JPH05501366A - 回動剛毛支持体を有する電気歯ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回動剛毛支持体を有する電気歯ブラシ 本発明は電気モータ駆動体を有するハンドル部分を備えた電気歯ブラシに関する 。ブラシ部分はハンドル部分に接続されるようになっており、ブラシ部分は剛毛 支持体のトルクを伝達する手段を有する軸を備え、剛毛支持体はハンドル部分か ら離れたブラシ部分の端部て回動可能に支持されている。剛毛支持体はトルクを 受け、剛毛を取り付けるための手段を有し、剛毛支持体の回動軸線はブラシ部分 の中実軸線に対して所定の角度で、特にほぼ直角に配置されている。

同じような特徴を有する歯ブラシは国際特許出願第ＷＯ３４１０２４５３号また はこの出願によって生じた米国特許第４，６１９，００９号から既に公知である 。この歯ブラシの剛毛支持体はブラシ部分のヘッド端部の軸受は穴に支持される 軸受は部分を有する。剛毛支持体は軸受は部分の環状溝に摺動固定係合によって 配置される。

剛毛支持体は取り付は管を通って伸び、ヘッド端部にベベルギヤを有する駆動軸 によって駆動される。これらのベベルギヤは、剛毛支持体の取り付はプレートの 下側の剛毛支持体上に直接配設されている剛毛支持体上のギヤと噛み合っている 。剛毛支持体の回動輪線は取り付は管の長手方向の軸線に直角に配置されており 、取り付はプレートと剛毛支持体のトルクを受ける手段の双方は取り付は管また はブラシ部分の長手方向の中心線の一方の側に配置されている。

この公知の構成は、次のような欠点を有する。駆動軸と剛毛支持体とを含む回動 部品だけではなく、剛毛支持体の固定装置と軸受は部も摩耗を受ける。この接続 において、特に歯ブラシが従来は多少の研磨剤を含む歯清浄剤と組み合わされて 使用されることが考慮されている。

このような理由によって、摩擦点の数または摩擦面の大きさをできるだけ減らす ことが好ましい。他方、このような考えは、移動可能部品の、ある程度の摩耗量 を許容しながら、歯ブラシの安全な作用を補償するために適しているから公知の 歯ブラシの寿命を長期化することに寄与する。これは先行技術を示す図４を参照 してさらに詳細に説明される。長期間使用した後、軸受は部分７または軸受は穴 １１は、ある程度摩滅し、ギヤ駆動体１９のギヤ１０及び２０の特定の構成とそ の構成による剛毛支持体３１に作用する半径方向の力成分によって、理想的な回 動軸線からそれて、側壁６の方向に傾斜する。軸受は部品の摩耗の進行によって 、ある瞬間から完全に噛み合いが外れるまでギヤ１０及び２０の係合が次第に減 少する。これによって公知の歯ブラシは使用不可能となり、交換しなければなら なくなる。

本発明の目的は、前述した先行技術の欠点を回避することである。特に本発明の 目的は、摩擦を減少することに加えて、ある程度可動部品が摩耗しても歯ブラシ の操作性能が維持されるようにトルク伝達手段を配置することである。

この要求は始めに言及した特徴を組み入れた電気歯ブラシによって満足され、そ の電気歯ブラシによれば、トルクを受ける手段と剛毛を取り付ける手段とをそれ ぞれブラシ部分の長手方向の中心線上の上と下に剛毛支持体上に相対的に対抗す る構成に配置し、軸のトルクを伝達する手段はトルクを受ける手段と剛毛を取り 付ける手段との中間の領域の剛毛支持体に重なるように係合するようになってい る。これらの手段によって、トルクを伝達する手段を有する軸は同時に剛毛支持 体の固定作用をするように作用する。なぜならば、軸はトルクを受ける手段と剛 毛を剛毛支持体上に取り付けるための手段との間で重なるように係合しているか らである。これによって摩耗が増加した軸受は部品を有する剛毛支持体のために 追加の固定装置を付加する必要が完全に無くなる。

剛毛支持体はブラシ部分の軸上に取り付けられ、トルク受は手段は軸の下端の領 域の剛毛支持体上に配置されるから、ギヤ列におけるトルク伝達の結果、剛毛支 持体の軸へ作用する半径方向の力は、その力が作る傾斜または曲げモーメントが 最小になる場所で軸内に導入される。

これらの手段によって、軸受は部品の摩擦並びに摩耗が減少される。

特に有利な構成が、剛毛支持体へのトルクの伝達が剛毛支持体を取り付けるため の軸の下端で及びブラシ部分の長手方向の中心線の下で行われるようにトルク伝 達手段を配置することによって得られる。トルク伝達作用中に生じる半径方向の 力は、傾斜した瞬間に剛毛支持体上に軸線方向に作用し、軸受は部品の対応する 摩耗の後に、剛毛支持体を実際に傾斜させるが、剛毛支持体の回動軸の傾斜運動 は、トルク伝達及びトルク受は手段の離脱を生じない。それに対して、トルク伝 達手段は回動軸の傾斜が生じてもさらに緊密に噛み合っていることが分かる。

先行技術の実施例に対して、トルクを導入するためのこの特定の構成は、駆動部 品がトルク伝達手段をより緊密に噛み合う方向に移動させる傾向を有するという 効果を有する。

ベベルギヤとしてトルク伝達手段を形成することは製造の制御可能性及び形状の 計算を相対的に容易にする利点を有する。剛毛または剛毛のふさを取り付けるた めに剛毛支持体のギヤに対向して取り付はプレートを配置することによって、本 発明の歯ブラシの清浄効果に関する剛毛の形状の°自由構造及び最適化を保証す る。軸のベベルギヤをベベルギヤセグメントとして製造することによって、上記 した利点を維持しながらブラシ部分の全体の長さを減少することを可能にする。

約＋／−３５°の傾斜角度で交互に反転する方向に回動するように駆動される剛 毛支持体は歯ブラシによる集中的な清浄効果を保証する。トルク伝達手段に焼結 金属を使用することによって、高負荷を受けるこれらの構成要素の摩耗を減少さ せる。これらの焼結金属部品を工業プラスチックで作られた軸及び取り付はプレ ートにスプライン接続することによって必要なトルクの伝達を保証する。ブラシ 部分の取り付は管に開口を設けることによってブラッシングの後の歯ブラシの洗 浄及び乾燥が問題なく行われ、軸のベベルギアセグメントの方向が反転する回動 運動の結果として、ブラシ部分内に生じる小さいポンプ作用を保証する。

この手段によって、歯研磨剤が軸受けに入ることをかなり防止することができ、 歯研磨剤が軸受けにすでに入った場合には、歯磨きが終了した後、軸受けから取 り除くことができる。ブラシ部分の取り付は管の開口領域の軸上に設けられたく さび形の軸受けは遠心力によって紬領域に入った水をくさび形軸受けから外側に 放出する。この手段によって、取り付は管に入った液体が取り付は管全体を通っ てハンドル部分まで流れるのを防止し、その大部分は遠心力リングによって取り 付は管からあらかじめ取り除かれる。またこれは本体中に歯の研磨剤が入って生 じるブラシ部分の摩耗を実質的に減少することに寄与する。

さらに本発明の利点は、図面と関連した実施例の次の説明から明らかになるであ ろう。

図１は１つの実施例を示す本発明の歯ブラシの概略図である。

図２は軸が断面で示されていない図１の歯ブラシのブラシ部分の前端の長手方向 の断面図である。

図３はピン、ベベルギア及び軸が図２の線Ａ−Ａに沿って切断されたスリーブ部 分の平面図である。

図において、参照等号２０が電気歯ブラシを示す。電気歯ブラシ２０はハンドル 部分２２とハンドル部分２２と接続されるようになっているブラシ部分２４とを 有する。ハンドル部分２２はアキュムレータ２６または代替案として電池、モー タ２８及びモータ２８の連続的な回動運動を交互に逆方向の回動運動に変換する ための転換装置３０を収容する。ハンドル部分の外側には歯ブラシ２０を作動さ せるためのスイッチ３２がある。ブラシ部分２４は軸３４を収容する中空の取り 付は管３６を有する。取り付は管３６と軸３４は詳細に示していない結合子段４ ０によってハンドル部分２２に接続されるようになっている。ハンドル部分２２ から離れたブラシ部分２４の端部に、剛毛４５または剛毛のふさを受けるための 取り付はプレート４４を有する剛毛支持体３８が配設されている。取り付はプレ ート４４の反対側の端部で、剛毛支持体３８は軸３４のヘッド端部に配置された ベベルギアセグメント４８と噛み合うベベルギア４６を有する。

剛毛支持体３８の回動軸線は軸３４の回動軸線に関してほぼ９０°の所定の角度 を形成する。この角度は本発明の観点を制限せずに、３０度から１２０度の間の 値を取る得ることは理解できよう。ベベルギア列４２は方向が反転する回動軸３ ４のトルクを剛毛支持体３８に伝達するベベルギア４６及び４８からなり、剛毛 支持体３８は好ましくは、軸３４に直角に配置されている。剛毛支持体３８によ ってカバーされる回動角度の範囲は、＋／−２０°と＋／−１００°との間のオ ーダーの値を取るが、好ましい角度は約＋／−３５°である。

図２からさらに明らかになるように、中空の取り付は管３６はハンドル部分２２ から離れたヘッド端部に向かう方向に傾斜している。取り付は管３６のヘッド端 部は上方に開口したカップ形状のソケット５０として構成されている。遷移領域 ５１において、取り付は管３６の内径は、その本来の直径の約３／４に急に減少 している。

この軸受は面は、リング６０とサークリップ６２と関連して取り付は管３６の遷 移領域５１に配置されている軸部材７５を軸線方向に固定するように作用する。

カップ形状のソケット５０に近い端部で、軸部材７５はベベルギアセグメント４ ８を含む。ベベルギヤセグメント４８はカップ状のソケット５０の底部領域に近 いブラシ部分２４の長手方向中心軸線５２の下方に配置されている。

急に減少する領域内の軸部材７５の断面は参照番号７４によって示される。軸部 材７５の直径は上方の領域の小さい直径から下方の大きい直径に急に増加し、小 さい直径は約２５００の角度範囲にわたって維持され、大きい直径は１１００の 範囲にわたって維持されている。この構成によって軸部材が約＋／−３５°の交 互に反転する方向への回動を行うことを可能にする。ベベルギヤセグメント４８ から離れた端部で軸部材７５は取り付は管３６の内径に適合する円筒形の外周寸 法を有する。軸部材はその内周縁にスプライン８ｏを有するハブ４９で終結して いる。スプラインの内周ラインはほぼ正弦曲線状のまたはロゼツト形状で伸びて おり、それによって軸３４からの最適なトルクを保証し、軸３４のヘッド端部は 軸部材７５の内側スプライン部分８ｏに嵌合するようになっている外側スプライ ン部分を有する。軸部材７５は好ましくは焼結金属で作られており、軸３４は工 業用プラスチックで作られた射出成型部品である。カップ形状ソケット５０の底 部の中央部に、中央に配置されたブラインドエンド穴５７を有する円錐台形隆起 部６３が設けられており、穴５７は好ましくは例えば鋼のような非摩滅性の材料 で作られる軸５６を固定的に受けるように作用する。軸５６は軸３４に対して直 角を形成し、回動する剛毛支持体３８を支持するようになっている。本実施例に おいて、剛毛支持体３８は２つの部分、すなわち、環状ショルダ６１を有しかつ その環状ショルダ６１と一体的に形成されたピン５９と、ピン５９上に嵌合する スリーブ部分５８を有し、かつそのスリーブと一体的に形成された取り付はプレ ート４４とを有し、取り付はプレート４４はカップ形状のソケット５ｏ上に伸び ており、それをカバーするスリーブ部分の２つの部分からなる構造である。環状 ショルダ６１とピン５９との中間部の遷移領域において、ベベルギヤセグメント ４８と噛み合うベベルギヤ歯４６が設けられている。ベベルギヤ４６は軸５６の 下端領域５３の領域に配置されている。好ましくは、ベベルギヤ４６の正確な軸 線方向の位置は、ベベルギヤ４６へのトルクの伝達が下端部５３上の小さい距離 で行われるような領域にある。ピン５９は中央に円錐台上の凹部を有する底部を 有し、隆起部６３とピン５９との間に小さい間隔が維持されるように、隆起部６ ３の部分をこの凹部内に係合することを可能にする。ピン５９、環状ショルダ６ １及びベベルギヤ４６は一体の焼結金属部品であり、スリーブ部分５８及び取り 付はプレート４４は工業用プラスチックで製造された射出成型部品である。

ピン５９からスリーブ部分５８に必要なトルクを伝達するために、図３に示すよ うなスプライン８１が設けられている。一方の側が偏心したばち形のようなピン ５９の中心部上に配置されたベベルギヤ４６とスプライン８１が明瞭に認められ る。ピン上に嵌合するスリーブ５８はそれと対応する一方が偏心したばち形の構 造を有し、それによってトルクを取り付はプレート４４上に伝達するための十分 な表面を有する。ピン５９に関してスリーブ部分５８または取り付はプレート４ ４の軸線方向の固定はその周りにおいて射出成型、のりずけ、超音波溶接によっ て達成される。軸５６の自由端を受けるように作用するブラインドエンド穴５５ がピン５９の中心を通って伸びている。偲々の剛毛４５または剛毛のふさを収容 するための穴が取り付はプレート４４に設けられている。

カップ形状のソケット５０の中心から外れた底部領域に開口６４．６５が設けら れている。同様の開口部が取り付は管３６のハウジング壁領域内にある。軸３４ の領域の開口部は参照数字６６及び６７によって同定される。

さらに取り付は管３６のハウジングは図面に示していない開口部を含み、これら は軸部材７５上の側壁内の上方ハウジング部分６８に配置されている。

ブラシ部分２４は次に説明するように組み立てる。剛毛支持体３８を上方から軸 ５６の自由端上に向けて下方に取り付は管３６のカップ形状のソケット５０に挿 入する。偏心して配置されたばち形のスプライン部分を側壁４７に隣接したブラ シ部分の前端部の方向に整合させる。

ハンドル端部の取り付は管３６の開口を通してＮｉ部材７５が遷移領域５１の当 接面に当接するように工具によって軸部材７５を取り付は管３６に挿入する。軸 部材７５がベベルギヤセグメント４８だけを備えており、その歯が円周全体にわ たって伸びていないという事実によってベベルギヤセグメント４８は長手方向の 中心線に関して所定の角度位置に向けられる。次にリング６０及びサークリップ ６２例えば切り欠きリングによって軸部材７５を軸線方向に固定する。

ベベルギヤセグメント４８を剛毛支持体３８のベベルギヤ４６上に嵌合し、また 剛毛支持体３８を軸５６に関する軸線方向の変位に対して固定する。最後に軸３ ４を軸部材７５のハブ４９の領域の取り付は部に挿入する。

紬３４から軸部材７５へのトルクの伝達は軸部材７５のｍ３４との係合領域のス プライン８０によって保証される。図面にさらに詳細に説明しない手段によって 軸３４を長手方向の中心線５２に関する軸線方向変位に対して固定する。軸３４ はハンドル部分２２の駆動軸に結合されるようになっており、取り付は管３６は ハンドル部分のハウジングに結合されるようになっている。

剛毛支持体３８のベベルギヤ４６に関する軸３４または軸部材７５の有利な構成 によって、軸３４または軸部材７５は剛毛支持体を軸線方向に固定する作用を満 たすだけでなく、次に述べるようなさらに有利な結果を得ることができる。運動 掌上またはベベルギアの設計における通常の基準マニュアルから容易に明らかに なるように、基本的に歯の表面に垂直に働く被駆動ギア上に作用する力は円周方 向の力、軸線方向の力及び半径方向の力に分解することができる。円周方向の力 は被駆動ギアによって受けるトルクを決定する力成分である。軸線方向の力及び 半径方向の力は伝達するトルクの量になんら寄与せず、特に被駆動ギアの軸受は 上に負荷を与える損失力である。本実施例において、軸線方向の力はカップ形の ソケット５０の底部部分の方向に剛毛支持体の回動軸５４に沿って作用する。こ の軸線方向の力は軸５６のヘッド端部とブラインド端部穴５５のヘッド領域との 間の当接手段によって支持される。この領域において、明らかに目視することの できる軸受けの摩耗は生じていない。なぜならば、歯の研磨剤が軸５６とブライ ンド端部穴５５との間の正確な嵌合によってこの領域にほとんど入り込むことが できないからである。それに対して、半径方向への力は軸５６上に曲げモーメン トを与え、そのモーメントは軸に力が加えられる点と軸の固定点との間の距離に よって次第に増加する。従って、できるだけ紬５６の固定点に近い軸線の領域に 力またはトルクを導入することが有利である。この設定はトルクの伝達において 生じる半径方向の力成分の結果軸５６上に作用する曲げモーメントを最小にする 。特に、軸５６の固定点から小さい距離を有する回動軸５６の軸線方向の領域内 でベベルギア歯４６に力を導入することが有利である。半径方向成分から生じる 軸５６上の傾斜モーメントは軸５６をカップ形ソケット５０の側壁４７の方向に 傾斜させる。また次に、上方に重なったベベルギア歯４６を有する環状ショルダ ６１がこの角度で傾斜し、その理想的な位置から離れる。しかしながら、これは ベベルギアセグメント４８の歯とベベルギア４６をさらに緊密に噛み合わせる。

ベベルギア列４２の歯が歯の研磨剤によって経時的に摩耗し、１＃ｉ５６とブラ インド端部穴５５が大きくなると仮定するならば、トルクの伝達は長期間にわた って可能である。なぜならば、半径方向の力の結果としての軸５６上に作用する 傾斜モーメントがギア列４２の歯がさらに緊密に噛み合う方向に作用するからで ある。互いに関し、及び＃ｉ５６の固定点に関するギア列４２の歯の有利な構成 によっである程度の摩耗がある場合であっても、ブラシ部分の寿命を長期化する ことができる。

取り付は管３６の開口部とカップ形状のソケット５０の底部の開口部６４．６５ とは歯の研磨剤及び他の異買の材料の除去を含む、ブラシ部分の洗浄を容易にす る。

取り付はプレート４４の下側にある取り付は管の上方側壁内の軸部材７５の開口 部６８はブラシ部分２４の洗浄に対しては二義的なものである。軸部材７５は断 面７４によって示した形状に構成されており、揺動中にポンプとして作用し、こ の領域に含まれる液体を、細部材７５と取り付は管３６の内壁との間に維持され る間隙を通してカップ形状ソケット５０内にだけではなく軸３４の方向にも送り 出す。この圧力を解放するために、軸部材７５上の取り付は管３６のハウジング 部分６８に開口部が設けられている。この手段にもかかわらず、軸部材７５を越 えて取り付は管３６の内側に入り、ハンドル部分２２とブラシ部分２４との間の 結合領域４０に軸３４に沿って異種の材料と混合した液体が入り込む可能性を完 全にはなくすことができず、取り付は管３６の開口部６６及び６７の領域の軸３ ４上にくさび形軸受は部７０，７１．７２が設けられている。異種の材料と混合 した液体がこれらの軸受け７０，７１．７２を通過するならば、これらの軸受け に作用する増大する遠心力が液体と異種の材料の大部分を取り付は管３６の外側 の開口部６６゜６７を通って遠心力で放出する。したがって軸受け７０゜７１． ７２は取り付は管３６の内部から他の粒子及び液体を除去するための遠心力リン グの効果を有する。この設定は、さらに増大した機能的な信頼性とブラシ部分２ ４の摩耗抵抗を保証する。

本発明の実施例を剛毛支持体３８がブラシ部分２４の長手方向中央線５２に直角 な方向に関して約＋／−３５０の角度で交互に反転するように回動する歯ブラシ に関して説明した。しかしながら、本発明はこの特定の実施例に制限されること はなくブラシ部分２４の長手方向中央線に関して直角でなく他の角度で歯ブラシ を連続的に回動するものに使用するために適している利点を有することは評価で きよう。

？ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の千４枦釦平成４年５月７３日 い

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１．　　（ａ）電気モータ駆動体（２８）を有するハンドル部分（２２）　と 、 　（ｂ）ハウジング部分（２２）に接続されるようになっているブラシ部分（２ ４）とを有し、　（ｃ）ブラシ部分（２４）は、トルクを剛毛支持体（３８）に 伝達する手段を有する軸（３４）及びハンドル部分から離れた端部に回動可能に 支持された剛毛支持体（３８）を有し、 　（ｄ）剛毛支持体（３８）はトルクを受ける手段及び剛毛（４５）を取り付け る手段を有し、　（ｅ）剛毛支持体（３８）の回動軸線（５４）はブラシ部分（ ２４）の中心線（５２）に対してほぼ直角に配置されるようになっている電気歯 ブラシにおいて、　（ｆ）トルクを受ける手段及び剛毛（４５）を取り付ける手 段はそれぞれブラシ部分の長手方向中心線（５２）の上方及び下方に、剛毛支持 体（３８）上に相対的に対向するように配置されており、 　（ｇ）軸（３４）のトルクを供給する手段はトルクを受ける手段と剛毛を取り 付ける手段との中間部の領域で剛毛支持体（３８）に重なるように係合するよう になっていることを特徴とする電気歯ブラシ。 　２．　剛毛支持体（３８）はブラシ部分（２４）の軸（５６）上に取り付けら れており、トルク受け手段は軸（５６）の下端領域の剛毛支持体（３８）上に配 置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気歯ブラシ。 　３．　トルク伝達手段は、剛毛支持体（３８）へのトルクの伝達が剛毛支持体 （３８）を取り付けるための軸（５６）の下端部（５３）の上方であってブラシ 部分（２４）の長手方向中心線（５２）の下方で行われるように配置されている ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気歯ブラシ。 　４．　軸（３４）は剛毛支持体（３８）に近い端部にベベルギア（４６）を有 し、剛毛支持体（３８）は剛毛支持体（３８）の底部傾城に設けられたベベルギ ア（４６）に係合するようになっていることを特徴とする請求項１から３のいず れか１つに記載の電気歯ブラシ。 　５．　剛毛支持体（３８）は剛毛（４５）または剛毛のふさ（４５）を取り付 けるためのべベルギアに対向する取り付けプレート（４４）を含むことを特徴と する請求項４に記載の電気歯ブラシ。 　６．　軸（３４）のべベルギアはベベルギアセグメント（４８）として形成さ れ、剛毛支持体（３８）は約＋／−３５°の範囲で交互に反転する方向に回動ず るように駆動されることを特徴とする請求項４または５に記載の電気歯ブラシ。 　７．　トルク伝達手段は焼結金属部品であり、プラスチックで作られ且つ特定 のばち形の相互係合するスプライン（８０、８１）によって軸（３４）及び取り 付けプレート（４４）に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいず れか１つに記載の電気歯ブラシ。 　８．　ブラシ部分（２４）は、軸（３４）を受けるための取り付け管（３６） を有し、取り付け管（３６）は剛毛支持体（３８）を受けるカップ形状のソケッ ト（５０）で終結していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記 載の電気歯ブラシ。 　９．　軸（５６）は一端がカップ形状のソケット（５０）の底部に固定され他 端が剛毛支持体（３８）のブラインド端部穴（５５）に収容されるようになって いる請求項８に記載の電気歯ブラシ。 　１０．　取り付け管（３６）とカップ形状のソケット（５０）は開口部（６４ −６８）を有することを特徴とする請求項８に記載の電気歯ブラシ。 　１１．　軸（３４）は開口部（６６，６７）の領域の軸の周縁にわたってのび ているくさび形の軸受け（７０，７１，７２）を有することを特徴とする請求項 １０に記載の電気歯ブラシ。