JP2019534089A - インデックスされる駆動システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】一対の同心円状に配置された駆動シャフト（１２、１４）に様々な駆動モードを選択的に付与するための、特に、電動歯ブラシである機械化ツール用のインデックス駆動システム（１０）であって、これにより、特に、電動歯ブラシである機械化ツールのヘッド（Ｈ）に様々なブラッシングモードを付与する。【選択図】図１

Description

本発明は、一対の同心円状に配置された駆動シャフトに様々な駆動モードを選択的に付与するためのインデックスされる駆動システムに関連し、例えば、歯ブラシのヘッドに様々なブラッシング動作を付与するために電動歯ブラシ等で使用されてもよい。

当技術分野において、様々な用途向けの電動又は動力機械化されたツールが周知されている。特に、電動歯ブラシ等（しかしこれに限らない）の電気ブラシを参照すると、従来の電動歯ブラシの大半は、歯、舌、歯茎及び口のその他の部位をブラッシングするために、機械的駆動によってブラッシング動作を適用するので、結果として、歯を洗浄するために必要な手動の力が減少する一方、都合よく手動で再現できないかもしれないブラッシング動作を提供することにもなる。これに加えて、既知の歯ブラシは、双方向、複数方向又は散乱ブラッシング動作を提供し、これらの様々に定義されるブラッシング動作でブラシのヘッドを駆動するために使用される１以上のシャフトを使用することが知られている。しかしながら、機械化歯ブラシによって生まれるブラッシング動作の方向は、機械化歯ブラシが接触する口又は歯の部位に限らず、一般的に同じである。しかしながら、歯、歯茎及び舌の全ての部位を洗浄するには、この単一の不可変動作は一般的には効果的又は効率的ではない。

出願人の先の欧州特許ＥＰ２１４２１３８号は、改善された電動歯ブラシを開示している。改善された電動歯ブラシは、チャネルを通って上向きに延び、特に、ヘッドの中心を通る第１軸回りにヘッドが回転する第１動作及び実質的に第１軸に垂直な第２軸回りにブラシヘッドが回転する第２動作である、第１及び第２の独立したブラッシング動作を、ヘッドに付与するように構成されているモータ及び駆動手段の形態の電気駆動手段に加えて、互いに分離した２つの実質的に半球状のセクションを有する実質的に球状のブラシヘッドを組み込んでいる。このようにして、洗浄されている口の部位に応じて選択できる多数の改善したブラッシング動作が実現されてもよい。

本発明の目的は、このような機械化ツール、特に、モータから機械化ツールのヘッド等の駆動されるコンポーネントへの駆動力の付与をより正確に制御できる、電動歯ブラシのための改善された駆動システムを提供することである。

本発明によると、インナーシャフトがアウターシャフトを越えて延びている同心インナー及びアウター回転可能シャフトと、前記インナーシャフトの前記延びている部分のまわりに配置され、前記インナーシャフトの縦方向に相互に変位可能なキャリッジと、前記キャリッジの直線変位を前記キャリッジの制限された角変位と変換させるための少なくとも第１のコンバータとを備えるインデックスアセンブリと、前記インナーシャフトから前記キャリッジまで駆動力を伝達するように選択的に操作可能な第１のカップリングと、前記キャリッジから前記第２シャフトまで駆動力を伝達するように選択的に操作可能な第２のカップリングと、を備える駆動システムが提供されている。

好適には、前記少なくとも第１のコンバータは、カムとフォロワとを備える。

好適には、前記カムは、前記シャフトに対して相対的に固定され、前記フォロワは、前記キャリッジに設けられる。

好適には、前記カムは、前記シャフトと同心のヘリカルカム表面を画定する。

好適には、前記フォロワは、前記キャリッジの端部から縦方向に延びている。

好適には、前記フォロワは、直径方向に対向する一対のフォロワ要素を有する。

好適には、前記インデックス機構は、前記キャリッジの一方向への直線変位を前記キャリッジの第１の制限された角変位に、前記キャリッジの前記第１の方向とは反対の第２の方向への直線変位を前記キャリッジの制限された第２の角変位に変換させるための一対の前記コンバータを有する。

好適には、前記コンバータの１つは、前記キャリッジの前記対向する端部のそれぞれから縦方向に延びる駆動システム。

好適には、前記駆動システムは、前記キャリッジの前記直線変位を生じさせるように操作可能なアクチュエータを備える。

好適には、前記アクチュエータは、前記キャリッジを囲む輪帯状チャネルで受けられる分岐したヨークを有する。

好適には、前記第１のカップリングは、前記キャリッジの直線変位に応じて選択的に操作可能である。

好適には、前記第１のカップリングは、前記インナーシャフト上に第１のタブと、前記キャリッジ上に対応する第２のタブとを備える。

好適には、前記第２のカップリングは、前記キャリッジの直線変位に応じて選択的に操作可能である。

好適には、前記第２のカップリングは、前記キャリッジと前記アウターシャフトとの間に設けられるキー及びキー溝を備える。

本発明は、これより添付図面を参照して説明されている。
動作の第１モードにおける、本発明の実施形態による駆動システムが組み込まれた電動歯ブラシの模式的な側立面図を示す。 動作の第２モードにおける、駆動システム付きの図１に示される電動歯ブラシを示す。 動作の第３モードにおける、駆動システム付きの図１の電動歯ブラシを示す。 動作の第４モードにおける、駆動システム付きの図１の電動歯ブラシを示す。 インデックスアセンブリが非係合位置にある、図１乃至図４に示される駆動システム部分の拡大図を示す。 インデックスアセンブリが部分的に係合位置にある、図５の配置を示す。 係合位置にある、図５及び図６のインデックスアセンブリを示す。

添付図面を参照すると、電動歯ブラシＴに組み込まれて示される駆動システム１０が示されているが、以下に説明されるように、同期的に又は独立的に回転してもよい、一対の同心駆動シャフトから付与される様々な駆動モードで、他の機械化ツールにおいても駆動システム１０が使用され得るということが、以下の説明から理解されるであろう。

示される実施形態において、駆動システム１０は、電動歯ブラシＴのハウジング又はボディＢ内部に完全に収容されることとなる。電動歯ブラシＴの小部分が図示されている。説明されているように、ボディＢは、使用の際、駆動システム１０の仕組みを完全に包み込むことが理解されるであろう。これに加えて、また、殆どの従来の電動歯ブラシがそうであるように、ボディＢは、歯ブラシＴ、ボディＢの一端から突出し添付図面では図１乃至図４においてボディＢの右側にあるヘッドＨのハンドルとして機能することが想定される。ボディＢは、例えば、１以上のバッテリ（図示省略）を収容し、歯ブラシＴの旋回等を制御するために、示されるよりもさらに左側に延びてもよい。電気モータＭが示され、電気モータＭは、以下に説明されているように、ヘッドＨに駆動力を伝達するために使用の際に動作可能である。

駆動システム１０はこのように、一対の同心駆動シャフト、すなわちモータＭにより直接的に駆動されるインナーシャフト１２及びインナーシャフト１２のまわりにスリーブを効果的に形成する同心アウターシャフト１４を備える。アウターシャフト１４は、インナーシャフト１２の全長をカバーせず、インナーシャフト１２の一部は、モータＭからカバーされていない。インナーシャフト１２とアウターシャフト１４とは、モータＭの遠位位置からヘッドＨまで重なり、ヘッドＨのリング形状サポートＳがアウターシャフト１４と一体的に形成され、以下に説明されているようにアウターシャフト１４と共に回転する。インナーシャフト１２は、リング形状サポートＳの内部に突出するように、アウターシャフト１４を越えて短い距離だけ延びていることが好ましい。ここで、例えば、ベベルギヤ（図示省略）等が、インナーシャフト１２を介してモータＭからヘッドＨまで駆動力を伝達するためにインナーシャフト１２の自由端に取り付けられてもよい。

動作の１つのモードにおいて、アウターシャフト１４は、インナーシャフト１２に対して動かなくされる一方、インナーシャフト１２は、インナーシャフト１２の縦軸に実質的に垂直に延びている軸回りにヘッドＨの２つの半球状セクション（図示省略）の回転を生じさせるため、モータＭによって駆動される。動作のこのモードにおいて、アウターシャフト１４と、その結果として、サポートＳとは、ヘッドＨの２つの半球状セクションがその上で回転する間、動かないままであり、サポートＳは、原則的に、２つの半球状セクションがその上で回転するブッシングを形成する。動作の第２モードにおいて、インナーシャフト１２及びアウターシャフト１４は、互いに同期的に駆動され、このモードにおいては、ヘッドＨの一対の半球状セクションは、サポートＳに対して動かないままではあるが、アウターシャフト１４も回転しているのでサポートＳが回転し、これによって、インナーシャフト１２の縦軸に同軸である軸回りにヘッドＨの回転を生じさせる。両方の場合において、ヘッドＨの回転方向は、以下に説明するように、逆向きにされてもよく、このことによって、ブラッシングされている口の特定位置に合うようにヘッドＨの回転方向が選択されることを可能にし、すなわち例えば、歯ブラシの向きが逆向きにされる際に、口の一方側からもう片方側へ回転方向を逆向きにすることを可能とする。

動作の第１モードにおいて、サポートＳは動かないようにされ、インナーシャフト１２のみが回転する。しかしながら、例えば、垂直下向き方向に歯茎をブラッシングする等のブラッシング動作を最も効果的に実施するために、動作のこのモードにおけるヘッドＨの回転軸が、好適な向きを取るように、特定の向きで保持されるサポートＳと共にアウターシャフト１４が動かないようにされることが望ましい。よって、駆動システム１０の要求事項は、アウターシャフト１４及びサポートＳの位置を、別名で「インデックスすること」として知られ、動作のモードが動作の第１モードに第２モードから戻される際に、この所定の向きにアウターシャフト１４が位置することを確保できるようにすることである。

そのため、駆動システム１０は、上記インデックスすることを生じさせるために操作可能であり、インデックスアセンブリ１６を備える。インデックスアセンブリ１６は、インナーシャフト１２及びアウターシャフト１４が同期的に回転する動作の第２モードを生じさせるインナーシャフト１２からアウターシャフト１４へ駆動力の伝達を生じさせることに加えて、以下に説明されるように少なくとも１つの所定の向きにアウターシャフト１４をインデックスすることを生じさせるために操作可能である。インデックスアセンブリ１６は、キャリッジ１８を備える。キャリッジ１８は、本実施形態で示されるものは中空円筒形態であり、インナーシャフト１２の露出部分回りに同心円状に取り付けられ、インデックスアセンブリ１６の部分を形成する第１ガイド２０と第２ガイド２２との間で、インナーシャフト１２上で縦方向に変位可能でもありながら、インナーシャフト１２から独立的又はインナーシャフト１２と同期的の両方で回転できる。示される実施形態では、第１及び第２ガイド２０、２２は、歯ブラシＴのボディＢに固定され、第１及び第２ガイド２０、２２をそれぞれ通るインナー及びアウターシャフト１２、１４用のサポートとして機能する。このように、円筒キャリッジ１８は、これら第１及び第２ガイド２０、２２間に捕らえられ、第１及び第２ガイド２０、２２に独立的に接触するために、インナーシャフト１２に沿って、縦方向に変位してもよい。キャリッジ１８のこの縦方向の変位を生じさせるために任意の適切な手段が提供されてもよく、示される実施形態では、分岐したレバー２４が、キャリッジ１８の外側に形成された輪帯状チャネル２６回りに係合され、ボディＢ内に捕らえられたキャリッジ１８の直線変位を生じさせるために、ヘッドＨに向かって又はヘッドＨから離れるようにレバー２４を手動で押すことができる歯ブラシＴのユーザによってアクセス可能となるように、レバー２４は、使用の際、ボディＢを通って突出する。

特に、図５乃至図７を参照し、インデックスアセンブリ１６は、キャリッジ１８の直線変位をキャリッジ１８の制限された角変位に変換するための第１のコンバータをさらに備え、第１のコンバータは、第１ガイド２０と、第１ガイド２０に隣接するキャリッジ１８の自由端に形成される第１フォロワ２８とを備える。図５乃至図７において、明示目的のために、第１フォロワ２８は、キャリッジ１８の残りの部分から分離されて示されている。第１フォロワ２８は、それぞれ、その自由端で回転自在ホイール３２を組み込む、直径方向に対向する一対のフォロワ要素３０を備える。ホイール３２は、フォロワ要素３０からなくすことも可能又は例えば、フォロワ要素３０の自由端のソケットに収容される自由に動くボール等、その他の機能的代替手段と交換することも可能である。第１ガイド２０は、カム３４の頂点３８の実質的に垂直向きから頂点３８の遠位の実質的に水平な向きへ進むらせん状経路をそれぞれ画定する鏡面の一対の対向及び分岐するカム表面３６を有する第１カム３４を備える。

そのため、キャリッジ１８の角度方向にかかわらず、第１ガイド２０に向かうキャリッジ１８の直線変位は、フォロワ要素３０の一方又はもう片方がカム表面３６の１つに接触する結果となることが理解されるであろう。さらに、第１ガイド２０に向かうキャリッジ１８の直線変位は、フォロワ要素３０のホイール３２がヘリカルカム表面３６に沿ってカム表面３６の水平端部に向かって転がるにつれ、キャリッジ１８の角変位を生じ始める。この時点で、２つのフォロワ要素３０は、２つのカム表面３６の水平部に対して係合し、これにより、キャリッジ１８が回転を受けることを防ぐよう機能すると同時に、キャリッジ１８が、以下において第１インデックス位置と呼ばれる所定の角度方向にあることを確保する。この位置において、インナーシャフト１２は、キャリッジ１８内で未だ自由に回転できる。そのため、第１ガイド２０に対するキャリッジ１８の直線変位は、キャリッジ１８の同時回転変位を生じさせるが、この回転変位は、キャリッジをフォロワ要素３０が水平配向になるまで回転させることに限られる。

同様に、キャリッジ１８は、第２ガイド２２に向かって直線的に変位し、第２ガイド２２と接触してもよく、キャリッジ１８は、また、その自由端に回転自在ホイール３２がそれぞれ好適に設けられている一対のフォロワ要素３０を備える第２フォロワ４０を備える。しかしながら、第２フォロワ４０は、第２インデックス配向を提供するため、第２ガイド２２に対して係合した時に、第１配向と９０度位相がずれた第２配向にキャリッジ１８をインデックスさせることができるように、第１フォロワ２８の配向と９０度位相がずれている。これら第１及び第２インデックス配向は、図１及び図４にそれぞれ示されている。第１インデックス配向では、サポートＳが実質的に垂直な配向に位置する一方、第２インデックス配向では、サポートＳが実質的に水平な配向に位置する、換言すれば、互いに対し９０度の位置にあることがわかる。

駆動力がインナーシャフト１２からキャリッジ１８に選択的に伝送されることを可能にするために、駆動システム１０は、キャリッジ１８の内部にあたるインナーシャフト１２の位置から放射状に外側に向かって突出する第１のタブ４２と、キャリッジ１８の内壁から放射状に内側に向かって突出する対応する第２のタブ４４とを備える第１のカップリングを備える。第１のタブ４２は、キャリッジ１８が第１ガイド２０又は第２ガイド２２に対してインデックスされる時以外に第２のタブ４４と重なる。このように、図１乃至図４を参照すると、第１及び第２のタブ４２、４４は、図１及び図４では重ならないが、図２及び図３では重なる。図２では、インナーシャフト１２は第１の方向に駆動され、図３では、反対方向に駆動される。第１及び第２のタブ４２、４４は重なると、インナーシャフト１２からキャリッジ１８に駆動力が伝達されるようになり、それによりキャリッジ１８が同期的に駆動される。キャリッジ１８からアウターシャフト１４にこの駆動力を伝達するために、アウターシャフト１４はキャリッジ１８の内部に延びるように寸法が決められ、これによって、キャリッジ１８とキャリッジ１８の全ての線形位置において重なる。駆動システム１０は、キャリッジ１８の線形位置にかかわらず、キャリッジ１８とアウターシャフト１４とを回転的に接続するように操作可能な第２のカップリングを備える。第２のカップリングは、アウターシャフト１４に縦方向に形成されたキー溝４６と、キャリッジ１８の内部に固定され、キー溝４６に摺動して受け入れられる対応キー４８とを備える。

このように、キャリッジ１８が第１及び第２ガイド２０、２２間で直線的に変位する間、キー溝４６及びキー４８は係合したままで、従って、アウターシャフト１４の角度方向はキャリッジ１８の角度方向と同期する。そのため、キャリッジ１８の角度位置をインデックスすることによる結果として、アウターシャフト１４及び一体化されたサポートＳの角度方向を、図１及び図４に示されるように生じさせることができることが理解されるであろう。これらの位置において、第１及び第２のタブ４２、４４は非係合であり、従って、インナーシャフト１２からキャリッジ１８を介してアウターシャフト１４に駆動力が伝達されない。結果として、サポートＳは、第１又は第２インデックス位置のいずれかにインデックスされ、第１駆動モード、すなわち歯ブラシＴのヘッドＨのブラッシングモードに作用するためにインナーシャフト１２のみが駆動される間、この位置に保持される。

そして、もしキャリッジ１８が、第１又は第２ガイド２０、２２のいずれかと見当がずれて変位すると、第１及び第２のタブ４２、４４が係合し、従って、インナーシャフト１２からキャリッジ１８へ、アウターシャフト１４へのキー溝４６及びキー４８を介して、駆動力の伝達を生じさせる。このように、インナーシャフト１２及びアウターシャフト１４の両方が互いに、図２に示されるような第１の方向か、又はモータＭを逆転することにより図３に示されるような第２の反対方向に駆動されるかのいずれかで同期的に駆動される。このモータＭの方向の逆転は、ユーザによる手動スイッチングを通して又は例えば、駆動システム１０又は歯ブラシＴの一部を形成し、歯ブラシＴの向きを検知するために及びモータＭの方向の自動スイッチングを生じさせるために操作可能であってもよい、１以上のセンサ（図示省略）を通してかのいずれかで、任意の適切な手段によって生じさせてよい。その後、動作の第１モードに戻る手動又は自動スイッチングが行われると、例えば、キャリッジ１８を第２ガイド２２に対して直線変位させることで、同時に、駆動力がこれ以上キャリッジ１８を通ってアウターシャフト１４に伝達されないように、第１及び第２のタブ４２、４４が非係合となる間、キャリッジ１８及びそれに従ってサポートＳが第２インデックス位置にインデックスされる。アウターシャフト１４は、こうして、インナーシャフト１２は駆動力をヘッドＨへ伝達するために独立的に回転する間、再度、不動で、所定又はインデックス配向にある状態となる。

そのため、本発明の駆動システム１０は、同期的に又は独立的に駆動されてもよい一対の同心シャフトの、少なくとも第１インデックス位置に、好適には一対のインデックス位置にインデックスすることを生じさせる手段を提供することが理解されるであろう。

本発明は、本明細書中に説明されている実施形態に限らず、本発明の適用範囲から逸脱することなく修正又は変更できる。

Claims (15)

1. 駆動システムであって、
   インナーシャフトがアウターシャフトを越えて延びている同心インナー及びアウター回転可能シャフトと、
   前記インナーシャフトの前記延びている部分のまわりに配置され、前記インナーシャフトの縦方向に相互に変位可能なキャリッジと、前記キャリッジの直線変位を前記キャリッジの制限された角変位へと変換させるための少なくとも第１のコンバータとを備えるインデックスアセンブリと、
   前記インナーシャフトから前記キャリッジまで駆動力を伝達するように選択的に操作可能な第１のカップリングと、
   前記キャリッジから前記第２シャフトまで駆動力を伝達するように選択的に操作可能な第２のカップリングと、
   を備える駆動システム。
2. 請求項１に記載の駆動システムであって、
   前記少なくとも第１のコンバータは、カムとフォロワとを備える駆動システム。
3. 請求項２に記載の駆動システムであって、
   前記カムは、前記シャフトに対して相対的に固定され、前記フォロワは、前記キャリッジに設けられる駆動システム。
4. 請求項２又は請求項３に記載の駆動システムであって、
   前記カムは、前記シャフトと同心のヘリカルカム表面を画定する駆動システム。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
   前記フォロワは、前記キャリッジの端部から縦方向に延びている駆動システム。
6. 請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
   前記フォロワは、直径方向に対向する一対のフォロワ要素を有する駆動システム。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
   前記インデックスアセンブリは、前記キャリッジの一方向への直線変位を前記キャリッジの第１の制限された角変位に、前記キャリッジの前記第１の方向とは反対の第２の方向への直線変位を前記キャリッジの制限された第２の角変位に変換させるための一対の前記コンバータを有する駆動システム。
8. 請求項７に記載の駆動システムであって、
   前記コンバータの１つは、前記キャリッジの前記対向する端部のそれぞれから縦方向に延びる駆動システム。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
   前記駆動システムは、前記キャリッジの前記直線変位を生じさせるように操作可能なアクチュエータを備える駆動システム。
10. 請求項９に記載の駆動システムであって、
    前記アクチュエータは、前記キャリッジを囲む輪帯状チャネルで受けられる分岐したヨークを有する駆動システム。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
    前記第１のカップリングは、前記キャリッジの直線変位に応じて選択的に操作可能である駆動システム。
12. 請求項１１に記載の駆動システムであって、
    前記第１のカップリングは、前記インナーシャフト上に第１のタブと、前記キャリッジ上に対応する第２のタブとを備える駆動システム。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の駆動システムであって、
    前記第２のカップリングは、前記キャリッジの直線変位に応じて選択的に操作可能である駆動システム。
14. 請求項１３に記載の駆動システムであって、
    前記第２のカップリングは、前記キャリッジと前記アウターシャフトとの間に設けられるキー及びキー溝を有する駆動システム。
15. 電動歯ブラシであって、
    請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の駆動システムを備える電動歯ブラシ。

Images