JP2012513797A - 短い毛ストロークをもたらすためのアクチュエータシステムを備えた電動歯洗浄器具 - Google Patents

Abstract

歯洗浄器具における毛房のタッピング運動をもたらす電動歯洗浄器具のためのアクチュエータシステムの一実施例は、ブラシヘッド１２から離れ次いでブラシヘッド１２に向かう動きのためのブラシヘッドに装着された複数のピストン要素１６を含む。毛房２０は該ピストン部材上に配置され、連続して歯に対して及び歯から離れるように動いて洗浄動作をもたらす。１乃至６Ｈｚの範囲内の低周波流体圧力動作４０が、歯に対して低周波シーケンスで該毛房の一致を保持し、１００乃至３００Ｈｚの範囲内の高周波流体圧力動作４２が該周波数で該毛房を動かし、歯に対してタッピングする毛動作をもたらし、洗浄をもたらす。他の実施例においては、アクチュエータシステムが、流体圧力により選択された周波数で長軸のまわりに伸長及び収縮する弾性物質からつくられた細長いアクチュエータ部材５２を含む。複数のアクチュエータ部５６が、該アクチュエータ要素に固定的に装着される。該アクチュエータ部は、該アクチュエータ部材が伸長すると、該アクチュエータ部の上部の橋部６３が上方向に動くように構成される。装着された毛房７４は、歯に対する洗浄動作をもたらす。

Description

本発明は一般的には、歯に直接向かう及び歯から離れる即ち歯に略垂直な毛の動作を用いる電動歯洗浄器具に関し、更に詳細には、選択された範囲内の周波数及び毛ストロークで動作する斯かる器具に関する。

歯の表面に対する毛のタッピング（tapping）／軽打（light hammering）動作は、歯間領域を含む歯の効果的な洗浄をもたらし得ることが知られている。しかしながら、斯かる器具の有効性は、効果的な結果をもたらす比較的短い毛ストローク及び特定の周波数範囲に依存している。流体（気体又は液体）圧力アクチュエータは、他のタイプのアクチュエータに比べて斯かる器具において一定の設計上の利点を持つが、アクチュエータにより引き起こされる液体のキャビテーションの効果が、８０Ｈｚを超える周波数において毛房領域の効果的な動きを妨げる。効果的な洗浄は一般に、１００乃至３００Ｈｚの範囲の周波数を必要とする。

従って、効果的なストローク長及び例えば１００乃至３００Ｈｚのような所望の範囲内の周波数を持つ毛のタッピング動作をもたらすことができる流体圧力アクチュエータを持つことが望ましい。

歯洗浄器具の一実施例は、ブラシヘッド部を持つ器具本体であって、前記ブラシヘッド部には、前記ブラシヘッド部の遠端が口の中に入れられたときの歯に向かう及び歯から離れる上下運動のための複数の可動ピストン部材が装着された、器具本体と、歯との洗浄接触のための、前記ピストン部材に装着された毛房と、前記毛房の先端を歯に略連続して一致させるように低周波数で前記ピストン部材を動かすための低周波アクチュエータと、歯に対して高周波数で前記ピストン部材を動かし、前記毛房と歯との間の周期的な接触により歯の洗浄をもたらすための高周波アクチュエータと、を有する。

他の実施例は、選択された周波数で長軸のまわりに伸長及び収縮する弾性を持つ細長いアクチュエータ部材を持つ駆動システムを含む器具本体と、前記アクチュエータ部材に固定的に装着された複数のアクチュエータ部であって、前記アクチュエータ部の各々が、前記アクチュエータ部材が伸長すると、前記アクチュエータ部の上部が上方向に動くように構成された、複数のアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部の各々の上部に装着された毛房であって、前記器具が口に入れられたときに、前記アクチュエータ部材が伸長すると、前記アクチュエータ部の上部及び前記アクチュエータ部に装着された前記毛房が交互に、歯に向かう及び歯から離れる方向に、外向きに動き次いで戻るように装着された毛房と、を有する。

歯用器具の一部の動作状態の断面図であり、第１の流体圧力アクチュエータの実施例を示す。 歯用器具の一部の動作状態の断面図であり、第１の流体圧力アクチュエータの実施例を示す。 歯用器具の一部の動作状態の断面図であり、第１の流体圧力アクチュエータの実施例を示す。 他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 更に他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 更に他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 更に他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。 更に他の流体圧力アクチュエータの実施例の図である。

図１乃至３は、歯用器具におけるアクチュエータアセンブリ及びブラシヘッドアセンブリの一実施例を示す。アクチュエータアセンブリ１０及びブラシヘッドアセンブリ１２は、器具筐体部１４に配置される。複数のピストン１６は、該ブラシヘッドアセンブリにおける上下運動のために装着される。筐体１４及びピストン１６は、典型的にはプラスチック材料からつくられる。一実施例においては、全部で５個の別個のピストンがあるが、この数は変更されても良い。

各ピストン１６の上面には、複数の毛房２０が装着される。典型的には、各ピストンは、５個以上の範囲の幾つかの毛房を持つ。斯くして毛房は、サイズ、構成及び材料が変更されても良い約９０個の毛又はフィラメントを含む。一実施例においては、該毛／フィラメントは、６ミルの直径を持ち、ピストンの上端から約８ｍｍ延在している。

筐体１４は、２つの流体路２２及び２４を含む。流体路２２及び２４は、筐体壁及び該筐体の長さに対して延在する内側筐体部材３４によって定義される。ブラシヘッドアセンブリの近端における流体路２２及び２４への入口は、貫通流れ開口２８及び３０である。流れ開口２８は狭く、図示される実施例においては約１ｍｍの幅である。流れ開口２８は、筐体の幅全体に亘って延在する。流れ開口３０はより大きく、約３ｍｍの幅であり、ブラシヘッドの略幅全体に亘って延在する。流れ開口２８及び３０は、筐体１４の一部である流れヘッダ要素３２及び３４により定義される。流れヘッダ要素３２は、筐体の上側壁から下向きに延在し、流れヘッダ要素３４は内側部材３４の近端に配置される。流れ開口のサイズは、ブラシヘッドの所望の動作に応じて或る程度変更されても良いが、一方の開口は非常に狭く、他方が大きくなければならない。

図１において筐体１４の後部に向かって、低周波ばね部材アクチュエータ４０及び高周波アクチュエータアセンブリ４２が配置され、高周波アクチュエータアセンブリ４２は、一実施例においては、筐体１４の内面と流体密封接触するピストン要素に対する線形アクチュエータである。水のような流体が、ピストン部材の前方において筐体１４に存在する。ばね部材４０及び高周波アクチュエータアセンブリ４２は、流体に対して動作し、ブラシヘッドピストン１６の上下動をもたらし、それ故該ピストンに装着された毛房２０の上下動をもたらす。ばね部材４０は、好適には１乃至６Ｈｚの範囲内の低周波流体圧力動作をもたらすが、該周波数は僅かに高くても良く、一方で高周波アクチュエータアセンブリ４２は、１００乃至３００Ｈｚの範囲内の高周波流体圧力動作をもたらす。それ故、筐体内の流体に対して組み合わせられた低周波／高周波動作が存在し、低周波動作上に高周波動作が重ねられる。

図１は、ヌル位置即ちシステムが動作していないときの器具を示し、全てのピストン１６が同じ中間位置にあり、毛房の先端が同一平面上にある。図２は、ばね部材４０の低周波動作による毛の動作を示し、流体が狭い開口２８を通って流される。低周波数（１乃至６Ｈｚ）の流体動作は、口腔の形状に毛が合致する／調節されることに帰着し、即ち毛房が、それぞれの個々のピストン上の毛房が比較的長い時間の間歯に対して連続して動かされるように低周波数で動く。毛房のそれぞれは次いで歯に接触し、低周波アクチュエータの周波数に従って歯と接触したままとなる。

線形アクチュエータ／ピストンアセンブリ４２により生成される高周波流体圧力動作（１００乃至３００Ｈｚ）は、ばね部材４０によりもたらされる低周波流体圧力動作に重ねられる。該高周波動作は、１００Ｈｚと３００Ｈｚとの間で毛房の動きの周波数をもたらす。高周波動作をもたらす流体は、広い流れ開口３０を通って移動し、ピストン１６に動作する高周波流体路における流体により、図３に示されるように、毛房の効果的なタッピング動作に帰着する。該ピストン動作は、１００乃至３００Ｈｚの周波数範囲内であり、歯に対する毛房のタッピング又は軽打動作をもたらし、歯の効果的な洗浄に帰着する。

それ故、本実施例においては、低周波及び高周波の流体動作の組み合わせが、短い毛房ストロークを持つ効果的な洗浄に帰着する。本例においては、毛房の高周波運動が歯と略接触している毛から始まり、まず該高周波流体動作のサイクルの前半の間は歯から離れるように動き、次いでタッピング／軽打動作を伴う後半においては歯に接触するように戻るため、本例における毛房のストロークは短い。自然な位置においては、毛は一般的に歯から離れている代わりに歯に合致している。このことは、毛房の短いストロークに帰着し、限られた空間においては有用であり、更に歯の離れた領域即ち歯間領域に毛が容易に到達することをも可能にする。

図４乃至６は、以上の実施例の変形例を示す。該変形例は、内部流体路３５を持つブラシヘッド筐体３４を含み、水等の流体がピストン部材３７の右側にある。ばねアクチュエータ３６は低周波流体動作をもたらし、線形アクチュエータはピストン要素３７に動作して、流路３５において前後に動き、高周波流体動作をもたらす。該ブラシヘッドは、複数の毛房３８Ａが装着された、複数のピストン部材３８を含む。該実施例は、狭い入口４１を持つ第１の流体部４０と、大きな入口４４を持つ第２の流体部４３とを含む。流体は、低周波ばね部材（１乃至６Ｈｚ）の動作により狭い入口４１を通って第１の流体部４０に移動し、高周波アクチュエータ（１００乃至３００Ｈｚ）の動作により大きな入口４４を通って第２の部分４３に移動する。低周波動作は一般的に毛の先端を歯の表面に合致させ、高周波動作は歯に対する毛房の高周波タッピング動作をもたらして、洗浄動作をもたらす。斯くして、２つの流体動作は事実上重ねられる。

他の実施例が図７乃至１０に示される。本実施例においては、歯用器具５０は、アクチュエータ５３から延在するアクチュエータロッド５２を含む。アクチュエータロッド５２は、複数のアクチュエータ部５６（図８及び９）を連結する。特定の器具についてアクチュエータ部の数は変更されても良いが、典型的な数は７個である。通常、効果的な洗浄のためには４個が必要となるが、幾つかの状況においては、より少ない数で十分となる。図８及び９を参照すると、個々のアクチュエータ部はＡＢＳプラスチックのような硬質プラスチックからできており、弾性アクチュエータロッド５２に固定的に装着される。アクチュエータロッド５２は、柔軟な弾性管又はホースの形をとり、約２ｍｍの静止時の直径を持つ。

動作時には、アクチュエータ５３が弾性アクチュエータロッドに動作し、前述した実施例と同様に、例えば１００乃至３００Ｈｚの範囲内の選択された周波数で交互に、静止位置から伸長し次いで静止位置に戻るよう収縮する。伸長の間、中間位置に戻る前の該弾性ロッドの直径は約２００ミクロンであるが、この値は変更されても良い。斯かるアクチュエータロッドの直径の増大及び減少は、該アクチュエータロッドに対して各アクチュエータ部５６の外向きの対向する伸長を引き起こす。

アクチュエータ部の伸長動作は、図８及び９に略明確に示された、独特の構造によるものである。各アクチュエータ部は一般的に全体として楕円形の形状をとり、上面６０を持つ下部基部５８を含む。下部基部５８の対向する端６１、６２には、狭い屈曲した橋部材６３が接続されている。図示される実施例においては、アクチュエータ部はそれぞれ１２．５ｍｍの長さ、１０ｍｍの高さ、及び３ｍｍの厚さ（前後方向）を持つ。橋部材６３は約０．５ｍｍの幅（上下方向）を持つが、それぞれ橋部材６３の対向する端部（下部基部５８に接合する場所）及び橋部材６３の中間点に配置された３つのヒンジ部６６、６８及び７０は除く。ヒンジ部の各々は、約０．２ｍｍの幅である。

各橋部材６３の上面７２からは、複数の毛房７４が延在する。毛房の数は変更されても良いが、典型的な数は１２の範囲内であり、各毛房は例えばそれぞれ９０本の毛を含む。個々の毛はサイズ及び構成が変更されても良いが、歯を洗浄するための典型的な毛であり即ち約８ｍｍの長さと６ミルの直径とを持つ。

下部５８は、アクチュエータロッドのための開口７０を持ち、開口７０から下部５８の端まで下向きに延在するスロット７６を含む。開口７０の上には、下部の中央線の対向する側から延在する２つの楕円形状の部分を有する別の開口７８が配置される。狭いスロット８０は、開口７０を開口７８に接続する。開口７８と下部５８の上面６０との間には、更なる小さな円形の開口８２が配置される。開口８２を挟んだ両側には、２つの狭いヒンジ部８６及び８８があり、それぞれ約１ｍｍの幅（上下方向）を持つ。

動作時には、アクチュエータ５３の動作によりアクチュエータロッド５２が伸長及び収縮し、下部５８の２つの鏡像部８４、８５が、ヒンジ部８６及び８８のまわりに、僅かに外側に向かって互いから離れるように動く。このことは、内部にあるヒンジ部６６、６８及び７０のため、橋部材６３の上下運動を引き起こし、毛房７４の歯に向かう及び歯から離れる対応する上下運動をもたらす。該運動は、歯の洗浄をもたらすタッピング／軽打動作である。

アクチュエータロッドの伸長に対する橋部材６３の上述した動きは増幅係数と呼ばれ、即ちアクチュエータロッドの比較的小さな伸長が、毛房の増幅された（より大きな）動きをもたらす。図示された構造では、少なくとも７であり４０までの増幅係数（率）が可能である。一例としては、アクチュエータロッドの０．２５ｍｍの伸長が、毛房の１ｍｍのストロークに帰着する。斯くして、本実施例における重要な概念は、アクチュエータロッド要素の比較的小さな伸長が、効果的な毛房のストローク長をもたらし得る点である。

従って、比較的短い毛房ストローク及び／又はアクチュエータ要素の小さな動きにより効果的な毛房動作をもたらし、歯に直接向かう及び歯から離れる毛房の効果的なタッピング／洗浄動作をもたらし得る実施例が開示された。

本発明の好適な実施例が説明の目的のために開示されたが、請求項により定義される精神から逸脱することなく、種々の変更、修正及び代替が実施例に組み込まれ得ることは理解されるべきである。

Claims (15)

1. 歯洗浄器具であって、
   ブラシヘッド部を持つ器具本体であって、前記ブラシヘッド部には、前記ブラシヘッド部の遠端が口の中に入れられたときの歯に向かう及び歯から離れる上下運動のための複数の可動ピストン部材が装着された、器具本体と、
   歯との洗浄接触のための、前記ピストン部材に装着された毛房と、
   前記毛房の先端を歯に略連続して一致させるように低周波数で前記ピストン部材を動かすための低周波アクチュエータと、
   歯に対して高周波数で前記ピストン部材を動かし、前記毛房と歯との間の周期的な接触により歯の洗浄をもたらすための高周波アクチュエータと、
   を有する歯洗浄器具。
2. 前記毛洗浄動作は、歯に対するタッピング動作である、請求項１に記載の歯洗浄器具。
3. 前記高周波数は前記低周波数より少なくとも３０倍高い、請求項１に記載の歯洗浄器具。
4. 前記低周波数は１乃至６Ｈｚの範囲内であり、前記高周波数は１００乃至３００Ｈｚの範囲内である、請求項１に記載の歯洗浄器具。
5. 前記ブラシヘッドは、前記ピストン部材を作動させるための低周波流体路及び高周波流体路を含み、前記低周波アクチュエータは、流体を狭い入口を通して主に前記低周波流体路へと移動させ、前記高周波アクチュエータは、流体を広い入口を通して前記高周波流体路へと移動させる、請求項１に記載の歯洗浄器具。
6. 前記低周波アクチュエータはばね部材であり、前記高周波アクチュエータは線形アクチュエータ又はピストンアセンブリである、請求項５に記載の歯洗浄器具。
7. 前記高周波アクチュエータは前記ばね部材に装着される、請求項６に記載の歯洗浄器具。
8. 歯洗浄器具であって、
   選択された周波数で長軸のまわりに伸長及び収縮する弾性を持つ細長いアクチュエータ部材を持つ駆動システムを含む器具本体と、
   前記アクチュエータ部材に固定的に装着された複数のアクチュエータ部であって、前記アクチュエータ部の各々が、前記アクチュエータ部材が伸長すると、前記アクチュエータ部の上部が上方向に動くように構成された、複数のアクチュエータ部と、
   前記アクチュエータ部の各々の上部に装着された毛房であって、前記器具が口に入れられたときに、前記アクチュエータ部材が伸長すると、前記アクチュエータ部の上部及び前記アクチュエータ部に装着された前記毛房が交互に、歯に向かう及び歯から離れる方向に、外向きに動き次いで戻るように装着された毛房と、
   を有する歯洗浄器具。
9. 前記毛房は、前記アクチュエータ部材の伸長の量の少なくとも７倍の距離を移動する、請求項８に記載の歯洗浄器具。
10. 前記毛房は、前記アクチュエータ部材の伸長の約４０倍の距離を移動する、請求項８に記載の歯洗浄器具。
11. 前記アクチュエータ部の各々が基部及び上部の狭い橋部を含み、前記橋部と前記基部との間には空き領域があり、前記基部は第１の開口から前記アクチュエータ部の前記基部の端まで延在するスロットを含み、前記第１の開口を通って前記アクチュエータ部材が延在し、前記アクチュエータ部の各々は更に、前記第１の開口の上の前記アクチュエータ部の中央線の対向する側において前記基部におけるヒンジ部を含み、前記橋部は３つのヒンジ部を含み、前記ヒンジ部の１つは前記橋部が前記基部に接合する各端にあり、前記ヒンジ部の他の１つは前記ヒンジ部の略中央点にあり、前記アクチュエータ部材の直径が大きくなると、前記基部の２つの部分が前記基部ヒンジ部のまわりに互いから離れる方向に動き、前記橋部を前記毛房に沿って上方向に動かす、請求項８に記載の歯洗浄器具。
12. 前記アクチュエータ部は外形が楕円形である、請求項１１に記載の歯洗浄器具。
13. 前記アクチュエータ部材及び前記毛房の運動の周波数は、１００乃至３００Ｈｚの範囲内である、請求項８に記載の歯洗浄器具。
14. 前記アクチュエータ部は硬質プラスチックから作られる、請求項８に記載の歯洗浄器具。
15. 前記基部は、前記第１の開口の上に前記アクチュエータ部の中央線について対称な第２の開口を含み、前記アクチュエータ部の前記基部は更に、前記第２の開口と前記基部の上面との間に第３の開口を含み、前記第１及び第２のヒンジ部は、前記第２の開口及び前記第３の開口の両側により部分的に定義される、請求項８に記載の歯洗浄器具。

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