JP6050116B2 - 機械システム - Google Patents

Description

本発明は、概して、電動歯ブラシのような機械系における連接（移動）アームのための低摩擦ジョイントに関する。

電動歯ブラシ及び他のパーソナルケア器具の駆動系において見られるような連接アームを含む機械系は、非連続的な回転動作を可能にするジョイントを有する。これらのジョイントにより、多くの場合、高摩擦損失や追加されたノイズが存在する。これらのジョイントの幾つかは、スライド式接合部分の代わりに枢動式又は回転式接合部分を与えることにより摩擦損失を削減するためにスリーブベアリング又はボールベアリングを用いる。

しかしながら、これらのベアリングであっても、典型的には、前記器具の動作の間に幾つかの摩擦損失及び無駄な運動を有する。これは、非効率な動作をもたらし、幾つかの場合においては、歯の効果的なクリーニングのような所望の結果を達成するために増大した電力要求をもたらす。

従って、移動パーツ間の接合部分を含む、パーソナルケア器具のための機械系は、駆動アセンブリと、パーソナルケア器具で使用するワークピースアセンブリを含む被駆動アセンブリと、前記駆動アセンブリを前記被駆動アセンブリに接続する機械的ジョイントであって、前記ジョイントの回転軸を介して前記ジョイントに対して前負荷力を与える前負荷アセンブリを含む、機械的ジョイントとを有する。

ここで述べられた低摩擦回転式接合部分を備えた、パーソナルケア器具、詳細には電動歯ブラシのための機械系の簡素化された斜視図である。 図１の一部の側面図である。 図２中の線３−３に沿って得られた断面図である。 並進式ワークピース動作との低摩擦接合部分を備えた器具のための機械系の側面図である。 代替の回転式機械系の実施形態の簡素化された側面図である。

図１〜３は、携帯型パーソナルケア器具の駆動系部分における本発明の機械的接合装置の一実施形態を示す。図１は、電動歯ブラシのための駆動系における機械的接合部分の斜視図である。しかしながら、機械的接合部分は、例えば、シェーバ又はひげトリマのような、他のヘルスケアデバイスにおいて用いられてもよいことが理解されるべきである。１０で概ね示された、図１の歯ブラシは、出力シャフト１４をもつ一般的なＤＣモータ１２を含み、これは、ワークピース１５の所望出力周波数を生成するために、３０００〜１８０００ｒｐｍの範囲で動作する。出力シャフト１４とともに回転するディスク１６が出力シャフト１４に取り付けられる。示された実施形態において、ディスク１６は、約１５ｍｍの直径で（これは変えられてもよい）、金属又はプラスチックから作られる。

ピン２０によりディスク１６に接続された枢動駆動部材１８が、ディスク１６に取り付けられる。枢動駆動部材１８は、部材１８の下端部２４付近でディスク１６に回転可能な状態で固定され、ディスク１６が回転するとピン２０の周りを自由に回転する。枢動駆動部材１８の先端部２６は、図２において最もはっきりと示されるように、ナイフエッジのように狭くなる。先端部２６は、枢動アーム４０の一端部３８の近傍で、ジョイント４１と呼ばれる、三角形スロット３２の頂点３０と接触する。

示された実施形態における枢動アーム４０は、約２５ｍｍの長さで６ｍｍの幅であり、プラスチック又は金属で作られる。枢動アーム４０の他端部４２付近には、他の三角形スロット４２があり、前記器具のハンドルのようなグラウンド４５に固定された枢動部材４４が他の三角形スロット４２に取り付けられる。枢動部材４４は、その端部においてナイフエッジ状の先端部４６まで狭くなり、これは、三角形スロット４２の頂点に適合する。

動作において、ディスク１６が回転すると、枢動駆動部材１８は、ピン２０の周りを回転し、これは、固定された枢動部材４４の周りの枢動アーム４０の一端部３８のアーチ状運動をもたらす。図１において最もはっきりと見られるように、これは、長手軸の周りのブラシアーム５０の角運動をもたらし、ブラシアーム５０は、一端で枢動アーム４０に接続され、枢動アーム４０の端部４３から外方に延在する。ブラシアーム５２の端部にあるブラシヘッド１５は、ブラシアーム５０の長手軸の周りを角度的に移動する。示された実施形態において、この角度的移動は、ニュートラル位置に対して±１５°の範囲内であるが、これは、特定のアプリケータを提供するために変えられてもよい。幾つかの場合において、±８°の角度が好ましい。

図１〜３の装置の顕著な特徴は、枢動駆動部材１８と枢動アーム４０との間に付与された前負荷力である。枢動駆動部材１８及び枢動アーム４０は、２つのスプリング５４，５６（図３）による約３Ｎの前負荷力と一緒に保持される。２つのスプリング５４，５６は、枢動駆動部材１８の軸に沿って、即ち枢動駆動部材１８と枢動アーム４０との間の回転中心（軸）を介して、取り付けられる。詳細には、スプリング５４，５６は、その下端部付近の枢動駆動部材に接続され、枢動駆動部材のナイフ先端２６と枢動アーム内のスロット３２の頂点との間の接触ポイントに隣接して枢動アームに接続される。この枢動点又は回転軸での前負荷力は、回転パーツに起因してトルクを与えるものではなく、２つの移動パーツが角度的な動作を介して移動するので、２つの移動パーツ間の低摩擦接合部分をもたらし、２つの移動パーツ間の非常に小さな遊びをもたらすか又は遊びをもたらさない。これは、エネルギの節約及びより効率的な駆動系をもたらし、更にノイズをあまり生成しない。図１は、２つのスプリング５４，５６を示しているが、回転軸を介して延在する単一のスプリングを用いることが可能である。

示された実施形態は枢動（ナイフエッジ）接触装置を対象としているが、２つの嵌合パーツが互いに回転する、ボールを用いた接触の回転タイプを概ね含む、他の接触の構成が用いられてもよいことが理解されるべきである。

図４は、ワークピースの並進動作をもたらす装置を含む、第２の実施形態を示している。また、この実施形態は、一般的なＤＣモータ（図示省略）により駆動される回転ディスク６０を含む。ピン６６により接続された枢動駆動部材６２の一端部は、ディスクに回転可能に取り付けられる。枢動駆動部材の他端部６８は、枢動アーム７４内のスロット７２の頂点に係合するナイフエッジ７０で終端し、枢動アーム７４は、概ね鉛直姿勢の周りを枢動するように設けられる。枢動アーム７４の下端部は、グラウンド、即ち器具のハンドルに取り付けられた枢動部材８２のスロット８０に適合する接触ナイフエッジ先端部７８である。枢動アーム７４の他の上端部には、ブラシヘッドのようなワークピース部材８６が取り付けられる。

動作において、モータ動作によるディスク６０の回転は、概ね並進運動をもたらすが、典型的には±８°の範囲内の角度による、枢動先端部７８の周りの枢動アーム７４の略アーチ状の運動ももたらす。図１〜３の実施形態と同様に、スプリング部材８８（明確さのために実際の接続から離れて移動するように示されている）は、枢動点８２を介して、駆動部材６２の固定端部を枢動アーム７４に接続する。スプリングは、枢動駆動部材６２の双方の側部に沿って、又は、一の側部だけに沿って、延在し得る。枢動アーム７４の上端の並進動作は、歯のような表面に対するワークピース（ブラシヘッド）８６の打撃型動作をもたらし、そのクリーニングをもたらす。

図５は、図１〜３の実施形態のバリエーションを示している。図５は、また、ＤＣモータ（図示省略）により駆動される回転ディスク９２、及び、枢動駆動部材９４を含む。枢動駆動部材９４の上端部近傍には、ナイフエッジ先端９８で終端する突起部９６がある。ナイフエッジ先端部９８は、枢動アーム１０４の一端部１０２に配置されたソケット１００の内側端部と枢動接触する。枢動アーム１０４の他端部１０６は、ソケット１０９を含み、ソケット１０９は、グラウンドに固定された枢動部材１１２から延在する突起部１０８に適合する。その端部にブラシヘッドのようなワークピース（図示省略）があるワークピースアームは、枢動アーム１０４の一端部１０２の近傍から（そのページの）外方に延在する。前負荷力は、一端部の枢動駆動部材９４から他端部の枢動部材１１２まで延在するスプリング１１０によりもたらされる。

ディスク９２の回転は、枢動アーム１０４の一端部１０２の上／下の僅かにアーチ状の動作をもたらし、それ故に、ワークピースアーム及びその自由端にあるワークピースのアーチ状の動作をもたらす。ブラシアームは、図４に関するページに延在する。この場合も同様に、枢動駆動部材と枢動アームとの間の接触、及び、枢動アームと枢動部材との間の接触は、枢動型接続であり、これらの接続は、回転型の接続であってもよく、又は、移動接続の他のタイプであってもよいことが理解されるべきである。

それ故、機械系の回転／枢動パーツのための接合部分が示され、これは、パーツ間の接合部分の回転軸を介して延在する前負荷力を含む。トルクをもたらさないこの前負荷力は、低摩擦、低損失及び低ノイズの接合部分をもたらし、これは、多くの機械系、詳細にはとりわけ電動歯ブラシ又はシェーバのような耐用年限までに多くの実際の使用をもたらすものにおいて有利である。

好ましい実施形態が例示の目的で開示されたが、種々の変更、修正及び置換が、特許請求の範囲により規定された本発明の精神から逸脱することなく、好ましい実施形態において行われてもよいことが理解されるべきである。

Claims (9)

1. パーソナルケア器具のための機械システムであって、前記機械システムは、
   枢動駆動部材を有する駆動アセンブリと、
   前記パーソナルケア器具の作用を出力する部品を持つ枢動アームを有する被駆動アセンブリと、
   前記枢動駆動部材を前記枢動アームに接続する機械的ジョイントであって、前記枢動駆動部材と前記枢動アームとの接続部分が前記機械的ジョイントを構成し、前記枢動駆動部材と前記枢動アームとの間に予荷重を供給する予荷重アセンブリを有する前記機械的ジョイントと、
   を有する、機械システム。
2. 前記駆動アセンブリは、モータ出力シャフトをもつＤＣモータと、前記モータ出力シャフトに接続された回転ディスクと、一端部で前記回転ディスクに接続されるとともに他端部で前記枢動アームに接続された前記枢動駆動部材とを含み、
   前記予荷重アセンブリは、前記一端部と前記枢動アームとの間に延在する、請求項１に記載の機械システム。
3. 前記機械的ジョイントは、前記他端部において、前記枢動アームにおける嵌合ソケットに係合するエッジを有する、請求項２に記載の機械システム。
4. 前記予荷重アセンブリは、少なくとも１つのスプリングを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の機械システム。
5. 前記枢動アームは、前記機械的ジョイントの前記他端部の近傍で前記嵌合ソケットを有する、請求項３に記載の機械システム。
6. 前記パーソナルケア器具は、電動歯ブラシであり、前記部品は、ブラシヘッドである、請求項１乃至５のいずれかに記載の機械システム。
7. 前記機械的ジョイントは、前記他端部においてナイフ又はウェッジ形状をもち、前記枢動アームにおける前記嵌合ソケットは、前記ナイフ又はウェッジ形状の前記他端部を受けるように構成される、請求項３に記載の機械システム。
8. 前記機械的ジョイントの前記他端部は、錐体形状であり、前記枢動アームにおける前記嵌合ソケットは、前記錐体形状の前記他端部を受けるように構成される、請求項３に記載の機械システム。
9. 前記機械的ジョイントの前記他端部は、ボール形状であり、前記枢動アームにおける前記嵌合ソケットは、前記ボール形状の前記他端部を受けるように構成される、請求項３に記載の機械システム。

Images