JP2017526468A - 電動歯ブラシモジュール - Google Patents

Abstract

歯ブラシは、フレームと、フレームの遠位端に移動可能に取り付けられた毛の保持部と、駆動モータに動作可能に接続可能であると共に、フレームに対して楕円経路に沿って毛の保持部での毛の先端を動かすために毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリとを含む。楕円経路に沿った動きの１回のサイクルでは、毛はフレームから遠ざかって歯に向かって移動し、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯に沿って歯と接触して移動し、次にフレームの方向へ引き返して歯から遠ざかり、その後にフレームに沿って歯と接触せずに移動する。

Description

本発明は電動歯ブラシに関する。その歯ブラシは、柄と電気駆動装置とを含み得る。あるいは、駆動装置を収容する独立した柄のモジュールに取り付け可能なモジュールであり得る。

高齢者が直面する健康問題の１つは、歯肉の後退及び歯の表面からの歯肉の分離である。この層の人々は、後退した歯肉線で又はその下で虫歯になり易い。虫歯発生でのこの変化の理由は、歯肉の弛み又は衰退である。歯の通常のブラッシングは、歯肉と歯との間の間質腔に食べかすを押しやることを頻繁にもたらす。これらの食べかすは、必然的に増殖細菌集落を養い、歯肉線で又はその下でそれに続く虫歯を支援する。

本発明は、虫歯の発生率を低下させる方法で歯を磨く改良された電動歯ブラシを提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、食べかすが歯肉の下に押しやられる可能性を低くするそのような歯ブラシを提供することを目的とする。本発明で提供される歯ブラシは、自動的にブラシの動きの最適なモードを決定して引き起こす。

本発明の歯ブラシモジュールは、フレームアセンブリと、フレームアセンブリの遠位端に移動可能に取り付けられた毛の保持部と、駆動モータに動作可能に接続可能であると共に、フレームに対して楕円経路に沿って毛の保持部での毛の先端を動かすために毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリとを含む。楕円経路に沿った動きの１回のサイクルでは、毛はフレームから遠ざかって歯に向かって移動し、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯に沿って歯と接触して移動し、次にフレームの方向へ引き返して歯から遠ざかり、その後にフレームに沿って歯と接触せずに移動する。

歯ブラシのフレームは、柄、又は独立した柄のモジュールと接続可能である基部を含んでもよい。通常は、駆動モータは完全な歯ブラシでの柄部分に収容された電気モータである。

好ましくは、歯ブラシモジュールは、フレーム（柄又は基部）に取り付けられてフレームの向きを検知するようにされた向きセンサを更に含む。向きセンサは、毛の先端がフレームの向きに応じた方向で楕円経路をたどるように毛の保持部の動きの方向を制御するために、駆動モータ及び／又は動力伝達アセンブリに作用可能に接続される。

そのセンサは、フレームの少なくとも２つの選択する向きを検知して、歯ブラシモジュールが第１の選択する向きにある時に一方向に、第２の選択する向きにある時に反対方向に、毛の保持部の動きを引き起こすか又は可能にするように構成される。要するに、向きセンサは毛が向いている方向、付随して標的の歯の表面ＴＴがあるブラシヘッドの面を検知するために機能する。

そのセンサは、ボールセンサの形態を取ってもよい。そのボールは、歯ブラシのフレームに与えられる４本の接触ピンのうちの２本を含む回路を完全なものにする。あるいは、そのセンサは、重力スイッチ又は加速度計を含む。

本発明の別の特徴に関し、動力伝達アセンブリは、動力伝達軸に対して偏心した動きを行うカム要素を含む。典型的には、動力伝達軸はモータのローターの回転軸である。動力伝達アセンブリは、孔又は開口部を備えて形成されたカム作用の受け取り要素を更に含む。カム要素は、少なくとも一部が孔に配置されて孔の表面と接触する。受け取り要素はまた、フレームに対して静止したピンが横切るスロットを有する。スロット及びピンは、毛の先端の楕円経路をもたらすカム作用の受け取り要素の制限された動きを可能にする。

歯ブラシモジュールの一実施形態では、毛の保持部はカム作用の受け取り要素を含む。カム要素及びカム作用の受け取り要素は、ブラシヘッドに配置される。

歯ブラシモジュールの別の実施形態では、カム要素及びカム作用の受け取り要素は、シャフト又は軸部の近位端の近く、例えば歯ブラシの柄に接続可能な又は歯ブラシの柄を含むフレームの基部の内部に配置される。動力伝達アセンブリは、シャフト又は軸部を縦方向に通って延びるロッドを含む。ロッドは、近位端でカム作用の受け取り要素に、遠位端で毛の保持部に連結される。ロッドは、柄とブラシヘッドとの間でシャフト又は軸部内に回転可能に配置されたボールに取り付けられる。ボールの位置は、毛の先端がたどる楕円経路の大きさを定めるものの一つである。

本発明の更なる特徴に関し、上記の毛の保持部は、フレームの遠位端にあるブラシヘッドに沿って互いの間に空間が設けられた複数の毛の保持部の中の１つである。複数の毛の保持部は、フレームの軸に沿って縦方向において離される。各々の毛の保持部は、それぞれの孔又は開口部を備えて形成される。カム要素は、各孔内の一部に配置されて各孔の面に接触して回る。複数の毛の保持部は互いに固定されて、集合的にカム作用の受け取り要素として働いてもよい。あるいは、複数の毛の保持部は独立しているが連動して平行運動を行い、カム要素への共通した連結により、毛の先端は全て同じ楕円経路に沿って動いてもよい。

本発明の歯ブラシモジュールは、（ａ）基部と、（ｂ）基部に接続された細長い中空のシャフト又は軸部と、ここでシャフト又は軸部は遠位端で縦方向の軸を定め、（ｃ）シャフト又は軸部に基部と反対側の末端で取り付けられたブラシヘッドと、ここでブラシヘッドは、シャフト又は軸部及び基部に対して移動可能な毛の保持部を含み、（ｄ）駆動装置及び毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリと、を含む。駆動装置は、典型的にはローターのような機械的エネルギーの出力要素を有する電気モータである。動力伝達アセンブリは、毛の先端がシャフト又は軸部及び柄に対して概ね楕円である経路をたどるようにして、ローターの回転運動を毛の保持部の動きに変換するように構成される。楕円経路は、歯の表面に向かう第１の経路部分と、歯の表面に沿ってそれぞれの歯肉線から遠ざかる第２の経路部分と、歯の表面から遠ざかる第３の経路部分と、第２の経路部分と反対方向であって歯の表面から離れた第４の経路部分とを含む。

歯ブラシモジュールは、上述されたように向きセンサを更に含んでもよい。加えて、動力伝達アセンブリは、上述されたようにカム要素及びカム作用の受け取り要素を含んでもよい。毛の保持部がカム作用の受け取り要素を含んでもよく、あるいは、カム要素及びカム作用の受け取り要素が、カム作用の受け取り要素から毛の保持部までシャフト又は軸部を縦方向に通って延びるロッドを含む動力伝達アセンブリを備えた基部（歯ブラシの柄を含んでも含まなくてもよい）に配置されてもよい。

上記の毛の保持部がブラシヘッドに沿って互いの間に空間が設けられた複数の毛の保持部の中の１つである場合、各々の毛の保持部はそれぞれの孔を備えて形成される。カム要素は、各孔内の一部に配置されて各孔の面に接触して回る。それらの孔は、典型的には幾何学的に類似でありかつカム要素の断面よりも大きい断面を有する。

本発明の特徴に関し、ブラシヘッドは、シャフト又は軸部及び基部に対して静止した少なくとも１つの補助の毛の保持部を含む。

ブラシヘッドは、基部と反対側であるシャフト又は軸部の端に配置された中空のハウジングを含んでもよい。ハウジングは基部に対して静止しており、１つ又は複数の毛の保持部が部分的にハウジング内部に配置される。

本発明は、食べかすが歯肉の下に押しやられる可能性を低くすることによって、虫歯の発生率を低下させる方法で歯を磨く電動歯ブラシを提供する。本発明は、毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリを作動させ、それにより歯ブラシのフレームに対して楕円経路に沿って毛の保持部の毛の先端を動かすようにする、歯を自動的に磨く方法を意図する。楕円経路に沿った動きの１回のサイクルでは、毛はフレームから遠ざかって歯に向かって移動し、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯に沿って歯と接触して移動し、次にフレームの方向へ引き返して歯から遠ざかり、その後にフレームに沿って歯と接触せずに移動する。

その方法はまた、毛の先端がブラシの向きに応じて楕円経路に沿って一方向又はその反対方向に動くようにして、毛の保持部の動きの方向を自動的に制御することを意図する。その方法は、フレームの２つの選択する向きを検知して、歯ブラシモジュールが第１の選択する向きにある時に一方向に、第２の選択する向きにある時に反対方向に毛の保持部の動きを引き起こすか又は可能にするために、センサを作動させることを含んでもよい。

動力伝達アセンブリの作動は、動力伝達軸に対して偏心した系統に沿ってカム要素を動かし、その結果としてカム作用の受け取り部を動かすことを含んでもよい。カム要素及びカム作用の受け取り部は、上述されたような構成にし得る。

本発明の電動歯ブラシモジュール又はアセンブリの縦断面図である。 図１の線II−IIに沿った縦断面図である。 図１及び２の歯ブラシモジュール又はアセンブリの分解斜視図である。 本発明の別の電動歯ブラシモジュール又はアセンブリの縦断面図である。 図４の上部から見た正面図であり、部分的に取り外せるフレーム又はシェルの基部を含む。 図４及び５の歯ブラシモジュール又はアセンブリの分解斜視図である。 本発明の歯ブラシモジュールのブラシヘッドの概略的な横断面図であり、毛の保持部の連続した位置及び毛の先端の動きの経路を図示する。 図９の線VIII−VIIIに沿った本発明のブラシヘッドの部分縦断面図であり、静止した補助の毛を示す。 図８のブラシヘッドの概略的な横断面図であり、毛の保持部の連続した位置及び毛の先端の動きの経路を図示する。 本発明の別の歯ブラシモジュール又はアセンブリのヘッドの部分縦断面図であり、静止した補助の毛及び移動可能な毛の保持部を示す。 図１０のブラシヘッドの概略的な横断面図であり、毛の保持部の連続した位置及び毛の先端の動きの経路を図示する。 図４〜６の歯ブラシモジュールでの動力伝達アセンブリの概略的な側面図である。 図１２の動力伝達アセンブリでの選択された要素と、歯ブラシモジュールの毛の保持部の概略的な軸方向の側面図である。 図４〜６の歯ブラシモジュール又はアタッチメントの概略的な縦断面図であり、その選択された動力伝達装置を示す。 図１４のブラシヘッドの概略的な横断面図であり、毛の保持部の連続した位置及び毛の先端の動きの経路を図示する。 図１６Ａ〜１６Ｄは、歯ブラシの向きを検知するためのボールセンサの略図であり、歯ブラシの４つの異なる向きを示す。 図１７Ａ〜１７Ｄは、歯ブラシの向きを検知するための重力スイッチ又はセンサの略図であり、歯ブラシの４つの異なる向きを示す。 歯ブラシの向きに従ってブラシの運動方向を制御するための、向きセンサを含む電気回路のブロック図である。

図１〜３は、フレームアセンブリ１０２と、フレームアセンブリの遠位端に移動可能に取り付けられた複数の毛の保持部１０４と、動力伝達アセンブリ１０６とを含む電動歯ブラシモジュール１００を示す。フレーム１０２は、電気モータ若しくは駆動装置１１２を収容する柄１１０と取り外し可能に接続できる基部１０８を含む。基部１０８の柄１１０への取り付けの際に、動力伝達アセンブリ１０６は、入力部又は近位端で電気モータ若しくは駆動装置１１２に動作可能に接続できる。動力伝達アセンブリ１０６は、フレーム１０２に対して楕円経路１１６（例えば図７参照）に沿って毛の保持部の毛の先端１１４を動かすようにして、下流又は遠位端で毛の保持部１０４に動作可能に接続される。楕円経路１１６に沿った動きの１回のサイクルでは、毛はフレーム１０２から遠ざかって使用者の歯ＴＴに向かって移動し（矢印１１６ａ）、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯ＴＴに沿って歯と接触して移動し（矢印１１６ｂ）、次にフレーム１０２の方向へ引き返して歯ＴＴから遠ざかり（矢印１１６ｃ）、その後にフレーム１０２に沿って歯ＴＴと接触せずに移動する（矢印１１６ｄ）。

図１〜３に更に示されるように、フレーム１０２は中空の軸部１１８を含み、軸部１１８は近位端で基部１０８と連続し、自由端でブラシヘッドのハウジング又はブラケット１２０を支持する。基部１０８は、環状のスリーブ１２４で受けられる凹んだ肩部１２２を備えて形成される。スリーブ１２４はまた、近位端に取り付けブラケット１２６を与えられる。

動力伝達アセンブリ１０６は駆動シャフト１２８を含み、駆動シャフト１２８は、フレームの軸部１１８の導管又は管腔１２９の内部に回転可能に配置されて、電気モータ若しくは駆動装置１１２のローターシャフト１３２に取り外し可能に接続できる結合要素１３０に近位端で固定される。遠位端で駆動シャフト１２８はカムシャフト１３４に挿入されて、回転できるようにしてカムシャフト１３４と固定される。カムシャフト１３４は、エポキシ又は他の接着剤によって駆動シャフト１２８に固定されることができる。カムシャフト１３４は、動力伝達アセンブリ１０６の一部であり、それぞれの毛の保持部１０４での開口部又は孔１３６を横切る。カムシャフト１３４は、孔１３６を定める毛の保持部１０４の面（個別に明示されない）と接する。カムシャフト１３４は、駆動シャフト１２８に対して偏心して取り付けられ、その回転の間に楕円経路を通り、その楕円経路が毛の保持部１０４に伝えられ、それにより毛の先端１１４は楕円経路１１６に沿って動く。したがって、毛の保持部１０４は、カムシャフト１３４の偏心運動を受けるカム作用の受け取り要素として機能し、それに反応して毛の先端１１４の楕円経路の動きを生じさせる。

毛の保持部又はカム作用の受け取り部１０４は、加えてブラシヘッド１２０に固定されるピン１４０が横切るそれぞれの細長いスロット１３８を備えて形成される。ピン１４０は、駆動シャフト１２８及びカムシャフト１３４の回転軸１４２と平行に、ブラシヘッド１２０に沿って縦方向に延びる。スロット１３８及びピン１４０は、楕円経路１１６に沿った毛の先端１１４の動きに必要である、毛の保持部１０４の制限された回転及び並進運動を可能にするために協働する。

複数の毛の保持部１０４は、フレーム１０２の軸に沿って縦方向に離される。その軸は、駆動シャフトの回転軸１４２と概ね一致する。カムシャフト１３４は、それぞれの毛の保持部又はカム作用の受け取り部１０４の孔１３６内の一部に配置されて、各孔の面に接触して回る。図１〜３に示されるように、複数の毛の保持部１０４は独立した要素であるが連動して平行運動を行い、カムシャフト１３４への共通した連結により、毛の先端１１４は全て同じ楕円経路に沿って動く。あるいは、複数の毛の保持部は互いに固定されて、集合的に単一のカム作用の受け取り要素として働く。

ブラシヘッド１２０はまた、４つの補助の毛の配列１４４を備え、そのそれぞれが接着剤、熱溶接、又は１つの共通の支持部１４８へのアンカープレート若しくはループによって直線的な配置で取り付けられる複数の毛の房１４６を含む。毛の配列１４４は、フレーム１０２に対して動かない。それぞれの支持部１４８は、ブラシヘッドのそれぞれの穴１５２への一対のペグ１５０の圧力嵌め（及び任意で接着又は超音波溶接）によってブラシヘッド１２０に固定される。毛の房１４６は、使用者が標的の歯に歯ブラシモジュール１００を配置することを助ける。そのために、毛の房１４６は、その自由端１５４がフレームアセンブリ１０２、具体的にはブラシヘッド１２０から遠ざかった毛の保持部１０４の最大に拡張した位置での移動する毛の先端１１４と、おおよそ同一平面上にあるような長さを有する。

歯ブラシモジュール１００は、フレーム１０２に（柄１１０又は基部１０８で）取り付けられて、フレームの向きを検知するようにされた向きセンサ１５６（図１８）を更に含む。向きセンサ１５６は、毛の先端１１４がフレーム１０２の向きに応じた方向で楕円経路１１６をたどるようにして毛の保持部１０４の動きの方向を制御するために、電気モータ若しくは駆動装置１１２及び／又は動力伝達アセンブリ１０６に作用可能に接続できる。

センサ１５６は、フレーム１０２の少なくとも２つの選択する向きを検知して、歯ブラシモジュール１００が第１の選択する向きにある時に楕円経路１１６に沿って一方向に、歯ブラシモジュールが第２の選択する向きにある時に反対方向に、毛の保持部１０４の動きを引き起こすか又は可能にするように構成される。要するに、向きセンサ１５６は、歯ブラシモジュール１００及びその毛が向いている方向及び付随して標的の歯の表面ＴＴがあるブラシヘッド１２０の面を検知するために機能する。

センサ１５６は、図１６Ａ〜１６Ｄを参照して以下に記載されるように、ボールセンサの形態を取ってもよい。あるいは、センサ１５６は、１７Ａ〜１７Ｄを参照して以下に記載されるように、重力スイッチ又は加速度計を含む。

図４〜６は、別の電動歯ブラシモジュール２００を示す。モジュール２００は、フレームアセンブリ２０２と、フレームアセンブリの遠位端に移動可能に取り付けられた複数の毛の保持部２０４と、動力伝達アセンブリ２０６とを含む。フレーム２０２は、２つの縦方向のフレームシェル又はフレームの半分２０２ａ、２０２ｂを含む。組み合わされた時、フレーム２０２は電気モータ若しくは駆動装置２１２を収容する柄２１０と取り外し可能に接続できる基部２０８を含む。基部２０８は、環状のスリーブ２２４で受けられる凹んだ肩部２２２を備えて形成される。スリーブ２２４はまた、近位端に取り付けブラケット２２６を与えられる。フレームアセンブリ２０２は、中空の軸部２１８と、中空のヘッド又はハウジング２２０を更に含む。

基部２０８の柄２１０への取り付けの際に、動力伝達アセンブリ２０６は、入力部又は近位端で電気モータ若しくは駆動装置２１２に動作可能に接続できる。動力伝達アセンブリ２０６は、フレーム２０２に対して楕円経路２１６（例えば図１５参照）に沿って毛の先端２１４を動かすようにして、下流又は遠位端で毛の保持部２０４に動作可能に接続される。楕円経路２１６に沿った動きの１回のサイクルでは、毛はフレーム２０２から遠ざかって使用者の歯ＴＴに向かって移動し（矢印２１６ａ）、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯ＴＴに沿って歯と接触して移動し（矢印２１６ｂ）、次にフレーム２０２の方向へ引き返して歯ＴＴから遠ざかり（矢印２１６ｃ）、その後にフレーム２０２に沿って歯ＴＴと接触せずに移動する（矢印２１６ｄ）。

動力伝達アセンブリ２０６は、平らな棒又はロッド２２８を主として含み、それは例えば鋼で作られ、フレームの軸部２１８を通って延びる。一対のボールの半分２３０’、２３０”がロッド２２８に結合されて、軸部２１８に回転可能に収容されたピボットボール２３０を形成する。ボール２３０は、ロッド２２８が軸部２１８（及びフレーム２０２）の縦軸２３２の周りを旋回すること並びに横軸２３４の周りを枢動することを可能にするユニバーサルジョイントとして機能する。ボール２３０は、通常はロッド２２８の幾何学的中心付近に位置する。しかし、正確な位置は、毛の先端２１４が通る楕円経路２１６の大きさを調節するために変えられることができる。

複数の毛の保持部２０４は、毛の房２３９のそれぞれの直線的な配列２３６を支持し、ブラシヘッドのハウジング２２０に配置される複合の毛のユニット２０４’の部分として、互いに平行にしっかりと接続される。遠位端で、ロッド２２８は毛のユニット２０４’での平らな導管２３８に挿入されて、毛のユニット２０４’にしっかりと固定される。近位端で、ロッド２２８はカム作用の受け取り要素２４０に結合され、具体的にはスロットを備えた突起２４１内に挿入される。受け取り要素２４０は、円筒形のカム面（個別に明示されない）を定める孔２４２を備えて形成され、更に細長いスロット２４４を備えて形成される。スロット２４４をアンカーピン２４６が横切り、アンカーピン２４６はフレーム２０２に対して静止しており、一対の二次的なブラケット２４８、２５０を介して両端でフレーム２０２に固定される。ブラケット２５０はそれぞれの角に４つの脚又はペグ２５２を備え、それはブラケット２４８でのそれぞれの穴２５４に挿入される。一対のボルト２５８が、ブラケット２４８でのそれぞれのフランジ２６０に挿入され、フレームシェル２０２ｂでの穴又はソケット２６２内にねじ込まれる。

スロット２４４及びピン２４６は、受け取り要素２４０の制限された回転及び並進運動を可能にするために協働し、その制限された動きが楕円経路２１６に沿った毛の先端２１４の動きを生じさせる。

動力伝達アセンブリ２０６は、円筒形ディスク２６６とカム要素２６８とを含む動力結合要素２６４を更に含む。ディスク２６６は、ブラケット２４８での円形の開口部２７０に回転可能にして取り付けられる。一方でカム要素２６８は、カム作用の受け取り要素２４０の孔２４２内に挿入される。ディスク２６６は、結合要素２６４、したがって動力伝達アセンブリ２０６全体を、電気モータ２１２のローターシャフト２７６に駆動可能に（及び取り外し可能に）連結するための凹部２７２とそこでのキー突起部２７４とを備えて形成される。カム要素２６８はディスク２６６に偏心して取り付けられ、駆動モータ２１０の結合要素２６６への結合時にそれにより受け取り要素２４０の楕円運動を引き起こし、その動きはロッド２２８によって毛のユニット２０４’に、したがって毛の先端２１４に伝達される。カム要素２６８は、孔２４２を取り囲んで定める、カム作用の受け取り要素２４０の面（個別に明示されない）に接する。

複数の毛の保持部２０４は、ユニット２０４’に沿って縦方向に離され、付随的にフレーム２０２の軸２３２に沿って縦方向に離される。複数の毛の保持部２０４は互いに固定されるが、代わりの構成として複数の毛の保持部２０４が連動して平行運動を行う独立した要素であり、駆動ロッド２２８への共通した連結により、毛の先端２１４が全て同じ楕円経路に沿って動くことが考えられる。

ブラシヘッド２２０はまた、４つの補助の毛の配列２７８を備え、そのそれぞれがブラシヘッド２２０においてフレームシェル２０２ａに直線的な配置で取り付けられる複数の毛の房２８０を含む。毛の房２８０は、使用者が標的の歯ＴＴに歯ブラシモジュール２００を配置することを助けるように構成されてもよい。そのために、毛の房２８０は、その自由端２８２がフレームアセンブリ２０２、具体的にはブラシヘッド２２０から遠ざかった毛の保持部２０４の最大に拡張した位置での移動する毛の先端２１４と、おおよそ同一平面上にあるような長さを与えられてもよい。それにより使用者は、毛の末端２８２が１つ以上の歯の頬腔、唇、舌又は口蓋側の表面に当たるようにして、歯ブラシモジュール２００を配置する。歯ブラシの向き、例えば使用者が右下顎の歯の舌側又は頬側の表面を磨くかどうかに応じて、毛の保持部２０４は楕円経路２１６のブラッシング工程２１６ｂの間に、ブラシヘッド２２０の一方又は他方の側方へ駆動される。

図１〜３を参照して上述されたように、歯ブラシモジュール２００は、フレーム２０２に取り付けられてフレームの向きを検知するようにされた向きセンサ１５６（図１８）を更に含む。向きセンサ１５６は、毛の先端２１４がフレーム２０２の向きに応じた方向で楕円経路２１６をたどるようにして毛の保持部２０４の動きの方向を制御するために、電気モータ若しくは駆動装置２１２及び／又は動力伝達アセンブリ２０６に作用可能に接続できる。

センサ１５６は、フレーム２０２の少なくとも２つの選択する向きを検知して、歯ブラシモジュール２００が第１の選択する向きにある時に楕円経路２１６に沿って一方向に、歯ブラシモジュールが第２の選択する向きにある時に反対方向に、毛の保持部２０４の動きを引き起こすか又は可能にするように構成される。要するに、向きセンサ１５６は、歯ブラシモジュール２００及びその毛が向いている方向及び付随して標的の歯の表面ＴＴがあるブラシヘッド２２０の面を検知するために機能する。

図７は、歯ブラシモジュール１００（三角形に形成されたヘッド１２０’を備えた）の作動を図示し、毛の保持部１０４の複数の連続した位置１６０及び毛の先端１１４の複数の連続した位置１６２を示す。矢印１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄによって示されたような経路１１６に沿った毛の先端１１４の動きの方向は、歯ＴＴが図示された下顎でなく上顎にあれば反対である。この動きの向きでの逆転は、ブラシの向きの変化をセンサ１５６によって検知した時に図１８に示された回路によって自動的に実行される。

図７は、歯ブラシモジュール１００の作動配置を、静止した毛の配列１４４無しで示す。図８、９は、ブラシヘッド１２０’に静止した関係で取り付けられた複数の離れた補助の毛の房１４４’を備えた、変更された歯ブラシモジュール１００’を図示する。毛１１４’を備えた毛の保持部１０４’は、駆動シャフト１２８’及び偏心したカムシャフト１３４’を含む動力伝達系１０６’によって、楕円経路１１６’に沿って動くことができる。毛の保持部１０４’は複数の連続した位置１６０’を横切り、毛１１４’の先端は複数の連続した位置１６２’を通過する。

図１０、１１は、ブラシヘッド１２０”に静止した関係で取り付けられた複数の直線的な毛の配列１４４”を備えた、変更された歯ブラシモジュール１００”を図示する。直線的な毛の配列１１４”を備えた毛の保持部１０４”は、駆動シャフト１２８”及び偏心したカムシャフト１３４”を含む動力伝達系１０６”によって、楕円経路１１６”に沿って動くことができる。毛の保持部１０４”は複数の連続した位置１６０”を横切り、毛１１４”の先端は複数の連続した位置１６２”を通過する。

図１２、１３は、図４〜６の歯ブラシの実施形態での動力伝達アセンブリ又は系２０６の重要要素を示す簡略図である。ロッド２２８の近位端２８４は、カム作用の受け取り要素２４０の突起２４１での凹部２８６内に配置される。ピボットボール２３０は、凹部２８６から距離Ｌ１に配置され、それはピボットボール２３０と毛の保持部ユニット２０４’との間の距離Ｌ２とおおよそ等しい。上述されたように、軸部２１８に沿ったボール２３０の位置、従ってＬ１とＬ２の相対的距離の調節は、突起２４１の動きに対する毛の保持部２０４の比例した動きを大きく又は小さくするためになされることができる。

図１４は、歯ブラシモジュール２００の簡略図又は概略図であり、ヘッド２２０へのより近い位置にあるボールジョイント若しくはピボットボール２３０を示す。自然な結果は、経路２１６に沿った動きの大きさの減少である。

図１５は、歯ブラシモジュール２００（好ましい最小厚さＴＨを有する長方形断面のヘッド２２０を備えた）の作動を図示し、毛の保持部２０４の複数の連続した位置２６０及び毛の先端２１４の複数の連続した位置２６２を示す。矢印２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄによって示されたような経路２１６に沿った毛の先端２１４の動きの方向は、歯ＴＴが図示された下顎でなく上顎にあれば反対である。この動きの向きでの逆転は、ブラシの向きの変化をセンサ１５６によって検知した時に図１８に示された回路によって自動的に実行される。

図１６Ａ〜１６Ｄは、ボールセンサ３０４の形態である向きセンサ（図１８での１５６）を備えた誇張した楕円形の柄３０２によって概略的に表された、歯ブラシモジュール１００又は２００の４つの異なる向きを示す。ボールセンサ３０４は、正方形又は立方体のケース３０６と、その内部の自由に回るボール３０８と４つの電極又は接触ピン３１０とを含む。そのピンは、ケース３０６のプリント基板のベースパネル３１２に結合される。各電極又は接触ピン３１０は、それぞれの文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによって示されているケース３０６のそれぞれの壁に沿って配置される。包括的なブラシ又は毛の配列３１２が、柄３０２に対する位置及び向きによって、磨かれる歯の使用者の顎での位置を示す。ボール３０８及び電極又は接触ピン３１０は、ニッケルなどの低電気抵抗の材料で作られるか又は覆われ、そのためボール３０８はニッケルめっきを施した鋼のボールにすることができ、ピン３１０はニッケルめっきを施した鋼にすることができる。

図１６Ａは、下前歯の外側表面、右下の歯の内側表面、及び左下の歯の外側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。ボール３０８は、ケース３０６の壁Ａ、Ｂに沿ったピン３１０に寄りかかって、そのピン３１０を備えた回路を閉じる。

図１６Ｂは、下前歯の内側表面、右下の歯の外側表面、及び左下の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。ボール３０８は、ケース３０６の壁Ａ、Ｄに沿ったピン３１０に寄りかかって、そのピン３１０を備えた回路を閉じる。

図１６Ｃは、上前歯の外側表面、左上の歯の外側表面、及び右上の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。ボール３０８は、ケース３０６の壁Ｃ、Ｂに沿ったピン３１０に寄りかかって、そのピン３１０を備えた回路を閉じる。

図１６ＤＣは、上前歯の内側表面、右上の歯の外側表面、及び左上の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。ボール３０８は、ケース３０６の壁Ｃ、Ｄに沿ったピン３１０に寄りかかって、そのピン３１０を備えた回路を閉じる。

図１６Ａ〜１６Ｄでの曲がった矢印３１４は、それぞれのブラシの向きでの歯に接触する「動力」工程のための角度方向を示す。反対を指す矢印３１６は、センサの軸を示す。

壁Ｃに沿ったピン３１０は陰又は低電圧極にすることができ、一方で壁Ａに沿ったピン３１０は陽又は高電圧極である。ピンＢが陽極でありピンＤが陰極である場合、モータは一方向、仮に反時計回りに回転し、ピンＢが陰極でありピンＤが陽極である場合、モータは反対方向に回転する。

図１７Ａ〜１７Ｄは、重力センサ又は加速度計４０４の形態である向きセンサ（図１８での１５６）を備えた誇張した楕円形の柄４０２によって概略的に表された、歯ブラシモジュール１００又は２００の４つの異なる向きを示す。センサ４０４は、偏心質量４０６と、従来の機械及び電気部品（不図示）（例えば、圧電性結晶及び検出回路）を含む。包括的なブラシ又は毛の配列４１２が、柄４０２に対する位置及び向きによって、磨かれる歯の使用者の顎での位置を示す。

図１７Ａは、下前歯の外側表面、右下の歯の内側表面、及び左下の歯の外側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。図１７Ｂは、下前歯の内側表面、右下の歯の外側表面、及び左下の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。図１６Ｃは、上前歯の外側表面、左上の歯の外側表面、及び右上の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。図１６ＤＣは、上前歯の内側表面、右上の歯の外側表面、及び左上の歯の内側表面を磨くための歯ブラシの向きを示す。

図１８に示されるように、毛の保持部１０４又は２０４の動きの方向を制御するための回路は、向きセンサ１５６と、配線で接続された論理回路又はマイクロプロセッサ４２０とを含み、論理回路又はマイクロプロセッサは、それぞれが向きセンサ１５６からの信号に従って歯ブラシの向きを定めるように構成される。。論理回路又はマイクロプロセッサ４２０はモータ駆動回路４２２に接続され、続いて電気モータ若しくは電気駆動装置１１２、２１２に接続される。

歯ブラシモジュール１００、２００は、歯肉の下に食べかすを押しやる可能性を低くすることによって、虫歯の発生率を低下させる方法でユーザーが歯を磨くことを可能にする。本発明は、毛の保持部１０４又は２０４に動作可能に接続された動力伝達アセンブリ１０６又は２０６を作動させ、それにより歯ブラシのフレーム１０２又は２０２に対して楕円経路１１６又は２１６に沿って毛の保持部の毛の先端１１４又は２１４を動かすようにする、歯を自動的に磨く方法を意図する。楕円経路１１６又は２１６に沿った動きの１回のサイクルでは、毛の先端１１４又は２１４は、フレーム１０２又は２０２から遠ざかって歯ＴＴに向かって移動し、次に歯肉線から遠ざかる方向に歯に沿って歯と接触して移動し、次にフレーム１０２又は２０２の方向へ引き返して歯ＴＴから遠ざかり、その後にフレーム１０２又は２０２に沿って歯ＴＴと接触せずに移動する。

その方法はまた、毛の先端１１４又は２１４がブラシの向きに応じて楕円経路１１６又は２１６に沿って一方向又は反対方向に動くようにして、毛の保持部１０４又は２０４の動きの方向を自動的に制御することを意図する。その方法は、フレーム２０２又は４０２の２つの選択する向きを検知して、歯ブラシモジュール１００又は２００が第１の選択する向きにある時に一方向に、第２の選択する向きにある時に反対方向に毛の保持部１０４又は２０４の動きを引き起こすか又は可能にするために、向きセンサ１５６（３０４、４０４）を作動させることを含んでもよい。

動力伝達アセンブリ１０６又は２０６の作動は、ローターの動力伝達軸１３２又は２７６に対して偏心した系統に沿ってカム要素１３４又は２６８を動かし、その結果としてカム作用の受け取り部１０４又は２４０を動かすことを含んでもよい。

楕円経路１１６又は２１６は、接近工程１１６ａ、２１６ａ及び後退工程１１６ｃ、２１６ｃがブラッシング工程１１６ｂ、２１６ｂ及び戻り工程１１６ｄ、２１６ｄに比べて小さいようにして、細長く又は平らにされることができることに注意されたい。特に動かない補助の毛の配列１４４、２７８の提供に伴って、歯の表面ＴＴに垂直な方向での毛の先端１１４、２１４の動きは、例えば２〜３ミリメートルから約１センチメートルの範囲内で維持されることができる。

１００ 歯ブラシモジュール
１０２ フレームアセンブリ
１０４ 毛の保持部又はカム作用の受け取り部
１０６ 動力伝達アセンブリ
１０８ フレームアセンブリの基部
１１０ 柄
１１２ 電気モータ若しくは駆動装置
１１４ 毛の先端
１１６（１１６ａ〜１１６ｄ） 楕円経路
１１８ フレームアセンブリの軸部
１２０ ブラシヘッド（のハウジング又はブラケット）
１２２ 基部の肩部
１２４ 環状のスリーブ
１２６ 取り付けブラケット
１２８ 駆動シャフト
１２９ フレームの軸部の導管又は管腔
１３０ 結合要素
１３２ 電気モータ若しくは駆動装置のローターシャフト
１３４ カムシャフト
１３６ 毛の保持部での開口部又は孔
１３８ 毛の保持部又はカム作用の受け取り部のスロット
１４０ 固定ピン
１４２ 駆動シャフト及びカムシャフトの回転軸
１４４ 補助の毛の配列
１４６ 毛の房
１４８ 補助の毛の配列の支持部
１５０ 支持部のペグ
１５２ ブラシヘッドの穴
１５４ 毛の房の自由端
１５６ 向きセンサ
１６０ 毛の保持部の連続した位置
１６２ 毛の先端の連続した位置
２００ 歯ブラシモジュール
２０２ フレームアセンブリ
２０４ 毛の保持部（毛のユニット）
２０６ 動力伝達アセンブリ
２０８ フレームアセンブリの基部
２１０ 柄
２１２ 電気モータ若しくは駆動装置
２１４ 毛の先端
２１６（２１６ａ〜２１６ｄ） 楕円経路
２１８ フレームアセンブリの軸部
２２０ ブラシヘッド（のハウジング又はブラケット）
２２２ 基部の肩部
２２４ 環状のスリーブ
２２６ 取り付けブラケット
２２８ 棒又はロッド
２３０ ピボットボール
２３２ 軸部（及びフレーム）の縦軸
２３４ 軸部（及びフレーム）の横軸
２３６ 毛の房のそれぞれの配列
２３８ 毛の保持部（毛のユニット）の導管
２３９ 毛の房
２４０ カム作用の受け取り要素
２４１ カム作用の受け取り要素での突起
２４２ カム作用の受け取り要素での孔
２４４ カム作用の受け取り要素でのスロット
２４６ アンカーピン
２４８、２５０ ブラケット
２６４ 動力結合要素
２６６ 動力結合要素の円筒形ディスク
２６８ 動力結合要素のカム要素
２７２ ディスクの凹部
２７４ ディスクのキー突起部
２７６ 電気モータのローターシャフト
２７８ 補助の毛の配列
２８０ 毛の房
２８２ 毛の自由端（末端）
２８６ カム作用の受け取り要素の突起での凹部
３０２ 柄
３０４ ボールセンサ
３０６ ボールセンサのケース
３０８ ボールセンサのボール
３１０ ボールセンサの電極又は接触ピン
３１２ ブラシ又は毛の配列
４０２ 柄
４０４ 重力センサ又は加速度計
４０６ 偏心質量
４１２ ブラシ又は毛の配列
４２０ 論理回路又はマイクロプロセッサ
４２２ モータ駆動回路
Ｌ１ 凹部からピボットボールまでの距離
Ｌ２ 毛の保持部ユニットからピボットボールまでの距離
ＴＴ 歯

Claims (20)

1. ローターを有する電動の駆動装置を収容する柄に接続可能な基部と、
   前記基部に接続された細長い中空のシャフト又は軸部と、ここで該シャフト又は軸部は遠位端で縦方向の軸を定め、
   前記シャフト又は軸部に前記基部と反対側の末端で取り付けられたブラシヘッドと、ここで該ブラシヘッドは、前記シャフト又は軸部及び前記基部に対して移動可能な毛の保持部を含み、
   前記駆動装置及び前記毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリと、
   を含み、前記動力伝達アセンブリは、毛の先端が前記シャフト又は軸部及び前記基部に対して概ね楕円である経路をたどるようにして、前記ローターの回転運動を前記毛の保持部の動きに変換するように構成され、前記楕円である経路は、歯の表面に向かう第１の経路部分と、前記歯の表面に沿ってそれぞれの歯肉線から遠ざかる第２の経路部分と、前記歯の表面から遠ざかる第３の経路部分と、前記第２の経路部分と反対方向であって前記歯の表面から離れた第４の経路部分とを含む、歯ブラシモジュール。
2. 前記歯ブラシモジュールの向きを検知するための向きセンサを更に含み、前記歯ブラシモジュールの向きに従って前記概ね楕円である経路に沿って前記毛の保持部の動きの方向を制御するために、前記向きセンサは前記駆動装置及び前記動力伝達アセンブリの少なくとも１つに作用可能に接続される、請求項１に記載の歯ブラシモジュール。
3. 前記センサは、少なくとも２つの選択する向きを検知して、前記歯ブラシモジュールが第１の前記選択する向きにある時に前記楕円である経路に沿って一方向に、前記歯ブラシモジュールが第２の前記選択する向きにある時に前記楕円である経路に沿って反対方向に、前記毛の保持部の動きを引き起こすか又は可能にするように構成される、請求項２に記載の歯ブラシモジュール。
4. 前記センサは、ボールセンサ及び重力スイッチ又は加速度計からなる群から選ばれる、請求項２に記載の歯ブラシモジュール。
5. 前記動力伝達アセンブリは、前記軸に対して偏心した動きを行うカム要素を含み、該カム要素は前記ローターに対して固定される、請求項１に記載の歯ブラシモジュール。
6. 前記動力伝達アセンブリは、孔を備えて形成されたカム作用の受け取り要素を更に含み、前記カム要素は、少なくとも一部が前記孔に配置されて前記孔の面と接触し、前記カム作用の受け取り要素は、前記基部及び前記シャフト又は軸部に対して静止したピンが横切るスロットを有する、請求項５に記載の歯ブラシモジュール。
7. 前記毛の保持部が、前記カム作用の受け取り要素を含む、請求項６に記載の歯ブラシモジュール。
8. 前記カム要素及び前記カム作用の受け取り要素は前記シャフト又は軸部の近位端の近くに配置され、前記動力伝達アセンブリは前記シャフト又は軸部を縦方向に通って延びるロッドを含み、該ロッドは近位端で前記カム作用の受け取り要素に連結され、前記ロッドは遠位端で前記毛の保持部に連結され、前記ロッドは前記基部と前記ブラシヘッドとの間で前記シャフト又は軸部内に回転可能に配置されたボールに取り付けられる、請求項６に記載の歯ブラシモジュール。
9. 前記毛の保持部は前記ブラシヘッドに沿って互いの間に空間が設けられた複数の毛の保持部の中の１つであり、各々の前記複数の毛の保持部はそれぞれの孔を備えて形成され、前記カム要素はそれぞれの前記孔内の一部に配置されてそれぞれの前記孔の面に接触して回る、請求項５に記載の歯ブラシモジュール。
10. 前記ブラシヘッドは、前記シャフト又は軸部及び前記基部に対して静止した少なくとも１つの補助の毛の保持部を含む、請求項９に記載の歯ブラシモジュール。
11. 前記ブラシヘッドは、前記基部と反対側である前記シャフト又は軸部の端に配置された中空のハウジングを含み、該ハウジングは前記基部に対して静止しており、前記毛の保持部が部分的に前記ハウジング内部に配置される、請求項１に記載の歯ブラシモジュール。
12. フレームアセンブリと、
    該フレームアセンブリの遠位端に移動可能に取り付けられた毛の保持部と、
    駆動モータに動作可能に接続可能であると共に、前記フレームに対して楕円経路に沿って前記毛の保持部での毛の先端を動かすために前記毛の保持部に動作可能に接続された動力伝達アセンブリと、
    を含む、歯ブラシモジュール。
13. 前記フレームに取り付けられて前記フレームの向きを検知するようにされた向きセンサを更に含み、該向きセンサは、前記毛の先端が前記フレームの向きに応じた方向で楕円経路をたどるように前記毛の保持部の動きの方向を制御するために、前記駆動モータ及び前記動力伝達アセンブリの少なくとも１つに作用可能に接続される、請求項１３に記載の歯ブラシモジュール。
14. 前記センサは、前記フレームの少なくとも２つの選択する向きを検知して、前記歯ブラシモジュールが第１の前記選択する向きにある時に一方向に、前記歯ブラシモジュールが第２の前記選択する向きにある時に反対方向に、前記毛の保持部の動きを引き起こすか又は可能にするように構成される、請求項１４に記載の歯ブラシモジュール。
15. 前記センサは、ボールセンサ及び重力スイッチ又は加速度計からなる群から選ばれる、請求項１４に記載の歯ブラシモジュール。
16. 前記動力伝達アセンブリは動力伝達軸に対して偏心した動きを行うカム要素を含み、前記動力伝達アセンブリは孔を備えて形成されたカム作用の受け取り要素を更に含み、前記カム要素は少なくとも一部が前記孔に配置されて前記孔の面と接触し、前記カム作用の受け取り要素は前記フレームに対して静止したピンが横切るスロットを有する、請求項１３に記載の歯ブラシモジュール。
17. 前記毛の保持部が、前記カム作用の受け取り要素を含む、請求項１７に記載の歯ブラシモジュール。
18. 前記カム要素及び前記カム作用の受け取り要素は前記シャフト又は軸部の近位端の近くに配置され、前記動力伝達アセンブリは前記シャフト又は軸部を縦方向に通って延びるロッドを含み、該ロッドは近位端で前記カム作用の受け取り要素に連結され、前記ロッドは遠位端で前記毛の保持部に連結され、前記ロッドは前記基部とブラシヘッドとの間で前記シャフト又は軸部内に回転可能に配置されたボールに取り付けられる、請求項１７に記載の歯ブラシモジュール。
19. 前記毛の保持部は前記フレームの遠位端にあるブラシヘッドに沿って互いの間に空間が設けられた複数の毛の保持部の中の１つであり、各々の前記複数の毛の保持部はそれぞれの孔を備えて形成され、前記カム要素はそれぞれの前記孔内の一部に配置されてそれぞれの前記孔の面に接触して回る、請求項１７に記載の歯ブラシモジュール。
20. 前記楕円経路は、前記フレームに向かう構成要素及び前記フレームから遠ざかる構成要素を含む、請求項１３に記載の歯ブラシモジュール。

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