JPH06165713A - 電動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】歯や歯茎に悪影響を及ぼすほど歯ブラシ体を強
く押付けた場合の過負荷に応じて，動力伝達を遮断して
歯や歯茎の損傷を防止する電動歯ブラシを提供する。 【構成】モータ１の回転方向を切換えることで歯ブラシ
体Ａの運動をバス方式とローリング方式とを切換え可能
とした電動歯ブラシにあって，モータ１の回転運動方向
を変換するのに必要なクラウンギヤ６と、歯ブラシ体Ａ
のバス運動とローリング運動とに必要な往復直線運動を
カムフォロワ１３に発生させるための偏心カム体８との
間に板バネ７を介装し、通常は板バネ７の弾性力によっ
て両者が所定の摩擦力で連結されて一体に回転するが、
歯ブラシ体Ａに過負荷が掛かるとそれに伴って発生する
回転阻止力が摩擦力に勝ってクラウンギヤ６が空転し、
モータ１から歯ブラシ体Ａへの動力伝達が遮断される構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば通常の形態に植
毛された歯ブラシ体を軸回りに往復回転運動させたり軸
方向に往復直線運動させたり，或いは円周上に植毛され
た歯ブラシ体自体をその軸回りに回転運動又は往復回転
運動して歯磨き行為を補助する電動歯ブラシに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電動歯ブラシはその目的に応じ
て様々なものが開発されている。例えば、通常形態の歯
ブラシ体を軸回りに往復回転運動させるものは，一般
に，ローリング方式と呼ばれ、同じく歯ブラシ体を軸方
向に往復直線運動させるものはバス方式と称されてい
る。更に、円周上に植毛された歯ブラシ体自体をその軸
回りに回転運動又は往復回転運動させる，スクラブ方式
の電動歯ブラシも開発され、実用に供されている。

【０００３】このような歯ブラシ体の種々の運動はモー
タの回転運動を機械的に変換して，所望される歯ブラシ
体の運動に応じた回転運動又は移動運動を駆動軸に供給
する運動変換機構によって実現される。そして、前記様
々な電動歯ブラシの中には歯ブラシ体の運動をスイッチ
操作によって種々に切換え可能としたものもある。更
に，歯や歯茎への影響を考慮して前記歯ブラシ体の運動
速度をスイッチによって速くしたり遅くしたりできるよ
うにした電動歯ブラシも開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの電
動歯ブラシで歯磨きを行う場合は，効率よく歯磨き効果
を得られるがゆえに、とかく歯ブラシ体を歯や歯茎に強
く押付けてしまいがちである。しかしながら、歯や歯茎
に悪影響を及ぼすほど歯ブラシ体を強く押付けても，必
ずしも歯ブラシ体の前記運動が停止するとは限らず、そ
のような状態で歯磨き行為を継続すれば，当然，歯や歯
茎を損傷させてしまう。

【０００５】また、前記歯ブラシ体の運動速度を可変と
した電動歯ブラシにおいて，歯ブラシ体の運動速度を遅
くしたとしても、前記歯や歯茎に悪影響を及ぼすほど歯
ブラシ体を強く押付けた場合に歯ブラシ体の運動が停止
しない限りは，運動速度の遅速と無関係に前記と同様の
問題が発生する。また、歯や歯茎に悪影響を及ぼすほど
歯ブラシ体を強く押付けた場合の過負荷に対しては，歯
ブラシ体と前記駆動軸との連結部位において曲折が生じ
て、その過負荷を使用者に認識させるような電動歯ブラ
シも提案されている。しかし、この電動歯ブラシでは構
造が非常に複雑となり，故にコスト高になるという問題
がある。

【０００６】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、歯や歯茎に悪影響を及ぼすほど歯ブラシ
体を強く押付けた場合の過負荷に応じて，動力伝達を遮
断することにより歯や歯茎の損傷を防止できるローコス
トな電動歯ブラシを提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動歯ブラシ
は、モータと、歯ブラシ体が連結されると共に所望され
る歯ブラシ体の運動に応じて回転又は移動自在な駆動軸
と、前記モータの回転運動を前記所望される歯ブラシ体
の運動に応じた回転運動又は移動運動に変換する運動変
換機構とを備えた電動歯ブラシにおいて、前記モータと
駆動軸との動力伝達経路中に，歯ブラシ体に掛かる過負
荷に応じて動力の伝達を遮断する動力伝達遮断機構を設
けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の電動歯ブラシでは、前記モータと駆動
軸との動力伝達経路中に，歯ブラシ体に掛かる過負荷に
応じて動力の伝達を遮断する動力伝達遮断機構を設けた
ために、例えばこの過負荷の下限を前記歯ブラシ体を歯
や歯茎に強く押付けてそれらに悪影響を与える負荷に設
定し、この負荷以上の過負荷が歯ブラシ体に与えられる
と動力の伝達を遮断して歯ブラシ体を停止する構造とす
れば，前記歯や歯茎の損傷を未然に防止することができ
る。また、このような過負荷動力伝達遮断機構には，例
えば摩擦接触構造などの具体的手段を採用することによ
り構造が簡潔となり、コストの上昇を抑制することがで
きる。

【０００９】

【実施例】図１，図２は本発明の電動歯ブラシの一実施
例を示すものである。この電動歯ブラシは、モータの回
転方向を切換えることでバス方式とローリング方式とを
切換え可能としたものである。これらの図においてモー
タ１はその回転軸２０がケーシング２１の内側に突出す
るようにして当該ケーシング２１に取付けられ、その回
転軸２０にはピニオン２が取付けられている。また、前
記ケーシング２１のうち，このモータ１の回転軸２０の
軸線方向前方には当該回転軸軸線と平行な軸線上に歯ブ
ラシ体Ａを連結して駆動する駆動軸３が配設されてい
る。この駆動軸３は図１に仮想線で示すブッシュ２２に
よって，自身の軸回りに回転自在に且つその軸方向に直
線移動自在なるように、ケーシング２１に取付けられて
いる。この駆動軸３のうちケーシング２１から突出する
先端部には、この駆動軸３の軸線方向に延びる先端部に
植毛した歯ブラシ体Ａの連結体２３が脱着自在に取付け
られている。また前記駆動軸３のケーシング２１内側に
突出する後端部には，該駆動軸３を強固に保持する略筒
状の支持体４が緊密に被嵌されており、この支持体４を
移動又は揺動させることで，歯ブラシ体Ａをバス方式に
運動させたりローリング方式に運動させたりすることが
できる。

【００１０】一方、前記ケーシング２１の所定の位置に
は，前記モータ１の回転軸２０に対して軸線が直交する
中心軸５が配設されている。この中心軸５には，前記モ
ータ１の回転軸２０に取付けられたピニオン２に噛合す
るクラウンギヤ６が、その歯部２４を下方に向けて回転
自在に取付けられている。なお、このクラウンギヤ６の
中心部には円形の貫通凹部２５が形成され、この貫通凹
部２５内に前記中心軸５が貫通されている。

【００１１】前記クラウンギヤ６には，所定の弾性係数
を有するリング状の板バネ７を介して当該クラウンギヤ
６の軸線に対して偏心回転する偏心カム体８が取付けら
れている。この偏心カム体８は、前記クラウンギヤ６の
歯部２４の内側に収納される円板形の押圧部９と、この
押圧部９の回転中心部より上方に突設されて前記クラウ
ンギヤ６の貫通凹部２５に緊密に貫通される大きさの円
柱形の貫通部１０と、前記押圧部９の軸線に対して偏心
して当該押圧部９より下方に突設された円柱形のカム部
１１とからなる。そして、前記押圧部９の軸線を通って
この偏心カム体８を上下に貫通する貫通穴２６に前記中
心軸５が貫通されている。この偏心カム体８は、前記押
圧部９の上面に形成されている円周状の収納溝２７に前
記リング状の板バネ７を内装し、前記貫通部１０をクラ
ウンギヤ６の貫通凹部２５に貫通し、両者の間に介装さ
れた板バネ７が所定の弾性力を発生する位置までこれを
押込み、前記貫通部１０の貫通突出部外周にストップリ
ング１２を被嵌して両者を位置決めし，前記押圧部９と
クラウンギヤ６との間に所定の押圧力が発生するように
して固着する。これにより、両者は少なくともその円周
方向の力に対しては板バネ７との間に発生する摩擦力に
よってのみ連結していることになるから、クラウンギヤ
６と偏心カム体８との間に逆向きの回転力が発生する
か、或いは一方の回転力を阻止するような回転阻止力が
発生し、それらの回転力差が前記摩擦力を越えると両者
が互いに滑ることになる。この機構が本発明における動
力伝達遮断機構に相当する。

【００１２】前記偏心カム体８のカム部１１にはカムフ
ォロワ１３が被嵌されている。このカムフォロワ１３
は、前記カム部１１の外径に相当する長円断面の内側空
間を有する函体からなり、この函体の中に前記カム部１
１が内挿されている。また、前記カムフォロワ１３の下
方にはその函体の上下軸と同軸な筒体部１４が突設され
ている。そしてカムフォロワ１３の長円形の底面２８の
中央部には前記長円断面の短軸方向，即ちカムフォロワ
１３の長軸と直交方向に長手の長穴１５が貫通形成され
ており、この長穴１５中に前記中心軸５が貫通されてい
る。また、前記筒体部１４の外周面のうち，図１の左斜
め手前側から右斜め手前側までの間，円周角約９０°の
区間に渡って、当該外周面の下端側に切欠き凹部１６が
形成されている。

【００１３】前記カムフォロワ１３から下方に向けて突
設された筒体部１４には，筒状のホルダ１７が被嵌され
ている。このホルダ１７の内周面には、前記筒体部１４
の切欠き凹部１６の両端部に当接して前記筒体部１４及
びカムフォロワ１３の回転位置を規制する規制突子１８
が，図１の右斜め手前側からホルダ１７の中心に向けて
突設されている。またホルダ１７の外周面のうち，図１
の左斜め手前側，即ち前記規制突子１８と直交する位置
からは、対向する二枚の規制フランジ３０間に架設され
ようにして揺動軸１９が突設されている。

【００１４】前記揺動軸１９には，前記駆動軸３を支持
する支持体４から突設された揺動ガイド突子３１が被嵌
されている。この揺動ガイド突子３１の下端部は二股に
形成され、この二股の間に形成された嵌入凹部３２内に
前記揺動軸１９を揺動自在に嵌入してある。また、揺動
ガイド突子３１の軸線方向両端面は前記対向する二枚の
規制フランジ３０に緊密に当接している。

【００１５】なお、前記モータ１を駆動するための電源
は一次電池，二次電池，又は太陽電池等が適用される。
次にこの電動歯ブラシの作用について説明する。ここで
は説明を理解を容易にするために、歯ブラシ体Ａ側方向
を前方，モータ１側方向を後方とする。まず、モータ１
を図１の矢印ａ方向に回転すると，モータ１の回転軸２
０に取付けられているピニオン２の回転に伴ってそれに
噛合するクラウンギヤ６が図１の矢印ｂ方向に回転する
と共に、該クラウンギヤ６に一体に取付けられている偏
心カム体８のカム部１１も図１の矢印ｃ方向に回転す
る。

【００１６】ところが前記カム部１１が図１の矢印ｃ方
向に回転すると，それに被嵌されているカムフォロワ１
３には両者の摩擦力によってそれを図１の矢印ｄ方向に
回転させようとする力が発生する。これにより、カムフ
ォロワ１３に突設された筒体部１４の外周面が前記ホル
ダ１７の内周面に沿うようにして該筒体部１４及びカム
フォロワ１３は回転する。この回転により当該筒体部１
４の外周面に形成されている切欠き凹部１６のうち，図
１の右斜め手前側の端部にホルダ１７内周面から突設さ
れた規制突子１８が当接すると、筒体部１４及びカムフ
ォロワ１３の回転が規制される。この状態ではカムフォ
ロワ１３の底面に形成されている長穴１５の長軸は図
１，図２に示すように電動歯ブラシの前後方向に向いて
いる。

【００１７】このようにカムフォロワ１３の回転運動が
規制されて長穴１５の向きが前後方向となっても、更に
偏心カム体８のカム部１１は中心軸５に対して偏心回転
運動を行い、この偏心回転運動に伴ってカムフォロワ１
３は中心軸５と前記長穴１５とで規制される方向，即ち
歯ブラシの前後方向に往復直線運動する。この図１に矢
印ｅ−ｅ方向で示す往復直線運動はホルダ１７，規制フ
ランジ３０，揺動ガイド突子３１を介して支持体４に伝
達されるから、この支持体４に支持されている駆動軸３
は前後方向に往復直線運動し、歯ブラシ体Ａはバス運動
する。

【００１８】一方、一次電池の接続電極を逆転するなど
してモータ１を図１の矢印ｆ方向，即ち前記と逆方向に
回転すると，前記ピニオン２を介してクラウンギヤ６も
前記と逆方向，即ち図１の矢印ｇ方向に回転し、これと
共に偏心カム体８のカム部１１も前記と逆方向である矢
印ｈ方向に偏心回転する。このカム部１１の偏心回転運
動に伴ってカムフォロワ１３には矢印ｉ方向への回転力
が発生し、前記筒体部１４の外周面がホルダ１７の内周
面に沿うように該筒体部１４及びカムフォロワ１３は回
転し、やがて前記切欠き凹部１６の図１の左斜め手前端
部に規制突子１８が当接してカムフォロワ１３の回転が
停止する。この状態でカムフォロワ１３の底面に形成さ
れている長穴１５は歯ブラシの前後方向と直交方向（側
方）に向いている。

【００１９】このようにカムフォロワ１３の回転運動が
規制されて長穴１５の向きが側方に向いても、前記カム
部１１は中心軸５に対して偏心回転運動を行うために，
カムフォロワ１３に伝達される偏心回転運動は中心軸５
と前記長穴１５とで規制される方向，即ち歯ブラシの側
方への往復直線運動に変換される。この図１に矢印ｊ−
ｊ方向で示す往復直線運動はホルダ１７，揺動軸１９に
伝達される。ここで、前記駆動軸３はブッシュ２２によ
ってその軸直交方向への移動が規制されているから，前
記揺動軸１９の矢印ｊ−ｊ方向への往復直線運動は、揺
動軸１９が揺動ガイド突子３１の嵌入凹部３２に沿って
上下にスライドする運動を介して，駆動軸３の軸線を中
心とする矢印ｋ−ｋ方向への往復回転運動，即ち往復揺
動運動に変換され、この駆動軸３の往復揺動運動に伴っ
て、歯ブラシ体Ａはローリング運動する。

【００２０】ところが、このような歯ブラシ体Ａのバス
−ローリング運動中に，当該歯ブラシ体Ａを歯や歯茎に
強く押付ける等して歯ブラシ体Ａに強い負荷が掛かる
と、前記駆動軸３の揺動運動又は往復直線運動を妨げる
力が作用する。これらの運動阻止力はカムフォロワ１３
の往復直線運動を阻止するために、偏心カム体８のカム
部１１の偏心回転運動が抑制され、クラウンギヤ６の回
転を抑制する力が作用する。この回転抑制力が前記板バ
ネ７による偏心カム体８−クラウンギヤ６間の摩擦力よ
りも大きくなると、両者が滑ってクラウンギヤ６は空転
し、これによりモータ１から駆動軸３までの動力伝達経
路の動力伝達が遮断される。一方、前記歯ブラシ体Ａに
掛かる負荷が小さくなると偏心カム体８のカム部１１の
偏心回転運動を抑制する回転抑制力が小さくなり、再び
板バネ７によるクラウンギヤ６と偏心カム体８との摩擦
力がこの回転抑制力より大きくなって両者が一体に回転
し、歯ブラシ体Ａはバス−ローリング運動を再開する。

【００２１】なお、本実施例の動力伝達遮断機構は例え
ば摩擦クラッチ等によって簡単に代替え可能であり、ま
た、摩擦力によって動力を伝達する構造以外のものも容
易に採用することが可能である。要するに、歯ブラシ体
に過負荷が掛かった場合には，モータから歯ブラシ体ま
での動力伝達経路中で歯ブラシ体の運動を停止するよう
な構造であれば如何なる構造のものも採用可能である。

【００２２】また、上記実施例では歯ブラシ体がバス−
ローリング運動する電動歯ブラシについてのみ詳述した
が、本発明の電動歯ブラシはモータの回転運動を変換す
ることにより歯ブラシ体に所望の運動を伝達するもので
あれば如何なるものにも展開が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電動歯ブラ
シによれば、前記モータと駆動軸との動力伝達経路中に
設けられた動力伝達遮断機構により、前記歯ブラシ体を
歯や歯茎に強く押付けてそれらに悪影響を与える負荷以
上の過負荷が反力として歯ブラシ体に与えられると，動
力の伝達を遮断して歯や歯茎の損傷を未然に防止するこ
とができるため、構造を簡潔にすることが可能で、コス
トの上昇を抑制することができ、実用化し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動歯ブラシの一実施例を示す動力伝
達経路の概略構成図である。

【図２】図１の電動歯ブラシの内部構造を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１はモータ ２はピニオン ３は駆動軸 ４は支持体 ５は中心軸 ６はクラウンギヤ ７は板バネ ８は偏心カム体 ９は押圧部 １０は貫通部 １１はカム部 １２はストップリング １３はカムフォロワ １４は筒体部 １５は長穴 １６は切欠き凹部 １７はホルダ １８は規制突子 １９は揺動軸 Ａは歯ブラシ体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと、歯ブラシ体が連結されると共
   に所望される歯ブラシ体の運動に応じて回転又は移動自
   在な駆動軸と、前記モータの回転運動を前記所望される
   歯ブラシ体の運動に応じた回転運動又は移動運動に変換
   する運動変換機構とを備えた電動歯ブラシにおいて、前
   記モータと駆動軸との動力伝達経路中に，歯ブラシ体に
   掛かる過負荷に応じて動力の伝達を遮断する動力伝達遮
   断機構を設けたことを特徴とする電動歯ブラシ。