JPH0595816A - 電動歯ブラシ等に使用される軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、モータを駆動する電源の消費
電力を少なくできるようにした電動歯ブラシ等に使用さ
れる軸受構造を得ることにある。 【構成】モータ６の動力により往復動される駆動軸１５
を支持するすべり軸受１８の軸受孔１９、またはこの軸
受孔１９に嵌合される前記駆動軸１５の中間部分１５ｂ
の少なくとも一方の軸直角方向の断面形状を、非円形に
するとともに、前記すべり軸受１８の前記軸受孔１９を
作る軸受面１９ａと前記駆動軸１５の孔嵌合部分１５ｂ
とを周方向の数箇所で接触させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯部を磨くための電動
歯ブラシ等に使用され、その消費電力を少なくできるよ
うにした軸受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動歯ブラシは、筒状の本体ケースに動
力源としてのモータおよびこの動力を受けて動作する駆
動機構を内蔵するとともに、本体ケースの上端から突出
された駆動軸に歯ブラシを着脱可能に取付けて、前記駆
動機構により駆動軸とともに歯ブラシを高速度で軸方向
に往復直線運動または周方向に往復回動運動させて、歯
磨きに使用するものである。

【０００３】以上のようにモータの動力で往復動される
駆動軸（可動軸）は、その１〜２か所をすべり軸受で支
持されている。そして、従来において、すべり軸受の軸
受孔の軸直角方向の断面は円形であるとともに、この軸
受孔に嵌合する駆動軸の軸直角方向の断面も円形をなし
ており、駆動軸はその外周面をすべり軸受の軸受孔をな
す軸受面に摺接させながら往復動されるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の軸
受構造では、駆動軸と軸受の軸受面との接触面積が大き
いから、駆動軸の摺動抵抗が大きく、それに伴い消費電
力が大きいという問題があった。そのため、モータの電
源が乾電池である場合には、その電池寿命が短い。ちな
みに、単３形アルカリ電池を電源とした従来の電動歯ブ
ラシ（ただし、駆動軸はステンレス製、すべり軸受がポ
リアセタール樹脂であって、駆動軸が直線往復動するも
の）に、歯ブラシを装着しこれに300ｇの負荷を掛けた
状態で連続運転した時の、運転時間に対する電池電圧の
変化を測定した結果は、図５中Ａに示され、軸受構造で
の負荷が大きいために使用開始時点での電池電圧が 1.2
Ｖと小さく、実使用可能電圧（その電池電圧は 0.9Ｖで
あって、それ以下では駆動軸に対し適正な駆動力を与え
られない電圧）に、約２５分の短い時間で達することが
分かった。本発明の目的は、動力源を駆動する電源の消
費電力を少なくできるようにした電動歯ブラシ等に使用
される軸受構造を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電動歯ブラシ等に使用される軸受構造は、
動力源の動力により軸方向または周方向に往復動される
可動軸を支持するすべり軸受の軸受孔、またはこの軸受
孔に嵌合される前記可動軸の孔嵌合部分の少なくとも一
方の軸直角方向の断面形状を、非円形にするとともに、
前記すべり軸受の前記軸受孔を作る軸受面と前記可動軸
の孔嵌合部分とを周方向の数箇所で接触させたものであ
る。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、すべり軸受の軸受孔また
は可動軸の孔嵌合部分の少なくとも一方の断面形状を非
円形としたから、すべり軸受の軸受面と前記孔嵌合部分
とは周方向の数箇所で接触する。そのため、軸受孔に対
する可動軸の嵌合精度が損なわれることがないととも
に、軸受孔と可動軸との接触面積が小さくなって可動軸
の摺動抵抗を少なくできる。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の第１実
施例を説明する。

【０００８】図２中符号１は手でしっかりと握れる太さ
と長さを有した筒状をなす樹脂製の本体ケースで、その
下端開口は着脱可能に螺合された蓋２で閉じられてい
る。この本体ケース１には駆動機構３が内蔵されている
とともに、この機構３の電源となる電池４が収納されて
いる。電池４には乾電池または蓄電池が用いられ、この
実施例は前記蓋２の開閉を伴って出し入れされる乾電池
を用いた場合である。また、図２中符号５は電池押しば
ねを示している。

【０００９】駆動機構３は図２および図３に示すように
構成されている。つまり、符号６は電池５の電力が印加
されることにより動作される動力源としてのモータで、
その出力軸には駆動歯車７が取付けられている。この歯
車７には中間歯車８が噛み合わされ、この歯車８には中
間平歯車９が固定されている。中間平歯車９には従動平
歯車１０が噛み合わされている。図２〜図４中符号１
１，１２は夫々歯車軸で、歯車軸１１は前記歯車８，９
を支持し、歯車軸１２は前記歯車１０を支持している。
これらの歯車軸１１，１２は本体ケース１の内面に固定
された歯車ベース１３に支持されている。さらに、従動
平歯車１０にはその中心から偏心した位置に駆動ピン１
４が突設されている。

【００１０】この駆動機構３には可動軸としての駆動軸
１５が駆動ピン１４に連動するように取付けられてい
る。つまり、例えばステンレス製の駆動軸１５にはその
軸直角方向に沿って横長な係合溝１６が設けられ、この
溝１６に駆動ピン１４が挿入して係合されている。駆動
軸１５は本体ケース１の上端部に形成された筒状の軸受
支持部１７を貫通して本体ケース１の上端から突出され
ている。この駆動軸１５の本体ケース１の外に突出され
た先端部には軸直角方向の断面が四角な角軸部１５ａが
形成されている。前記係合溝６を設けた下端部および上
端の角軸部１５ａを除いた駆動軸１５の中間部分１５ｂ
は、図１に示すように断面円形の丸棒で形成されてい
る。

【００１１】前記軸受支持部１７にはすべり軸受１８が
内蔵されており、この軸受１８に駆動軸１５が貫通され
ている。すべり軸受１８はポリアセタール樹脂の一体成
形品であって、図１に示すように中央部に上下両端が夫
々開放された軸受孔１９を有している。この軸受孔１９
はその軸直角方向に沿う断面を非円形例えば略四角形状
にして形成されている。そして、この軸受孔１９には駆
動軸１５の断面円形をなす中間部分（つまり孔嵌合部
分）１５ｂが嵌合されている。そのため、軸受孔１９を
作るすべり軸受１８の軸受面１９ａに、前記中間部分１
５ｂの周面の４か所を接触させて、駆動軸１５がすべり
軸受１８に摺動自在に支持されている。

【００１２】図２に示すように駆動軸１５の角軸部１５
ａには、歯ブラシ２０が着脱可能に取付けられている。
歯ブラシ２０は柄２１の先端部にブラシ毛２２を植毛す
るとともに、柄２１の基端部２１ａに角軸部１５ａの先
端部に着脱可能に嵌合される孔などからなる嵌合部２１
ｂを設けて形成されている。嵌合部２１ｂと角軸部１５
ｂａとの嵌合により歯ブラシ２０は、駆動軸１５に対し
て位置決めされて、駆動軸１５の周方向に不用意に回る
ことがないように取付けられるものである。

【００１３】なお、図４に示すように歯ブラシ２０の往
復の変位量Ｌは３〜７ｍｍに定められ、そのために、前
記駆動ピン１４の従動平歯車１０の中心に対する偏心量
ｌを1.5〜 3.5にしてある。また、図２に示すように本
体ケース１の上端部外面には、柔軟性に富むゴムで形成
された防水キャップ２３が、駆動軸１５の本体ケース１
外に突出した部分をその周囲から覆って取付けられてい
る。

【００１４】前記構成の電動歯ブラシのモータ６に通電
して駆動機構３を動作させると、駆動歯車７の回転が、
中間歯車８との噛み合いでこれと中間平歯車９に伝えら
れた後、この歯車９との噛み合いで従動平歯車１０に伝
えられて、この歯車１０を回転させる。このため、駆動
ピン１４が同時に前記偏心量ｌを半径とする偏心円運動
を行いながら駆動軸１５の係合溝１６内を移動するか
ら、これら駆動ピン１４と係合溝１６との係合を介し
て、駆動軸１５が軸方向に前記偏心量ｌの２倍の量を変
位とする直線往復動を行う。なお、この駆動軸１５の往
復動作は高速であって、毎分2000〜3000回（１往復を１
回とする）行われる。

【００１５】したがって、歯ブラシ２０全体がその軸方
向に３〜７ｍｍのストロークで往復動される。このよう
にして高速で直線往復動される歯ブラシ２０のブラシ毛
２２を歯等に軽く押し当てることにより、歯部をブラッ
シングできる。このブラッシングにおいて、防水キャッ
プ２３はその柔軟性により可撓変形するので、容易に駆
動軸１５の動きに追従でき、駆動軸１５の動作を妨げる
ことがない。

【００１６】そして、以上のように高速で往復動される
駆動軸１５はすべり軸受１８で支持されているが、この
軸受１８の軸受孔１９は四角形状であるので、この孔１
９を貫通する駆動軸１５の断面円形の中間部分１５ｂ
は、図１に示すように軸受面１９ａに対して４か所で線
接触している。

【００１７】そのため、すべり軸受１８と駆動軸１５と
の接触面積が小さく、この駆動軸１５の摺動抵抗を少な
くできる。したがって、前記モータ６を駆動する電池４
の消費電力を少なくできるとともに、この電池４の寿命
を延ばすことができる。

【００１８】ちなみに、前記構成の電動歯ブラシに、電
池４に単３形アルカリ電池を使用するとともに歯ブラシ
２０を装着しこれに 300ｇの負荷を掛けた状態で連続運
転した時の、運転時間に対する電池電圧の変化を測定し
た結果が、図５中Ｂに示されている。この比較試験によ
れば、軸受構造での負荷が小さいために使用開始時点で
の電池電圧が 1.4Ｖ強と大きく、実使用可能電圧（ 0.9
Ｖ）に達するまでに約６３分の時間を費やし、従来の軸
受構造を備えた電動歯ブラシに比較して、2.52倍の寿命
向上を確認できた。このような寿命向上により、電池４
の交換頻度（なお、電池４が蓄電池の場合には充電頻
度）を少なくできる。

【００１９】また、図５中Ｂから明らかなように電池電
圧の低下が少ないから、モータ６に与える電力も多く、
よってモータ６のトルク、換言すれば歯ブラシ２０の駆
動力も長時間にわたって大きく維持できる。その上、既
述のように駆動軸１５の周方向の４か所が軸受面１９ａ
に接触しているので、軸受孔１９に対する駆動軸１５の
嵌合精度が損なわれることがなく、したがって、駆動軸
１５のすべり軸受１８に対するがたつきが大きくなっ
て、騒音を高めるようなことがない。図６〜図９は夫々
異なる他の実施例の要部を示した前記図１相当の断面図
であり、以下、前記第１実施例とは異なる部分について
のみ説明する。

【００２０】図６に示した第２実施例は、軸受孔１９の
軸直角方向の断面を四角ではなく、長さが等しい三つの
平面の端部同志を円弧面で繋いでなる軸受面１９ａで軸
受孔１９を形成した構成である。このような軸受孔１９
を有した軸受構造によれば、駆動軸１５の断面円形をな
す中間部分１５ｂの外周３か所が軸受面１９ａに線接触
するから、接触面積および駆動軸１５の摺動抵抗が夫々
更に小さくなって、駆動軸１５を駆動するモータの消費
電力をより少なくできる。

【００２１】図７に示した第３実施例は、すべり軸受１
８の軸方向に延びるビード１９ｂを三つ以上軸受け面１
９ａに突設して、これらビード１９ｂの丸まった先端ま
たは凹面（図示しない）を駆動軸１５の断面円形をなす
中間部分１５ｂに接触させて、駆動軸１５を支持した構
成である。このような軸受構造においても、駆動軸１５
の周方向数箇所がすべり軸受１８に線接触（または面接
触）するから、駆動軸１５の摺動抵抗を小さくして、本
発明の所期の目的を達成できる。

【００２２】図８に示した第４実施例は、すべり軸受１
８の軸受孔１９を断面円形とするとともに、この軸受孔
１９に嵌合する駆動軸１５の中間部分１５ｂの軸直角方
向の断面を四角形状とし、かつ、前記中間部分１５ｂの
四隅を夫々円弧面に形成して、これら円弧面を、軸受孔
１９を作る軸受面１９ａに線接触ないしは面接触（これ
らの接触の仕方は前記四隅の円弧の曲率によって決ま
る。）させた構成である。そして、このような軸受構造
においても、駆動軸１５の周方向の４か所が軸受面１９
ａに接触するから、接触面積および駆動軸１５の摺動抵
抗が夫々小さくなって、駆動軸１５を駆動するモータの
消費電力をより少なくできる。

【００２３】図９に示した第５実施例は、すべり軸受１
８の断面を四角状軸受孔１９に嵌合される駆動軸１５の
中間部分１５ｂの軸直角方向の断面を四角形状とし、か
つ、その四隅を夫々円弧面に形成して、これら円弧面
を、前記軸受孔１９を作る軸受面１９ａに線接触させた
構成である。そして、このような軸受構造においても、
駆動軸１５の周方向の４か所が軸受面１９ａに線接触す
るから、接触面積および駆動軸１５の摺動抵抗が夫々小
さくなって、駆動軸１５を駆動するモータの消費電力を
より少なくできる。

【００２４】なお、本発明は前記各実施例に制約され
ず、本発明は電源にコードを介して商用交流電源を利用
するタイプの電動歯ブラシにも実施できることはいうま
でもなく、駆動機構の動力源として電磁的に振動を発生
する電磁バイブレータを用いてもよいとともに、駆動軸
（可動軸）の往復動は軸方向ではなく周方向に往復動さ
せるものでも良い。また、本発明は往復動されるプラン
ジャを有し、このプランジャの先端に取付けた叩打子
を、使用者の患部に打ち当てるプランジャタイプの電動
マッサージャ等にも適用できる。さらに、すべり軸受１
８は本体ケース１と一体に成形しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明の電動歯ブラ
シ等に使用される軸受構造においては、軸受孔に対する
可動軸の嵌合精度が損なわれることがないとともに、軸
受孔に対する可動軸の摺動抵抗を小さくして、動力源を
駆動する電源の消費電力を少なくできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係り図２中Ｚ−Ｚ線に沿
って軸受構造を示す断面図。

【図２】同第１実施例に係り電動歯ブラシの全体を示す
縦断側面図。

【図３】同第１実施例に係り電動歯ブラシの駆動機構を
示す斜視図。

【図４】同第１実施例に係り駆動機構による歯ブラシの
往復動の原理を示す図。

【図５】電動歯ブラシの運転時間と電池電圧との関係を
示す図。

【図６】本発明の第２実施例に係る軸受構造を示す断面
図。

【図７】本発明の第３実施例に係る軸受構造を示す断面
図。

【図８】本発明の第４実施例に係る軸受構造を示す断面
図。

【図９】本発明の第５実施例に係る軸受構造を示す断面
図。

【符号の説明】

６…モータ（動力源）、１６…駆動軸（可動軸）、１６
ｂ…駆動軸の中間部分（孔嵌合部分）、１８…すべり軸
受、１９…軸受孔、１９ａ…軸受面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向または周方向に往復動される可動
   軸をすべり軸受で支持してなり電動歯ブラシ等に使用さ
   れる軸受構造において、前記すべり軸受の軸受孔または
   この軸受孔に嵌合される前記可動軸の孔嵌合部分の少な
   くとも一方の軸直角方向の断面形状を非円形にするとと
   もに、前記すべり軸受の前記軸受孔を作る軸受面と前記
   可動軸の孔嵌合部分とを周方向の数箇所で接触させたこ
   とを特徴とする電動歯ブラシ等に使用される軸受構造。