JPH1080324A

JPH1080324A - 電子歯ブラシ

Info

Publication number: JPH1080324A
Application number: JP25786796A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsunaga; 是松永; Kiminori Atsumi; 公則渥美; Keijiro Fujita; 恵二郎藤田
Original assignee: Sangi Co Ltd
Current assignee: Sangi Co Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】フッ素イオン等の陰イオンの導入を確実に行
い、プラークの形成の阻止及びプラークの除去が可能で
あり、殺菌に必要な一定電位の印加及び保持が可能であ
る電子歯ブラシを提供すること。【解決手段】口腔内に電位を印加する作用電極（Ｗ
Ｅ）７と、これに対する対電極（ＣＥ）５と、口腔内の
電位を設定する際に基準となる参照電極（ＲＥ）６とが
設けられ、これらの各電極によって構成された電位印加
装置（ポテンショスタット）８を有する電子歯ブラシ４
０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学的効果を
利用した電子歯ブラシに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されている多くの歯磨き剤
には、歯を白くする等の目的から研磨剤が含有されてい
る。このような歯磨き剤は長期間に亘って使用すれば、
歯や歯茎を損耗して縮退させることが多々見受けられ
る。

【０００３】実際、知覚過敏症の大きな原因の一つとし
て、過度のブラッシングによる歯牙のエナメル質の磨耗
が挙げられる。

【０００４】また、虫歯の予防で重要なことは、プラー
ク（歯垢）を除去することであり、歯牙のエナメル質の
磨耗を防止しながらプラークの除去を行う方法として、
電子歯ブラシを使用する方法がある。

【０００５】従来の電子歯ブラシにおいては、イオン導
入法を基本とするものがある。イオン導入法とは、フッ
化物を含有した歯磨き剤を用いた場合に、歯ブラシのブ
ラシ部を負極とし、把持部（柄部）を陽極とすることに
より使用者の身体を介して歯牙側を正極性に帯電させ、
これによってフッ素イオンを歯牙に効果的に取り込ま
せ、虫歯予防効果を高めるというものである。

【０００６】即ち、従来の電子歯ブラシは、歯ブラシの
ブラシ部を負極とし、歯牙、歯肉等の口腔内及びブラシ
把持部側を陽極としたものであり、フッ化物含有の歯磨
き剤を使用する際には、フッ化物から解離したフッ素イ
オンを歯牙に作用させることにより、虫歯の予防効果が
得られることが期待される。

【０００７】このようにして、歯牙の表面がフッ素イオ
ンで処理されると、歯のエナメル質の表層部のハイドロ
キシアパタイトが耐酸性のフルオロアパタイトに変化し
て、虫歯菌によるエナメル質の溶解性が減少し、虫歯菌
の活性が抑制されるという効果がある。更に、歯の表面
がフッ素イオンで処理されると、このフッ素イオンの存
在により、虫歯菌等の菌の糖代謝が干渉を受け、プラー
クの形成も同時に抑制されることが見出されている。

【０００８】また、歯槽膿漏等の化膿部分は酸性であ
り、この部分のタンパク質は正イオンとして存在するの
で、ブラシ部を負極とすることにより、このタンパク質
を静電的にブラシ部に吸着して除去し、歯槽膿漏等の病
巣部を清潔にすることが期待される。

【０００９】プラーク（歯垢）は、食物残渣、細菌、細
菌が産出する不溶性グルカン、唾液中のタンパク質等に
より構成されており、これらの構成成分の少なくとも１
つを取り除くことによりプラークの形成は阻害され、プ
ラークも除去される。

【００１０】従って、プラークの形成に関与している細
菌やタンパク質を取り除くこと、特に、細菌を取り除く
ことはプラークの形成を阻害するのに大変な効果があ
る。

【００１１】虫歯は、プラークを形成しているエス・ミ
ュータンス（S.mutans）やエス・ソブリヌス（S.sobrin
us）等の口腔内細菌が産出する酸により、歯のエナメル
質が脱灰して生じるものである。

【００１２】また、虫歯と並んで口腔内の２大疾患とさ
れる歯周病の発生及び進行には、ピー・ギンギバリス
（P.gingivalis）、ピー・インターメディア（P.interm
edia）、エイ・アクチノマイセテムコミタンス(A.actin
omycetemcomitans）が深く関わっており、これらの細菌
は歯周組織の破壊に関与する酵素や内毒素を産出する。

【００１３】このように、口腔内の疾患を防止し、健康
な口腔を守るには、口腔内の細菌を殺菌することが非常
に重要である。

【００１４】上述した従来の電子歯ブラシの他に、歯ブ
ラシのブラシ部を正極とし、歯牙、歯肉等の口腔内及び
把持部側を負極とした電子歯ブラシが、特開平２−２８
３３１０号公報で開示されている。

【００１５】この電子歯ブラシによれば、歯槽膿漏等に
より化膿した部分は酸性を呈し、当然その部分のタンパ
ク質は正イオンとして存在しているが、通常、口腔内は
中性から弱酸性であり、また、多くの場合、中性付近の
歯磨き剤を使用し、更に、口腔内のタンパク質はその表
層にタイコ酸やリポタイコ酸を突出させているので、負
に帯電している。

【００１６】実際、「日本歯周病学会誌」第２０巻第１
号（八幡三郎等）によれば、プラークのアミノ酸組成
は、酸性アミノ酸であるアスパラギン酸、グルタミン
酸、アラニンが多く含まれており、プラークの matrix
タンパク質の等電点の電気泳動は、ｐＨ＝４．０〜６．
０の酸性側にのみ１０数本のバンドとなって分離したこ
とが示されている。

【００１７】従って、化膿等の炎症がなく、特に酸性と
なっていない健康な口腔内においては、プラークのタン
パク質は負に帯電しているので、ブラシ部を負極とし、
把持部側及び歯牙、歯肉等の口腔内を正極とした電子歯
ブラシでは、タンパク質の除去や口腔内の細菌の除去は
期待できず、虫歯の予防等の効果は得られないため、こ
のような電子歯ブラシとは逆に、歯ブラシのブラシ部を
正極とし、歯牙、歯肉等の口腔内及び把持部側を負極と
した電子歯ブラシを使用することが提案されている。

【００１８】他方、細菌を除去する従来の方法として
は、紫外線、放射線又は超音波の照射による殺菌や、加
熱殺菌、電気殺菌、ガス殺菌、薬剤による殺菌等が行わ
れている。例えば、電気殺菌は、高圧パルス電場をかけ
て細菌の細胞膜を直接損傷させたり、交流電解により過
酸化水素、塩素、白金錯体等の殺菌作用を有する物質を
生成させる方法である。

【００１９】しかし、これらの方法は、非常に苛酷な条
件で殺菌を行うものであるから、生体や製品を損傷する
可能性が高く、微生物を緩和な条件で選択的に死滅させ
ることは難しい。

【００２０】水中の大腸菌や一般細菌等を殺菌するのに
安全性の高い方法として、特開平５−１５４４８０号公
報に記載されているように、活性炭繊維を成形した作用
電極及びこの対電極を用いて所定の電位を印加すること
により、この活性炭繊維に付着した細菌を殺菌する電気
化学的装置がある。

【００２１】「電気化学」Vol.56, No.12, 1082-1085(1
988) (北島洋二等）によれば、一定電位に保持された電
極に細菌が接触したときにのみ、電気化学的に殺菌効果
が得られることが示されている。

【００２２】上述した従来の電子歯ブラシはいずれも、
２電極（作用電極と対電極）を用いた構造の電子歯ブラ
シであり、使用時には口腔内の唾液を媒体として、歯ブ
ラシの把持部の電極→手→身体→歯→ブラシ毛→歯ブラ
シのブラシヘッド部の電極、という閉回路が形成されて
いる。

【００２３】しかしながら、このような電子歯ブラシで
は、口腔内の虫歯菌を電気化学的に十分に殺菌すること
は極めて困難である。何故ならば、口腔内の唾液のｐＨ
は体調によって変化したり、しかも、個人差があるだけ
でなく、上記の閉回路の一部を人体が構成しているの
で、ブラシ部の電極と歯牙との間の電位を、口腔内の虫
歯菌の殺菌に必要な電位に一定に保持することが極めて
困難だからである。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした従
来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プ
ラーク（歯垢）に含まれる細菌の殺菌に必要な一定電位
を安定に印加、保持することができ、フッ素イオン等を
確実に導入してプラークの形成の阻止及びプラークの除
去が可能である電子歯ブラシを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、口腔内
に所定の電位を印加する作用電極と、この作用電極に対
する対電極と、口腔内の電位を設定する際に基準となる
参照電極と、これらの各電極を接続した電位印加装置と
を有する電子歯ブラシ（以下、本発明の電子歯ブラシと
称する。）に係るものである。

【００２６】本発明の電子歯ブラシによれば、上記の作
用電極と対電極と参照電極とを有し、これらの各電極を
接続した電位印加装置が設けられているので、上記の参
照電極の電位を基準として上記の作用電極の電位、即ち
口腔内の電位を常に設定電位に保持できる。従って、使
用者の体調、個人差等の要因による口腔内の電位（特
に、口腔内のｐＨ）に関係なしに、プラークに含まれる
虫歯菌の如き細菌の電気化学的な殺菌に必要な一定電位
の印加及び保持が可能である。

【００２７】この結果、口腔内の電位を一定に保つこと
が可能であるので、予め、フッ素イオン等の導入に適し
た電位に設定しておけば、そのイオンを含有する歯磨き
剤を使用する際には、そのイオンを確実に導入して効果
的に作用させることができる。また、プラークの形成に
深く関与している細菌やタンパク質を取り除くために適
した電位を選択、設定することにより、プラークの形成
を阻害し、その除去を十分に行うことができる。

【００２８】ここで、作用電極とは、電位の測定及び印
加を行う電極であって試験電極とも称される電極であ
り、対電極とは、電流が支障なく流れるようにする作用
電極に対する電極であり、本発明ではこの作用電極の電
位を常に一定に保持すべく、電位設定の基準となる電極
であって基準電極、照合電極とも称される上記の参照電
極を用い、この参照電極と上記の作用電極との間の電位
差を測定しつつ電位を印加している。この参照電極とし
ては、標準水素電極（ＮＨＥ）、飽和カロメル電極（Ｓ
ＣＥ）、銀・塩化銀電極（Ａｇ・ＡｇＣｌ）等が使用さ
れる。

【００２９】また、上記の電位印加装置は、定電位印加
装置（ポテンショスタット：potentiostat）として構成
されるのがよく、参照電極と作用電極との間の電位差を
測定しながら、作用電極による口腔内の電位を予め設定
された一定の電位に自動的に調整、保持できる装置であ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の電子歯ブラシにおいて、
作用電極の電位を口腔内の虫歯菌を殺菌できる電位に設
定することのできる電位印加装置を装着することが望ま
しい。また、本発明におけるような電気化学的殺菌は、
一定電位に保持された電極に細菌が接触したときにのみ
起きるので、電位を一定に保持し、口腔内細菌を接触さ
せるために、電位印加装置の作用電極、対電極、参照電
極のそれぞれに導通する電極を電子歯ブラシの表面に備
えることができる。

【００３１】即ち、本発明の電子歯ブラシにおいて、作
用電極、対電極及び参照電極を本体の表面域に有し、電
位印加装置は前記本体に装着されていることが好まし
い。ここで、本体とは、電子歯ブラシの本体である。電
位印加装置は、電子歯ブラシのブラシヘッド部、把持部
又はこれらの接続部のいずれに設けられていてもよい
が、把持部に設けられることが実際的であり、また電子
歯ブラシ本体の内部に設けられるのがよい。

【００３２】また、本発明において、入力側に作用電極
及び参照電極、出力側に対電極がそれぞれ接続されてい
る演算増幅器（オペレーションアンプ）を電位印加装置
内に有し、前記作用電極と前記演算増幅器との間に電位
設定電源及び電流−電圧変換器（例えば、抵抗）が並列
に接続されていることが好ましい。

【００３３】このような構造の電位印加装置は、定電位
印加装置（ポテンショスタット）として構成されること
が望ましいが、これ以外にも、電位印加装置として一般
に使用されているものであればよく、出力電圧、出力電
力、装置サイズ等、本発明の電子歯ブラシに適用できる
ものであれば、使用可能である。

【００３４】本発明の電子歯ブラシにおいて、対電極と
参照電極とがブラシヘッド部に設けられ、作用電極が把
持部に設けられている構造が一例として挙げられる。

【００３５】即ち、ブラシヘッド部に対電極が設けら
れ、把持部に作用電極が設けられることにより、歯牙、
歯肉等の口腔内（生体側）は、殺菌に適する電位に常に
維持され、歯牙等の生体側が正極性に、ブラシヘッド側
を負極性に帯電することになる。従って、フッ素イオン
含有の歯磨き剤の使用時には、フッ素イオンを効果的に
歯牙に導入することができ、細菌の効果的な駆除が可能
となる。

【００３６】このフッ素イオンを効果的に歯牙に導入
し、虫歯予防効果を高めるには、口腔内に印加する電位
を＋０．６〜＋１．５ＶvsＳＣＥとすることが望まし
い。ここで、単位「ＶvsＳＣＥ」とは、飽和カロメル電
極としての参照電極の電位に対する電位（Ｖ）を示す
（以下、同様）。

【００３７】歯牙の表面がフッ素イオンで処理される
と、歯牙のエナメル質の表層部のハイドロキシアパタイ
トが耐酸性のフルオロアパタイトに変化し、虫歯菌によ
るエナメル質の溶解が減少し、虫歯菌の活性が抑制され
るという効果があると共に、フッ素イオンの存在によ
り、虫歯菌等の菌の糖代謝が干渉を受け、プラークの形
成も同時に抑制される。

【００３８】また、歯槽膿漏等の化膿部分は酸性であ
り、この部分のタンパク質が正イオンとして存在するの
で、ブラシヘッド部を負極とすることにより、電気的に
このタンパク質を取り去り、歯槽膿漏等の病巣部を清潔
にすることができる。

【００３９】本発明の電子歯ブラシにおいては、作用電
極と参照電極とがブラシヘッド部に設けられ、対電極が
把持部に設けられている構造も一例として挙げられる。

【００４０】この場合、作用電極がブラシ部に、対電極
が把持部に設けられることにより、歯牙、歯肉等の口腔
内は負極性に、ブラシヘッド部側を正極性に帯電するこ
とになる。

【００４１】上述したように、化膿等の炎症がなく、特
に酸性となっていない健康な口腔内においては、プラー
ク（歯垢）のタンパク質は負に帯電しているので、ブラ
シヘッド部側を正に（歯牙、歯肉等の口腔内を負に）帯
電させることにより、電気化学効果を利用した効率よい
プラークの除去（タンパク質の除去）を行うことができ
る。これは、口腔内の電位（従って、作用電極の電位）
を殺菌に適する一定電位に常に維持できるために、確実
かつ十分に実現できる。

【００４２】本発明の電子歯ブラシにおいては、対電極
と作用電極とを機能的に入れ換え可能に構成することが
できる。

【００４３】即ち、ブラシヘッド部に対電極が設けら
れ、作用電極が把持部側に設けられている構造と、作用
電極がブラシヘッド部に、対電極が把持部に設けられて
いる構造とを入れ換えることが可能であるので、一つの
電子歯ブラシで、上述した２通りの機能を適宜選択でき
る。

【００４４】例えば、フッ素イオン含有の歯磨き剤を使
用する際には、ブラシヘッド部に対電極が設けられ、作
用電極が把持部側に設けられている構造を選択すれば、
歯牙へのフッ素イオンを効果的に導入することができ、
作用電極がブラシヘッド部に、対電極が把持部に設けら
れている構造を選択すれば、健康な口腔内でのプラーク
を効果的に除去することができる。

【００４５】上記の２通りの機能を入れ換えるための動
作としては、切り替えスイッチ等により、手動式又は自
動式に作用電極と対電極との導通を入れ換えるだけでよ
い。

【００４６】また、本発明の電子歯ブラシは、口腔内が
所定のｐＨ値のときに、対電極と作用電極とを機能的に
入れ換え可能に構成することができる。

【００４７】ここで、プラーク（歯垢）とは、これに含
まれる細菌成分と、これを形成するmatrix 成分に分け
られる。本明細書中では、この matrix 成分に含まれる
タンパク質を matrix タンパク質と称する。

【００４８】上述したように、プラークを形成する mat
rix タンパク質の等電点はｐＨ＝４．０〜６．０の範囲
であるので、ｐＨ＝４．０未満であると、 matrix タン
パク質は塩基として作用し、正に帯電する（塩基性基が
タンパク質から一部電離するため）。また、ｐＨ＝６．
０を超えると、 matrix タンパク質は酸として作用し、
負に帯電する（酸性基がタンパク質から一部電離するた
め）。

【００４９】従って、ｐＨ＝４．０〜６．０の範囲のあ
る一点において、この点より酸性側では、上記 matrix
タンパク質は正に帯電しているため、歯牙を正に帯電さ
せる構造、即ち、ブラシヘッド部に対電極が設けられ、
作用電極が把持部側に設けられている構造を選択でき
る。また、上記の点より塩基性側では、上記 matrix タ
ンパク質は負に帯電しているため、歯牙を負に帯電させ
る構造、即ち、作用電極がブラシヘッド部に、対電極が
把持部に設けられている構造を選択できる。

【００５０】本発明の電子歯ブラシにおいて、口腔内の
ｐＨ値がｐＨ＝４．０〜６．０の範囲内の一点であると
きに、特にｐＨ＝４．０のときに、自動的に対電極と作
用電極とを機能的に入れ換え可能に構成されていること
が好ましい。このｐＨ＝４．０未満であると、 matrix
タンパク質は必ず正に帯電しているので、口腔内を正に
することによって歯垢の除去効果が最も確実になる。

【００５１】即ち、化膿等の炎症により、口腔内のｐＨ
が上記の一点未満（特に４．０未満）である場合は、上
記 matrix タンパク質は正に帯電しているので、このと
き、把持部の作用電極を正にして歯牙の電位を正に帯電
させることにより、プラークを効果的に除去することが
できる。特に、歯磨き剤にフッ化物を含有させておく
と、このフッ素イオンが歯牙に対して効果的に作用す
る。

【００５２】即ち、フッ素含有の歯磨き剤の使用時に
は、把持部の電極を作用電極に手動で切り替え、歯牙側
を正に帯電させ、口腔内の電極を対電極としてブラシヘ
ッド部を負極にすることによって、フッ素イオンを歯牙
に効果的に取り込ませ、虫歯予防効果を高めることがで
きる。

【００５３】他方、通常の場合、口腔内のｐＨが上記の
一点を超えるとき（特に４．０を超えるとき）、上記の
matrix タンパク質は負に帯電しているので、このとき
には、把持部の対電極を負極性にして歯牙を負に帯電さ
せると、タンパク質を効果的に除去できる。

【００５４】即ち、口腔内のブラシヘッド部の電極が作
用電極に切り替わると、口腔内の作用電極の導通部が電
子歯ブラシの使用時に虫歯菌を極めて効果的に殺菌し、
口腔内に炎症がない場合にはタンパク質の除去が効果的
になる。

【００５５】上述の所定のｐＨによって、自動的に対電
極と作用電極とを機能的に入れ換え可能に構成されてい
る電子歯ブラシにおいては、参照電極と対電極との間の
電位差によって、口腔内のｐＨを測定するｐＨ測定部が
設けられていることが好ましい。

【００５６】本発明の電子歯ブラシにおいて、ブラシ毛
が導電性を有し、このブラシ毛を作用電極又は対電極と
して機能させることができる。

【００５７】即ち、口腔内の細菌の電気化学的殺菌に
は、一定電位に保持された電極に直接に細菌を接触させ
ることが好ましいが、ブラシ毛を作用電極又は対電極と
することにより、これらの電極と細菌との接触面積が大
きくなり、効果的に口腔内の細菌を殺菌することが可能
となる。

【００５８】本発明の電子歯ブラシに備えられる電極
は、チタン、カーボン、金、銀、白金、銅等、公知の良
導体のうち、電気的に安定な材質のものを使用すること
ができ、ブラシ毛を電極として使用する場合も同様に、
耐久性にすぐれた公知の良導体材料を使用することがで
きる。

【００５９】ブラシ毛を電極として使用する際には、例
えば、カーボン繊維等をブラシ毛として使用することも
できる他、メッキ、スパッタ、ＣＶＤ（化学的気相成長
法）、蒸着等の公知の手段により、樹脂等のブラシ毛に
上記の良導体材料やＩＴＯ（indium tin oxide）等の公
知の良導体材料をコーティングすることができる。ま
た、通常使用される樹脂等の原材料に良導体を練り込
み、ブラシ毛に導電性を付与させることもできる。

【００６０】本発明の電子歯ブラシにおいては、ブラシ
ヘッド部と把持部とを着脱可能にすることができる。ブ
ラシヘッド部と把持部とを着脱可能にすることによっ
て、ブラシヘッド部又は把持部が使用に耐えられなくな
った場合は、いずれか一方、特にブラシヘッド部のみを
新しいものと交換することができる。

【００６１】本発明の電子歯ブラシにおいては、口腔内
の細菌の殺菌のために、一定に保持された電位を印加す
るが、この電位を口腔内の虫歯菌を殺菌できる電位に設
定することが望ましい。また、フッ素イオン含有の歯磨
き剤を使用する際には、フッ素イオンを歯牙に効果的に
導入できる電位に設定することもできる。

【００６２】上述の口腔内の虫歯菌を殺菌できる電位
を、＋０．６〜＋１．５ＶvsＳＣＥの範囲内とすること
ができる。この口腔内に印加する電位が＋０．６ＶvsＳ
ＣＥ未満であると、殺菌が十分に行われず、＋１．５Ｖ
vsＳＣＥを超えると、電極自体の電気分解が生じる恐れ
があり、かつ、使用時に不快感を与える恐れがある。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例について、具体的に説
明する。

【００６４】実施例１図１〜図５は、本実施例による電子歯ブラシ４０を示す
ものである。

【００６５】図１は図２のＩ−Ｉ線断面図、図３は図２
の左側面図、図４はこの電子歯ブラシに設けられている
電位印加装置の回路図（但し、このような電位印加装置
は、後述の他の実施例にも設けられてよい。）、図５は
この電子歯ブラシの使用状態の模式図である。

【００６６】図１〜図３に示すように、本実施例による
電子歯ブラシ４０は、把持部（又は柄部）１と、ブラシ
ヘッド部２と、把持部１及びブラシヘッド部２を接続す
る接続部３とからなっている。ブラシヘッド部２には、
ブラシ毛４、対電極（ＣＥ）５及び参照電極（ＲＥ）６
が設けられ、また把持部１には、作用電極（ＷＥ）７及
び電位印加装置８が設けられている。電位印加装置８
は、ブラシ本体４１に形成した各ルーメン４２、４３、
４４を通してリード線４５、４６及び４７によって各電
極５、６及び７を接続している。

【００６７】また、図４に示すように、電位印加装置８
内には、演算増幅器（オペレーションアンプ）２４が設
けられ、その入力側の正転入力端子に作用電極（ＷＥ）
７のリード線４７及び反転入力端子に参照電極（ＲＥ）
６のリード線４６が接続され、出力側に対電極（ＣＥ）
のリード線４５が接続されている。そして、作用電極
（ＷＥ）７と演算増幅器２４の正端子との間に、電位設
定電源（Ｅ_S）２５及び電流−電圧変換器（抵抗Ｒ_L）
２６が並列に接続されていて、電位印加装置８はいわゆ
る定電位印加装置（ポテンショスタット）として構成さ
れている。

【００６８】即ち、電子歯ブラシ４０によれば、把持部
１に内蔵された電位印加装置８によって、把持部１の表
面の作用電極７と、ブラシヘッド部２の表面の参照電極
６及び対電極５とを介して、口腔内の殺菌に有効な一定
の電位を人体に印加及び保持できる。

【００６９】この電位印加装置８の動作を説明すると、
作用電極（ＷＥ）７の電位が既述した現象によって変動
し、例えば電位上昇（又は電位降下）してリード線４７
に過剰（又は過少）の電流が流れた場合、抵抗（Ｒ_L）
２６による電圧降下によって演算増幅器２４の正転入力
端子の電圧が降下（又は上昇）し、その出力がロウレベ
ル（又はハイレベル）となる。この結果、出力電位が低
下（又は上昇）し、対電極（ＣＥ）５と作用電極（Ｗ
Ｅ）７との間に流れる電流が減少（又は増大）し、これ
は作用電極（ＷＥ）７の電位が所定の設定値となるまで
継続し、抵抗（Ｒ_L）２６による電圧降下が元の値に戻
ることになる。こうして、演算増幅器２４の両入力端子
間の電圧差（電位）、即ち、作用電極（ＷＥ）７の電圧
が常に一定になるのである。

【００７０】この電子歯ブラシ４０では、歯牙、歯肉等
の口腔内は、作用電極（ＷＥ）７によって正に帯電さ
せ、ブラシ毛４を対電極（ＣＥ）５によって負に帯電さ
せるので、口腔内を殺菌に有効な電位に設定できると共
に、フッ素イオン含有の歯磨き剤を使用する際には、フ
ッ素イオンを効果的に歯牙に導入し、虫歯予防効果を高
めることができる。

【００７１】本実施例においては、図５に模式的に示す
ように、電子歯ブラシ４０の把持部１を正に帯電させ、
ブラシヘッド部２を負に帯電させているので、作用電極
（ＷＥ）７から指４８を介して人間の身体−歯牙４９−
対電極（ＣＥ）５からなる閉回路を形成することによ
り、歯牙４９を正に帯電させ、フッ素イオン（Ｆ^-）を
歯牙４９に導入し易くしている。

【００７２】なお、電位印加装置８においては、作用電
極（ＷＥ）７に印加する電位を０．６〜１．５Ｖ_VSＳＣ
Ｅ、例えば１．２Ｖ_VSＳＣＥに予め設定しておいた（こ
れは、後述の他の実施例も同様である）。このような電
位設定は、抵抗（Ｒ_L）２６、オペレーションアンプ２
４、電源Ｅ_Sを適切に変えることにより、任意に行える
が、これは電子歯ブラシ作製段階で決められるようにし
ておく。

【００７３】なお、本実施例による電子歯ブラシを作製
するには（後述の他の実施例でも同様であるが）、本体
４１を例えば合成樹脂によって成形し、本体内に形成し
た収容空間に電位印加装置８を配し、各ルーメンを通し
てリード線を導き、本体表面に各電極を固定する。本体
４１は、いわゆる割り型を使用して成形した部分を接合
して作製してもよく、また、各リード線等はいわゆるイ
ンサートモールド法で本体の成形時に埋設してもよい。

【００７４】実施例２図６は、本実施例による電子歯ブラシ５０を示すもので
ある。

【００７５】この電子歯ブラシ５０は、図１の電子歯ブ
ラシ４０と比較して、作用電極（ＷＥ）７と対電極（Ｃ
Ｅ）８との位置を入れ換えた構造を有している。即ち、
作用電極（ＷＥ）７及び対電極（ＣＥ）８は、前者がブ
ラシヘッド部２に、後者が把持部１に設けられている。
こうした電極の位置変更とこれに伴う配線の位置以外
は、実施例１のものと同様である。

【００７６】従って、本実施例の場合、作用電極（Ｗ
Ｅ）７がブラシヘッド部に、対電極（ＣＥ）５が把持部
１に設けられることにより、歯牙、歯肉等の口腔内は、
対電極によって負に帯電することになる。

【００７７】この電子歯ブラシ５０は、口腔内が健康で
ある人に適している。即ち、化膿等の炎症がなく、特に
酸性となっていない健康な口腔内においては、プラーク
（歯垢）のタンパク質は負に帯電しているので、歯牙、
歯肉等の口腔内を負極性に、ブラシ部を正極性にするこ
とにより、静電力を利用した効率よいプラークの除去を
行うことができる。

【００７８】この場合、作用電極（ＷＥ）７が口腔内に
あるので、その作用電極の近傍は常に殺菌に最適の電位
が印加、保持されるので、口腔内の細菌の電気化学的殺
菌を効果的に行うことが可能である。

【００７９】この場合に用いる電位印加装置は、図４に
おいて、電極５と７とを入れ換え、電源２５の極性を逆
にすればよい。

【００８０】実施例３図７〜図９は、本実施例による電子歯ブラシ７０を示す
ものである（但し、図７は図８の VII−VII 線断面図で
ある）。

【００８１】即ち、把持部１には、電位印加装置８と電
極選択用又は切り替え用の回路９と電極１１、更にはス
イッチ１２が設けられており、ブラシヘッド部２には、
ブラシ毛４と参照電極（ＲＥ）６と電極１０とが設けら
れている。

【００８２】本実施例の電子歯ブラシ７０は、切替回路
９にあるスイッチ１２によって、以下に示す２通りのモ
ード（１）、（２）を手動的に選択できる。

【００８３】（１）「フッ素」側のモードを選択する場
合フッ素イオン含有の歯磨き剤を使用するとき、スイッチ
１２により手動切替回路９を介して、電極１０は対電極
（ＣＥ）に、電極１１は作用電極（ＷＥ）に固定され、
実施例１と同様の機能を有し、フッ素イオンを歯牙に作
用させるのに有効な電子歯ブラシとなる。

【００８４】（２）「殺菌」側のモードを選択する場合フッ素イオンを含有しない通常の歯磨き剤を使用すると
き、スイッチ１２により手動切替回路９を介して電極１
１が対電極（ＣＥ）、電極１０が作用電極（ＷＥ）に固
定される。即ち、実施例２と同様の機能を有する電子歯
ブラシとなる。

【００８５】但し、本実施例では、各モードを「フッ
素」及び「殺菌」と表示したが、使用者に分かりやすい
他の表示でも構わない。

【００８６】実施例４図１０〜図１２は、本実施例による電子歯ブラシ８０を
示すものである（但し、図１０は図１１のＸ−Ｘ線断面
図であり、図１２は図１１の左側面図である）。

【００８７】即ち、把持部１には、電位印加装置８、作
用電極（ＷＥ）７が設けられており、ブラシヘッド部２
には、導電性のブラシ毛１３と参照電極（ＲＥ）６が設
けられている。

【００８８】ブラシ毛１３は、電極板８１上に設けられ
た例えばカーボン繊維製のものであるので、導電性を有
しており、導電性のブラシ毛１３が対電極（ＣＥ）の機
能をも有している。

【００８９】口腔内の細菌の電気化学的殺菌には、一定
電位に保持された電極に直接に細菌を接触させることが
好ましいので、本実施例のように、ブラシ毛１３を対電
極（ＣＥ）とすることにより、この電極と細菌との接触
面積が大きくなり、効果的に口腔内を殺菌することが可
能である。

【００９０】なお、上述の実施例と同様に、電極１３を
作用電極（ＷＥ）、電極７を対電極（ＣＥ）としてもよ
い。

【００９１】実施例５図１３〜図１５は、本実施例による電子歯ブラシ９０を
示すものである（但し、図１３は図１４のXIII−XIII線
断面図であり、図１５は図１４の左側面図である）。

【００９２】即ち、把持部１には、電位印加装置８と作
用電極（ＷＥ）７が設けられており、ブラシヘッド部２
には、ブラシ毛４と参照電極（ＲＥ）６と対電極（Ｃ
Ｅ）５とが設けられている。

【００９３】本実施例においては、参照電極（ＲＥ）６
をブラシ毛４の真下に設けているので、より正確な電位
を測定及び印加できる。

【００９４】実施例６図１６は、本実施例による電子歯ブラシ１００を示すも
のである。

【００９５】この電子歯ブラシ１００は、ブラシヘッド
部２及び接続部３と、把持部１とを分割し、これらを着
脱式にした電子歯ブラシである。

【００９６】即ち、把持部１には、その先端から突出す
る導電体３１、接続部３の凸部３２と凹凸嵌合で結合可
能な凹部３３、接続部３のスリット（又は長手状の溝）
３４に結合可能な突状部３５が設けられている。また、
導電体３１の支持体３１ａは不良導体であって、この周
囲に、参照電極（ＲＥ）６のリード線４６の端部４６ａ
と電位印加装置８とを接続するための良導体３６が設け
られている。また、対電極（ＣＥ）５のリード線４５の
他端側はスプリング性のあるコイル部４５ａとして構成
されている。

【００９７】従って、図１７に示す分離状態から、矢印
１０１方向に把持部１の先端を接続部３の後端（図面右
側）に挿入すると、長手状の良導体であるコイル部４５
ａが導電体３１の圧入力により弾性的に縮みながら、ス
リット３４と凸部３５、凹部３３と凸部３２とが係合状
態になる。これによって接続部３と把持部１とが結合
し、かつ電位印加装置８と電極５及び６とが、コイル部
４５ａ−導電体３１、リード線端部４６ａ−良導体３６
を介して接続される。

【００９８】本実施例の電子歯ブラシ１００は、実施例
１の電子歯ブラシと同様の機能を有するが、実施例１の
電子歯ブラシを、ブラシヘッド部及び接続部と、把持部
とを分割できるようにした着脱式の電子歯ブラシであ
る。従って、いずれか一方を新しいものと容易に交換す
ることができる。

【００９９】次に、上記した各実施例のうち、例えば実
施例２の電子歯ブラシについて、次の殺菌試験を行っ
た。

【０１００】＜殺菌試験＞実施例２の電子歯ブラシを用
いて、口腔内細菌である S.sangus （グラム陽性菌、ス
トレプトコッカス・サンギス）の殺菌試験を行った。

【０１０１】まず、滅菌した人工唾液（成分：ＮａＣ
ｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ₂、ＮａＰＯ₄・５Ｈ₂Ｏ、Ｎａ
Ｓ・９Ｈ₂Ｏ、ＣＯ（ＮＨ₂）₂及びＨ₂Ｏ）３０ｇ
に、より唾液に近い組成にするためにタンパク成分とし
てアルブミンを０．２重量％加えた。

【０１０２】S.sangusを菌体のコロニーから接種し、上
記組成の溶液に２×１０⁵個／ｍｌの菌体濃度になるよ
うに加えた。

【０１０３】このようにして調整した菌液３０ｍｌをビ
ーカーに移し、３７℃に保持しつつ、実施例２の電子歯
ブラシ（印加電位：１．２ＶvsＳＣＥ）を用いて、１〜
３分間菌液に作用させ、菌数を測定した。以下の表１に
菌数の測定結果を示す。

【０１０４】

【０１０５】表１より、実施例２の電子歯ブラシ（印加
電位：１．２Ｖ_VSＳＣＥ）により、わずか１分間で S.s
angus を９９．５％、わずか２分間で９９．８％殺菌で
きた。

【０１０６】以上、本発明を実施例について説明した
が、上述した実施例は本発明の技術的思想に基づいて様
々に変形が可能である。

【０１０７】例えば、上記の作用電極、対電極及び参照
電極の形状や材質、サイズ等は適宜選択することがで
き、また、上述の電位印加装置も回路構成や接続方法等
は上述した例に限定されることはない。

【０１０８】作用電極、対電極及び参照電極の形状及び
大きさは、口腔内の電位を適切に測定することのできる
ものであれば、例えば、多角形状、丸状等であっても構
わなく、また、周囲の面と同一面内ではなく、凹状、凸
状でも構わない。本体形状についても、上述の例で示し
たような接続部でなくてもよい。

【０１０９】電位印加装置内の演算増幅器（オペレーシ
ョンアンプ）、電位設定電源及び電流−電圧変換器（例
えば、抵抗）等は、本発明に適するものであれば、種々
使用することが可能である。電位設定電源の電源は、電
子歯ブラシの作製時にその電位を固定して組み込むこと
がよいが、これ以外にも詰め替え式の電池であってもよ
く、また充電式の電源等、適宜選択できる。

【０１１０】また、実施例４で述べたように、ブラシ毛
に導電性を付与し、ブラシ毛を電極として利用すること
により、大幅に殺菌機能を向上させることができるの
で、実施例１〜３及び実施例５〜６等の上述の電子歯ブ
ラシにおいてもブラシ毛に導電性を付与してよい。

【０１１１】また、実施例４において作用電極と対電極
とを入れ換えた電子歯ブラシ、実施例５において作用電
極と対電極とを入れ換えた電子歯ブラシであってもよ
い。

【０１１２】上述した実施例１〜５等の電子歯ブラシ
を、実施例６の電子歯ブラシのように、ブラシヘッド部
及び接続部と、把持部とを分割できる着脱式の電子歯ブ
ラシとしてもよい。ブラシ毛の部分は交換式としてもよ
い。

【０１１３】また、上述の例の電子歯ブラシに、ブラシ
部が電動で動作する電動式構造を採用してよい。上述の
把持部は必ずしも使用者が把持しなくてもよく、要は、
口腔内の歯牙を介して閉回路が形成されればよい。

【０１１４】

【発明の作用効果】本発明によれば、電子歯ブラシに、
口腔内に所定の電位を印加する作用電極と、この作用電
極に対する対電極と、口腔内の電位を設定する際に基準
となる参照電極と、これらの各電極を接続した電位印加
装置とを有しているので、フッ素イオン等の陰イオンの
導入を確実に行い、また、プラークの形成の阻止及びプ
ラークの除去が可能であり、殺菌に必要な一定電位の印
加及び保持が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による電子歯ブラシの断面図
（図２のＩ−Ｉ線断面図）である。

【図２】同、電子歯ブラシの平面図である。

【図３】同、電子歯ブラシの側面図である。

【図４】同、電子歯ブラシに設けられている電位印加装
置の一例の回路図である。

【図５】同、電子歯ブラシの使用形態を示す模式図であ
る。

【図６】本発明の実施例２による電子歯ブラシの断面図
である。

【図７】本発明の実施例３による電子歯ブラシの断面図
（図８の VII−VII 線断面図）である。

【図８】同、電子歯ブラシの平面図である。

【図９】同、電子歯ブラシに設けられている電位印加装
置（Ａ）及び切替回路（Ｂ）の一例の回路図である。

【図１０】本発明の実施例４による電子歯ブラシの断面
図（図１１のＸ−Ｘ線断面図）である。

【図１１】同、電子歯ブラシの平面図である。

【図１２】同、電子歯ブラシの側面図である。

【図１３】本発明の実施例５による電子歯ブラシの断面
図（図１４のXIII−XIII線断面図）である。

【図１４】同、電子歯ブラシの平面図である。

【図１５】同、電子歯ブラシの側面図である。

【図１６】本発明の実施例６による電子歯ブラシの一部
断面分解正面図である。

【符号の説明】

１…把持部、２…ブラシヘッド部、３…接続部、４…ブ
ラシ毛、５…対電極（ＣＥ）、６…参照電極（ＲＥ）、
７…作用電極（ＷＥ）、８…電位印加装置（ポテンショ
スタット）、９…切替回路、１０、１１、８１…電極、
１２…スイッチ、１３…導電性ブラシ毛、２４…演算増
幅回路（オペレーションアンプ）、２５…電位設定電源
（Ｅ_S）、２６…電流−電圧変換器（Ｒ_L）、３１、３
６、３７、３９、４５ａ…導電体（良導体）、３２、３
５…凸部、３３…凹部、３４…スリット、４０、５０、
７０、８０、９０、１００…電子歯ブラシ、４１…本
体、４２、４３、４４…ルーメン、４５、４６、４７…
リード線、４６ａ…端子、４８…人体（指）、４９…歯
牙、Ｆ^-…フッ素イオン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】口腔内に所定の電位を印加する作用電極
と、この作用電極に対する対電極と、口腔内の電位を設
定する際に基準となる参照電極と、これらの各電極を接
続した電位印加装置とを有する電子歯ブラシ。
【請求項２】作用電極、対電極及び参照電極を本体の
表面域に有し、電位印加装置が前記本体に装着されてい
る、請求項１に記載した電子歯ブラシ。
【請求項３】入力側に作用電極及び参照電極、出力側
に対電極がそれぞれ接続されている演算増幅器を電位印
加装置内に有し、前記作用電極と前記演算増幅器との間
に電位設定電源及び電流−電圧変換器が並列に接続され
ている、請求項１に記載した電子歯ブラシ。
【請求項４】対電極と参照電極とがブラシヘッド部に
設けられ、作用電極が把持部に設けられている、請求項
１に記載した電子歯ブラシ。
【請求項５】作用電極と参照電極とがブラシヘッド部
に設けられ、対電極が把持部に設けられている、請求項
１に記載した電子歯ブラシ。
【請求項６】対電極と作用電極とが機能的に入れ換え
可能に構成されている、請求項４又は５に記載した電子
歯ブラシ。
【請求項７】対電極と作用電極とを機能的に入れ換え
可能とするスイッチを有する、請求項６に記載した電子
歯ブラシ。
【請求項８】口腔内が所定のｐＨ値を示すときに、対
電極と作用電極とが機能的に入れ換え可能に構成されて
いる、請求項７に記載した電子歯ブラシ。
【請求項９】口腔内のｐＨ値がｐＨ＝４．０〜６．０
の範囲内の一点であるときに、自動的に対電極と作用電
極とが機能的に入れ換え可能に構成されている、請求項
８に記載した電子歯ブラシ。
【請求項１０】参照電極と対電極との間の電位差によ
って、口腔内のｐＨを測定するｐＨ測定部が設けられて
いる、請求項８又は９に記載した電子歯ブラシ。
【請求項１１】ブラシ毛が導電性を有し、このブラシ
毛が作用電極又は対電極として機能する、請求項１〜１
０のいずれか１項に記載した電子歯ブラシ。
【請求項１２】ブラシヘッド部と把持部とが着脱可能
である、請求項４又は５に記載した電子歯ブラシ。
【請求項１３】口腔内に印加する所定の電位が口腔内
の虫歯菌を殺菌できる電位に設定される、請求項１に記
載した電子歯ブラシ。
【請求項１４】口腔内の虫歯菌を殺菌できる電位を＋
０．６〜＋１．５ＶvsＳＣＥの範囲内とする、請求項１
３に記載した電子歯ブラシ。