JP5966105B2 - 電動歯ブラシにおける懸垂式モータ実装システム - Google Patents

Description

本発明は、概して、モータ駆動の電動歯ブラシに関する。より具体的には、本発明は、より大きな耐久性を促進するとともに、歯ブラシの把持部を通じてユーザに伝達される振動を制御する歯ブラシの特徴に関する。

電動歯ブラシは、一般的に、よく知られており、様々なデザイン及び物理的構成を含む。多くの電動歯ブラシは、回転タイプの運動を有する。幾つかの電動歯ブラシは、３６０°のアーマチャー回転が可能であるが、より適切な歯磨き効果を供給するために、設計構成のため、特定の運動範囲、即ち、３６０°のうちの選択された弧の部分に制限される振動運動を生成する。これらの回転運動装置は、機械的に駆動されるものもあれば、ブラシヘッド構造及びハンドルに取り付けられたばねなどの可動部分を含む共振システムのものもある。共振システムでは、ブラシヘッドは、システムの固有周波数に比較的近い周波数で駆動される。

共振歯ブラシを実装するための複数の方法がある。共振電動歯ブラシは、本出願人による米国特許第５１８９７５１号に開示されるように、揺動アーマチャーを有するモータを使用してもよい。より最近の共振歯ブラシ設計は、本出願人による米国特許第７６２７９２２号に開示されるように、固定された節ばねによって分離されたブラシヘッド端部及びアーマチャー端部を有するドライブを含む。前者のタイプは、歯ブラシ筺体を通じて、装置の振動のほとんどをユーザに伝達するアーマチャーを使用する。後者の設計は、ブラシヘッドがアーマチャーの回転から１８０°位相をずらして回転する略共振周波数における動作により、振動及び衝撃を緩和しようとする。従って、駆動アセンブリは、振動に関して、筺体から実質的に分離されている。

これらの設計の各々が、動的パラメータの限られた組み合わせを通じて、最適に、歯を綺麗にするため、発見されてきた。最適な組み合わせが、ブラシヘッド周波数及び運動振幅の三角形領域として、米国特許第５３７８１５３号において記述されており、ここで、振幅は、ブラシヘッドのサイズ及びシャフト回転の振幅によって更に駆動される。米国特許第７０６７９４５号は、歯ブラシシャフトの角度回転の振幅としてパラメータを記述しており、当該特許では、そのブラシヘッド形状に対して約１１度であると記述されている。

さらに最近では、フローティング回転駆動システムを持つ共振歯ブラシがある。この設計の一例が、本出願人による米国特許第７８７６００３号に記述されている。かかるシステムにおけるモータは、回転モータと同様に構成されていてもよいが、シャフトがその軸周りに振動する、即ち、回転振動し、オプションで、その軸に沿って振動する、即ち、軸振動するように駆動される。このタイプの設計における「ばね」は、駆動信号がない場合に回転の極を本来の磁極位置に戻す、固定子における永久磁石アセンブリである。

米国特許第７８７６００３号において記述される設計の共振歯ブラシにおいて、幾つかの問題が生じる。まず、プラスチック射出成形部品が、フレームにおいて、一般的に使用されている。これらのフレーム部分は、内部機能部品（即ち、バッテリ、充電コイル、プリント回路基板アセンブリ、駆動システム、シールなど）を一体的に保持するために必要である。既存のフレームは、別個の機能を有する幾つかの射出成形部品を有する。また、共振駆動システムは、駆動システム、ＰＣＢＡ、バッテリ、及び、充電コイルを１つのプラスチック射出成形部品により保持するために、上記の複数部品フレームを用いる。また、当該システムは、水の侵入を阻止するために、筺体に対して駆動シャフトをシールするためのシールシートを作る追加部を用いる。かかる設計は、共振駆動システムを用いる製品に限定されず、他の往復運動又は掃引運動タイプの電動歯ブラシ、並びに、端面シール及び半径方向シールの両方のためのシール表面を必要とする他の携帯用個人装置においても使用される。このため、安価且つより効果的なシステムにおいて、可動部分の分離を通じて、振動及び音を減少させるニーズがある。

フローティング回転設計において生じる他の問題は、コギングの問題である。コギングとは、隣接する永久磁石に対する、ある永久磁石の位置合わせから回転極が滑ることである。この滑りは、衝撃又は付与される機械的な力などの外部応力の結果として生じ得る。滑りは、望ましくない回転位置、望ましくない軸位置、又は、その両方における、シャフト及び関連する駆動ブラシヘッドの望ましくない安静位につながる。

更に生じる他の問題は、既存のフレーム設計が高価過ぎるということである。幾つかの複合的機能をそれぞれ有する、フレームと係合するモジュラー部を作ることによって、コストを低減させるニーズがある。特に望ましいのは、軸方向の衝撃を吸収することによって、装置の耐久性を改善する安価な部品のシステムである。軸方向の衝撃は、例えば、歯ブラシが落とされた場合にシャフトの端部に生じ得る。これらの特徴のために次に望ましい結果は、より安価な材料及びアセンブリである。

本発明は、モータ上に弾性クランプを組み込む一体的なフレーム設計の紹介を通じて、従来技術における欠点に対する解決法を提供する。システムにおいて、モータは、主な振動生成機構であるが、本発明は、振動絶縁の問題を革新的に解決する。特に、本発明は、プラスチック射出成形フレームに取り付けられた弾性材料の使用に関する。一体的な設計の特徴は、モータが、エラストマーの２つの領域間にマウントされることを可能にする。磁気的に吊り下げられたシャフトと合わせて、ベアリングとの最小の接触により、振動エネルギーの大部分は、振動がユーザに伝達され得る筺体に到達する前に、振動を分散する弾性材料へ方向付けられる。

本発明のある実施形態では、電動歯ブラシにおける機械的衝撃を緩和するためのシステムが記述される。当該システムは、遠位端及び近位端が開口している細長い筺体と、筺体内にスライド可能に配置されたフレームであって、遠位端及び近位端を持つフレームと、を有する。モータが、フレーム内に配置され、当該モータは、フレーム及び筺体を通じて延在している遠位端とフレームの近位端に向かって延在している近位端とを持つフローティングシャフトを含む。弾性モータマウントが、モータに隣接してフレーム内に配置され、当該モータマウントは、フレームにおいてモータを保持するための圧縮表面、及び、フローティングシャフトの近位端から間隔を空けられた底面緩衝器を含む。また、当該システムは、筺体の近位端において、フレームの近位端と弾性接触するように配置された多機能充電コイルボビンを含み、当該多機能充電コイルボビンは、筺体の遠位端に対してフレームを圧縮的に付勢する構成において、筺体の近位端の内壁と係合している。要素の構成は、電動歯ブラシの長手方向軸に沿って付与される軸方向の衝撃を吸収する、特に、歯ブラシのシャフト端部に付与される衝撃を吸収するように協働して機能する。

本発明の他の態様によれば、電動歯ブラシにおける振動を抑制するためのシステムが記述され、当該システムは、遠位端及び近位端が開口している細長い筺体と、筺体内にスライド可能に配置されたフレームであって、遠位端及び近位端を持つフレームと、を有する。共振モータが、フレーム内に配置され、当該モータは、フレーム及び筺体を通じて延在している遠位端とフレームの近位端に向かって延在している近位端とを持つフローティングシャフトを含む。弾性モータマウントが、モータに隣接してフレーム内に配置され、当該弾性モータマウントは、フレームにおいてモータを保持するための圧縮表面を含む。上面緩衝器が、モータとフレームの遠位端との間に配置され、モータマウント及び上面緩衝器は、モータと筺体との間の回転共振振動を抑制するように構成される。更なる要素が、緩衝特性を更に改善するために説明され、フレームと筺体との間に緩衝を供給するように協働して機能するコイルボビン及びシャフトシールを含む。

図１は、本発明の一実施形態に従った、衝撃及び振動を緩和するためのシステムを含む電動歯ブラシアセンブリを図示している。 図２は、本発明の他の態様に従った、電動歯ブラシアセンブリの等価なばね部分図を図示している。 図３Ａは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシにおける共振モータのための弾性モータマウントを図示している。 図３Ｂは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシにおける共振モータのための弾性モータマウントを図示している。 図３Ｃは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシにおける共振モータのための弾性モータマウントを図示している。 図４Ａは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシのための多機能充電コイルボビンを図示している。 図４Ｂは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシのための多機能充電コイルボビンを図示している。 図４Ｃは、本発明の他の実施形態に従った、電動歯ブラシのための多機能充電コイルボビンを図示している。 図５は、本発明の更に他の実施形態に従った、電動歯ブラシを組み立てる一連のステップの方法を図示している。

図面に戻ると、図１は、本発明の一実施形態に従った、電動歯ブラシ１０のためのアセンブリであって、機械的衝撃を緩和するとともに振動を抑制するためのシステムを含むアセンブリを図示している。

電動歯ブラシ１０のほとんどのコンポーネントは、好ましくは、人間の手に快適にフィットするようなサイズの細長い筺体２０内に含まれる。好適には、固く軽量なプラスチックであり、筺体２０は、衝撃及び水の侵入から内部コンポーネントを保護及びシールする。筺体２０は、遠位端、即ち、シャフト遠位端６３で示す端部における開口と、近位端、即ち、端部キャップ１２０で示す端部における開口と、を含む。

フレーム４０が、筺体２０内に配置されている。フレーム４０は、各々については以下でより詳細に説明される、残りのシステムコンポーネントのほとんどを保持するように構成される。また、フレーム４０は、軽量で固い、又は、半剛体のプラスチックで構成され得る。

フレーム４０は、筺体２０の長手方向軸に沿って筺体２０の内壁にある、対応するスロットと係合する１又は複数のフレームレール４２により配置される。レール４２は、組み立ての際、筺体の近位端の中にフレーム４０を容易に挿入できるようにする。フレーム４０の遠位端及び近位端は、筺体２０の遠位端及び近位端にそれぞれ対応している。

モータ５０が、フレーム４０の遠位端内に格納されている。モータ５０は、好ましくは、永久磁場によりモータ内に軸方向及び回転可能に吊り下げられるフローティングシャフト６０を持つ共振モータである。当該磁場は、好ましくは、モータ筺体内に配置される永久磁石により確立される。モータシャフト遠位端６３は、フレーム４０及び筺体２０の遠位端を通じて延在するように構成され、当該遠位端６３は、ブラシヘッド又は他の機器を受けるような形状となっている。

モータシャフト６０は、フレーム近位端に向かって、モータケースを通じて延在するように構成されている。シャフト近位端６１は、好ましくは、その機能が以下より詳細に説明されるシャフト止め６２を含む。

モータ５０は、モータマウント７０及び上面緩衝器４４の２つのコンポーネントによってフレーム４０内に保持されている。弾性モータマウント７０は、好ましくは、弾性材料で構成され、モータ５０とフレーム４０との間のモータの近位端に配置されている。より詳細に説明されるであろうが、モータマウント７０は、電動歯ブラシ１０が組み立てられた場合、距離ｄだけシャフト近位端６１から軸方向に間隔を空けて存在するように構成される。モータマウント７０は、Ｆで示されるシャフト遠位端６３上の力によって誘起されるような、装置における軸方向の衝撃保護を供給する。

動作中、モータ５０は、筺体２０に振動を伝える傾向にある。振動は、シャフトが振動するため、シャフト回転方向に存在するか、又は、シャフトが軸に沿って配置されるため、軸方向に存在し得る。これらの振動は、抑制又は緩和されない場合、筺体を通じてユーザの手に伝わる。

上面緩衝器４４が、モータ５０の遠位端とフレーム４０の遠位端との間に圧縮されて配置される。上面緩衝器４４は、好ましくは、モータからの振動を抑制するとともに、外部衝撃から内部コンポーネントを保護するのに適した弾性エラストマー材料で構成される。

また、マウント７０及び上面緩衝器４４は、モータと筺体との間の回転共振振動を抑制するように協働して機能する。

シャフトシール３２が、フレーム４０と筺体２０との間の遠位端において圧縮して配置される。シャフトシール３２は、シャフト６０を実質的に囲んでいる。シャフトシール３２の主な機能は、シャフト６０及び筺体２０の遠位端に沿って水が侵入するのを防止することである。しかしながら、シャフトシール３２は、モータからの共振振動を含む振動を抑制する第２の機能も実行する。

また、図１は、筺体の近位端の近くのフレーム４０に配置された１又は複数の再充電可能なバッテリ８０を示している。図２及び図５には、フレーム４０上にマウントされ得る制御回路基板１００が示されている。

多機能充電コイルボビン９０が、バッテリ８０の近くに配置されている。ボビン９０は、再充電可能なバッテリ８０の誘導充電を促進する伝導巻線を受ける。また、ボビン９０は、例えば、図４Ａ〜図４Ｃにおいて示され、以下説明されるように、軸方向の衝撃を和らげるとともに、組み立て中、緩和トレランスを供給するブリッジばね９８の特徴を持つ。ボビン９０によって付与される力は、一般的に、図１において「Ｆ１」として示される。また、ボビン９０は、筺体２０内でフレーム４０を保持するように構成され、結果、フレーム４０は、実質的に振動面において、筺体２０から隔離される。

充電コイルボビン９０は、フレーム４０の近位端と弾性接触するように構成される。図１に示され、図４Ａ〜図４Ｃに関連して、以下より詳細に説明されるように、ボビン９０は、保護／トレランス機能を実行するために、最大圧力強度「Ｃ」まで圧縮されてもよい。また、図４Ａ〜図４Ｃにおいてより詳細に示されるように、ボビン９０は、つめ及びスロット又はその等価物により、近位端において、筺体２０の内壁と係合しており、結果、ボビン９０は、筺体２０の遠位端に対して、フレーム４０及び／又はシャフトシール３２を圧縮的に付勢する。

端部キャップ１２０が、衝撃及び水の侵入から内部コンポーネントを保護するために、筺体２０の近位端に配置されている。

図１のアセンブリは線形的に示されているが、幾つかの実施形態は、筺体の長手方向軸から離れる方向に選択された角度で配置されたドライブシャフトを含んでいてもよく、これは、口の中でのブラシヘッドの最適な配置を可能にする。

図２は、図１に示されたアセンブリと等価な、ばね部分等価物３１０のシステムを示している。等価物３１０は、アセンブリの利点を更に示すために表示されている。部分コンポーネントは、筺体部分３２０が、筺体２０を含むが、ユーザの手も含み得るように示されている。フレーム部分３４０は、図示の目的で、フレーム遠位端３４０ａ、中間３４０ｂ、及び、フレーム近位端３４０ｃの３つの部分で示されている。制御回路１００及びバッテリ８０が示されているが、システムばね部分等価物に特別なことではない。モータ部分３５０は、モータ５０に対応している。充電フレーム部分３９０は、充電コイルボビン９０に対応している。

ばね等価物は、以下のように示される。上面緩衝器の回転緩衝及び軸方向弾性が、上面緩衝ばね３４４で示されている。モータマウント７０は、モータ３５０の近位端において、第１及び第２のアームばね３７７，３７８を持つように示されている。ばね３７７／３７８は、モータ３５０とフレーム３４０との間に回転緩衝及び軸方向弾性を供給する。

シャフトシールばね３３２は、フレーム３４０と筺体３２０との間のモータから／モータに、追加的な回転緩衝及び軸方向弾性を供給する。また、フレームレールばね３４２は、弾性モータマウントとフレームレールとの間のフレーム構造における弾性、また、幾つかの弾性緩衝材料を含み得るフレームレールマウント構造事態からの弾性のため、フレーム近位端３４０ｃと筺体３２０との間に幾らかの回転緩衝及び軸方向弾性を供給する。

回転緩衝及び軸方向弾性は、ブリッジばね等価物３９８によって、フレーム３４０ｃの近位端と充電フレーム部分３９０との間に供給される。ブリッジばね等価物３９８は、例えば、充電コイルボビン９０のブリッジばね９８部分に対応している。最後に、充電フレーム３９０と筺体３２０との間の接続構造は、筺体接続ばね３９５，３９６において、ばね機能を供給する。

図２から分かるように、モータ部分３５０から誘起される振動は、上面緩衝器３４４及びモータマウントアーム３７７，３７８において、フレームから分離される。次に、フレームからの振動は、シャフトシールばね３３２、ブリッジばね等価物３９８、及び、フレームレールばね等価物３４２において、ユーザの手から分離され、ボビン９０を通じた振動は、第１及び第２の筺体接続ばね３９５，３９６において、ユーザの手から分離され得る。

他のばね等価物である、モータ３５０と筺体３２０との間のモータマウントばね３７０は、図１に示されるように、モータシャフトがモータマウント７０に距離「ｄ」よりも離れて配置された場合、軸方向の衝撃保護を供給する。モータマウントばね３７０は、以下より詳細に説明される、モータマウント７０上に配置される底面緩衝器７１に対応している。この軸方向の力の状態の下、モータマウント３７０及びブリッジばね等価物３９８は、フローティングシャフト近位端６１から発生する更なる軸方向の衝撃を吸収するように協働して機能する。

外力Ｆの代替的なソースは、ユーザがシャフト遠位端６３にブラシヘッドをフィットさせる状況で与えられ得る。この付与された力は、モータ５０を通じてフローティングシャフトへ伝わり、さらに、筺体２０を通じてフレーム４０に伝わる。この場合、底面緩衝器３７０及びブリッジばね等価物３９８は、付与された軸方向の力に抵抗するように協働して機能する。空けられた間隔距離「ｄ」とこの場合の最大圧縮距離「Ｃ」との合計は、シャフトにブラシヘッドを取り付けるのに必要な等価物ばね圧縮距離よりも小さくあるべきである。このことは、モータ５０内でポールの故障を発生させることなくブラシヘッドがフィットされることを可能にする。

ここで、図３Ａ〜図３Ｃに戻ると、電動歯ブラシにおける共振モータ５０のための弾性モータマウント７０の特定の実施形態が図示されている。モータマウント７０は、回転量又はシャフト軸に沿って、関連付けられたシャフト６０の最大移動量を制限するように構成されるという特徴を持つことによって、特に特徴付けられる。また、モータマウント７０は、モータ５０とフレーム４０又は筺体２０のいずれかの側面との間で圧縮構成をとるように配置される。

図３Ａに示される実施形態は、底面緩衝器７１、並びに、第１及び第２のマウントアーム７５，７６を持つ弾性モータマウント７０である。底面緩衝器７１は、シャフト近位端６１に対向する向きで間隔を空けて配置される軸止め表面７２を更に含む。底面緩衝器７１は、シャフト近位端６１の軸方向の移動量を制限するとともに、図３Ｂに示されるように、緩衝器７１に当たるシャフト端６１からのエネルギーを吸収するように機能する。

マウントアーム７５，７６は、モータ５０とフレーム４０の側面との間で圧縮構成で配置されている。マウントアーム７５，７６の各々は、モータ５０の近位端の一部を受けるような形状である、マウント７０とフレーム４０との間に配置された少なくとも１つの圧縮表面７７，７８を含む。

便宜的に、底面緩衝器７１は、中心軸及び縁部を持ち、中心軸は、一般的に、止め表面７２の中心に対して垂直且つ止め表面７２の中心を通るように位置合わせされる。図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、第１及び第２のマウントアーム７５，７６が、中心軸に沿った方向において、上記縁部の外側に配置されるとともに、上記縁部から離れて延在している。マウントアームは、第１及び第２のコギング止め表面７３，７４と、マウントつめ７９，８１と、を更に含む。追加的なマウントつめ８２が、底面緩衝器７１に含まれてもよい。モータマウント７０の少なくとも１つのマウントつめ７９，８１，８２は、マウント７０及びモータ５０がフレーム４０内で回転することを防止するため、フレーム４０内の対応するスロットに係合し得る。このことから分かるように、最終的な弾性モータマウント７０は、一般的に、Ｕ字状であり、ゴム又はプラスチックなどの弾性材料の一体部品である。

まず、軸方向止め表面７２が、図１に示されるように、シャフト近位端６１から距離「ｄ」を空けて離されて配置される。この配置は、過度の摩擦損失を伴うことなく、通常の歯ブラシ動作のための自由な回転及び軸方向の振動を可能とする。しかしながら、軸方向の衝撃又は過度の力の下、底面緩衝器７１及びシャフト近位端６１は接触し、軸方向におけるシャフト６０の更なる移動を妨害する。かかる移動は、歯ブラシの落下によって、又は、ブラシヘッドをシャフト遠位端６３に押し付ける際の過度の力によって、誘起され得る。後者の場合、上記の間隔を空けられた距離は、シャフトにブラシヘッドを受ける動作によって引き起こされる移動よりも小さくあるべきである。あるいは、上記の間隔を空けられた距離は、軸方向のポールのずれを防止するため、軸方向の磁気的安静位からのポール滑り距離よりも小さくあるべきである。あるいは、上記の間隔を空けられた距離は、モータ損傷を防止するため、シャフト６０上のポール素子とモータの背面ケース表面との間の距離よりも小さくあるべきである。

マウントつめ７９，８１，８２は、動作中、フレーム４０内で弾性モータマウント７０の回転を防止する。フレーム４０における対応するスロット、又は、筺体２０における対応するスロットは、係合が回転移動を防止するように、つめ７９，８１を受ける。図３の実施形態では、つめ７９，８１が、一般的に、マウントアーム７５，７６上の向かい合った圧縮表面７７，７８に配置されている。つめ８２は、底面緩衝器７１のベースに配置されている。

弾性モータマウント７０は、シャフト軸から半径方向の距離に配置されるコギング止め表面７３，７４を含む。コギング止め７３，７４は、シャフトの過度な回転を防止するため、過度な力がかかった状態のシャフト近位端６１に配置されたシャフト止めと相互作用する。シャフトの回転移動を制限することによって、コギング止め７３，７４は、シャフトポールが次の固定子磁気位置までスキップする永久コギング回転移動を防止する。

図３Ｃにおいて図３Ｂの断面として図示されるように、コギング止め７３，７４は、シャフト止め６２から角度付けられて配置されている。通常の共振動作の間、例えば、最大１１度の総移動量までは、止め７３，７４と止め６２との間に衝突は発生しない。しかしながら、上記止めは、例えば、機器のシャフトのねじれによって引き起こされる方向において、制限であるθ／２を超える更なる角度移動を防止する。

図４Ａは、本発明の一実施形態に従った多機能充電コイルボビン９０を図示している。ボビン９０は、この実施形態では、一般的に空洞の円筒形状であるボビン本体９１を含む。便宜的に、ボビン本体９１は、一般的に、筺体２０の長手方向軸と位置合わせされた中心軸を持つ。コイル巻線表面９２が、再充電可能なバッテリ８０の誘導充電を許容するのに十分な導線の巻線を受けるように構成された、ボビン９０の近位端に配置されている。特定のコイル巻線表面は、様々な直径及びタイプを許容するために、そのサイズが変化してもよい。図示を省略するが、巻線は、制御回路１００を介して、バッテリ８０と電気通信可能に配置され、この場合、充電制御回路の機能を実行する。ボビン本体９１は、柔軟な構成における構造的完全性を供給し、このため、ボビン本体９１は、耐久性のある、柔軟な材料で構成されるべきである。低コスト且つ一体的な材料が好ましく、当該材料は、モールドされ得るプラスチック、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）などの耐久性のある弾性材料であってもよい。

ボビン９０は、第１及び第２の筺体接続つめ９５，９６を更に含む。つめ９５，９６は、図４Ｂに示されるように、筺体２０の近位端の内部表面上の対応するスロット２２，２３としっかりと係合するように構成される。あるいは、図示を省略するが、本発明の範囲内にある限り、各要素におけるスロット及びつめは、交換されてもよい。

ボビン本体９１の遠位端から離れて、且つ、ボビン本体９１の中心軸を横切って、ブリッジばね９８が配置されている。ブリッジばね９８は、好ましくは、図示されるように、アーチ形状であるが、当該アーチの上部中心は、ボビン本体９１の上部から間隔を空けて配置されている。当該構成は、図１における寸法「Ｃ」によって例示される、アーチと本体との間の最大圧縮移動を可能にする。全体として、ブリッジばね９８は、フレーム４０及び筺体２０の遠位端から生じる軸方向の衝撃を吸収するようなサイズである。

ブリッジばね９８の各端部は、第１及び第２の筺体接続アーム９３，９４のそれぞれによって、本体９１に柔軟に接続されている。各筺体接続アーム９３，９４は、本体９１の側部に接続されてもよく、好ましくは、ブリッジばね９８とは実質的に反対側の本体端部近くに接続されてもよい。図４Ａに示されるように、各アーム９３，９４は、本体９１から間隔を空けて、一般的には、本体の中心軸に対して平行に配置され得る。この配置は、動作中、ブリッジばね９８の更なる柔軟性及び移動を可能にする。

また、つめ９５，９６は、好ましくは、図４Ａに示されるように、ブリッジばね９８の各端部において、各接続アーム９３，９４に接続される。筺体２０にボビン９０のアセンブリを容易にスライド可能に挿入することを促進するため、各接続つめ９５，９６は、中心軸に対して鋭角に折り重なるように、且つ、ボビン本体９１の近位端に向かって方向付けられて構成されている。

また、ボビン９０は、本体９１に配置された１又は複数のフレーム接続スロット９７を含む。フレーム接続スロット９７は、圧縮的な係合において、フレーム４０の対応するボビン接続つめ４６を受けるように構成されている。充電コイルボビン９０は、圧縮圧力及びフレームボビン接続つめ４６により、フレーム４０の近位端と弾性接触して収容されるように構成される。

図４Ｂは、多機能充電コイルボビン９０の他の態様を図示しており、どのようにコイルが筺体２０及びフレーム４０と実装可能に相互作用するのかを示している。図示のように、ボビン９０は、フレーム接続つめ９７の中へのフレームボビン接続つめ４６の係合により、フレーム４０に接続される。図示のように接続された場合、ブリッジばね９８は、フレーム４０と弾性圧縮接触されて配置される。スロット９７と対応するボビン接続つめ４６との間の接続は、ボビン本体９１及びフレーム４０から離れたスロット９７を押すブリッジばね９８からの弾性圧縮によって、維持される。

図４Ｃに示されるように、筺体２０は、近位端の内部表面上の対応するスロット２２，２３を更に含む。当該スロットは、ボビン９０が筺体２０の中に完全に挿入された場合に、つめ９５，９６としっかり噛み合うように配置される。

図４Ｃから分かるように、本体に対するブリッジばね９８及びつめ９５，９６の配置によって、ブリッジばね９８の圧縮歪みが、近位端及び外側方向において、即ち、筺体２０の内部表面に向かって、つめ９５，９６上に応力を誘起する。この結果は、装置において軸方向の衝撃が生じた場合、つめ９５，９６が、筺体の中により力強く押されるため、有用である。ボビン９０は、このため、筺体から外れにくくなる。

また、図１及び図４Ｂから分かるように、ブリッジばね９８の圧縮距離「Ｃ」は、フレーム４０、筺体２０、及び、シャフトシール３２の各形状によって幾らかの影響を受ける。ブリッジばね９８は、このため、これらのコンポーネント間及び内部の僅かなエラー許容範囲を緩和するように機能する。また、筺体２０内でフレーム４０のための「フロート」として機能することによって、ブリッジばね９８は、シャフト遠位端６３にブラシヘッドを挿入することによってモータシャフト６０に生じる押圧を緩和する。ブリッジばね９８は、図１に示されるように、最大限「Ｃ」に圧縮されるまで、これらの機能を果たすことができる。

図５に戻ると、電動歯ブラシの組み立て方法が記載されており、結合されたコンポーネントの利点に特に着目している。組み立ては、フレーム４０にサブコンポーネントを挿入及び取り付けるステップにより開始する。バッテリ８０が、ステップ２１０において挿入される。コイルボビン９０が、ステップ２２０において、フレーム４０の近位端に取り付けられ、各部品は、ブリッジばね９８により接触するように弾性的に維持される。制御回路１００が、フレーム４０上のプリント回路基板アセンブリ上に搭載され、その後、コイルボビン９０の巻線が、制御回路１００に電気的に接続される。また、バッテリ８０も制御回路１００に接続される。ステップ２４０において、フレーム４０の遠位端の中にモータ５０をマウントし、制御回路１００にモータを電気的に接続することによって、フレーム４０の組み立てが完了する。ステップ２５０において、シャフトシール３２が、フレーム４０の遠位端の上の、モータシャフト６０の周りに搭載される。フレーム組み立てステップの各々において、モータマウント７０及び緩衝器４４が、他の振動分離材料とともに、サブコンポーネントよりも前に、又は、サブコンポーネントとともに、搭載され得る。

両端が開口している筺体２０が、ステップ２６０において、供給され、フレーム４０の内部アセンブリ及びサブコンポーネントが、筺体２０の近位端の中に挿入される。フレーム４０は、挿入の際、筺体２０の内側のレール上をスライド可能である。充電コイルボビンの接続つめ又はスロットが、筺体の対応するスロット又はつめに嵌めこまれ、係合した場合に、挿入が完了する。ステップ２６０の完了の際、ボビンのブリッジばね９８は、筺体２０の遠位端に対してシャフトシール３２を付勢するために、筺体２０とフレーム４０の近位端との間に弾性接触を供給する。組み立ての際、弾性接触が、エラー許容範囲を緩和することが分かる。

端部キャップ１２０が、筺体２０の近位端に嵌めこまれた場合、組み立てが完了する。

この組み立て方法によって与えられる利点は、コストの低減を含む。当該方法は、組み立てラインとは別に各部品がバルクの状態で作られることができ、必要な場合にのみそれらが搭載されるため、コストを低減する。例えば、コイルボビン９０は、装置の組み立てとは別に、それよりも前に、巻線コイルを巻かれ、必要な場合にのみ組み立て場所に運ばれてもよい。

ここで説明された本発明の範囲は、様々な修正例についても含んでいる。モータマウント７０及びコイルボビン９０の形状に対する些細な変更が、当該形状が上述の機能及び利点を果たす限り、特に、本発明の範囲内である。

Claims (11)

1. 電動歯ブラシにおいて機械的衝撃を緩和するためのシステムであって、
   遠位端及び近位端が開口している細長い筺体と、
   前記筺体内にスライド可能に配置されたフレームであって、遠位端及び近位端を持つ前記フレームと、
   前記フレーム内に配置されたモータであって、前記フレーム及び前記筺体を通じて延在している遠位端と前記フレームの近位端に向かって延在している近位端とを持つフローティングシャフトを含む前記モータと、
   前記モータに隣接して前記フレーム内に配置された弾性モータマウントであって、前記フレームにおいて前記モータを保持するための圧縮表面、及び、前記フローティングシャフトの近位端から間隔を空けられた底面緩衝器を含む前記弾性モータマウントと、
   ２つの端部を持つブリッジばねを有する多機能充電コイルボビンであって、前記ブリッジばねは、前記充電コイルボビンを横断するとともに前記充電コイルボビンの近位端から間隔を空けて配置され、前記多機能充電コイルボビンは、前記筺体の近位端において、前記フレームの近位端と弾性接触するように配置された前記多機能充電コイルボビンと、
   を有し、
   前記多機能充電コイルボビンは、前記筺体の遠位端に対して前記フレームを圧縮的に付勢する構成において、前記筺体の近位端の内壁と係合し、
   前記ブリッジばねは、前記フレームの近位端と弾性接触するように配置される、システム。
2. 前記フローティングシャフトは、永久磁場により前記モータ内の軸安静位において吊り下げられている、請求項１記載のシステム。
3. 前記間隔の距離は、前記軸安静位からのポール滑り距離よりも小さい、請求項２記載のシステム。
4. 前記間隔の距離は、フローティングシャフトポール素子と前記モータのバックケーシング表面との間の距離よりも小さい、請求項２記載のシステム。
5. 前記筺体及び前記充電コイルボビンは、前記筺体の近位端の内部表面上のスロット又はツメ、並びに、前記ブリッジばねの各端部上に配置された対応するツメ又はスロットにより、固く係合されている、請求項１記載のシステム。
6. 前記ブリッジばねの各端部上のツメ又はスロットは、前記ブリッジばねの屈曲に応じて、前記筺体の内部表面に向かって変位するように構成されている、請求項５記載のシステム。
7. 前記対応するツメ又はスロットは、前記充電コイルボビンが前記筺体の近位端に挿入された場合に、前記筺体のスロット又はツメへのスライド可能な係合を可能にする折り重なり構造で構成されている、請求項５記載のシステム。
8. 前記ブリッジばねは、前記フローティングシャフトの遠位端から生じる軸方向の衝撃を吸収するような大きさである、請求項１記載のシステム。
9. 前記ブリッジばねは、最大圧縮寸法を持ち、前記最大圧縮寸法と、前記底面緩衝器と前記シャフトの近位端との間の間隔との合計が、ブラシヘッドを前記シャフトの遠位端に取り付けるために必要な圧縮距離よりも小さい、請求項８記載のシステム。
10. 前記底面緩衝器及び前記ブリッジばねは、協働して、前記フローティングシャフトの遠位端から生じる軸方向の衝撃を吸収するように構成されている、請求項１記載のシステム。
11. 前記モータと前記フレームの遠位端との間に圧縮されて配置される上面緩衝器と、
    前記フレームの遠位端と前記筺体の遠位端との間、及び、前記フローティングシャフトの遠位端の周囲に、圧縮されて配置されるシャフトシールと、
    を更に有する、請求項１記載のシステム。

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