JP2013530806A - 小型電動装置のハンドル部分及び小型電動装置 - Google Patents

Abstract

小型電動装置のハンドル部分は、内部に駆動ユニットが配置されたハンドルハウジングと、アタッチメント部分と接続されるように構成された、ハウジングから延びる第１のコネクタ要素であって、駆動ユニットと連結された第１のコネクタ要素と、アタッチメント部分と接続されるように構成された、ハウジングから延びる第２のコネクタ要素であって、駆動ユニットと連結された、第２のコネクタ要素と、を備え、動作時に第１のコネクタ要素がハウジングに対して直線往復運動し、第２のコネクタ要素が、第１のコネクタ要素に対して１８０°の位相シフトでハウジングに対して直線往復運動する。

Description

本発明は、小型電動装置のハンドル部分、並びにこうしたハンドル部分及びそのハンドル部分と連結されたアタッチメント部分を有する小型電動装置に関する。

歯の清掃装置などの小型の電動装置のハンドル部分に、小型電動装置のヘッドを連結してヘッドの独立した２つの運動を生じさせる２本のシャフトを設けることが知られている。国際特許出願公開第２００８／１２５２６９ Ａ２号は、こうした構成について一般的に述べている。

国際特許出願公開第２００８／１２５２６９ Ａ２号

本開示の目的は、小型電動装置のハンドル部分、及び従来の装置と比較して改良されているか又は従来の装置の代替物を少なくとも与える小型電動装置を提供することにある。

いくつかの実施形態では、駆動ユニットが内部に配置されたハンドルハウジングを有する小型電動装置のハンドル部分が提案される。ハウジングからは第１のコネクタ要素が延び、アタッチメント部分と接続されるように構成されている。第１のコネクタ要素は駆動ユニットと連結される。ハウジングからは第２のコネクタ要素が延び、アタッチメント部分と接続されるように構成されている。第２のコネクタ要素は駆動ユニットと連結される。動作時に第１のコネクタ要素がハウジングに対して直線往復運動し、第２のコネクタ要素が、第１のコネクタ要素に対して１８０°の位相シフトでハウジングに対して直線往復運動する。

いくつかの実施形態では、上記に提案されたハンドル部分と、更に第１のコネクタ要素及び第２のコネクタ要素と連結されたアタッチメント部分とを有する小型電動装置が提案され、連結は必要に応じて分離可能な連結として実現される。

本開示を、一般的な実施形態及び例示的な実施形態の詳細な説明によって、また、例示的な実施形態を示した図面を参照して更に説明する。図中、
ハンドル部分及びアタッチメント部分を有する小型電動装置の例示的な一実施形態を示す図。 ハンドル部分及びアタッチメント部分を有する口腔衛生装置として実現された小型電動装置の例示的な一実施形態を切断した側断面図。 図２に示される小型電動装置を切断した横断面図。 動作時の小型電動装置のアタッチメント部分の機能要素の重ね合わされた運動を示す第１の概略図であり、駆動される機能要素の比較的速い振動運動と、使用者によって与えられる小型電動装置の比較的ゆっくりとした振動運動とが示されている。 図４と同様の第２の概略図であり、詳細には、機能要素の駆動運動の振幅が図４よりも小さくなっている。 清掃要素を有するブラシヘッドの図。 清掃要素を有するブラシヘッドの図。 清掃要素を有するブラシヘッドの図。

提案されるハンドル部分及び提案される小型電動装置を、例示的な実施形態のより一般的な説明によって、更に例示的な実施形態のより詳細な説明によって説明する。いずれかの例示的実施形態を参照して述べる構成は、本開示の骨子及び範囲と抵触しないかぎりにおいて、別の例示的実施形態について述べられる構成とともに利用することも可能である点は理解されるべきである。

小型電動装置は、例示的実施形態においては、電動歯ブラシ、電動フロス、電動舌スクレーパなどの口腔衛生装置として実現される。

いくつかの実施形態に基づいて提案されるハンドル部分は、動作時に逆位相で直線往復運動する２個のコネクタを有している。これを利用して、第１のコネクタがアタッチメント部分のハウジングと連結され、第２のコネクタがアタッチメント部分の機能要素と連結される際に、アタッチメント部分に２つの異なる運動を与えることができる。ハンドル部分とアタッチメント部分との連結は、一実施形態では分離可能な連結として実現される。例示的な一実施形態では、第１のコネクタと第２のコネクタとは同軸上に配置される。例示的な一実施形態では、第１の駆動要素及び第２の駆動要素が駆動ユニットを構成する。例示的な一実施形態では、駆動ユニットは共振駆動要素であり、共振駆動要素の第１の運動部分が第１の駆動要素を形成し、共振駆動要素の第２の運動部分が第２の駆動要素を形成する。下記に更に説明するように、２個の運動部分を有する共振駆動要素は、各運動部分によって発生させられ、動作時に使用者によって握られるハンドル部分のハウジングに伝達される振動が少なくとも一定量にまで打ち消し合い、場合により実質上完全に振動が打ち消されるような設計とすることができる。第１の運動部分と第２の運動部分とは、バネ機構によって連結することができ、このバネ機構は、動作中の運動部分間の位相が１８０°であるような設計とすることができる。一例として言うと、第１及び第２のコネクタ要素の同軸配置などの構成は、駆動要素を第１及び第２の運動部分を有する共振モータとして実現するという構成とうまく組み合わせることができる。下記に更に述べられるより一般的な実施形態及び／又はより詳細な実施形態の構成のこのような組み合わせは、互いに組み合わせることができる。

例示的な一実施形態では、第１のコネクタ及び／又は第２のコネクタは、動作時に少なくとも１００Ｈｚ、場合により少なくとも１１０Ｈｚ、更に場合により少なくとも１２０Ｈｚ、いっそう更には場合により少なくとも１３０Ｈｚ、よりいっそう更には場合により少なくとも１４０Ｈｚ、又はいっそう更には場合により少なくとも１５０Ｈｚの振動数で動作する。例示的な一実施形態では、第１のコネクタ要素は、動作時に約１５０Ｈｚ〜約１７０Ｈｚの範囲の振動数で動作する。例示的な一実施形態では、第１のコネクタ要素は、動作時に約２５０Ｈｚ以下、場合により約２００Ｈｚ以下の周波数で動作する。

例示的な一実施形態では、提案される小型電動装置は機能要素を備えたアタッチメント部分を有し、機能要素はアタッチメント部分のハウジングに取り付けられることによって動作時の駆動運動を与える。例示的な一実施形態では、アタッチメント部分のハウジングがハンドル部分の第１のコネクタと連結されることにより、ハウジングは動作時に直線往復運動するように駆動され、また、機能要素は第２のコネクタと連結される。例示的な一実施形態では、機能要素は、これに沿ってハウジングが直線往復運動する長手方向軸に対してほぼ垂直な回転軸を中心とした回転又は振動回転するように取り付けられる。例示的な一実施形態では、アタッチメント部分は、動作時に第２のコネクタによって与えられる直線往復運動を変換するためのギアユニットを有している。場合により、ギアユニットは、第１の端部において動作時に機能要素がそれを中心として動かされる回転軸に対して偏心して機能要素と連結され、第２の端部において第２のコネクタと連結されるシャフト要素を有してもよく、場合により、第２のコネクタとの連結は分離可能な連結として実現される。

例示的な一実施形態では、第１及び／又は第２のコネクタは、ピーク振幅が中心位置を中心として約±０．１ｍｍ（すなわち、第１のコネクタ要素の最大変位量が、正の運動方向に０．１ｍｍ、かつ負の運動方向に−０．１ｍｍである）〜約±１．０ｍｍの範囲内であるような直線往復運動を与える。場合により、この範囲は、約±０．２ｍｍ〜約±０．５ｍｍの間となるように選択することができる。実施形態によってはピーク振幅は、約０．１ｍｍよりも大きく、約０．２ｍｍよりも大きく、約０．５ｍｍよりも大きく、約０．７５ｍｍよりも大きく、約１．０ｍｍよりも大きく、又はこれらの値内若しくはこれらの値を含む任意の数値若しくは任意の範囲であってよい。

例示的な一実施形態では、第１のコネクタ（又は第２のコネクタ）の平均絶対速度は、約６０ｍｍ／ｓ〜約２４０ｍｍ／ｓの範囲、場合により約１００ｍｍ／ｓ〜約２４０ｍｍ／ｓの範囲、更に場合により約１２０ｍｍ／ｓ〜約２４０ｍｍ／ｓの範囲、又は上記の値内及び／又は上記の値を含む任意の数値若しくは任意の範囲である。下記に更に説明するように、こうした速度により小型電動装置の性能の向上につながりうる。例示的な一実施形態では、アタッチメント部分は、約２００Ｈｚ〜約８００Ｈｚの範囲の共振周波数を有するフィラメントとして実現される清掃要素を少なくとも有する。清掃要素の共振周波数については後述する。

以下に、提案されるハンドル部分及び提案される小型電動装置を、例示的実施形態を示した図面を参照してより詳細に説明する。

図１は、ハンドル部分２０及びアタッチメント部分１０を有する、提案される小型電動装置１の例示的な一実施形態の図である。アタッチメント部分１０はハンドル部分２０と分離可能に連結することができるため、例えばアタッチメント部分１０が摩耗した場合、又は異なるアタッチメント部分が使用される場合（例えば異なる使用者により）にアタッチメント部分１０を容易に交換することができる。この場合、小型電動装置１は、電動歯ブラシの形態の口腔衛生装置として実現されている。

アタッチメント部分１０は、この場合、口腔の一部を清掃するためのブラシヘッドとして実現された機能要素１１を有している。図に示されるように、機能要素１１は、小型電動装置１の動作時の回転軸Ｒを中心とした両矢印Ｏによって示される、駆動回転又は振動回転するためにアタッチメント部分１０のハウジング１２に取り付けることができる。回転軸Ｒは、例示的な一実施形態では、小型電動装置１の長手方向軸Ｌに対してほぼ垂直である。アタッチメント部分１０は、ハンドル部分２０に取り付けられている。例示的な一実施形態では、アタッチメント部分１０は、駆動運動する、例えば長手方向軸Ｌとほぼ一致する軸に沿った両矢印Ｍによって示されるように、駆動直線往復運動するためにハンドル部分２０に取り付けられている。アタッチメント部分とハンドル部分との連結の詳細は、例示的な一実施形態について後述する。

図２は、この例示的な実施形態においては電動歯ブラシの形態の口腔衛生装置として実現された、提案される小型電動装置の例示的な一実施形態を切断した側断面図である。図３は、図２に示される小型電動装置を切断した横断縦断面図である。以下の項では、図２及び図３を参照する。

アタッチメント部分１００はハンドル２００に分離可能に取り付けられている。アタッチメント部分１００は、この場合ブラシヘッドとして実現された機能要素１１０を有しており、動作時に回転軸Ｒを中心とした機能要素１１０の駆動回転又は振動回転（両矢印Ｏによって示される）が可能であるように、機能要素１１０はアタッチメント部分１００のハウジング１２０に取り付けられている。図に示される実施形態では、機能要素１１０は支持要素１１１を有し、これに少なくとも清掃要素１１２が取り付けられる。支持要素１１１は、回転軸Ｒに沿って延びる軸１１３に旋回可能に取り付けられている。アタッチメント部分１００のハウジング１２０は、アタッチメント部分１００をハンドル部分２００に分離可能に取り付けるためのコネクタアセンブリ１２１を有している。いくつかの実施形態では、コネクタアセンブリ１２１はハンドル部分２００との連結を確立するためのスナップフック１２１１を有する。これに加えて、又はこれに代えて、バヨネット連結要素、磁力連結要素、ネジ連結要素などを含む群の内の少なくとも１つなどの取り付け要素が設けられてもよい。

シャフト要素１３０がハウジング１２０内に配置されている。シャフト要素１３０は、第１の端部において機能要素１１１と連結され、第２の端部において、これによりシャフト要素１３０がハンドル部分２００に分離可能に取り付けられるコネクタアセンブリ１３１を有している。シャフト要素１３０は、軸１１３によって規定される回転軸Ｒに対して、偏心して機能要素１１０と連結されている。シャフト要素１３０は、支持要素１１１に形成された空洞内に延びる連結ピンでありうる連結要素１３２によって連結することができる。コネクタアセンブリ１３１は、スナップ嵌め連結、磁力連結、ネジ連結などを実現するためのスナップ嵌め要素、磁力連結要素、ネジ連結要素などの少なくとも１つからなるものでよい。

図に示される例示的な実施形態では、ハンドル部分２００は、駆動ユニット２３０、第１のコネクタ２１０、及び第２のコネクタ２２０を有している。図に示されるように、ハウジング１２０は、上記に述べたように第１のコネクタ２１０と分離可能に連結することができ、シャフト要素１３０は、上記に述べたように第２のコネクタ２２０と分離可能に連結することができる。

ここでは、第１及び第２のコネクタ２１０、２２０は同軸上に配置されているが、第１及び第２のコネクタ２１０、２２０は任意の適当な態様で配置することが可能であり、例えば隣り合わせて配置することができる。第１のコネクタ２１０は、長手方向の貫通孔を有するプラスチックシャフト要素として実現することができる。第１のコネクタ２１０は、アタッチメント部分１００のハウジング１２０に設けられたコネクタアセンブリ１２１と連結されるようにこの場合構成された、コネクタアセンブリ２１１を有している。コネクタアセンブリ２１１は、アタッチメント部分１００のハウジング１２０に設けられたスナップフック１２１１が、その中にスナップ嵌合することが可能な溝２１１１として実現することができる。スナップフック及び溝の代わりに、任意の適当な種類の連結パートナーを選択することが可能であり、例えばコネクタアセンブリを、バヨネット連結要素、磁力連結要素、ネジ連結要素などからなるものとすることができる。

第２のコネクタ２２０は、第１のコネクタ２１０に設けられた貫通孔を通じて延びる（例えば金属の）シャフト要素として実現することができる。この場合、第２のコネクタ２２０は、例示的な一実施形態ではアタッチメント部分１００のシャフト要素１３０の第２の端部に設けられたコネクタアセンブリ１３１と分離可能に連結される、コネクタアセンブリ２２１を有する。第１のコネクタ２１０に関連して述べたように、コネクタアセンブリ２２１は、スナップ嵌め連結要素、磁力連結要素、バヨネット連結要素、又はネジ連結要素など、又はこれらの組み合わせからなるものとすることができる。第１及び第２のコネクタに設けられるコネクタアセンブリは、アタッチメント部分に設けられるそれぞれのコネクタアセンブリと嵌合するものでなければならない。

第１及び第２のコネクタ２１０及び２２０は、下記により詳細に説明するように、ハンドル部分２００の中空ハウジング２５０に設けられた駆動ユニット２３０とそれぞれ連結することができる。動作時には、実施形態によっては、駆動ユニット２３０は、第１のコネクタ２１０を両矢印Ｍ１によって示されるような直線往復運動するように駆動する（この運動がアタッチメント部分１００のハウジング１２０に伝達されることにより、アタッチメント部分１００全体が直線往復運動する）。更に、駆動ユニット２３０は、第２のコネクタ２２０を、第１のコネクタ２１０の運動に対して１８０°の位相シフトを有する、両矢印Ｍ２によって示されるような直線往復運動に駆動することができる。この場合、第２のコネクタ２２０がシャフト要素１３０と連結されるため、直線往復運動が機能要素１１０に伝達され、そこでこの運動が、回転軸Ｒを中心とした機能要素の振動回転Ｏに変換される。

駆動ユニット２３０は図に示される例示的な実施形態では、共振駆動要素として実現されている。例示的な一実施形態において用いることが可能な共振駆動要素については、欧州特許出願公開第１０００７７１６．３号に述べられている。

駆動ユニット２３０は、この例示的な一実施形態では、第２のコネクタ２２０を更に形成する第１の運動部分２３３及び第２の運動部分２３４を有している。この場合、第２の運動部分２３４は長手方向軸Ｌに沿って延び、フェライト系又はマルテンサイト系の鋼又は鉄などの磁化可能な材料で少なくとも一部を形成することができる。第１の運動部分２３３は第１のコネクタ２１０と動作可能に連結、場合により固定的に結合されるため、第１の運動部分２３３の運動は、動作時に第１のコネクタ２１０に伝達される。永久磁石２３２は、第１の運動部分２３３に固定的に取り付けることができる。駆動ユニット２３０は、図に示される例では、ハンドル部分１００のハウジング２５０に固定的に取り付けられたコイル２３１を有している（代替的な一実施形態では、コイル２３１は、ハウジング２５０にではなく第２の運動部分２３４に固定することもできる）。

動作時には、コイル２３１に交流を流すことができる。第２の運動部分２３４が磁化可能な材料からなる実施形態では、磁化可能な材料が少なくとも部分的に磁化され、第１の運動部分２３３（永久磁石２３２が固定されている）と第２の運動部分２３４との間に磁力が発生する。第１の運動部分２３３と第２の運動部分２３４との間のこの力が、１８０°の位相シフトを有する両部分の運動をそれぞれ引き起こす。電流の極性を交互に反転させ、バネ要素の復元力（バネについての詳細は下記に述べる）を第１及び第２の運動部分２３３、２３４に作用させることにより、振動運動が発生する。

各運動部分間のバネのバネ定数及び運動部分のそれぞれの質量が、駆動ユニット２３０の共振振動数を規定する関連因子である。いくつかの実施形態では、駆動ユニット２３０は共振振動数で又は概ね共振振動数で駆動される（すなわち、駆動振動数、したがって駆動ユニット２３０が動く振動数は、共振振動数又は概ね共振振動数である）。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の運動部分２３３及び２３４は、取り付けバネ２３５によってハウジング２５０に対して、更に互いに対して連結される。第１及び第２の運動部分２３３及び２３４をそれぞれハウジング２５０と連結することにより、動作時にハウジング２５０に伝達される振動は、ある程度、場合によりほぼ完全に互いに打ち消し合うことができる。更に、バネ２３５は、第１及び第２の運動部分２３３及び２３４を互いに対して１８０°の位相シフトで動かす助けとなりうる。別の例示的な実施形態では、コイル２３１は第２の運動部分２３４に固定的に取り付けられる。

図３に見られるように、第２のコネクタ２２０（すなわち図に示される実施形態では第２の運動部分２３４）が上方に（すなわち機能要素の方向に）動くと、第２のコネクタ２２０に対して１８０°の位相シフトで動く第１のコネクタ２１０は下方に（すなわちハウジング２５０の遠位末端２９９の方向に）動く。この構成では、アタッチメント部分１００の全体が下方に動くのに対して、シャフト要素１３０は上方に動く。アタッチメント部分１００の運動がシャフト要素１３０の運動、更には各部材の小さな運動と重ね合わされ、アタッチメントハウジング１２０に対して２倍大きな連結ピン１３２の相対運動が生じる。したがって、図に示される例示的な実施形態では、第１のコネクタ２１０の運動と第２のコネクタ２２０の運動との１８０°の位相シフトによって、第２のコネクタ要素２２０によって与えられる必要な振幅が低減されるために、機能要素１１０の一定の角度変位が得られる。この効果に加えて、第１及び第２のコネクタ２１０、２２０を用いることで、図に示される例示的な実施形態において実現されるように、機能要素１１０の２つの運動を重ね合わせることができる。この場合、機能要素１１０は、アタッチメント部分１００のハウジング１２０と連結された第１のコネクタ２１０によって与えられる運動のために長手方向軸に沿って直線往復運動し、同時に機能要素が回転軸Ｒを中心として振動する。

動作時には、使用者は通常、小型電動装置のハンドル部分２００を握り、小型電動装置をその長手方向軸に沿って振動（電動歯ブラシである小型電動装置によって使用者が行う一般的な運動（いわゆる歯磨き運動）から知られるように）させることができる。使用者によって与えられる振動運動は、駆動動作時に機能要素が直線往復運動する振動数よりも低い振動数を有する傾向にあり、使用者によって与えられる振動運動は、アタッチメント部分１００が中心位置を中心として直線往復運動する駆動振幅よりも大きな振幅を有する傾向にある。このような状況が、使用者によって与えられる振動運動に重ね合わされた２つの異なる振動の振幅について図４及び５に示されている。一般性を失うことなく、使用者によって与えられる振動運動は正弦波形を有するものと仮定される。

図４は、歯ブラシをその長手方向軸に沿って正弦波運動で振動させる使用者によって与えられる機能要素の正弦波運動曲線Ｃ１を示す（この振動運動の正の半周期のみを示している）。横座標は時間方向ｔを示し、縦座標は中心位置Ｐ_０に対する位置Ｐを示す。使用者によって与えられる運動は、ピーク振幅Ａ１（この場合、歯磨き運動周波数１Ｈｚで５ｍｍ）を有する。

曲線Ｃ２は、小型電動装置の長手方向軸に沿ったアタッチメント部分の駆動直線往復運動が、使用者により与えられる往復運動と重ね合わされた機能要素の運動を示す。この追加的な駆動往復運動は、ピーク振幅Ａ２（この場合、振動数７５Ｈｚで０．５ｍｍ）を有する。使用者により与えられる往復運動の上向き及び下向きの傾きを有する部分（使用者により与えられる運動の速度が最大となる部分）であっても、重ね合わされた駆動往復運動は、全体として機能要素の逆向きの運動となる。例えば、概ね上向きに傾いた運動に沿った特定の点において、機能要素の位置は、駆動往復運動の前向きのピークに一致するＰ_１となり、（駆動往復運動の）約半周期後に機能要素の位置は、駆動往復運動の逆向きのピークに一致するＰ_２となる（ただし、Ｐ_２＜Ｐ_１である）。

図５は、図４と同様の図であり（重ね合わされた往復運動の完全な１周期が示されている）、使用者により与えられる往復運動が曲線Ｃ３として示され、重ね合わされた運動が曲線Ｃ４として示されている。この場合、使用者により与えられる往復運動はピーク振幅Ａ３（この場合、２Ｈｚの歯磨き運動の振動数で１０ｍｍ）を有し、駆動往復運動はピーク振幅Ａ４（この場合、駆動振動数４０Ｈｚで０．３ｍｍ）を有している。特に、使用者により与えられる往復運動の上向き及び下向きの傾きを有する部分では、追加的な駆動往復運動は、機能要素の顕著な逆向きの運動とならない。例えば、概ね上向きに傾いた運動に沿った特定の点において、機能要素の位置は、駆動往復運動の前向きのピークに一致するＰ_３となり、（駆動往復運動の）約半周期後に機能要素の位置は、駆動往復運動の逆向きのピークに一致するＰ_４となる（ただし、Ｐ_３＜Ｐ_４である）。

小型電動装置が電動歯ブラシであり、機能要素が、少なくとも部分的にフィラメント（例えばナイロン、ＰＡ６．１２などの約１００μｍ〜約２００μｍの範囲の直径及び約４ｍｍ〜約１２ｍｍの範囲の長さを有するフィラメント、ただしＰＡ６．１２は、約３６００Ｎ／ｍｍ^２の弾性率を有し、こうしたフィラメントの一般的な共振振動数は約２００Ｈｚ〜８００Ｈｚの範囲にある）として実現された清掃要素を有するブラシヘッドとして実現されている例示的な一実施形態では、使用者によって行われる歯磨き運動の際の機能要素の逆向きの運動によって、歯の間の隙間の上を滑ってしまったフィラメントが再び隙間の中に逆向きに押し込まれることになるので歯間清掃性能が高められる。これにより、歯の間の隣接歯間間隙内へのフィラメントの隣接歯間侵入性が高められる。

このような逆向きの運動（使用者によって引き起こされるゆっくりとした運動に対する逆向きの運動）は、隣接歯間間隙に入ったフィラメントを概ね逆向きとなる方向で、更なる駆動運動がなければ使用者によって引き起こされる運動の前向きのストロークの際の清掃動作では少なくとも部分的に磨かれなかったであろう歯の表面と接触させる。図６〜８を参照すると、清掃要素６４０を有するブラシヘッド６５０の運動が示されている。一般的に、第１の方向６６０に使用者によって与えられる運動、及びブラシヘッド６５０、第１の表面６０４に対する圧力の作用により、清掃要素６４０が曲がる。図に示されるように、清掃要素の先端の、すべてではないにしても大部分が第１の表面６０４と接触する。

これに対して、清掃要素６４０が歯間間隙６０８に入ると、清掃要素６４０の少なくとも一部（ブラシヘッド６５０の最も前側の部分のもの）が真っ直ぐになろうとする。清掃要素６４０が真っ直ぐになる速度は、清掃要素６４０の固有振動数によって一部規定される。通常は、清掃要素６４０の固有振動数が使用者によって与えられる運動の振動数よりも充分に大きいため、清掃要素６４０は、歯間間隙６０８内において少なくともある程度は真っ直ぐとなることができる。

歯間間隙は様々な形状を有することから（例えば２本の門歯間の歯間間隙は通常は比較的狭く、概ね平行な壁を有しているのに対して、２本の臼歯間の歯間間隙はより広く、歯は一般的により湾曲している）、駆動運動のピーク速度と使用者によって引き起こされる運動のピーク速度との比の単一の閾値では、すべての隣接歯間形状について清掃効率の同様の向上にはつながらない。歯間陥入部の一般的な幅は、約１ｍｍ〜約３ｍｍの範囲である。

図に示されるように、歯間間隙６０８は第１の壁６０８Ａ及び第２の壁６０８Ｂを有しうる。１つの問題として、使用者によって加えられる運動が第１の方向６６０に行われる際、清掃要素６４０が第１の壁６０８Ａと接触しないために、第１の壁６０８Ａが汚れたままとなることがある。

しかしながら、第１の方向６５０と反対の第２の方向６９０への逆向きの運動によれば、逆向きの運動の振幅が充分大きいものと仮定すると、清掃要素６４０は第１の壁６０８Ａと接触しうる。上記に述べたように、ブラシヘッドの逆向きの運動は、これらのピーク速度間の約３以上の比（使用者振動数に対する駆動振動数）のために、使用者によって引き起こされる運動の急な傾きの部分においても逆向きの駆動運動の際に、顕著な逆向きの毛の運動となるような場合に生ずる。

使用者によって与えられる一般的な歯磨き運動の振動数は、使用者によってはより高い、又はより低い振動数で歯磨き運動する場合があるものの、約１Ｈｚ〜約２Ｈｚの範囲にあるものと仮定される。使用者によって与えられる歯磨き運動の一般的なピーク振幅は、約５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲にあるものと仮定される。これらのパラメータに基づけば、このような振動数及びピーク振幅で動かされる機能要素の平均（絶対値、すなわち符合は無視した値）速度ｖ_ａｖｇは、ｆを振動数の値とし、Ａをピーク振幅の値として、４×ピーク振幅値×振動数値によって与えられるｖ_ａｖｇ＝４・ｆ・Ａ。これにより得られる、使用者によって与えられる運動の一般的な平均絶対速度は、約２０ｍｍ／ｓ〜約８０ｍｍ／ｓの範囲である。ｆを振動数の値とし、Ａをピーク振幅の値として、ピーク速度ｖ_ｐは、ｖ_ｐ＝２π・ｆ・Ａにより与えられる。正弦波運動の急な傾きの部分では、ピーク速度ｖ_ｐは約３１ｍｍ／ｓ〜１２６ｍｍ／ｓの範囲である。平均絶対速度ｖ_ａｖｇは、約４０ｍｍ／ｓ〜約５０ｍｍ／ｓの範囲であってよく（したがってピーク速度ｖ_ｐは、約６３ｍｍ／ｓ〜約７９ｍｍ／ｓの範囲となる）、これは、使用者によって与えられる歯磨き運動の比較的高い割合（％）が含まれる部分的範囲と考えることができる。平均絶対速度ｖ_ａｖｇとピーク速度ｖ_ｐとは、ｖ_ｐ＝２π／４・ｖ_ａｖｇ＝１．５７０７５・ｖ_ａｖｇとして互いに関連付けられる。

例示的な一実施形態では、第１のコネクタは、約０．１ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲のピーク振幅、場合により約０．３ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲のピーク振幅を与える。往復運動の振動数は、約５０Ｈｚ〜約２５０Ｈｚの範囲、場合により約１００Ｈｚ〜約２００Ｈｚの範囲、更に場合により約１４０Ｈｚ〜約１８０Ｈｚの範囲、いっそう更には場合により約１５０Ｈｚ〜約１７０Ｈｚの範囲となるように選択することができる。これにより機能要素の平均絶対速度ｖ_ａｖｇは、約２０ｍｍ／ｓ〜約１０００ｍｍ／ｓの範囲となるか、又は場合により約１８０ｍｍ／ｓ〜約３４０ｍｍ／ｓのより狭い値となる。使用者によっては、平均絶対速度が特定の閾値を上回ると、不快感及び／又は歯肉の刺激につながる。このような閾値は、フィラメントの種類、その特性（例えば端部の丸味特性）、及び特定の使用者によって決まる。一般的に、５００ｍｍ／ｓを上回る平均絶対速度は、少なくとも相当の割合の使用者によって不快であると感じられる。

上記に述べたように、駆動往復運動が使用者によって与えられる往復運動の平均絶対速度ｖ_ｈの少なくとも約３倍の平均絶対速度ｖ_ｚを有する場合に歯間清掃性の改善が認められる傾向があり、したがってそのためにはｖ_ｈ＝２０ｍｍ／ｓでは、ｖ_ｚ≧６０ｍｍ／ｓであることが求められ、あるいはｖ_ｈ＝８０ｍｍ／ｓでは、ｖ_ｚ≧２４０ｍｍ／ｓであることが求められる。ｖ_ｈが約４０ｍｍ／ｓ〜約６０ｍｍ／ｓの範囲である場合、求められる最小の平均絶対速度ｖ_ｈは、約１２０ｍｍ／ｓ〜約１８０ｍｍ／ｓの範囲である。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきでない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法はそれぞれ、記載された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

相互参照されるか又は関連するすべての特許又は特許出願を含む、本願に引用されるすべての文書を、特に除外又は限定することを明言しないかぎりにおいて、その全容にわたって本願に援用するものである。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求されるすべての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、あるいは、こうした文献が、単独で、又は他のすべての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書において、ある用語の任意の意味又は定義の範囲が、援用文献中の同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書中でその用語に与えられる意味又は定義が優先するものとする。

以上、本発明の特定の実施形態を例示、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行いうる点は、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのようなすべての変更及び改変を添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。

Claims (14)

1. 小型電動装置のハンドル部分であって、
   内部に駆動ユニットが配置されたハンドルハウジングと、
   アタッチメント部分と接続されるように構成された、前記ハウジングから延びる第１のコネクタ要素であって、前記駆動ユニットと連結された、第１のコネクタ要素と、
   前記アタッチメント部分と接続されるように構成された、前記ハウジングから延びる第２のコネクタ要素であって、前記駆動ユニットと連結された、第２のコネクタ要素と、を備え、
   動作時に前記第１のコネクタ要素が前記ハウジングに対して直線往復運動し、前記第２のコネクタ要素が、前記第１のコネクタ要素に対して１８０°の位相シフトで前記ハウジングに対して直線往復運動する、ハンドル部分。
2. 前記第１のコネクタ要素が前記駆動ユニットの第１の駆動要素と連結され、前記第２のコネクタ要素が前記駆動ユニットの第２の駆動要素と連結されている、請求項１に記載のハンドル部分。
3. 前記駆動ユニットが共振駆動要素であり、前記第１の駆動要素が前記共振駆動要素の第１の運動部分であり、前記第２の駆動要素が前記共振駆動要素の第２の運動部分である、請求項２に記載のハンドル部分。
4. 前記駆動要素の前記第１の運動部分と前記第２の運動部分とが、バネ機構によって連結されている、請求項３に記載のハンドル部分。
5. 前記第１のコネクタ要素と前記第２のコネクタ要素とが、ほぼ同軸上に配置されている、請求項１に記載のハンドル部分。
6. 動作時に前記第１のコネクタ要素が、約１５０Ｈｚ〜約１７０Ｈｚの範囲の振動数で動く、請求項１に記載のハンドル部分。
7. 請求項１に記載のハンドル部分と、前記第１のコネクタ要素及び前記第２のコネクタ要素と連結されたアタッチメント部分とを備え、前記連結が分離可能な連結である、小型電動装置。
8. 前記アタッチメント部分がハウジング及び機能要素を有し、前記ハウジングが前記第１のコネクタ要素と連結されることにより前記ハウジングが動作時に直線往復運動し、前記機能要素が、前記ハウジングに動作可能に取り付けられるとともに前記第２のコネクタ要素と連結されている、請求項７に記載の小型電動装置。
9. 前記機能要素が、前記第１のコネクタ要素がそれに沿って直線往復運動する長手方向軸に対してほぼ垂直な回転軸を中心として振動回転するように取り付けられている、請求項８に記載の小型電動装置。
10. 前記アタッチメント部分が、前記第２のコネクタ要素によって与えられる前記直線往復運動を変換するためのギアユニットを有する、請求項９に記載の小型電動装置。
11. 前記ギアユニットが、第１の端部において前記回転軸に対して偏心して前記機能要素と連結され、第２の端部において前記第２のコネクタ要素と連結されたシャフト要素を有する、請求項１０に記載の小型電動装置。
12. 前記第１のコネクタ要素が、動作時に中心位置に対して約±０．２ｍｍ〜約±０．５ｍｍの範囲のピーク振幅を与える、請求項１０に記載の小型電動装置。
13. 動作時に前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタ要素によって与えられる前記ピーク振幅間の比が、約０．６〜約１．０の範囲である、請求項１２に記載の小型電動装置。
14. 動作時の前記第１のコネクタの平均絶対速度が、約１２０ｍｍ／ｓ〜約２４０ｍｍ／ｓの範囲である、請求項１２に記載の小型電動装置。

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