JP5734663B2 - 電動歯ブラシのブラシヘッド／ハンドルインタフェース - Google Patents

Description

この発明は、概して、電動歯ブラシのハンドル／ブラシヘッドインターフェースアレンジメントに関し、より詳細には、歯ブラシの駆動シャフトに対するブラシヘッドのトルク伝達機能及び軸保持機能が１つのスプリング及びカップリングの組み合わせにより実現されるインタフェースに関する。

多くの電動歯ブラシは、回転的に又は選択された振動角で駆動される駆動シャフトが歯ブラシのハンドル部分から延在する構造上のアレンジメントをもつ。取り外し可能なブラシヘッドアセンブリは、延在する駆動シャフトに適合する。ブラシヘッドアセンブリは結合部材を含み、これは、ブラシヘッドアセンブリのアーム部分に適合する。アーム部の先端部は、歯をクリーニングするためのブラシ部材である。駆動シャフトは、結合部材に延在し、結合部材としっかり結合する。

駆動シャフトと結合部材との間の構造上のインタラクションは、移動する駆動シャフトのトルクをブラシヘッドに確実に伝達したり、負荷時にトルク伝達を維持したりしなければならない。負荷は、振動するブラシヘッドの慣性質量により生成されたトルクと、ユーザの口の組織及び他の要素とインタラクトすることにより生成された力との組み合わせをいう。構造上のインタラクションは、ブラシヘッドがユーザにより便利に取り外し可能である一方で、歯ブラシの動作中において、軸保持とも呼ばれるブラシヘッドを駆動シャフトで保持するのに十分でなければならない。ブラシヘッドがクリーニング又は他の目的のために定期的に取り外されるべき場合には軸保持は斯様なアレンジメントの困難な態様であり得る。アレンジメントは、ブラシヘッドアセンブリの寿命の間に非常に多く、おそらく数百回、ブラシヘッドアセンブリが取り外された後であっても、トルク伝達及び軸保持の機能が低下されないようにしなければならない。

本アレンジメントは、駆動シャフトからのブラシヘッドアセンブリの多数の取り外しを可能にしながら、トルク伝達機能と軸保持機能との双方を確実に提供可能である。

開示されたアレンジメントは、電動歯ブラシのブラシヘッド／ハンドルインタフェースであって、歯をクリーニングするためにブラシ部材を一端にもつブラシヘッドアセンブリと、選択された回転角で振動するように駆動される、前記歯ブラシのハンドル部分から延在する駆動シャフトであって、接触面が配置される１又はそれ以上の接触領域をもつ駆動シャフトと、前記ブラシヘッドアセンブリの他端に配置された結合部材であって、前記駆動シャフトが前記結合部材に挿入されたときに前記駆動シャフトの前記接触面と物理的に接触する状態になる１又はそれ以上の接触部分を含む結合部材と、前記歯ブラシが動作していないときにユーザが前記ブラシヘッドアセンブリを前記駆動シャフトから取り外し可能である一方で、前記結合部材の前記１又はそれ以上の接触部分と前記駆動シャフトの前記１又はそれ以上の接触領域との間の物理的接触が、前記駆動シャフトと前記ブラシヘッドアセンブリとの間の確実なトルク伝達を生成し、前記歯ブラシの動作中において前記駆動シャフトに対する前記ブラシヘッドアセンブリの軸保持を維持するのに十分な大きさの力を、前記結合部材に対して与えるように配置されたスプリング部とを有する、ブラシヘッド／ハンドルインタフェースである。

ハンドル部分及びブラシヘッドアセンブリ部分を有する、ここで述べられた歯ブラシの部分的な分解組立図である。 図１のブラシヘッドアセンブリ部分の分解組立図である。 図２に示された結合部材の等角図である。 図２に示された結合部材の等角図である。 図２のブラシヘッドアセンブリのスプリング部の等角図である。 図２の結合部材の断面図である。 第１の接触面の実施形態を備えた駆動シャフトの等角図である。 他の接触面の実施形態を備えた駆動シャフトの正面図である。 図６の駆動シャフトの側面図である。 図５，６及び８のハンドル／ブラシヘッドアセンブリインタフェースの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態の簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの更に他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの更に他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。 ブラシヘッドアセンブリ／ハンドルインタフェースの更に他の実施形態のバリエーションの簡単な断面図である。

図１は、延在する駆動シャフト１４を含む駆動アセンブリを備えたハンドル部１２を含む歯ブラシ１０を示し、駆動シャフトは、ハンドル１２内に配置されたモータ（図示省略）により駆動される。モータは、選択された角度で振動の態様で駆動シャフトを動かす。モータは、ユーザ操作式のオン／オフスイッチにより制御される。駆動シャフト１４に取り外し可能に取り付けられたものはブラシヘッドアセンブリ２０である。

図２によれば、ブラシヘッドアセンブリ２０は結合アセンブリ２２を含み、これは、ブラシヘッドアセンブリのアーム部２４にぴったり適合し、アーム部２４によって捕獲される。アーム部の先端に配置されたものは、歯をクリーニングする従来型のブラシ部材２６である。動作中において、ブラシ部材２６は、所望のクリーニングを実現するために選択角度で前後に回転／振動する。結合アセンブリは、結合アセンブリの基端部３０にリング２８を更に含む。リングは、ブラシヘッドアセンブリのユーザを識別するために異なる色であり得る。結合アセンブリはスプリング部３４を更に含み、これは、結合アセンブリ２２の本体の一部の周りに適合する。

結合アセンブリは、図３Ａ及び３Ｂにおいて詳細に示される。これは、リング２８を受けるように構成され得る下端部、基部３６を含む。内側に傾斜した表面部３８がリング２８の前方にあり、実質的に錐体形状である。結合本体部４０が傾斜部３８の前方にある。本体部４０は、駆動シャフト１４を受ける内部軸開口部を含む。本体部の実質的に長さに対して延在するリブ４１が本体部４０の一側部に沿ってあり、リブは、アーム部２４内の接合スロットにぴったり適合する。リブ４１は、設置され、結合アセンブリとアーム部２４との間の物理的関係を維持する。

ストリップは、本体部２４のリブと反対側にある。これは、図３Ｂ及び図５の双方に示されている。示された実施形態において、結合ストリップ４４は、ストリップの両端で本体部４０に固定して取り付けられ、その２つの端部間ではある程度自由に曲げられる。本体部４０は、ブラシヘッドの寿命中において摩耗及び圧縮変形又はクリープ（creep）に耐えるのに十分に強い一方で結合ストリップの屈曲が発生可能なようにアセタールから作られる。結合ストリップ４４は、約０．６ｍｍの長さであり、約０．３ｍｍの幅である。これは、約１．３２３ｍｍの厚さの第１の接触部４６を除けば、約０．８０ｍｍの厚さである。第１の接触部４６は、結合ストリップ４４から内側に約０．１６ｍｍ延在するバルジ（bulge）又はブロック（block）であり、挿入された駆動シャフト１４との重要な物理的な接触を行うのに十分である。代わりに、第１の接触部はスプリング部材３４上に配置されてもよく、この場合においては、結合ストリップ４４が取り除かれる。

前記で示されたように、スプリング部材３４は、結合アセンブリの本体部材４０の一部の周りに配置される。スプリング部材３４は、図４においてより詳細に示される。スプリング部材は、示された実施形態においてはＣ字形状の構成であるが、楕円系又は閉鎖されたアレンジメントを含む他の構成であってもよい。スプリングは、リーフスプリング又はコイルスプリングであってもよい。スプリング部材３４は、所望のトルク伝達及び軸保持を生成するために、結合アセンブリの本体部に抗する内側方向の力を、本体部と駆動シャフトとの間の十分な摩擦及び物理的な接触に与えるように設けられ、構成される。示された実施形態において、この力は、３０〜６０ニュートン、好ましくは約５０ニュートンの範囲にある。結合アセンブリの本体部及び駆動シャフトの延在部分は、この所望の機能上の結果を実現するために種々の構成のものであってもよい。

図６及び８による一実施形態において、駆動シャフト上の接触部４９は、平坦な接触部に渡って横方向に延在する複数の溝５０を含む。この実施形態において、計５つの溝が存在し、この数は変更可能である。溝は、約０．１０ｍｍの深さであり、概ね湾曲した構成をもち、０．６５ｍｍの中心間の距離をもつ。駆動シャフトの第１の接触部内の溝５０と第１の接触部４６との間の物理的なインタラクションは、駆動シャフトとブラシヘッドアセンブリとの間の良好なトルク伝達も、歯ブラシの動作中において駆動シャフトに対してブラシヘッドアセンブリを維持するための十分な軸保持も生成する。軸保持は、トルク伝達及び軸保持機能を低下させることなく、ユーザがクリーニング等のために駆動シャフトからブラシヘッドを便利に取り外し可能である。

図７は、駆動シャフト接触部５５の他の実施形態を示している。この実施形態において、接触部５５は、サンドブラスティング等により粗面化されている。表面仕上げは、０．８０μｍ又はそれより粗い、例えば１．６μｍまで粗い。前述された結合部材の接触部４６を備えたこの駆動シャフト表面も、所望のトルク伝達及び軸保持機能を実現するのに十分である。

図９は、図５，６及び８の実施形態の簡単な表現を示している。これは、溝付きの駆動シャフト６４、結合部材の接触部６６、及び、６８でのスプリング機能の表現を含む。部分７０−７０は、概ねブラシヘッドアセンブリのアームをいい、結合アセンブリがブラシヘッドアセンブリのアームに取り付けられる。部分６９は、接触部とは反対側の駆動シャフト上の結合部材の部分をいう。この実施形態において、スプリングの圧力は接触部に抗しており、これは、駆動シャフト６４上の溝７１に直接抗して支える。

図１０Ａ〜１０Ｃは、駆動シャフト７２がその表面にスロットをもつ他の実施形態を示している。スロットは、結合アセンブリの接触部を収容するのに十分な大きさである。図１０Ａ〜１０Ｃの実施形態のそれぞれは、スプリング機能７３を含む。図１０Ａは、駆動シャフト７２の表面７６におけるスロット７４とこれに取り付ける接触部７７とを示している。図１０Ｂは、スプリング機能７３とは反対側の駆動シャフトの表面８１におけるスロット８０と、スプリング機能７３とは反対側の結合アセンブリからスロット８０に延在する接触部７５とを示している。図１０Ｃは、駆動シャフトの双方の（対向する）側にスロット８６及び８８を備えた駆動シャフト７２を示している。これらに取り付けられるものは、駆動シャフトのスプリング７３と同じ側の第１の接触部９０、及び、駆動シャフトのスプリング機能７３とは反対側の結合アセンブリ９３から延在する第２の接触部９２である。

図１１は、他の実施形態を示している。駆動シャフト９６が、駆動シャフトのスプリング機能側に、その表面９９からの突起部９８を含む。接触部１００は、駆動シャフトの突起部９８の一端１０２に隣接して配置されている。

図１２Ａ〜１２Ｃは、突起部が適合するスロットをもつ接触部を備えた、突起部が駆動シャフトの一方又は両方の側部に配置される追加の実施形態を示している。図１２Ａにおいて、駆動シャフト１０４は、駆動シャフトのスプリング機能側に突起部１０６を含む。接触部１０８は、突起部１０６が適合するスロット１１０を含む。図１２Ｂは、スプリング機能側とは反対の側部に突起１１４を備えた駆動シャフト１１２を示している。突起部１１４は、結合アセンブリのスプリング機能側とは反対の側部の結合アセンブリのスロット１１８に適合する。図１２Ｃは、駆動シャフトの両側に突起部１２６及び１２８をもつ駆動シャフト１２４を示している。接触部１３０が駆動シャフトのスプリング側にあり、これは、突起部１２６を受けるために接触部１３０内にスロット１３２をもち、その一方で、突起部１２８が適合するスロット１３６が結合アセンブリの反対側にある。

図１３Ａ〜１３Ｃは、図７に示されるものと同様に、駆動シャフトの接触部に粗面をもつ他の実施形態を示している。図１３Ａは、駆動シャフトのスプリング機能側に粗面領域１４２をもつ駆動シャフト１４０を含む。接触部１４４は、所望の機能を実現するために粗面１４２との十分な物理的接触を行う。図１３Ｂは、駆動シャフトのスプリング機能とは反対側に粗面領域１４８をもつ駆動シャフト１４６を示している。駆動シャフトの反対側の結合アセンブリ部分１５０は、粗面領域１４８との必要とされる物理的接触を行う。図１３Ｃは、駆動シャフトの両端に粗面領域１５４及び１５６をもつ駆動シャフトを示している。接触部１６０は、粗面領域１５４に関与し、その一方で、接触部１６０とは反対側の結合アセンブリ部１６４の表面が粗面領域１５６に関与する。

駆動シャフトと結合アセンブリの部分との間の他のアレンジメント／構成が可能であることが理解されるべきである。

本発明の好ましい実施形態は例示の目的でここに開示されたが、種々の変更、修正及び置換は、特許請求の範囲により規定される本発明の精神から逸脱することなく本実施形態に組み込まれ得ることが理解されるべきである。

Claims (13)

1. 歯をクリーニングするためのブラシ部材を一端にもつブラシヘッドアセンブリと、
   選択された回転角で振動するように駆動される、前記歯ブラシのハンドル部分から延在する駆動シャフトであって、接触面が配置される１又はそれ以上の接触領域をもつ駆動シャフトと、
   前記駆動シャフトを受けるために前記ブラシヘッドアセンブリの他端に配置された結合部材であって、前記駆動シャフトが前記結合部材に挿入されたときに前記駆動シャフトの前記接触面と物理的に接触する状態になる１又はそれ以上の接触部分を含む結合部材と、
   前記歯ブラシが動作していないときにユーザが前記ブラシヘッドアセンブリを前記駆動シャフトから取り外し可能である一方で、前記結合部材の前記１又はそれ以上の接触部分と前記駆動シャフトの前記１又はそれ以上の接触領域との間の物理的接触が、前記駆動シャフトと前記ブラシヘッドアセンブリとの間の確実なトルク伝達を生成し、前記歯ブラシの動作中において前記駆動シャフトに対する前記ブラシヘッドアセンブリの軸保持を維持するのに十分な大きさの力を、前記結合部材に対して与えるように配置されたスプリング部とを有し、
   前記スプリング部は、前記結合部材の外面の一部の周りに接触及び延在するが、前記駆動シャフトには直接接触しない、ブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
2. 前記結合部材は、移動可能に取り付けられた結合ストリップを含み、
   前記結合ストリップは、前記駆動シャフトの方向に内側に延在し、前記駆動シャフトが前記ブラシヘッドアセンブリに受けられたときに前記接触部分と前記駆動シャフトの接触面との間の物理的接触をもたらす接触部分を含む、請求項１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
3. 前記スプリング部は、実質的に断面Ｃ字形状である、請求項１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
4. 前記駆動シャフトの接触面は、前記駆動シャフトの前記接触領域に渡って延在する複数の横方向の溝を含み、
   前記結合部材の前記接触部分は、前記複数の横方向の溝のいずれよりも大幅に大きい、請求項２に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
5. 前記駆動シャフトの前記接触面はスロットを含み、前記結合部材の接触部分が前記スロット内に適合する、請求項２に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
6. 前記駆動シャフトの前記接触面は、スプリング力が及ぼされる側部とは反対の前記駆動シャフトの側部にスロットを含み、
   前記結合部材の接触部分の一つは、前記スロット内に適合する突起部を含む、請求項５に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
7. 前記駆動シャフトの前記接触面は、スロットを両側に含み、
   前記結合部材の前記接触部分は、前記スロット内に適合する突起部を含む、請求項５に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
8. 前記駆動シャフトの前記接触面は、突起部を含み、
   前記結合部材の接触部分は、前記突起部に隣接して前記駆動シャフトに抗して適合する、請求項１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
9. 前記駆動シャフトの前記接触面は、前記駆動シャフトから延在する少なくとも１つの突起部を含み、
   前記結合部材の前記接触部分は、前記駆動シャフトの突起部が適合するスロットを含む、請求項１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
10. 前記駆動シャフトの前記接触面は、前記駆動シャフトの両側に突起部を含み、
    前記結合部材の前記接触部分は、前記突起部を受けるスロットを含む、請求項９に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
11. 前記駆動シャフトの前記接触面は、少なくとも１つの粗面領域を含み、
    前記結合部材の接触部分は、粗面化部分との前記物理的接触をなす、請求項１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
12. 前記駆動シャフトの前記接触面は、前記駆動シャフトの両側に粗面領域を含み、
    前記結合部材の前記接触部分は、前記粗面領域との前記物理的接触をなす、請求項１１に記載のブラシヘッド／ハンドルインタフェース。
13. 電動歯ブラシで使用するブラシヘッドであって、
    ブラシ部材と、
    前記ブラシ部材が取り付けられる取付首部と、
    前記歯ブラシのハンドルアセンブリ部分内に含まれるモータ駆動アセンブリからの駆動シャフトを前記取付首部に結合する結合部材と、
    前記結合部材の伸長部分に取り付けられるスプリング部とを有し、
    前記駆動シャフトは、前記スプリング部の力により前記結合部材に十分にぴったりと適合し、当該ブラシヘッドが前記駆動シャフトの動作に応じて振動するように、前記駆動シャフトの振動動作を前記取付首部に伝達し、
    前記スプリング部は、前記結合部材の外面の一部の周りに接触及び延在するが、前記駆動シャフトには直接接触しない、ブラシヘッド。

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