JP2857606B2 - 電動歯ブラシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯ブラシが軸を中
心として所定の揺動角で揺動運動するようにした電動歯
ブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動歯ブラシには、歯ブラシ部
分が歯面に対して回転するもの、歯の整列方向に往復動
するもの、あるいはブラシの毛を小径の円柱状に束ねた
小ブラシを歯ブラシの基板に複数個設け、これら小ブラ
シをそれぞれ独立に回転させるようにしたもの等があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら電動歯
ブラシは、一方向に歯を磨いたり、反転しつつ歯を磨い
たりするものであり、歯と歯茎の部分を同時に磨く虞れ
があるので、最も磨く必要のある歯と歯の間を確実に磨
くことができず、磨き易い所のみを磨く傾向があり、し
かも磨き過ぎにより歯や歯茎を痛める虞れもある。

【０００４】また、歯ブラシの基板に複数の小ブラシを
設けた電動歯ブラシは、歯と歯の間を比較的確実に磨く
ことができるが、小ブラシを基板の孔から突出し、該基
板の下部に多数の歯車を設けて各小ブラシを回転させる
ようにしているので、歯磨後に洗浄を怠ると、基板に開
設された孔から歯車収納部に水あるいは歯磨剤等が浸入
し、ここで歯磨剤等が固化し、回転不能という事態に陥
りやすい。

【０００５】いずれにしても、従来の電動歯ブラシは、
歯の理想的な磨き方とは相違し、歯自体のみでなく、歯
茎を痛め、歯と歯の間等の歯后の除去も不十分なものと
なっている。

【０００６】ここにおいて、歯の理想的な磨き方とは、
上の歯は、歯ブラシを上方から下方に向けて掻き下げる
ように揺動させ、下の歯は、歯ブラシを下方から上方に
向けて掻き上げるように揺動させて歯と歯の間に存在す
る歯后あるいは食べ滓等の異物を十分除去することであ
る。このような理想的な磨き方をすれば、歯自体のみで
なく、歯茎を痛めることはなく、歯と歯の間等の歯后も
除去できることから、虫歯等になりにくく、生涯自己の
歯を使用して、おいしくものを噛むことができる。

【０００７】しかし、このような動作を歯ブラシにさせ
ようとすれば、機構が複雑となるのみでなく、耐久性も
低下し、コストの高いものとなる虞れがある。

【０００８】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたもので、水や歯磨剤等に対するシール性
も高く、簡単な構成で歯の理想的な磨き方を実現でき
る、コスト的にも優れた電動歯ブラシを提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための請求項１に記載の発明は、モータにより駆動され
る原動軸と、この原動軸により駆動される従動軸と、こ
の従動軸に軸部が着脱自在に連結される歯ブラシと、該
歯ブラシのブラシ面を歯の整列方向に沿うように歯に当
てた状態で歯ブラシが該歯ブラシの軸を中心として所定
の揺動角で間欠的に揺動するように前記原動軸の回転を
前記従動軸に変換する変換機構とを有してなる電動歯ブ
ラシにおいて、前記変換機構は、前記原動軸に対し偏心
して設けられた従動軸と、これら原動軸と従動軸のいず
れか一方に取付けられた突部を有する円盤部材と、前記
原動軸と従動軸のいずれか他方に設けられ前記突部と所
定範囲のみ係合する係合部材と、当該係合部材と前記突
部の係合が外れると前記係合部材を元の位置の復帰させ
るばねとを有することを特徴とする。

【００１０】このようにすれば、歯ブラシを歯に当接す
るのみで、例えば上の歯に対しては、歯ブラシを上方か
ら下方に向けて掻き下げるように揺動し、下の歯に対し
ては、歯ブラシを下方から上方に向けて掻き上げるよう
に揺動することになり、歯と歯の間に存在する異物を確
実に除去することができる理想的な歯の磨き方を実現で
きることになる。

【００１１】しかも、原動軸の回転を簡単な機構で従動
軸の揺動運動に変換することができ、耐久性も問題がな
く、コスト的にも優れたものとなる。

【００１２】請求項２に記載の従動軸と歯ブラシとの連
結は、モータが収納された本体に下端が螺合され先端か
ら歯ブラシが内部に挿入される先端ハウジング内に、軸
受により回動可能に支持された支持筒を設け、変換機構
から突出された前記従動軸の先端と、前記歯ブラシ側か
ら突出された軸部の先端とを前記支持筒内に軸方向に伸
延して形成された中心孔に挿入することにより連結する
ようにしたことを特徴とする。

【００１３】このようにすれば、使用済みの歯ブラシと
新規な歯ブラシとの交換を簡単に行なうことができ、ま
た、軸受により支持筒を回動可能に支持するので、原動
軸の回転を従動軸の間欠的な揺動運動に円滑に変換する
ことができ、装置全体の運転が円滑で静かなものとな
る。

【００１４】請求項３に記載の軸受は、外レースの外周
面若しくは内レースの内周面のいずれか一方がテーパ面
とされ、前記本体と先端ハウジングとの螺合時に前記支
持筒を外周より加圧するようにしたことを特徴とする。

【００１５】このようにすれば、従動軸と歯ブラシ側か
ら突出された軸が挿入された支持筒を、本体に先端ハウ
ジングを螺合するときに、軸受を介して締め付けること
ができ、外部から先端ハウジング内に水等が浸入する事
態を防止したり、従動軸と歯ブラシ側の軸との連結状態
も強固なものとなる。

【００１６】請求項４に記載の先端ハウジングは、前記
歯ブラシとの間に生じる隙間を弾性膜体により覆いシー
ルするようにしたことを特徴とする。

【００１７】このようにすれば、歯ブラシの揺動運動に
影響を与えることなく外部から先端ハウジング内に水等
が浸入する事態をより確実に防止できる。

【００１８】

【実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の形態に
基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す断
面図、図２は同実施の形態の分解斜視図、図３〜６は同
実施の形態における変換機構の作動状態と歯ブラシの状
態を示すもので、図３は突部と係合部材が係合している
状態を示す説明図、図４は両者の係合が外れる直前の状
態を示す説明図、図５は両者の係合が外れた状態を示す
説明図、図６は両者が再度係合する直前の状態を示す説
明図である。

【００１９】図１において、本実施の形態に係る電動歯
ブラシは、モータＭ及び電池Ｂが収納された本体１の上
端に、先端ハウジング２の下端が螺合され、この先端ハ
ウジング２には歯ブラシＴを取付けた状態でキャップ３
により覆うことができるようになっている。

【００２０】この先端ハウジング２内には、大径開口部
４と小径開口部５が形成され、大径開口部４には後述の
変換機構１３を支持する内体６が収納され、また小径開
口部５には歯ブラシＴが内部に挿入される支持筒７が回
転可能に設けられている。

【００２１】この内体６は、前記本体１の上端面と大径
開口部４の下面との間で支持され、上部に半径方向内方
に突出した軸受支持部８が形成され、該軸受支持部８の
上面には前記支持筒７が載置される軸受９が、下面には
従動軸１０を支持する軸受１１がそれぞれ取付けられて
いる。

【００２２】この従動軸１０とモータＭより突出された
原動軸１２との間には、変換機構１３が設けられてい
る。つまり、歯ブラシＴのブラシ面を歯の整列方向に沿
うように歯に当てた状態で歯ブラシＴが該歯ブラシの軸
を中心として所定の揺動角θで間欠的に揺動する運動に
変換するものである。

【００２３】この変換機構１３の構成は、原動軸１２の
先端に取付けられた円盤部材１５と、従動軸１０の下端
にボス部１４を介して設けられた断面逆Ｕ字状をしたカ
ップ状部材１６とを有し、このカップ状部材１６内に前
記円盤部材１５が位置するように構成されている。

【００２４】この円盤部材１５には、図２より明らかな
ように、外周面に突部１５ａが形成され、カップ状部材
１６には、半径方向内方に向かって突出された係合部材
１７が設けられている。そして、円盤部材１５が原動軸
１２により回転されると、係合部材１７の内端部１７ａ
が円盤部材１５の突部１５ａと係合したり離れたりする
ように、原動軸１２と従動軸１０が偏心して設けられ、
これにより原動軸１２の一方向回転を従動軸１０の間欠
揺動運動に変換するようになっている。

【００２５】カップ状部材１６のボス部１４には、ぜん
まいばね１８の一端が固着され、該ぜんまいばね１８の
他端は、前記内体６に取付けられている。これにより係
合部材１７の内端部１７ａが原動軸１２側の突部１５ａ
との係合が外れると、ぜんまいばね１８の弾撥力により
カップ状部材１６、つまり従動軸１０を元の方向に戻す
ようになっている。

【００２６】ここにおいて、前記ぜんまいばね１８が有
している弾性力を適宜調節すれば、歯磨きの強さを所望
のものに調節することができ、このぜんまいばね１８を
種々準備していると、大人用あるいは子供用のもの等と
することができる。

【００２７】また、このカップ状部材１６より突出され
た係合部材１７は、カップ状部材１６の半径方向外方に
も突出され、この外端部１７ｂが前記位置固定に取付け
られている内体６に形成された周溝１９内に嵌合されて
いる。

【００２８】この周溝１９は、係合部材１７の回動範囲
に相当する長さであり、係合部材１７の内端部１７ａと
原動軸１２側の突部１５ａとの係合が外れて、ぜんまい
ばね１８の弾撥力によりカップ状部材１６が元の方向に
戻るとき、この戻り量を規制し、歯ブラシＴが軸Ｔａを
中心として間欠的に揺動運動するときの揺動角θ（図３
参照）を決定している。

【００２９】このように変換機構１３は、歯ブラシＴの
ブラシ面を歯の整列方向に沿うように当てた状態で、モ
ータＭのスイッチＳＷを入れると、歯ブラシＴが軸Ｔａ
を中心として所定の揺動角θで間欠的に揺動し、常時一
方向に回転する原動軸１２の回転を間欠運動に変換して
従動軸１０を駆動するものであるが、前述したモータＭ
の回転方向は、必ずしも一方向回転のみに限定されるも
のではなく、可逆可能であっても良いことは言うまでも
ない。

【００３０】前記内体６の軸受支持部８には、軸受９を
介して支持筒７が支持されている。この支持筒７は、下
端が前記軸受９に支持され、上端が軸受２０に支持され
ているが、全体としては上端側が先細り状に形成され、
内部に中心孔Ｏが形成されている。この中心孔Ｏには、
従動軸１０と歯ブラシＴから突出されている軸Ｔａが該
支持筒７と密着するようにキッチリと挿入され、これら
従動軸１０と歯ブラシＴの軸Ｔａの両者を内部連結して
いる。

【００３１】この内部連結が確実に行なわれないと、従
動軸１０の回転が歯ブラシＴに伝達されない虞れがある
ので、場合によっては、軸受２０の外レース２０ａの外
周面若しくは内レース２０ｂの内周面のいずれか一方を
テーパ面とし、前記先端ハウジング２と軸受支持部材２
１とをねじ連結するときに、軸受２０の外レース２０ａ
等の楔効果を利用して、支持筒７を外周より加圧するよ
うにしても良く、前記支持筒７と従動軸１０との連結を
より確実にするためにねじ２２（図２参照）を支持筒７
にねじ込むようにしても良い。

【００３２】また、前記先端ハウジング２内に外部から
水あるいは歯磨剤等が浸入しないように、歯ブラシＴと
先端ハウジング２の間に生じる隙間を弾性膜体２３（図
１参照）により覆いシールするようにしても良い。

【００３３】なお、図１中において、符号「２４」は、
本体１の下蓋であり、ここには、電池Ｂを接点（図示せ
ず）に付勢するばね２５が設けられている。

【００３４】次に、電動歯ブラシの作用を説明する。ス
イッチＳＷをオンし、モータＭが回転すると、これに伴
って原動軸１２も回転するが、この原動軸１２の回転
は、変換機構１３を介して従動軸１０側に伝達される。

【００３５】この変換機構１３においては、原動軸１２
に取付けられている円盤部材１５がカップ状部材１６内
で回転するようになっており、円盤部材１５には突部１
５ａが、カップ状部材１６には係合部材１７が設けられ
ているので、原動軸１２により回転される円盤部材１５
の突部１５ａは、従動軸１０側の係合部材１７の内端部
１７ａと係合することにより、原動軸１２の回転がカッ
プ状部材１６に伝達される（図３参照）。

【００３６】この場合、係合部材１７は、カップ状部材
１６をぜんまいばね１８の弾撥力に抗して回動すること
になるので、このぜんまいばね１８には従動軸１０を戻
そうとする力が蓄えられる一方、カップ状部材１６は、
ボス部１４を介して従動軸１０を正転（図中矢印方向）
させる。

【００３７】なお、係合部材１７の外端部１７ｂも、カ
ップ状部材１６とともに回動されるが、この外端部１７
ｂは周溝１９に沿って移動することになる。

【００３８】ところが、原動軸１２と従動軸１０とは偏
心しているので、所定角度回動したところで、突部１５
ａと係合部材１７の内端部１７ａと係合は、外れること
になる（図４参照）。

【００３９】この係合が外れると、前記ぜんまいばね１
８に蓄えられた力は、カップ状部材１６、ボス部１４及
び従動軸１０を急激に逆転させる（図５参照）。この逆
転により係合部材１７の外端部１７ｂもカップ状部材１
６とともに逆転することになるが、この外端部１７ｂは
周溝１９内に設けられているので、周溝１９の端部に衝
突し、従動軸１０等の逆転は、所定角度逆転したところ
で停止される。つまり、従動軸１０は当初の位置に戻さ
れることになる。

【００４０】一方、円盤部材１５は、突部１５ａと係合
部材１７の内端部１７ａとの係合が外れた後も、正転を
続けることになるので（図６参照）、円盤部材１５の突
部１５ａは、当初の位置にある係合部材１７の内端部１
７ａと係合するように回動し、１回転した後に、再度円
盤部材１５の突部１５ａが従動軸１０側の係合部材１７
の内端部１７ａと係合し、原動軸１２の回転がカップ状
部材１６に伝達されることになる（図３参照）。

【００４１】このように原動軸１２の回転は、従動軸１
０の、所定角度回動すれば元の位置に戻されるという揺
動運動に変換されるので、軸受９，２０に支持された支
持筒７も従動軸１０と同様に揺動運動することになる。
この支持筒７においては、従動軸１０と歯ブラシＴの軸
Ｔａが内部連結されているので、前記支持筒７の揺動運
動は、歯ブラシＴに伝達され、歯ブラシＴを軸Ｔａを中
心として所定の揺動角θで間欠的に揺動させることにな
る。

【００４２】この場合、歯ブラシＴのブラシ面が、歯の
整列方向に沿うように当てた状態にセットされている
と、歯ブラシＴは、上の歯は上方から下方に向けて、下
の歯は下方から上方に向けて磨くことになるので、歯と
歯の間に存在する歯后あるいは食べ滓等の異物は確実に
除去されることになり、理想的な磨き方がここに実現さ
れることになる。

【００４３】この場合の歯ブラシＴの揺動角θは、３５
〜５５度程度が好ましいことが、実験により立証されて
いる。この揺動角θの理想的な値は、歯を磨く人によっ
て多少相違するが、前記した範囲内であれば、歯と歯茎
を同時に磨く虞れは少なく、前記理想的な磨き方に近い
歯磨きが可能となる。

【００４４】ただし、通常の大人にとって当該電動歯ブ
ラシの最適な揺動角θとしては、４５度である。４５度
の場合には、歯と歯茎を同時に磨くことなく、歯茎を痛
めず、理想的な磨き方となり、虫歯等を防止し、生涯自
己の歯を使用して、おいしくものを噛むことができる。

【００４５】しかも、先端ハウジング２と歯ブラシＴの
軸Ｔａとの間は、弾性膜体２０により覆われているの
で、外部から水あるいは歯磨剤等が先端ハウジング２内
に浸入することはない。この場合、歯ブラシＴは、所定
の揺動角θで揺動するのみであるため、弾性膜体２０
は、歯ブラシＴの運動に追従するように、自らの弾性に
より捩じれることになり、歯ブラシＴの揺動運動を邪魔
することなく、歯ブラシＴと先端ハウジング２の間の隙
間を確実にシールすることになる。

【００４６】本発明は、上述した実施の形態のみに限定
されるものではなく、特許請求の範囲内において種々改
変することができる。例えば、上述した実施の形態は、
逆Ｕ字状をしたカップ状部材１６を従動軸側に設け、原
動軸側に円盤部材１５を設け、突部１５ａと係合部材１
７との係合と軸の偏心により間欠的揺動運動を行なうよ
うにしたものであるが、本発明は、これのみでなく、カ
ップ状部材１６を原動軸側に、円盤部材１５を従動軸側
に設けても良く、また、図７に示すように、原動軸１２
側にばね３０により上下動可能に支持された円盤部材３
１を設け、従動軸１０側にカップ状部材３２を設け、円
盤部材３１にカム部３１ａと爪部３１ｂを形成し、カッ
プ状部材３２にカム部３２ａを形成し、円盤部材３１の
爪部３１ａと係合部材１７が係合し、所定角度回動した
とき、カム部３２ａがカム部３１ａを押し下げ、爪部３
１ａと係合部材１７との係合を解き、係合部材１７はぜ
んまいばね１８により逆回転され、カップ状部材３２の
カム部３２ａに衝突するようにしたものであっても良
い。

【００４７】また、前記実施の形態では、ぜんまいばね
１８に力を蓄えた後に、この力を用いて歯磨を行なうこ
とになるので、モータＭによっては、トルク不足を生じ
る可能性もあるが、このような場合には、図１に一点鎖
線で示すような位置に、ウォームとウォームホイール等
からなる減速機構２５を設け、トルクを増大させると、
より小さなモータでも理想的な歯磨が可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動歯ブ
ラシによれば、歯ブラシのブラシ面が歯の整列方向に沿
うように歯ブラシを歯に当てた状態で、歯ブラシが所定
角度で間欠的に揺動するので、理想的な歯磨きが可能と
なる。

【００４９】モータの回転運動を、軸の偏心と、突部を
有する円盤部材と、所定範囲のみ係合する被係合部材
と、復帰させるばねとにより歯ブラシの揺動運動に変換
すれば、構成が簡単なためコスト的にも耐久性も優れた
ものとなる。

【００５０】従動軸と歯ブラシとの連結も支持筒内に両
者を挿入することにより行ない、この支持筒を軸受によ
り支持するので、使用済みの歯ブラシと新規な歯ブラシ
との交換が容易で、原動軸と従動軸の回転が円滑で、静
かな運転が可能となり、連結状態も強固となる。

【００５１】さらに、歯ブラシは揺動運動であるため、
先端ハウジングと歯ブラシとの間のシールも容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】 同実施の形態の分解斜視図である。

【図３】 同実施の形態の変換機構の作動状態と歯ブラ
シの状態を示すもので、突部と係合部材が係合している
状態を示す説明図である。

【図４】 前記突部と係合部材の係合が外れる直前の状
態を示す説明図である。

【図５】 前記突部と係合部材の係合が外れた状態を示
す説明図である。

【図６】 前記突部と係合部材が再度係合する直前の状
態を示す説明図である。

【図７】 本発明の他の実施の形態を示す要部分解斜視
図である。

【符号の説明】

１…本体、 ２…先端ハウジング、７
…支持筒、 ９，２０…軸受、１０…従
動軸、 １２…原動軸、１３…変換機構、
１５…円盤部材、１５ａ…突部、
１７…係合部材、１８…ばね、
２０ａ…外レース、２０ｂ…内レース、 ２３
…弾性膜体、Ｏ…中心孔、 Ｍ…モー
タ、Ｔ…歯ブラシ、 Ｔａ…軸部、θ…揺
動角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A46B 13/00 - 13/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ（Ｍ）により駆動される原動軸
   （１２）と、この原動軸（１２）により駆動される従動
   軸（１０）と、この従動軸（１０）に軸部（Ｔａ）が着
   脱自在に連結される歯ブラシ（Ｔ）と、該歯ブラシ
   （Ｔ）のブラシ面を歯の整列方向に沿うように歯に当て
   た状態で歯ブラシ（Ｔ）が該歯ブラシ（Ｔ）の軸を中心
   として所定の揺動角（θ）で間欠的に揺動するように前
   記原動軸（１２）の回転を前記従動軸（１０）に変換す
   る変換機構（１３）とを有してなる電動歯ブラシにおい
   て、 前記変換機構（１３）は、前記原動軸（１２）に対し偏
   心して設けられた従動軸（１０）と、これら原動軸（１
   ２）と従動軸（１０）のいずれか一方に取付けられた突
   部（１５ａ）を有する円盤部材（１５）と、前記原動軸
   （１２）と従動軸（１０）のいずれか他方に設けられ前
   記突部（１５ａ）と所定範囲のみ係合する係合部材（１
   ７）と、当該係合部材（１７）と前記突部（１５ａ）の
   係合が外れると前記係合部材（１７）を元の位置の復帰
   させるばね（１８）とを有することを特徴とする電動歯
   ブラシ。
2. 【請求項２】 前記従動軸（１０）と歯ブラシ（Ｔ）と
   の連結は、前記モータ（Ｍ）が収納された本体（１）に
   下端が螺合され先端から歯ブラシ（Ｔ）が内部に挿入さ
   れる先端ハウジング（２）内に、軸受（９，２０）によ
   り回動可能に支持された支持筒（７）を設け、前記変換
   機構（１３）から突出された前記従動軸（１０）の先端
   と、前記歯ブラシ側から突出された軸部（Ｔａ）の先端
   とを前記支持筒（７）内に軸方向に伸延して形成された
   中心孔（Ｏ）に挿入することにより連結するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 【請求項３】 前記軸受（２０）は、外レース（２０
   ａ）の外周面若しくは内レース（２０ｂ）の内周面のい
   ずれか一方がテーパ面とされ、前記本体（１）と先端ハ
   ウジング（２）との螺合時に前記支持筒（７）を外周よ
   り加圧するようにしたことを特徴とする請求項２に記載
   の電動歯ブラシ。
4. 【請求項４】 前記先端ハウジング（２）は、前記歯ブ
   ラシ（Ｔ）との間に生じる隙間を弾性膜体（２３）によ
   り覆いシールするようにしたことを特徴とする請求項２
   に記載の電動歯ブラシ。