超音波利用装置
【課題】 超音波が放射されているか否かを目視にて簡易的に検知する。
【解決手段】 超音波発振手段１５で超音波振動体４ａから超音波を断続発振させることにより、超音波断続発振の発振・停止に伴って液体１２ａ，１２ｂが形状変化するため、その挙動を目視することで超音波振動の確認が可能となる。
【解決手段】 超音波発振手段１５で超音波振動体４ａから超音波を断続発振させることにより、超音波断続発振の発振・停止に伴って液体１２ａ，１２ｂが形状変化するため、その挙動を目視することで超音波振動の確認が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超音波歯ブラシ、各種の超音波放射装置が超音波を放射しているか否かを簡易検知が可能な超音波利用装置に関するものである。
更に、超音波歯ブラシで実施することで、従来より歯磨き効果を向上させることのできる超音波利用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波利用装置として、歯ブラシ本体（柄）の先端に、超音波振動体として圧電素子（圧電変換器）を密着埋設すると共に、複数のブラシ（毛の集まり）が植毛されたブラシ部（ブラシ頭部）を着脱可能にきつく密着嵌合し、上記圧電素子に通電してその体積を膨脹及び収縮させることにより、超音波を柄の軸線方向と垂直な方向へ発振し、歯ブラシ本体の外面に密着するブラシ部の底表面を経てブラシの植毛方向へ伝播するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、歯ブラシ本体（柄）の先端の突出部に導線を延線する空所に連通した中空室を先端面に開放させて設け、上記導線を突出部の先端面から中空室を経て空所に挿入した後に、硬化性流動物質からなる充填材を該中空室に充填し、次に圧電素子（圧電振動子）を前記中空室に挿入してから充填材を中空室に補給し充填することにより、この圧電素子を充填材に埋没させて、該圧電素子の超音波エネルギを突出部に嵌装した頭体のブラシに効率よく伝達できるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３１３７１５号公報（第３−４頁、第１−３図）
【特許文献２】特開２００３−６１９８５号公報（第３−４頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし乍ら、このような従来の超音波利用装置では、作動中に亘って圧電素子から超音波が連続的に放射されているため、一般消費者でも簡単に超音波が実際に放射されているか否か簡便に検知、確認できないという問題がある。
特に超音波出力が１Ｗ／ｃｍ２以下の小出力の例えば超音波歯ブラシにおいて、超音波は可聴範囲よりも周波数が高く耳に聞こえず、目にも見えないなど人間が感じ取れず、超音波が実際に出ているかどうかはエンドユーザーにおいては簡単に確認の方法がないため、超音波が出ていてもユーザーから本当に出ているのか疑問が提起されるケースが多々あり、しかも歯ブラシを販売する小売店などに超音波を検出できる装置を備えてもらうことなどは到底できないという問題がある。
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、超音波が放射されているか否かを目視にて簡易的に検知することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、制御回路の単純化などを図ることを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の目的に加えて、超音波が放射されているか否かをより明確に目視確認することを目的としたものである。
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明の目的に加えて、振動機能と関係なく超音波が放射されているか否の検知テストを行うことを目的としたものである。
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４に記載の発明の目的に加えて、歯垢の除去能力を向上させることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、水密に作った超音波振動面に液体を付着させうるようにした超音波振動体及び超音波を断続発振する超音波発振手段を備えており、超音波放射有無検知テストを行う際には、前記超音波を断続発振させ、前記超音波振動体の超音波振動面に付着した液体の挙動により超音波の発振を検知するようにしたことを特徴とするものである。
それにより、超音波振動体から超音波が放射されている時は、超音波放射部の超音波振動面に付着している水などの液体の表面張力が低下することは従来から知られている現象を利用したものである。
この性質を利用して、超音波振動を断続的に作用させることにより、水などの液体が表面張力で盛り上がったり、平らになったりするので一目にして超音波が放射されているか否かを検知可能となる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記検知する際に使用する前記断続発信を、超音波利用装置の本来の目的のための発信にも使用した構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の構成に、前記超音波振動体から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとした構成を加えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の発明の構成に、前記超音波振動体とは別に、装置本体の少なくとも一部を機械的に振動させる手段が設けられる場合には、この機械的振動手段を作動停止させるモードに変更する切り替え手段を設けた構成を加えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項２、３又は４記載の発明の構成に、前記超音波振動体及び超音波発振手段を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けた構成を加えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、超音波発振手段で超音波振動体から超音波を断続発振させることにより、超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化するため、その挙動を目視することで超音波振動の確認が可能となる。
従って、超音波が放射されているか否かを目視にて簡易的に検知することができる。
その結果、作動中に亘って圧電素子から超音波が連続的に放射されている従来のものに比べ、例えば超音波歯ブラシのような超音波が耳に聞こえず目にも見えない超音波出力が１Ｗ／ｃｍ２以下の小出力の超音波利用装置であっても、専門的なセンサーや測定器なしでエンドユーザーが超音波の出力状態を簡単に確認できて便利であると共に、超音波利用装置の販売店などでは、超音波を検出するための専門的なセンサーや測定器を配備する必要がないから、経済的に販売促進を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、検知する際に使用する前記断続発信を、本来の目的のための発信にも使用することで、制御回路の単純化などを図ることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の効果に加えて、超音波振動体から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとすることにより、超音波振動の断続に伴って、超音波放射部の超音波振動面に付着した水などの液体の形状変化が更に良く見える。
従って、超音波が放射されているか否かをより明確に目視確認することができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明の効果に加えて、超音波振動体とは別に、装置本体の少なくとも一部を機械的に振動させる手段が設けられる場合には、この機械的振動手段を作動停止させるモードに変更する切り替え手段を設けることにより、超音波放射の有無検知テストを行う際には、切り替え手段で機械的振動手段の作動停止モードに変更すれば、機械振動による液体の動きを排除して超音波のみによる液体の挙動が目視で確認可能となる。
従って、振動機能と関係なく超音波が放射されているか否の検知テストを行うことができる。
その結果、超音波利用装置が例えば超音波歯ブラシである場合には、歯ブラシを機械振動させて超音波発振中であることを使用者に認識させたり、手で動かさなくとも歯磨き動作ができるようにしたものがあり、また超音波マッサージ機器である場合には、機械的マッサージ機能を付加したものもあるが、これらの場合でも超音波が放射されているか否かを確実に目視で確認できる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２、３又は４の発明の効果に加えて、超音波振動体及び超音波発振手段を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けることにより、超音波の断続波が歯の表面へ放射され、この断続波で歯の表面に付着した歯垢が圧縮と膨張を交互に繰り返すため、歯の表面への付着力が低下して歯垢が剥離し易くなる。
従って、歯垢の除去能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の超音波利用装置は、例えば超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具や超音波マッサージ機器などで、その装置本体に超音波放射部として、例えばＰＺＴ、水晶、チタン酸バリウムなどの圧電素子（圧電振動子）からなる超音波振動体を内蔵し、この超音波振動体から断続波（バースト波）を放射させることにより、被放射体に動きを与えるものである。
上記超音波振動体から放射される超音波振動の周波数としては、約１．０〜３．０ＭＨｚ程度で、この超音波発振による振動加速度を利用して、人体に無害な作用を得られるようにすることが好ましい。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
この実施例１は、図１（Ａ）（Ｂ）〜図２に示す如く、本発明の超音波利用装置１が超音波歯ブラシである場合を示すものであり、この超音波歯ブラシ１は、その装置本体に相当する柄からなる歯ブラシ本体２とブラシ部３とで構成され、該ブラシ部３は、そのブラシ３ａの背面に配置されるように嵌合孔３ｂが設けられ、この嵌合孔３ｂを、歯ブラシ本体２の首部２ａ先端に設けられた超音波放射部４に対して嵌合することにより、着脱自在に取り付けられている。
【００１４】
上記超音波放射部４は、図２に示すように圧電素子からなる超音波振動体４ａの外周を歯ブラシ本体２の外周をなすケーシング２ａで水密的に覆い、前記ブラシ部３の嵌合孔３ｂのブラシ３ａの背面に密着し、且つ容易には脱出できないように取り付けて使用する。
なお、上記ケーシング２ａの材料としては、プラスチックまたは金属なども使用することができる。
【００１５】
図１〜図３に示すその他の符号を説明すると、符号５は電源ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチボタン、６は制御回路基板７に取り付けた動作スイッチ、８は電源用充電池、９は上記歯ブラシ本体２の一部を機械的に振動させる手段として設けた機械的振動発生用の偏心重り付きモーター、１０はＬＥＤからなる表示灯、１１ａは超音波振動体用リード線、１１ｂは電源用リード線である。
この超音波振動体用リード線１１ａは、上記超音波振動体４ａと制御回路基板７に搭載された後述する超音波発振回路１５（図７に図示）の出力端子（図２には図示せず）とを繋いでいる。
また、電源用リード線１１ｂは、前記歯ブラシ本体２の首部２ａに設けた貫通穴内を通じて配線して、上記制御回路基板７の電源入力端子（図示せず）と電源用充電池８とを繋いでいる。
なお、上記機械的振動発生用の偏心重り付きモーター９と後述するモーター駆動回路１６（図７に図示）とを繋ぐリード線は省略してある。
【００１６】
次に図３及び図４により、前記超音波放射部４の超音波振動体４ａから放射される超音波の作用について説明する。
図３（Ａ）（Ｂ）において、超音波放射部４の超音波振動面であるケーシング２ａの表面、即ち超音波振動面に例えば水などの液体を付着させると、超音波振動体４ａに通電されず該超音波振動面が超音波振動していない時には、図３（Ａ）に示すように、ケーシング２ａの表面は一般に水のような液体に対して濡れ難い疎水性の材料を使用しているため、該液体は表面張力により凝集して半球状を呈する（この状態を符号１２ａで表す）ことは周知である。
【００１７】
また、超音波振動体４ａに通電して超音波振動面を超音波振動させると、図３（Ｂ）に示すように、上記被放射体である水のような液体は、その表面張力が低下し重力により潰れて濡れ面積が広がり（この状態を符号１２ｂで表す）、明らかに水を含む液体の状態が形状変化したことが目視で観測された。
なお、図３（Ｂ）に示す符号１３は超音波が放射されていることを示している。
これら水を含む液体の凝集状態変化の様子を拡大して図４（Ａ）（Ｂ）に示す。
【００１８】
このような超音波放射の有無による水を含む液体の形状変化を、時間に対する変化として表わすと、図５（Ａ）のように表わすことができる。
即ち図５（Ａ）において、超音波を放射していない時（時刻ｔ１）までは液体が半球状に盛り上がった状態１２ａであったものが、超音波放射の開始後は、液体がより広く潰れた状態１２ｂに形状変化し続け、超音波放射を止める（時刻ｔ２）と再び状態１２ａとなる。
【００１９】
そこで、本発明では、超音波振動体４ａからの超音波振動を断続的に行わせて断続波（バースト波）にすると、図５（Ｂ）に示すように、超音波を放射していない時（時刻ｔ１）までは、液体の状態が１２ａであったものが、発振期間中（△ｔ）中は１２ｂに変化し、放射が終わると、次の放射が始まるまでの放射停止期間（△ｔ′：本実施例では△ｔ′＝△ｔとした）までその状態が続き、それ以後は超音波の断続放射を続ける間、振動を止める（時刻ｔ２）まで繰り返す。
【００２０】
前記超音波振動の断続周期（本実施の形態では△ｔ）の値の選定について説明する。
即ち図５（Ｂ）の液体の状態１２ａと状態１２ｂとが明瞭に見分けられないと超音波振動の確認が困難になる。
そこで、前記超音波振動体４ａから断続発振される超音波振動の断続周期（断続波の繰り返し周波数）を変えて実験した結果、表１に示す結果を得た。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１の結果から、上記断続波（バースト波）の断続周期の好ましい範囲は、ほぼ１Ｈｚ〜１００Ｈｚの間の値であれば目視により容易に検知することができる。
【００２３】
更に、上述した超音波放射の有無による前記被放射体の形状変化は、水のような液体のみに限らず、例えば歯の表面に付着した歯垢（プラーク）においても同様な作用が得られることが実験で解った。
この実験では、図６に示すように、歯垢と略同じ粘着力を有する擬似歯垢１２ｃが付着されたガラス板１２ｄを水中に浸し、これと接近させて前記超音波振動体４ａを配置すると共に、この超音波振動体４ａとリード線１１ａを介して連絡する超音波発振器（超音波発振回路）１５′により、該超音波振動体４ａから周波数が１．６ＭＨｚの超音波振動を擬似歯垢１２ｃへ向けて断続的に放射した。
【００２４】
この実験の結果、超音波振動が放射されている時は、上記被放射体である擬似歯垢１２ｃがガラス板１２ｄ側へ押されて圧縮変形し、超音波振動が放射されていない時は、擬似歯垢１２ｃが膨張変形して復元すると共に、これらの断続発振により擬似歯垢１２ｃの圧縮変形と膨張変形が交互に繰り返して大きく揺れ動くことが目視で観測された。
また、同様な条件で超音波振動体４ａから連続波を擬似歯垢１２ｃへ向けて放射した場合には、擬似歯垢１２ｃがガラス板１２ｄ側へ押されたままで大きく形状変化しないことが目視で観測された。
【００２５】
以上説明した超音波歯ブラシ１において、図５（Ｂ）の様な超音波振動の断続波を出力し、好適な超音波放射検知環境を作るプログラムを搭載した制御回路１４の好ましい一例
を図７によって説明する。
なお、既に説明した部材は同じ符号を図７に付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
この制御回路１４は、前記超音波振動体４ａを断続的に作動させる超音波発振手段である超音波発振回路１５と、モーター駆動回路１６と、ＬＥＤ表示部１０を点灯・点滅させるＬＥＤ表示回路１７と、これらの各回路を駆動するマイクロコンピューターからなるコントロールＩＣ１８を設けている。
【００２７】
電源系統としては、充電池８と、外部電源（図示せず）から電磁誘導により電力を供給する充電コイル１９と、充電コイル１９から与えられる交流を直流に変換して充電池８に充電する充電回路２０と、充電池８から供給される電圧を安定させ、且つ充電池から充電回路２０側に逆流を防止するなどの動作をする電源回路２１と、動作スイッチ６のＯＮ／ＯＦを検知してコントロールＩＣ１８に信号を出力するスイッチ入力回路２２とからなっている。
【００２８】
上記充電回路２０は、充電コイル１９に電磁誘導起電力が発生すると、交流を直流に変換し、電源回路２１を通じて充電地８を充電すると共に、コントロールＩＣ１８に充電回路ＯＮ信号を出力し、受信したコントロールＩＣ１８が、超音波発振回路１５、モーター駆動回路１６及びＬＥＤ表示回路１７に、いずれの回路もＯＦＦにする信号を出力する。
【００２９】
上記電源回路２１は、充電中は充電池８から充電回路２２への電流の逆流を防止し、充電以外の時は制御回路１４の電源回路に充電池８を接続するように構成されている。
【００３０】
上記スイッチ入力回路２２は、動作スイッチ６のＯＮ／ＯＦＦを検知し、スイッチがＯＮされると、ＯＮされている間、スイッチ入力信号をコントロールＩＣ１８に与えるようにプログラムされている。
【００３１】
上記コントロールＩＣ１８は、動作スイッチ６がＯＦＦ状態の時と、前記したように充電回路ＯＮ信号が与えられた時には、超音波発振回路１５、モーター駆動回路１６及びＬＥＤ表示回路１７にオフ信号を与え（以下この状態を「スタンバイモード」という）、そしてスイッチ入力回路２２からスイッチ入力信号が与えられると、回路１５，１６，１７にオン信号を与え（以下この状態を「動作モード」という）、動作スイッチ６を所定時間（例えば３秒）以上押し続けると、制御回路１４を確認モード（テストモード）とするようにプログラムされている。
【００３２】
上記動作モードは、超音波発振回路１５に超音波の断続発振（本実施例では超音波振動の周波数が１０Ｈｚ変調された１．６ＭＨｚの断続波発振とした）させる信号（本実施例では１０ＨＺの矩形波信号）と、モーター駆動回路１６に偏心重り付きモーター９を作動させる信号と、ＬＥＤ表示回路１７にＬＥＤ表示部１０を点灯させる信号とを出力するモードである。
なお、超音波発振回路１５が超音波断続発振した信号は図７に示したように超音波放射体４ａに出力される。
【００３３】
また、上記確認モードは、超音波発振回路１５への信号出力は前記と同様であるが、モーター駆動回路１６にモーターを作動停止させる信号と、ＬＥＤ表示回路１７にＬＥＤ表示部６ａを点灯又は点滅させる信号とを出力するモードである。
なお、本実施例の動作モードと確認モードのいずれの超音波の波形も同じものを使用したが、動作モードでの超音波発振は連続波とするなど、適宜必要に応じて変化させることができる。
更に超音波発振を所定時間（例えば３分）経過したら発振を停止させるなど各種の制御動作をさせることができる。
【００３４】
次に、上述したスタンバイモード、動作モード及び確認モードの切り替え手段として、動作スイッチ６の動作により選択するプログラムの一例を図８に示すフローチャートによって説明する。
コントロールＩＣ１８の電源回路に電源が供給されると、図８に示すようにコントロールＩＣ１８はスタンバイモードをスタートさせ、ステップ１において動作スイッチ６がＯＮされるか否かを監視している。
【００３５】
スイッチ入力信号が入力されると、動作モードに入り、超音波放射体４ａから超音波が放射されると共に偏心重り付きモーター９が作動して超音波歯ブラシ１全体が振動すると共にＬＥＤ表示部１０が点灯する。
【００３６】
続いてステップ３の確認モードの選択に入る。
ステップ３において確認モードスイッチがＯＮされたか否か、即ち予め定めた時間（例えば３秒）の間、動作スイッチ６が押し続けられたか否かを検出し、スイッチ６が３秒以上押されない場合にはステップ４に移行し、スイッチが３秒以上押された場合にはステップ７の確認モードが選択される。
【００３７】
ステップ４では、動作スイッチ６が押されるかどうかを監視しており、動作スイッチ６がＯＮされると動作モードを停止し、スタンバイモードに入る。
ステップ４において動作スイッチ６が押されない場合には、ステップ５において充電中であるか否か、即ち図７の充電回路ＯＮが検出されたか否かを検出しており、充電中である場合には動作モードを停止しスタンバイモードに入る。
充電中でない場合には、ステップ６に入り３分経過したかどうかを見ている。
【００３８】
３分経過していない時は、ステップ３に戻りステップ３、４、５、６を３分経過するまで繰り返す。３分経過した場合には動作モードを停止し、スタンバイモードに入る。
また、ステップ３に戻り動作スイッチ６を３秒以上押して確認モードに入ると、動作状態からモーター９は停止し、超音波振動は断続波で出力される。
そして前記した超音波の確認モードに入る。
ステップ９、１０、１１及び１２はそれぞれ前記ステップ４、５、６及び８と同様に各ステップを実行するので重複した説明を省略する。
【００３９】
従って、上述した構造の超音波歯ブラシ１において、前記超音波振動体４ａから超音波が放射されているか否かを検知するためのテストを行う際には、先ず、図２に示すように前記超音波放射部４からブラシ部３を外して、その超音波振動面であるケーシング２ａの表面を露出させると共に、電源ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチボタン５の押圧操作により動作スイッチ６を３秒以上押して確認モードに切り替える。
【００４０】
この状態で、図３に示すように超音波放射部４の超音波振動面であるケーシング２ａの表面に、検査用液体として安価で且つ最も容易に入手可能な水道水や井戸水などを付着すれば、その水滴は、図５（Ｂ）に示すように、超音波振動体４ａから放射される超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化する。
なお、上記超音波放射部４の超音波振動面は、ケーシング２ａの表面だけに限らず、超音波放射部４に装着したブラシ部３の表面も同様であり、このブラシ部３のブラシ３ａが無い平坦面に検査用液体を付着しても、超音波振動体４ａから放射される超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化する。
これら液体の挙動を目視すれば、誰にでも超音波が放射されているか否かを簡単に確認できる。
【００４１】
更に、前記動作モードにおける超音波振動体４ａからの超音波発振を断続波とした場合には、超音波放射部４の超音波振動体４ａから１．０ＭＨｚ以上の人体に無害な超音波の断続波が、ブラシ部３のブラシ３ａを介して歯の表面へ放射される。
【００４２】
それにより、歯の表面へ超音波の断続波が放射された時には、歯垢が圧縮変形し、また超音波の放射が停止された時には、圧縮していた歯垢がその反力で膨張し、これら圧縮変形及び膨張変形の形状変化が断続発振で交互に繰り返されると共に、この断続発振を停止させることで、膨張・収縮を繰り返していたものが突然止まるため、歯の表面に対する歯垢の付着力が低下して剥離し易くなる。
【００４３】
実験の結果、超音波振動体４ａから連続波を放射する超音波歯ブラシに比べて、歯垢が剥離し易くなることが観測された。
図６に示した実験では、歯垢と略同じ粘着力の擬似歯垢１２ｃに対して、超音波振動体４ａから断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚで数秒（約２〜３秒）間に亘り放射しただけでも、擬似歯垢１２ｃの形状変化による付着力の低下が見られた。
【００４４】
また、超音波歯ブラシ１の平均出力レベルが同じであれば、超音波の放射（照射）による口内の温度上昇が抑制されるため、瞬間出力レベルを上げても口内の温度上昇を所定温度（１度）以内に抑えることができるから、更に歯垢の除去能力を向上させることも可能になるという利点もある。
【００４５】
尚、本発明を適用する超音波利用装置１には各種のものがある。
従って、本発明を実施する形態には各種の変形が可能であり、以上説明した実施の形態によって本発明を限定的に解釈することはできず、本発明の本質を変更しない限り各種の態様で実施することができることは言うまでもない。
具体的に説明すれば、前示実施例では、超音波利用装置１が超音波歯ブラシである場合を示したが、これに限定されず、超音波歯ブラシに代えて例えばマウスピースのような形状の口腔用衛生器具や超音波振動による口腔用超音波マッサージ機器などであっても良い。
マウスピースのような口腔用衛生器具である場合には、上述した超音波歯ブラシと同様な作用効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の超音波利用装置の一実施例を示しており、（Ａ）が超音波歯ブラシの平面図であり、（Ｂ）がその側面図である。
【図２】図１（Ａ）の（Ｘ）−（Ｘ）線に沿える縦断側面図でブラシ部を外した状態を示している。
【図３】本発明の原理図であり、（Ａ）が超音波放射のない場合の液体形状を示し、（Ｂ）が超音波放射のある場合の液体形状を示している。
【図４】図３（Ａ）（Ｂ）に対応する液体を部分的に拡大した説明図である。
【図５】時間経過に伴う液体の形状変化を示す説明図及びその波形図であり、（Ａ）が超音波振動を連続して与えた場合の液体の挙動を示し、（Ｂ）が超音波の断続振動を与えた場合の液体の挙動を示したものである。
【図６】歯垢の形状変化を見るために行った実験例の説明図である。
【図７】超音波歯ブラシの制御部の回路図である。
【図８】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 超音波利用装置（超音波歯ブラシ） ２ 装置本体（歯ブラシ本体）
２ａ 歯ブラシ本体首部 ３ ブラシ部
３ａ ブラシ ３ｂ 嵌合孔
４ 超音波放射部 ４ａ 超音波放射体
５ スイッチボタン ６ 切り替え手段（動作スイッチ）
７ 制御回路基板 ８ 電源用充電池
９ 機械的振動手段（偏心重り付きモーター） １０ 表示灯
１１ａ 超音波振動体用リード線 １１ｂ 電源用リード線
１２ａ 超音波振動していない時の液体 １２ｂ 超音波振動時の液体
１２ｃ 擬似歯垢 １２ｄ ガラス板
１３ 超音波の放射状態 １４ 制御回路
１５ 超音波発振手段（超音波発振回路） １５′ 超音波発振器
１６ モーター駆動回路 １７ ＬＥＤ表示回路
１８ コントロールＩＣ １９ 充電コイル
２０ 充電回路 ２１ 電源回路
２２ スイッチ入力回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超音波歯ブラシ、各種の超音波放射装置が超音波を放射しているか否かを簡易検知が可能な超音波利用装置に関するものである。
更に、超音波歯ブラシで実施することで、従来より歯磨き効果を向上させることのできる超音波利用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波利用装置として、歯ブラシ本体（柄）の先端に、超音波振動体として圧電素子（圧電変換器）を密着埋設すると共に、複数のブラシ（毛の集まり）が植毛されたブラシ部（ブラシ頭部）を着脱可能にきつく密着嵌合し、上記圧電素子に通電してその体積を膨脹及び収縮させることにより、超音波を柄の軸線方向と垂直な方向へ発振し、歯ブラシ本体の外面に密着するブラシ部の底表面を経てブラシの植毛方向へ伝播するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、歯ブラシ本体（柄）の先端の突出部に導線を延線する空所に連通した中空室を先端面に開放させて設け、上記導線を突出部の先端面から中空室を経て空所に挿入した後に、硬化性流動物質からなる充填材を該中空室に充填し、次に圧電素子（圧電振動子）を前記中空室に挿入してから充填材を中空室に補給し充填することにより、この圧電素子を充填材に埋没させて、該圧電素子の超音波エネルギを突出部に嵌装した頭体のブラシに効率よく伝達できるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３１３７１５号公報（第３−４頁、第１−３図）
【特許文献２】特開２００３−６１９８５号公報（第３−４頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし乍ら、このような従来の超音波利用装置では、作動中に亘って圧電素子から超音波が連続的に放射されているため、一般消費者でも簡単に超音波が実際に放射されているか否か簡便に検知、確認できないという問題がある。
特に超音波出力が１Ｗ／ｃｍ２以下の小出力の例えば超音波歯ブラシにおいて、超音波は可聴範囲よりも周波数が高く耳に聞こえず、目にも見えないなど人間が感じ取れず、超音波が実際に出ているかどうかはエンドユーザーにおいては簡単に確認の方法がないため、超音波が出ていてもユーザーから本当に出ているのか疑問が提起されるケースが多々あり、しかも歯ブラシを販売する小売店などに超音波を検出できる装置を備えてもらうことなどは到底できないという問題がある。
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、超音波が放射されているか否かを目視にて簡易的に検知することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、制御回路の単純化などを図ることを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の目的に加えて、超音波が放射されているか否かをより明確に目視確認することを目的としたものである。
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明の目的に加えて、振動機能と関係なく超音波が放射されているか否の検知テストを行うことを目的としたものである。
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４に記載の発明の目的に加えて、歯垢の除去能力を向上させることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、水密に作った超音波振動面に液体を付着させうるようにした超音波振動体及び超音波を断続発振する超音波発振手段を備えており、超音波放射有無検知テストを行う際には、前記超音波を断続発振させ、前記超音波振動体の超音波振動面に付着した液体の挙動により超音波の発振を検知するようにしたことを特徴とするものである。
それにより、超音波振動体から超音波が放射されている時は、超音波放射部の超音波振動面に付着している水などの液体の表面張力が低下することは従来から知られている現象を利用したものである。
この性質を利用して、超音波振動を断続的に作用させることにより、水などの液体が表面張力で盛り上がったり、平らになったりするので一目にして超音波が放射されているか否かを検知可能となる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記検知する際に使用する前記断続発信を、超音波利用装置の本来の目的のための発信にも使用した構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の構成に、前記超音波振動体から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとした構成を加えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の発明の構成に、前記超音波振動体とは別に、装置本体の少なくとも一部を機械的に振動させる手段が設けられる場合には、この機械的振動手段を作動停止させるモードに変更する切り替え手段を設けた構成を加えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項２、３又は４記載の発明の構成に、前記超音波振動体及び超音波発振手段を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けた構成を加えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、超音波発振手段で超音波振動体から超音波を断続発振させることにより、超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化するため、その挙動を目視することで超音波振動の確認が可能となる。
従って、超音波が放射されているか否かを目視にて簡易的に検知することができる。
その結果、作動中に亘って圧電素子から超音波が連続的に放射されている従来のものに比べ、例えば超音波歯ブラシのような超音波が耳に聞こえず目にも見えない超音波出力が１Ｗ／ｃｍ２以下の小出力の超音波利用装置であっても、専門的なセンサーや測定器なしでエンドユーザーが超音波の出力状態を簡単に確認できて便利であると共に、超音波利用装置の販売店などでは、超音波を検出するための専門的なセンサーや測定器を配備する必要がないから、経済的に販売促進を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、検知する際に使用する前記断続発信を、本来の目的のための発信にも使用することで、制御回路の単純化などを図ることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の効果に加えて、超音波振動体から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとすることにより、超音波振動の断続に伴って、超音波放射部の超音波振動面に付着した水などの液体の形状変化が更に良く見える。
従って、超音波が放射されているか否かをより明確に目視確認することができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明の効果に加えて、超音波振動体とは別に、装置本体の少なくとも一部を機械的に振動させる手段が設けられる場合には、この機械的振動手段を作動停止させるモードに変更する切り替え手段を設けることにより、超音波放射の有無検知テストを行う際には、切り替え手段で機械的振動手段の作動停止モードに変更すれば、機械振動による液体の動きを排除して超音波のみによる液体の挙動が目視で確認可能となる。
従って、振動機能と関係なく超音波が放射されているか否の検知テストを行うことができる。
その結果、超音波利用装置が例えば超音波歯ブラシである場合には、歯ブラシを機械振動させて超音波発振中であることを使用者に認識させたり、手で動かさなくとも歯磨き動作ができるようにしたものがあり、また超音波マッサージ機器である場合には、機械的マッサージ機能を付加したものもあるが、これらの場合でも超音波が放射されているか否かを確実に目視で確認できる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２、３又は４の発明の効果に加えて、超音波振動体及び超音波発振手段を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けることにより、超音波の断続波が歯の表面へ放射され、この断続波で歯の表面に付着した歯垢が圧縮と膨張を交互に繰り返すため、歯の表面への付着力が低下して歯垢が剥離し易くなる。
従って、歯垢の除去能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の超音波利用装置は、例えば超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具や超音波マッサージ機器などで、その装置本体に超音波放射部として、例えばＰＺＴ、水晶、チタン酸バリウムなどの圧電素子（圧電振動子）からなる超音波振動体を内蔵し、この超音波振動体から断続波（バースト波）を放射させることにより、被放射体に動きを与えるものである。
上記超音波振動体から放射される超音波振動の周波数としては、約１．０〜３．０ＭＨｚ程度で、この超音波発振による振動加速度を利用して、人体に無害な作用を得られるようにすることが好ましい。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
この実施例１は、図１（Ａ）（Ｂ）〜図２に示す如く、本発明の超音波利用装置１が超音波歯ブラシである場合を示すものであり、この超音波歯ブラシ１は、その装置本体に相当する柄からなる歯ブラシ本体２とブラシ部３とで構成され、該ブラシ部３は、そのブラシ３ａの背面に配置されるように嵌合孔３ｂが設けられ、この嵌合孔３ｂを、歯ブラシ本体２の首部２ａ先端に設けられた超音波放射部４に対して嵌合することにより、着脱自在に取り付けられている。
【００１４】
上記超音波放射部４は、図２に示すように圧電素子からなる超音波振動体４ａの外周を歯ブラシ本体２の外周をなすケーシング２ａで水密的に覆い、前記ブラシ部３の嵌合孔３ｂのブラシ３ａの背面に密着し、且つ容易には脱出できないように取り付けて使用する。
なお、上記ケーシング２ａの材料としては、プラスチックまたは金属なども使用することができる。
【００１５】
図１〜図３に示すその他の符号を説明すると、符号５は電源ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチボタン、６は制御回路基板７に取り付けた動作スイッチ、８は電源用充電池、９は上記歯ブラシ本体２の一部を機械的に振動させる手段として設けた機械的振動発生用の偏心重り付きモーター、１０はＬＥＤからなる表示灯、１１ａは超音波振動体用リード線、１１ｂは電源用リード線である。
この超音波振動体用リード線１１ａは、上記超音波振動体４ａと制御回路基板７に搭載された後述する超音波発振回路１５（図７に図示）の出力端子（図２には図示せず）とを繋いでいる。
また、電源用リード線１１ｂは、前記歯ブラシ本体２の首部２ａに設けた貫通穴内を通じて配線して、上記制御回路基板７の電源入力端子（図示せず）と電源用充電池８とを繋いでいる。
なお、上記機械的振動発生用の偏心重り付きモーター９と後述するモーター駆動回路１６（図７に図示）とを繋ぐリード線は省略してある。
【００１６】
次に図３及び図４により、前記超音波放射部４の超音波振動体４ａから放射される超音波の作用について説明する。
図３（Ａ）（Ｂ）において、超音波放射部４の超音波振動面であるケーシング２ａの表面、即ち超音波振動面に例えば水などの液体を付着させると、超音波振動体４ａに通電されず該超音波振動面が超音波振動していない時には、図３（Ａ）に示すように、ケーシング２ａの表面は一般に水のような液体に対して濡れ難い疎水性の材料を使用しているため、該液体は表面張力により凝集して半球状を呈する（この状態を符号１２ａで表す）ことは周知である。
【００１７】
また、超音波振動体４ａに通電して超音波振動面を超音波振動させると、図３（Ｂ）に示すように、上記被放射体である水のような液体は、その表面張力が低下し重力により潰れて濡れ面積が広がり（この状態を符号１２ｂで表す）、明らかに水を含む液体の状態が形状変化したことが目視で観測された。
なお、図３（Ｂ）に示す符号１３は超音波が放射されていることを示している。
これら水を含む液体の凝集状態変化の様子を拡大して図４（Ａ）（Ｂ）に示す。
【００１８】
このような超音波放射の有無による水を含む液体の形状変化を、時間に対する変化として表わすと、図５（Ａ）のように表わすことができる。
即ち図５（Ａ）において、超音波を放射していない時（時刻ｔ１）までは液体が半球状に盛り上がった状態１２ａであったものが、超音波放射の開始後は、液体がより広く潰れた状態１２ｂに形状変化し続け、超音波放射を止める（時刻ｔ２）と再び状態１２ａとなる。
【００１９】
そこで、本発明では、超音波振動体４ａからの超音波振動を断続的に行わせて断続波（バースト波）にすると、図５（Ｂ）に示すように、超音波を放射していない時（時刻ｔ１）までは、液体の状態が１２ａであったものが、発振期間中（△ｔ）中は１２ｂに変化し、放射が終わると、次の放射が始まるまでの放射停止期間（△ｔ′：本実施例では△ｔ′＝△ｔとした）までその状態が続き、それ以後は超音波の断続放射を続ける間、振動を止める（時刻ｔ２）まで繰り返す。
【００２０】
前記超音波振動の断続周期（本実施の形態では△ｔ）の値の選定について説明する。
即ち図５（Ｂ）の液体の状態１２ａと状態１２ｂとが明瞭に見分けられないと超音波振動の確認が困難になる。
そこで、前記超音波振動体４ａから断続発振される超音波振動の断続周期（断続波の繰り返し周波数）を変えて実験した結果、表１に示す結果を得た。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１の結果から、上記断続波（バースト波）の断続周期の好ましい範囲は、ほぼ１Ｈｚ〜１００Ｈｚの間の値であれば目視により容易に検知することができる。
【００２３】
更に、上述した超音波放射の有無による前記被放射体の形状変化は、水のような液体のみに限らず、例えば歯の表面に付着した歯垢（プラーク）においても同様な作用が得られることが実験で解った。
この実験では、図６に示すように、歯垢と略同じ粘着力を有する擬似歯垢１２ｃが付着されたガラス板１２ｄを水中に浸し、これと接近させて前記超音波振動体４ａを配置すると共に、この超音波振動体４ａとリード線１１ａを介して連絡する超音波発振器（超音波発振回路）１５′により、該超音波振動体４ａから周波数が１．６ＭＨｚの超音波振動を擬似歯垢１２ｃへ向けて断続的に放射した。
【００２４】
この実験の結果、超音波振動が放射されている時は、上記被放射体である擬似歯垢１２ｃがガラス板１２ｄ側へ押されて圧縮変形し、超音波振動が放射されていない時は、擬似歯垢１２ｃが膨張変形して復元すると共に、これらの断続発振により擬似歯垢１２ｃの圧縮変形と膨張変形が交互に繰り返して大きく揺れ動くことが目視で観測された。
また、同様な条件で超音波振動体４ａから連続波を擬似歯垢１２ｃへ向けて放射した場合には、擬似歯垢１２ｃがガラス板１２ｄ側へ押されたままで大きく形状変化しないことが目視で観測された。
【００２５】
以上説明した超音波歯ブラシ１において、図５（Ｂ）の様な超音波振動の断続波を出力し、好適な超音波放射検知環境を作るプログラムを搭載した制御回路１４の好ましい一例
を図７によって説明する。
なお、既に説明した部材は同じ符号を図７に付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
この制御回路１４は、前記超音波振動体４ａを断続的に作動させる超音波発振手段である超音波発振回路１５と、モーター駆動回路１６と、ＬＥＤ表示部１０を点灯・点滅させるＬＥＤ表示回路１７と、これらの各回路を駆動するマイクロコンピューターからなるコントロールＩＣ１８を設けている。
【００２７】
電源系統としては、充電池８と、外部電源（図示せず）から電磁誘導により電力を供給する充電コイル１９と、充電コイル１９から与えられる交流を直流に変換して充電池８に充電する充電回路２０と、充電池８から供給される電圧を安定させ、且つ充電池から充電回路２０側に逆流を防止するなどの動作をする電源回路２１と、動作スイッチ６のＯＮ／ＯＦを検知してコントロールＩＣ１８に信号を出力するスイッチ入力回路２２とからなっている。
【００２８】
上記充電回路２０は、充電コイル１９に電磁誘導起電力が発生すると、交流を直流に変換し、電源回路２１を通じて充電地８を充電すると共に、コントロールＩＣ１８に充電回路ＯＮ信号を出力し、受信したコントロールＩＣ１８が、超音波発振回路１５、モーター駆動回路１６及びＬＥＤ表示回路１７に、いずれの回路もＯＦＦにする信号を出力する。
【００２９】
上記電源回路２１は、充電中は充電池８から充電回路２２への電流の逆流を防止し、充電以外の時は制御回路１４の電源回路に充電池８を接続するように構成されている。
【００３０】
上記スイッチ入力回路２２は、動作スイッチ６のＯＮ／ＯＦＦを検知し、スイッチがＯＮされると、ＯＮされている間、スイッチ入力信号をコントロールＩＣ１８に与えるようにプログラムされている。
【００３１】
上記コントロールＩＣ１８は、動作スイッチ６がＯＦＦ状態の時と、前記したように充電回路ＯＮ信号が与えられた時には、超音波発振回路１５、モーター駆動回路１６及びＬＥＤ表示回路１７にオフ信号を与え（以下この状態を「スタンバイモード」という）、そしてスイッチ入力回路２２からスイッチ入力信号が与えられると、回路１５，１６，１７にオン信号を与え（以下この状態を「動作モード」という）、動作スイッチ６を所定時間（例えば３秒）以上押し続けると、制御回路１４を確認モード（テストモード）とするようにプログラムされている。
【００３２】
上記動作モードは、超音波発振回路１５に超音波の断続発振（本実施例では超音波振動の周波数が１０Ｈｚ変調された１．６ＭＨｚの断続波発振とした）させる信号（本実施例では１０ＨＺの矩形波信号）と、モーター駆動回路１６に偏心重り付きモーター９を作動させる信号と、ＬＥＤ表示回路１７にＬＥＤ表示部１０を点灯させる信号とを出力するモードである。
なお、超音波発振回路１５が超音波断続発振した信号は図７に示したように超音波放射体４ａに出力される。
【００３３】
また、上記確認モードは、超音波発振回路１５への信号出力は前記と同様であるが、モーター駆動回路１６にモーターを作動停止させる信号と、ＬＥＤ表示回路１７にＬＥＤ表示部６ａを点灯又は点滅させる信号とを出力するモードである。
なお、本実施例の動作モードと確認モードのいずれの超音波の波形も同じものを使用したが、動作モードでの超音波発振は連続波とするなど、適宜必要に応じて変化させることができる。
更に超音波発振を所定時間（例えば３分）経過したら発振を停止させるなど各種の制御動作をさせることができる。
【００３４】
次に、上述したスタンバイモード、動作モード及び確認モードの切り替え手段として、動作スイッチ６の動作により選択するプログラムの一例を図８に示すフローチャートによって説明する。
コントロールＩＣ１８の電源回路に電源が供給されると、図８に示すようにコントロールＩＣ１８はスタンバイモードをスタートさせ、ステップ１において動作スイッチ６がＯＮされるか否かを監視している。
【００３５】
スイッチ入力信号が入力されると、動作モードに入り、超音波放射体４ａから超音波が放射されると共に偏心重り付きモーター９が作動して超音波歯ブラシ１全体が振動すると共にＬＥＤ表示部１０が点灯する。
【００３６】
続いてステップ３の確認モードの選択に入る。
ステップ３において確認モードスイッチがＯＮされたか否か、即ち予め定めた時間（例えば３秒）の間、動作スイッチ６が押し続けられたか否かを検出し、スイッチ６が３秒以上押されない場合にはステップ４に移行し、スイッチが３秒以上押された場合にはステップ７の確認モードが選択される。
【００３７】
ステップ４では、動作スイッチ６が押されるかどうかを監視しており、動作スイッチ６がＯＮされると動作モードを停止し、スタンバイモードに入る。
ステップ４において動作スイッチ６が押されない場合には、ステップ５において充電中であるか否か、即ち図７の充電回路ＯＮが検出されたか否かを検出しており、充電中である場合には動作モードを停止しスタンバイモードに入る。
充電中でない場合には、ステップ６に入り３分経過したかどうかを見ている。
【００３８】
３分経過していない時は、ステップ３に戻りステップ３、４、５、６を３分経過するまで繰り返す。３分経過した場合には動作モードを停止し、スタンバイモードに入る。
また、ステップ３に戻り動作スイッチ６を３秒以上押して確認モードに入ると、動作状態からモーター９は停止し、超音波振動は断続波で出力される。
そして前記した超音波の確認モードに入る。
ステップ９、１０、１１及び１２はそれぞれ前記ステップ４、５、６及び８と同様に各ステップを実行するので重複した説明を省略する。
【００３９】
従って、上述した構造の超音波歯ブラシ１において、前記超音波振動体４ａから超音波が放射されているか否かを検知するためのテストを行う際には、先ず、図２に示すように前記超音波放射部４からブラシ部３を外して、その超音波振動面であるケーシング２ａの表面を露出させると共に、電源ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチボタン５の押圧操作により動作スイッチ６を３秒以上押して確認モードに切り替える。
【００４０】
この状態で、図３に示すように超音波放射部４の超音波振動面であるケーシング２ａの表面に、検査用液体として安価で且つ最も容易に入手可能な水道水や井戸水などを付着すれば、その水滴は、図５（Ｂ）に示すように、超音波振動体４ａから放射される超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化する。
なお、上記超音波放射部４の超音波振動面は、ケーシング２ａの表面だけに限らず、超音波放射部４に装着したブラシ部３の表面も同様であり、このブラシ部３のブラシ３ａが無い平坦面に検査用液体を付着しても、超音波振動体４ａから放射される超音波断続発振の発振・停止に伴って液体が形状変化する。
これら液体の挙動を目視すれば、誰にでも超音波が放射されているか否かを簡単に確認できる。
【００４１】
更に、前記動作モードにおける超音波振動体４ａからの超音波発振を断続波とした場合には、超音波放射部４の超音波振動体４ａから１．０ＭＨｚ以上の人体に無害な超音波の断続波が、ブラシ部３のブラシ３ａを介して歯の表面へ放射される。
【００４２】
それにより、歯の表面へ超音波の断続波が放射された時には、歯垢が圧縮変形し、また超音波の放射が停止された時には、圧縮していた歯垢がその反力で膨張し、これら圧縮変形及び膨張変形の形状変化が断続発振で交互に繰り返されると共に、この断続発振を停止させることで、膨張・収縮を繰り返していたものが突然止まるため、歯の表面に対する歯垢の付着力が低下して剥離し易くなる。
【００４３】
実験の結果、超音波振動体４ａから連続波を放射する超音波歯ブラシに比べて、歯垢が剥離し易くなることが観測された。
図６に示した実験では、歯垢と略同じ粘着力の擬似歯垢１２ｃに対して、超音波振動体４ａから断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚで数秒（約２〜３秒）間に亘り放射しただけでも、擬似歯垢１２ｃの形状変化による付着力の低下が見られた。
【００４４】
また、超音波歯ブラシ１の平均出力レベルが同じであれば、超音波の放射（照射）による口内の温度上昇が抑制されるため、瞬間出力レベルを上げても口内の温度上昇を所定温度（１度）以内に抑えることができるから、更に歯垢の除去能力を向上させることも可能になるという利点もある。
【００４５】
尚、本発明を適用する超音波利用装置１には各種のものがある。
従って、本発明を実施する形態には各種の変形が可能であり、以上説明した実施の形態によって本発明を限定的に解釈することはできず、本発明の本質を変更しない限り各種の態様で実施することができることは言うまでもない。
具体的に説明すれば、前示実施例では、超音波利用装置１が超音波歯ブラシである場合を示したが、これに限定されず、超音波歯ブラシに代えて例えばマウスピースのような形状の口腔用衛生器具や超音波振動による口腔用超音波マッサージ機器などであっても良い。
マウスピースのような口腔用衛生器具である場合には、上述した超音波歯ブラシと同様な作用効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の超音波利用装置の一実施例を示しており、（Ａ）が超音波歯ブラシの平面図であり、（Ｂ）がその側面図である。
【図２】図１（Ａ）の（Ｘ）−（Ｘ）線に沿える縦断側面図でブラシ部を外した状態を示している。
【図３】本発明の原理図であり、（Ａ）が超音波放射のない場合の液体形状を示し、（Ｂ）が超音波放射のある場合の液体形状を示している。
【図４】図３（Ａ）（Ｂ）に対応する液体を部分的に拡大した説明図である。
【図５】時間経過に伴う液体の形状変化を示す説明図及びその波形図であり、（Ａ）が超音波振動を連続して与えた場合の液体の挙動を示し、（Ｂ）が超音波の断続振動を与えた場合の液体の挙動を示したものである。
【図６】歯垢の形状変化を見るために行った実験例の説明図である。
【図７】超音波歯ブラシの制御部の回路図である。
【図８】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 超音波利用装置（超音波歯ブラシ） ２ 装置本体（歯ブラシ本体）
２ａ 歯ブラシ本体首部 ３ ブラシ部
３ａ ブラシ ３ｂ 嵌合孔
４ 超音波放射部 ４ａ 超音波放射体
５ スイッチボタン ６ 切り替え手段（動作スイッチ）
７ 制御回路基板 ８ 電源用充電池
９ 機械的振動手段（偏心重り付きモーター） １０ 表示灯
１１ａ 超音波振動体用リード線 １１ｂ 電源用リード線
１２ａ 超音波振動していない時の液体 １２ｂ 超音波振動時の液体
１２ｃ 擬似歯垢 １２ｄ ガラス板
１３ 超音波の放射状態 １４ 制御回路
１５ 超音波発振手段（超音波発振回路） １５′ 超音波発振器
１６ モーター駆動回路 １７ ＬＥＤ表示回路
１８ コントロールＩＣ １９ 充電コイル
２０ 充電回路 ２１ 電源回路
２２ スイッチ入力回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を利用した装置において、水密に作った超音波振動面に液体を付着させうるようにした超音波振動体（４ａ）及び超音波を断続発振する超音波発振手段（１５）を備えており、超音波放射有無検知テストを行う際には、前記超音波を断続発振させ、前記超音波振動体（４ａ）の超音波振動面に付着した液体の挙動により超音波の発振を検知するようにしたことを特徴とする超音波利用装置。
【請求項２】
前記検知する際に使用する前記断続発振を、超音波利用装置の本来の目的のための発振にも使用した請求項１記載の超音波利用装置。
【請求項３】
前記超音波振動体（４ａ）から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとした請求項１又は２記載の超音波利用装置。
【請求項４】
前記超音波振動体（４ａ）とは別に、装置本体（２）の少なくとも一部を機械的に振動させる手段（９）が設けられる場合には、この機械的振動手段（９）を作動停止させるモードに変更する切り替え手段（６）を設けた請求項１、２又は３記載の超音波利用装置。
【請求項５】
前記超音波振動体（４ａ）及び超音波発振手段（１５）を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けた請求項２、３又は４記載の超音波利用装置。
【請求項１】
超音波を利用した装置において、水密に作った超音波振動面に液体を付着させうるようにした超音波振動体（４ａ）及び超音波を断続発振する超音波発振手段（１５）を備えており、超音波放射有無検知テストを行う際には、前記超音波を断続発振させ、前記超音波振動体（４ａ）の超音波振動面に付着した液体の挙動により超音波の発振を検知するようにしたことを特徴とする超音波利用装置。
【請求項２】
前記検知する際に使用する前記断続発振を、超音波利用装置の本来の目的のための発振にも使用した請求項１記載の超音波利用装置。
【請求項３】
前記超音波振動体（４ａ）から断続発振される超音波振動の断続周期を１Ｈｚから１００Ｈｚとした請求項１又は２記載の超音波利用装置。
【請求項４】
前記超音波振動体（４ａ）とは別に、装置本体（２）の少なくとも一部を機械的に振動させる手段（９）が設けられる場合には、この機械的振動手段（９）を作動停止させるモードに変更する切り替え手段（６）を設けた請求項１、２又は３記載の超音波利用装置。
【請求項５】
前記超音波振動体（４ａ）及び超音波発振手段（１５）を、超音波歯ブラシを含む口腔用衛生器具に設けた請求項２、３又は４記載の超音波利用装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３１２０３２（Ｐ２００６−３１２０３２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０３４６９（Ｐ２００６−１０３４６９）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００２１３８１７）朝日医理科株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００２１３８１７）朝日医理科株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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