JP2005536311A - ねじ式接続を有する取替え式ヘッドを有する歯ブラシ - Google Patents

Abstract

取替え式ヘッドアタッチメントを有する歯ブラシが開示される。この歯ブラシは、ハンドル部分に取り外し可能に係合するブラシヘッドを包含し、これら２つの構成要素間にねじ式係合構成を利用する。

Description

本発明は歯ブラシの分野に関し、より詳細には、本発明は電動式歯ブラシの分野に関する。

ハンドル又は本体部分と取り外し可能に係合することができる取替え式又は交換式ブラシヘッドを利用する電動歯ブラシが知られている。例えば、米国特許第５，４０４，６０８号（ホンマン（Hommann））は、プッシュオンブラシ構成要素を備えたハンドルを有する電動歯ブラシを開示している。米国特許第４，８８０，３８２号（モレット（Moret）ら）及び同第５，４３５，０３４号（ビグラー（Bigler）ら）は、交換式であり、ブラシのハンドル又は本体部分から取り外し可能なブラシヘッドを有する電動歯ブラシを開示している。’３８２号特許及び’０３４号特許は、両方ともブラシのブラシヘッドとハンドル部分との間にスロット付き係合機構を利用している。米国特許５，４６５，４４４号（ビグラー（Bigler）ら）は、ハンドル部分を「スリップオン」すると言われているブラシヘッドを有する電動歯ブラシを記載している。

多くの点で満足できるが、よりコンパクト且つ頑丈である、歯ブラシのハンドル又は本体部分としっかりと容易に係合し得る取り外し可能なブラシヘッドを有する電動歯ブラシが必要とされている。

電動歯ブラシが提供される。電動歯ブラシは、中空内部を画定するハウジングを有し、このハウジング内にはモータ及び第一シャフトが配置され、このシャフトはモータに機能的に接続される。ハウジングは、ハウジングの端部からその長手方向軸に沿って延在する係合部材を有する。係合部材は、前記係合部材から螺旋状に延在する第一ねじ山を包含する。

ブラシヘッドは、取り外し可能にハンドルに接続される。ブラシヘッドは、第一端部に可動毛キャリアと、この可動毛キャリアに機能的に接続された第二シャフトとを有する。ブラシヘッドは、第一端部と反対側のブラシヘッドの第二端部に受容領域を有する。受容領域は、環状の係合表面に沿って螺旋状に延在する第二ねじ山を備えた係合表面を有する。第一ねじ山及び第二ねじ山はねじ式接続を形成し、このねじ式接続は、ハンドル又はブラシヘッドの一方が長手方向軸を中心として回転されるときに、ブラシヘッドをハンドルに対して取り外し可能に連結する。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々な技法、方法、又は手順及び工程の構成にて具体化してもよい。参照図面は、好ましい実施形態を図示する目的だけであり、寸法には従っておらず、本発明を限定するものと解すべきではない。
本発明は、以下の説明に以下の添付図面を参照することで、より良く理解されると考えられる。

２００２年９月１３日に出願された米国仮出願特許６０／４１０，８５３などの、本明細書で参照する全ての特許及び特許出願は、本願明細書に参考として組み込まれる。図１及び図２は、本発明による好ましい実施形態の電動歯ブラシ１０を示す。好ましい実施形態の歯ブラシ１０は、ハンドル又は本体部分３０と、ハンドル部分３０の一端に配置された端部キャップ２０と、端部キャップ２０が配置される端部と反対側の端部に配置されたブラシヘッド４０とを具備する。ハンドル３０は、好ましくは、端部キャップ２０が配置されるハンドルの端部に画定された開放端からアクセスできる中空内部領域を画定する。ハンドル３０内に画定された中空内部領域は、ブラシヘッド４０が装着される端部からもアクセスできる。好ましい実施形態の歯ブラシ１０はまた、ブラシヘッド４０の最遠位端部上又はその近くに配置された複数の毛５０を具備する。最も好ましくは、可動毛キャリアは、ブラシヘッドの端部上に配置され、ハンドル３０内に配置された電動モータにより駆動される。毛キャリアは、好ましくは、電動歯ブラシの作動中に可動毛キャリアと共に運動する毛の集合体を支持し、保持する。最も好ましくは、複数の毛５０はこれらの可動毛を含み、ブラシヘッドに沿って、好ましくは可動毛キャリア及びその毛の周りに配置される固定毛又は静止毛を更に包含する。好ましい実施形態の歯ブラシ１０はまた、ハンドル３０の外側に沿ってアクセスできる、歯ブラシ１０の内部に配置されたモータを作動させるための作動装置又はスイッチ６０を包含する。駆動機構は、モータ及び可動毛キャリアを機能的に相互接続し、スイッチ６０によりモータが作動されると、並進運動又は振動運動などの運動を可動毛キャリアに付与する。本発明は、ブラシヘッド上に配置された毛、又は可動毛キャリアの構成を特に対象とするものではなく、故にそれらの態様についての詳細な説明は本明細書中では述べていない。これらの態様は、譲受人の他の多くの特許出願及び特許の主題である。

図２は、部分的に分解した状態の好ましい実施形態の歯ブラシ１０を示し、ブラシヘッド４０はハンドル部分３０から取り外され、分離されている。ハンドル部分３０は、歯ブラシの長手方向軸に概ね沿った方向に延在する係合部材３２を包含することが分かる。長手方向軸は、軸Ｌとして図２に示されている。ハンドル３０のこの端部に沿って画定されるのは、環状表面３４から形成された肩部領域であり、この肩部領域はハウジング３０の主たる外側（ハンドルの外側表面３１と称する）から係合部材３２まで延在する。概ね滑らかな輪郭を持つハンドルの外側表面３１と環状表面３４との角部又は境界は、角部３６と称される。理解されるように、角部３６は、ハンドル３０の周辺部の周りに延在し、一般には環状表面３４からハンドル３０の外側輪郭表面を分離する。ブラシヘッド４０は、歯ブラシ１０のハンドル３０と係合すると、一般にはハンドル３０の角部３６に接するか、又は密接に隣接する遠位端部４２を備える。

図３は、ハンドル３０及びブラシヘッド４０の一部分の詳細な側面図であり、それら２つの構成要素間の係合を更に示す。図３は、係合部材３２がブラシヘッド４０の端部内に画定された受容領域内に受容され、保持されているところを示す。好ましくは、ブラシヘッド４０の外側表面は、ハンドル３０の外側表面と同様に輪郭付けされ、傾斜している。ブラシヘッドの外側表面は、参照図面においては４１と称される。最も好ましくは、２つの構成要素、即ちブラシヘッド４０及びハンドル３０の外郭は、それら構成要素が図３に示すように互いに係合するとき、連続する共通の表面が構成要素の外側表面、即ち表面３１及び４１から形成されるようなものである。即ち、それら構成要素の一方の外側表面の輪郭又は傾斜の度合いは、それに係合する他方の構成要素により継続され、呈される。

図４は、ブラシヘッド４０とハンドル部分３０との係合構造を詳述し、互いに分離されたときのそれら構成要素を示す。具体的には、ハンドル又は本体部分３０は、そこから係合部材３２が延在する環状表面３４を包含する。係合部材３２は円筒形状であるのが好ましいが、円錐形状も本発明に包含される。係合部材３２は、好ましくは、歯ブラシの長手方向軸Ｌに沿って延在し、その軸を中心として同心円状に配置される。円筒形の係合部材３２に沿って画定されるのは、係合部材３２の外側表面３５から概ね放射状に外方へ延在するように配向されるねじ部材又はねじ山３３である。ねじ山３３は係合部材３２の長さに沿って、又は実質的にその長さに沿って螺旋状に延在する。ねじ山３３は、外径と、内径と、ピッチ径と、ピッチとを有する。ねじ山は、ブラシヘッド４０上に配置された対応するねじ山４４と係合する。このねじ山は、以下により十分に論ずるように、ハンドル３０内に配置された第一シャフトと、ブラシヘッド４０内に配置された第二シャフトとの係合を容易にするように構成される。第一シャフト及び第二シャフトは往復、回転、振動、又は旋回運動を行い、ハンドル内の電動モータからの運動をブラシヘッド４０の端部に配置された可動毛キャリアに伝達することができる。

ブラシヘッド４０に関して、凹形の受容領域は、一般にはその構成要素の遠位端部４２内に画定される。封止リップ４５は、ブラシヘッド４０の遠位端部４２の周辺部の周りに延在する。その空洞壁から突出する相補的なねじ部材又はねじ山４４を有する環状の係合表面４３は、受容領域内に封止リップ４５に隣接して設けられる。即ち、ねじ山４４は、表面４３から、表面４３により一部を画定された受容領域の内部に向かって突出する。ねじ山４４は環状の係合表面４３に沿って螺旋状に延在する。ねじ山４４は係合し、それによりブラシヘッド４０とハンドル３０とのねじ式接続を形成する。ねじ山４４は、係合部材３２のねじ山３３と係合可能な雄ねじ又は雌ねじのいずれかとして設けることができる。ブラシヘッド４０は更にチャネル４９を画定し、このチャネル４９は、その内部にある環状の係合表面４３から延在し、好ましくは、歯ブラシ１０の長手方向軸Ｌと同一線上に延在する。

図５は、ブラシヘッド４０の端面図である。ブラシヘッド４０は、前述のように、遠位端部４２から内方に延在する封止リップ４５を包含する。封止リップ４５は、環状の係合表面４３へとつながる。その表面、即ち、環状の係合表面４３は、封止リップ４５と、ブラシヘッドの内部に延在するチャネル４９との間に延在する。止め表面４１は、チャネル４９への入口と、環状の係合表面４３との間に設けられる。止め表面は、好ましくは配向され、歯ブラシ１０の長手方向軸に概ね垂直である。

図６は、ブラシ１０の好ましい実施形態のハンドル３０の端面図を示す。図６は、それが角部３６まで延在するときのハンドル３０の外側表面３１を示す。図６は、角部３６と、その上にねじ山３３が形成された円筒形の係合部材３２との間に延在する環状表面３４を更に示す。図６はまた、環状の封止表面３７も示す。封止表面は、一般には係合部材３２の遠位端部に沿って画定される。

その受容領域内への係合部材３２の挿入は、ハンドル３０又はブラシヘッド４０の一方を他方に対して回転させることにより達成される。従って、挿入されると、係合部材３２及びハンドル３０はブラシヘッド４０から離脱しない。構成要素３０及び４０の離脱又は分離は、一方の構成要素を他方に対して反対方向に回転させることにより達成される。各ねじ山３３及び４４の螺旋状の配向は同一であるので、一方のねじ山が他方を過ぎてスライドするか、さもなければ並進し得ることが理解される。

前述のように、モータ、動力源、及び駆動機構は、好ましい実施形態の歯ブラシのハンドル３０内に画定された中空内部領域内に配置されるのが好ましい。本明細書に記載された好ましい実施形態の歯ブラシにおいて、広範な駆動モータ及びギア構成を用いてもよい。例えば、米国特許公開番号２００２１６２１８０Ａ１（US Publication No.20020162180A1）及び米国特許第６，１７８，５７９号、同第６，１８９，６９３号、同第６，３６０，３９５号、及び同第６，３７１，２９４号に記載された様々な駆動機構が好適であり得る。駆動機構は、ハンドル内に配置され、モータに機能的に接続される第一シャフト５０（図７）を包含する。ハンドル３０内の第一シャフトとブラシヘッド４０内の第二シャフト５２とを取り外し可能に連結する相互接続構造が設けられており、それにより、運動がモータ（図示せず）からブラシヘッド４０上の可動毛キャリアに伝達される。相互接続構造は、第一シャフト及び第二シャフトを連結すると共に、ねじ山３３とねじ山４４との結合に関連する回転運動に適合するべきである。

図７を参照すると、ねじ山３３及び４４と共に使用するのに適する、ハンドル３０内の第一シャフト５０とブラシヘッド４０の第二シャフト５２とを連結するための好ましい相互接続構造が示される。ブラシヘッド４０がハンドル３０とねじ方式で係合すると、相互接続構造は、第一シャフトと第二シャフトとを連結する。相互接続構造は、第一シャフト５０上に切欠き５４と、この切欠き５４と係合して第一シャフト５０及び第二シャフト５２を連結する放射状に延在するタブ５８とを具備する。タブ５８は、第二シャフト５２にその中心線からずれて接続された腕部５９から延在する。第一シャフトの先端部５３は実質的には円筒形状であり、それにより、ブラシヘッド４０がねじ山３３及び４４の係合長さを通して回転されるとき、タブ５８は第一シャフトの外側表面を容易に横断することができる。第一シャフト５０の最遠位端部はまた、タブ５８を第一シャフト５０の円筒形状の外側表面上に案内するのを容易にするように丸みをつけられるか、又は面取りされている。第二シャフト５２は、図７Ｂに最良に示すように、延長部５６が半径方向に転位するのを許容する程十分に柔軟且つ弾力的であるか、さもなければ可撓性であるべきである。ばね５７は、ブラシヘッド４０内に設けられることができ、第二シャフト５２を半径方向に付勢して第二シャフト５２の撓みを収容する。環状空隙６２は、第一シャフト５０とハンドル３０の内側表面６４との間に設けられており、この空隙６２は、タブ５８及び少なくとも前記腕部５９の一部がそこを貫通するのを許容するに十分である。環状空隙６２は、好ましくは、第一シャフト５０の外側表面全体の周り（即ち、第一シャフト５０の周辺又は周囲（円筒形の場合）全体の周り）に延在するが、空隙６２は、ブラシヘッド４０が３６０°未満回転されて切欠き５４とタブ５８とを係合させる場合よりも小さい。しかしながら、前述のように、長手方向軸Ｌを中心としてブラシヘッド４０を少なくとも約３６０°回転させ、ねじ山３３と４４とを十分に係合させることが好ましい。ねじ山３３及び４４のピッチは、好ましくは、ブラシヘッド４０が回転され、歯ブラシの長手方向軸Ｌに沿って並進するとき、切欠き５４とタブ５８（又は、第一シャフト及び第二シャフトを取り外し可能に連結する他の相互接続構造）とを滑らかに係合させるように選択される。ピッチが小さすぎる（即ち、１ｍｍ当たりにねじ山が少なすぎる）と、ねじ山のリード角が大きすぎるために、タブ５８及び切欠き５４が係合中に結合することもある。それらシャフトが長手方向軸Ｌに沿って往復運動する場合、ピッチはまた、第一シャフト及び第二シャフトと関連する移動量を収容し、それにより、第一シャフト及び第二シャフトがそれらの運動工程の最初であるか、又は最後であるかに関わりなく、切欠き５４とタブ５８との係合が生じるように選択されるべきである。ピッチはまた、長手方向軸Ｌを中心とした妥当な量の回転を付与し、それにより、ハンドル３０又はブラシヘッド４０の余分な回転が必要とされないが、十分な強度のねじ式結合が付与されるように選択されるべきである。好ましくは、回転量は歯ブラシ１０の長手方向軸Ｌを中心として約１８０°〜約５４０°である。別の実施形態において、ピッチは歯ブラシ１０の長手方向軸Ｌを中心として約２７０°〜約４５０°の回転を付与するように選択される。ピッチは、好ましくは約１ｍｍ〜約５ｍｍ、より好ましくは約２ｍｍ〜約３ｍｍである。方形のねじ山輪郭が好ましいが、他のねじ山輪郭も使用することができる。

射出成形などの当該技術分野で既知の技術を、本発明の歯ブラシを製造するのに使用することができる。ハウジング及びブラシヘッドは、広範なポリマーから形成されてもよい。本発明で使用するための好ましいポリマー材料についての以下の説明において、当業者が幾つかのポリマーを指すのに通常使用する略語を、ポリマーの全名称の後に括弧書きしている。ポリマーは、好ましくはポリプロピレン（「ＰＰ」）であり、又は、ポリスチレン（「ＰＳ」）、ポリエチレン（「ＰＥ」）、アクリロニトリル−スチレンコポリマー（「ＳＡＮ」）、及びセルロースアセテートプロピオネート（「ＣＡＰ」）などのその他市販の材料からなる群から選択されてもよい。これらの材料は、熱可塑性エラストマー（「ＴＰＥ」）、熱可塑性オレフィン（「ＴＰＯ」）及び軟質熱可塑性ポリオレフィン（例えば、ポリブチレン）などの１以上の更なるポリマーとブレンドしてもよく、又はエチレン−ビニルアセテートコポリマー（「ＥＶＡ」）及びエチレンプロピレンゴム（「ＥＰＲ」）などの他の弾性材料から選択されてもよい。本発明において好適な熱可塑性エラストマーの例としては、スチレン−エチレンーブタジエン−スチレン（「ＳＥＢＳ」）、スチレン−ブタジエン−スチレン（「ＳＢＳ」）、及びスチレン−イソプレン−スチレン（「ＳＩＳ」）が挙げられる。本発明において好適な熱可塑性オレフィンの例としては、ポリブチレン（「ＰＢ」）及びポリエチレン（「ＰＥ」）が挙げられる。

本発明は、１つ以上の次の公開特許出願又は発行特許からの特性、態様、構成要素、材料、及び特徴を更に利用してもよい：ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／２９１２８；米国特許第６，０００，０８３号；米国意匠特許第４３２，３１２号；同第４３３，８１４号；米国特許第６，１７８，５７９号；同第６，１８９，６９３号；同第６，３１１，８３７号；米国公開特許出願２００２／００３２９４１；米国特許第６，３６０，３９５号；及び同第６，３７１，２９４号。

本明細書に記載の実施形態は、本発明の原理及びその実際的応用の最良の説明を提供し、それによって当業者が本発明を様々な実施形態で、また企図される特定の用途に適するように様々な修正を行って利用できるようにするために、選択され説明された。このような全ての修正及び変形は、適正に、法的に、公正に権利を与えられる範囲に従って解釈されるとき、添付の請求項によって決定されるように本発明の範囲内にある。

本発明による好ましい実施形態の電動歯ブラシの斜視図。 部分的に分解された状態の図１に示す好ましい実施形態の歯ブラシの斜視図（ブラシヘッドはブラシの本体部分から外されている）。 図１及び図２に示す歯ブラシの部分側面図（ブラシヘッドと、ブラシの本体又はハンドル部分との係合を詳述する）。 図３に示す歯ブラシのブラシヘッド及びハンドル部分の係合及び配向を示す詳細図（それらの構成要素は互いに分離されている）。 線５，５に沿った、図４に示すブラシヘッド構成要素の端面図。 線６，６に沿った、図４に示すブラシアセンブリのハンドル部分の端面図。 第一シャフトと第二シャフトとの係合を示す断面側面図。 第一シャフトと第二シャフトとの係合を示す断面側面図。 第一シャフトと第二シャフトとの係合を示す断面側面図。

Claims (9)

1. モータと、前記モータに機能的に接続される第一シャフトとが内部に配置される中空内部空間を画定するハウジングであって、前記ハウジングは、前記ハウジングの長手方向軸に沿ってその端部から延在する係合部材を有し、前記係合部材は、前記係合部材の周りに螺旋状に延在する第一ねじ山を包含する、ハウジングと、
   その第一端部に可動毛キャリアと、前記可動毛キャリアに機能的に接続された第二シャフトとを有するブラシヘッドであって、前記ブラシヘッドは、前記第一端部と反対側の前記ブラシヘッドの第二端部に受容領域を有し、前記受容領域は、環状の係合表面に沿って螺旋状に延在する第二ねじ山を備えた前記係合表面を有する、ブラシヘッドと
   を具備し、
   前記ハンドル又は前記ブラシヘッドの一方が前記長手方向軸を中心として回転されるとき、前記第一ねじ山及び前記第二ねじ山は、前記ブラシヘッドを前記ハンドルに取り外し可能に連結するねじ式接続を形成する電動歯ブラシ。
2. 前記第一ねじ山及び前記第二ねじ山がピッチを有し、前記ピッチは約２ｍｍ〜約３ｍｍである請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 前記第一シャフト及び前記第二シャフトが往復運動する請求項１又は２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記第二シャフトが可撓性である請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記第一シャフトが円筒形の先端部を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
6. 前記ハンドル及び前記ブラシヘッドの一方が約１８０°〜約５４０°回転され、前記第一ねじ山及び前記第二ねじ山を完全に係合させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
7. 前記第二シャフトがタブを有し、
   前記第一シャフトが、前記タブと係合して前記第一シャフト及び前記第二シャフトを連結する切欠きを有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
8. 前記第二シャフトに装着された腕部を更に具備し、前記タブが前記腕部上に配置される請求項７に記載の電動歯ブラシ。
9. 前記ハンドルが、前記第一シャフトの外側表面と前記ハンドルの内側表面との間に、前記タブ及び少なくとも前記腕部の一部分を受容するための環状空隙を有し、
   前記環状空隙は、前記第一シャフトの周辺部全体の周りに延在する請求項８に記載の電動歯ブラシ。

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