JP2022528873A - 電動クリーニング用具のグリップとヘッドアセンブリに用いられる接続構造 - Google Patents

Abstract

振動式電動クリーニング用具のヘッドアセンブリ（２）とグリップ部分（１）を接続するための接続構造であって、クリーニング用具は、後端に中空部分を有するグリップハウジング（１１）と振動軸（３）とを含むグリップ部分（１）と、グリップ部分（１）に取り外し可能に取り付けられたヘッドアセンブリ（２）と、を含み、ヘッドアセンブリ（２）は、クリーニング素子（２１）と、先端の頂部に、振動軸（３）とともに中空部分内に収容されるグリップジョイント（１１１）が設けられたブラシハンドルハウジング（２２）と、を含み、グリップジョイント（１１１）の中部には止まり穴（１１４）が設けられ、振動軸（３）の後端部分が止まり穴（１１４）に締まり嵌めで挿入され、グリップジョイント（１１１）には留め具ホール（１１３）が設けられ、留め具ホール（１１３）の先端の端面がグリップジョイント（１１１）の留め具ロック面（１１２）となり、ブラシハンドルハウジング（２２）内には、その後端に沿って、留め具カンチレバー（２４）と留め具突起（２９）とを含む留め具組合せ部が設けられており、留め具カンチレバー（２４）は、ブラシハンドルハウジング（２２）内に形成されブラシハンドルハウジング（２２）から分離され、留め具カンチレバー（２４）の後端には、留め具組合せ部のロック面（２３）が設けられた留め具突起（２９）が設けられ、留め具突起（２９）がグリップジョイント（１１１）の留め具ホール（１１３）に収容される。【選択図】図８

Description

本発明は、振動式電動クリーニング用具のヘッドアセンブリとグリップ部分を接続するための接続構造に関し、より具体的には、振動式電動歯ブラシ、振動式電動かみそり、振動式電動洗顔器、振動式電動垢すり器のような電動クリーニング用具のヘッドアセンブリとグリップ部分を接続するための接続構造に関するものである。

従来の電動クリーニング用具（例えば電動歯ブラシ）はヘッドアセンブリの運動方式によって分類され、通常、ヘッドアセンブリ上のクリーニング素子とクリーニング素子キャリアが往復直線運動（上下揺動または左右揺動を含み、振動式と略す）をするものと、ヘッドアセンブリ上のクリーニング素子とクリーニング素子キャリアが往復回転運動（回転式と略す）をするものと、ヘッドアセンブリ全体が往復回転運動（音波系と略す）をするものと、の３種類がある。電動歯ブラシを例にすると、本発明においては、上記３種類をそれぞれ振動式電動歯ブラシ、回転式電動歯ブラシ、及び音波系電動歯ブラシと略す。

振動式電動クリーニング用具（例えば電動歯ブラシ）は小型で美しい特徴を備えているため、市場に普及しつつある。現在市場に出回っている振動式電気クリーニング用具（例えば電動歯ブラシ）の多くは使い捨てであり、すなわちヘッドアセンブリとグリップ部分は取り外し不可能である。ヘッドアセンブリやグリップ部分が着脱可能なタイプもあり、前記着脱可能なタイプにおいて、そのヘッドアセンブリと回転軸（またはグリップハウジング）は、それぞれブラシハンドルハウジングと回転軸（またはグリップハウジング）にある突起（または溝）と溝（または突起）を介して直接接続されており、交換時に使用者は古いヘッドアセンブリを取り外し、新しいヘッドアセンブリを取り付けるだけでよい。このような接続構造には安全上の懸念がある：突起と溝の嵌合がきついと、ヘッドアセンブリを交換する際に使用者が強く抜き差しする必要があり、力が強すぎて使用者を傷つける可能性がある。突起と溝の嵌合が不十分であると、ヘッドアセンブリが滑りやすくなり、ひいては飛び出してしまう。さらに、プラスチックのクリープおよび頻繁な抜き差しは、接続構造を損傷させやすく、電気クリーニング用具（例えば電動歯ブラシ）の耐用年数に影響を与える。

本発明の目的は、振動式電動クリーニング用具のヘッドアセンブリとグリップ部分を接続するための取り外し可能な接続構造であって、その製造プロセスが簡単で、交換が容易で、かつ使用が安全で信頼性が高い接続構造を提供することにある。

本発明によれば、振動式電動クリーニング用具のヘッドアセンブリとグリップ部分を接続するための接続構造であって、このクリーニング用具は、後端に中空部分を有するグリップハウジングと振動モータと振動軸とを含むグリップ部分と、グリップ部分に取り外し可能に取り付けられたヘッドアセンブリと、を含み、前記ヘッドアセンブリは、前記振動軸の軸方向に沿って前記グリップ部分に組み立てられ、当該ヘッドアセンブリは、クリーニング素子と、中心軸線Ｌ_１を有するブラシハンドルハウジングと、を含み、グリップハウジングの先端の頂部には、振動軸とともにブラシハンドルハウジングの中空部分内に収容されるグリップジョイントが設けられ、前記グリップジョイントの中部には、グリップジョイントの止まり穴が設けられ、振動軸の後端部分がグリップジョイントの止まり穴に締まり嵌めで挿入され、グリップジョイントは、この振動軸の長手方向において、振動軸の中心軸線Ｌ_２に垂直となる方向に沿ってグリップジョイントの留め具ホールが設けられ、この留め具ホールの先端の端面がグリップジョイントの留め具ロック面となり、ブラシハンドルハウジング内には、その後端に沿って、留め具カンチレバーと留め具突起とを含む留め具組合せ部が設けられており、この留め具組合せ部は、前記ヘッドアセンブリからグリップ部分に向かう方向に沿って前記ブラシハンドルハウジング内で延在し、前記留め具カンチレバーは、前記ブラシハンドルハウジング内に形成されこのブラシハンドルハウジングから分離され、留め具カンチレバーは中心軸線Ｌ_３を有し、この留め具カンチレバーの後端には、留め具組合せ部のロック面が設けられた留め具突起が配置され、留め具突起が前記留め具ホールに収容される。

好ましくは、前記クリーニング素子及びクリーニング対象接触部分は、ブラシハンドルハウジングの中心軸線Ｌ_１の一方側に位置し、留め具ホールと留め具突起は、ブラシハンドルハウジングの中心軸線Ｌ_１のクリーニング素子との対向側に位置する。

好ましくは、前記留め具組合せ部は、ヘッドアセンブリからグリップ部分に向かう方向に沿って、前記ブラシハンドルハウジングの中心軸線Ｌ_１に平行となる方向にブラシハンドルハウジングで延在する。

前記ブラシハンドルハウジングの中心軸線Ｌ_１、振動軸の中心軸線Ｌ_２及び留め具カンチレバーの中心軸線Ｌ_３のそれぞれのなす角を３０°未満とし、留め具突起と振動軸の中心軸線Ｌ_２のなす角を、６０°～１２０°としてもよい。

好ましくは、前記ブラシハンドルハウジング内又はグリップジョイントにそれぞれ設けられ、留め具保持力Ｆ１を発生する留め具組合せ部と留め具ホールとは少なくとも一組である。

好ましくは、振動軸の材料は金属である。より好ましくは、振動軸の材料はステンレスである。

振動軸の後端部分に溝を設けてもよい。

前記留め具保持力Ｆ１は、０．５Ｎ～５０Ｎであってもよく、好ましくは、留め具保持力Ｆ１は、０．７Ｎ～３０Ｎであり、より好ましくは、前記留め具保持力（Ｆ１）は、１０Ｎ～２０Ｎである。

本発明の接続構造を利用し、ヘッドアセンブリとグリップ部分は容易に取り外し、使用者はヘッドアセンブリを交換するだけで、グリップ部分は繰り返し使用することができるため、使用料を節約でき、普及しやすく、接続構造の製作プロセスが簡単で、接続部分の体積を増大させず、かつ交換が簡便で、安全で信頼性が高いという利点を有する。

図１は振動式電動歯ブラシの模式図である。 図２は図１に示す電動歯ブラシの分解図であり、グリップ部分とヘッドアセンブリとの組立関係を示す。 図１に示す電動歯ブラシのグリップ部分とヘッドアセンブリとを連結した左側断面図である。 図１に示す電動歯ブラシの振動軸を示す模式図である。 図１に示す電動歯ブラシのグリップジョイントの模式図である。 図１に示す電動歯ブラシのグリップジョイントの断面模式図である。 図１に示す電動歯ブラシのグリップジョイントと振動軸との断面模式図である。 図１に示す電動歯ブラシのヘッドアセンブリの断面模式図である。 本発明の振動式電動歯ブラシの別の実施例の模式図である。

１ グリップ部分
２ ヘッドアセンブリ
３ 振動軸
４ ハンドルリヤカバー
１１ ハンドルハウジング
１２ スイッチボタン
１３ フレーム
１４ 回路基板
１５ バッテリ
１６ バネ
１７ 電源負極プレート
１８ 電源正極プレート
１９ 振動モータ
１９１ モータ偏心振動子
２１ クリーニング素子
２２ ブラシハンドルハウジング
２３ 留め具組合せ部のロック面
２４ 留め具カンチレバー
２５、２６ それぞれハウジングに設けられた振動軸結合円弧面と振動軸結合面
２７、２８ ブラシハンドルロック面
２９ 留め具突起
３１ 振動軸溝
３２ 振動軸に設けられた振動軸円弧面
３３ 振動軸に設けられた振動軸平面
１１１ グリップジョイント
１１２ グリップジョイントの留め具ロック面
１１３ グリップジョイントの留め具ホール
１１４ グリップジョイントの止まり穴
１１５、１１６ グリップジョイントのロック面
Ｌ_１ ブラシハンドルハウジングの中心軸線
Ｌ_２ 振動軸の中心軸線
Ｌ_３ 留め具カンチレバーの中心軸線

以下、電動歯ブラシを例に挙げて、図面を結合して本発明の例示的な実施例をより詳しく説明する。前記のように、以下に電動歯ブラシのみを例に挙げて説明するが、本発明はそれに限定されるものではなく、本発明は、振動式電動かみそり、振動式電動洗顔器、振動式電動垢すり器等のクリーニング用具にも適用可能である。

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施例を説明するためにのみ使用され、限定するものではない。明確にするために、本明細書においては空間の相対的な位置を表す語を用い、図面に示される１つの素子又は特徴と別の素子又は特徴との相互関係は、「前端」、「後端」等のように簡単に説明される。そして、ブラシハンドルハウジングの中心軸線Ｌ_１に沿った方向において、各部材のクリーニング素子に向かう端部を前端と定義し、各部材のクリーニング素子とは反対側の端部を後端と定義している。

本明細書において、明記された特定の面が「円弧面」又は「弧面」であることを除いて、他の限定されない「面」は任意の形状であってよく、「平面」であることが好ましい。

上下文が特に明記しない限り、ここで使用される単数形「一」、「１つ」及び「この」は、複数形を含んでもよい。用語「備える」、「含む」及び「有する」は、規定された特徴、集合、ステップ、操作、素子および／または部品の存在を明確に示す広い範囲であるが、１つまたは複数の他の特徴、集合、ステップ、操作、素子、部品および／またはそれらのグループの存在または追加は除外されない。

本願で使用される用語「および／または」は、列挙された１つ以上の関連する用語のいずれか及び全ての組み合わせを含む。

全ての図面において、類似される符号は似ている部品を示す。

図１－８は本発明の振動式電動歯ブラシの１つの実施例を示す。本発明の振動式電動歯ブラシは、グリップ部分１と、グリップ部分１に着脱可能に設けられたヘッドアセンブリ２とを含み、ヘッドアセンブリ２は、振動軸３の軸方向に沿ってグリップ部分１に組み立てられている。グリップ部分１は、グリップハウジング１１と、スイッチボタン１２と、フレーム１３と、回路基板１４と、バッテリ１５と、バネ１６と、電源負極プレート１７と、電源正極プレート１８と、振動モータ１９と、振動軸３と、グリップリヤカバー４とを含む。ヘッドアセンブリ２は、クリーニング素子２１と、ブラシハンドルハウジング２２とを含む。グリップハウジング１１内には、フレーム１３と、回路基板１４と、バッテリ１５と、バネ１６と、電源負極プレート１７と、電源正極プレート１８と、振動モータ１９とが含まれる。グリップハウジング１１の前端（ヘッドアセンブリ２寄りの端）の頂部には、振動軸３とともにブラシハンドルハウジング２２の後端の中空部分内に収容されるグリップジョイント１１１が設けられ、グリップジョイント１１１の中部にはグリップジョイントの止まり穴１１４（図６）が設けられ、振動軸３の後端部分には複数の凹溝３１（図２、図３）が設けられ、凹部３１を有する振動軸３の後端部分は、グリップジョイントの止まり穴１１４に挿入することができ、両者は締まり嵌めである。グリップジョイント１１１は、振動軸３の長手方向において、振動軸３の中心軸線Ｌ_２（図３）に垂直となる方向にグリップジョイントの留め具ホール１１３（図５、図６）が設けら、前記留め具ホール１１３の先端の端面は、グリップジョイントの留め具ロック面１１２（図７）となる。

図８に示すように、ヘッドアセンブリ２の前端にはクリーニング素子２１が設けられ、ヘッドアセンブリ２のブラシハンドルハウジング２２内には、その後端（グリップ部分１寄りの方向）に沿って留め具カンチレバー２４と留め具突起２９とを含む留め具組合せ部が設けられ、留め具組合せ部は、ブラシハンドルハウジング２２内でヘッドアセンブリ２からグリップ部分１に向かう方向に沿って、好ましくはブラシハンドルハウジング２２の中心軸線Ｌ_１に平行となる方向に延在し、留め具カンチレバー２４は、ブラシハンドルハウジング２２内に形成されブラシハンドルハウジング２２から分離され、留め具カンチレバーの中心軸線Ｌ_３はであり、留め具カンチレバー２４の後端には、留め具組合せ部のロック面２３が設けられた留め具突起２９が配置され、留め具突起２９は、留め具カンチレバー２４から振動軸３寄りの中心軸線Ｌ_２に向かって（図３）突出され、留め具突起２９には、法線方向が振動軸３の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる留め具組合せ部のロック面２３が設けられ、ブラシハンドルハウジング２２における留め具突起２９は、グリップジョイント１１１におけるグリップジョイントの留め具ホール１１３（図５、図６）に収容され、留め具組合せ部のロック面２３とグリップジョイントの留め具ロック面１１２が嵌合されて、振動軸３の中心軸Ｌ_２にほぼ平行となる留め具保持力Ｆ１（すなわち静的な留め具保持力Ｆ１_Ｓ、図３）を発生させる。

図３に示すように、本発明において、クリーニング素子２１とクリーニング対象物（例えば歯）の接触部分をブラシハンドルハウジング２２の中心軸線Ｌ_１の側に配置され（図においは中心軸線Ｌ_１の左側に配置）、留め具ホール１１３と留め具突起２９を中心軸Ｌ_１のクリーニング素子２１に対向する側（図においては中心軸Ｌ_１の右側）に配置され、使用者がクリーニング素子２１に圧力Ｆ４を付勢すると、ヘッドアセンブリ２がグリップジョイント１１１に固定接続されているため、ヘッドアセンブリ２は力を受ける方向に沿う並進運動を発生することができず、グリップジョイント１１１に対して時計回りの方向に沿って反り返ることのみでき、このとき、留め具突起２９（図５、図６）がさらに留め具ホール１１３に入り込むことによって、留め具突起２９と留め具ホール１１３がより確実に結合され、歯ブラシの作動中に、ブラシヘッドアセンブリ２とグリップ部分１が離脱しないことが確保される。従来の電動歯ブラシのデザインのように、クリーニング素子２１とクリーニング対象物（例えば歯）の接触部分を、留め具ホール１１３および留め具突起２９とともにブラシハンドルハウジング２２の中心軸線Ｌ_１の同じ側（例えばいずれも図３の左側）に配置すると、使用者がクリーニング素子２１に圧力Ｆ４を付勢する際に、ヘッドアセンブリ２がグリップジョイント１１１に固定接続されているため、ヘッドアセンブリ２はグリップジョイント１１１に対して時計回りに反り返ることのみでき、この際に留め具突起２９は、留め具ホール１１３から離脱する傾向があり、よって、留め具突起２９と留め具ホール１１３との結合強度が弱くなり、Ｆ４が大きな値に増加すると、留め具突起２９が留め具ホール１１３から離脱し、ブラシヘッドアセンブリ２をグリップ部分１から離脱させ、さらにヘッドアセンブリ２をグリップ部分１から離脱させて使用者に怪我を負わせたり、ひいては使用者が窒息させたりする可能性がある。

図４に示すように、ブラシハンドルハウジング内２２には、振動軸３に設けられた振動軸円弧面３２と振動軸面３３にそれぞれ合致する、対応する振動軸組合せ円弧面２５と振動軸結合面２６がさらに設けられ（図８）、よって、振動軸３とブラシハンドルハウジング２２との間に、振動軸３の中心軸Ｌ_２にほぼ平行となる保持分力Ｆ２を発生させ（図３）、すなわち、結合円弧面２５と結合面２６とで発生する摩擦合力は、振動軸３の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる。なお、現在、シャフトの加工工程において、円弧面を極高精度に加工することができ、ひいては直径に対して±０．００２ｍｍの公差を容易に確保することができるため、嵌合をより精確にすることができ、これを踏まえて、本例においては、振動軸３に設けられた振動軸弧面３２を円弧面としたが、弧面３２は他の任意の形状であってもよいことは言うまでもない。ブラシハンドルハウジング２２内には、グリップジョイントの締結弧面１１５と締結湖面１１６にそれぞれ合致する、対応するブラシハンドル締結弧面２７とブラシハンドル締結弧面２８がさらに設けられ（図８）、よって、ハンドルインターフェース１１１とブラシハンドルハウジング２２との間に、振動軸３の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる保持分力Ｆ３を発生させる（図３）。ブラシハンドルハウジング２２には、グリップジョイント１１１を収容するように、グリップジョイント１１１寄りに中空部分が配置されている。ヘッドアセンブリ２は、振動軸３の軸方向に沿ってグリップ部分１に組み立てられてもよく、グリップジョイント１１１と振動軸３は、ブラシハンドルハウジング２２に挿入され、ブラシハンドルハウジング２２における留め具突起２９は、グリップジョイント１１１におけるグリップジョイント１１１の留め具ホール１１３に収容され、留め具組合せ部のロック面２３は、グリップジョイントの留め具ロック面１１２と合致し、留め具組合せ部は、グリップジョイント１１１をロックし、振動軸の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる留め具保持力Ｆ１_Ｓを発生させる。ヘッドアセンブリ２がグリップジョイント１１１から離脱しようとする際に、すなわち、留め具突起２９がグリップジョイントの留め具ホール１１３とグリップジョイントの留め具ロック面１１２から離脱する過程において、留め具保持力Ｆ１_Ｒが発生し、他の状態では、留め具保持力Ｆ１＝Ｆ１_Ｓ、ほぼゼロである。ブラシハンドルハウジング２２と振動軸３はぴったりと嵌合され、振動軸の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる保持力Ｆ２を発生させ、振動モータ１９が起動されていない際に、保持力Ｆ２は静的な保持力Ｆ２Ｓであり、振動モータ１９が作動の際に、保持力Ｆ２は動的な保持力Ｆ２_Ｒである。ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１はぴったりと嵌合され、振動軸の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる保持力Ｆ３を発生させ、保持力Ｆ３は、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１のクランプ力に、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１の間の摩擦係数を乗じたものである。振動モータ１９が起動されていない際の保持力Ｆ３は静的な保持力Ｆ３Ｓであり、振動モータ１９が作動の際に、保持力Ｆ３は動的な保持力Ｆ３_Ｒである。留め具保持力Ｆ１、保持力Ｆ２_Ｒ、保持力Ｆ３_Ｒの合力は、協働してヘッドアセンブリ２とグリップ部分１の確実で安全な接続を維持する。従って、振動式電動歯ブラシが正常に作動する際に、Ｆ１、Ｆ２_Ｒ、Ｆ３_Ｒの合力は、ヘッドアセンブリ２がグリップ部分１にしっかりと保持されることを確保する。

バッテリ１５が振動モータ１９に電力を供給すると、振動モータ１９がモータ偏心振動子１９１を駆動して回転させ、振動モータ１９が振幅周期変化振動を発生し、振動モータ１９に駆動されてフレーム１３も振幅周期変化振動を発生し、それに伴い、フレーム１３がグリップハウジング１１を駆動して振幅周期変化振動を発生し、グリップハウジング１１がグリップジョイント１１１と振動軸３を駆動して振幅周期変化振動を発生し、グリップジョイント１１１と振動軸３がブラシハンドルハウジング２２とクリーニング素子２１を駆動して振幅周期変化振動を発生する。グリップハウジング１１とブラシハンドルハウジング２２は、プラスチックから射出成形され、締まり嵌め状態において、プラスチックがクリープする可能性があり、その結果、締まり嵌め状態におけるプラスチック間のクランプ力が弱まり、保持力Ｆ２、Ｆ３の低下につながり、ひいてはヘッドアセンブリ２とグリップ部分１の確実な接続に影響を及ぼすことになる。また、グリップジョイント１１１は、ブラシハンドルハウジング２２を駆動して振幅が周期的に変化する振動を発生することにより、グリップジョイントの締結面１１５，１１６とブラシハンドル締結面２７、２８との間に振幅が周期的に変化する力と、グリップジョイントの締結面１１５、１１６とブラシハンドル締結面２７、２８との間に振幅が周期的に変化する離脱力Ｆ５_Ｒ（図示せず）とを発生し、前記離脱力Ｆ５_Ｒは、方向が振動軸３の中心軸線Ｌ_２にほぼ平行となる。上記した振幅が周期的に変化する力と、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１の静的な締付力とが重なって、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１の動的な締付力を形成し、動的な摩擦力Ｆ７_Ｒ（図示せず）は、動的な締付力と摩擦係数との積である。明らかに、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１の動的な締付力は、ある時刻にブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１の静的な締付力よりも小さくなる可能性があり、動的な摩擦力Ｆ７_Ｒの振幅も周期的に変化し、上記した離脱力Ｆ５_Ｒと動的な摩擦力Ｆ７_Ｒとは、動的な保持分力Ｆ３_Ｒを合成し、よって、動的な保持分力Ｆ３_Ｒは、振動モータ１９の影響を受けてその振幅が周期的に変化するようになっており、且つ１サイクル中のある時刻に、動的な保持分力Ｆ３_Ｒは静的な保持力Ｆ３Ｓよりも振幅が小さくなる場合がある。

同様に、振動軸３は、ブラシハンドルハウジング２２を駆動して振幅が周期的に変化する振動を発生することにより、振動軸円弧面３２および振動軸面３３と、対応する振動軸結合円弧面２５および振動軸結合面２６との間に振幅が周期的に変化する力を発生し、振動軸円弧面３２の法線方向、振動軸面３３の法線方向及び振動軸結合円弧面２５の法線方向と振動軸結合面２６の法線方向に垂直となる方向において振幅が周期的に変化する離脱力Ｆ６_Ｒ（図示せず）を発生し、前記振幅が周期的に変化する離脱力Ｆ６_Ｒは、方向が振動軸３の中心軸線Ｌ_２とほぼ平行となる。上述した振幅が周期的に変化する力と、ブラシハンドルハウジング２２と振動軸３との静的な締付力とが重なってブラシハンドルハウジング２２と振動軸３との動的な締付力を形成し、動的な摩擦力Ｆ８_Ｒ（図示せず）は、動的な締付力と摩擦係数との積であり、明らかに、ブラシハンドルハウジング２２と振動軸３の動的な締付力は、ある時刻にブラシハンドルハウジング２２と振動軸３の静的な締付力よりも小さくなる可能性があり、動的な摩擦力Ｆ８_Ｒの振幅も周期的に変化し、上記した振幅が周期的に変化する離脱力Ｆ６_Ｒと振幅が周期的に変化する動的な摩擦力Ｆ８_Ｒとは、動的な保持分力Ｆ２_Ｒを合成し、保持分力Ｆ２_Ｒは離脱力Ｆ６_Ｒと動的な摩擦力Ｆ８_Ｒとの合力であり、よって、動的な保持分力Ｆ２_Ｒは、振動モータ１９の影響を受けてその振幅が周期的に変化するようになっており、且つ１サイクル中のある時刻に、動的な保持分力Ｆ２_Ｒは静的な保持力Ｆ２Ｓよりも振幅が小さくなる場合がある。動的な保持力Ｆ２_Ｒと動的な保持力Ｆ３_Ｒは、振幅が周期的に変化する離脱力Ｆ５_Ｒ、Ｆ６_Ｒおよび動的な摩擦力Ｆ７_Ｒ、Ｆ８_Ｒの影響を受け、ある時刻に、ヘッドアセンブリ２がグリップ部分１から離脱することさえあり、離脱したヘッドアセンブリ２は、人を窒息させるなど、人体にダメージを与える可能性がある。

以上の分析からわかるように、振動式電動歯ブラシが正常に作動する際に、動的な留め具保持力Ｆ１と動的な保持力Ｆ２_Ｒと動的な保持力Ｆ３_Ｒとの合力は、ヘッドアセンブリ２がグリップ部分１に保持されることを確保すべきであるが、従来の振動式電動歯ブラシの構造による動的な保持力Ｆ２_Ｒと動的な保持力Ｆ３_Ｒは、ヘッドアセンブリ２がグリップ部分１に保持されることを確保できない。ヘッドアセンブリ２がグリップ部分１に保持されることをさらに確保するために、本発明はブラシハンドルハウジング２２内に留め具組合せ部を設け且つグリップジョイント１１１にグリップジョイントの留め具ホール１１３とグリップジョイントの留め具ロック面１１２を設け、留め具組合せ部がグリップジョイントの留め具ホール１１３及びグリップジョイントの留め具ロック面１１２に嵌合することにより、留め具保持力Ｆ１を生成する。本発明の前記構造は、留め具保持力Ｆ１を動的または静的に実質的に一定に保つことができ（即ちＦ１_Ｓ≒Ｆ１_Ｒ）、且つ留め具保持力Ｆ１はプラスチッククリープの影響を受けない。出願人は多くの試験を通じて、留め具保持力Ｆ１を０．５Ｎから５０Ｎに保持すれば、ヘッドアセンブリ２をグリップ部分１に容易に組み立てることができると同時に、歯ブラシの作動時に、ヘッドアセンブリ２をグリップ部分１に確実に固定することができる結論を得た。好ましくは、留め具保持力Ｆ１は、０．７Ｎ～３０Ｎに保持され、さらに好ましくは、１０Ｎ～２５Ｎに保持される。

本発明によれば、複数の留め具組合せ部と複数のグリップジョイントの留め具ホールを設けてもよい。

本発明において、振動軸円弧面２５、振動軸結合面２６のそれぞれと振動軸円弧面３２、振動軸面３３との締まり嵌めにより、振動モータ１９の振動は、ブラシハンドル締付弧面２７、締付弧面２８のそれぞれとハンドルジョイントの締付弧面１１５、締付弧面１１６との締まり嵌めにより、ヘッドアセンブリ２に伝達され、さらにクリーニング素子２１に伝達され、歯をクリーニングするという目的を実現する。

図３に示すように、歯ブラシが正常に作動する際に、歯はクリーニング素子２１に負荷圧力Ｆ４を付勢し、ブラシハンドルハウジング２２とグリップジョイント１１１とは、ブラシハンドル締付弧面２７、締付弧面２８とハンドルジョイントの締付弧面１１５、締付弧面１１６と締まり嵌めによって連結され、グリップジョイント１１１は、負荷圧力Ｆ４によって曲げられるが、グリップジョイント１１１はプラスチックから射出成形され、プラスチックの曲げ強度は小さいので、グリップジョイント１１１は、負荷圧力Ｆ４によって大きな撓みを生じさせ、さらに歯ブラシのクリーニング効果を低下させ、ひいては大きな負荷圧力Ｆ４によって、グリップジョイント１１１の撓みが材料自体の限界値を超えてグリップジョイント１１１が破断し、ヘッドアセンブリ２は、歯ブラシが作動過程にグリップ部分１から離脱され、人を窒息させるなど、人体にダメージを与える。このため、本発明は、ほぼグリップジョイント１１１の中心軸線周りに配置され、振動軸３を収容するために使用されるグリップジョイントの止まり穴１１４がグリップジョイント１１１に設けられ、グリップジョイントの止まり穴１１４は、振動軸３に締め付けられる。振動軸３の材料は金属、好ましくはステンレスである。金属の曲げ強度はプラスチックの曲げ強度の７倍以上であり、かつ振動軸３はグリップジョイントの止まり穴１１４との締まり嵌めにより固着されているため、したがって、金属振動軸３を有するグリップジョイント１１１の曲げ強度は、純粋なプラスチック製のグリップジョイント１１１の曲げ強度よりもはるかに大きく、これにより、前記クリーニング効果の低下及びグリップジョイント１１１の破断の発生を回避することができ、歯ブラシの使用はより効率的で安全である。振動軸３の長さは特に要求されないことは明らかであり、振動軸３の長さは、グリップジョイントの止まり穴１１４の深さより大きくてもよいし、グリップジョイントの止まり穴１１４の深さ以下であってもよく、グリップジョイント１１１に締まり嵌める金属製振動軸３は、グリップジョイント１１１の曲げ強度を増大させ、よって、本発明の振動式電動歯ブラシが、より効率的で安全であり、歯ブラシの耐用年数を増大させる。

また、出願人は試験を通じて、ブラシハンドルハウジング２２の中心軸線Ｌ_１、振動軸３の中心軸線Ｌ_２及び留め具カンチレバー２４の中心軸線Ｌ_３のそれぞれのなす角が３０°未満であれば、留め具突起２９と振動軸３の軸線Ｌ_２のなす角は６０°～１２０°であり、容易にグリップジョイント１１１をヘッドアセンブリ２に挿入することができ、挿入後、ヘッドアセンブリ２とグリップ部分１とは、前記保持力Ｆ１、保持力Ｆ２_Ｒ、保持力Ｆ３_Ｒを発生させることができ、両者を確実に連結することができる結論を得た。ブラシハンドルハウジング２２の後端部分には、グリップジョイント１１１と振動軸３を収容するための中空部分が設けられている。上記した構成を有することで、ヘッドアセンブリ２に容易にグリップジョイント１１１を挿入することができ、挿入後に、ヘッドアセンブリ２とグリップ部分１とが保持力Ｆ１、保持力Ｆ２_Ｒ、保持力Ｆ３_Ｒを発生させるので、両者を確実に連結することができる。同様に、使用者は、保持力Ｆ１_Ｒ、保持力Ｆ２Ｓ、保持力Ｆ３Ｓに容易に打ち勝ち、ヘッドアセンブリ２をグリップ部分１から引き抜くことができる。ヘッドアセンブリ２とグリップ部分１との着脱は、使用者の挿抜動作によって便利に実現ことができる。同時に、グリップ部分１を繰り返して利用することができ、使用コストを節減することができる。また、本発明においては、従来のように二次射出成形工程（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）を採用することなく、振動軸３をグリップジョイントの止まり穴１１４に直接組み立てることができ、グリップハウジング２２の射出成形工程を簡素化することができる。

図９は、本発明の別の例示を示しており、留め具組合せ部がグリップジョイント１１１上に設けられ、留め具組合せ部と合致するホールとびロック面がブラシハンドルハウジング２２に設けられ、留め具突起２９は、ブラシハンドルハウジング２２に近づく方向に向かって突出しており、上記した両者の嵌め合いによって留め具保持力Ｆ１を発生させ、具体的な分析は上記と同様であるので、ここでは割愛する。

本発明においては、グリップ部分１におけるグリップジョイント１１１にグリップジョイントの止まり穴１１４が設けられ、グリップジョイントの止まり穴１１４に金属振動軸３が組み立てられ、金属振動軸３とグリップジョイント１１１とが締まり嵌めである。グリップジョイント１１１の材料はプラスチックであり、振動式電動歯ブラシのサイズは通常小さいため、純粋なプラスチック製のグリップジョイント１１１の曲げ強度は小さく、内蔵された金属振動軸３はグリップジョイント１１１の曲げ強度を大幅に増加させ、これにより歯ブラシのクリーニング効率の低下とグリップジョイントの破裂の課題を解決し、振動式電動歯ブラシのより効率とより安全を保証し、かつ接続部分の体積を増大させず、さらに歯ブラシの体積を増大させない。

Claims (10)

1. 振動式電動クリーニング用具のヘッドアセンブリとグリップ部分を接続するための接続構造であって、前記クリーニング用具は、中空部分を有するグリップハウジング（１１）と振動モータ（１９）と振動軸（３）とを含むグリップ部分（１）と、グリップ部分（１）に取り外し可能に取り付けられたヘッドアセンブリ（２）と、を含み、前記ヘッドアセンブリ（２）は、前記振動軸（３）の軸方向に沿ってグリップ部分（１）に組み付けられ、当該ヘッドアセンブリ（２）は、クリーニング素子（２１）と、中心軸線（Ｌ_１）を有するブラシハンドルハウジング（２２）と、を含み、前記グリップハウジング（１１）の先端の頂部には、前記振動軸（３）とともに前記ブラシハンドルハウジング（２２）の後端の中空部分内に収容されるグリップジョイント（１１１）が設けられ、
   前記グリップジョイント（１１１）の中部には、グリップジョイントの止まり穴（１１４）が設けられ、前記振動軸（３）の後端部分が前記グリップジョイントの止まり穴（１１４）に締まり嵌めで挿入され、前記グリップジョイント（１１１）は、前記振動軸（３）の中心軸線（Ｌ_２）に垂直となる方向に沿って、当該振動軸（３）の長手方向において、グリップジョイントの留め具ホール（１１３）が設けられ、この留め具ホール（１１１）の先端の端面がグリップジョイントの留め具ロック面（１１２）となり、前記ブラシハンドルハウジング（２２）内には、その後端に沿って、留め具カンチレバー（２４）と留め具突起（２９）とを含む留め具組合せ部が設けられており、この留め具組合せ部は、前記ヘッドアセンブリ（２）から前記グリップ部分（１）に向かう方向に沿って前記ブラシハンドルハウジング（２２）内で延在し、前記留め具カンチレバー（２４）は、前記ブラシハンドルハウジング（２２）内に形成され当該ブラシハンドルハウジング（２２）から分離され、前記留め具カンチレバー（２４）は中心軸線（Ｌ_３）を有し、当該留め具カンチレバー（２４）の後端には、留め具組合せ部のロック面（２３）が設けられた留め具突起（２９）が配置され、前記留め具突起（２９）が前記留め具ホール（１１３）に収容される、接続構造。
2. 前記クリーニング素子（２１）及びクリーニング対象接触部分は、前記ブラシハンドルハウジングの中心軸線（Ｌ_１）の一方側に位置し、前記留め具ホール（１１３）と留め具突起（２９）は、前記ブラシハンドルハウジング（２２）の中心軸線（Ｌ_１）のクリーニング素子（２１）との対向側に位置する、請求項１に記載の接続構造。
3. 前記留め具組合せ部は、前記ヘッドアセンブリ（２）から前記グリップ部分（１）に向かう方向に沿って、前記ブラシハンドルハウジング（２２）の中心軸線（Ｌ_１）に平行となる方向に前記ブラシハンドルハウジング（２２）内で延在する、請求項１に記載の接続構造。
4. 前記ブラシハンドルハウジング（２２）の中心軸線（Ｌ_１）、前記振動軸（３）の中心軸線（Ｌ_２）及び前記留め具カンチレバー（２４）の中心軸線（Ｌ_３）のそれぞれのなす角を３０°未満とし、前記留め具突起（２９）と前記振動軸（３）の中心軸線（Ｌ_２）のなす角を、６０°～１２０°とする、請求項１に記載の接続構造。
5. 前記ブラシハンドルハウジング（２２）内又は前記グリップジョイント（１１１）にそれぞれ設けられ、留め具保持力（Ｆ１）を発生する留め具組合せ部と留め具ホール（１１３）とは少なくとも一組である、請求項１に記載の接続構造。
6. 前記振動軸（３）の材料はステンレスである、請求項１に記載の接続構造。
7. 前記振動軸（３）の後端部分には溝（３１）が設けられる、請求項１または６に記載の接続構造。
8. 前記留め具保持力（Ｆ１）は、０．５Ｎ～５０Ｎである、請求項５に記載の接続構造。
9. 前記留め具保持力（Ｆ１）は、０．７Ｎ～３０Ｎである、請求項８に記載の接続構造。
10. 前記留め具保持力（Ｆ１）は、１０Ｎ～２０Ｎである、請求項９に記載の接続構造。

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