JP2004500960A - 三次元的に回転可能な電動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

駆動軸の長手方向中心軸から偏心し且つ毛房キャリアの穴内に配置された一端を有する回転可能な駆動軸を備え、毛房キャリアが歯ブラシヘッド部のソケット内に旋回可能に取り付けられた電動歯ブラシである。駆動軸が回転すると、端部は円を描き且つ毛房キャリアに駆動可能に係合して、毛房キャリアを三次元的な横方向往復動作及び上下方向揺動動作するように作動させる。

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は、電動歯ブラシ、特に、三次元的に往復する横方向動作及び揺動する上下方向動作を提供するヘッド部を有する電動歯ブラシに関する。
【０００２】
【発明の背景】
ほぼ円筒状のブラシヘッド部を有する従来の電動歯ブラシは、直流モータによって作動し、モータの回転動作が二次元的な典型的に回転可能な時計回り方向及び反時計回り方向の往復動作に変換される。米国特許第４，１５６，６２０号に開示されたように、直流モータの駆動軸の一方向への軸方向動作は、最初に、ピニオン及びクラウン歯車組立体によって円動作に変換することができる。次に、この円動作は、クランクアーム及びＵ字形リンク組立体をクラウン歯車に取り付けることによりブラシヘッド部を相応して駆動すべく往復運動に変換することができる。これは、製造することが比較的高コストであり、また、機械的故障の可能性が高い複雑な機構である。
【０００３】
米国特許第５，６２５，９１６号には、駆動軸の端部がエルボの形態とされる、すなわちそれ自体の長手方向軸から曲がって離れ且つその長手方向軸に部分的に戻るようにされ、また、円筒状ブラシヘッド部のスロット内に配置され、該スロットは円筒状ブラシヘッド部の長手方向軸に対し平行である、簡略化した電動歯ブラシ駆動機構が開示されている。駆動軸が一方向に回転すると、エルボは、駆動軸の長手方向軸の周りで相応する一方向への円を描き、円筒状ブラシヘッド部の長手方向軸に対し上下方向に動き、エルボがスロットの側端縁に駆動可能に係合して、円筒状のブラシヘッド部が二次元的に横方向に往復運動するようにする。かかる二次元的な往復運動は、毛房束とユーザの三次元的歯列との接触時間を制限し、歯ブラシによる歯の掃除効果を制限することになる。
【０００４】
米国特許第５，８６２，５５８号には、毛房の端部が歯の掃除効果を向上させ得るように円錐形の形状にて回転する、三次元的動作を有する電動歯ブラシヘッド部が開示されている。この三次元的な円錐形の回転を実現するため、米国特許第５，８６２，５５８号は、２つのベアリングピン（その一方は歯ブラシの長手方向軸に直交し、その他方は該長手方向軸に対し斜めに配置される）と、横歯車及びピニオン組立体と、テーパー付きディスクとを有する複雑な機構を利用する。かかる複雑な機構は、上述した米国特許第４，１５６，６２０号の場合と同一の欠点、すなわち製造がコスト高であり且つ機械的故障の可能性が高いという欠点がある。
【０００５】
簡略化した機構を有し且つブラシをより正確に歯に順応させ、歯の掃除効果を向上させる三次元的動作を提供する電動歯ブラシが当該技術分野にて不断に必要とされている。
【０００６】
【発明の簡単な概要】
本発明は、一端にヘッド部を有し且つ他端にハンドルを有する細長い本体を備え、ヘッド部が湾曲した側部を有するソケットを保持し、ソケットがその内部に旋回可能に配置された毛房キャリアを保持し、毛房キャリアが、複数の毛房束が伸びる上面と、ソケットの湾曲した側部に相応する曲率を有する側部と、を備え、毛房キャリアには、その側部に穴が設けられ、ハンドルが、駆動軸を有する回転可能な駆動手段を保持し得るように配置され、該駆動軸が駆動手段から伸び且つ駆動軸の長手方向中心軸から偏心し、また、穴内に駆動可能に係合した一端にて終わり、これにより、駆動軸が回転するとき、毛房キャリアが端部によって三次元的に駆動され、ソケット内にて横方向に往復運動し且つ上下方向に揺動するようにした、機械的に簡略化した電動歯ブラシ部を提供するものである。この歯ブラシヘッド部の三次元的動作は、毛房と歯の三次元的表面との接触を増して歯の掃除効果を向上させる。
【０００７】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
幾つかの図面のうち、同一又は同様の要素を同様の参照番号で表示する添付図面、特に、図１を参照すると、本発明による電動歯ブラシ１０が図示されている。該歯ブラシ１０は、歯ブラシの第一の端部におけるハンドル１２と、歯ブラシの第二の端部におけるヘッド部１６と、ハンドル１２からヘッド部１６まで伸びる回転可能な円筒状の駆動軸１４と、ヘッド部１６内に配置された毛房キャリア１８とを備えている。毛房キャリア１８は、複数の毛房束３０がそこから伸びる平坦な又は一部分平坦な上面と、下面３２と、球状の曲率を有する側部４８とを有しており、上記球状の曲率の中間点すなわち頂点における断面は円形であり、毛房キャリア１８の中心部４２を貫通する面内に位置している。ハンドル１２は、電気モータ２０及び２つの電池２２、２４を保持する室を提供し、歯ブラシを作動させるのに好ましい手段を提供し、また、モータを作動させ且つ不作動にする電気スイッチ（図示せず）を保持することもできる。従来の軸継手２６が駆動軸１４をモータ２０に接続し得るように配置されており、また、所望であるならば、毛房３０が磨耗したとき、交換用ヘッド部を利用することができるように、ヘッド部１６をハンドル１２から取り外す手段を許容する。
【０００８】
図２及び図３に示すように、ヘッド部１６は、開放した頂部と、ほぼ平坦又は凸状の底部３４と、毛房キャリア１８を内部に配置し且つ三次元的に、すなわち旋回可能に回転することのできるハウジングを提供し得るように平滑に凸状に湾曲した球状の側部４６とを有するキャビティすなわちソケット２８を保持している。ソケット２８内での毛房キャリア１８のかかる旋回動作を容易にするため、毛房キャリア１８の側部４８は、ソケット２８の球状に湾曲した側部４６の曲率と正確に整合された平滑な凸状の球状曲率を有している。更に、毛房キャリア３２の底面とソケット３４の下面との間に隙間が存在するように毛房キャリア１８がソケット２８内に配置される。この隙間は、第二の側部たる、反対側部がソケット２８から出て上方に旋回可能に回転する間、毛房キャリア１８の一側部が下方にソケット内に旋回可能に回転することを許容する。図４及び図５参照。
【０００９】
次に、図４及び図５を参照すると、穴５０内に回転可能に配置された駆動軸１４の曲がった端部３６によってヘッド部１６内の毛房キャリア１８の位置が保たれ且つ制御され、該穴は、円筒状であり且つ毛房キャリア１８の外周から半径方向内方に伸びることが好ましい。穴５０の断面は、その間の遊びが最小になるように、曲がった端部３６の断面とほぼ同一であることが好ましい。この曲がった端部３６は、駆動軸１４の長手方向中心軸３８から偏心しすなわちずらされ且つ長手方向中心軸３８に向けて後方に曲げられ、曲がった端部３６が毛房キャリア１８の中心点４２に向けて軸Ａ−Ａに沿って指向するようにする。毛房キャリアは、毛房キャリア１８の中心点４２を貫通する中心軸４０を有し、また、この中心軸は、中間点の円形断面が位置する平面に対して垂直である。
【００１０】
軸Ａ−Ａと長手方向中心軸３８との間に角度βが形成される。角度βは、図４及び図５に好ましい角度１２．５°で図示されており、曲がった端部３６は、角度βに対する相補的な角度である７７．５°の角度にて長手方向中心軸３８に向けて曲げられている。曲がった端部３６が駆動軸１４によって回転されると、該曲がった端部は長手方向中心軸３８の周りで円を描き、これにより毛房キャリア１８を横方向に往復運動し且つ角度βと同程度に揺動する上下方向円弧に沿って駆動し、これにより、好ましい角度であるβ１２．５°にて、その円弧は横方向及び上下方向に２５°に外接するようにする。曲がった端部３６の偏心程度は、角度βが約５°乃至約２０°の範囲となるように変更することができる、すなわち、曲がった端部３６は８５乃至７０°の角度にて長手方向中心軸に向けて相応するように曲げることができ、このため、毛房キャリア３８を、中心点４２の周りでより少なく又はより大きく上下方向に揺動し且つ横方向に往復する三次元的動作をするように駆動することができる。形成される毛房キャリア１８の上下方向の揺動動作に対する曲がった端部３６の相対的位置は、曲がった端部３６が回転するとき、図３、図４及び図５にて見ることができる。
【００１１】
図３、図４及び図５に図示したブラシヘッド部１６内にて、毛房キャリア１８は、その上面から伸びる複数の毛房束を有しており、毛房キャリア１８の周縁の周りの外側毛房は、ブラシヘッド部１６の中心に近い内側毛房よりも長いことが好ましく、歯ブラシに施された歯磨きペーストの量を保持し且つ各歯の湾曲した表面に順応し得るように毛房端部により画成された表面に凹部を提供する。この内側及び外側毛房の長さ関係にも関わらず、図示した特別な毛房パターンは任意であり且つ単に説明の目的のためのものにしか過ぎない。
【００１２】
図１に図示したモータ２０は、中心点４２の周りで毛房キャリア１８が約４，４００回／分の完全な横方向及び上下方向に揺動する往復動作を提供し得るように約２，２００ｒｐｍにて回転させることが好ましい。所望であるならば、モータは、約８００ｒｐｍ乃至約４，５００ｒｐｍ以上のその他の速度にて回転させることができ、又は、モータはユーザが選択可能な２以上の速度にて回転するような構成としてもよい。
【００１３】
ソケット２８内で毛房キャリア１８の平滑な回転を提供し得るように、毛房キャリア１８及びソケット２８を含むブラシヘッド部１６は、低摩擦率及び優れた磨耗特徴を有するプラスチックにて製造されることが好ましい。かかるプラスチックの好ましい型式は、中華民国、台湾のジェン　ティ（Ｊｅｎ　Ｔｅ）のチェイメイコーポレーション（Ｃｈｉ　Ｍｅｉ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から等級名ＰＡ７５７にて入手可能なアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ＡＢＳ、共重合体である。かかるプラスチックの特に好ましい型式は、デラウェア州、１９８９８のウィルミングトンのデュポン・エンジニアリング・ポリマーズ（ＤｕＰｏｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｎｇ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）から等級５００Ｐデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）という商標名で入手可能なポリオキシメチレン、ＰＯＭのようなポリアセタールである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯ブラシの１つの実施の形態の正面図である。
【図２】毛房キャリア及びその駆動軸への接続状態の断面図を示す、歯ブラシヘッド部の正面図である。
【図３】駆動軸の長手方向中心軸を含む水平面に対し９時の位置にて駆動軸の長手方向軸を含む水平面内にて駆動軸の曲がった端部が整合された、歯ブラシヘッド部の左側断面図である。右側断面図は図３の図の鏡像である。
【図４】駆動軸の曲がった端部が駆動軸の長手方向中心軸を含む水平面に対して１２時の位置にある、歯ブラシヘッド部の左側断面図である。
【図５】駆動軸の曲がった端部が駆動軸の長手方向中心軸を含む水平面に対し６時の位置にある、歯ブラシヘッド部の左側断面図である。

Claims (12)

1. 電動歯ブラシ（１０）において、
   一端にヘッド部（１６）を有し且つ他端にハンドル（１２）を有する細長い本体であって、ヘッド部（１６）が湾曲した側部（４６）と、内部に配置された毛房キャリア（１８）とを有するソケット（２８）を保持する前記細長い本体を備え、
   毛房キャリア（１８）が、複数の毛房束（３０）が伸びる上面と、前記ソケット（２８）の湾曲した側部（４６）に相応するように湾曲させた側部（４８）とを有し、
   毛房キャリア（１８）が一側部（４８）に形成された穴（５０）を有し、
   前記ハンドル（１２）が、駆動軸（１４）の長手方向中心軸（３８）から偏心し且つ前記穴（５０）内に駆動可能に係合した端部（３６）まで伸びる駆動軸（１４）を有する駆動手段を保持し、これにより、前記駆動軸（１４）が前記駆動手段により回転されたとき、曲がった端部（３６）が毛房キャリア（１８）を少なくとも２つの動作にて作動させ、ソケット（２８）内で毛房キャリア（１８）の三次元的動作を行わせるようにした、電動歯ブラシ（１０）。
2. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記ソケット（２８）が球状に湾曲した側部（４６）を有する、電動歯ブラシ（１０）。
3. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記駆動手段が回転可能な駆動手段である、電動歯ブラシ（１０）。
4. 請求項３に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記回転可能な駆動手段が電気モータ（２０）である、電動歯ブラシ（１０）。
5. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記少なくとも２つの動作が往復運動動作及び揺動動作である、電動歯ブラシ（１０）。
6. 請求項５に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記往復運動動作が横方向動作である、電動歯ブラシ（１０）。
7. 請求項５に記載の電動歯ブラシ（１０）において、前記揺動動作が上下方向動作である、電動歯ブラシ（１０）。
8. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、
   毛房キャリア（１８）が中心軸（４０）を有し、
   端部（３６）が、長手方向中心軸（３８）と中心軸（４０）との交点に向けられ、端部（３６）が、約７０乃至約８５°の角度にて長手方向中心軸（３８）に向けて角度が付けられた、電動歯ブラシ（１０）。
9. 請求項２に記載の電動歯ブラシ（１０）において、端部（３６）が、約７７．５°の角度にて長手方向中心軸（３８）に向けて角度が付けられた、電動歯ブラシ（１０）。
10. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、駆動軸（１４）が約８００乃至約４，５００ｒｐｍにて回転される、電動歯ブラシ（１０）。
11. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、駆動軸（１４）が約２，２００ｒｐｍにて回転される、電動歯ブラシ（１０）。
12. 請求項１に記載の電動歯ブラシ（１０）において、ヘッド部（１６）及び毛房キャリア（１８）がアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン又はポリオキシメチレン共重合体にて形成された、電動歯ブラシ（１０）。