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【発明の名称】 電動歯ブラシ
【発明者】 【氏名】泉 智博

【氏名】鈴木 誠之

【氏名】井上 弘幹

【氏名】薮内 英一
【要約】 【課題】ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させる電動歯ブラシを提供する。

【解決手段】ブラシ部３０と、ブラシ部３０を振動させる駆動部２０と、二本の電線２ａ，２ｂを介して電圧信号を出力することにより駆動部２０を制御し、少なくともブラシ部３０の振動を開始させたときブラシ部３０を徐々に大きく振動させる制御部１０とを備える。ブラシ部３０の振動開始時には制御部１０がブラシ部３０の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部３０の振動を開始させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ブラシ部と、ブラシ部を振動させる駆動部と、駆動部を制御して、少なくともブラシ部の振動を開始させたときブラシ部を徐々に大きく振動させる制御部とを備えたことを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】 駆動部は、リニアアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】 制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とする請求項１又は２記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】 制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の波形を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】 制御部は、周期的な電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号のデューティを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】 制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値及び波形並びにディーティのうち何れか少なくとも２つを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とする請求項１又は２記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】 駆動部は、電圧信号により制御されるとともに、入力される電圧信号の周波数に対して、駆動部に流れる駆動電流がピークになる最大電流周波数と、ブラシ部の振幅が最大となる最大振幅周波数との間に略一定の相関関係を保ち、制御部は、電圧信号を駆動部に出力する出力部と、駆動電流を検知する電流検知部と、電流検知部で検知した駆動電流から最大電流周波数を特定し、特定された最大電流周波数から相関関係に基づいて最大振幅周波数を算出して、出力部に最大振幅周波数の電圧信号を出力させて駆動部を制御する制御演算部とを備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】 制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、電流検知部で検知された最大の駆動電流値に対応する電圧信号の周波数を、最大電流周波数と特定することを特徴とする請求項７記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】 制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流の傾きから、傾きが略ゼロとなる周波数を求め、それぞれの周波数での傾きの二乗平均根と、それぞれの周波数での傾きとの差が所定の範囲内に収まる場合、求められた周波数を最大電流周波数と特定することを特徴とする請求項７記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】 制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流値に、それぞれ略等しい周波数を乗じた値の中で最大値を示す周波数を、最大電流周波数と特定することを特徴とする請求項７記載の電動歯ブラシ。
【請求項１１】 制御部がブラシ部の振動を開始させてから振幅を略一定にさせるまでの時間を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１０記載の電動歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動歯ブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ブラシ部を一定動作又は可変動作させる電動歯ブラシが提供されている。
【０００３】モーターでブラシ部を動作させるモーター駆動式の電動歯ブラシは、一般的に約３，０００［回／分］のストローク数（回転数）でブラシ部を振動させる。このような電動歯ブラシを用いる場合、ブラシ部を口腔内に入れてブラシを歯又は歯茎にあてた後にブラシ部を振動させても、先にブラシ部を上述のようなストローク数で振動させた後にブラシを歯又は歯茎にあてても、ユーザーは過度に刺激を感じることなくブラッシングを開始させることができる。
【０００４】また最近では、歯垢除去能力の向上を目的に例えばリニアアクチュエータによりブラシ部を動作させ、ストローク数を約１０，０００〜１５，０００［回／分］程度に高くした電動歯ブラシが提供されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のようにストローク数の高い電動歯ブラシは、ブラシ部の振動を開始させたときにはユーザーに過剰な刺激を与えてしまうといった問題があった。さらにユーザーは、ブラシ部の振動を開始させたときのストローク数が高いために適切なブラッシング位置やブラッシング角度を維持することができずに歯茎を傷め、効果的なブラッシングができないといった問題もあった。
【０００６】本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させる電動歯ブラシを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ブラシ部と、ブラシ部を振動させる駆動部と、駆動部を制御して、少なくともブラシ部の振動を開始させたときブラシ部を徐々に大きく振動させる制御部とを備えたことを特徴とし、ブラシ部の振動開始時には制御部がブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明において、駆動部は、リニアアクチュエータを備えたことを特徴とし、例えばモーターによりブラシ部を振動させるものと比べてストローク数を高くすることができて、歯垢除去能力を向上させることができる。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とし、電圧信号の電圧値を変化させてブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができる。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の波形を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とし、電圧信号の波形を変化させてブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができる。
【００１１】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、制御部は、周期的な電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号のデューティを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とし、電圧信号のデューティを変化させてブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができる。
【００１２】請求項６の発明は、請求項１又は２の何れかの発明において、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値及び波形並びにディーティのうち何れか少なくとも２つを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させることを特徴とし、電圧信号の電圧値及び波形並びにデューティのうち何れか少なくとも２つを変化させてブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができる。
【００１３】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかの発明において、駆動部は、電圧信号により制御されるとともに、入力される電圧信号の周波数に対して、駆動部に流れる駆動電流がピークになる最大電流周波数と、ブラシ部の振幅が最大となる最大振幅周波数との間に略一定の相関関係を保ち、制御部は、電圧信号を駆動部に出力する出力部と、駆動電流を検知する電流検知部と、電流検知部で検知した駆動電流から最大電流周波数を特定し、特定された最大電流周波数から相関関係に基づいて最大振幅周波数を算出して、出力部に最大振幅周波数の電圧信号を出力させて駆動部を制御する制御演算部とを備えたことを特徴とし、例えば定常時に制御演算部が電圧信号を最大振幅周波数に設定してブラシ部を最大の振幅で振動させていても、外的要因により駆動部の最大振幅周波数が変動して振幅が小さくなった場合には、電流検知部により検知された駆動電流から制御演算部が最大電流周波数を特定し、相関関係に基づいて変動した最大振幅周波数を算出して、電圧信号を新たな最大振幅周波数に設定し直して駆動部を制御することによって、駆動部の最大振幅周波数が変動してもブラシ部の定常時の振幅を略一定に保つことができる。
【００１４】請求項８の発明は、請求項７の発明において、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、電流検知部で検知された最大の駆動電流値に対応する電圧信号の周波数を、最大電流周波数と特定することを特徴とし、請求項７の発明と同様の作用を奏する。
【００１５】請求項９の発明は、請求項７の発明において、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流の傾きから、傾きが略ゼロとなる周波数を求め、それぞれの周波数での傾きの二乗平均根と、それぞれの周波数での傾きとの差が所定の範囲内に収まる場合、求められた周波数を最大電流周波数と特定することを特徴とし、傾きの二乗平均根とそれぞれの周波数での傾きとの差が所定の範囲に収まる場合に、求められた周波数を最大電流周波数と特定することによって、電流検知部で検知された駆動電流にノイズが含まれているときには、傾きの二乗平均根とノイズが含まれたときの傾きとの差が所定の範囲に収まらないことによって、ノイズに影響されて求められた周波数を誤って最大電流周波数と特定することを防ぐことができる。
【００１６】請求項１０の発明は、請求項７の発明において、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流値に、それぞれ略等しい周波数を乗じた値の中で最大値を示す周波数を、最大電流周波数と特定することを特徴とし、請求項７の発明と同様の作用を奏する。
【００１７】請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れかの発明において、制御部がブラシ部の振動を開始させてから振幅を略一定にさせるまでの時間を調整する調整手段を備えたことを特徴とし、調整手段を備えたことによって、ユーザーの使い勝手を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の電動歯ブラシは、図１に示すように、ブラシ部３０と、ブラシ部３０を振動させる駆動部２０と、二本の電線２ａ，２ｂを介して電圧信号を出力することにより駆動部２０を制御し、少なくともブラシ部３０の振動を開始させたときブラシ部３０を徐々に大きく振動させる制御部１０とを備えている。
【００１９】制御部１０は、図２に示すように、電圧信号を生成する生成部１１ａ、生成された電圧信号を駆動部２０に出力する信号出力部１１ｂを具備する出力部１１と、ＲＡＭ１３ａ及びＲＯＭ１３ｂ並びに例えばＣＰＵなどの演算部１３ｃを具備し、電圧信号を所定の波形に設定して出力部１１を制御する制御演算部１３とを備えている。
【００２０】図３には、本実施形態の側面断面図を示す。上述の駆動部２０と制御部１０とは、略円筒状の樹脂成形品からなるハウジング１に収納されている。駆動部２０は、例えばリニアアクチュエータと、リニアアクチュエータから出力される動力をブラシ部３０に伝える連結棒２１とを備えている。そして駆動部２０の連結棒２１は、ハウジング１の長手方向一端から突出され、この連結棒２１の突出した一端にブラシ部３０が着脱自在に取り付けられる。
【００２１】また、ブラシ部３０のハウジング１と反対側の一端側面には、多数本のブラシ３１が植設されている。
【００２２】例えば上述の制御部１０は、駆動部２０を定常状態で制御しているとき、図４（ｂ）に示すように、電線２ａを介して駆動部２０に正の電圧を略一定周期毎に印加するとともに、電線２ａを介して電圧を印加していなときに、図４（ｃ）に示すように、電線２ｂを介して負の電圧を印加する。その結果、図４（ａ）に示すように、制御部１０は矩形波の交番する電圧信号を略一定周期Ｔで駆動部２０に出力することとなり、駆動部２０には、この電圧信号に応じた電圧が印加される。
【００２３】上述のような電圧信号の出力により、制御部１０は、電圧信号の周期Ｔに対応する周波数ｆにてブラシ部３０を振動させ、電圧信号の電圧を時間ｔで積分したエネルギーに応じてブラシ部３０の振幅を制御し、さらに電圧信号の波形の立上がりの傾きに応じてブラシ部３０の振動の加速度を制御している。
【００２４】また電圧信号は、図５に示すように、それぞれの半周期Ｔ２内で電圧を印加していない期間を設け、デューティを略一定にしても良く、さらに図６に示すように正弦波であっても、またさらに図７に示すような三角波であっても良く、他の波形であっても良い。
【００２５】このように制御部１０は電圧信号により駆動部２０を制御して、定常状態ではブラシ部３０を例えば約３０，０００［回／分］のストローク数で振動させる。
【００２６】ところで、本実施形態の制御部１０は、電圧信号を出力してブラシ部３０の振動を開始するとき、例えば図８に示すように、矩形波の電圧信号の電圧値を一周期毎に徐々に大きく変化させて駆動部２０に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部３０を徐々に大きく振動させる。そして、制御部１０は、ブラシ部３０の振動開始から所定の時間に達すると、電圧信号の電圧値を略一定にしてブラシ部３０の振幅を安定させ、定常状態とする。
【００２７】このような電圧信号を出力させる制御部１０の制御演算部１３の動作について、図９のフロー図に基づいて説明する。
【００２８】まず、制御演算部１３の演算部１３ｃに接続する図示しないスイッチがオンされて、スイッチがオンされたという信号が入力されると（Ｓ１）、演算部１３ｃは、ＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂから予め記憶されている初期データを読み込む（Ｓ２）。この初期データには、最初に出力する電圧信号の波形と、定常状態に達するまでの時間ｔ１と、定常状態のブラシ部３０の振幅とが含まれている。演算部１３ｃは、初期データに基づいて電圧信号の波形を設定して、出力部１１の生成部１１ａに電圧信号を生成させ（Ｓ３）、信号出力部１１ｂに生成された電圧信号を駆動部２０に出力させる（Ｓ４）。その後、演算部１３ｃは、時間ｔ１が経過したか否かを判別し（Ｓ５）、時間ｔ１が経過していないと判別すると、ＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂから次のデータを読み込み、そのデータに基づいて適切な電圧信号の波形を設定し（Ｓ６）、上述のようなステップＳ３〜Ｓ６の動作を繰り返す。そして、ステップＳ５にて時間ｔ１が経過したことを判別すると、繰返し略同じ波形の電圧信号を出力部１１から出力させて、ブラシ部３０の振幅を安定させ、次の動作に移行する（Ｓ７）。
【００２９】また、電圧信号の波形は、図８に示す矩形波の他にも図１０に示すように、正弦波でも良く、このとき波形の傾きｃが一周期の間で変化するので、この傾きｃの変化に応じてブラシ部３０の加速度も変化させることができる。
【００３０】さらに、図１１に示すように、半周期Ｔ２内で電圧を印加している時間ｔａ，ｔｂをそれぞれ一周期Ｔ毎に長くしてデューティを変化させて駆動部２０に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部３０を徐々に大きく振動させても良い。なお、一周期Ｔ内で正の電圧を印加している時間ｔａと、同じ一周期Ｔ内で負の電圧を印加している時間ｔｂとは、略同じ時間であっても、互いに異なっても良い。
【００３１】さらにまた、図１２に示すように、略一定の電圧範囲Ｖａ内で電圧信号の波形を変化させても良く、図１３に示すように、電圧信号の波形及び電圧値を徐々に変化させて、駆動部２０に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部３０を徐々に大きく振動させても良い。
【００３２】このように、制御部１０は、ブラシ部３０の振動を開始させるときに、電圧信号の電圧値および波形ならびにデューティの何れか１つを変化させて、又は電圧値及び波形並びにデューティのうち何れか少なくとも２つを変化させて、駆動部２０に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部３０を徐々に大きく振動させる。その結果、制御部１０は、例えば図１４に示すように、ブラシ部３０を振動開始させてから振幅Ｗが定常状態の振幅Ｗ１に達する時間ｔ１まで、振幅Ｗを時間ｔの経過とともに略一定の変化率で、又は変化率を異ならせて大きくさせたり、さらに時間ｔの経過の途中で振幅Ｗを小さくさせながらも時間ｔ１には振幅Ｗ１まで大きくさせる。これにより、ユーザーに過剰な刺激ならびに不快感を与えずにブラシ部３０の振動を開始させることができるとともに、さまざまなブラッシング感触を与えることができる。
（実施形態２）ところで、駆動部２０の入力される電圧信号の周波数ｆに対するブラシ部３０を振動させる振幅Ｗは、例えば図１６の曲線イに示すような関係を示し、周波数ｆｂでブラシ部３０の振幅Ｗが最大値を示す振幅Ｗａとなる。そこで、定常時においては、駆動部２０がブラシ部３０の振幅Ｗを最も大きくして振動させるように、制御部１０は、周波数ｆｂの電圧信号を出力するように設定されている。しかし、駆動部２０の経時劣化などの外的要因や機械的な要因から、駆動部２０の入力される電圧信号の周波数ｆに対する振幅Ｗの関係が、例えば図１６の点線ロで示されるように変化し、振幅Ｗを最も大きくさせる電圧信号の周波数ｆが、ｆｂからｆｂ’に変動することがある。
【００３３】このような場合、予め設定していた周波数ｆｂの電圧信号では振幅ＷがＷａからＷｂにまで小さくなってしまい、駆動部２０の性能を最大限に引き出すことができなくなる。
【００３４】そこで、本実施形態の駆動部２０には、入力される電圧信号の周波数ｆに対して、駆動部２０に流れる駆動電流Ｉがピークになる最大電流周波数ｆａと、ブラシ部３０の振幅Ｗが最大となる最大振幅周波数ｆｂとの間に略一定の相関関係を保っているものを用いる。
【００３５】例えば、駆動部２０に入力される電圧信号の周波数ｆに対する、ブラシ部３０の振幅Ｗと駆動電流Ｉとは、それぞれ図１６の曲線イ及び曲線ハに示すような関係を示し、最大電流周波数ｆａで駆動電流ＩがピークのＩｍａｘとなり、最大振幅周波数ｆｂでブラシ部３０の振幅Ｗが最大となる。ここで駆動部２０は、最大電流周波数ｆａと最大振幅周波数ｆｂとの間に、例えばｆｂ≒ｆａ＋αといった略一定の相関関係を常に保つ。
【００３６】一方、本実施形態の制御部１０は、図１５に示すように、駆動部２０に流れる駆動電流Ｉを検知する電流検知部１２を備え、制御演算部１３は、電流検知部１２で検知した駆動電流Ｉから最大電流周波数ｆａを特定し、特定された最大電流周波数ｆａから上述の相関関係に基づいて最大振幅周波数ｆｂを算出して、出力部１１に最大振幅周波数ｆｂの電圧信号を出力させる。
【００３７】また、電流検知部１２は、駆動部２０からの利得を自動的に調整するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動利得制御）回路１２ａと、ＡＧＣ回路１２ａからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２ｂと、Ａ／Ｄ変換された信号を一時的に記憶するバッファ１２ｃとを具備している。
【００３８】上述のような本実施形態では、駆動部２０に入力される電圧信号の周波数ｆと駆動部２０がブラシ部３０を振動させる振幅Ｗとの関係が、図１６で示したように変化しても、制御部２０の制御演算部１３が電流検知部１２により検知された駆動電流Ｉから最大電流周波数ｆａを特定して、最大振幅周波数ｆｂを算出し、出力部１１に最大振幅周波数ｆｂの電圧信号を出力させることによって、定常時には常にブラシ部３０の振幅Ｗが最大になるように調整し直すことができる。
【００３９】また、周波数ｆと振幅Ｗとの関係が変化しても、相対的な周波数ｆと振幅Ｗとの関係、つまり図１６の曲線イ及び点線ロに示す分布の形状は変化しないので、定常時に制御演算部１３は、算出された最大振幅周波数ｆｄを基準に出力させる電圧信号の周波数ｆを調整することによって、振幅Ｗａ以下の所望の振幅Ｗでブラシ部３０を振動させることもできる。
【００４０】このような制御演算部１３が最大電流周波数ｆａを特定して最大振幅周波数ｆｂを算出する動作について、図１７のフロー図に基づいて説明する。
【００４１】まず、制御演算部１３の演算部１３ｃは、振幅Ｗの調整を促す調整信号が入力されると（Ｓ１）、最初に出力させる電圧信号の初期周波数ｆ1を指定する初期周波数データをＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂから読み込んで設定し（Ｓ２）、出力部１１の生成部１１ａに初期周波数ｆ1の電圧信号を生成させ（Ｓ３）、信号出力部１１ｂから駆動部２０に出力させる（Ｓ４）。その後、電流検知部１２で駆動電流Ｉが検知され、演算部１３ｃに検知されたことを知らせる検知信号が入力される（Ｓ５）。そして、演算部１３ｃは、ＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているそれぞれ異なる全ての周波数ｆ1…ｆnの電圧信号が出力され、これらに対応する駆動電流Ｉが検知されたか否かを判別し（Ｓ６）、検知されていないと判別すると、次の周波数ｆ2を指定する周波数データをＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂから読み込んで設定する（Ｓ７）。そして、ステップＳ３〜Ｓ７の動作を繰り返すことにより、出力部１１からそれぞれ異なる周波数ｆ1…ｆnの電圧信号を出力させ、電圧信号の各周波数ｆ1…ｆnに対応する駆動電流Ｉを電流検出部１２のバッファ１２ｃに一時的に記憶させる。
【００４２】上述のように検知された電圧信号の周波数ｆに対する駆動電流Ｉの関係から、演算部１３ｃは、最大電流周波数ｆａを特定し、ＲＡＭ１３ａ及びＲＯＭ１３ｂに記憶された上述の相関関係を読み込む（Ｓ８）。
【００４３】そして最後に、演算部１３ｃは、相関関係に基づいて最大電流周波数ｆａから最大振幅周波数ｆｂを算出し、最大振幅周波数ｆｂの電圧信号を出力部１１から出力させるように設定する（Ｓ９）。
【００４４】ここで、制御演算部１３が最大電流周波数ｆａを特定する動作について説明する。
【００４５】制御部１０から出力される電圧信号の各周波数ｆ1…ｆnに対する駆動電流Ｉは、例えば図１８に示すように表され、制御演算部１３の演算部１３ｃは、電流検知部１２で検知された最大の駆動電流値Ｉｍａｘに対応する電圧信号の周波数ｆを、最大電流周波数ｆａと特定する。また演算部１３ｃは、図１９に示すように、周波数ｆ1から周波数ｆｘずつ増加するような周波数ｆ2…ｆnの電圧信号を出力させ、各周波数ｆ1…ｆnに対する駆動電流Ｉの値にそれぞれ周波数ｆｘを乗じたいわゆる面積の大きさを比べ、これら面積の中で最大値を示す周波数ｆを、最大電流周波数ｆａと特定するようにしても良い。
【００４６】さらに、演算部１３ｃは、例えば図２０に示すように、電圧信号の各周波数ｆ1…ｆnと、これら各周波数ｆ1…ｆnに対する電流検知部１２で検知された駆動電流Ｉ1…Ｉnとから、各周波数ｆm（ｍ＝１，２，…，ｎ−１）での傾きＡm＝（Ｉm+1−Ｉm）／（ｆm+1−ｆm）を算出し、傾きＡ1…Ａn-1から傾きＡが略ゼロとなる周波数ｆを求め、傾きＡ1…Ａn-1の二乗平均根Ｂ＝√｛（Ａ12＋Ａ22…Ａnー12）／（ｎ−１）｝と、各傾きＡ1…Ａn-1との差ｄ1…ｄn-1が所定の範囲Ｄ１に収まる場合、求められた周波数ｆを最大電流周波数ｆａと特定するようにしても良い。
【００４７】上述のような二乗平均根Ｂと傾きＡ1…Ａn-1との差ｄ1…ｄn-1が所定の範囲Ｄ１に収まるか否かの判別は、例えば図１７で示した一連の動作のステップＳ８で行われ、その結果、範囲Ｄ１に差ｄ1…ｄn-1の何れかが収まらないような場合には、ステップＳ２に戻って、再度周波数ｆ1…ｆnの電圧信号を出力させ、各周波数ｆ1…ｆnに対応する駆動電流Ｉ1…Ｉnを検知させて、改めて傾きＡが略ゼロとなる周波数ｆを求めるとともに、差ｄ1…ｄn-1が範囲Ｄ１に収まるか否かを判別する。
【００４８】このように、演算部１３ｃは、差ｄ1…ｄn-1が範囲Ｄ１に収まるか否かを判別し、収まる場合にのみ求められた周波数ｆを最大電流周波数ｆａと特定することによって、例えば電流検知部１２により検知された駆動電流Ｉにノイズが含まれ、差ｄ1…ｄn-1の何れかが範囲Ｄ１に収まらないような場合には、再度傾きＡが略ゼロとなる周波数ｆを求めるので、ノイズに影響されて求められた周波数ｆを誤って最大電流周波数ｆａと特定してしまうことを防ぐことができる。
【００４９】なお、例えば傾きＡが略ゼロとなる周波数ｆを３度求めても、差ｄ1…ｄn-1が範囲Ｄ１に収まらないような場合には、予めＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂに記憶されている周波数ｆを演算部１３ｃに最大電流周波数ｆａと特定させるようにしても良い。
【００５０】また差ｄ1…ｄn-1が所定の範囲Ｄ１に収まるか否かを判別する代わりに、傾きＡ1…Ａn-1のうち傾きＡｃが二乗平均根Ｂと略等しいとき、傾きＡｃに対応する周波数ｆｃと求められた周波数ｆとの差ｄが所定の範囲Ｄ２に収まるか否かを判別するようにしても良く、差ｄが所定の範囲Ｄ２に収まる場合に求められた周波数ｆを最大電流周波数ｆａと特定する。
【００５１】なお、上述の所定の範囲Ｄ１，Ｄ２は、駆動部２０に応じて適宜設定される。
（実施形態３）本実施形態における基本構成は実施形態１又は２と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【００５２】本実施形態は、図２１に示すように、制御部１０がブラシ部３０の振動を開始させてから振幅Ｗを略一定にさせるまでの時間を調整する調整部４０を備えている。
【００５３】この調整部４０は、例えば図２２（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング１の表面に回動自在に取り付けられたダイヤル４１を具備し、ユーザーはダイヤル４１を回動させることによって、上述のＲＡＭ１３ａ又はＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているデータに関わらず、ブラシ部３０の振動開始から振幅Ｗが略一定になるまでの時間を所望の時間に調整することができ、ユーザーの使い勝手を向上することができる。
【００５４】例えば、ユーザーは、ブラシ部３０の振幅Ｗ１による刺激に十分慣れたような場合、図２３の実線に示すようなブラシ部３０の振動開始から振幅Ｗ１に達するまでの時間ｔ１を、調整部４０のダイヤル４１による調整によって、点線で示すように時間ｔ２に短くすることができる。
【００５５】また、調整部４０は、制御部１０の電圧信号の波形又は周波数ｆを変化させて、定常時の振幅Ｗを調整するようにしても良い。
【００５６】このときには、例えば図２３の一点鎖線で示すように、定常時の振幅Ｗ１をＷ２に小さく調整することができ、ユーザーの使い勝手を向上することができる。
【００５７】
【発明の効果】請求項１の発明は、ブラシ部と、ブラシ部を振動させる駆動部と、駆動部を制御して、少なくともブラシ部の振動を開始させたときブラシ部を徐々に大きく振動させる制御部とを備えたので、ブラシ部の振動開始時には制御部がブラシ部の振幅を徐々に大きくさせることによって、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができるという効果がある。
【００５８】請求項２の発明は、駆動部は、リニアアクチュエータを備えたので、例えばモーターによりブラシ部を振動させるものと比べてストローク数を高くすることができて、歯垢除去能力を向上させることができるという効果がある。
【００５９】請求項３の発明は、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させるので、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができるという効果がある。
【００６０】請求項４の発明は、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の波形を徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させるので、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができるという効果がある。
【００６１】請求項５の発明は、制御部は、周期的な電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号のデューティを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させるので、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができるという効果がある。
【００６２】請求項６の発明は、制御部は、電圧信号を出力して駆動部を制御し、ブラシ部の振動を開始させたとき、電圧信号の電圧値及び波形並びにディーティのうち何れか少なくとも２つを徐々に変化させて駆動部に供給するエネルギーを増大させ、ブラシ部を徐々に大きく振動させるので、ユーザーに過剰な刺激を与えずにブラシ部の振動を開始させることができるという効果がある。
【００６３】請求項７の発明は、駆動部は、電圧信号により制御されるとともに、入力される電圧信号の周波数に対して、駆動部に流れる駆動電流がピークになる最大電流周波数と、ブラシ部の振幅が最大となる最大振幅周波数との間に略一定の相関関係を保ち、制御部は、電圧信号を駆動部に出力する出力部と、駆動電流を検知する電流検知部と、電流検知部で検知した駆動電流から最大電流周波数を特定し、特定された最大電流周波数から相関関係に基づいて最大振幅周波数を算出して、出力部に最大振幅周波数の電圧信号を出力させて駆動部を制御する制御演算部とを備えたので、例えば定常時に制御演算部が電圧信号を最大振幅周波数に設定してブラシ部を最大の振幅で振動させていても、外的要因により駆動部の最大振幅周波数が変動して振幅が小さくなった場合には、電流検知部により検知された駆動電流から制御演算部が最大電流周波数を特定し、相関関係に基づいて変動した最大振幅周波数を算出して、電圧信号を新たな最大振幅周波数に設定し直して駆動部を制御することによって、駆動部の最大振幅周波数が変動してもブラシ部の定常時の振幅を略一定に保つことができるという効果がある。
【００６４】請求項８の発明は、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、電流検知部で検知された最大の駆動電流値に対応する電圧信号の周波数を、最大電流周波数と特定するので、請求項７の発明と同様の効果を奏する。
【００６５】請求項９の発明は、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流の傾きから、傾きが略ゼロとなる周波数を求め、それぞれの周波数での傾きの二乗平均根と、それぞれの周波数での傾きとの差が所定の範囲内に収まる場合、求められた周波数を最大電流周波数と特定するので、傾きの二乗平均根とそれぞれの周波数での傾きとの差が所定の範囲に収まる場合に、求められた周波数を最大電流周波数と特定することによって、電流検知部で検知された駆動電流にノイズが含まれているときには、傾きの二乗平均根とノイズが含まれたときの傾きとの差が所定の範囲に収まらないことによって、ノイズに影響されて求められた周波数を誤って最大電流周波数と特定することを防ぐことができるという効果がある。
【００６６】請求項１０の発明は、制御演算部は、それぞれ異なる周波数の電圧信号を出力部から出力させ、それぞれの周波数に対する電流検知部で検知された駆動電流値に、それぞれ略等しい周波数を乗じた値の中で最大値を示す周波数を、最大電流周波数と特定するので、請求項７の発明と同様の効果を奏する。
【００６７】請求項１１の発明は、制御部がブラシ部の振動を開始させてから振幅を略一定にさせるまでの時間を調整する調整手段を備えたので、ユーザーの使い勝手を向上することができるという効果がある。
【出願人】 【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】 平成１２年６月７日（２０００．６．７）
【代理人】 【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−３４６８１６（Ｐ２００１−３４６８１６Ａ）
【公開日】 平成１３年１２月１８日（２００１．１２．１８）
【出願番号】 特願２０００−１７１２２３（Ｐ２０００−１７１２２３）