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発明の名称 電動歯ブラシ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−303522
公開日 平成7年(1995)11月21日
出願番号 特願平5−260259
出願日 平成5年(1993)10月18日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
発明者 エドガー ホマン
要約 目的
中空シャフトを用いることにより、柄に対して取り付けブラシを動かすことができ、ブラシ頭部の針毛束が広角度または一定方向への連続回転可能で、より歯磨きに適し、しかも単純な構造を持ち、組立易い電動歯ブラシを得る。

構成
半径方向に整合されたクランクガイド14を備えたラジアルアームを取っ手部1内部の中空シャフト3に取り付ける。このクランクガイド14には、中空シャフト軸方向に平行に整合された、歯ブラシモータにより駆動される偏心部15を固定する。このラジアルアームでは、中空シャフト3にも、歯ブラシ内部に回転可能に装備された歯車16に噛合する外歯を有する歯付きコードラント20が設けられており、さらにこの歯車は、同軸上に配置され回転可能に固定して連結された別の歯車の働きにより、駆動機構12上のピニオン18に噛合する仕組みとなっている。
特許請求の範囲
【請求項1】 モータと駆動機構を備え、かつ駆動シャフトを内蔵する中空シャフトを有する柄と、該柄に取り付けられ、内部で回転かつスライド可能に該中空シャフトに挿入される取り付けブラシを包含し、該取り付けブラシがブラシ内部に配置された伝動要素により駆動可能な複数の針毛束を備える電動歯ブラシにおいて、該駆動機構が該針毛束の回転運動および/または該取り付けブラシの長軸周囲での振動運動を行うために該中空シャフトを長軸周囲に振動運動および/または長軸方向に前後運動させる電動歯ブラシ。
【請求項2】 前記中空シャフトは長軸周囲に回転可能で、該中空シャフトに平行に配置された偏心部に噛合し、歯ブラシのモータにより駆動される径方向走行クランクガイドを備えたラジアルアームと、外歯を備えた歯付きカードラントとを包含し、該歯付きカードラントが該歯ブラシ内部に回転可能に装備された第一歯車に噛合され、該第一歯車は同軸上に整合され、回転可能に固定して第一歯車に連結された第二歯車によって駆動シャフト上のピニオンに噛合するように構成された請求項1記載の電動歯ブラシ。
【請求項3】 前記中空シャフトが回転かつ軸方向にスライド可能で、前記駆動機構がかさ歯車もしくはフェースギヤとして形成され、回転軸周囲に前記モータのピニオンにより駆動される歯車を包含し、該回転軸が柄の長手方向に対して交斜して整合されており、該回転軸に平行に配置された偏心ピンが振動クランクのノッチに係合し、該振動クランクが、その軸が平行になり、該歯車が該駆動シャフトをモータのピニオンの反対側の歯車に噛合させるよう該中空シャフトに連結される請求項1記載の電動歯ブラシ。
【請求項4】 前記偏心ピン上で回転可能な前記クロスヘッドが前記振動クランクのノッチに係合し、振動クランクの傾斜運動を起こさせるように、該クロスヘッドの二つの軸方向に平行な面および/またはノッチの対応する面が湾曲又は傾斜している請求項3記載の電動歯ブラシ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータと駆動機構を有する握り手柄、そして何束かの回転可能な束状針毛を有し握り手柄に固定された取り付けブラシ部から成る電動歯ブラシに関する。
【0002】
【従来の技術】このような歯ブラシでは、針毛束は取り付けブラシ部に内蔵されたトランスミッションにより駆動され、駆動機構は針毛束の回転運動に加えて、取り付けブラシ部の長軸周囲の振動運動をも起こすように構成されている。
【0003】このような歯ブラシは欧州特許出願第0357863号に開示されている。この公知の歯ブラシにおいては、取っ手柄部の外皮の前部に取り付けた固定連結リンクの働きにより、取り付けブラシ部をその長軸の周囲で振動させることができる。この動力伝達機構は、該取り付けブラシ部内の非回転コネクティングロッドとして構成される。取り付けブラシ部の内部では、振動クランク及び該クランクに噛合する偏心部の働きで、該コネクティングロッドによって長軸の周囲の振動運動及び縦軸方向の前後運動を起こすことができる。該コネクティングロッドの前後運動は取り付けブラシの針毛上部において束状針毛の回転運動に変換され、その一方で、該コネクティングロッドの振動運動が取り付けブラシ全体にそれに応じて対応する振動運動を起こさせる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】束状針毛を動かすのにコネクティングロッドを用いると製作コストが比較的高くなる。また、使用者が個々の針毛束の振動する角度を大きくしようとした場合、コネクティングロッドでは不都合である。更に、コネクティングロッドを用いた歯ブラシでは、針毛束を一定方向に回転し続けることができない。また、コネクティングロッドではなく、シャフトで針毛束を駆動する電動歯ブラシも知られており、米国特許出願第2215031号及びドイツ特許出願第3406112号はこのような公知技術の例である。しかしながら、どちらのタイプの歯ブラシでも、歯ブラシのモータで、歯ブラシの針毛束を受ける部分を取っ手柄部に関連して動かすことはできない。
【0005】本発明は、かかる状況に鑑みて成されたものであり、針毛束を比較的広い角度で振動、もしくは完全に一回転させることができ、針毛束を支持する取り付けブラシ全体が取っ手柄部に対し関連して動かすことのできるタイプの電動歯ブラシを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電動歯ブラシは、モータと駆動機構を備え、かつ駆動シャフトを内蔵する中空シャフトを有する柄と、該柄に取り付けられ、内部で回転かつスライド可能に該中空シャフトに挿入される取り付けブラシを包含し、該取り付けブラシがブラシ内部に配置された伝動要素により駆動可能な複数の針毛束を備える電動歯ブラシであって、該駆動機構が該針毛束の回転運動および/または該取り付けブラシの長軸周囲での振動運動を行うために該中空シャフトを長軸周囲に振動運動および/または長軸方向に前後運動させるよう構成されており、そのことにより上記目的が達成される。
【0007】好ましくは、前記中空シャフトは長軸周囲に回転可能で、該中空シャフトに平行に配置された偏心部に噛合し、歯ブラシのモータにより駆動される径方向走行クランクガイドを備えたラジアルアームと、外歯を備えた歯付きカードラントとを包含し、該歯付きカードラントが該歯ブラシ内部に回転可能に装備された第一歯車に噛合され、該第一歯車は同軸上に整合され、回転可能に固定して第一歯車に連結された第二歯車によって駆動シャフト上のピニオンに噛合するように構成されている。
【0008】また、好ましくは、前記中空シャフトが回転かつ軸方向にスライド可能で、前記駆動機構がかさ歯車もしくはフェースギヤとして形成され、回転軸周囲に前記モータのピニオンにより駆動される歯車を包含し、該回転軸が柄の長手方向に対して交斜して整合されており、該回転軸に平行に配置された偏心ピンが振動クランクのノッチに係合し、該振動クランクが、その軸が平行になり、該歯車が該駆動シャフトをモータのピニオンの反対側の歯車に噛合させるよう該中空シャフトに連結されている。
【0009】また、好ましくは、前記偏心ピン上で回転可能な前記クロスヘッドが前記振動クランクのノッチに係合し、振動クランクの傾斜運動を起こさせるように、該クロスヘッドの二つの軸方向に平行な面および/またはノッチの対応する面が湾曲又は傾斜している。
【0010】
【作用】本発明では動力伝達機構を回転シャフトとして設計することにより上記従来技術の問題の解決を図る。取り付けブラシは、取っ手部内部で回転及び/もしくはスライド可能な中空シャフトに差し込むよう設計される。中空シャフト内に配置された駆動シャフトは、中空シャフトの長軸周囲での振動運動及び/もしくは長軸方向の前後運動を起こすように、取り付けブラシ内にて連結された駆動機構により駆動される。
【0011】本発明によれば、取り付けブラシがケーシングではなく中空シャフトに差し込まれ、また、取り付けブラシのシャフト用の駆動シャフトが中空シャフト内に配置されるため、中空シャフトを駆動することにより、針毛束の駆動に影響を与えることなく取り付けブラシを動かすことができる。本発明の歯ブラシは比較的単純に組立可能であり、取り付けブラシの動きは、針毛束のみが回転する従来のものよりも歯の浄化に適している。シャフトで針毛束を駆動することで、針毛束を連続して回転させること、もしくは広い角度で振動(揺動)させることが可能になるからである。
【0012】中空シャフト及び駆動シャフトを動かす機構については、他の設計も可能であるが、中空シャフトの長軸の周囲で回転させるためのとりわけ簡単な方法は、半径方向に整合されたクランクガイドを備えたラジアルアームを取っ手部内部の中空シャフトに取り付けることである。このクランクガイドには、中空シャフト軸方向に平行に整合された、歯ブラシモータにより駆動される偏心部を固定する。このラジアルアームでは、中空シャフトにも、歯ブラシ内部に回転可能に装備された歯車に噛合する外歯を有する歯付きコードラントが設けられており、さらにこの歯車は、同軸上に配置され回転可能に固定して連結された別の歯車の働きにより、駆動機構上のピニオンに噛合する仕組みとなっている。
【0013】このような歯ブラシでは、長軸周囲で振動する中空シャフトが、その内部に設置された駆動シャフトを駆動するため、取り付けブラシの長軸周囲の振動と同じリズムで束状針毛の回転方向を変えることができる。
【0014】中空シャフトを回転かつ軸方向に移動できるよう設計した別の設計によれば、駆動機構は、かさ歯車もしくはフェースギヤとして設計され、モータのピニオンにより駆動される歯車を有する。この歯車は、柄の主延長部に対し傾斜して回転軸の周囲を回転する。歯車は自身の回転軸に平行に整合された偏心ピン及び、回転軸に対して平行に中空シャフトに連結された、振動クランクのノッチに噛合する。モータのピニオンの反対側に、かさ歯車もしくはフェースギヤとして設置される歯車は、駆動シャフトのピニオンに噛合する。
【0015】そのような歯ブラシでは、針毛の個々の束状部は一定方向に連続して回転する。取り付けブラシのメカニズムについては、例えば、片側の束が反対側の束とは逆方向に回転するよう設計することも可能である。束状針毛の回転運動に並行して、取り付けブラシは、軸方向の滑動及び同時に自身の長軸周囲での中空シャフトの振動運動の起こす楕円運動を実行する。このような設計は、歯磨きに極めて便利である。
【0016】中空シャフトと駆動シャフトの動きを組み合わせることは、以下のような手法で簡単に達成される。偏心ピン上で回転可能なクロスヘッドを振動クランクのノッチ内に配置し、さらに長軸に並行なクロスヘッドの両側および/もしくは対応するノッチ側面を振動クランクが揺動を行えるよう湾曲もしくは傾斜させて設計すればよい。このようなメカニズムは概ね前出の欧州特許出願第0357863号に該当するが、中空シャフト以外では、主として、偏心部を備えた歯車が中空シャフト内で協働的に駆動シャフトを駆動する点で異なる。
【0017】本発明では様々な設計が可能であるが、基本原理を説明するため、2例の設計を以下に図示し解説する。
【0018】
【実施例】図1は、電動歯ブラシの電源を入れたり切ったりするためのスイッチ2を備えた柄1を有する歯ブラシの、組立てていない状態での斜視図である。中空シャフト3は上部に取り付けブラシ4が保持される柄1から延びる。装着状態の取り付けブラシはロック手段(不図示)により中空シャフト3上に安定して保持される。
【0019】取り付けブラシ4は複数の回転可能な針毛束6を備えた針毛ヘッド5を有する。針毛束6を駆動するため、回転シャフト7が取り付けブラシ内に配置されている(破線にて図示)。シャフト7は、柄1の中空シャフト3に同軸上に配置されたカプラー8で駆動シャフト9に連結することができる。
【0020】歯ブラシのタイプに応じて、駆動シャフト9は連続回転させてもよいし、振動させてもよい。従って、針毛束は一定方向に回転、もしくは前後方向に振動する。中空シャフト3は、その長軸の周囲で振動するか、長軸方向に前後にスライドするか、または、同時もしくは所定の順序にてその両方の動作を行うよう駆動される。
【0021】図2は柄1の前側部分の拡大図である。柄1は電気モータ11及び駆動機構12を保持するケーシング10を備えており、中空シャフト3及び駆動シャフト9もまたケーシング10から延びている。
【0022】ケーシング10内部では、中空シャフトが、径方向に延びるクランクガイド14を備えた径方向整合アーム13を具備する。クランクガイド14は歯車16の前端部に位置する偏心部15により係合される。歯車16は、柄1の長軸に並行になるよう回転可能に装備される。この歯車16は、モータ11により駆動されるモータシャフト19に取り付けられたピニオン18に噛合する。偏心部15の回転運動により、アーム13は前後方向(図面の表裏方向)に連続して振動運動を行い、中空シャフト3はそれに呼応して長軸周囲で振動運動を行う。偏心部15の回転運動がシャフト3の振動運動に変換される原理を今少し説明すると、まず、歯車16は軸17上に回転可能に装備され、軸17は柄1の長軸に平行に、ケージング10に固定されている。また、図3に示すようにクランクガイド14は偏心部15の径方向に延びる溝である。従って、偏心部15が軸17の周囲で回転すると、そのカム作用によりアーム13は前後方向に振動し、これに伴ってシャフト3が同方向に振動する。
【0023】中空シャフト3の径方向でアーム13の反対側に位置する部分には、歯車21が噛合する歯付きカードラント20を有する。この歯車21は、回転可能に固定して連結された歯車22と共に、固定ケーシングに設けられた軸23上に回転可能に装備される。軸23は柄1の長軸に平行になるよう整合され、歯車22は、ケーシング10内で中空シャフト3から延びる駆動シャフト9の端部に位置するピニオン24に噛合する。偏心部15の起こす中空シャフトの振動運動により、歯付きカードラント20、歯車21、22及びピニオン24を介して、駆動シャフトもその長軸周囲で振動を起こす。
【0024】図4は、図2とは異なる駆動機構12の設計を示す。図4では、中空シャフト3及び駆動シャフト9はモータ11により駆動される。モータ11はピニオン18を備えたモータシャフト19を有する。ピニオン18は回転軸25の周囲に回転可能に設けられた歯車26を連続的に駆動する。歯車26は、かさ歯車もしくはフェースギヤとして設計可能である。軸25はケーシングに固定して装備され、柄1の長軸に斜めに整合される。歯車26は、ピニオン18の反対側でピニオン24に噛合し、ピニオン24が駆動シャフト9を駆動する。このようにして、駆動シャフト9は常に一定方向に回転する。
【0025】偏心ピン27は歯車26上に設けられ、回転軸25の方向に延び、振動クランンク29のクロスヘッド28に係合する。振動クランク29は中空シャフト3に平行に配置され、径方向連結リンク30によりシャフト3に堅固に連結される。駆動機構12における、歯車26、偏心ピン27、クロスヘッド28、振動クランク29を含有するこの部位の精密な設計は、欧州特許第0357863号に開示されている。
【0026】図4の示す設計によれば、中空シャフト3は、柄1のケーシング内部に、回転かつ軸方向に移動できるように装備される。偏心ピン27の回転を通じて、中空シャフト3は長軸方向にまず前後にスライドする。しかし、偏心ピン27が中空シャフト3に対し交差するように設けられており、また、中空シャフト3が横方向に運動できないために、振動クランク29は、中空シャフト3の長軸周囲に傾動することにより、偏心ピン27の横方向運動に従う。この動作もまた欧州特許第0357863号に詳細に記載されている。このように、本設計による中空シャフト3においては、長軸方向の前後運動および長軸周囲の振動運動が可能になるのである。
【0027】
【発明の効果】このように、本発明によれば、モータと駆動機構を有する柄、そして何束かの回転可能な束状針毛を有し柄に固定された取り付けブラシ部から成る電動歯ブラシにおいて、ブラシ全体を取っ手柄部に対し回転させ、針毛束を連続的に回転、もしくは広い角度で前後に振動させることができる。従って、歯磨きに極めて便利である。




 

 


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