂直となる。より具体的には、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとは、電動歯ブラシ１のＹ方向の中心軸ＡＸを含むＸＺ平面上におおよそ位置して、互いに面接触するものであってもよい。

【0036】

支持部材３４は、第２金属体３２の延伸方向であるＺ方向に沿って延伸する棒状部材である。支持部材３４は、第１金属体３０に対向する側面に、第２金属体３２の一部を収容することで第２金属体３２を保持する収容溝３４Ａを有する。また、支持部材３４のＸ方向と垂直となる両側面は、収容部１０Ｆの内壁面上で、少なくともＹ方向に沿って摺動可能である。そこで、収容部１０Ｆに対して支持部材３４を摺動容易とするために、支持部材３４の材質は、樹脂等であることが望ましい。

【0037】

第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８は、第１金属体３０と第２金属体３２とを常時接触させるための付勢部材である。第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８としては、例えば、図４に示すような、ねじりコイルばね（トーションばね）を採用可能であるが、それ以外の例えば圧縮コイルばね等を採用してもよい。

【0038】

第１付勢部材３６は、第１金属体３０を第２金属体３２の側に付勢する。第１付勢部材３６がねじりコイルばねであるとすると、第１付勢部材３６の一方のアーム部は、第１金属体３０における第１側面３０Ａとは反対側の側面に当接される。一方、第１付勢部材３６の他方のアーム部は、第１金属体３０における一方のアーム部が当接する側面と対向する収容部１０Ｆの内壁面に当接する。これにより、第１金属体３０には、第１付勢部材３６により、Ｙ方向に沿って第２金属体３２側に向かう力が加えられることになる。

【0039】

第２付勢部材３８は、第２金属体３２を第１金属体３０の側に付勢する。第２付勢部材３８がねじりコイルばねであるとすると、第２付勢部材３８の一方のアーム部は、支持部材３４における収容溝３４Ａが形成されている側とは反対側の側面に当接される。一方、第２付勢部材３８の他方のアーム部は、支持部材３４における一方のアーム部が当接する側面と対向する収容部１０Ｆの内壁面に当接する。これにより、支持部材３４に支持された第２金属体３２には、第２付勢部材３８により、Ｙ方向に沿って第１金属体３０側に向かう力が加えられることになる。

【0040】

なお、図４では、第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８がそれぞれ１つのねじりコイルバネとして描画されているが、例えば、それぞれが複数のねじりコイルバネを含むものであってもよい。

【0041】

次に、電動歯ブラシ１の動作について説明する。

【0042】

電動歯ブラシ１の電源がオンとなると、駆動部２２が駆動し、モータシャフト２６がＺ方向に沿った往復運動として振動する。モータシャフト２６の先端部は、ブラシヘッド１０の支持部１０Ｂに固定されているので、モータシャフト２６の振動に合わせてブラシヘッド１０がＺ方向に沿って振動する。

【0043】

ここで、ブラシヘッド１０の筐体部１０Ａには、第２付勢部材３８及び支持部材３４を介して、第２金属体３２が取り付けられている。したがって、ブラシヘッド１０が振動するときには、第２金属体３２も、ブラシヘッド１０のＺ方向に沿った振動に合わせて振動することになる。

【0044】

一方、筐体部１０Ａの収容部１０Ｆの内部には、第２金属体３２の他に、第１金属体３０が存在する。第１金属体３０は、上記のとおり、支持棒４０を介してハンドル部２０に固定されている。ここで、支持棒４０は、ブラシヘッド１０に形成されている第２貫通穴１０Ｊを非接触で貫通しているので、筐体部１０Ａ及び支持部１０Ｂを含むブラシヘッド１０が振動しても、一定位置で常時静止している。つまり、支持棒４０に支持されている第１金属体３０も、ブラシヘッド１０の振動に関わりなく、ハンドル部２０を基準とした一定位置で常時静止していることになる。

【0045】

また、第１金属体３０と第２金属体３２とは、第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８の作用により、第２金属体３２の振動方向であるＺ方向とは直交するＹ方向で互いに押し付け合わされている。

【0046】

したがって、電動歯ブラシ１の電源がオンとなったときには、ブラシヘッド１０が高速で振動する通常の歯磨き動作に加えて、静止している第１金属体３０に対して第２金属体３２が高速で擦り合わされることになる。

【0047】

次に、使用者が歯磨き時に使用した際の電動歯ブラシ１の作用について説明する。

【0048】

使用者がハンドル部２０を手で握り持った状態で操作部２４を操作することにより、電源をオンとし、かつ、所望の振動速度や振動パターンに設定すると、所望の設定に合わせてブラシヘッド１０が往復運動する。そして、使用者がブラシヘッド１０の植毛部１０Ｃを口腔内に挿入し、例えば、往復運動する植毛部１０Ｃを歯に当接させることで、歯が磨かれる。

【0049】

一方、図５を参照すると、この歯磨き時には、使用者の口腔内で発生した唾液Ｓは、植毛面１０Ｈから第１貫通穴１０Ｇを通じて収容部１０Ｆへ流れ込む。そして、ブラシヘッド１０の振動に合わせて互いに擦り合わされている第１金属体３０と第２金属体３２との接触部分に唾液Ｓが進入する。ここで、接触部分とは、具体的には、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとが互いに摺動し合う摺動面をいう。

【0050】

このとき、第１金属体３０と第２金属体３２との擦り合わせによる摩擦に起因して、第１金属体３０としてのマグネシウム系物質に含有されたマグネシウムと、唾液Ｓに含まれる水分との化学反応が促進される。これにより、収容部１０Ｆ内の唾液Ｓ中には、水素（Ｈ_２）を内包する一群の微細な気泡ＦＢが発生する。具体的には、唾液Ｓ中で、Ｍｇ＋２Ｈ_２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）_２＋Ｈ_２という化学反応が促進される。そして、一群の気泡ＦＢは、唾液Ｓを伝って、歯磨き中に使用者の口腔内に移動する。

【0051】

唾液Ｓ内で圧縮されている一群の気泡ＦＢは、電動歯ブラシ１から口腔内に放出されると、膨張して破裂する。この一群の気泡ＦＢの破裂による衝撃が、口腔の内面や歯の表面に付着した異物を剥離させるのに有利に働く。剥離した異物は、最終的に植毛部１０Ｃによって完全に除去される。

【0052】

次に、一群の微細な気泡ＦＢを発生させることによる口腔内の洗浄作用をより効果的とするための電動歯ブラシ１の条件について説明する。

【0053】

使用者が電動歯ブラシ１を使用したときに、微細な気泡ＦＢの作用により口腔内の洗浄効果が得られるとされる気泡ＦＢの量である目標気泡量は、発明者の検討により、おおよそ１４０個であると推定されている。そこで、以下、電動歯ブラシ１により目標気泡量以上の気泡ＦＢが得られる条件を検討する。

【0054】

図６は、電動歯ブラシ１を含む気泡量計測装置１００を示す概略図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩに対応した、気泡量計測装置１００の断面図である。

【0055】

気泡量計測装置１００は、唾液Ｓを想定した液体としての水１０２を貯留する容器１０４と、光源１０６と、撮像装置１０８と、本実施形態に係る電動歯ブラシ１とを備える。

【0056】

容器１０４は、例えば、全体として透明のアクリル製である。容器１０４に貯留されている水１０２の中に、容器１０４の上部側から電動歯ブラシ１の少なくとも筐体部１０Ａが浸される。電動歯ブラシ１は、このように筐体部１０Ａを水１０２に浸した状態で、不図示の固定器具により固定される。

【0057】

光源１０６は、容器１０４の外部に設置され、水１０２に浸されている筐体部１０Ａを照明する。光源１０６としては、本検討ではハロゲンランプを採用する。光源１０６は、具体的には、筐体部１０Ａにおける植毛部１０Ｃの先端の周囲に向かって、斜め上部から光を照らすように設置される。本実施形態では、一例として、光源１０６の光の照射方向は、植毛面１０Ｈとおおよそ平行となるように設定されている。

【0058】

撮像装置１０８は、容器１０４の外部に設置され、電動歯ブラシ１の電源をオンとして筐体部１０Ａを水１０２内で振動させたときに発生した気泡ＦＢの量を撮像する。撮像装置１０８としては、本検討ではマイクロスコープを採用する。撮像装置１０８は、具体的には、撮像装置１０８の撮像面１０８Ａが、水１０２内の植毛部１０Ｃの先端の周囲に対向し、かつ、容器１０４の壁面近傍にあるように設置される。本実施形態では、一例として、撮像装置１０８の撮像方向は、植毛面１０Ｈとおおよそ平行となるように設定されている。そして、光源１０６と撮像装置１０８とは、図７に示すように、撮像対象である気泡ＦＢを基準として対称位置に配置されている。ここで、撮像装置１０８の設定条件としては、倍率が３０倍であり、シャッタースピードが１／３０００ｓ（秒）であり、フレームレートが１２５ｆｐｓである。撮像面１０８Ａから筐体部１０Ａの直近の端面までの距離Ｌ３は、１５ｍｍである。また、撮像範囲は、縦方向が８ｍｍ、横方向が１０ｍｍである。この撮像範囲は、人の口腔内の歯周ポケットの深さが、一般的には１～２ｍｍ程度であるものの、例えば歯周病を患っている場合にはおおよそ６ｍｍであることを考慮して、その深さ範囲をカバーし得る範囲として設定されている。

【0059】

図８は、気泡量計測装置１００において、電動歯ブラシ１の電源をオンとして筐体部１０Ａを水１０２内で振動させたときの金属体の振幅と、そのときに発生した気泡ＦＢの量との関係を示すグラフである。

【0060】

ここで、電動歯ブラシ１の動作時には、第１金属体３０が静止しており、第２金属体３２が筐体部１０Ａの振動に合わせてＺ方向に沿って振動する。したがって、ここでの振幅とは、第２金属体３２のＺ方向の振幅をいい、すなわち、筐体部１０ＡのＺ方向の振幅に相当する。そして、電動歯ブラシ１の構成によれば、筐体部１０Ａの振動は、駆動部２２であるリニアモータによるモータシャフト２６自体の振動であるから、第２金属体３２のＺ方向の振幅は、直接的に、駆動部２２が発生し得る振幅に相当する。

【0061】

上記のとおり、電動歯ブラシ１における目標気泡量は、おおよそ１４０個である。そして、図８を参照すると、目標気泡量が１４０個以上となるような振幅値は、おおよそ０．７ｍｍ以上の範囲にあることがわかる。

【0062】

図９は、金属体同士の押し付け力と金属体の振幅との関係を示すグラフである。

【0063】

ここで、電動歯ブラシ１では、金属体同士の押し付け力とは、図４に示すように、Ｙ方向に沿った方向での第１金属体３０と第２金属体３２との押し付け合いにおける押し付け力をいう。また、金属体の振幅は、図８に示す振幅に相当する。

【0064】

まず、図８に示す結果によれば、振幅値がおおよそ０．７ｍｍ以上であることが望ましいことがわかっている。そして、図９を参照すると、振幅値がおおよそ０．７ｍｍ以上となるような押し付け力の値は、第１金属体３０と第２金属体３２とが単に接触しているような状態である０Ｎに近い値から、おおよそ０．８Ｎ以下の範囲にあることがわかる。

【0065】

したがって、図８及び図９に示す結果に基づくと、電動歯ブラシ１では、金属体の振幅が０．７ｍｍ以上となり、また、金属体同士の押し付け力が０．８Ｎ以下であることが望ましい。そこで、このような望ましい値が得られるように、本実施形態では、電動歯ブラシ１の各部の寸法や設定条件を、具体的に以下のように規定する。

【0066】

まず、本実施形態では、金属体の振幅が０．７ｍｍ以上となるように、駆動部２２であるリニアモータの振動を両振幅で０．７ｍｍ以上に設定する。併せて、リニアモータの振動速度を１０ｍ／ｓ以上に設定する。

【0067】

また、本実施形態では、金属体同士の押し付け力を０．８Ｎ以下とすることに関連し、各金属体及びそれらを収容する収容部１０Ｆの寸法を以下のように規定する。図５に示す各部の寸法を参照すると、筐体部１０Ａ内の収容部１０Ｆの大きさとしてＸＹ平面での断面寸法は、おおよそ（長さＬ２×幅Ｗ２）で表される。そして、一般的な歯ブラシの大きさに基づくと、例えば、長さＬ２を１５ｍｍ程度に、幅Ｗ２を２．０ｍｍ程度に設定することができる。

【0068】

これに対して、第１金属体３０において、第２金属体３２と接触する第１側面３０Ａの寸法は、おおよそ（長さＬ１×幅Ｗ１）で表される。同様に、第２金属体３２において、第１金属体３０と接触する第２側面３２Ａの寸法も、おおよそ（長さＬ１×幅Ｗ１）で表される。ここで、金属体同士の押し付け力を０．８Ｎ以下として好適に気泡ＦＢを発生させるのに有効な寸法は、主に長さＬ１の寸法である。そして、本実施形態では、長さＬ２は、金属体の振幅が０．７ｍｍ以上に設定されても第１金属体３０が収容部１０Ｆの内壁面に衝突しない範囲として、８ｍｍ以上、１４ｍｍ以下に設定されることが望ましい。例えば、長さＬ２が１５ｍｍと設定されている場合には、長さＬ１は１２ｍｍであってもよい。一方、第１金属体３０及び第２金属体３２の幅Ｗ１は、収容部１０Ｆの内壁面に衝突しない範囲の寸法として、１．５ｍｍ程度に設定されてもよい。

【0069】

また、第１金属体３０及び第２金属体３２のそれぞれに直接的に力を付加する第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８に係る許容荷重、材質又は寸法などについては、各金属体の大きさの設定に合わせて、適宜選定される。

【0070】

次に、電動歯ブラシ１による効果について説明する。

【0071】

本実施形態に係る電動歯ブラシ１は、歯磨き用の植毛部１０Ｃを含む筐体部１０Ａを有するブラシヘッド１０を備える。筐体部１０Ａは、第１金属体３０と、第１金属体３０の第１側面３０Ａと接触して摺動する第２側面３２Ａを含む第２金属体３２とを有する。また、筐体部１０Ａは、第１金属体３０と第２金属体３２とを互いに接触する方向に付勢する第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８と、第１金属体３０、第２金属体３２、第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８を収容する収容部１０Ｆを有する。また、筐体部１０Ａは、植毛部１０Ｃが設けられている植毛面１０Ｈと収容部１０Ｆとの間を貫通する第１貫通穴１０Ｇを有する。第１金属体３０又は第２金属体３２の少なくとも一方は、水との化学反応によって水素を発生する金属系物質を含有する。

【0072】

このような電動歯ブラシ１によれば、植毛部１０Ｃによる歯磨き効果に加えて、第１金属体３０と第２金属体３２との接触により微細な気泡ＦＢが発生し、気泡ＦＢの洗浄効果を利用して歯を洗浄することができる。その結果、植毛部１０Ｃが届かないような歯間又は歯周ポケットに付着した異物を除去することができる。

【0073】

また、電動歯ブラシ１によれば、微細な気泡ＦＢを発生させるための第１金属体３０及び第２金属体３２が、筐体部１０Ａ内の収容部１０Ｆに収容されている。したがって、洗浄効果を向上させる気泡発生機構を電動歯ブラシ１に備えさせたとしても、全体として大型化しづらくなる。

【0074】

また、電動歯ブラシ１によれば、第１金属体３０の第１側面３０Ａと第２金属体３２の第２側面３２Ａとが互いに面接触するので、互いに接触しながら摺動する領域をより増加させることができる。したがって、水素を発生させる化学反応をより促進させることができ、結果として、微細な気泡ＦＢを所望の量だけ発生させやすくなる。

【0075】

また、電動歯ブラシ１によれば、第１金属体３０及び第２金属体３２の双方が、互いに接触した状態で筐体部１０Ａの収容部１０Ｆ内に保持されている。したがって、例えば、一方の金属体が筐体部に保持され、他方の金属体がハンドル部に保持されるような仮想の電動歯ブラシと比較して、両金属体同士を接触させるための構造を簡略化させることができる。また、第１金属体３０と第２金属体３２との位置ずれが生じづらく、両金属体同士が確実に接触するので、安定的に微細な気泡ＦＢを発生させることができる。

【0076】

さらに、電動歯ブラシ１によれば、第１金属体３０と第２金属体３２とは、収容部１０Ｆ内で、第１付勢部材３６及び第２付勢部材３８により互いに接触する方向に付勢されているので、より安定的に微細な気泡ＦＢを発生させることができる。

【0077】

このように、本実施形態によれば、微細な気泡ＦＢを発生させて口腔内を洗浄する小型の電動歯ブラシ１を提供することができる。

【0078】

また、本実施形態に係る電動歯ブラシ１は、ブラシヘッド１０に振動を付加する駆動部２２を有するハンドル部２０と、ハンドル部２０に一端が接続される支持棒４０とを備えてもよい。この場合、ブラシヘッド１０は、ハンドル部２０に対向する端面と、収容部１０Ｆとの間で貫通する第２貫通穴１０Ｊを有してもよい。第１金属体３０は、第２貫通穴１０Ｊを貫通している支持棒４０の他端に支持されていてもよい。また、第２金属体３２は、収容部１０Ｆに支持されていてもよい。

【0079】

このような電動歯ブラシ１によれば、固定側の金属体を第１金属体３０とし、一方、振動側の金属体を第２金属体３２として、より簡易的な構成で、両金属体に擦り合わせ動作を行わせることができる。

【0080】

ここで、図２を参照した説明では、支持棒４０の一端が予め第１金属体３０に固定される固定端であり、支持棒４０の他端が、ブラシヘッド１０の取り付け前ではハンドル部２０とは分離している自由端であるものとした。しかし、本開示は、これに限られない。

【0081】

図１０は、ブラシヘッド１０の他の取り付け構造を有する電動歯ブラシ１を示す図である。なお、図１０は、図２の描画に対応しており、支持棒４０の取り付け構造以外は、図２に示す構成と同様である。

【0082】

電動歯ブラシ１の組み立て工程に鑑みると、図２に示すように、支持棒４０の一端を予め第１金属体３０に固定しておく方が、最終的にブラシヘッド１０をハンドル部２０に取り付けるときに支持棒４０の一端を第１金属体３０に接続させるよりも作業性がよい。一方、第１金属体３０に対して比較的容易に支持棒４０を接続可能であるならば、図１０に示すように、支持棒４０の一端を予めハンドル部２０の挿入穴２０Ｂに固定しておき、最終的に支持棒４０の他端を第１金属体３０に接続させるものとしてもよい。

【0083】

また、電動歯ブラシ１によれば、振動する側の第２金属体３２は、ブラシヘッド１０に含まれる筐体部１０Ａ内の収容部１０Ｆに支持されている。そして、ブラシヘッド１０は、駆動部２２により振動が付加される。すなわち、駆動部２２による振動は、通常の植毛部１０Ｃによる歯磨き動作のための振動と、微細な気泡ＦＢを発生させるための振動とを兼ねる。つまり、電動歯ブラシ１によれば、１つの駆動部２２でこれらの振動の発生を担うことができる。したがって、例えば、通常の歯磨き動作のための振動を生じさせる第１の駆動部に加えて、微細な気泡ＦＢを発生させるための振動を生じさせる第２の駆動部を設置する必要がない。

【0084】

また、本実施形態に係る電動歯ブラシ１では、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとは、第１金属体３０と第２金属体３２とが単に接触している状態で、又は、０．８Ｎ以下の押し付け力で互いに押し付け合わされている状態で、相対的に摺動するものとしてもよい。

【0085】

このような電動歯ブラシ１によれば、図８及び図９を参照して説明したとおり、口腔内の洗浄効果が得られるとされる目標気泡量以上の微細な気泡ＦＢを発生させることができる。

【0086】

また、本実施形態に係る電動歯ブラシ１では、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとは、植毛面１０Ｈに対して垂直であってもよい。

【0087】

このような電動歯ブラシ１によれば、図４に示すように、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとの接触部分である摺動面の延長上に、第１貫通穴１０Ｇが位置しやすくなる。ここで、第１貫通穴１０Ｇは、歯磨き中に、使用者の口腔内から収容部１０Ｆに唾液Ｓを進入させ、かつ、唾液Ｓを伝って気泡ＦＢを口腔内に放出する領域である。したがって、このような唾液Ｓの進入や気泡ＦＢの放出をより行われやすくすることができる。

【0088】

また、本実施形態に係る電動歯ブラシ１では、水との化学反応によって水素を発生する金属系物質は、マグネシウム系金属であってもよい。

【0089】

このような電動歯ブラシ１によれば、使用者の歯磨き中に、唾液Ｓとの化学反応によって好適に水素を発生させることができる。

【0090】

また、電動歯ブラシ１によれば、第１金属体３０と第２金属体３２との擦り合わせによって、マグネシウムの粉末が発生する。マグネシウムの粉末は、例えば、歯茎の血行促進の効果を期待できる。又は、マグネシウムの粉末自体が汚れに接触することによって、より汚れを除去する効果が期待できる。

【0091】

さらに、本開示の電動歯ブラシ１は、例えば、以下のように変形されてもよい。

【0092】

図１１は、他の実施形態に係る電動歯ブラシ１に関して、図４の描画に合わせてＸＹ平面に沿って筐体部１０Ａを切断した断面図である。なお、図１１において、図４に示されている電動歯ブラシ１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。

【0093】

まず、第２金属体は、２つあってもよい。図１１では、一方の第２金属体５２と、他方の第２金属体５４とが描画されている。このとき、一方の第２金属体５２と他方の第２金属体５４は、第１金属体５０を挟み込むものとしてもよい。

【0094】

ここで、図４では、第１側面３０Ａと第２側面３２Ａとの接触部分であり、水素を発生させる化学反応が促進される摺動面が中心軸ＡＸ上に位置することを優先させた結果、支持棒４０の位置が中心軸ＡＸからＹ方向にずれている。これに対して、図１１に示す第１金属体５０は、２つの第２金属体５２，５４に挟まれることになるので、接続される支持棒４０の位置とともに、中心軸ＡＸ上に位置することになる。

【0095】

また、この場合、第２金属体を支持する支持部材も２つある。一方の支持部材５６は、収容溝５６Ａに一方の第２金属体５２の一部を収容する。そして、一方の第２金属体５２では、第２側面５２Ａが、第１金属体５０の一方の第１側面５０Ａと接触し、互いに摺動し合う。同様に、他方の支持部材５８は、収容溝５８Ａに他方の第２金属体５４の一部を収容する。そして、他方の第２金属体５４では、第２側面５４Ａが、第１金属体５０の他方の第１側面５０Ｂと接触し、互いに摺動し合う。

【0096】

このような電動歯ブラシ１によれば、摺動面が、第１側面５０Ａと第２側面５２Ａ、及び、第１側面５０Ｂと第２側面５４Ａとの２箇所に存在することになる。したがって、図４に示す構成と比較して、水素を発生させる化学反応をより促進させやすくすることができる。

【0097】

また、植毛部１０Ｃを構成する毛は、植毛面１０Ｈの垂直方向に対して、植毛面１０Ｈに形成されている第１貫通穴１０Ｇの開口を覆う方向に傾斜しているものとしてもよい。

【0098】

図１１に示す例では、筐体部１０Ａにおいて、第１貫通穴１０Ｇが中心軸ＡＸを中心に形成されているので、植毛部１０Ｃを構成している毛の複数の束は、それぞれ、中心軸ＡＸ側に角度θ分だけ傾斜している。これにより、毛の複数の束が植毛面１０Ｈから垂直に突出している場合に比べて、第１貫通穴１０Ｇの植毛面１０Ｈにおける開口が、毛の複数の束で若干覆われる形となる。

【0099】

このような電動歯ブラシ１によれば、第１貫通穴１０Ｇの植毛面１０Ｈにおける開口上に、唾液Ｓを維持しやすくなるので、第１貫通穴１０Ｇへの唾液Ｓの進入や、第１貫通穴１０Ｇから唾液Ｓを伝った気泡ＦＢの放出を、より行わせやすくすることができる。

【0100】

その他、例えば、上記の実施形態では、第１金属体３０と第２金属体３２との形状及び寸法がほぼ同一としているが、微細な気泡ＦＢの所望の量を得られることを条件として、互いに異なっていてもよい。

【0101】

以上、好ましい実施形態について説明したが、本実施形態は、これ限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0102】

１ 電動歯ブラシ
１０ ブラシヘッド
１０Ａ 筐体部
１０Ｃ 植毛部
１０Ｆ 収容部
１０Ｇ 第１貫通穴
１０Ｈ 植毛面
１０Ｊ 第２貫通穴
２０ ハンドル部
２２ 駆動部
３０ 第１金属体
３０Ａ 第１側面
３２ 第２金属体
３２Ａ 第２側面
３６ 第１付勢部材
３８ 第２付勢部材
４０ 支持棒
５０ 第１金属体
５２ 第２金属体
５４ 第２金属体
ＦＢ 気泡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】