JPH04231010A - 電動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動歯ブラシに係り、
特に、手で保持できる駆動ユニットに対して、ブラシ及
び使用者に選択された場合にはブラシを保持するブラシ
ヘッドが動く電動歯ブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】電動歯ブラシが提案されて
、特に長寿命の再充電可能なバッテリーと小型の電気モ
ーターが入手できるようになってから何年もの間市販さ
れている。一般的な形態の電動歯ブラシは、手で保持で
きる駆動ユニットと、モーター駆動のトランスミッショ
ンによって駆動ユニットに関する軸の回りで旋回するブ
ラシユニットとから構成され、それによって、ブラシで
歯を上下方向に磨けるように、ブラシが１つのユニット
として左右に旋回する。他のよく知られた形態では、ブ
ラシユニットは、ブラシが歯を横切ってほぼ左右へ動く
ように、駆動ユニットによって軸方向に往復運動する。 現在では、使用者がブラシヘッドの左右への旋回動作と
軸方向への往復動作を切り替えることのできる電動歯ブ
ラシが市販されている。その他にも、単一の比較的大き
な毛のふさが、歯を清掃する際に歯科衛生技師が使う歯
科医用のドリルの頭部に用いられるクリーニングブラシ
と同じように、毛に平行な軸心の回りで一定方向に回転
する電動歯ブラシが市販されている。

【０００３】米国特許第４，１５６，６２０号（クレメ
ンス、１９７９年５月２９日）において図面を用いて説
明された電動歯ブラシは、毛のふさを数本保持するブラ
シヘッドを有しており、各ふさが、ピニオンギヤを有す
る小さなスピンドルに、その長手方向の軸の回りで回転
するように装着されている。毛のふさは、ブラシヘッド
の長手方向の軸の両側に１列ずつ２列に配列され、各列
のスピンドルのギヤが噛合してギヤ列を構成している。 各列のスピンドルは、１つおきに残りのスピンドルに対
して横にオフセットしている。手で保持できる駆動ユニ
ット内のモーターは、ギヤトランスミッションを通じて
クランクアームを駆動する。クランクアームは、ブラシ
ヘッド内を通って延びる軸方向へ移動可能な駆動軸と連
結されており、駆動軸は、各列において毛が取り付けら
れたスピンドルの１つおきのピニオンギヤと噛合するラ
ックギヤをその端部に有している。駆動軸が往復運動す
ると、毛のふさはそれに駆動されてまず１方向へ回転し
、次に反対方向へ回転する。その他の毛のふさは、各列
でのギヤの相互の噛み合いのために、駆動されているも
のとは逆の方向へ回転する。クレメンス氏の特許で説明
され示されたタイプの電動歯ブラシは、広く販売されて
いる。

【０００４】ブラシユニット全体が駆動ユニットに対し
て回転方向か軸方向のいずれかへ往復運動するタイプの
これまでに知られた電動歯ブラシは、幾つかの欠点を有
している。横方向と縦方向に配列された毛のふさは、そ
れぞれの軌道の間にギャップを持ったまま、歯の上を上
下もしくは横へ真っすぐな軌道に沿って動く。したがっ
て使用する人は、歯を完全に磨くためにはふさの列の間
のギャップによって歯に磨かれない部分が残らないよう
にこの歯ブラシを歯の上のあらゆる部分で動かせる必要
がある。ブラシの移動の反力が駆動ユニットに伝わり、
さらにブラシユニットから使用する人の手へ伝達される
が、中には手に振動を感じるのを好まない人がいる。同
様に、ブラシヘッドの裏側が唇や口中の組織と接触して
これらを振動させることに不快感を感じる人もいる。軸
方向へ往復運動するタイプのブラシは専ら歯を横切る方
向へ動くので、毛が歯の間の隙間を通り過ぎやすくなる
。歯茎をマッサージすることは歯の健康状態をよくする
ために重要であるが、ただ単に直線的に動かすだけでは
、血液の循環と組織の活性化のための刺激として十分な
マッサージ効果を得ることはできない。

【０００５】歯を磨くことに関しては、ふさが個々に回
転するクレメンスの特許のタイプの歯ブラシは、極めて
優れた働きをする。なぜなら個々のふさがそれらの軸に
対して横へごく僅かに動くからである。しかし、歯茎に
対するマッサージ効果は限られている。回転する毛のふ
さを一つだけ有する歯ブラシでは、使用する人が歯を十
分にカバーするようにかなりの注意を払う必要があり、
また、歯茎に対する十分なマッサージ効果は得にくい。

【０００６】本発明の目的の一つは、歯を十分に磨ける
だけでなく、歯茎を独自の非常に効果的な方法でマッサ
ージできる電動歯ブラシを提供することである。また、
別の目的は、ブラシユニットから駆動ユニットに伝えら
れる反力による駆動ユニットの振動を低減させることで
ある。さらに別の目的は、使用する人が好みに応じて選
択できるようにブラシを２つのモードで動作させること
である。この場合、使用者はまず一方のモードで歯を磨
き、次に他方のモードでもう一度歯を磨くのが効果的で
ある。一方のモードでは、ブラシヘッドの背面は駆動中
でも動かず、そのため、唇と口中組織の振動が防がれる
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る歯ブラシは
、上述したクレメンスの特許のような従来から知られた
電動歯ブラシと同様に、モーターとそのモーターに駆動
されるトランスミッションを有しており、モーターとト
ランスミッションは手で保持できるケーシング内に収納
されている。そして、一端が駆動ユニットに連結される
べく構成された細長いブラシヘッドと、ブラシヘッドの
他端の近くに移動可能に装着された多数のブラシホルダ
ーを有するブラシユニットを備え、各ブラシホルダーに
毛が固定されている。ブラシヘッドに対する動きをブラ
シホルダーに伝達するために、トランスミッションとブ
ラシホルダーとが駆動軸で連結されている。

【０００８】本発明では、トランスミッションが、ブラ
シヘッドの軸心と実質的に一致する軸心の回りで回転可
能な出力駆動ギヤを備え、駆動軸が、その出力駆動ギヤ
に連結されて回転駆動され、ブラシホルダーが、駆動軸
の軸心に対して平行で分離した共通の軸心の回りで回転
するようにブラシヘッドに個々に旋回可能に装着され、
各ブラシホルダーが、振動する旋回動作を装着軸心の回
りで各ホルダーに別々に伝達すべく、クランクピンによ
って駆動軸に連結されたことを特徴としている。

【０００９】本発明の好適な実施態様では、各ブラシホ
ルダーは装着穴を有し、装着ピンがブラシホルダーの該
穴に通されてブラシヘッドに固定されている。駆動軸に
連結されたクランク軸が、各ブラシホルダー用のクラン
クピンと、装着軸心から分離した各ブラシホルダーに設
けられて対応するクランクピンを受け入れるクランクピ
ン従動部とを有している。ブラシホルダーの数個用のク
ランクピンは、その他のブラシホルダー用のクランクピ
ンに対して周方向に分離して配置されている。例えば、
クランク軸上で軸方向に隣り合うクランクピンを、隣り
合うブラシホルダーの振動の位相が１８０゜ずれるよう
に、周方向に１８０゜分離して配置してもよい。クラン
ク軸上の隣り合う対のクランクピンが、ブラシホルダー
をクランク軸上で軸方向に密接した位置に維持するよう
に、隣り合うブラシホルダーの表面と係合する肩部を有
するクランクアームによって連結され、クランクアーム
と係合するブラシホルダーの表面がブラシホルダーにお
ける対抗する壁面の凹部であることが好ましい。各ブラ
シホルダーのクランクピン従動部は、ホルダーにおいて
毛が突出する端面と反対側の端面に形成されたノッチ開
口であることが有効であり、それによってブラシユニッ
トの組み立てが容易になる。

【００１０】ブラシヘッドは、側壁内に開口を形成する
キャビティーをその端部に有している。ブラシホルダー
は、キャビティー内に密接した関係で並べて収納された
同一の平板状部材であり、各ブラシホルダーが、数本の
毛のふさからなる列をキャビティーから外方へ向かうよ
うに端面に沿って保持している。装着ピンは、キャビテ
ィー開口をブラシヘッドの長手方向に横切って延在して
ブラシヘッドに固定されている。クランク軸は、キャビ
ティー内で装着ピンに関してキャビティー開口と反対側
でブラシヘッドの長手方向に延在している。毛のふさが
伸びるブラシホルダーの端面が、キャビティー開口のエ
ッジを境界とする仮想面にほぼ一致している。

【００１１】さらに好適な実施例では、多くのブラシユ
ニットを交換して駆動ユニットを使用できるように、ブ
ラシユニットが駆動ユニットに分離可能に連結される。 クランク軸は、駆動軸と軸方向及び回転方向に連結され
ているが、この駆動軸とは分離可能である。駆動ユニッ
トは、ケーシングから突出する部分を有するブラシヘッ
ド延長部を有し、ブラシヘッドのソケット部分が突出部
の端部に入れ子式にはめ込まれている。

【００１２】選択的ではあるが、さらに好ましい本発明
の特徴は以下のようなものである。すなわち、トランス
ミッションが、駆動軸の長手方向へ前後に移動可能な出
力部材を有し、ブラシヘッドが、駆動ユニットに対する
ブラシホルダーの左右への振動と同時に、駆動ユニット
に対して長手方向へ往復駆動されるように出力部材に連
結されている。出力部材は、駆動軸の軸心に平行に往復
直線動作するように駆動ユニットのケーシングに支持さ
れた部材であり、駆動軸の軸心に直角に配置された平行
に分離したカムフォロアー面を有している。そして、ト
ランスミッションが、駆動軸の軸心に直角でカムフォロ
アー面に平行な軸心の回りで回転可能であるとともにそ
の回転軸に対して偏心して配置されてカムフォロアー面
と係合するカム面を有するカムを備えている。特に、出
力部材は、駆動ユニットのケーシングから突出する部分
を有するブラシヘッド延長部であることが好ましく、ブ
ラシユニットがブラシヘッド延長部に分離可能に連結さ
れることが好ましい。ケーシングは、ブラシヘッド延長
部を往復動作のために摺動可能に支持するガイドフラン
ジによって区画された開口を有するエンドキャップを備
えている。駆動軸は、出力駆動ギヤとともに回転し且つ
その出力駆動ギヤに対してブラシヘッド延長部とととも
に軸方向へ動作するようにトランスミッションの出力駆
動ギヤに連結されている。ブラシユニットのクランク軸
が、駆動軸に分離可能に連結されている。

【００１３】さらに選択的であるが、カムが、その回転
軸に対して偏心した円筒状の外面を有するインナー部と
、このインナー部の外面の周囲に一定の範囲で回転可能
に装着されたアウター部とからなり、カム面が、インナ
ー部の外面に偏心してアウター部上に設けられることが
好ましい。カムが一方向に回転駆動されたときには、出
力部材のストロークは、カムが反対方向に駆動されたと
きのストロークと異なる。モーターとバッテリーが、モ
ーターの駆動方向を逆転操作可能なスイッチを通じて電
気的に接続されている。

【００１４】ブラシヘッド延長部を駆動するカムはクラ
ウンギヤの一部であり、出力駆動ギヤとクラウンギヤが
一個のピニオンギヤで駆動される。モーターはその軸に
固定されるモーターギヤを有しており、ピニオンギヤは
減速ギヤ列を介してモーターギヤに連結される。例えば
、減速ギヤ列は、回転可能な遊星ギヤキャリアの軸に保
持されてモーターギヤ及び静止したリングギヤと噛合す
る遊星ギヤを有している。ピニオンギヤは、遊星ギヤキ
ャリアに固定されている。

【００１５】

【作用・効果】本発明に係る電動歯ブラシは、横に振動
する毛のふさが歯の上をほぼ鉛直方向へ移動するように
、ブラシヘッドを、ほぼ歯を横切る方向に合わせた状態
で手に持って使用される。毛のふさが横に振動しながら
ブラシヘッドが長手方向に往復動作する複合動作モード
で使用された場合、歯の前後面が、毛の横と縦への複合
動作によって極めて効果的に磨かれる。横方向への振動
数は、長手方向への往復の振動数の少なくとも約２倍に
設定するのが好ましく、そうすることによって、毛のふ
さは数字の「８」を横にしたようなパターンで動く。 また、隣り合うブラシホルダーは位相が１８０゜ずれた
状態で振動するのが好ましく、その結果、隣り合うホル
ダーのふさが数字の「８」のパターンを描く方向が逆と
なる。数字の「８」パターンの位相がずれていることに
より毛が口中組織に対して小刻みに多方向に作用し、歯
茎のマッサージに関する良好な効果が得られる。

【００１６】ブラシヘッドの長手方向への動作により歯
を横方向へ広い範囲で磨けるようになり、毛のふさの横
への動きによる鉛直方向への作用で残渣と歯垢とが取り
除かれる。そして、歯茎の端に対して直角に作用する、
ふさの動きの鉛直方向への成分により、歯茎の端の部分
のリーニング効果が特に良好となる。歯茎の端の部分の
クリーニングが、毛のふさの横への位相のずれた振動に
より強められていることは明らかであり、一つおきのホ
ルダーのふさが歯茎を押し上げ、それによって歯が歯茎
線のところで露出する一方、残りのホルダーのふさが下
降して残渣と歯垢を除去する。歯茎の端の部分のマッサ
ージ効果は、歯茎の端に向かう毛の動きとそこから遠ざ
かる毛の動きとが同時に生じた上で、毛が歯茎の端に沿
って滑ることによるふさの動きの歯に対する横方向への
成分で高められる。このように隣合うふさが同時にあら
ゆる方向において位相の異なる方向、つまり反対の方向
へ動くことにより複雑な多方向への動きが得られ、その
結果、歯茎の組織が色々な方向へ押されたり引っ張られ
たりして血液の循環が促進される。

【００１７】複合動作モードで歯を磨くのに続き、歯ブ
ラシを単一動作モード（ふさの横方向への動きのみ）に
設定してもう一度歯を磨くことが好ましい。そうすれば
、ふさが垂直方向へのみ動いて歯の間に入りやすくなる
ので、歯の間の隙間をよく磨くことができる。

【００１８】本発明に係る電動歯ブラシがブラシユニッ
トを長手方向へ往復動作させずに使用されるときは、ブ
ラシヘッドが駆動ユニットによって動かないため、ブラ
シヘッドが唇や口の中の組織と接触してもそれらが振動
することはない。ブラシホルダーの動きの位相が１８０
゜ずれていることで、歯に対する毛のふさの横方向への
動きによる反力がつり合って、駆動ユニットに伝達され
る反力がなくなり、したがって、駆動ユニットに振動が
生じない。

【００１９】

【実施例】本発明のより良い理解のため、本発明の好ま
しい実施例について添付図面を用いて説明する。駆動ユ
ニット３０（図１から図３及び図２１）は、２個の充電
式バッテリー３４，３６から電力が供給されるとともに
モーター軸４２に固定されたモーターギヤ４０を通じて
トランスミッション３８を駆動する小型直流モーター３
２を有している。バッテリー、モーター及びトランスミ
ッションはケーシング４４内に収納されており、このケ
ーシングは、底側の端部に一体の端壁４６を有し、反対
側の端部には、シールリング５１によってケーシングを
密封するキャップ５０を入れるための開口４８を有して
いる。

【００２０】バッテリー３４，３６は、ほぼ筒状のバッ
テリーホルダー５２の中に収納されている。このホルダ
ー５２の端壁５４には、バッテリーホルダーをケーシン
グに固定するために、ケーシング４４の端壁４６を通じ
て入れられたネジ５８を受ける２個のネジ穴付きボス５
６が形成されている。２個の電気接点ピン６０がバッテ
リーホルダーのボス６２にはめ込まれ、ケーシングの端
壁４６を貫通して突出している。この接点ピンは、駆動
ユニット用の充電器／保持器（不図示）のソケットに差
し込まれる。駆動ユニットは使用されない時には充電器
／保持器内で真っすぐに保管され、そのように保管され
るうちにバッテリーが充電される。バッテリー３４のプ
ラスの端子は、ピン６０の一方を受け入れる穴を有する
リード６３（折り曲げられた金属バンド、図２）にハン
ダ付されている。また、別の金属バンドのリード６４が
、バッテリー３６のマイナスの端子をもう一方のピン６
０に接続している。バッテリー３４，３６は、もちろん
、端と端との接触により電気的に直列に接続されている
。バッテリー３６のマイナス端子の部分で、モーター３
２のすぐ近くにダイオード２３４（図２２参照）が配置
されており、このダイオードは、電気回路内ではバッテ
リー３６のマイナス端子と充電器／保持器用のマイナス
の接点ピン６０との間に介在している。接点ピン６０と
ネジ５８は、水がケーシング内に入らないように、シー
ルリング６８と７０によってケーシングの端壁４６をそ
れぞれ密封している。

【００２１】モーター３２は鳥かご状のモーターホルダ
ー７２に収納されており、このモーターホルダーは、軸
端を横切る端壁部７４と、モーターから離れる方向へ壁
部７４から延びる環状のフランジ部７６と、モーターケ
ースの側壁における対向するフラット部に沿って長手方
向へ延びる縦長のストリップ（不図示）とを有している
。クロスピース７８が、このクロスピース７８の穴に入
れられたストリップの突出部を熱でかしめるなどの方法
によって、ストリップの端部に接合されている。クロス
ピースのフランジ８０がバッテリー３６の端部と係合し
、それによってバッテリーとモーターとの間のスペーサ
ーとしての機能が得られてる。モーターホルダー７２は
、フランジ部７６からモーター３２の側面に沿って延び
るとともにバッテリーホルダー５２の穴８４にパチッと
はまる、周方向に分離した３つのフック部８２によりバ
ッテリーホルダー５２に連結される。モーターの回転方
向への位置決めと固定は、モーターのケーシングが有す
るネジ穴内へ延びるボス８６によって確実に行われる。 モーター及びトランスミッションの振動と騒音をケーシ
ングに伝達しないように、３つのゴム製フォームパッド
（不図示）が、モーターホルダー７２のフランジ部７６
とケーシング４４の壁の間に、周方向へほぼ等しい間隔
を離して入れられている。

【００２２】３つの遊星ギヤ８８（図１及び図２１では
１つだけが示されており、必要なのは１つだけである）
が、それぞれ、モーターホルダーのフランジ部７６の末
端部と、２つの部分からなるギヤハウジング９４の肩部
９３との間に回転方向へ摺動可能な状態で保持された遊
星ギヤキャリア９２の対応するシャフト９０に保持され
て、周方向に離して配置されている。遊星ギヤ８８は、
モーターギヤ４０が太陽ギヤで、リングギヤ９６がモー
ターケーシングのフランジ部７６の内面に形成されてな
る遊星ギヤ列の構成要素である。太陽ギヤ（モーターギ
ヤ４０）は遊星ギヤ８８を駆動し、遊星ギヤは固定され
たリングギヤ９６に対して作用することによって太陽ギ
ヤの回りを公転して、遊星ギヤキャリア９２に、モータ
ー軸の回転速度よりも十分に遅い速度（ｒｐｍ）の回転
を伝達する。

【００２３】キャリア９２のピニオンギヤ部９８は、駆
動軸のカップリング１０２に固定された駆動ギヤ１００
と噛合してこれを駆動する。駆動軸のカップリング１０
２はギヤハウジング９４の下部１０６のスリーブ１０４
に回転可能に挿入され、このスリーブ内において、一端
がギヤ１００の面により、他端がフランジ部１０８によ
り軸方向に固定されている。駆動軸のカップリング１０
２に形成された正方形もしくはその他の非円形断面形状
の軸穴１１０に、対応する形状の駆動軸１１４の端部１
１２が摺動可能に挿入されている。

【００２４】シャフト１１６が、その軸心がモーター軸
及びギヤ９８の軸心と直角に交わるように、ギヤハウジ
ング９４の上側部分１２０の上部ソケット１１８とギヤ
ハウジングの下側部分１０６の下部ソケット１２１とに
回転可能に保持されている。シャフト１１６に圧入され
たクラウンギヤ１２２は、ギヤハウジング９４の壁部１
２４と１２６の間にシャフト１１６の軸方向へ止められ
ており、それによって遊星ギヤキャリアのピニオンギヤ
９８と噛合した状態に保たれている。クラウンギヤに一
体的に形成された偏心胴のカムボス１２８に、偏心胴の
カムインサート１３０がはめられている。カムインサー
ト１３０とクラウンギヤ１２２は、互いに係合してカム
インサートの回転をカムボスに対して１８０゜に制限す
る係合部１３２と１３４を有している。クラウンギヤが
ピニオンギヤ９８によって一方向へ駆動されると、カム
インサートのカム表面がクラウンギヤのシャフト１１６
に対して偏心し（図２及び図２０参照）、他の方向へ駆
動されるとインサートのカム面はシャフト１１６と同心
になる（図１９）。

【００２５】カムインサート１３０は、ケーシングのキ
ャップ５０のガイドフランジ部１４２内で駆動軸１１４
の軸方向に沿って移動可能に保持されたブラシヘッド延
長部１４０におけるカム溝１３８の、横方向へ延びる平
行な壁１３６に対して作用し、カム溝の上下動作を制限
するギヤハウジングの下部１０６と延長部の摺動部によ
って、さらにそのガイドのサポートが補助される。カム
インサート１２８がクラウンギヤ１２２に対してその偏
心位置にある場合、すなわち、モーター３２が遊星ギヤ
列とギヤ９８とクラウンギヤとによって構成されたギヤ
列を一方向へ駆動する場合には、ブラシヘッド延長部は
ケーシングに対して軸方向へ往復動作する。カムインサ
ート１２８のカム面をクラウンギヤ１２２に同心となる
位置に停止させるようにギヤ列を反対方向に駆動すると
、ブラシヘッドの延長部１４０は駆動ユニット３０に対
して静止した位置に止まる。

【００２６】駆動軸１１４は、ブラシヘッド延長部１４
０内を長手方向に貫通する穴１４４に回転可能に挿入さ
れ、延長部の所定位置の穴に熱でかしめられて駆動軸の
フランジ１４８と係合するリテーナーブッシュ１４６に
よって、延長部に対して軸方向に固定されている。駆動
軸１１４と延長部１４０との間の環状部分をＯリング１
５０が密封している。蛇腹状の柔軟なシール材１５２の
一端が、フランジ１５４によって延長部１４０に、他端
が分割式バンドクランプ１５６によってガイドフランジ
１４２に取り付けられている。

【００２７】図４に示されたブラシユニット１６０は、
駆動ユニット３０のブラシヘッド延長部１４０に着脱可
能に取り付けられ、１個の駆動ユニットで家族の各人用
のブラシヘッドを交換して使用できるようになっている
。ブラシヘッド１６２は、ソケット部１６４により、そ
の一端が延長部の外側の端部に入れ子式にぴったりとは
め込まれる。クランク軸１６６がブラシヘッドの軸方向
の穴１６８内に挿入されおり、駆動ユニットの駆動軸１
１４の外側の端部に、二股のカップリング部１７０（図
１２から図１４参照）によって連結されている。耐久性
を考慮して金属で形成された駆動軸は、クランク軸のカ
ップリング部１７０のリブ１７４を受け入れる溝１７２
を有している（図１参照）。駆動軸の先端は、径方向に
対向する位置にフラット面を有し、且つ対応する断面形
状（図１２参照）のクランク軸のソケット部１７６に差
し込まれて、駆動軸とクランク軸が相互に回転方向に固
定されている。

【００２８】この実施例では６個であるが、数個の同一
のブラシホルダー１７８（図１５〜図１８）がブラシヘ
ッドのヘッド端部のキャビティー１８０に収納されてい
る。各ホルダー１７８は、外側を向くエッジに毛のふさ
１８１を入れるための穴１７９を有する薄い板状の部材
である。各ホルダーを貫通して横切る穴１８２に取付ピ
ン１８４が回転可能に差し込まれ（図４参照）、その一
端はブラシヘッドのキャビティー１８０の一端で穴１８
６に保持され、他端はキャビティーの他端の小さな２つ
のボス１９０によって形成されたノッチ１８８に落とし
込まれている。ピンのリテーナーキャップ１９２が、ヘ
ッドの開口１９４に差し込まれるキャップのフックによ
って、ブラシヘッドに止められる。また、キャップのフ
ックの一方はピン１８４を軸方向に固定する。ピン１８
４により、クランク軸１６６の軸と平行に分離した位置
にブラシホルダーの旋回中心が設けられる。

【００２９】クランク軸１６６は、互いに平行でしかも
クランク軸１６６の軸心と装着ピン１８４の軸心によっ
て定められる面にも平行な側壁を有するノッチとして形
成されたホルダーの従動部に対応して差し込まれるクラ
ンクピン１９６を、各ブラシホルダー１７８用に有して
いる。各ピン１９６は、当然にクランク軸の軸心に対し
て偏心しており、クランクアーム１９９と連結されてい
る（図１０及び図１１参照）。クランクピンは、必ずし
も必要ではないが、１個おきにシャフトの軸心から片側
へずれたところで心合わせされ、残りのクランクピンが
シャフトの軸心に対して反対側へずれたところで心合わ
せされることが好ましい。クランク軸を回転させると、
隣り合ったブラシホルダーは、クランクピンをこのよう
に配列したことによって、左右へ反対方向に、すなわち
位相が１８０゜ずれた状態で旋回中心（ピン１８４）を
支点として旋回する。クランクピンに連接したクランク
アーム１９９の面は凹部２００の面と係合し、クランク
ピンを適切な軌道で動かし、ブラシホルダーを軸方向に
傾斜しないようにするために、ブラシホルダー１７８を
キャビティー内で密接した位置に保持する。クランク軸
の端部に形成された丸ボス２０２が、クランク軸をベア
リングとしてその回転軸上で横方向へ支えるためにブラ
シヘッド１６２のキャビティー１８０の端壁に形成され
た穴２０４に挿入されている。

【００３０】モーター３２は、キャップ５０に取り付け
られたスイッチアセンブリ２１０（図１及び図２１）に
より、起動と停止およびその回転方向が制御される。後
に図２２を用いて説明するように、電線によってモータ
ーとバッテリーに接続された接点を有するプリント回路
基板２１２が、キャップ５０の内面でホルダー２１４上
に装着されている。回路基板２１２上の接点を橋渡しす
るスプリング接点２１８を有するスライダー２１６がホ
ルダーによって摺動可能に支持されている。操作ノブ２
２０がリテーナーリング２２２によってキャップ５０の
外面に回転可能に装着され、キャップ５０の円形穴に回
転可能に装着されたカップリングディスク２２４に連結
されている。そして、ノブの回転に応じてディスクが回
転するように、間にシールリング２２５を介在させた状
態でノブ２２０の裏面のスロットにディスク２２４の偏
心ピンが挿入されている。ディスク２２４の他の面（内
面）に設けられたもう一つの偏心ピンはスライダーの横
方向へ延びるガイドウェイを移動し、その結果、３つの
うちから選択された一つの位置へ接点を移動させるよう
にスライダーをプリント回路基板２１２に沿って平行移
動させることができる。スライダーとホルダーの間で各
スイッチ位置を保つために爪手段が作用する。キャップ
５０のストップボスがノブ２２０の内面のリブと係合し
て、ノブの回転が、プリント回路基板に対するスライダ
ーの両端の二位置に設定するのに必要な角度に制限され
る。

【００３１】プリント回路基板２１２と駆動ユニット３
０の電気回路線図が図２２に示されている。直列に接続
された対のバッテリー３４，３６のプラスの端子は、電
線２３０によって回路基板の第１導体２３２に接続され
、且つリード６３によって充電器の接点ピン６０の一方
に接続されている。バッテリーのマイナス端子は、駆動
ユニットが不適当な充電器に差し込まれたり、間違った
向きで差し込まれるのを防止するように形成されている
のに反して充電器／保持器に無理やり逆向きに差し込ま
れたりした場合に電流がバッテリーに逆方向へ流れるの
を防止するダイオード２３４を通じて、リード６４によ
って充電器の電極ピン６０に接続されている。また、バ
ッテリーのマイナス端子は、電線２３６によって、回路
基板の第２の導体２３８に接続されている。モーター３
２の端子は、電線２４０及び２４２によって、回路基板
の各導体２４４及び２４６に接続されている。図におい
て、円２４８及び２５０はスライダー２１６上のスプリ
ング接点２１８の二位置のうちの一方の接触ポイントを
表しており、円２５２及び２５４はスライダーの他方の
スプリング接点における二箇所の接触ポイントを表して
いる。

【００３２】スプリング接点の接触ポイントは図２２で
はスイッチアセンブリ２１０のオフ位置、つまり接触ポ
イント２５０と２５４が回路基板２１２の非導通領域と
接触した状態を示しており、したがって電流はモーター
に流れない。ノブ２２０の反時計方向の回転（図２２に
関して）により、スライダーが左へ移動して接触ポイン
ト２５０と２５４がそれぞれ回路基板の導体２４６と２
４４の上に位置する。それによって、両バッテリー端子
の間で、バッテリーのプラス端子、電線２３０、導体２
３２、スプリング接点ポイント２４８及び２５０、導体
２４６、電線２４２、モーター３２、電線２４０、導体
２４４、スプリング接点ポイント２５４及び２５２、導
体２３８、電線２３６及びバッテリーのマイナス端子か
らなる回路が閉成される。図２２に示されたスイッチの
「オフ」位置からスイッチノブを時計方向に回転させる
ことにより、スライダー２１６が右へ移動して、両バッ
テリー端子の間で、バッテリーのプラス端子、電線２３
０、導体２３２、スプリング接点ポイント２４８及び２
５０、導体２４４、電線２４０、モーター３２、電線２
４２、導体２４６、接触ポイント２５４及び２５２、導
体２３８、電線２３６及びバッテリーのマイナス端子か
らなる回路が閉成される。スライダーが左側の位置にあ
るときには、モーター３６を流れる電流は、スライダー
が右側の位置にある時の電流と逆方向である。

【００３３】クラウンギヤ１２２が一方向へ回転したと
きに、カムインサート１３０のカム面がクラウンギヤの
軸心と同心になってブラシヘッド延長部１４０が静止し
た状態に止まるのに対して、クラウンギヤが他の方向に
駆動されたときには、カムインサート１３０のカム面が
クラウンギヤの軸心に対して偏心してブラシヘッド延長
部が長手方向へ往復駆動されることが思い起こされるで
あろう。使用者は、スイッチ２１０の２つの「オン」位
置のうちの一つを選択することによって、毛が歯を横切
って左右へ動くようにブラシユニットを駆動ユニットに
対して長手方向に往復動作させるモードか、ブラシユニ
ットを駆動ユニットに対して静止した状態に止まらせる
モードのいずれかで、この歯ブラシを操作することがで
きる。しかし、これらの両方のモードにおいて、各ブラ
シホルダーに保持された毛は、１つおきのものが、残り
のものと１８０゜位相のずれた反対方向へ旋回動作する
。

【００３４】必須条件ではないが、毛を横に旋回させる
ためのギヤ列とブラシユニットを長手方向へ移動させる
ためのギヤ列は、ブラシユニットの縦振動の振動数がブ
ラシホルダーの横回転の振動数よりも小さくなるように
設計されることが好ましく、例えば横振動数に対する縦
振動数の比率を２分の１もしくはそれよりも小さくする
のが望ましい。上述したように、このような関係により
毛のふさを数字の「８」を横にしたようなパターンで歯
の上を動かせることができ、それによって、毛を小刻み
にあらゆる方向へ動かせるような、非常に効果的な方法
で歯を効果的に磨くとともに歯茎をマッサージできる。 ブラシの動きに好ましい振動数は、ホルダーの横方向へ
の動きが１分間に１０００サイクル程度のオーダーで、
ブラシヘッドの長手方向への動きが１分間に５００サイ
クル程度のオーダーである。ブラシヘッドの縦方向のス
トロークの距離は約５．０〜６．０ｍｍであるのが好ま
しく、毛のふさの横への振幅は約３．０〜４．０ｍｍで
あるのが好ましい。

【００３５】分離したブラシホルダーを設けることによ
って、必要であれば、堅さや材質の異なる毛を設けやす
くなる。各種類のブラシホルダーの毛は、異なる毛を処
理するふさの植え付け着装置で付けることができる。例
えば、最も端部側の２つのホルダーに他の４つのホルダ
ー用に使用したものとは異なる装置で毛を装着し、その
端部側の２つのホルダーに残りの４つよりも堅い毛を入
れてもよい。（または、同一の装置で異なる毛を別々に
処理してもよい。）

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例の駆動ユニットを側面から見た断面
図である。

【図２】　　ケーシングを破断した状態での駆動ユニッ
トの正面図である。

【図３】　　駆動ユニットの平面図である。

【図４】　　実施例のブラシユニットを側面から見た断
面図である。

【図５】　　ブラシヘッドを正面から見た断面図である
。

【図６】　　ブラシヘッドのブラシ側端部の正面図であ
る。

【図７】　　ブラシヘッドのブラシ側端部の側面図であ
る。

【図８】　　ブラシヘッドのブラシ側端部の端面図であ
る。

【図９】　　図７の９−９線に沿ったブラシヘッドの断
面図である。

【図１０】　　ブラシユニットのクランクピンの、クラ
ンクピン部分での断面図である。

【図１１】　　ブラシユニットのクランクピンの、クラ
ンクピン部分での断面図である。

【図１２】　　クランク軸のカップリング端部の端面図
である。

【図１３】　　図１２の１３−１３線に沿って示したク
ランク軸のカップリング端の側面断面図である。

【図１４】　　図１２の１４−１４線に沿って示したク
ランク軸のカップリング端の正面断面図である。

【図１５】　　ブラシヘッドのブラシホルダーの正面図
である。

【図１６】　　ブラシヘッドのブラシホルダーの底面図
である。

【図１７】　　ブラシヘッドのブラシホルダーの背面図
である。

【図１８】　　図１６の１８−１８線に沿って示したブ
ラシホルダーの側面断面図である。

【図１９】　　クラウンギヤに対するカムインサートの
回転位置をクラウンギヤの回転方向に応じて示す、クラ
ウンギヤとカムインサートの平面図である。

【図２０】　　クラウンギヤに対するカムインサートの
回転位置をクラウンギヤの回転方向に応じて示す、クラ
ウンギヤとカムインサートの平面図である。

【図２１】　　トランスミッションとコントロールスイ
ッチを図１よりも拡大して示した詳細断面図である。

【図２２】　　駆動ユニットの電気回路線図である。

【符号の説明】

３０　　駆動ユニット ３２　　モーター ３４，３６　　バッテリー ３８　　トランスミッション ４０　　モーターギヤ ４２　　モーター軸 ４４　　ケーシング ４６　　端壁 ４８　　開 ５０　　キャップ ５１　　シールリング ５２　　バッテリーホルダー ５４　　端壁 ５６　　ボス ５８　　ネジ ６０　　ピン ６２　　ボス ６３，６４　　リード ６８，７０　　シールリング ７２　　モーターホルダー ７４　　端壁部 ７６　　フランジ部 ７８　　クロスピース ８０　　フランジ ８２　　フック部 ８４　　穴 ８６　　ボス ８８　　遊星ギヤ ９０　　軸 ９２　　遊星ギヤキャリア ９３　　肩部 ９４　　ギヤハウジング ９６　　リングギヤ ９８　　ピニオンギヤ部 １００　　駆動ギヤ １０２　　カップリング １０４　　スリーブ １０６　　下部 １０８　　フランジ部 １１０　　軸穴 １１２　　端部 １１４　　駆動軸 １１６　　シャフト １１８　　上部ソケット １２０　　上部 １２１　　下部ソケット １２２　　クラウンギヤ １２４，１２６　　壁部 １２８　　ボス １３０　　カムインサート １３２，１３４　　係合部 １３６　　壁 １３８　　カム溝 １４０　　ブラシヘッド延長部 １４２　　ガイドフランジ部 １４４　　穴 １４６　　リテーナーブッシュ １４８　　フランジ １５０　　Ｏリング １５２　　シール材 １５４　　フランジ １５６　　バンドクランプ １６０　　ブラシユニット １６２　　ブラシヘッド １６４　　ソケット部 １６６　　クランク軸 １６８　　穴 １７０　　カップリング部 １７２　　溝 １７４　　リブ １７６　　ソケット部 １７８　　ブラシホルダー １７９　　穴 １８０　　キャビティー １８１　　ふさ １８２　　穴 １８４　　装着ピン １８６　　穴 １８８　　ノッチ １９０　　ボス １９２　　リテーナーキャップ １９４　　開口 １９６　　クランクピン １９８　　従動部 １９９　　クランクアーム ２００　　凹部 ２０２　　ボス ２０４　　穴 ２１０　　スイッチアセンブリ ２１２　　プリント回路基板 ２１４　　ホルダー ２１６　　スライダー ２１８　　接点 ２２０　　ノブ ２２２　　リテーナーリング ２２４　　カップリングディスク ２２５　　シールリング ２３０，２３６，２４０，２４２　　電線２３２，２３
８，２４４，２４６　　導体２３４　　ダイオード

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　手で保持できるケーシング（４４）内
   に収納されたモーター（３２）と該モーター（３２）に
   駆動されるトランスミッション（３８）とを有する駆動
   ユニット（３０）と、一端が上記駆動ユニット（３０）
   に連結されるべく構成された細長いブラシヘッド（１６
   ２）と、該ブラシヘッド（１６２）の他端付近に動作可
   能に装着された多数のブラシホルダー（１７８）と、を
   有し、且つ各ブラシホルダー（１７８）に毛（１８１）
   が固定されたブラシユニット（１６０）と、上記ブラシ
   ヘッド（１６２）に対する動きを上記ブラシホルダー（
   １７８）に与えるために上記トランスミッション（３８
   ）とブラシホルダー（１７８）とを連結する駆動軸（１
   １４）と、を備えた電動歯ブラシにおいて、上記トラン
   スミッション（３８）が、上記ブラシヘッド（１６２）
   の軸心と実質的に一致する軸心の回りで回転可能な出力
   駆動ギヤ（１００）を備え、上記駆動軸（１１４）が、
   上記出力駆動ギヤ（１００）に連結されて回転駆動され
   、上記ブラシホルダー（１７８）が、上記駆動軸（１１
   ４）の軸心に対して平行で分離した共通の軸心（１８４
   ）の回りで回転するように、上記ブラシヘッド（１６２
   ）に個々に旋回可能に装着され、各ブラシホルダー（１
   ７８）が、振動する旋回動作をその装着軸心（１８４）
   の回りで各ホルダー（１７８）に個々に伝達すべく、ク
   ランク手段（１９６，１９８）によって駆動軸（１１４
   ）に連結されたことを特徴とする電動歯ブラシ。
2. 【請求項２】　　各ブラシホルダー（１７８）が装着穴
   （１８２）を有し、装着ピン（１８４）がブラシホルダ
   ー（１７８）の該穴（１８２）に通されてブラシヘッド
   （１６２）に固定され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】　　上記クランク手段（１９６，１９８）
   が、各ブラシホルダー用のクランクピン（１９６）と、
   上記装着軸心（１８４）から分離した各ブラシホルダー
   （１７８）に設けられて対応するクランクピン（１９６
   ）を受け入れるクランクピン従動部（１９８）とを有す
   る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】　　上記ブラシホルダー（１７８）の数個
   用のクランクピン（１９６）が、その他のブラシホルダ
   ー（１７８）用のクランクピン（１９６）に対して周方
   向に分離して配置されたことを特徴とする請求項３に記
   載の電動歯ブラシ。
5. 【請求項５】　　軸方向に隣り合うクランクピン（１９
   ６）が、隣り合うブラシホルダー（１７８）の振動の位
   相が１８０゜ずれるように、周方向に１８０°分離して
   配置されたことを特徴とする請求項４に記載の電動歯ブ
   ラシ。
6. 【請求項６】　　隣り合う対のクランクピン（１９６）
   が、上記ブラシホルダー（１７８）を上記クランク軸（
   １６６）上で軸方向に密接した位置に維持するように、
   隣り合うブラシホルダー（１７８）の表面（２００）と
   係合する肩部を有するクランクアーム（１９９）によっ
   て連結されたことを特徴とする請求項４に記載の電動歯
   ブラシ。
7. 【請求項７】　　上記クランクアーム（１９９）と係合
   するブラシホルダー（１７８）の表面（２００）が、該
   ブラシホルダー（１７８）における対向する壁面の凹部
   であることを特徴とする請求項６に記載の電動歯ブラシ
   。
8. 【請求項８】　　各ブラシホルダー（１７８）のクラン
   クピン従動部（１９８）が、該ホルダー（１７８）にお
   いて毛（１８１）が突出する端面と反対側の端面に形成
   されたノッチ開口であることを特徴とする請求項３に記
   載の電動歯ブラシ。
9. 【請求項９】　　上記ブラシヘッド（１６２）が、側壁
   内に開口を形成するキャビティー（１８０）を上記駆動
   ユニット（３０）から離れた端部付近に有し、上記ブラ
   シホルダー（１７８）が、該キャビティー（１８０）内
   に密接した関係で並べて収納された同一の平板状部材で
   あり、各ブラシホルダー（１７８）が、数本の毛のふさ
   （１８１）からなる列を上記キャビティー（１８０）か
   ら外方へ向かうように端面に沿って保持し、装着ピン（
   １８４）が、上記キャビティー（１８０）の開口をブラ
   シヘッド（１６２）の長手方向に横切って延在して上記
   ブラシヘッド（１６２）に固定され、各ブラシホルダー
   （１７８）が上記装着ピン（１８４）を旋回可能に受け
   入れる穴（１８６）を有し、クランク軸（１６６）が、
   上記キャビティー（１８０）内で上記装着ピン（１８４
   ）に関して該キャビティー（１８０）の開口と反対側で
   ブラシヘッド（１６２）の長手方向に延在し、上記クラ
   ンク軸（１６６）のクランクピン（１９６）が各ブラシ
   ホルダー（１７８）のクランクピン従動面（１９８）と
   係合することを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラ
   シ。
10. 【請求項１０】　　上記毛のふさ（１８１）が延びるブ
    ラシホルダー（１７８）の端面が、上記キャビティー（
    １８０）の開口のエッジを境界とする仮想面ににほぼ一
    致することを特徴とする請求項９に記載の電動歯ブラシ
    。
11. 【請求項１１】　　上記ブラシユニット（１６０）が上
    記駆動ユニット（３０）に分離可能に連結されたことを
    特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
12. 【請求項１２】　　上記クランク手段（１９６，１９８
    ）が上記ブラシヘッド（１６２）に回転可能に収納され
    て上記ブラシホルダー（１７８）に連結され、上記駆動
    軸（１１４）とクランク軸（１６６）を互いに軸方向と
    回転方向に連結する分離可能なカップリング手段（１７
    ０）が設けられたことを特徴とする請求項１１に記載の
    電動歯ブラシ。
13. 【請求項１３】　　上記駆動ユニット（３０）が上記ケ
    ーシング（４４）から突出する部分を有するブラシヘッ
    ド延長部（１４０）を有し、上記ブラシヘッド（１６２
    ）の一部分が該突出部の端部に入れ子式にはめ込まれた
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電動歯ブラシ。
14. 【請求項１４】　　上記トランスミッション（３８）が
    上記駆動軸（１１４）の長手方向に移動可能な出力部材
    （１４０）を有し、上記ブラシヘッド（１６２）が、上
    記駆動ユニット（３０）に対するブラシホルダー（１７
    ８）の左右への振動と同時に、該駆動ユニット（３０）
    に対して長手方向へ往復駆動されるように上記出力部材
    （１４０）に連結されたことを特徴とする請求項１に記
    載の電動歯ブラシ。
15. 【請求項１５】　　上記ブラシホルダー（１７８）に連
    結された駆動軸（１１４）の少なくとも１部が、上記ト
    ランスミッション（３８）の出力駆動ギヤ（１００）に
    対して、上記ブラシヘッド（１６２）とともに長手方向
    へ移動可能であることを特徴とする請求項１４に記載の
    電動歯ブラシ。
16. 【請求項１６】　　上記出力部材（１４０）が、上記駆
    動軸（１１４）の軸心に平行に往復直線動作するように
    上記駆動ユニット（３０）のケーシング（４４）に支持
    された部材であり、且つ該駆動軸（１１４）の軸心に直
    角に配置された平行に分離したカムフォロアー面（１３
    ６）を有し、上記トランスミッション（３８）が、上記
    駆動軸（１１４）の軸心に直角で上記カムフォロアー面
    （１３６）に平行な軸心の回りで回転可能であるととも
    にその回転軸（１１６）に対して偏心して配置されて該
    カムフォロアー面（１３６）と係合するカム面を有する
    カム（１２８，１３０）を備えたことを特徴とする請求
    項１５に記載の電動歯ブラシ。
17. 【請求項１７】　　上記出力部材（１４０）が、上記駆
    動ユニット（３０）のケーシング（４４）から突出する
    部分を有するブラシヘッド延長部であり、上記ブラシユ
    ニット（１６０）が該ブラシヘッド延長部（１４０）に
    分離可能に連結されたことを特徴とする請求項１５に記
    載の電動歯ブラシ。
18. 【請求項１８】　　上記ケーシング（４４）が、上記ブ
    ラシヘッド延長部（１４０）を長手方向への往復動作の
    ために摺動可能に支持するガイドフランジ（１４２）に
    よって区画された開口を有するエンドキャップ（５０）
    を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の電動歯ブ
    ラシ。
19. 【請求項１９】　　上記駆動軸（１１４）が、上記出力
    駆動ギヤ（１００）とともに回転し且つ該出力駆動ギヤ
    （１００）に対してブラシヘッド延長部（１４０）とと
    もに軸方向へ動作するように上記トランスミッション（
    ３８）の出力駆動ギヤ（１００）に連結され、クランク
    軸（１６６）が、上記駆動軸（１１４）とともに回転し
    且つ軸方向へ動作するように該駆動軸（１１４）に分離
    可能に連結されたことを特徴とする請求項１７に記載の
    電動歯ブラシ。
20. 【請求項２０】　　上記カム（１２８，１３０）が、そ
    の回転軸（１１６）に対して偏心した円筒状の外面を有
    するインナー部（１２８）と該インナー部（１２８）の
    外面の周囲に一定の範囲で回転可能に装着されたアウタ
    ー部（１３０）とからなり、上記カム面が、該インナー
    部（１２８）の外面に偏心してアウター部（１３０）上
    に設けられ、該カム（１３０）が一方向に回転駆動され
    たときに、上記出力部材（１４０）のストロークが、該
    カム（１３０）の反対方向への駆動時のストロークと異
    なることを特徴とする請求項１６に記載の電動歯ブラシ
    。
21. 【請求項２１】　　上記モーター（３２）が、該モータ
    ー（３２）の駆動方向を逆転操作可能なスイッチ（２１
    ０）を通じて動力源（３４，３６）に電気的に接続され
    たことを特徴とする請求項２０に記載の電動歯ブラシ。
22. 【請求項２２】　　上記カム（１２８，１３０）がクラ
    ウンギヤ（１２２）の一部であり、上記出力駆動ギヤ（
    １００）と該クラウンギヤ（１２２）が一個のピニオン
    ギヤ（９８）で駆動されることを特徴とする請求項１６
    に記載の電動歯ブラシ。
23. 【請求項２３】　　上記モーター（３２）がその軸（４
    ２）に固定されるモーターギヤ（４０）を有し、上記ピ
    ニオンギヤ（９８）が減速ギヤ列を介して該モーターギ
    ヤ（４０）に連結されたことを特徴とする請求項２２に
    記載の電動歯ブラシ。
24. 【請求項２４】　　上記減速ギヤ列が、回転可能な遊星
    ギヤキャリア（９２）の軸（９０）に保持されて上記モ
    ーターギヤ（４０）及び静止したリングギヤ（９６）と
    噛合する遊星ギヤ（８８）を有し、上記ピニオンギヤ（
    ９８）が、該遊星ギヤキャリア（９２）に固定されたこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の電動歯ブラシ。