JP7808837B2 - ultrasonic toothbrush - Google Patents
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Description
本発明は、電気式歯ブラシ、特に超音波を発する電気式歯ブラシに関する。 The present invention relates to electric toothbrushes, and in particular to electric toothbrushes that emit ultrasonic waves.
ブラッシング時にブラシを振動させてプラークの除去や清掃等を含めたブラッシングの効果(以下、単にブラッシング効果という)を上げる電気式歯ブラシが実用化されている。さらに超音波を使用してブラッシング効率を上げて良好な歯磨きを実現する超音波歯ブラシが例えば特許文献1乃至特許文献3のように提案されている。 Electric toothbrushes that vibrate the brush during brushing to improve brushing effectiveness, including plaque removal and cleaning (hereinafter simply referred to as brushing effectiveness), have been put into practical use. Furthermore, ultrasonic toothbrushes that use ultrasound to improve brushing efficiency and achieve better tooth brushing have been proposed, for example, in Patent Documents 1 to 3.
超音波歯ブラシは超音波を使用しない歯ブラシに比較すると、超音波特有の優れたブラッシング効果が得られることが確認されている。ところが歯ブラシが使用により毛先が曲がったり、折れたり、削れた場合はブラシ部の交換が必要になる。そこで、ブラシ部のみを交換可能とする構成が望ましい。 It has been confirmed that ultrasonic toothbrushes provide superior brushing effects unique to ultrasound compared to toothbrushes that do not use ultrasound. However, if the bristles become bent, broken, or worn down during use, the brush section will need to be replaced. Therefore, a design that allows only the brush section to be replaced is desirable.
超音波を使用する歯ブラシは、超音波振動子が配置された振動部と植毛部の間に空隙ができると、振動部から出射された超音波がブラシに伝わらずに歯の表面に超音波を供給することができず、超音波による効果が十分に得られず、ブラッシング効果が十分得られない事態を引き起こしていた。 When an ultrasonic toothbrush has a gap between the vibrating section where the ultrasonic vibrator is located and the bristles, the ultrasonic waves emitted from the vibrating section cannot be transmitted to the brush and cannot be delivered to the surface of the teeth, resulting in an insufficient effect of the ultrasonic waves and an inadequate brushing effect.
ところが、振動部とブラシ部の間に隙間や空隙(以下、単に空隙という)を作らずブラシ部を交換可能とする構成は非常に困難である。或いは交換可能としない場合であっても、振動部とブラシ部の間に部分的にでも隙間を作らない為には振動部とブラシ部の両方に非常に高い寸法精度が必要であった。以上のことから、振動部から出射された超音波を確実にブラシを介して歯の表面に供給でき、長期間にわたって良好なブラッシング効果が得られる超音波歯ブラシが求められている。 However, it is extremely difficult to create a structure that allows the brush part to be replaced without leaving any gaps or air gaps (hereinafter simply referred to as "gaps") between the vibration part and the brush part. Even if the brush part is not replaceable, extremely high dimensional precision is required for both the vibration part and the brush part to prevent even partial gaps between them. For these reasons, there is a demand for an ultrasonic toothbrush that can reliably deliver ultrasonic waves emitted from the vibration part to the tooth surface via the brush, and provide good brushing effects over a long period of time.
上記した課題を解決するために本発明において以下のような手段を講じた。即ち本発明の歯ブラシは、把持部と、前記把持部の先端から突出した突出部と、前記突出部の先端に形成されるとともに超音波を発生する振動子が配置された振動部と、複数の毛束が植毛されてブラシを形成している植毛部と、前記植毛部が第1の面に配置されているとともに第1の開口部から前記振動部を挿入して着脱可能とするブラシ部と、前記振動部と前記植毛部の間に設けられた空隙と、前記第1の開口部と異なる、前記空隙に通ずる第2の開口部を前記第1の面に有し、前記第1の面と異なる前記ブラシ部の面である第2の面に、前記第1の開口部と異なり前記第2の開口部とも異なる開口部であって、前記空隙に通ずる第3の開口部を有することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes the following measures: That is, the toothbrush of the present invention is characterized by having a grip portion, a protruding portion protruding from the tip of the grip portion, a vibration portion formed at the tip of the protruding portion and having a vibrator that generates ultrasonic waves disposed thereon, a bristle portion in which multiple bristle bundles are implanted to form a brush, a brush portion in which the bristle portion is disposed on a first surface and into which the vibration portion is detachably inserted through a first opening, a gap provided between the vibration portion and the bristle portion, a second opening in the first surface that is different from the first opening and leads to the gap, and a third opening in a second surface of the brush portion that is different from the first opening and different from the second opening and leads to the gap .
さらに本発明の超音波歯ブラシは、前記空隙と前記第3の開口部をつなぐ流路を前記ブラシ部に有することを特徴としている。 Furthermore, the ultrasonic toothbrush of the present invention is characterized in that the brush portion has a flow path connecting the gap and the third opening .
本発明は、超音波を歯ブラシ先端に供給し、良好なブラッシング効果を得ることができる超音波歯ブラシを提供できる。さらにより簡単な構成で、ブラッシング効果を長期間にわたって維持できる信頼性の高い超音波歯ブラシを実現できる。 The present invention provides an ultrasonic toothbrush that supplies ultrasonic waves to the tip of the toothbrush, achieving a good brushing effect. Furthermore, it is possible to realize a highly reliable ultrasonic toothbrush that can maintain brushing effects over a long period of time with a simpler configuration.
[第1実施形態]
図1は本発明による超音波歯ブラシの本体1を示しており、同図(a)から(f)は本体1の六面図を示している。図の(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図、(d)は背面図、(e)は上面図、(f)は底面図である。同図(g)はブラシ14を先端に有するブラシ部13とブラシ部13を装着する前の本体1を示している。本体1は、把持部11と、操作部15と、把持部11の先端から突出している突出部12とを有し、突出部12の先端に形成されるとともに超音波を発生させる振動子18が配置された振動部19とを有する。突出部12と振動部19はそれぞれを独立した部品として構成してもよいし、一体に構成してもよい。例えば突出部12の先端に、超音波を発生させる振動子18を有する振動部19を取り付けてもよい。または突出部12を、ブラシ部13が装着されたときにブラシ14が配置される位置まで長くして、その突出部12の先端であってブラシ14に対向するまたはブラシ14に対応する位置に振動子18を配置して突出部12の先端に振動部19を構成、すなわち突出部12と振動部19を一体に構成してもよい。
[First embodiment]
FIG. 1 shows the main body 1 of an ultrasonic toothbrush according to the present invention, with (a) to (f) showing six views of the main body 1. (a) is a left side view, (b) is a front view, (c) is a right side view, (d) is a rear view, (e) is a top view, and (f) is a bottom view. (g) shows the main body 1 before the brush unit 13 is attached, and the brush unit 13 has a brush head 14 at its tip. The main body 1 has a grip portion 11, an operating portion 15, and a protruding portion 12 protruding from the tip of the grip portion 11. The protruding portion 12 has a vibrating portion 19 formed at the tip of the protruding portion 12 and having a vibrator 18 that generates ultrasonic waves. The protruding portion 12 and the vibrating portion 19 may be configured as independent components or may be configured as an integrated unit. For example, the vibrating portion 19 having the vibrator 18 that generates ultrasonic waves may be attached to the tip of the protruding portion 12. Alternatively, the protrusion 12 may be elongated to the position where the brush 14 is positioned when the brush part 13 is attached, and a vibrator 18 may be placed at the tip of the protrusion 12 facing or corresponding to the brush 14, thereby forming a vibration part 19 at the tip of the protrusion 12, i.e., the protrusion 12 and the vibration part 19 may be formed as a single unit.
把持部11の内部にはバッテリ16と、操作部15の操作に応じて本体1を制御するコントローラ17が設けられている。コントローラ17と振動子18は、後述するようにハーネス-B20で接続されている。 The grip portion 11 contains a battery 16 and a controller 17 that controls the main body 1 in response to the operation of the operation portion 15. The controller 17 and the vibrator 18 are connected by a harness B20, as described below.
操作部15にはスイッチ22と、スイッチ22の周囲には、内蔵された赤色のLEDによって赤色に点灯するLED部23が配置されている。使用者が操作部15のスイッチ22を押すことによって超音波の出射または停止を含め、出射する超音波の制御を行うことができ、スイッチ22の操作に応じてLED部23の点灯状態が変化して、例えばLED部23が点灯することでスイッチ22の周囲が赤く点灯し、使用者に本体1の駆動状態や動作状態を伝える。 The operation unit 15 is equipped with a switch 22, and around the switch 22 is an LED unit 23 that lights up red using a built-in red LED. By pressing the switch 22 on the operation unit 15, the user can control the emitted ultrasound, including emitting or stopping the ultrasound, and the illumination state of the LED unit 23 changes depending on the operation of the switch 22. For example, when the LED unit 23 lights up, the area around the switch 22 lights up red, informing the user of the drive status and operating status of the main unit 1.
図2はコントローラ17のブロック図である。コントローラ17は、振動子18に超音波振動をさせるために振動子18に供給される電気信号である駆動信号を出力する信号生成部204、タイマ207、ユーザーIF部201、所定の電力を各部に供給する電源部206、制御部202等の少なくとも一部またはすべてを含んで構成される。 Figure 2 is a block diagram of the controller 17. The controller 17 includes at least some or all of a signal generation unit 204 that outputs a drive signal, which is an electrical signal supplied to the vibrator 18 to cause the vibrator 18 to vibrate ultrasonically, a timer 207, a user IF unit 201, a power supply unit 206 that supplies a predetermined amount of power to each unit, and a control unit 202.
制御部202はCPUやメモリの他、各部と接続する為のインターフェースを内蔵し、本体1の制御を行う。電源部206はバッテリ16から供給される電力を所定の一定電圧値、例えば5Vに制御して制御部202を介して各部に供給する。ユーザーIF部201は操作部15と接続されており、使用者が操作部15の操作を行うと、その情報を制御部202に通知する。 The control unit 202 contains a CPU, memory, and an interface for connecting to each unit, and controls the main unit 1. The power supply unit 206 controls the power supplied from the battery 16 to a predetermined constant voltage, for example 5V, and supplies it to each unit via the control unit 202. The user IF unit 201 is connected to the operation unit 15, and when the user operates the operation unit 15, it notifies the control unit 202 of that information.
バッテリ16は乾電池であってもよいし、リチウムイオン電池のように充電により繰り返し使用できる二次電池であってもよい。あるいはこれら電池の代わりに、100V等の例えば家庭用コンセントから所定の電圧、例えば5Vを出力できる電源アダプタを本体1の外部に配置して使用する構成であってよい。ただし、二次電池の方が環境負荷の観点から望ましい場合があり、本実施の形態では二次電池、例えばリチウムイオン電池を使用した場合を例に挙げている。 Battery 16 may be a dry cell battery, or a secondary battery that can be repeatedly used by recharging, such as a lithium-ion battery. Alternatively, instead of these batteries, a power adapter that can output a predetermined voltage, for example, 5V, from a household outlet, such as a 100V outlet, may be placed outside main unit 1. However, secondary batteries may be preferable from the perspective of environmental impact, and this embodiment uses a secondary battery, such as a lithium-ion battery, as an example.
タイマ207は所定の時間、例えば3分をブラッシングのための時間、すなわち振動子18を駆動して超音波を出力する時間として計測する。当該時間は3分に限らず3分未満でも3分以上でもよく、使用者が適宜設定できるような構成でもよい。 The timer 207 measures a predetermined time, for example, three minutes, as the brushing time, i.e., the time for driving the vibrator 18 to output ultrasonic waves. This time is not limited to three minutes, but can be less than three minutes or more than three minutes, and can be configured so that the user can set it as appropriate.
図3は信号生成部204の出力を模式的に示す。図では横軸を時間、縦軸は信号の振幅を示す。信号生成部204は、例えば3.2MHzや4.8MHzの周波数の信号を駆動信号として出力する。当該駆動信号は本実施の形態においては例えば4.8MHzの正弦波を時間T1で出力し、続けて時間T2で停止する動作を繰り返す。T1として0.5秒、T2として0.5秒を設定すると、駆動信号としては0.5秒間4.8MHzが出力された後、0.5秒間停止され、以後これを繰り返すように出力される。図3では正弦波を見やすいように模式的に記載しているが、実際は上記の通りT1で出力されるのは4.8MHzの高い周波数である。 Figure 3 shows a schematic representation of the output of the signal generation unit 204. In the figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents signal amplitude. The signal generation unit 204 outputs a signal with a frequency of, for example, 3.2 MHz or 4.8 MHz as a drive signal. In this embodiment, the drive signal outputs, for example, a 4.8 MHz sine wave for time T1, followed by a repeated stop at time T2. If T1 is set to 0.5 seconds and T2 to 0.5 seconds, the drive signal will output 4.8 MHz for 0.5 seconds, then stop for 0.5 seconds, and this cycle will be repeated thereafter. Figure 3 shows the sine wave diagrammatically to make it easier to see, but in reality, as mentioned above, the high frequency of 4.8 MHz is output at T1.
図3では、駆動信号は常時出力されているのではなく上記のようにデューティ50%で出力される、あるいは間欠的に出力される。常に出力される場合と、図3のような間欠的な出力では超音波による顕著な効果の違いはないが、単位時間当たりの実質的な振動子18の駆動時間が半分になるので、見かけ上バッテリの持ちが長くなり、一回の充電でブラッシングできる時間を長くすることができる。ここで駆動信号は、デューティ50%で間欠的に4.8MHzが出力されるものであるが、デューティは50%に限定されるものではなく、例えば40%であっても60%であってもよく、所望のブラッシング効果が得られればよい。 In Figure 3, the drive signal is not output constantly, but is output with a 50% duty cycle as described above, or is output intermittently. There is no significant difference in the ultrasonic effect between constant output and intermittent output as shown in Figure 3, but the actual drive time of the vibrator 18 per unit time is halved, which apparently extends battery life and increases the amount of time you can brush on a single charge. Here, the drive signal is 4.8 MHz output intermittently with a 50% duty cycle, but the duty cycle is not limited to 50% and can be, for example, 40% or 60%, as long as the desired brushing effect is achieved.
ユーザーがスイッチ22を押すと、その情報はユーザーIF部201を介して制御部202に送られ、制御部202は図3のような電気信号を出力するように信号生成部204に指示を出す。または、制御部202は信号生成部204に対して電力を供給することによって信号生成部204に電気信号の生成を開始させるような構成でも良い。さらに制御部202はタイマ207に所定時間、例えば3分の時間計測を開始するような通知を行い、タイマ207は当該通知に従って所定時間の計測をスタートする。 When the user presses switch 22, this information is sent to control unit 202 via user IF unit 201, and control unit 202 instructs signal generation unit 204 to output an electrical signal as shown in Figure 3. Alternatively, control unit 202 may be configured to supply power to signal generation unit 204, causing signal generation unit 204 to start generating an electrical signal. Furthermore, control unit 202 notifies timer 207 to start measuring a predetermined time, for example, three minutes, and timer 207 starts measuring the predetermined time in accordance with this notification.
タイマ207は所定時間、例えば3分が経過したらその旨を示す通知を制御部202に行い、制御部202は当該通知に基づいて、信号出力を停止するように信号生成部204に指示を出す。または制御部202は信号生成部204に対する電力の供給を停止することで信号生成部204による信号の生成を停止させる。 When a predetermined time, for example, three minutes, has elapsed, the timer 207 notifies the control unit 202 of this fact, and based on this notification, the control unit 202 instructs the signal generation unit 204 to stop signal output. Alternatively, the control unit 202 stops the supply of power to the signal generation unit 204, thereby causing the signal generation unit 204 to stop generating a signal.
所定時間が経過する前に使用者がスイッチ22を再度押した場合は、その情報がユーザーIF部201から制御部202に通知され、制御部202は信号出力を停止するように信号生成部204に指示を出すか、信号生成部204に対する電力の供給を停止することで信号生成部204による信号の生成を停止させる。同時にタイマ207に対して時間計測の停止を指示し、タイマ207をリセットする。 If the user presses switch 22 again before the specified time has elapsed, this information is notified from user IF unit 201 to control unit 202, and control unit 202 either instructs signal generation unit 204 to stop signal output or stops the supply of power to signal generation unit 204, thereby stopping signal generation by signal generation unit 204. At the same time, it instructs timer 207 to stop measuring time, and resets timer 207.
上記における使用者のスイッチ22の操作として、スイッチ22を押すとは単にスイッチ22を押圧することにとどまらず、短時間に2回スイッチ22を押す、所謂ダブルクリックや、数秒間スイッチ22を押しっぱなしとする、所謂長押しであってもよく、出力を開始するときはダブルクリックとし、信号の出力開始を停止する場合は長押しする等、操作の方法を超音波の出力開始時と停止時で分けてもよい。すなわちスイッチ22を操作する目的に応じて、スイッチ22の操作方法を変更することがよい。このような構成ではスイッチ22に誤って触れた場合の装置の誤動作を回避できて望ましい。特に本実施の形態のように操作部15が把持部11に配置されている場合は、意図せず操作部15に使用者が触れる場合が多いうえに、使用者が超音波を認識できないために、誤ってスイッチ22が押された場合に超音波が意図せず停止した場合であってもそれに使用者が気付くことが難しく、超音波が停止しているにも関わらずブラッシングを続けて所定のブラッシング効果が得られない事態となりやすい。そこで、超音波を停止する場合のスイッチ22の動作として使用者が意図しないと得られにくい動作であるダブルクリックや長押しが望ましい。 Regarding the operation of the switch 22 by the user described above, "pressing" the switch 22 does not necessarily mean simply pressing the switch 22. It may also mean pressing the switch 22 twice in a short period of time (a so-called double-click) or holding the switch 22 down for several seconds (a so-called long-press). The operation method may be different for starting and stopping ultrasound output, such as double-clicking to start output and long-pressing to stop signal output. In other words, it is advisable to change the operation method of the switch 22 depending on the purpose of operating the switch 22. This configuration is desirable because it can avoid malfunctions of the device caused by accidentally touching the switch 22. Particularly when the operation unit 15 is located on the grip unit 11, as in this embodiment, the user often touches the operation unit 15 unintentionally. Furthermore, because the user cannot recognize ultrasound, it is difficult for the user to notice that the ultrasound has been unintentionally stopped when the switch 22 is accidentally pressed. This can lead to a situation where the user continues brushing even though the ultrasound has stopped, resulting in the desired brushing effect not being achieved. Therefore, a double-click or long-press, which are actions that are difficult to achieve without the user's intention, are desirable for stopping ultrasound.
図4は本発明を施したブラシ部13を示している。図4(a)はブラシ部13の拡大図であり、図4(b)は図4(a)の破線Aにおける模式的な断面図を示している。ブラシ部13には本実施の形態では植毛部43に複数の毛束45が植毛されてブラシ14が形成されてる。植毛部43には開口部-A41が植毛部43の後端、換言すると植毛部43の近位端に設けられている。 Figure 4 shows a brush unit 13 incorporating the present invention. Figure 4(a) is an enlarged view of the brush unit 13, and Figure 4(b) shows a schematic cross-sectional view taken along dashed line A in Figure 4(a). In this embodiment, the brush unit 13 has a brush 14 formed by implanting multiple bristle bundles 45 in a bristle implantation section 43. An opening-A41 is provided in the bristle implantation section 43 at the rear end thereof, in other words, at the proximal end thereof.
図4(c)はブラシ部13に差し込まれる振動部19の断面を示している。振動部19の先端部には、ブラシ部13に振動部19が差し込まれた場合にブラシ14に対応する部分に、振動子18が接着剤82によって固定して配置されている。振動子18はハーネス-B20によって把持部11内に配置されたコントローラ17に接続されて駆動信号が供給される。なお、振動子18は図4(c)のように振動部19の内部に配置されてもよいが、振動部19の表面、例えばブラシ14に対向する振動部19の表面や、ブラシ14に対向する面の反対側等に配置されていてもよい。 Figure 4(c) shows a cross section of the vibration unit 19 inserted into the brush unit 13. At the tip of the vibration unit 19, a vibrator 18 is fixed with adhesive 82 in the portion that corresponds to the brush 14 when the vibration unit 19 is inserted into the brush unit 13. The vibrator 18 is connected to a controller 17 located inside the grip unit 11 by a harness-B20, and a drive signal is supplied to the controller 17. The vibrator 18 may be located inside the vibration unit 19 as shown in Figure 4(c), but it may also be located on the surface of the vibration unit 19, for example, on the surface of the vibration unit 19 facing the brush 14, or on the opposite side of the surface facing the brush 14.
図4(d)は図4(b)のブラシ部13の挿入部44に図4(c)の振動部19が差し込まれた状態を示しており、この状態で歯ブラシの本体1がブラッシングに使用される。図のように振動部19とブラシ14の間に空隙-A42が形成される。開口部-A41は植毛部43を貫通して空隙-A42につながっている。使用者が本体1を使用すると、当該開口部-A41を通って、歯磨き剤や唾液、あるいはこれらを含んだ水などの水分(以下、これらを総称して単に水分をいう)が空隙-A42に入るように構成されている。 Figure 4(d) shows the state in which the vibration unit 19 in Figure 4(c) is inserted into the insertion portion 44 of the brush unit 13 in Figure 4(b), and the toothbrush body 1 is used for brushing in this state. As shown in the figure, a gap-A42 is formed between the vibration unit 19 and the brush 14. Opening-A41 passes through the bristle portion 43 and connects to gap-A42. When a user uses the body 1, toothpaste, saliva, or moisture such as water containing these (hereinafter collectively referred to as moisture) enters gap-A42 through opening-A41.
図4のようにブラシ部13と振動部19を着脱自在に構成することによって、ブラシ部13が交換可能とすることができる。なお、ブラシ部13と振動部19を交換可能とする場合では、この着脱自在の構成は、後述するように必須の構成となるが、例えば超音波歯ブラシを使い捨てにする場合などにおいてはブラシ部13を交換する必要がないので必須とは限らない。ただし、開口部-A41や空隙-A42は超音波を確実に歯に供給するためには必須となる。 As shown in Figure 4, by configuring the brush unit 13 and vibration unit 19 to be detachable, the brush unit 13 can be made replaceable. Note that when the brush unit 13 and vibration unit 19 are replaceable, this detachable configuration is an essential component, as described below. However, in cases where the ultrasonic toothbrush is disposable, for example, the brush unit 13 does not need to be replaced, and so this is not necessarily essential. However, opening-A41 and gap-A42 are essential to ensure that ultrasonic waves are delivered to the teeth reliably.
超音波を使用する歯ブラシでは、ブラシ部13を容易に交換可能とするためにブラシ部13に図4の振動部19に相当する部分を差し込んで使用する構成が一般的である。例えば上述の特許文献に記載されている構成は、図5のように表すことができる。すなわち本実施の形態では振動部19のうち、ブラシ14の対向面に該当する表面、即ち超音波の出射面と、ブラシ14が植毛されている植毛部43の間にはたとえ部分的であっても空隙を作らないように互いに密着するように設計される。ここに空隙ができると、振動子18から出射された超音波がその空隙を通過することができず、ブラシ14にも歯の表面にも超音波が供給されず、所望のブラッシング効果が得られない不具合を生じる。空隙を作らないためには、交換用のブラシ部13において振動部19が差し込まれる部分と差し込む振動部19の寸法を正確に合わせる必要があるが、量産時のばらつきや経時的な変化によって両者の寸法を正確に合わせることはできず、例えば部分的に空隙が意図せず生じる可能性が極めて高い。さらに初期的な状態で仮に正確な寸法によって、当該空隙が回避できたとしても、使用に際して例えばねじりなどが発生して、あるいは経時的に空隙が発生する場合がある。或いは本体を落としたりどこかにぶつけたり、あるいは強い振動が与えられた場合であっても空隙が発生しやすい。空隙が発生すると上記のように超音波がブラシ14を介して歯の表面に供給できず所望のブラッシング効果が得られない。 In toothbrushes that use ultrasonic waves, a part corresponding to the vibration part 19 in Figure 4 is typically inserted into the brush part 13 to facilitate easy replacement. For example, the configuration described in the aforementioned patent document can be represented as shown in Figure 5. In this embodiment, the vibration part 19 is designed to be in close contact with the surface that faces the brush 14, i.e., the ultrasonic wave emitting surface, and the bristle part 43 where the brush 14 is attached, preventing even partial gaps. If a gap were to form, the ultrasonic waves emitted from the vibrator 18 would not pass through the gap, preventing ultrasonic waves from reaching either the brush 14 or the tooth surface, resulting in an inability to achieve the desired brushing effect. To prevent this, the dimensions of the part of the replacement brush part 13 into which the vibration part 19 is inserted must be precisely matched to the dimensions of the vibration part 19 to be inserted. However, due to variations in mass production and changes over time, it is impossible to precisely match the dimensions of the two, making it highly likely that a partial gap will unintentionally form. Furthermore, even if accurate dimensions are used to prevent such gaps from forming initially, gaps may form over time due to, for example, twisting during use. Gaps are also likely to form if the device is dropped, hit against something, or subjected to strong vibrations. When gaps form, ultrasonic waves cannot be delivered to the tooth surface via the brush 14, as described above, and the desired brushing effect cannot be achieved.
一方、本発明の超音波歯ブラシでは、図4のようにブラシ14の植毛部43に開口部-A41を有し、当該開口部-A41が振動部19と植毛部43の間に形成された空隙-A42に通じているため、当該開口部-A41に水分が流入すると空隙-A42に水分が充填される。振動部19から出射された超音波は空隙-A42があっても当該空隙-A42に充填された水分によって植毛部43に到達し、ブラシ14を介して歯の表面に供給されて、所望のブラッシング効果を得ることができる。なお、充填された水分はブラッシングが終了してブラシ部13を洗浄するときに排出される。 On the other hand, in the ultrasonic toothbrush of the present invention, as shown in Figure 4, the bristle part 43 of the brush 14 has an opening-A41, which connects to the gap-A42 formed between the vibrating part 19 and the bristle part 43. Therefore, when moisture flows into the opening-A41, the gap-A42 is filled with moisture. Even though there is a gap-A42, the ultrasonic waves emitted from the vibrating part 19 reach the bristle part 43 due to the moisture that has filled the gap-A42, and are supplied to the tooth surface via the brush 14, achieving the desired brushing effect. The filled moisture is discharged when the brush part 13 is washed after brushing is finished.
このような構成では、振動部19と振動部19が挿入される挿入部44の寸法精度は、振動部19が挿入部44に挿入されてブラシ部13が確実に本体1に装着されればよいので、高精度は要求されず安価な構成が可能となる。 In this configuration, the dimensional accuracy of the vibration unit 19 and the insertion unit 44 into which the vibration unit 19 is inserted is sufficient as long as the vibration unit 19 is inserted into the insertion unit 44 and the brush unit 13 is securely attached to the main body 1, so high accuracy is not required, allowing for an inexpensive configuration.
さらに、使用することで経時的な変化が振動部19やブラシ部13に発生したり、落としたりなど強い振動が与えられた場合であっても、振動部19から出射された超音波は確実に空隙-A42に流入した水分とブラシ14を介してブラッシングが施される歯の表面に供給されて所望のブラッシング効果を得ることができる。 Furthermore, even if changes occur over time in the vibration unit 19 or brush unit 13 during use, or if strong vibrations are applied, such as when the device is dropped, the ultrasonic waves emitted from the vibration unit 19 are reliably supplied to the surface of the teeth being brushed via the moisture that has flowed into gap-A42 and the brush 14, thereby achieving the desired brushing effect.
すなわち、従来は空隙ができないように設計されてきた、振動部19と植毛部43の間に、あえて空隙-A42を設けて、そこにブラッシング時に生じる水分を開口部-A41より充填することによって、より簡単な構造で、高い寸法精度によらず、振動や経時的変化にも強く、超音波を確実にブラシ14を介して歯の表面に供給でき、長期間にわたって良好なブラッシング効果が得られる超音波歯ブラシを実現できる。 In other words, by intentionally creating a gap-A42 between the vibrating part 19 and the bristle part 43, which has traditionally been designed to prevent gaps, and filling this gap with moisture generated during brushing through opening-A41, we have achieved an ultrasonic toothbrush with a simpler structure that is resistant to vibration and changes over time without relying on high dimensional precision, can reliably deliver ultrasonic waves to the tooth surface via the brush 14, and provides good brushing results over a long period of time.
よって本発明により、非常に簡単な構成で、高い寸法精度が要求されない、安価な交換用ブラシの構成により、長期間にわたって所望のブラッシング効果を損なうことのない、信頼性の高い超音波歯ブラシを実現できる。また、交換の必要がない場合でも非常に簡単な構成で、高い寸法精度が要求されない、安価な構成により、長期間にわたって所望のブラッシング効果を損なうことのない、信頼性の高い超音波歯ブラシを実現できる。 The present invention therefore makes it possible to realize a highly reliable ultrasonic toothbrush that will not impair the desired brushing effect over a long period of time, thanks to an inexpensive replacement brush configuration that does not require high dimensional precision and has a very simple structure. Furthermore, even if replacement is not necessary, a highly reliable ultrasonic toothbrush can be realized that will not impair the desired brushing effect over a long period of time, thanks to an inexpensive configuration that does not require high dimensional precision.
[変更例]
図6は本発明による開口部の他の例を示してる。図4では開口部-A41が植毛部43の後端部に配置されているのに対して、図6(a)は植毛部43の先端に開口部-B61が配置されている。図6(b)では開口部-C62がブラシ14の間に配置されている。このほか、軸方向(本体1から突出部12が突出している方向)に対してブラシ14の右側や左側、例えば右側の先端や後端、左側の先端や後端に配置してもよい。或いは、これらの開口部は空隙-A42の側面や遠位端や近位端である端面に対応する位置に設けられていてもよく、例えば図6(d)は空隙-A42の遠位端である先端部に、あるいはブラシ部13の先端に開口部-H60が配置されている例を示している。
[Example of change]
FIG. 6 shows another example of an opening according to the present invention. In FIG. 4, opening-A41 is located at the rear end of the bristle portion 43, whereas in FIG. 6(a), opening-B61 is located at the tip of the bristle portion 43. In FIG. 6(b), opening-C62 is located between the brushes 14. Alternatively, openings may be located on the right or left side of the brush 14 in the axial direction (the direction in which the protruding portion 12 protrudes from the main body 1), such as the right or rear end or the left or front or rear end. Alternatively, these openings may be located at positions corresponding to the side surface, distal end, or proximal end of the gap-A42. For example, FIG. 6(d) shows an example in which opening-H60 is located at the distal end of the gap-A42 or at the tip of the brush portion 13.
上記においては、植毛部43やブラシ部13に設けられた開口部が一つである場合を例に挙げて記載しているが本発明はこれに限定されず、開口部は2つあるいは2つ以上であってもよい。即ち、開口部-A41を第1の開口部とすると、第1の開口部とは別に第2の開口部を設けてもよい。この場合は開口部の大きさや形状を同じとする場合でもよいが、開口部の形状や大きさがそれぞれ異なってもよい。なお、第1の開口部と第2の開口部を設けることは、開口部が二つのみであることを意味するのではなく、二つ以上、あるいは複数の開口部が設けられることを意味してもよい。第1の開口部と第2の開口部を配置した場合では空隙-A42の水分は、第2の開口部が配置されていない場合に比較すると排出されやすいが、ブラッシング中の口腔内では豊富に水分が存在するので、当該水分がすぐに空隙-A42内に補充されて超音波がブラシ14に伝達されてブラッシング効果は低下しない。 While the above description cites an example in which the bristle portion 43 and the brush portion 13 each have one opening, the present invention is not limited to this configuration and may have two or more openings. That is, if opening-A41 is the first opening, a second opening may be provided separately from the first opening. In this case, the openings may have the same size and shape, or may have different shapes and sizes. Note that providing a first opening and a second opening does not mean that there are only two openings, but may also mean that two or more openings are provided. When a first opening and a second opening are provided, moisture in gap-A42 is more easily expelled than when a second opening is not provided. However, because there is an abundance of moisture in the oral cavity during brushing, the moisture is quickly replenished in gap-A42, and the ultrasound is transmitted to the brush 14, preventing a decrease in brushing effectiveness.
図4(d)の開口部-A41及び図6(a)の開口部-B61並びに図6(d)は空隙-A42の端部に設けられているが、図6(c)は開口部-D63が空隙-A42の端部から離れて配置されている様子を示している。この場合は、空隙-A42の端部に振動部19と植毛部43等によって図6(c)では三方が囲まれたポケット64が形成されるので、このポケット64に水分がたまりやすく、ブラッシング終了時にブラシ14を洗浄して空隙-A42内に充填された水分を排出する場合に排出が困難または不十分となる場合がある。排出が困難な場合は空隙-A42の水分が空隙-A42にとどまりやすく衛生的に望ましくない。 While opening-A41 in Figure 4(d), opening-B61 in Figure 6(a), and Figure 6(d) are located at the end of gap-A42, Figure 6(c) shows opening-D63 positioned away from the end of gap-A42. In this case, a pocket 64 surrounded on three sides in Figure 6(c) by the vibration unit 19 and bristle unit 43, etc., is formed at the end of gap-A42. This makes it easy for moisture to accumulate in this pocket 64, and when the brush 14 is washed after brushing and the moisture stored in gap-A42 is drained, drainage may be difficult or insufficient. If drainage is difficult, the moisture in gap-A42 tends to remain in gap-A42, which is undesirable from a hygienic standpoint.
そこで本発明においては、開口部-A41や開口部-B61並びに開口部H-60のように開口部を空隙の端部に配置するのが望ましい。端部に開口部を配置するとポケット64ができず、空隙-A42内部の水分を良好に排出できて衛生的で、長期間にわたって良好なブラッシング効果が得られる超音波歯ブラシを実現できる。ここで端部とは、図4や図6のように植毛部43の先端や後端に対応する空隙-A42の端部に限らず、軸方向に対してブラシ14の右側や左側に対応する空隙-A42の端部であってもよい。 In the present invention, therefore, it is desirable to position openings at the ends of the gap, such as openings-A41, openings-B61, and openings-H-60. Positioning openings at the ends prevents pockets 64, allowing moisture from inside gap-A42 to be efficiently discharged, resulting in a hygienic ultrasonic toothbrush that provides excellent brushing results over a long period of time. Here, "end" does not necessarily refer to the end of gap-A42 corresponding to the front or rear end of the bristle portion 43, as in Figures 4 and 6, but may also refer to the end of gap-A42 corresponding to the right or left side of the brush 14 in the axial direction.
ポケット64の有無にかかわらず、開口部-A41乃至開口部-H60などの開口部(単に開口部と称する)の大きさや形状などによって空隙-A42内の水分の排出が簡単でない場合は、開口部が複数設けられてもよい。例えば、2つ以上の開口部-A41が配置されてもよいし、2つ以上の開口部-B61が配置されてもよい。或いは上記の開口部-A41や開口部-B61などの各開口部が併用されてもよい。この場合に、複数の開口部は隣接して配置されてもよいし、例えば植毛部43の先端と後端、あるいは植毛部43の右側と左側などのように離間して配置されてもよい。或いは開口部は植毛部43の先端と後端及び右側や右側などのように3つ以上の領域に3つ以上の開口部を設けてもよい。 Regardless of whether or not a pocket 64 is provided, if the size or shape of openings such as openings-A41 to openings-H60 (simply referred to as openings) makes it difficult to drain moisture from gap-A42, multiple openings may be provided. For example, two or more openings-A41 may be provided, or two or more openings-B61 may be provided. Alternatively, openings such as openings-A41 and openings-B61 may be used in combination. In this case, the multiple openings may be adjacent to each other, or may be spaced apart, such as at the leading and trailing ends of the bristle portion 43, or on the right and left sides of the bristle portion 43. Alternatively, three or more openings may be provided in three or more regions, such as at the leading and trailing ends of the bristle portion 43 and the right and left sides.
植毛部43が配置されたブラシ部13の面をブラシ部13の表の面またはブラシ部13の第1の面と称し、ブラシ部13の表の面(ブラシ部13の第1の面)に対して反対側の面をブラシ部13の裏面、あるいはブラシ部13の第2の面と称すると、図7のように開口部の一つをブラシ部13の第1の面またはブラシ部13の表の面に配置し、開口部の他の一つをブラシ部13の第2の面またはブラシ部13の裏面に配置する構成でもよい。図7(a)は開口部-A41のほかに開口部-E65を振動部19に対してブラシ14とは反対側に設けている。つまりブラシ部13の表の面に第1の開口部である開口部-A41を設け、第2の開口部である開口部-E65をブラシ部13の第2の面、或いはブラシ部13の裏面に設けている。換言すると第1の開口部を植毛部43が配置されたブラシ部13の面に、植毛部43やブラシ14に対して振動部19の反対側に第2の開口部が設けられている。または開口部-A41と開口部-E65は、間に振動部19が配置されるように設けられている。図7(b)及び図7(c)も同様に開口部-A41と、開口部-F67または開口部-G68が振動部19を挟むように或いはブラシ部13の表の面と裏面に配置されている例を示している。図7(a)はブラシ部13の裏面(ブラシ14の反対側)の先端部に設けられた開口部-E65を示し、図7(b)はブラシ部13の裏面であってブラシ14の中央部に対応する位置に設けられた開口部-F67を示し、図7(c)はブラシ部13の裏面であってブラシ14の後端部分に対応する配置された開口部-G68を示している。 The surface of the brush unit 13 on which the bristle unit 43 is arranged is referred to as the front surface of the brush unit 13 or the first surface of the brush unit 13, and the surface opposite the front surface of the brush unit 13 (first surface of the brush unit 13) is referred to as the back surface of the brush unit 13 or the second surface of the brush unit 13. As shown in Figure 7, one opening may be arranged on the first surface of the brush unit 13 or the front surface of the brush unit 13, and another opening may be arranged on the second surface of the brush unit 13 or the back surface of the brush unit 13. In Figure 7(a), in addition to opening-A41, opening-E65 is also provided on the opposite side of the vibrating unit 19 from the brush 14. In other words, opening-A41, which is the first opening, is provided on the front surface of the brush unit 13, and opening-E65, which is the second opening, is provided on the second surface of the brush unit 13 or the back surface of the brush unit 13. In other words, the first opening is provided on the surface of the brush unit 13 where the bristle unit 43 is arranged, and the second opening is provided on the opposite side of the vibration unit 19 from the bristle unit 43 and the brush 14. Alternatively, opening-A41 and opening-E65 are arranged so that the vibration unit 19 is located between them. Figures 7(b) and 7(c) also show examples in which opening-A41 and opening-F67 or opening-G68 are arranged on either side of the vibration unit 19 or on the front and back surfaces of the brush unit 13. Figure 7(a) shows opening-E65 provided at the tip of the back surface of the brush unit 13 (opposite the brush 14), Figure 7(b) shows opening-F67 provided on the back surface of the brush unit 13 at a position corresponding to the center of the brush 14, and Figure 7(c) shows opening-G68 located on the back surface of the brush unit 13 at a position corresponding to the rear end of the brush 14.
さらに図7(a)では、空隙-A42と開口部-E65をつなぐ流路-A66が、即ち振動部19とブラシ部13の間に形成された空隙-A42から第2の開口部につながる流路-A66が配置されて、流路-A66によって空隙-A42に存在する水分が容易に開口部-E65から排出される。図7(d)は図7(b)中の破線Bにおける断面が模式的に示されている。図7(d)では空隙-A42から開口部-F67につながる流路-B69が振動部19の両側に設けられていてる例を示しているが、流路-B69は振動部19の両側の少なくとも一方、図7(d)では振動子18の右側か左側の少なくとも一方に設けられていてもよい。 Furthermore, in Figure 7(a), flow path-A66 is provided connecting gap-A42 and opening-E65, i.e., flow path-A66 connects gap-A42 formed between the vibration unit 19 and the brush unit 13 to the second opening, and flow path-A66 allows moisture present in gap-A42 to be easily discharged from opening-E65. Figure 7(d) schematically shows a cross section taken along dashed line B in Figure 7(b). Figure 7(d) shows an example in which flow path-B69 connecting gap-A42 to opening-F67 is provided on both sides of the vibration unit 19, but flow path-B69 may be provided on at least one side of the vibration unit 19, or in Figure 7(d) on at least one of the right and left sides of the vibrator 18.
図7(e)は図7(b)中の破線Cにおける断面が模式的に示されている。図7(e)では流路-B69が、ブラシ部13に設けられた凹部や溝によって開口部-F67の位置に設けられている。図7(f)は流路の他の例を示しており、図7(e)における流路-B69の代わりに流路-C70が配置されているが流路-C70は振動部19の先端部分に、振動部19の長手方向に沿って長く形成されている。図7(f)のように流路-C70は例えば空隙-A42の長手方向と同等の長さを有していてもよく、ポケット64のようなポケットができないので望ましい。流路-A66や流路-B69は第2の開口部に向かって水分が流れるためには、ブラシ部13の長手方向の角度を適切に調整しなければならないが、流路-C70の場合はブラシ部13の長手方向の角度によらず空隙-A42の水分がスムーズに排出されてより望ましい。 Figure 7(e) is a schematic cross-section taken along dashed line C in Figure 7(b). In Figure 7(e), flow path-B69 is located at the position of opening-F67 through a recess or groove provided in the brush portion 13. Figure 7(f) shows another example of a flow path, in which flow path-C70 is provided in place of flow path-B69 in Figure 7(e). However, flow path-C70 is formed at the tip of the vibration portion 19, extending along the longitudinal direction of the vibration portion 19. As shown in Figure 7(f), flow path-C70 may have a length equal to the longitudinal length of void-A42, which is desirable because it prevents the formation of a pocket like pocket 64. For flow paths-A66 and flow path-B69, the longitudinal angle of the brush portion 13 must be appropriately adjusted to allow moisture to flow toward the second opening. However, flow path-C70 is more desirable because it allows moisture from void-A42 to be smoothly discharged regardless of the longitudinal angle of the brush portion 13.
図7(c)は振動部19とブラシ部13の裏面との間に空隙-B46が形成されている例を示している。ブラシ部13の表の面側の振動部19の面を振動部19の表の面、または振動部19の第1の面、ブラシ部13の裏面側の振動部19の面を振動部19の裏面、または振動部19の第2の面と称する。振動部19の表の面とブラシ部13の間に形成された空隙-A42を第1の空隙とすると、振動部19の裏面とブラシ部13の間に形成された空隙-B46は第2の空隙に相当する。即ち、図7(c)は第1の空隙と第2の空隙が配置された例を示しており、第1の開口部である開口部-A41と第2の開口部である開口部-G68は第1の空隙と第2の空隙及び第1の空隙と第2の空隙をつなぐ流路でつながっている。この場合の流路としては図7(e)の流路-B69や図7(a)の流路-A66または図7(f)の流路-C70が使用できる。 Figure 7(c) shows an example in which gap-B46 is formed between the vibration unit 19 and the back surface of the brush unit 13. The surface of the vibration unit 19 facing the front surface of the brush unit 13 is referred to as the front surface of the vibration unit 19, or the first surface of the vibration unit 19, and the surface of the vibration unit 19 facing the back surface of the brush unit 13 is referred to as the back surface of the vibration unit 19, or the second surface of the vibration unit 19. If gap-A42 formed between the front surface of the vibration unit 19 and the brush unit 13 is referred to as the first gap, gap-B46 formed between the back surface of the vibration unit 19 and the brush unit 13 corresponds to the second gap. In other words, Figure 7(c) shows an example in which a first gap and a second gap are arranged, and opening-A41, which is the first opening, and opening-G68, which is the second opening, are connected by flow paths that connect the first gap to the second gap and the first gap to the second gap. In this case, flow path B69 in Figure 7(e), flow path A66 in Figure 7(a), or flow path C70 in Figure 7(f) can be used.
図7(d)乃至図7(f)では流路-B69や流路-C70は振動部19の表の面と裏面以外のすべての面に設けられていてる例を示しているが、流路-B69や流路-C70は振動部19の表の面と裏面以外の少なくとも一つの面に設けられていてもよい。例えば図7(d)では振動部19の右側か左側の少なくとも一方の面に、図7(e)及び図7(f)では図面の上側か下側の少なくとも一方に設けられてもよい。 Figures 7(d) to 7(f) show examples in which flow path-B69 and flow path-C70 are provided on all surfaces of the vibration unit 19 except for the front and back surfaces, but flow path-B69 and flow path-C70 may also be provided on at least one surface of the vibration unit 19 other than the front and back surfaces. For example, in Figure 7(d), they may be provided on at least one of the right or left sides of the vibration unit 19, and in Figures 7(e) and 7(f), they may be provided on at least one of the top or bottom sides of the drawing.
流路-A66や流路-B69または流路-C70はブラシ部13に凹部や溝を設けることによって形成されていてる例を示しているが、流路-A66は振動部19に凹部や溝を設けることによって形成されて設けられてもよく、あるいはブラシ部13と振動部19の両方に凹部や溝を設けることによって形成されて設けられてもよい。即ちブラシ部13の内面または振動部19の表面の少なくとも一方に設けられた凹部や溝で形成されていてもよい。 In the illustrated example, flow path-A66, flow path-B69, and flow path-C70 are formed by providing recesses or grooves in the brush portion 13, but flow path-A66 may also be formed by providing recesses or grooves in the vibration portion 19, or by providing recesses or grooves in both the brush portion 13 and the vibration portion 19. In other words, they may be formed as recesses or grooves provided on at least one of the inner surface of the brush portion 13 or the surface of the vibration portion 19.
図7(a)乃至図7(f)の各例はこれに限定されるものではなく、第1の開口部として開口部-A41の代わりに開口部-B61、開口部-C62、開口部-D63または開口部-E65等が使用できる。或いは図7(c)において、開口部-G68の代わりに開口部-F67を、即ち、植毛部43の中央付近に開口部を設けてもよく、即ち図7(b)の構成に空隙-B46をさらに追加してもよい。或いは、ブラシ部13の表の面や裏面以外の例えば側面や端面に、第1の開口部が配置されてもよく、または側面または端面に第1の開口部と第2の開口の少なくとも一方を配置するような構成でもよい。 The examples in Figures 7(a) to 7(f) are not limited to these, and instead of opening-A41, opening-B61, opening-C62, opening-D63, or opening-E65 can be used as the first opening. Alternatively, in Figure 7(c), opening-F67 can be used instead of opening-G68, i.e., an opening can be provided near the center of the bristle section 43, or gap-B46 can be added to the configuration of Figure 7(b). Alternatively, the first opening can be located on a side or end surface other than the front or back surface of the brush section 13, or at least one of the first opening and the second opening can be located on a side or end surface.
上記のような構成では、非常に簡単な構成で高い寸法精度が要求されない、安価な交換用ブラシの構成が、長期間にわたって所望のブラッシング効果を損なうことがなく、振動にも強い信頼性の高い超音波歯ブラシを実現できる。 The above configuration allows for an inexpensive replacement brush with a very simple structure that does not require high dimensional precision, and it is possible to create an ultrasonic toothbrush that is highly reliable and resistant to vibrations without compromising the desired brushing effect over a long period of time.
図8は本体1内に配置されたバッテリ16を充電する充電器71を示している。図8(a)は充電器71の上面図で、上面視で円形のホルダ72の中央部に貫通孔73を有し、貫通孔73に本体1を差し込んで充電を行う。図8(a)の点線にそった断面であって、貫通孔73に本体1を差し込んだ状態の模式図を図8(b)に示す。図8(b)のように充電器71は高さの低い円柱状のホルダ72の中央部にホルダ72の上面から下面に貫通する貫通孔73が形成されている。充電器71は電源コード74によって例えば壁面の家庭用コンセントに接続されて使用される。貫通孔73に図8(b)に示すように本体1が差し込まれた状態で周知の電磁誘導を使用してバッテリ16に対してワイヤレス充電がされるが詳しい原理等の説明は省略する。充電器71は、例えばテーブルや洗面台等の板面75に置かれるので本体1の底面が板面75に接する。このような構成では、本体1やブラシ部13に付着した水分が板面75に垂れることがあっても充電器71に溜まって充電器71を汚すことがなく、本体1と充電器71を持ち上げて板面75が簡単に清掃されるので、本体1と充電器71及びその周囲をより簡単に、且つより清潔に維持することができる。 Figure 8 shows a charger 71 for charging the battery 16 placed inside the main unit 1. Figure 8(a) is a top view of the charger 71, which has a through-hole 73 in the center of a circular holder 72 when viewed from above. The main unit 1 is inserted into the through-hole 73 for charging. Figure 8(b) is a cross-section along the dotted line in Figure 8(a), showing the main unit 1 inserted into the through-hole 73. As shown in Figure 8(b), the charger 71 has a through-hole 73 formed in the center of a low, cylindrical holder 72, penetrating from the top to the bottom of the holder 72. The charger 71 is used by connecting it to, for example, a household wall outlet via a power cord 74. When the main unit 1 is inserted into the through-hole 73 as shown in Figure 8(b), wireless charging of the battery 16 is performed using well-known electromagnetic induction, but detailed explanations of the principles are omitted. The charger 71 is placed on a surface 75, such as a table or bathroom sink, so that the bottom of the main unit 1 contacts the surface 75. With this configuration, even if moisture adhering to the main body 1 or brush part 13 drips onto the plate surface 75, it will not accumulate on the charger 71 and soil it. The main body 1 and charger 71 can be lifted to easily clean the plate surface 75, making it easier and more convenient to keep the main body 1, charger 71, and their surroundings clean.
充電器71内部には電源コード74によって供給された電力を送電コイル76に供給する送電電源77が配置され、当該電力は送電コイル76を利用して本体1に対して交番磁界を介して非接触で送電される。本体1は内部には送電コイル76からの電力を非接触で受信する受電コイル79と充電回路-A78を有する。充電回路-A78は、バッテリ16の充電残量を検出する充電残量検出部と、本体1が充電器71に装着されていることを検出する充電器検出部を有し、受電コイル79で受信した電力のバッテリ16への供給を制御する。送電コイル76と送電電源77及びこれらに接続されいる配線等は充電器71の内部に、受電コイル79と充電回路-A78及びこれらに接続されている配線等は本体1の内部に位置されており、本来は外部からは見ることはできない。 A power transmission power source 77 is located inside the charger 71, supplying power received via the power cord 74 to the power transmission coil 76. The power is then transmitted contactlessly to the main unit 1 via the power transmission coil 76 via an alternating magnetic field. The main unit 1 also contains a power receiving coil 79 and a charging circuit-A 78, which receive power contactlessly from the power transmission coil 76. The charging circuit-A 78 has a remaining charge detection unit that detects the remaining charge in the battery 16 and a charger detection unit that detects when the main unit 1 is attached to the charger 71, and controls the supply of power received by the power receiving coil 79 to the battery 16. The power transmission coil 76, power transmission power source 77, and the wiring connected to them are located inside the charger 71, while the power receiving coil 79, charging circuit-A 78, and the wiring connected to them are located inside the main unit 1, and are not normally visible from the outside.
図9は充電回路-A78のブロック図を示している。充電回路-A78は受電コイル79からの電力を整流する整流回路81を有し、整流回路81の出力は充電残量検出部である残量検出部-A84と、スイッチ素子80を介してバッテリ16に供給される。充電制御部-A83はスイッチ素子80のオンとオフを制御し、バッテリ16への充電が制御される。残量検出部-A84はバッテリ16の充電残量を検出して充電制御部-A83に通知する。充電制御部-A83はさらに充電時間を計測する充電タイマ85が接続されている。 Figure 9 shows a block diagram of the charging circuit-A78. The charging circuit-A78 has a rectifier circuit 81 that rectifies the power from the receiving coil 79, and the output of the rectifier circuit 81 is supplied to the battery 16 via the remaining charge detector-A84, which detects the remaining charge, and the switch element 80. The charging control unit-A83 controls the on/off of the switch element 80, thereby controlling the charging of the battery 16. The remaining charge detector-A84 detects the remaining charge of the battery 16 and notifies the charging control unit-A83. The charging control unit-A83 is further connected to a charging timer 85 that measures the charging time.
残量検出部-A84は受電コイル79により受電された電力に基づいてスイッチ素子80に生じる電圧VAと、スイッチ素子80を流れる電流Iを検出し、これらに基づいた信号は充電制御部-A83に送られる。後述するように、電圧VAを示す信号は本体1の充電器71への装着の有無を示す信号、あるいは装着されているか否かを示す信号に相当する。電流Iを示す信号はバッテリ16への充電を示す信号、バッテリ16が充電されているか否かを示す信号またはバッテリ16の残量を示す信号に相当する。 The remaining charge detection unit-A84 detects the voltage VA generated in the switch element 80 based on the power received by the receiving coil 79 and the current I flowing through the switch element 80, and a signal based on these is sent to the charging control unit-A83. As described below, the signal indicating the voltage VA corresponds to a signal indicating whether the main unit 1 is attached to the charger 71, or a signal indicating whether it is attached or not. The signal indicating the current I corresponds to a signal indicating charging of the battery 16, a signal indicating whether the battery 16 is being charged, or a signal indicating the remaining charge of the battery 16.
電圧VAは本体1が充電器71に配置されている場合に生じるので、本体1が充電器71に配置されているか否か、あるいは本体1が貫通孔73に配置されているか否かが検出され、電圧VAを示す信号は本体1の充電器71への装着を示す信号に該当する。即ち、この構成では、残量検出部-A84は、本体1が充電器71に装着されていることを検出する充電器検出部としても機能する。 Since voltage VA is generated when main unit 1 is placed in charger 71, it is detected whether main unit 1 is placed in charger 71 or whether main unit 1 is placed in through-hole 73, and the signal indicating voltage VA corresponds to a signal indicating that main unit 1 is attached to charger 71. In other words, in this configuration, remaining charge detection unit-A84 also functions as a charger detection unit that detects whether main unit 1 is attached to charger 71.
電圧VAを、本体1の充電器71への装着を示す信号として使用してもよいが、本実施の形態では、事前に設定した閾値Vth1と比較し、比較結果を本体1の充電器71への装着を示す信号として使用してもよい。例えば残量検出部-A84は電圧VAを閾値Vth1と比較し、電圧VAが閾値Vth1以上の場合は、本体1の充電器71への装着の有無を示す信号SG1として、電圧VAが閾値Vth1以上であることを示す信号を充電制御部-A83に送信してもよい。閾値Vth1は本体1が充電器71に装着されたときに発生する電圧より低く設定されていればよい。 The voltage VA may be used as a signal indicating that the main unit 1 is attached to the charger 71, but in this embodiment, it may also be compared with a preset threshold Vth1, and the comparison result may be used as a signal indicating that the main unit 1 is attached to the charger 71. For example, the remaining charge detection unit-A84 may compare the voltage VA with the threshold Vth1, and if the voltage VA is equal to or greater than the threshold Vth1, send a signal indicating that the voltage VA is equal to or greater than the threshold Vth1 to the charging control unit-A83 as a signal SG1 indicating whether the main unit 1 is attached to the charger 71. The threshold Vth1 may be set lower than the voltage generated when the main unit 1 is attached to the charger 71.
一方、電流Iは充電が実行されているときに生じ、バッテリ16の残量が少ない時には電流Iは大きく、バッテリ16の残量が多い場合に小さい傾向があるのでので、電流Iによってバッテリ16の残量を検出することができ、電流Iはバッテリ16の残量を示す信号に相当する。 On the other hand, current I occurs when charging is being performed, and tends to be large when the remaining charge of battery 16 is low and small when the remaining charge of battery 16 is high. Therefore, the remaining charge of battery 16 can be detected by current I, and current I corresponds to a signal indicating the remaining charge of battery 16.
電流Iをそのままバッテリ16の残量を示す信号として使用してもよいが、本実施の形態のように、事前に設定した閾値Ith1と比較し、比較結果または比較結果を示す信号をバッテリ16の残量を示す信号として使用してもよい。例えば残量検出部-A84は電流Iを閾値Ith1と比較し、電流Iが閾値Ith1未満の場合は、バッテリ16の充電が十分にされている、または残量が十分であることを示すので、バッテリ16の残量を示す信号SG2として電流Iが閾値Ith1未満であることを示す信号を充電制御部-A83に送信してもよい。 Current I may be used directly as a signal indicating the remaining charge of battery 16, or, as in this embodiment, it may be compared with a preset threshold Ith1, and the comparison result or a signal indicating the comparison result may be used as a signal indicating the remaining charge of battery 16. For example, remaining charge detection unit-A84 compares current I with threshold Ith1, and if current I is less than threshold Ith1, this indicates that battery 16 is sufficiently charged or has a sufficient remaining charge. Therefore, a signal indicating that current I is less than threshold Ith1 may be sent to charging control unit-A83 as signal SG2 indicating the remaining charge of battery 16.
上記のような実施の形態に限定せず、充電器71への装着の有無を示す信号SG1として、受電コイル79の端子間に生じる起電力や起電圧に基づく情報や信号を使用してもよいし、別途光学センサやドップラーセンサなどのセンサを配置して本体1が充電器71に装着されていることを判断することもできる。さらにバッテリ16の残量を示す信号として、バッテリ16の出力電圧や出力電流を使用してもよい。 Without being limited to the above embodiment, the signal SG1 indicating whether the main unit 1 is attached to the charger 71 may be information or a signal based on the electromotive force or electromotive voltage generated between the terminals of the receiving coil 79, or a separate sensor such as an optical sensor or Doppler sensor may be provided to determine whether the main unit 1 is attached to the charger 71. Furthermore, the output voltage or output current of the battery 16 may be used as a signal indicating the remaining charge of the battery 16.
本体1が充電器71の貫通孔73に差し込まれると受電コイル79は送電コイル76からの電力を受電して受電電力として残量検出部-A84を経由してスイッチ素子80に送られる。スイッチ素子80は本体1が充電器71に装着されたときはオンの状態であり、受電電力はバッテリ16に供給される。残量検出部-A84は電圧VAを測定して閾値Vth1と比較し、電圧VAが閾値Vth1以上であればSG1を充電制御部-A83に通知する。充電制御部-A83が信号SG1を検出すると、充電制御部-A83は充電タイマ85に充電時間の計測開始を指示する。充電タイマ85は当該指示に基づいて、あらかじめ設定された充電時間、例えば3時間の計測を開始する。 When the main unit 1 is inserted into the through-hole 73 of the charger 71, the receiving coil 79 receives power from the transmitting coil 76 and sends it as received power to the switch element 80 via the remaining charge detection unit A84. The switch element 80 is in the on state when the main unit 1 is attached to the charger 71, and the received power is supplied to the battery 16. The remaining charge detection unit A84 measures the voltage VA and compares it with the threshold value Vth1. If the voltage VA is equal to or greater than the threshold value Vth1, it notifies the charging control unit A83 of SG1. When the charging control unit A83 detects the signal SG1, the charging control unit A83 instructs the charging timer 85 to start measuring the charging time. Based on this instruction, the charging timer 85 begins measuring a preset charging time, for example, three hours.
さらに残量検出部-A84はスイッチ素子80を介してバッテリ16に供給される電流Iを計測し閾値Ith1と比較し電流Iが閾値Ith1未満なら、電流Iが閾値Ith1未満であることを示す信号をSG2として充電制御部-A83に送る。充電制御部-A83がSG2を検出すると、SG2はバッテリ16の残量が十分であって充電が不要であることを示すので充電制御部-A83はスイッチ素子80をオフに制御してバッテリ16への電力供給を遮断して充電を停止し、さらに充電タイマ85に計時の停止を指示する。 Furthermore, the remaining charge detection unit-A84 measures the current I supplied to the battery 16 via the switch element 80 and compares it with threshold value Ith1. If the current I is less than threshold value Ith1, it sends a signal indicating that the current I is less than threshold value Ith1 as SG2 to the charging control unit-A83. When the charging control unit-A83 detects SG2, SG2 indicates that the remaining charge of the battery 16 is sufficient and charging is not necessary, so the charging control unit-A83 controls the switch element 80 to turn off, cutting off the power supply to the battery 16 and stopping charging, and also instructs the charging timer 85 to stop timing.
逆に残量検出部-A84からのSG2が検出されない場合において充電制御部-A83はスイッチ素子80を制御することがないのでスイッチ素子80はオンの状態が維持されてバッテリ16への電力供給が継続されて充電が続行される。ただし、充電が継続されると電流Iは閾値Ith1を下回る場合があるが、本実施の形態では充電を続行する場合においては残量検出部-A84から何も充電制御部-A83に送信されないとしてもよい。或いは、充電が必要または継続されることを示す信号を残量検出部-A84から充電制御部-A83に送信してもよい。 Conversely, if SG2 is not detected from the remaining charge detection unit A84, the charging control unit A83 does not control the switch element 80, so the switch element 80 remains on, power continues to be supplied to the battery 16, and charging continues. However, as charging continues, the current I may fall below the threshold Ith1. In this embodiment, if charging continues, the remaining charge detection unit A84 may not send anything to the charging control unit A83. Alternatively, the remaining charge detection unit A84 may send a signal to the charging control unit A83 indicating that charging is necessary or will continue.
充電時間が経過すると充電タイマ85は充電時間が経過したことを示す信号を充電制御部-A83に通知し、充電制御部-A83はその通知に基づいて、スイッチ素子80をオフに制御する。この場合、バッテリ16が満充電とならない場合があるが、常に満充電にすることは必ずしもバッテリ16を長期間にわたって良好な性能に維持するためには望ましくない。充電時間は本体1の使用に際して所望のブラッシングを得るのに足りる電力が充電できる時間を上回る長さであればよく、満充電でなくても特に問題はない。 When the charging time has elapsed, the charging timer 85 sends a signal indicating that the charging time has elapsed to the charging control unit A83, and based on that notification, the charging control unit A83 controls the switch element 80 to turn off. In this case, the battery 16 may not be fully charged, but always keeping it fully charged is not necessarily desirable for maintaining good performance of the battery 16 over the long term. The charging time should be longer than the time required to charge enough power to achieve the desired brushing when using the main unit 1, and there is no particular problem if the battery is not fully charged.
一方で、残量検出部-A84はスイッチ素子80がオンの状態で、即ち、充電が実施されている場合では、本実施の形態では閾値Ith1を電流Iが下回ってもSG2を充電制御部-A83に常には通知しない。即ち、SG2が通知されるのは、SG1が通知された直後、またはSG1が通知されてから所定時間内に限定されてもよい。或いはSG2はSG1に関わらずいつでも残量検出部-A84に通知されてもよいが、充電制御部-A83はSG1取得から一定時間経過後はこれを取得しない、あるいはこれを取得しても無視するまたは無効とするような制御も可能である On the other hand, when the switch element 80 is on, i.e., when charging is in progress, the remaining charge detection unit A84 does not always notify the charging control unit A83 of SG2 even if the current I falls below the threshold Ith1 in this embodiment. That is, SG2 may be notified immediately after SG1 is notified, or within a predetermined time after SG1 is notified. Alternatively, SG2 may be notified to the remaining charge detection unit A84 at any time regardless of SG1, but the charging control unit A83 can also be controlled not to acquire SG1 after a certain time has passed since acquisition, or to ignore or invalidate it if acquired.
残量検出部-A84は電流Iを事前に設定された閾値Ith2と比較し、電流Iが閾値Ith2以下となった場合に、その旨を示す信号SG3を充電制御部-A83に送信する。閾値Ith2は閾値Ith1より低く設定され、電流Iが閾値Ith2以下となったことはバッテリ16が満充電または満充電に近い状態となったことを示すように設定されていればよい。よってSG3はバッテリ16が満充電または満充電に近い状態であることを示す信号である。充電制御部-A83が当該SG3を検出すると、充電制御部-A83はスイッチ素子80をオフに制御してバッテリ16への電流供給を遮断して充電を中止し、充電タイマ85に時間計測の停止を指示する。 The remaining charge detection unit-A84 compares the current I with a preset threshold value Ith2, and when the current I falls below threshold value Ith2, it sends a signal SG3 indicating this to the charging control unit-A83. Threshold value Ith2 is set lower than threshold value Ith1, and the setting is sufficient so that when current I falls below threshold value Ith2, it indicates that the battery 16 is fully charged or nearly fully charged. Therefore, SG3 is a signal indicating that the battery 16 is fully charged or nearly fully charged. When the charging control unit-A83 detects this SG3, it controls the switch element 80 to turn off, cutting off the current supply to the battery 16 and halting charging, and instructs the charging timer 85 to stop measuring time.
なお、充電時間として3時間を例に挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、送電コイル76や受電コイル79、バッテリ16の容量や能力等によって適宜設定されればよく、例えば、1時間や5時間、あるいは11時間等であってもよい。さらに、閾値Ith1と閾値Ith2はそれぞれ異なる値を設定しているがこれに限定されず、閾値Ith1と閾値Ith2として同じ値を使用してもよい。さらに電圧VAと閾値Vth1との比較や電流Iと閾値Ith1や閾値Ith2の比較を上記のように残量検出部-A84などの充電制御部-A83以外の回路部で行ってもよいが、残量検出部-A84は、電圧VAや電流Iを示す信号をSG1、SG2、またはSG3として充電制御部-A83に送信し、充電制御部-A83は当該信号を取得して、即ち充電制御部-A83が閾値Vth1や閾値Ith1他の各閾値と比較を行い、充電制御部-A83はその比較結果に基づいてスイッチ素子80の制御、即ち充電制御を行ってもよい。 Note that although a charging time of 3 hours has been used as an example, it is not limited to this and may be set appropriately depending on the capacity and capabilities of the transmitting coil 76, receiving coil 79, and battery 16, and may be, for example, 1 hour, 5 hours, or 11 hours. Furthermore, although different values are set for threshold value Ith1 and threshold value Ith2, this is not limited to this and the same value may be used for threshold value Ith1 and threshold value Ith2. Furthermore, the comparison of voltage VA with threshold Vth1 and the comparison of current I with threshold Ith1 or threshold Ith2 may be performed in a circuit other than the charging control unit A83, such as the remaining charge detection unit A84, as described above. However, the remaining charge detection unit A84 may send a signal indicating voltage VA or current I to the charging control unit A83 as SG1, SG2, or SG3, and the charging control unit A83 may acquire this signal and compare it with threshold Vth1, threshold Ith1, and other thresholds, and the charging control unit A83 may control the switch element 80, i.e., perform charging control, based on the comparison results.
本体1が充電器71から取り外されると、受電コイル79が送電コイル76による電力を受電できず、残量検出部-A84によって検出された電圧VAが閾値Vth1を下回る。残量検出部-A84は電圧VAが閾値Vth1を下回ったことを示す信号であるSG4を充電制御部-A83に通知する。充電制御部-A83が信号SG4を検出すると、スイッチ素子80をオンに制御して、本体1が再度充電器71の貫通孔73に装着されて充電が再開される場合に備える。 When the main unit 1 is removed from the charger 71, the receiving coil 79 cannot receive power from the transmitting coil 76, and the voltage VA detected by the remaining charge detection unit A84 falls below the threshold Vth1. The remaining charge detection unit A84 sends a signal SG4 to the charging control unit A83 indicating that the voltage VA has fallen below the threshold Vth1. When the charging control unit A83 detects the signal SG4, it controls the switch element 80 to turn on, preparing for the case in which the main unit 1 is again attached to the through-hole 73 of the charger 71 and charging resumes.
または残量検出部-A84はSG4を送信する代わりに、電圧VAが閾値Vth1を超えた場合は常にまたは繰り返しSG1を送信するが、電圧VAが閾値Vth1を下回った場合はSG1の充電制御部-A83への送信を停止するまたはSG1を充電制御部-A83に送信しないような制御でもよい。 Alternatively, instead of transmitting SG4, the remaining charge detection unit A84 may always or repeatedly transmit SG1 when the voltage VA exceeds the threshold Vth1, but may stop transmitting SG1 to the charging control unit A83 or not transmit SG1 to the charging control unit A83 when the voltage VA falls below the threshold Vth1.
図10は上記の制御をフローチャートにした一例を示す。まずS1において本体1が充電器71に装着されたことを示す信号SG1が充電制御部-A83によって検出されると充電制御部-A83はS2において充電タイマ85に充電時間の計測を開始するように指示する。充電制御部-A83がバッテリ16の残量が十分である信号SG2を取得する(S3)と、S6において充電時間の計測の停止を指示し、スイッチ素子80のオフを行い(S6)、充電を停止する(S7)。また、S3においてSG2が検出できない場合であってもS4でバッテリ16が満充電されたことを示すSG3が検出された場合でも、同様にS6を実行し充電を停止する(S7)。SG2もSG3も検出されない場合であっても充電時間が経過する(S5)とスイッチ素子80はオフに制御され(S6)、充電が停止する(S7)。 Figure 10 shows an example of the above control in the form of a flowchart. First, in S1, the charging control unit-A83 detects a signal SG1 indicating that the main unit 1 has been attached to the charger 71. In S2, the charging control unit-A83 instructs the charging timer 85 to start measuring the charging time. When the charging control unit-A83 acquires a signal SG2 indicating that the battery 16 has sufficient remaining power (S3), it instructs the charging timer 85 to stop measuring the charging time in S6, turns off the switch element 80 (S6), and stops charging (S7). Even if SG2 is not detected in S3, or if SG3 indicating that the battery 16 is fully charged is detected in S4, S6 is similarly executed and charging is stopped (S7). Even if neither SG2 nor SG3 is detected, when the charging time has elapsed (S5), the switch element 80 is controlled to be turned off (S6), and charging is stopped (S7).
図11は他の充電制御を行う充電回路-B101の例を示すブロック図である。充電回路-A78では、残量検出部-A84がバッテリ16の充電残量を検出する充電残量検出部と、本体1が充電器71に装着されたことを検出する充電器検出部を兼ねていたが、充電回路-B101ではバッテリ16の残量を検出する充電残量検出部として残量検出部-B102と、充電器検出部として充電器検出部103が配置されて充電制御部-B104に接続されている。 Figure 11 is a block diagram showing an example of a charging circuit-B101 that performs other charging control. In charging circuit-A78, remaining charge detection unit-A84 serves both as a remaining charge detection unit that detects the remaining charge of battery 16 and as a charger detection unit that detects when main unit 1 is attached to charger 71. However, charging circuit-B101 has remaining charge detection unit-B102 as a remaining charge detection unit that detects the remaining charge of battery 16, and charger detection unit-103 as a charger detection unit, both of which are connected to charging control unit-B104.
充電回路-A78と同様に整流回路81の出力はスイッチ素子80等を経由してバッテリ16に送られてバッテリ16に充電される。残量検出部-B102はバッテリ16に接続されてバッテリ16の出力電圧VBを検出してバッテリ16の充電残量を示す信号として、電圧VBを示す信号を充電制御部-B104に通知する。また、充電器検出部103がスイッチ素子80に接続されて電圧VAを検出して電圧VAを示す信号を充電制御部-B104に通知する。ここで電圧VAは本体1の充電器71への装着の有無を示す信号、あるいは装着されているか否かを示す信号に相当し、電圧VBはバッテリ16への充電を示す信号、あるいは充電がされているか否かを示す信号、または電圧VBはバッテリ16の残量を示す信号に相当する。 Similar to the charging circuit-A78, the output of the rectifier circuit 81 is sent to the battery 16 via the switch element 80, etc., to charge the battery 16. The remaining charge detection unit-B102 is connected to the battery 16 and detects the output voltage VB of the battery 16, and sends a signal indicating voltage VB to the charging control unit-B104 as a signal indicating the remaining charge of the battery 16. The charger detection unit 103 is also connected to the switch element 80 and detects voltage VA, and sends a signal indicating voltage VA to the charging control unit-B104. Here, voltage VA corresponds to a signal indicating whether the charger 71 of the main unit 1 is attached or not, or a signal indicating whether it is attached or not, and voltage VB corresponds to a signal indicating charging of the battery 16, or a signal indicating whether charging is occurring, or a signal indicating the remaining charge of the battery 16.
図12は充電回路-B101における充電制御のフローチャートの一例を示す。充電回路-B101において、充電制御部-B104が充電器検出部103から通知された電圧VAを示す信号であって本体1の充電器71への装着の有無を示す信号であるSG1を取得して電圧VAを事前に設定したVth1と比較し、電圧VAがVth1以上では、電圧VAは本体1が充電器71に装着されたことを示すので、充電タイマ85に充電時間の計測を指示する(S2)。 Figure 12 shows an example of a flowchart for charging control in the charging circuit-B101. In the charging circuit-B101, the charging control unit-B104 acquires SG1, a signal indicating the voltage VA notified from the charger detection unit 103 and indicating whether the main unit 1 is attached to the charger 71, and compares the voltage VA with the preset Vth1. If the voltage VA is equal to or greater than Vth1, this indicates that the main unit 1 is attached to the charger 71, and the charging timer 85 is instructed to measure the charging time (S2).
続けて充電制御部-B104は電圧VBを取得して事前に設定した閾値Vth2と比較(S3)し、電圧VBが閾値Vth2を超えた場合は充電残量が十分である、即ち充電が不要であるのでスイッチ素子80をオフに制御し充電タイマ85による充電時間の計測を停止(S6)して充電を停止する(S7)。逆に電圧VBが閾値Vth2以下の場合は、VBは充電が必要である、または満充電ではない或いは満充電に近い状態ではないことを示すことになり、スイッチ素子80の制御をおこなわずスイッチ素子80はオンのまま維持されて充電が続行される。満充電時のVBが例えば4.2Vであれば閾値Vth2の値として、3.7Vなどが使用できるがこれに限定されるものではなく、バッテリ16の特性や本体1の仕様に応じて適宜決定されればよい。 The charging control unit-B104 then acquires the voltage VB and compares it with a preset threshold Vth2 (S3). If the voltage VB exceeds the threshold Vth2, the remaining charge is sufficient, meaning charging is not necessary, and the switch element 80 is turned off, charging timer 85 stops measuring the charging time (S6), and charging is stopped (S7). Conversely, if the voltage VB is below the threshold Vth2, this indicates that charging is necessary, or that the battery is not fully charged or not close to being fully charged, and the switch element 80 is not controlled, but remains on, allowing charging to continue. If VB at full charge is, for example, 4.2V, then the threshold Vth2 value can be 3.7V, but is not limited to this and can be determined appropriately depending on the characteristics of the battery 16 and the specifications of the main unit 1.
充電が継続された結果、残量検出部-B102から通知されたVBが閾値Vth3を上回ったことを充電制御部-B104が検出すると(S4)、VBはバッテリ16の充電が満充電或いは満充電に近い状態となっているので充電制御部-B104はスイッチ素子80をオフに制御してバッテリ16への電力供給を遮断し、計時の停止も行い(S6)充電を停止する(S7)。閾値Vth3は通常閾値Vth2よりも大きな値に設定される。閾値Vth3としては例えば満充電時のVBであってもよいが、これに限定されるものではなく、バッテリ16の特性や本体1の仕様に応じて適宜決定されればよい。また、充電制御部-B104は充電時間が経過した場合(S5)も充電回路-A78と同様にスイッチ素子80をオフに制御(S6)して充電を停止する(S7)。 As charging continues, if the charging control unit-B104 detects that VB notified by the remaining charge detection unit-B102 has exceeded threshold value Vth3 (S4), VB indicates that the battery 16 is fully charged or nearly fully charged, so the charging control unit-B104 controls switch element 80 to OFF to cut off the power supply to the battery 16, stops timing (S6), and stops charging (S7). Threshold value Vth3 is normally set to a value greater than threshold value Vth2. Threshold value Vth3 may be, for example, VB when the battery 16 is fully charged, but is not limited to this and may be determined appropriately depending on the characteristics of the battery 16 and the specifications of the main unit 1. Furthermore, if the charging time has elapsed (S5), the charging control unit-B104 also controls switch element 80 to OFF (S6) and stops charging (S7), just like the charging circuit-A78.
本体1が充電器71から取り外されることによって、充電器検出部103から取得した電圧VAが閾値Vth1を下回ったことを充電制御部-B104が検出すると、充電制御部-B104はスイッチ素子80をオンに制御する。 When the main unit 1 is removed from the charger 71, the charging control unit-B104 detects that the voltage VA obtained from the charger detection unit 103 has fallen below the threshold value Vth1, and the charging control unit-B104 controls the switch element 80 to turn on.
上記において充電が実施されているか否かを使用者は判断できないので、例えば別途LEDを本体1に配置してバッテリ16に充電が実施されている場合は、即ち電流Iが検出された場合は当該LEDを点灯させて充電がされていることを使用者に知らせるような構成でもよい。ただし上記の制御においては、本体1が充電器71に挿入された場合であって、残量検出部-A84が検出した電流Iが閾値Ith1を下回った場合、即ちバッテリ16の残量が十分で充電が不要な場合はその旨が直ちに充電制御部-A83に通知され、充電制御部-A83によってスイッチ素子80がオフに制御され、充電が停止されて電流Iが検出されなくなる、あるいはゼロとなる。この場合に当該LEDは、本体1が充電器71に挿入された瞬間に一瞬点灯し、すぐに消灯するので、使用者は充電が正常に行われていない、あるいは故障したと誤解する可能性がある。 In the above case, the user cannot determine whether charging is taking place. Therefore, for example, a separate LED may be placed on the main unit 1 to indicate that charging is taking place in the battery 16, i.e., when current I is detected, the LED lights up to notify the user that charging is taking place. However, in the above control, when the main unit 1 is inserted into the charger 71 and the current I detected by the remaining charge detection unit A84 falls below threshold Ith1, i.e., if the remaining charge in the battery 16 is sufficient and charging is not necessary, this is immediately notified to the charging control unit A83, which then controls the switch element 80 to OFF, stopping charging and causing current I to no longer be detected or to become zero. In this case, the LED lights up briefly when the main unit 1 is inserted into the charger 71 and then immediately goes out, which could lead the user to mistakenly believe that charging is not taking place properly or that a malfunction has occurred.
そこで当該LEDの点灯は電流Iの検出から一定時間(例えば3秒)経過後に点灯させるように構成でもよく、または当該一定時間経過後に再度電流Iが検出されていれば当該LEDを点灯させるような構成でもよい。または電流Iの検出によって当該LEDは一回点灯すると、一定時間(例えば3分)は消灯しないような構成としてもよい。この場合では当該一定時間において当該LEDは消灯しないので使用者は充電制御に異常がないと判断しやすく、充電器71や本体1が故障していると誤解することがなく望ましい。 The LED may be configured to light after a certain time (e.g., 3 seconds) has elapsed since the detection of current I, or may be configured to light if current I is detected again after the certain time has elapsed. Alternatively, the LED may be configured to light up once upon detection of current I and not turn off for a certain time (e.g., 3 minutes). In this case, the LED will not turn off for the certain time, making it easier for the user to determine that there is nothing abnormal with the charging control, and is desirable as it will not mistakenly lead to the belief that the charger 71 or main unit 1 is faulty.
上記のようなLEDの制御は上記の充電制御部-A83や充電制御部-B104が行ってもよいし別途LEDを制御する回路を配置してもよい。 The LEDs described above may be controlled by the charging control unit-A83 or charging control unit-B104, or a separate circuit may be provided to control the LEDs.
一般的にバッテリ、特にリチウムイオン電池のような二次電池では、長時間において、あるいは常に満充電の状態にすることは容量の低下につながり、バッテリの寿命を縮める、または出力が低下するなど、バッテリの性能低下を招くので、必ずしも望ましいことではない。これを回避するために満充電とならない、あるいは満充電させないために、例えば充電量や充電時間を計算する充電制御が行われているが充電時間や充電量の計算に必要な回路構成や計算結果に応じた充電制御が可能な回路構成が必要で充電システムの大型化や複雑化を招く。さらに部品点数の増加に伴って故障率の上昇を招き、同時にコスト上昇も誘発して、良好なブラッシングを長期間にわたって安価で与えることができない事態となっていた。 Generally, with batteries, especially secondary batteries such as lithium-ion batteries, keeping them fully charged for long periods of time or all the time is not necessarily desirable, as it reduces capacity, shortens battery life, reduces output, and leads to a decline in battery performance. To avoid this, charging control is implemented to prevent the battery from reaching full charge, for example by calculating the charge amount and charge time. However, this requires circuitry to calculate the charge time and charge amount, as well as circuitry that can control charging based on the calculation results, which leads to an increase in the size and complexity of the charging system. Furthermore, an increase in the number of parts leads to an increase in failure rates and at the same time, increases costs, making it impossible to provide good brushing over long periods of time at low cost.
上記のような制御ではバッテリ16が常に満充電されるとは限らず、バッテリ16に負荷やストレスがかからず、非常に簡単な構成でバッテリ16の充電制御が可能でバッテリ16の性能を長期にわたって維持することもできるので、複雑な充電制御による不具合を回避して本体1による良好なブラッシングを安価で長期間にわたって与えることができる。 With the above-described control, the battery 16 is not always fully charged, and no load or stress is placed on the battery 16. It is possible to control the charging of the battery 16 with a very simple configuration, and the performance of the battery 16 can be maintained over a long period of time. This avoids problems caused by complex charging control, and allows the main unit 1 to provide good brushing at low cost for a long period of time.
上記において説明した各構成では、非常に簡単で安価な構成で、長期間にわたって所望のブラッシング効果を損なうことのない、信頼性の高い超音波歯ブラシを実現できる。
さらに本発明は、上記した課題を解決するために本発明において以下のような手段を講じた。即ち本発明の歯ブラシは、把持部と、前記把持部の先端から突出した突出部と、前記突出部の先端に形成されるとともに超音波を発生する振動子が配置された振動部と、複数の毛束が植毛されてブラシを形成している植毛部と、を有する超音波歯ブラシであって、前記植毛部は前記振動部と空隙を介して配置されるとともに、前記空隙に通じる開口部を有することを特徴としている。
さらに本発明の超音波歯ブラシは、前記植毛部が前記振動部に対して着脱自在であることを特徴としている。
Each of the above-described configurations makes it possible to realize a highly reliable ultrasonic toothbrush that has a very simple and inexpensive configuration and that does not impair the desired brushing effect over a long period of time.
Furthermore, the present invention employs the following measures to solve the above-mentioned problems: That is, the toothbrush of the present invention is an ultrasonic toothbrush having a grip portion, a protruding portion protruding from the tip of the grip portion, a vibration portion formed at the tip of the protruding portion and having a vibrator that generates ultrasonic waves disposed thereon, and a bristle portion in which multiple bristle bundles are planted to form a brush, wherein the bristle portion is disposed with a gap between it and the vibration portion and has an opening that communicates with the gap.
Furthermore, the ultrasonic toothbrush of the present invention is characterized in that the bristle unit is detachable from the vibration unit.
1 本体
11 把持部
12 突出部
13 ブラシ部
14 ブラシ
15 操作部
16 バッテリ
17 コントローラ
18 振動子
19 振動部
20 ハーネス-B
22 スイッチ
23 LED部
41 開口部-A
42 空隙-A
43 植毛部
44 挿入部
45 毛束
46 空隙-B
60 開口部-H
61 開口部-B
62 開口部-C
63 開口部-D
64 ポケット
65 開口部-E
66 流路-A
67 開口部-F
68 開口部-G
69 流路-B
70 流路-C
71 充電器
72 ホルダ
73 貫通孔
74 電源コード
75 板面
76 送電コイル
77 送電電源
78 充電回路-A
79 受電コイル
80 スイッチ素子
81 整流回路
82 接着剤
83 充電制御部-A
84 残量検出部-A
85 充電タイマ
101 充電回路-B
102 残量検出部-B
103 充電器検出部
104 充電制御部-B
201 ユーザーIF部
202 制御部
204 信号生成部
206 電源部
207 タイマ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Main body 11 Grip portion 12 Protrusion portion 13 Brush portion 14 Brush 15 Operation portion 16 Battery 17 Controller 18 Vibrator 19 Vibration portion 20 Harness-B
22 Switch 23 LED section 41 Opening-A
42 Voids-A
43 Hair implantation portion 44 Insertion portion 45 Hair bundle 46 Gap-B
60 Opening-H
61 Opening-B
62 Opening-C
63 Opening-D
64 Pocket 65 Opening-E
66 Flow path-A
67 Opening -F
68 Opening-G
69 Flow path-B
70 Flow path-C
71 Charger 72 Holder 73 Through-hole 74 Power cord 75 Plate surface 76 Power transmission coil 77 Power transmission power source 78 Charging circuit - A
79 Receiving coil 80 Switch element 81 Rectifier circuit 82 Adhesive 83 Charging control unit-A
84 Remaining amount detection unit-A
85 Charging timer 101 Charging circuit - B
102 Remaining amount detection unit-B
103 Charger detection unit 104 Charging control unit-B
201 User IF section 202 Control section 204 Signal generation section 206 Power supply section 207 Timer
Claims (2)
前記把持部の先端から突出した突出部と、
前記突出部の先端に形成されるとともに超音波を発生する振動子が配置された振動部と、
複数の毛束が植毛されてブラシを形成している植毛部と、
前記植毛部が第1の面に配置されているとともに第1の開口部から前記振動部を挿入して着脱可能とするブラシ部と、
前記振動部と前記植毛部の間に設けられた空隙と、
前記第1の開口部と異なる、前記空隙に通ずる第2の開口部を前記第1の面に有し、前記第1の面と異なる前記ブラシ部の面である第2の面に、前記第1の開口部と異なり前記第2の開口部とも異なる開口部であって、前記空隙に通ずる第3の開口部を有することを特徴とする超音波歯ブラシ。 A gripping portion;
a protrusion protruding from the tip of the gripping portion;
a vibration section formed at the tip of the protrusion and having a vibrator disposed therein that generates ultrasonic waves;
a bristle implantation section in which a plurality of bristle bundles are implanted to form a brush;
a brush part in which the bristle part is disposed on a first surface and into which the vibration part is detachably inserted through a first opening;
a gap provided between the vibration section and the bristle section;
An ultrasonic toothbrush characterized in that it has a second opening on the first surface that is different from the first opening and leads to the gap, and a third opening on a second surface of the brush part that is different from the first surface, that is different from the first opening and different from the second opening, leading to the gap .
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