JPH05329024A - Motor driven tooth - Google Patents
Motor driven toothInfo
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- JPH05329024A JPH05329024A JP13883592A JP13883592A JPH05329024A JP H05329024 A JPH05329024 A JP H05329024A JP 13883592 A JP13883592 A JP 13883592A JP 13883592 A JP13883592 A JP 13883592A JP H05329024 A JPH05329024 A JP H05329024A
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- A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
- A61C17/22—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like
- A61C17/32—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating
- A61C17/34—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor
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- A46B15/0004—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with a controlling means
- A46B15/0012—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with a controlling means with a pressure controlling device
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は駆動力を発生するモータ
と、このモータで発生された駆動力が伝達され、所定の
運動を行うブラシとを有する電動歯ブラシに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric toothbrush having a motor for generating a driving force and a brush to which the driving force generated by the motor is transmitted to perform a predetermined motion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような電動歯ブラシは既知であり、
種々のものが提案されている。このような電動ブラシを
使用する上で重要な問題は、使用者の歯や歯茎に過度の
押圧力が加わって歯や歯茎を損傷しないようにすること
である。このために、従来、種々の提案がなされてい
る。2. Description of the Prior Art Such electric toothbrushes are known.
Various things have been proposed. An important issue in using such an electric brush is to prevent the teeth and gums of the user from being excessively pressed and damaging the teeth and gums. For this reason, various proposals have been conventionally made.
【０００３】例えば、特開昭61-22812号公報、実開昭61
-77827号公報およびドイツ特許公開公報には、駆動力を
発生するモータと、この駆動力が伝達されるブラシとを
有する電動歯ブラシにおいて、ブラシを装着したアーム
部と、使用者が把持するステム部との連結箇所に圧力セ
ンサを設けてブラシに加わる押圧力を検出し、この検出
された押圧力が所定値を越えるときに、光または音など
の使用者が知覚し得る形態の警報を発するようにしたも
のが提案されている。For example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-22812, Shokai Sho 61
-77827 and German Patent Laid-Open Publication, in an electric toothbrush having a motor for generating a driving force and a brush to which the driving force is transmitted, an arm portion to which the brush is attached and a stem portion to be gripped by a user. A pressure sensor is provided at the connection point with the pressure sensor to detect the pressing force applied to the brush, and when the detected pressing force exceeds a predetermined value, an alarm, such as light or sound, that the user can perceive is issued. What has been proposed is proposed.
【０００４】また、アメリカ特許明細書第4,698,869 号
には、上述した型式の電動ブラシにおいて、ブラシに加
わる押圧力が予め決められた所定の範囲内にあるときに
使用者が知覚し得る信号を発生するようにしたものが提
案されている。Further, in US Pat. No. 4,698,869, an electric brush of the above-mentioned type generates a signal which a user can perceive when the pressing force applied to the brush is within a predetermined range. Something that has been done is proposed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭61-228
12号公報、実開昭61-77827号公報およびドイツ特許公開
公報に記載されている従来の電動歯ブラシにおいては、
ブラシに加わる押圧力が所定の値を越えるときに光また
は音による警報が発生されるので、使用者はこの警報が
発生されたときには、ブラシを歯から離すようにするこ
とによって過度の押圧力が歯や歯茎に加わるのを防止す
ることができるが、使用者は絶えず警報に注意をしてい
なければならず、煩わしいとともに警報が発生されても
歯からブラシを離さない場合も十分考えられ、歯や歯茎
を確実に保護することができない欠点がある。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the conventional electric toothbrush described in Japanese Patent Publication No. 12, Japanese Utility Model Publication No. 61-77827 and German Patent Publication,
When the pressing force applied to the brush exceeds a predetermined value, an optical or audible alarm is generated.When the alarm is generated, the user should move the brush away from the teeth to prevent excessive pressing force. Although it can be prevented from adding to the teeth and gums, the user must be constantly aware of the alarm, which is bothersome and it is sufficiently possible that the user does not remove the brush from the tooth even if the alarm is issued. There is a drawback that the gums and gums cannot be reliably protected.
【０００６】また、実開昭61-77827号公報には、ブラシ
の押圧力が所定の値を越えたときに警報を発する代わり
に、モータの駆動を停止してしまうことも提案されてい
るが、この場合にはモータは頻繁に停止してしまい、そ
の都度ブラシを歯から離した状態でモータを再起動する
操作が必要となり、操作性が悪いという欠点がある。In Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-77827, it is also proposed to stop the driving of the motor instead of issuing an alarm when the pressing force of the brush exceeds a predetermined value. In this case, the motor is frequently stopped, and it is necessary to restart the motor with the brush separated from the tooth each time, resulting in poor operability.
【０００７】さらに、上述したアメリカ特許明細書第4,
698,869 号に開示されている従来の電動歯ブラシにおい
ては、使用者は信号が発生されるような押圧力でブラシ
を歯に当接する必要があり、ブラシを必要以上の力で歯
に押し付けてしまうことが頻繁に起こり、やはり使用者
に煩わしさを感じさせる欠点がある。したがって使用者
は必ずしも信号が発生される状態で使用するとは限ら
ず、歯や歯茎の保護を確実に行うことができない欠点も
ある。Further, the above-mentioned US Pat. No. 4,
In the conventional electric toothbrush disclosed in No. 698,869, the user needs to press the brush against the tooth with a pressing force that generates a signal, and press the brush against the tooth with an excessive force. Occurs frequently, and there is also a drawback that makes the user feel annoyed. Therefore, the user does not always use the device in a state where a signal is generated, and there is a drawback that the teeth and gums cannot be reliably protected.
【０００８】電動歯ブラシにおいて、歯や歯茎を過度の
押圧力から保護するために、ブラシを装着したアーム部
をステム部に対して回動自在に取り付け、押圧力が或る
値を越えるときにアーム部を回動させてブラシを歯から
強制的に離すようにしたものも提案されているが、この
場合には相当複雑な回動機構が必要となり、コストが高
くなるとともに、一旦アーム部が回動したときにはこれ
を元の状態にリセットして再使用する必要であり、操作
性が非常に悪い欠点がある。In an electric toothbrush, in order to protect teeth and gums from excessive pressing force, an arm part having a brush attached is rotatably attached to a stem part, and when the pressing force exceeds a certain value. It is also proposed that the brush is forcibly separated from the teeth by rotating the part, but in this case, a considerably complicated rotating mechanism is required, which increases the cost and the arm part is rotated once. When it moves, it needs to be reset to the original state and reused, and there is a drawback in that the operability is very poor.
【０００９】本発明の目的は、上述した欠点を除去し、
歯や歯茎を過度の押圧力から確実に保護することがで
き、しかも操作性が良く、安価に構成することができる
電動ブラシを提供しようとするものである。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks,
It is an object of the present invention to provide an electric brush that can reliably protect teeth and gums from excessive pressing force, has good operability, and can be configured at low cost.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】図１は本発明による電動
歯ブラシの基本的な構成を示す概念図であり、電池１、
これによって付勢される駆動モータ２およびこのモータ
の出力軸の回転運動をブラシの所定の運動に変換する駆
動力変換機構３を収納したステム部４と、このステム部
の一端に軸５を中心として回動自在に連結され、先端に
ブラシ６を装着したアーム部７とを有している。アーム
部７の他端を圧力センサ８に当接し、ブラシ６を歯に当
接させたときにブラシに加わる応力を検出し、この圧力
センサの出力を制御回路９に供給する。制御回路９は圧
力センサ８の出力、すなわちブラシ６に加わる押圧力に
応じてモータ２の駆動を制御するように構成する。FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic structure of an electric toothbrush according to the present invention.
A stem portion 4 accommodating a driving motor 2 biased by this and a driving force converting mechanism 3 for converting the rotational movement of the output shaft of the motor into a predetermined movement of the brush, and a shaft 5 is centered on one end of the stem portion. And an arm portion 7 having a brush 6 attached to the tip thereof. The other end of the arm portion 7 is brought into contact with the pressure sensor 8, the stress applied to the brush when the brush 6 is brought into contact with the teeth is detected, and the output of this pressure sensor is supplied to the control circuit 9. The control circuit 9 is configured to control the drive of the motor 2 according to the output of the pressure sensor 8, that is, the pressing force applied to the brush 6.
【００１１】[0011]
【作用】本発明においては、駆動モータの回転数によっ
てブラシに加わる押圧力が変化するとともに歯や歯茎に
与えられる物理的な影響の程度が変化することに着目
し、圧力センサ８によってブラシ６に加わる押圧力を常
時検出し、この押圧力に応じて駆動モータ２の回転数を
制御することによってブラシに加わる押圧力を自動的に
調整するようにしたので、歯や歯茎に過度の押圧力が加
わるのを確実に阻止することができる。本発明によるモ
ータの制御態様としては後述する実施例のように種々の
態様があるが、例えば、図２に示すようにブラシ加わる
押圧力が所定の値Ｐ以下のときは、モータ２の回転数は
所定の高い値Ｓに維持され、押圧力が所定値Ｐを越えた
ときには、モータ回転数を押圧力に比例してほぼ直線的
に低下させるようにして、歯や歯茎に過度の押圧力が加
わらないようにするのが好適である。このように構成す
ると、使用者は従来の電動歯ブラシを使用する場合のよ
うに光や音による警報に注意している必要は全くないの
で、従来の電動歯ブラシに比べて操作上の煩わしさは全
くなくなる。また、制御回路９はモータ２の回転数を検
出した押圧力に応じて制御するようにしているので、仮
にブラシ６を歯に強く押し当ててしまい、モータの回転
数が低下した場合でも、ブラシを歯から離すことによっ
てモータは再び所定の回転数で駆動されることになり、
したがって使用者は再起動のための操作を全くする必要
がなく、操作性は非常に良好となる。In the present invention, attention is paid to the fact that the pressing force applied to the brush changes depending on the rotational speed of the drive motor and the degree of the physical influence exerted on the teeth and gums changes. Since the pressing force applied is constantly detected, and the pressing force applied to the brush is automatically adjusted by controlling the rotation speed of the drive motor 2 according to this pressing force, an excessive pressing force is applied to the teeth and gums. It can be surely prevented from joining. There are various modes of controlling the motor according to the present invention as in the embodiment described later. For example, when the pressing force applied to the brush is equal to or less than a predetermined value P as shown in FIG. Is maintained at a predetermined high value S, and when the pressing force exceeds the predetermined value P, the motor rotation speed is reduced substantially linearly in proportion to the pressing force so that excessive pressing force is applied to the teeth and gums. It is preferable not to join. With this configuration, the user does not need to pay attention to the warning by light or sound as in the case of using the conventional electric toothbrush, so that there is no operational trouble as compared with the conventional electric toothbrush. Disappear. Further, since the control circuit 9 controls the rotation speed of the motor 2 according to the detected pressing force, even if the brush 6 is pressed strongly against the teeth and the rotation speed of the motor is reduced, The motor will be driven again at the specified speed by moving the
Therefore, the user does not need to perform any operation for restarting, and the operability is very good.
【００１２】[0012]
【実施例】図３は本発明による電動歯ブラシの第１の実
施例の制御回路を中心とした構成を示す回路図である。
本例においては、ブラシに加わる押圧力が所定の値以下
の場合には、モータを所定の一定速度で回転させ、所定
の値を越えたときに押圧力の増加に応じて直線的にモー
タの回転数を減少させるように構成する。ブラシに加わ
る押圧力を検出する圧力センサ11を抵抗12と並列に接続
し、その一端を差動アンプ13の非反転入力端子に接続
し、他端を接地する。この差動アンプ13の非反転入力端
子は第１の可変抵抗14を経て直流電源正端子に接続し、
反転入力端子は第２の可変抵抗15を経て接地する。圧力
センサ11は、半導体センサ、感圧ゴム、感圧インクなど
で構成することができ、本例ではそれに加わる圧力が大
きくなるに伴って抵抗値が低下するような特性を有する
ものとする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration centering on a control circuit of a first embodiment of an electric toothbrush according to the present invention.
In this example, when the pressing force applied to the brush is equal to or lower than a predetermined value, the motor is rotated at a predetermined constant speed, and when the pressing force exceeds the predetermined value, the motor is linearly moved according to the increase in the pressing force. It is configured to reduce the rotation speed. A pressure sensor 11 for detecting the pressing force applied to the brush is connected in parallel with the resistor 12, one end of which is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 13 and the other end is grounded. The non-inverting input terminal of this differential amplifier 13 is connected to the DC power source positive terminal via the first variable resistor 14,
The inverting input terminal is grounded via the second variable resistor 15. The pressure sensor 11 can be composed of a semiconductor sensor, pressure-sensitive rubber, pressure-sensitive ink, or the like, and in this example, has a characteristic that the resistance value decreases as the pressure applied thereto increases.
【００１３】差動アンプ13の出力端子は帰還抵抗16を経
てその反転入力端子に接続するとともに抵抗17を介して
コンパレータ18の非反転入力端子に接続する。このコン
パレータ18の反転入力端子は、デューティサイクルが50
% の発振器19を有する三角波発生回路20の出力端子に抵
抗21を経て接続する。コンパレータ18の出力端子は第１
のトランジスタ22のベースに接続し、このトランジスタ
のエミッタは接地し、コレクタは抵抗23を直流電源正端
子に接続する。The output terminal of the differential amplifier 13 is connected to its inverting input terminal via the feedback resistor 16 and to the non-inverting input terminal of the comparator 18 via the resistor 17. The inverting input terminal of this comparator 18 has a duty cycle of 50
The output terminal of a triangular wave generating circuit 20 having a% oscillator 19 is connected via a resistor 21. The output terminal of the comparator 18 is the first
Is connected to the base of a transistor 22 whose emitter is grounded and whose collector connects a resistor 23 to the positive terminal of the DC power supply.
【００１４】第１のトランジスタ22のコレクタを第２の
トランジスタ24のベースに接続し、この第２のトランジ
スタのエミッタは直流電源正端子に接続し、コレクタは
抵抗25を経てスイッチングトランジスタ26のベースに接
続する。このスイッチングトランジスタ26のコレクタは
駆動モータ27およびメインスイッチ28を経て直流電源、
すなわち電池29の正端子に接続し、エミッタは接地す
る。電池29の負端子も接地する。The collector of the first transistor 22 is connected to the base of the second transistor 24, the emitter of this second transistor is connected to the DC power supply positive terminal, and the collector is connected to the base of the switching transistor 26 via the resistor 25. Connecting. The collector of the switching transistor 26 passes through a drive motor 27 and a main switch 28, and a DC power source,
That is, it is connected to the positive terminal of the battery 29 and the emitter is grounded. The negative terminal of battery 29 is also grounded.
【００１５】本例の電動歯ブラシの動作を図４〜６をも
参照して説明する。ブラシを歯に当接していない状態、
すなわちブラシに加わる押圧力が零の状態でメインスイ
ッチ28をオンとすると、圧力センサ11の抵抗値は高く、
したがって差動アンプ13の入力電圧は高く、その出力電
圧V1は高い値を示す。図４に示すように、この出力電圧
は、三角波発生回路20の出力電圧V2のピーク値よりも十
分に高いものとする。この状態では、コンパレータ18か
らは常時出力電圧が発生され、第１および第２のトラン
ジスタ22および24は導通し、したがってスイッチングト
ランジスタ26も導通し、駆動モータ27には所定の電流が
供給され、モータは所定の回転数で回転する。The operation of the electric toothbrush of this example will be described with reference to FIGS. With the brush not in contact with the teeth,
That is, when the main switch 28 is turned on when the pressing force applied to the brush is zero, the resistance value of the pressure sensor 11 is high,
Therefore, the input voltage of the differential amplifier 13 is high, and its output voltage V 1 shows a high value. As shown in FIG. 4, this output voltage is sufficiently higher than the peak value of the output voltage V 2 of the triangular wave generation circuit 20. In this state, the output voltage is constantly generated from the comparator 18, the first and second transistors 22 and 24 become conductive, and therefore the switching transistor 26 also becomes conductive, and a predetermined current is supplied to the drive motor 27, so that the motor is driven. Rotates at a predetermined rotation speed.
【００１６】ブラシを歯に当接する押圧力が高くなる
と、圧力センサ11の抵抗値は低下し、予め決めた押圧力
を越えると、図４に示すように差動アンプ13の出力電圧
V1は低下し、三角波発生回路20の出力電圧V2のピーク値
よりも低くなる。コンパレータ18の出力電圧は電圧V1が
電圧V2よりも低いときは零となり、この期間中はトラン
ジスタ23および24は遮断し、スイッチングトランジスタ
26もオフとなり、駆動モータ27には電流は供給されなく
なる。図５はこのような状態で駆動モータ27に供給され
る電圧パルスを示すものであり、ブラシに加わる押圧力
が所定値以下の場合に比べて駆動電圧のデューティサイ
クルは小さくなり、駆動モータの回転数は低くなる。ブ
ラシに加わる押圧力がさらに高くなり、差動アンプ13の
出力電圧V1がさらに低下すると、スイッチングトランジ
スタ26がオフとなる期間はさらに増大し、図５において
破線で示すように駆動モータ27に供給される電圧パルス
のデューティサイクルはさらに小さくなり、モータの回
転数はさらに低下することになる。また、ブラシに加わ
る押圧力が減少すると、駆動モータ27への電圧パルスの
デューティサイクルは大きくなり、モータの回転数は再
び上昇するようになる。When the pressing force for bringing the brush into contact with the teeth increases, the resistance value of the pressure sensor 11 decreases, and when the pressing force exceeds a predetermined pressing force, the output voltage of the differential amplifier 13 as shown in FIG.
V 1 decreases and becomes lower than the peak value of the output voltage V 2 of the triangular wave generating circuit 20. The output voltage of the comparator 18 becomes zero when the voltage V 1 is lower than the voltage V 2 , and during this period the transistors 23 and 24 are cut off and the switching transistor
26 is also turned off, and current is not supplied to the drive motor 27. FIG. 5 shows a voltage pulse supplied to the drive motor 27 in such a state. The duty cycle of the drive voltage becomes smaller than that when the pressing force applied to the brush is equal to or less than a predetermined value, and the rotation of the drive motor is reduced. The number will be lower. When the pressing force applied to the brush is further increased and the output voltage V 1 of the differential amplifier 13 is further reduced, the period during which the switching transistor 26 is turned off is further increased and is supplied to the drive motor 27 as shown by the broken line in FIG. The duty cycle of the applied voltage pulse will be smaller and the rotational speed of the motor will be further reduced. Further, when the pressing force applied to the brush decreases, the duty cycle of the voltage pulse to the drive motor 27 increases, and the rotation speed of the motor again increases.
【００１７】このようにして、本実施例においては、ブ
ラシに加わる押圧力が所定の値以下のときには駆動モー
タ27は所定の回転数で回転し、この値を越えるとモータ
への駆動電圧パルスのデューティサイクルは小さくな
り、したがってモータの回転数はブラシに加わる押圧力
にほぼ比例して低下するようになり、歯や歯茎に過度の
押圧力が加わるのを確実に防止することができる。As described above, in this embodiment, the drive motor 27 rotates at a predetermined rotation speed when the pressing force applied to the brush is equal to or less than a predetermined value, and when this value is exceeded, a drive voltage pulse to the motor is generated. The duty cycle is reduced, so that the rotation speed of the motor is reduced substantially in proportion to the pressing force applied to the brush, and it is possible to reliably prevent the excessive pressing force from being applied to the teeth and gums.
【００１８】また、本実施例においては、第１の可変抵
抗14の抵抗値を調整することによって、図６に示すよう
にモータ27の回転数が低下し始める押圧力をP1, P2, P3
のように任意に変えることができる。このような限界押
圧力の値は、ブラシの駆動態様や個人差などによってこ
となるが、例えばブラシを高速で振動させる場合には、
200 〜400 グラム程度とするのが好適であり、またブラ
シをローリング運動させる場合には1000グラム以上とす
るのが好適である。さらに、第２の可変抵抗15の抵抗値
を調整することによって、押圧力に比例してモータ回転
数を低下させる際の勾配をL1およびL2の範囲内で変化さ
せることができる。このように、本実施例においては、
２つの可変抵抗14および15を調整することによって、モ
ータの回転数を個々の使用者の要求に合わせて任意に設
定することができ、歯や歯茎に与える悪影響を最少とす
ることができる。[0018] In the present embodiment, by adjusting the resistance value of the first variable resistor 14, P 1, P 2 the pressing force rotational speed starts to decrease in the motor 27 as shown in FIG. 6, P 3
Can be changed as desired. The value of such a limit pressing force varies depending on the driving mode of the brush, individual differences, etc., but for example, when the brush is vibrated at a high speed,
The amount is preferably about 200 to 400 grams, and more preferably 1000 grams or more when the brush is rolled. Further, by adjusting the resistance value of the second variable resistor 15, it is possible to change the gradient when the motor rotation speed is reduced in proportion to the pressing force within the range of L 1 and L 2 . Thus, in this embodiment,
By adjusting the two variable resistors 14 and 15, the rotational speed of the motor can be arbitrarily set according to the requirements of individual users, and the adverse effect on the teeth and gums can be minimized.
【００１９】図７は本発明による電動ブラシの第２の実
施例の制御回路を中心とした構成を示すものであり、図
３に示した第１の実施例と同様の部分には同じ符号を付
けて示し、その説明は省略する。図８は本例の動作特性
を示すものであり、本例ではブラシに加わる押圧力が所
定の値P1以下のときは駆動モータ27はほぼ一定の回転数
で回転させ、所定の値を越えたときに回転数をほぼ1/2
まで急激に低下させるように構成する。このようにブラ
シに加わる押圧力が所定値P1を越えたときにモータ27の
回転数を急激に低下させることによって使用者にブラシ
を歯に強く押し当てていることを確実に知らせることが
できる。FIG. 7 shows the configuration centering on the control circuit of the second embodiment of the electric brush according to the present invention. The same parts as those of the first embodiment shown in FIG. It is attached and shown, and the description thereof is omitted. FIG. 8 shows the operation characteristics of this example. In this example, when the pressing force applied to the brush is less than or equal to the predetermined value P 1 , the drive motor 27 is rotated at a substantially constant rotation speed and exceeds the predetermined value. When rotating, the rotation speed is almost 1/2
It is configured to decrease rapidly until. In this way, when the pressing force applied to the brush exceeds the predetermined value P 1 , the rotation speed of the motor 27 is drastically reduced to surely inform the user that the brush is strongly pressed against the teeth. ..
【００２０】図７に示すように、差動アンプ13とコンパ
レータ18との間にしきい値回路31を設け、差動アンプ13
の出力電圧が抵抗32と33とで分圧された所定の基準値V
ref以上のときには、差動アンプ34の出力電圧が正極性
となり、ダイオード35が導通し、差動アンプ13の出力電
圧と基準値V ref との差の電圧がしきい値回路から出力
され、コンパレータ18の非反転入力端子に印加される。
この状態では、この電圧は反転入力端子に印加される三
角波電圧のピーク値よりも高いので、スイッチングトラ
ンジスタ26は常時導通し、モータ27には常時駆動電流が
供給され、モータは予め決められた高い回転数で回転す
る。その後、ブラシに加わる押圧力が増大し、第１差動
アンプ13の出力電圧が基準電圧値V ref よりも低くなる
と、差動アンプ34の出力電圧は負極性となってダイオー
ド35は遮断し、代わりに差動アンプ37の出力電圧が正極
性となり、ダイオード38が導通し、抵抗39および可変抵
抗40によって分圧された電圧がしきい値回路から出力さ
れる。この電圧は三角波のピーク値よりも十分低い値に
設定されており、したがってモータ27に供給される電圧
パルスのデューティサイクルは小さくなり、モータの回
転数は急激に低下するようになる。As shown in FIG. 7, a threshold circuit 31 is provided between the differential amplifier 13 and the comparator 18, and the differential amplifier 13 is provided.
The output voltage of V is divided by resistors 32 and 33 to a predetermined reference value V
When the voltage is equal to or higher than ref, the output voltage of the differential amplifier 34 becomes positive, the diode 35 becomes conductive, and the voltage difference between the output voltage of the differential amplifier 13 and the reference value V ref is output from the threshold circuit and the comparator. Applied to 18 non-inverting input terminals.
In this state, this voltage is higher than the peak value of the triangular wave voltage applied to the inverting input terminal, so that the switching transistor 26 is always conductive, the motor 27 is constantly supplied with the drive current, and the motor has a predetermined high voltage. Rotate at the number of rotations. After that, when the pressing force applied to the brush increases and the output voltage of the first differential amplifier 13 becomes lower than the reference voltage value V ref , the output voltage of the differential amplifier 34 becomes negative and the diode 35 is cut off. Instead, the output voltage of the differential amplifier 37 becomes positive, the diode 38 becomes conductive, and the voltage divided by the resistor 39 and the variable resistor 40 is output from the threshold circuit. This voltage is set to a value sufficiently lower than the peak value of the triangular wave, so that the duty cycle of the voltage pulse supplied to the motor 27 becomes small and the rotation speed of the motor suddenly drops.
【００２１】このように構成することによって、図８に
示すようにブラシに加わる押圧力が所定の値P1よりも低
いときは、第１の実施例と同様にスイッチングトランジ
スタ26は常時オンとなり、駆動モータ27には常時電流が
供給され、モータは所定の高速度で回転することにな
る。押圧力が所定の値P1を越えると、しきい値回路31の
出力電圧が減少し、モータ27に電流が供給される期間は
減少し、モータの回転速度は急激に低下することにな
る。このように、モータ27の回転数が減少すると、電源
正端子と差動アンプ34の出力端子との間に接続された発
光ダイオード36が点灯するようになる。なお、第８図で
は、押圧力が所定の値P1に達するまでの間および所定の
値を越えてからのモータの回転数は徐々に減少している
が、これはモータに印加される電圧パルスのデューティ
サイクルが小さくなるためではなく、モータに加わる負
荷が増大することによる回転数の低下を示すものであ
る。With this configuration, when the pressing force applied to the brush is lower than the predetermined value P 1 as shown in FIG. 8, the switching transistor 26 is always turned on, as in the first embodiment. Current is constantly supplied to the drive motor 27, and the motor rotates at a predetermined high speed. When the pressing force exceeds the predetermined value P 1 , the output voltage of the threshold circuit 31 decreases, the period during which the current is supplied to the motor 27 decreases, and the rotation speed of the motor sharply decreases. In this way, when the rotation speed of the motor 27 decreases, the light emitting diode 36 connected between the positive terminal of the power source and the output terminal of the differential amplifier 34 comes on. In FIG. 8, the rotation speed of the motor gradually decreases until the pressing force reaches the predetermined value P 1 and after it exceeds the predetermined value P 1. This is not because the duty cycle of the pulse is small, but because the load applied to the motor is increased, the rotation speed is decreased.
【００２２】図９は本発明による電動ブラシの第３の実
施例の制御回路を中心とした構成を示すものであり、本
例においても前例と同様の部分には同じ符号を付けて示
しその説明は省略する。本例においては、図１０に示す
ように、ブラシを歯に当てていないときおよび押圧力が
所定の値P1に達しないときには、駆動モータ27の駆動を
停止させ、押圧力が所定値に達したときに、モータを所
定の回転数で回転させ、さらに押圧力が過度に大きくな
り、所定の値P3を越えたときには、駆動モータの回転を
停止させるようにしたものである。FIG. 9 shows the configuration centering on the control circuit of the third embodiment of the electric brush according to the present invention. In this example as well, the same parts as those in the previous example are designated by the same reference numerals and their description is omitted. Is omitted. In this example, as shown in FIG. 10, when the brush is not applied to the teeth and the pressing force does not reach the predetermined value P 1 , the driving of the drive motor 27 is stopped and the pressing force reaches the predetermined value. At this time, the motor is rotated at a predetermined rotation speed, and when the pressing force becomes excessively large and exceeds the predetermined value P 3 , the rotation of the drive motor is stopped.
【００２３】この実施例では、ブラシに加わる押圧力が
所定の値P1に達しないときには、モータ27の回転を停止
させるようにしたが、図１０において破線で示すように
低い回転数で回転させることもできる。この場合には、
ブラシを歯に当てる前に正常な動作の確認となる。さら
に、本例においては、ブラシが定常に回転した後、ブラ
シの押圧力が予め決めた値P2を越える場合に警報音を発
生させるようにする。したがって、使用者はこの警報音
を聞くことによってブラシに過剰の押圧力が加わってい
ることを知ることができ、ブラシを歯に押し当てる力を
弱めて歯や歯茎が過度に損傷されるのを防止するように
している。In this embodiment, when the pressing force applied to the brush does not reach the predetermined value P 1 , the rotation of the motor 27 is stopped. However, as shown by the broken line in FIG. You can also In this case,
It is a confirmation of normal operation before applying the brush to the teeth. Further, in the present example, after the brush rotates steadily, an alarm sound is generated when the pressing force of the brush exceeds a predetermined value P 2 . Therefore, the user can know that excessive pressure is being applied to the brush by hearing this warning sound, and the force of pressing the brush against the tooth is weakened to prevent excessive damage to the tooth or gum. I try to prevent it.
【００２４】本例においては、差動アンプ13の出力側に
積分回路41を設け、ブラシに加わる押圧力が瞬間的に増
大してもとに戻るような場合には、警報音が発生された
り、モータ27が停止してしまわないようにする。そし
て、この積分回路41の出力をボルテージホロワ42を経て
第１および第２のウィンドウコンパレータ43および44を
構成するコンパレータ45, 46および47, 48の反転入力端
子および非反転入力端子に接続する（これらのウィンド
ウコンパレータ43および44は、例えばコンパレータ用IC
(LM339) を以て構成することができる）。コンパレータ
45の非反転入力端子には、抵抗49および50で分圧された
所定の基準電圧を印加し、コンパレータ46の反転入力端
子にはモータ駆動モードの切換スイッチ51を介して、零
基準電圧または可変抵抗52および固定抵抗53と、抵抗54
とで分圧された基準電圧を印加するようにする。In this example, an integrating circuit 41 is provided on the output side of the differential amplifier 13 so that an alarm sound is generated when the pressing force applied to the brush returns to its original value even if it momentarily increases. , Prevent the motor 27 from stopping. Then, the output of the integration circuit 41 is connected via a voltage follower 42 to the inverting and non-inverting input terminals of the comparators 45, 46 and 47, 48 constituting the first and second window comparators 43 and 44 ( These window comparators 43 and 44 are, for example, comparator ICs.
(Can be configured with (LM339)). comparator
A predetermined reference voltage divided by resistors 49 and 50 is applied to the non-inverting input terminal of 45, and a zero reference voltage or a variable voltage is applied to the inverting input terminal of the comparator 46 via the motor drive mode changeover switch 51. Resistor 52 and fixed resistor 53 and resistor 54
The reference voltage divided by and is applied.
【００２５】第１のウィンドウコンパレータ43の出力電
圧はトランジスタ22のベースに印加し、第２のウィンド
ウコンパレータ44の出力電圧はブザー回路55に印加す
る。ブザー回路55には、第２のウィンドウコンパレータ
44の出力電圧をベースに受ける第１のトランジスタ56
と、このトランジスタのコレクタにベースを接続した第
２のトランジスタ57と、このトランジスタのエミッタ-
コレクタ通路と直列に接続したブザー58とを設ける。The output voltage of the first window comparator 43 is applied to the base of the transistor 22, and the output voltage of the second window comparator 44 is applied to the buzzer circuit 55. The buzzer circuit 55 has a second window comparator.
First transistor 56 receiving 44 output voltage as a base
And a second transistor 57 whose base is connected to the collector of this transistor, and the emitter of this transistor-
A buzzer 58 connected in series with the collector passage is provided.
【００２６】今、切換スイッチ51はモータ停止側の接点
ａに接続されているものとする。ブラシに加わる押圧力
が図１０に示す所定の値P1以下のときは、積分回路41お
よびアンプ42を介して得られる出力電圧は高く、抵抗49
および50によって決まる高基準電圧よりも高いので、第
１のウィンドウコンパレータ43の出力は低レベルとな
り、トランジスタ22および24は遮断し、スイッチングト
ランジスタ26はオフとなり、駆動モータ27には電流は供
給されない。また、第２のウィンドウコンパレータ44の
出力も低レベルとなり、トランジスタ56および57は遮断
し、ブザー58は鳴動しない。Now, it is assumed that the changeover switch 51 is connected to the contact a on the motor stop side. When the pressing force applied to the brush is less than or equal to the predetermined value P 1 shown in FIG. 10, the output voltage obtained through the integrating circuit 41 and the amplifier 42 is high and the resistance 49
Since it is higher than the high reference voltage determined by 50 and 50, the output of the first window comparator 43 goes low, turning off the transistors 22 and 24, turning off the switching transistor 26 and supplying no current to the drive motor 27. Further, the output of the second window comparator 44 also becomes low level, the transistors 56 and 57 are cut off, and the buzzer 58 does not ring.
【００２７】ブラシを歯に当てることによって圧力セン
サ11に加わる応力が増大し、所定の値P1を越えると、ア
ンプ42の出力電圧は高基準電圧よりも低くなる。この場
合、低基準電圧よりも高いとすると、第１のウィンドウ
コンパレータ43の出力電圧は高レベルとなり、トランジ
スタ22および24は導通し、スイッチングトランジスタ26
はオンとなり、モータ27に所定の値の駆動電流が供給さ
れ、モータは所定の回転数で回転する。この状態では、
アンプ42の出力電圧は第２のウィンドウコンパレータ44
における低基準電圧よりも低いので、ブザー58はやはり
駆動されない。しかし、ブラシに加わる押圧力が所定値
P2を越え、アンプ42の出力電圧が第２のウィンドウコン
パレータ44における低基準電圧を越えると、このウィン
ドウコンパレータの出力電圧は高レベルとなり、したが
ってトランジスタ56および57は導通し、ブザー58が鳴動
する。By applying a brush to the teeth, the stress applied to the pressure sensor 11 increases, and when the stress exceeds a predetermined value P 1 , the output voltage of the amplifier 42 becomes lower than the high reference voltage. In this case, if it is higher than the low reference voltage, the output voltage of the first window comparator 43 becomes high level, the transistors 22 and 24 become conductive, and the switching transistor 26
Is turned on, a drive current having a predetermined value is supplied to the motor 27, and the motor rotates at a predetermined rotation speed. In this state,
The output voltage of the amplifier 42 is the second window comparator 44.
Buzzer 58 is also not driven because it is below the low reference voltage at. However, the pressing force applied to the brush is
When P 2 is exceeded and the output voltage of the amplifier 42 exceeds the low reference voltage at the second window comparator 44, the output voltage of this window comparator goes high, thus transistors 56 and 57 conduct and the buzzer 58 rings. .
【００２８】ブラシに加わる押圧力がさらに増大して所
定値P3を越え、アンプ42の出力電圧がさらに低下し、第
１のウィンドウコンパレータ43の低基準電圧よりも低く
なると、このウィンドウコンパレータの出力は低レベル
となり、トランジスタ22および24は遮断し、スイッチン
グトランジスタ26はオフとなり、モータへの電流の供給
は遮断される。この場合には、第２のウィンドウコンパ
レータ44の出力レベルも低レベルとなり、トランジスタ
56および57は遮断し、ブザー58の鳴動は停止する。When the pressing force applied to the brush further increases and exceeds the predetermined value P 3 , the output voltage of the amplifier 42 further decreases and becomes lower than the low reference voltage of the first window comparator 43, the output of this window comparator Goes low, transistors 22 and 24 are shut off, switching transistor 26 is turned off, and the supply of current to the motor is shut off. In this case, the output level of the second window comparator 44 also becomes low level and the transistor
56 and 57 are shut off, and the buzzer 58 stops ringing.
【００２９】このように、本例においては、ブラシに加
わる押圧力が所定の値以下のときは、モータの駆動は停
止し、所定値を越えたときにモータは所定の回転速度で
駆動され、ブラシに加わる押圧力が予め決めた値を越え
たときにはモータの回転を停止させることによって歯や
歯茎が損傷するのを有効に防止することができ、さら
に、ブラシに加わる押圧力が所定の値に達するとブザー
を鳴動させて使用さに注意を促すようにしたので、ブラ
シを歯に押し付ける力を弱めることによって使用者はモ
ータの回転を停止させることなく、ブラシに作用する押
圧力を低減することができる。また、切換スイッチ51を
モータの回転を維持するホールド側の接点ｂに接続する
場合には、ブラシに加わる押圧力が所定の値P3を越えた
場合にも、第１のウィンドウコンパレータ43の出力電圧
は高電位を維持し、したがってモータ27は図１０におい
て破線で示すように高い回転数で回転するようになる。As described above, in this example, when the pressing force applied to the brush is equal to or less than the predetermined value, the driving of the motor is stopped, and when the pressing force exceeds the predetermined value, the motor is driven at the predetermined rotation speed, When the pressing force applied to the brush exceeds a predetermined value, it is possible to effectively prevent the teeth and gums from being damaged by stopping the rotation of the motor, and the pressing force applied to the brush reaches a predetermined value. When it reaches, the buzzer sounds to alert the user to use, so by reducing the force to press the brush against the teeth, the user can reduce the pressing force acting on the brush without stopping the rotation of the motor. You can Further, when the changeover switch 51 is connected to the contact b on the hold side for maintaining the rotation of the motor, even when the pressing force applied to the brush exceeds a predetermined value P 3 , the output of the first window comparator 43 The voltage maintains a high potential, so that the motor 27 comes to rotate at a high speed as indicated by the broken line in FIG.
【００３０】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、第３の実施例において、ブラシに加わる押圧力が所
定の値P3を越えたときにモータの回転を停止させるよう
にしたが、他の実施例と同様に押圧力にほぼ比例してモ
ータの回転数を減少させるように構成することもでき
る。このような場合には、使用者はモータの回転数の低
下によってブラシを歯に強く押し当て過ぎていることを
知ることができるので、ブザーを鳴動させなくても良
い。また、第１の実施例においては、第１および第２の
可変抵抗を設け、モータの回転数を減少し始める押圧力
を調整するとともに回転数の減少勾配を調整するように
したが、何れか一方の機能のみを持たせるようにしても
良い。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications and variations are possible. For example, in the third embodiment, the pressing force exerted on the brush is so as to stop the rotation of the motor when it exceeds a predetermined value P 3, substantially in proportion to the other embodiments as well as the pressing force It is also possible to reduce the number of rotations of the motor. In such a case, the user can know that the brush has been pressed too strongly against the teeth due to the decrease in the rotation speed of the motor, and therefore the buzzer does not have to ring. Further, in the first embodiment, the first and second variable resistors are provided to adjust the pressing force at which the number of rotations of the motor starts to decrease, and to adjust the decreasing gradient of the number of rotations. You may make it have only one function.
【００３１】[0031]
【発明の効果】上述したように、本発明による電動ブラ
シにおいては、ブラシに加わる押圧力を圧力センサで検
出し、この圧力センサの検出出力に基づいてモータの駆
動を制御するように構成したので、ブラシが歯や歯茎に
過度の押圧力で当たるのを確実に阻止することができ、
歯や歯茎を損傷から有効に保護することができる。ま
た、使用者は警報信号を知覚してブラシを歯に押し当て
る力を調整することによって歯や歯茎を保護する必要は
ないので、使用上の煩わしさがないとともに操作性も非
常に良好となる。As described above, in the electric brush according to the present invention, the pressing force applied to the brush is detected by the pressure sensor, and the drive of the motor is controlled based on the detection output of the pressure sensor. It is possible to reliably prevent the brush from hitting the teeth and gums with excessive pressing force,
It can effectively protect teeth and gums from damage. In addition, the user does not need to protect the teeth and gums by adjusting the force with which the brush is pressed against the teeth by sensing the alarm signal, so there is no trouble in use and the operability is very good. .
【図１】図１は、本発明による電動ブラシの基本的構成
を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of an electric brush according to the present invention.
【図２】図２は、同じくその動作特性を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing the operating characteristics of the same.
【図３】図３は、本発明による電動ブラシの第１の実施
例の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment of an electric brush according to the present invention.
【図４】図４は、同じくその動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 4 is a signal waveform diagram for similarly explaining the operation.
【図５】図５は、同じくそのモータに供給される電流の
変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in current supplied to the motor as well.
【図６】図６は、同じくその動作特性を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the operating characteristics of the same.
【図７】図７は、本発明による電動ブラシの第２の実施
例の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the electric brush according to the present invention.
【図８】図８は、同じくその動作特性を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing the operating characteristics of the same.
【図９】図９は、本発明による電動ブラシの第３の実施
例の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the electric brush according to the present invention.
【図１０】図１０は、同じくその動作特性を示すグラフ
である。FIG. 10 is a graph showing the operating characteristics of the same.
１ 電池 ２ モータ ３ 動力変換機構 ４ ステム部 ５ 軸 ６ ブラシ ７ アーム部 ８ 圧力センサ ９ 制御回路 11 圧力センサ 13 差動アンプ 18 コンパレータ 19 発振器 20 三角波発生回路 26 スイッチングトランジスタ 27 駆動モータ 28 オンオフスイッチ 29 電池 31 しきい値回路 41 積分回路 42 ボルテージホロワ 43 第１ウィンドウコンパレータ 44 第２ウィンドウコンパレータ 51 切換スイッチ 55 ブザー回路 58 ブザー 1 Battery 2 Motor 3 Power Conversion Mechanism 4 Stem Part 5 Axis 6 Brush 7 Arm Part 8 Pressure Sensor 9 Control Circuit 11 Pressure Sensor 13 Differential Amplifier 18 Comparator 19 Oscillator 20 Triangular Wave Generation Circuit 26 Switching Transistor 27 Drive Motor 28 On / Off Switch 29 Battery 31 Threshold circuit 41 Integrator circuit 42 Voltage follower 43 First window comparator 44 Second window comparator 51 Changeover switch 55 Buzzer circuit 58 Buzzer
Claims (2)
で発生された駆動力が伝達され、所定の運動を行うブラ
シと、このブラシに加わる押圧力を検出する圧力センサ
と、この圧力センサの出力に基づいて前記モータの駆動
を制御する制御回路とを具える電動歯ブラシ。1. A motor for generating a driving force, a brush for transmitting a driving force generated by the motor to perform a predetermined motion, a pressure sensor for detecting a pressing force applied to the brush, and a pressure sensor for the pressure sensor. An electric toothbrush, comprising: a control circuit that controls driving of the motor based on an output.
される押圧力が所定の値を越えるときに、その押圧力に
ほぼ比例して前記モータの回転数を減少させるように構
成したことを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。2. The control circuit is configured to decrease the rotational speed of the motor in proportion to the pressing force when the pressing force detected by the pressure sensor exceeds a predetermined value. The electric toothbrush according to claim 1, which is characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13883592A JPH05329024A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Motor driven tooth |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13883592A JPH05329024A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Motor driven tooth |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329024A true JPH05329024A (en) | 1993-12-14 |
Family
ID=15231330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13883592A Pending JPH05329024A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Motor driven tooth |
Country Status (1)
| Country | Link |
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