電動歯ブラシ
【課題】構造が簡素であり、動力の伝達効率が高く、更に使用感の優れた電動歯ブラシを提供する。
【解決手段】モータ軸３ａを有するモータ３と、モータ軸３ａと略一直線上に位置してその中央部に設けた支点９を中心に両端部５ａ，５ｂを揺動自在に支持されるレバー軸５と、レバー軸５に対してモータ軸３ａと反対側に位置して該レバー軸５の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体４と、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１と、レバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２とを備えて電動歯ブラシを構成する。
【解決手段】モータ軸３ａを有するモータ３と、モータ軸３ａと略一直線上に位置してその中央部に設けた支点９を中心に両端部５ａ，５ｂを揺動自在に支持されるレバー軸５と、レバー軸５に対してモータ軸３ａと反対側に位置して該レバー軸５の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体４と、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１と、レバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２とを備えて電動歯ブラシを構成する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動歯ブラシに関し、詳しくは、モータの回転運動をブラシ体の回転往復運動に変換する為の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動歯ブラシとしては、電動歯ブラシ本体部の先端から側方に円筒状のブラシ体を露出させて備えてあって、ブラシ体に立設したブラシを歯に当てながら、電動歯ブラシ本体部に内蔵したモータを駆動源として該ブラシ体を回転往復駆動して、ブラッシングを行うものが従来から知られている。上記のような電動歯ブラシにおいて、モータ軸の回転運動をブラシ体の回転往復運動に変換して伝達する運動変換機構としては、例えば以下の方式のものが用いられている。
【０００３】
まず第一の方式として、モータ軸の回転運動によりシャフトを回転駆動するとともに該シャフトの回転をブラシ体においてクランク構造を用いて回転往復運動に変換する方式のものがある（特許文献１参照）。しかしながらこの方式においては、ブラシ体にクランク構造を設ける必要がある為に、ブラシ体自体を薄く形成することができないという問題がある。加えて、シャフトの軸受を精度良く設ける必要があって構造が簡素化できず、仮に軸受の精度が悪ければこれが動力の伝達効率低下や騒音発生の原因になることや、シャフトが直線形状に限られてブラシ近傍に角度を設けることが困難であるといった問題もある。
【０００４】
他の方式としては、モータ軸の回転運動をギアとカムによりシャフトの回転往復運動に変換し、この回転往復運動をブラシ体においてマタイ歯車構造を介して回転往復運動に変換する方式のものがある（特許文献２参照）。また、更に他の方式としては、モータ軸の回転運動をギアとカムによりシャフトの軸方向の直線往復運動に変換し、この直線往復運動によりブラシ体を回転往復運動させる方式のものがある（特許文献３参照）。しかしながら、これらの方式においても、上記した第一の方式と同様の問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特表平１１−５０５７４２号公報
【特許文献２】
特開平５−１３７６１５号公報
【特許文献３】
特開平６−１２１７１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ブラッシング時の使用感を向上させる為にブラシ体を薄型に形成したりブラシ近傍に角度を設けることが容易であり、構造が簡素化可能であるとともに、動力の伝達効率が高い電動歯ブラシを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る電動歯ブラシを、モータ軸３ａを有するモータ３と、モータ軸３ａと略一直線上に位置してその中央部に設けた支点９を中心に両端部５ａ，５ｂを揺動自在に支持されるレバー軸５と、レバー軸５に対してモータ軸３ａと反対側に位置して該レバー軸５の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体４と、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１と、レバー軸５の他端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２とを備えていることを特徴とする電動歯ブラシとする。このようにすることで、レバー軸５においては支点９を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシを提供することができる。また、レバー軸５が直線状に形成されていなくても支点９によりレバー軸５を確実に支持しておけば動力は問題なく伝達されるので、ブラシ体４近傍に適当な角度を設けることが容易となる。
【０００８】
また、上記第一運動変換機構５１を、モータ軸３ａに連結されて該モータ軸３ａの回転運動に伴い偏心回転運動を行う偏心部材６と、偏心部材６と摺動自在に連結して該偏心部材６の偏心回転運動をレバー軸５の揺動運動に変換するように該レバー軸５の一端部５ａ側に設けた受け部７により形成することも好ましく、このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になる。
【０００９】
また、偏心部材６と受け部７との接触部分に、転がり部材２５を設けることも好ましく、このようにすることで、摩耗の発生を抑制して第一運動変換機構５１の寿命を向上させることができる。
【００１０】
また、上記第一運動変換機構５１が、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部５ａの直線往復運動に変換するスライダクランク機構５４であることも好ましく、このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になる。
【００１１】
また、上記第二運動変換機構５２として、レバー軸５の他端部５ｂとブラシ体４のうち一方にピン部１４を設けるとともに、他方にはピン部１４と摺動自在に連結してレバー軸５の他端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３を設けることも好ましい。このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるとともに、ブラシ体４を薄く形成することができて口内での使用感も向上する。また、レバー軸５に対してブラシ体４を任意に傾斜させても問題なく動力を伝達可能なので、ブラシ体４近傍に適当な角度を設けることが容易となる。
【００１２】
また、レバー軸５を任意方向に屈曲形成することも好ましく、このようにすることで、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１３】
また、第一運動変換機構５１におけるモータ軸３ａとレバー軸５との連結角度と、第二運動変換機構５２におけるレバー軸５とブラシ体４との連結角度とを、任意角に設定することも好ましく、このようにすることで、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１４】
また、複数のレバー軸３５ａ，３５ｂ，…を、揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、これら複数のレバー軸３５ａ，３５ｂ，…のうち、一端側のレバー軸を第一運動変換機構５１を介してモータ軸３ａに連結させ、他端側のレバー軸を第二運動変換機構５２を介してブラシ体４に連結させることも好ましい。このようにすることで、隣接するレバー軸３５ａ，３５ｂ，…を傾斜させて連結させることでブラシ体４近傍に適当な角度を設けることができ、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１５】
また、レバー軸５の曲げ剛性を、ブラシ体４から第二運動変換機構５２を介してレバー軸５に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸５のブラシ体４側の揺動範囲が減衰していくように設定することも好ましい。このようにすることで、ブラシの押付力が強いときはブラシ体４の回転角度が減衰することとなり、ブラッシング時の歯茎や歯面のエナメル質の破損を予防することができる。
【００１６】
また、ブラシ体４の回転中心となる回転支持軸１０を、三次元方向に回転自在に備えた保持部材１８により支持させて設けることも好ましく、このようにすることで、歯に当てる角度によってブラシ体４が三次元方向に自在に回転することとなり、ブラシ面を歯面と合致させてスムーズで効率的なブラッシングを行うことができる。
【００１７】
また、モータ３を備えるグリップ本体部４０と、該グリップ本体部４０に着脱自在であってレバー軸５とブラシ体４とを備えるブラシ部４１とで電動歯ブラシ本体部１を形成することも好ましく、このようにすることで、ブラシ部４０がアタッチメントとして交換可能になるとともに、グリップ本体部４０側の構造をシンプルにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。本発明の実施の形態における一例の電動歯ブラシは、図１等に示すように、電動歯ブラシ本体部１の外殻を成すケース２の内部に駆動源であるモータ３を備えるとともに、ケース２の先端部側面からは円筒形のブラシ体４を一部露出させて備えている。ブラシ体４の露出側の正面にはブラシ８を立設しており、また、ケース２内に位置するブラシ体４の下端部には回転中心軸１０を設けていて、回転中心軸１０を中心にブラシ体４とブラシ８は一体に回転自在となっている。この回転中心軸１０は後述のレバー軸５の軸方向と略直交するものである。そして、ケース２内においてモータ３とブラシ体４との間には、その中央部に支点９を有して該支点９を中心に両端部５ａ，５ｂがシーソー状に揺動自在となるようにレバー軸５を設けている。
【００１９】
モータ３にはレバー軸５側に向けてモータ軸３ａを突設させており、モータ軸３ａとレバー軸５を略一直線上に位置させている。また、モータ軸３ａには図２、図３等にも示すような偏心部材６を圧入により連結させている。レバー軸５の両端部５ａ，５ｂのうちモータ軸３ａと対向する側の端部５ａには、前記偏心部材６を嵌入して連結させる為の受け部７を凹設している。偏心部材６のヘッド部６ａはモータ軸３ａの回転に伴い偏心回転運動を行うように該モータ軸３ａとは偏心させたものであり、受け部７は、前記偏心部材６のヘッド部６ａが行う偏心回転運動のうち所定方向の直線往復運動のみをレバー軸５側に伝達して、支点９を中心とした平面的な揺動運動を端部５ａに行わせるように形成している。つまり、本例においては、上記の偏心部材６及び受け部７によって、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部である端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１を形成している。
【００２０】
なお、偏心部材６と受け部７との接触部分には、転がり部材２５として図４に示すような回転リング体１１を設けても良い。この場合、回転リング体１１をリング固定軸１２に回転自在に嵌合させてヘッド部６ａを形成するとともに、リング固定軸１２の一端側を偏心部材６のベース部６ｂに圧入することでヘッド部６ａとベース部６ｂとを一体化させて偏心部材６を構成している。回転リング体１１はリング固定軸１２の圧入側と逆側で抜け止めされており、且つ、上記のように回転自在であるので、駆動時にはレバー軸５の受け部７と回転リング体１１とが転がり摩擦することとなり、偏心部材６と受け部７との接触部分における摩耗が殆ど発生しなくなる。回転リング体１１とリング固定軸１２との間にはすべり摩擦が生じるが、これは線接触である為に摩耗は抑制される。これに対して回転リング体１１を設けない場合は、偏心部材６と受け部７との接触部分において常に点接触で滑り摩擦することとなり、摩耗が急速に生じてしまう。つまり、上記のような転がり部材２５を設けることで、第一運動変換機構５１の寿命が向上するものである。
【００２１】
図５には、レバー軸５の端部５ａとは逆側の端部５ｂと、ブラシ体４とを示している。図示のように、レバー軸５の端部５ｂには、その先端が挟み形状となるように溝部１３を凹設しており、ブラシ体４の下端部には回転中心軸１０と平行に且つ該回転中心軸１０とは偏心させて円柱形状のピン部１４を設けている。溝部１３はピン部１４の軸方向に貫通して形成されているので、図６に示すようにレバー軸５の端部５ｂとブラシ体４とを対向させた状態で溝部１３にピン部１４を嵌入させると、端部５ｂの挟み形状の先端部分がピン部１４を挟持した状態で溝部１３とピン部１４とが摺動自在に連結する。ピン部１４は溝部１３内においてレバー軸５の軸方向にスライド自在であって、レバー軸５が支点９を中心に揺動運動を行うと、溝部１３及びピン部１４を介してブラシ体４全体が回転中心軸１０を中心とした回転往復運動を行う。
【００２２】
このように、本例においては、ブラシ体４にピン部１４を設けるとともに、レバー軸５の端部５ｂにピン部１４と摺動自在に連結してレバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３を設けることで、レバー軸５の他端部である端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２を形成しているが、上記構成に限らず、例えば図７に示すように、レバー軸５の端部５ｂにピン部１４´を設けるとともに、ブラシ体４にピン部１４´と摺動自在に連結してレバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３´を設けることでも、同様の第二運動変換機構５２を形成することができる。
【００２３】
そして、本例においては、上記の第一運動変換機構５１、レバー軸５、第二運動変換機構５２等を用いてモータ３からブラシ体４に動力を伝達する構成であることから、高効率での駆動力伝達を実現することができるとともに、ブラシ体４の構成も簡素でよくて薄く形成可能となる。加えて、レバー軸５には支点９を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシとなるものである。
【００２４】
また、本例においては、ブラシ８近傍に適当な角度を設けて効率的なブラッシングを可能にすることができる利点もある。具体的には、例えば図８に示すようにレバー軸５中に屈曲部１５を設け、この屈曲部１５を介してレバー軸５を任意方向に屈曲形成すれば良い。屈曲部１５は第一運動変換機構５１側の端部５ａと支点９との間に設けても良いし、支点９と第二運動変換機構５２との間に設けても良く、いずれの場合であっても、支点９によりレバー軸５を揺動自在に確実に支持しておけば第一及び第二運動変換機構５１，５２を介して同様の動力伝達を実現することができる。そして、上記構成によって、電動歯ブラシ本体１を構成するグリップ本体部４０とブラシ部４１とにおいて、使用者が把持して手動操作を行うグリップ本体部４０の中心軸Ｃ１に対して、ブラシ体４を備えるブラシ部４１の中心軸Ｃ２を、レバー軸５の屈曲角である角度αだけ傾斜させることができ、ブラシ８の先端を届き難い箇所にまで容易に当てることができて使用性が向上するとともに高効率での歯垢除去が可能となる。
【００２５】
また、ブラシ８近傍に適当な角度を設ける為に、図９に示すように第一運動変換機構５１においてモータ軸３ａの中心軸Ｃ３に対してレバー軸５の中心軸Ｃ４を傾斜させて、モータ軸３ａとレバー軸５の連結角度を任意角に設定しても良いし、第二運動変換機構５２においてレバー軸５の中心軸Ｃ４に対してブラシ体４の回転中心軸１０を通る中心軸Ｃ５を直行方向から傾斜させて、レバー軸５とブラシ体４の連結角度を任意角に設定しても良い。いずれの場合であっても、第一運動変換機構５１、レバー軸５、第二運動変換機構５２等を介して同様の動力伝達を実現することができるものである。
【００２６】
また、ブラシ８近傍に適当な角度を設ける為に、図１０に示すように、上記したレバー軸５と同様の構成を有する一対のレバー軸３５ａ，３５ｂを、レバー軸３５ａの溝部１６にレバー軸３５ｂのピン部１７を嵌入して形成した連結機構５３により揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、モータ軸３ａ側のレバー軸３５ａを同様の第一運動変換機構５１を介してモータ軸３ａに連結させるとともに、ブラシ体４側のレバー軸３５ｂを同様の第二運動変換機構５２を介してブラシ体４に連結させても良い。この場合、連結機構５３においてレバー軸３５ａに対してレバー軸３５ｂを傾斜させて接続しても問題なく揺動運動は伝達されるので、適当な傾斜角の設定によりブラシ８近傍に適当な角度を設定できるものである。なお、レバー軸３５ａ，３６ｂに加えて更に同様のレバー軸（図示せず）を軸方向に連結させて備えるとともに、これら複数のレバー軸３５ａ，３６ｂ，…をそれぞれ傾斜させて接続することも好適である。
【００２７】
また、更に効率的なブラッシングを実現する為には、図１１に示すように、ブラシ体４の回転中心軸１０を、側面１８ａが球形面である保持部材１８により回転自在に支持させるとともに、保持部材１８をケース２内に形成した臼状部１９に球関節のように三次元方向に回動自在に嵌合させて保持することも好適である。この場合、ブラシ体４は回転中心軸１０及び保持部材１８と一体に三次元方向に自在に向きを変えることができて、使用時にブラシ８を歯に当てる角度に応じてブラシ体４が自在に傾斜して歯面とブラシ面とを合致させるので、スムーズで効率的なブラッシングが可能になるものである。なお、ブラシ体４が任意方向に傾斜しても第二運動変換機構５２を介して動力は問題なく伝達される。
【００２８】
また、ブラッシングの安全性を高める為に、ブラシ８を強く押し付けた場合にはブラシ体４の回転角度が小さくなるようにすることも好適である。具体的には、ブラシ体４から第二運動変換機構５２を介してレバー軸５に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸５のブラシ体４側に位置する端部５ｂの揺動範囲が減衰していくように、レバー軸５の曲げ剛性を設定する。レバー軸５の曲げ剛性は、使用する材料強度と断面２次モーメントにより設定可能である。図１２には、ブラシ回転角度とブラシ押付力との関係を示しているが、従来の電動歯ブラシの場合は図中の細線Ａに示すように押付力が強くなると回転数は減少するものの回転角度は略一定に保持され、その為にブラシ８の移動距離が変わらず歯茎や歯面のエナメル質を破損してしまう恐れがあった。これに対して上記のようにレバー軸５の曲げ剛性を設定すると、図中の太線Ｂに示すように押付力の増加に応じて回転角度が減衰してブラシ８の移動距離が漸次減少するので、歯茎や歯面のエナメル質の破損が防止されて安全な電動歯ブラシとなるものである。
【００２９】
そして、図８〜図１２に基づいて既述した各構成を組み合わせて用いることも好適であり、いずれの組み合わせにおいても、第一運動変換機構５１や第二運動変換機構５２を介してモータ３側からブラシ体４側にまで問題なく動力を伝達することができるものである。
【００３０】
図１３には、電動歯ブラシ本体部１を構成するブラシ部４１をグリップ本体部４０から着脱自在に設けた場合を示しているが、この場合、モータ３と偏心部材６をグリップ本体部４０に備え、ブラシ体４とレバー軸５をブラシ部４１に備えるとともに、偏心部材６とレバー軸５の受け部７とがブラシ部４１の取外し状態では連結せず、ブラシ部４１の装着により偏心部材６と受け部７が連結して第一運動変換機構５１を形成するように設けることで、グリップ本体部４０側の構造をシンプルにすることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態における他例の電動歯ブラシについて説明する。なお、他例の構成は第一運動変換機構５１についてのみ異なるので、一例と同様の構成については同一符号を付して説明を省略し、特徴的な構成について異符号を付して以下に述べる。
【００３２】
図１４に示すように、他例のモータ軸３ａにはリンク台２０を固定させており、リンク台２０においてモータ軸３ａから径方向に距離Ｌ１だけ隔てた箇所には、モータ軸３ａと平行な第一リンク軸２１の一端２１ａを接続させるとともに、該第一リンク軸２１の他端２１ｂをレバー軸５側に向けて突設させている。レバー軸５の端部５ａには、レバー軸５と平行な第二リンク軸２２の一端２２ａを接続させるとともに、該第二リンク軸２２の他端２２ｂをモータ軸３ａ側に向けて突設させている。そして、第一リンク軸２１の他端２１ｂと第二リンク軸２２の他端２２ｂ側とは、リンクアーム２３を介して径方向に距離Ｌ２を隔てて連結させており、この際、Ｌ１＜Ｌ２となるように設けている。また、レバー軸５の端部５ａの周囲には、端部５ａの運動方向を所定の直線方向に規制するレバー軸押え板２４を設けている。
【００３３】
上記構成により、図１５に示すようにリンク台２０がモータ軸３ａと一体回転すると第一リンク軸２１が半径Ｌ１の回転運動を行う。これに連動して第二リンク軸２２はリンクアーム２３を介して第一リンク２１と距離Ｌ２を隔てた状態で運動を行うのだが、レバー軸押え板２４により運動を規制されていることから、結果として第一リンク軸２１の回転運動に連動して第二リンク軸２２が所定方向の直線往復運動を行い、レバー軸５の端部５ａに支点９を中心とした揺動運動を行わせるものである。
【００３４】
このように、他例においては、第一リンク軸２１がクランクの役を為して第二リンク軸２２がスライダの役を為すことで、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部である端部５ａの直線往復運動に変換するスライダクランク機構５４が形成されており、このスライダクランク機構５４が他例の第一運動変換機構５１となっている。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように請求項１記載の発明にあっては、レバー軸においては支点を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシを提供することができ、また、レバー軸が直線状に形成されていなくても支点によりレバー軸を確実に支持しておけば動力は問題なく伝達されるので、ブラシ体近傍に適当な角度を容易に設けることができるという効果がある。
【００３６】
また、請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるという効果がある。
【００３７】
また、請求項３記載の発明にあっては、請求項２記載の発明の効果に加えて、摩耗の発生を抑制して第一運動変換機構の寿命を向上させることができるという効果がある。
【００３８】
また、請求項４記載の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるという効果がある。
【００３９】
また、請求項５記載の発明にあっては、請求項１〜４のいずれか記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるとともに、ブラシ体を薄く形成することができて口内での使用感も向上し、更に、レバー軸に対してブラシ体を任意に傾斜させても問題なく動力を伝達可能なので、ブラシ体近傍に適当な角度を設けることが容易になるという効果がある。
【００４０】
また、請求項６記載の発明にあっては、請求項１〜５のいずれか記載の発明の効果に加えて、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４１】
また、請求項７記載の発明にあっては、請求項１〜６のいずれか記載の発明の効果に加えて、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４２】
また、請求項８記載の発明にあっては、請求項１〜７のいずれか記載の発明の効果に加えて、隣接するレバー軸を傾斜させて連結させることでブラシ体近傍に適当な角度を設けることができ、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４３】
また、請求項９記載の発明にあっては、請求項１〜８のいずれか記載の発明の効果に加えて、ブラシの押付力が強いときはブラシ体の回転角度が減衰し、ブラッシング時の歯茎や歯面のエナメル質の破損を予防することができるという効果がある。
【００４４】
また、請求項１０記載の発明にあっては、請求項１〜９のいずれか記載の発明の効果に加えて、歯に当てる角度によってブラシ体が三次元方向に自在に回転することとなり、ブラシ面を歯面と合致させてスムーズで効率的なブラッシングを行うことができるという効果がある。
【００４５】
また、請求項１１記載の発明にあっては、請求項１〜１０のいずれか記載の発明の効果に加えて、ブラシ部がアタッチメントとして交換可能になるとともに、グリップ本体部側の構造をシンプルにすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における一例の電動歯ブラシを示しており、（ａ）は主要部水平断面図、（ｂ）はブラシ体近傍の縦断面図である。
【図２】同上の電動歯ブラシの内部構造を示す斜視図である。
【図３】同上の電動歯ブラシの一部分解斜視図である。
【図４】同上の第一運動変換機構に回転リング体を設けた場合の説明図であり、（ａ）組み立て前の状態、（ｂ）は組み立て後の状態を示している。
【図５】同上の第二運動変換機構の構造を示す説明図であり、（ａ）はレバー軸側の構造、（ｂ）はブラシ体側の構造である。
【図６】同上の第二運動変換機構の連結状態を示す説明図であり、（ａ）は連結前の状態、（ｂ）は連結後の状態、（ｃ）は動力伝達中の状態を示している。
【図７】同上の他の構造を用いた第二運動変換機構の連結状態を示す説明図であり、（ａ）は連結前の状態、（ｂ）は連結後の状態、（ｃ）は動力伝達中の状態を示している。
【図８】同上のレバー軸を屈曲させた場合の電動歯ブラシの説明図であり、（ａ）は電動歯ブラシ全体、（ｂ）は内部構造、（ｃ）は屈曲部を他の個所にした場合のレバー軸を示している。
【図９】同上のモータ軸とレバー軸に角度を設けた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１０】同上のレバー軸を複数設けて軸方向に連結させた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１１】同上のブラシ体を三次元方向に回転自在に支持した場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１２】同上の安全性を考慮してレバー軸の曲げ剛性を設定した場合の電動歯ブラシと従来の電動歯ブラシとの対比を示す説明図である。
【図１３】同上のブラシ部を着脱自在に設けた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態における他例の電動歯ブラシを示しており、（ａ）は主要部水平断面図、（ｂ）は（ａ）の主要部拡大図、（ｃ）はブラシ体近傍の縦断面図である。
【図１５】同上の第一運動伝達機構の運動形態を示す説明図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は第一リンク軸の９０度回転状態、（ｃ）は第一リンク軸の１８０度回転状態、（ｄ）は第一リンク軸の２７０度回転状態を示している。
【符号の説明】
１ 電動歯ブラシ本体部
３ モータ
３ａ モータ軸
４ ブラシ体
５ レバー軸
５ａ 端部
５ｂ 端部
６ 偏心部材
７ 受け部
９ 支点
１０ 回転中心軸
１１ 回転リング体
１３ 溝部
１４ ピン部
１５ 屈曲部
１８ 保持部材
４０ グリップ本体部
４１ ブラシ部
５１ 第一運動変換機構
５２ 第二運動変換機構
５４ スライダクランク機構
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動歯ブラシに関し、詳しくは、モータの回転運動をブラシ体の回転往復運動に変換する為の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動歯ブラシとしては、電動歯ブラシ本体部の先端から側方に円筒状のブラシ体を露出させて備えてあって、ブラシ体に立設したブラシを歯に当てながら、電動歯ブラシ本体部に内蔵したモータを駆動源として該ブラシ体を回転往復駆動して、ブラッシングを行うものが従来から知られている。上記のような電動歯ブラシにおいて、モータ軸の回転運動をブラシ体の回転往復運動に変換して伝達する運動変換機構としては、例えば以下の方式のものが用いられている。
【０００３】
まず第一の方式として、モータ軸の回転運動によりシャフトを回転駆動するとともに該シャフトの回転をブラシ体においてクランク構造を用いて回転往復運動に変換する方式のものがある（特許文献１参照）。しかしながらこの方式においては、ブラシ体にクランク構造を設ける必要がある為に、ブラシ体自体を薄く形成することができないという問題がある。加えて、シャフトの軸受を精度良く設ける必要があって構造が簡素化できず、仮に軸受の精度が悪ければこれが動力の伝達効率低下や騒音発生の原因になることや、シャフトが直線形状に限られてブラシ近傍に角度を設けることが困難であるといった問題もある。
【０００４】
他の方式としては、モータ軸の回転運動をギアとカムによりシャフトの回転往復運動に変換し、この回転往復運動をブラシ体においてマタイ歯車構造を介して回転往復運動に変換する方式のものがある（特許文献２参照）。また、更に他の方式としては、モータ軸の回転運動をギアとカムによりシャフトの軸方向の直線往復運動に変換し、この直線往復運動によりブラシ体を回転往復運動させる方式のものがある（特許文献３参照）。しかしながら、これらの方式においても、上記した第一の方式と同様の問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特表平１１−５０５７４２号公報
【特許文献２】
特開平５−１３７６１５号公報
【特許文献３】
特開平６−１２１７１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ブラッシング時の使用感を向上させる為にブラシ体を薄型に形成したりブラシ近傍に角度を設けることが容易であり、構造が簡素化可能であるとともに、動力の伝達効率が高い電動歯ブラシを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る電動歯ブラシを、モータ軸３ａを有するモータ３と、モータ軸３ａと略一直線上に位置してその中央部に設けた支点９を中心に両端部５ａ，５ｂを揺動自在に支持されるレバー軸５と、レバー軸５に対してモータ軸３ａと反対側に位置して該レバー軸５の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体４と、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１と、レバー軸５の他端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２とを備えていることを特徴とする電動歯ブラシとする。このようにすることで、レバー軸５においては支点９を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシを提供することができる。また、レバー軸５が直線状に形成されていなくても支点９によりレバー軸５を確実に支持しておけば動力は問題なく伝達されるので、ブラシ体４近傍に適当な角度を設けることが容易となる。
【０００８】
また、上記第一運動変換機構５１を、モータ軸３ａに連結されて該モータ軸３ａの回転運動に伴い偏心回転運動を行う偏心部材６と、偏心部材６と摺動自在に連結して該偏心部材６の偏心回転運動をレバー軸５の揺動運動に変換するように該レバー軸５の一端部５ａ側に設けた受け部７により形成することも好ましく、このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になる。
【０００９】
また、偏心部材６と受け部７との接触部分に、転がり部材２５を設けることも好ましく、このようにすることで、摩耗の発生を抑制して第一運動変換機構５１の寿命を向上させることができる。
【００１０】
また、上記第一運動変換機構５１が、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部５ａの直線往復運動に変換するスライダクランク機構５４であることも好ましく、このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になる。
【００１１】
また、上記第二運動変換機構５２として、レバー軸５の他端部５ｂとブラシ体４のうち一方にピン部１４を設けるとともに、他方にはピン部１４と摺動自在に連結してレバー軸５の他端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３を設けることも好ましい。このようにすることで、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるとともに、ブラシ体４を薄く形成することができて口内での使用感も向上する。また、レバー軸５に対してブラシ体４を任意に傾斜させても問題なく動力を伝達可能なので、ブラシ体４近傍に適当な角度を設けることが容易となる。
【００１２】
また、レバー軸５を任意方向に屈曲形成することも好ましく、このようにすることで、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１３】
また、第一運動変換機構５１におけるモータ軸３ａとレバー軸５との連結角度と、第二運動変換機構５２におけるレバー軸５とブラシ体４との連結角度とを、任意角に設定することも好ましく、このようにすることで、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１４】
また、複数のレバー軸３５ａ，３５ｂ，…を、揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、これら複数のレバー軸３５ａ，３５ｂ，…のうち、一端側のレバー軸を第一運動変換機構５１を介してモータ軸３ａに連結させ、他端側のレバー軸を第二運動変換機構５２を介してブラシ体４に連結させることも好ましい。このようにすることで、隣接するレバー軸３５ａ，３５ｂ，…を傾斜させて連結させることでブラシ体４近傍に適当な角度を設けることができ、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができる。
【００１５】
また、レバー軸５の曲げ剛性を、ブラシ体４から第二運動変換機構５２を介してレバー軸５に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸５のブラシ体４側の揺動範囲が減衰していくように設定することも好ましい。このようにすることで、ブラシの押付力が強いときはブラシ体４の回転角度が減衰することとなり、ブラッシング時の歯茎や歯面のエナメル質の破損を予防することができる。
【００１６】
また、ブラシ体４の回転中心となる回転支持軸１０を、三次元方向に回転自在に備えた保持部材１８により支持させて設けることも好ましく、このようにすることで、歯に当てる角度によってブラシ体４が三次元方向に自在に回転することとなり、ブラシ面を歯面と合致させてスムーズで効率的なブラッシングを行うことができる。
【００１７】
また、モータ３を備えるグリップ本体部４０と、該グリップ本体部４０に着脱自在であってレバー軸５とブラシ体４とを備えるブラシ部４１とで電動歯ブラシ本体部１を形成することも好ましく、このようにすることで、ブラシ部４０がアタッチメントとして交換可能になるとともに、グリップ本体部４０側の構造をシンプルにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。本発明の実施の形態における一例の電動歯ブラシは、図１等に示すように、電動歯ブラシ本体部１の外殻を成すケース２の内部に駆動源であるモータ３を備えるとともに、ケース２の先端部側面からは円筒形のブラシ体４を一部露出させて備えている。ブラシ体４の露出側の正面にはブラシ８を立設しており、また、ケース２内に位置するブラシ体４の下端部には回転中心軸１０を設けていて、回転中心軸１０を中心にブラシ体４とブラシ８は一体に回転自在となっている。この回転中心軸１０は後述のレバー軸５の軸方向と略直交するものである。そして、ケース２内においてモータ３とブラシ体４との間には、その中央部に支点９を有して該支点９を中心に両端部５ａ，５ｂがシーソー状に揺動自在となるようにレバー軸５を設けている。
【００１９】
モータ３にはレバー軸５側に向けてモータ軸３ａを突設させており、モータ軸３ａとレバー軸５を略一直線上に位置させている。また、モータ軸３ａには図２、図３等にも示すような偏心部材６を圧入により連結させている。レバー軸５の両端部５ａ，５ｂのうちモータ軸３ａと対向する側の端部５ａには、前記偏心部材６を嵌入して連結させる為の受け部７を凹設している。偏心部材６のヘッド部６ａはモータ軸３ａの回転に伴い偏心回転運動を行うように該モータ軸３ａとは偏心させたものであり、受け部７は、前記偏心部材６のヘッド部６ａが行う偏心回転運動のうち所定方向の直線往復運動のみをレバー軸５側に伝達して、支点９を中心とした平面的な揺動運動を端部５ａに行わせるように形成している。つまり、本例においては、上記の偏心部材６及び受け部７によって、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部である端部５ａの揺動運動に変換する第一運動変換機構５１を形成している。
【００２０】
なお、偏心部材６と受け部７との接触部分には、転がり部材２５として図４に示すような回転リング体１１を設けても良い。この場合、回転リング体１１をリング固定軸１２に回転自在に嵌合させてヘッド部６ａを形成するとともに、リング固定軸１２の一端側を偏心部材６のベース部６ｂに圧入することでヘッド部６ａとベース部６ｂとを一体化させて偏心部材６を構成している。回転リング体１１はリング固定軸１２の圧入側と逆側で抜け止めされており、且つ、上記のように回転自在であるので、駆動時にはレバー軸５の受け部７と回転リング体１１とが転がり摩擦することとなり、偏心部材６と受け部７との接触部分における摩耗が殆ど発生しなくなる。回転リング体１１とリング固定軸１２との間にはすべり摩擦が生じるが、これは線接触である為に摩耗は抑制される。これに対して回転リング体１１を設けない場合は、偏心部材６と受け部７との接触部分において常に点接触で滑り摩擦することとなり、摩耗が急速に生じてしまう。つまり、上記のような転がり部材２５を設けることで、第一運動変換機構５１の寿命が向上するものである。
【００２１】
図５には、レバー軸５の端部５ａとは逆側の端部５ｂと、ブラシ体４とを示している。図示のように、レバー軸５の端部５ｂには、その先端が挟み形状となるように溝部１３を凹設しており、ブラシ体４の下端部には回転中心軸１０と平行に且つ該回転中心軸１０とは偏心させて円柱形状のピン部１４を設けている。溝部１３はピン部１４の軸方向に貫通して形成されているので、図６に示すようにレバー軸５の端部５ｂとブラシ体４とを対向させた状態で溝部１３にピン部１４を嵌入させると、端部５ｂの挟み形状の先端部分がピン部１４を挟持した状態で溝部１３とピン部１４とが摺動自在に連結する。ピン部１４は溝部１３内においてレバー軸５の軸方向にスライド自在であって、レバー軸５が支点９を中心に揺動運動を行うと、溝部１３及びピン部１４を介してブラシ体４全体が回転中心軸１０を中心とした回転往復運動を行う。
【００２２】
このように、本例においては、ブラシ体４にピン部１４を設けるとともに、レバー軸５の端部５ｂにピン部１４と摺動自在に連結してレバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３を設けることで、レバー軸５の他端部である端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する第二運動変換機構５２を形成しているが、上記構成に限らず、例えば図７に示すように、レバー軸５の端部５ｂにピン部１４´を設けるとともに、ブラシ体４にピン部１４´と摺動自在に連結してレバー軸５の端部５ｂの揺動運動をブラシ体４の回転往復運動に変換する溝部１３´を設けることでも、同様の第二運動変換機構５２を形成することができる。
【００２３】
そして、本例においては、上記の第一運動変換機構５１、レバー軸５、第二運動変換機構５２等を用いてモータ３からブラシ体４に動力を伝達する構成であることから、高効率での駆動力伝達を実現することができるとともに、ブラシ体４の構成も簡素でよくて薄く形成可能となる。加えて、レバー軸５には支点９を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシとなるものである。
【００２４】
また、本例においては、ブラシ８近傍に適当な角度を設けて効率的なブラッシングを可能にすることができる利点もある。具体的には、例えば図８に示すようにレバー軸５中に屈曲部１５を設け、この屈曲部１５を介してレバー軸５を任意方向に屈曲形成すれば良い。屈曲部１５は第一運動変換機構５１側の端部５ａと支点９との間に設けても良いし、支点９と第二運動変換機構５２との間に設けても良く、いずれの場合であっても、支点９によりレバー軸５を揺動自在に確実に支持しておけば第一及び第二運動変換機構５１，５２を介して同様の動力伝達を実現することができる。そして、上記構成によって、電動歯ブラシ本体１を構成するグリップ本体部４０とブラシ部４１とにおいて、使用者が把持して手動操作を行うグリップ本体部４０の中心軸Ｃ１に対して、ブラシ体４を備えるブラシ部４１の中心軸Ｃ２を、レバー軸５の屈曲角である角度αだけ傾斜させることができ、ブラシ８の先端を届き難い箇所にまで容易に当てることができて使用性が向上するとともに高効率での歯垢除去が可能となる。
【００２５】
また、ブラシ８近傍に適当な角度を設ける為に、図９に示すように第一運動変換機構５１においてモータ軸３ａの中心軸Ｃ３に対してレバー軸５の中心軸Ｃ４を傾斜させて、モータ軸３ａとレバー軸５の連結角度を任意角に設定しても良いし、第二運動変換機構５２においてレバー軸５の中心軸Ｃ４に対してブラシ体４の回転中心軸１０を通る中心軸Ｃ５を直行方向から傾斜させて、レバー軸５とブラシ体４の連結角度を任意角に設定しても良い。いずれの場合であっても、第一運動変換機構５１、レバー軸５、第二運動変換機構５２等を介して同様の動力伝達を実現することができるものである。
【００２６】
また、ブラシ８近傍に適当な角度を設ける為に、図１０に示すように、上記したレバー軸５と同様の構成を有する一対のレバー軸３５ａ，３５ｂを、レバー軸３５ａの溝部１６にレバー軸３５ｂのピン部１７を嵌入して形成した連結機構５３により揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、モータ軸３ａ側のレバー軸３５ａを同様の第一運動変換機構５１を介してモータ軸３ａに連結させるとともに、ブラシ体４側のレバー軸３５ｂを同様の第二運動変換機構５２を介してブラシ体４に連結させても良い。この場合、連結機構５３においてレバー軸３５ａに対してレバー軸３５ｂを傾斜させて接続しても問題なく揺動運動は伝達されるので、適当な傾斜角の設定によりブラシ８近傍に適当な角度を設定できるものである。なお、レバー軸３５ａ，３６ｂに加えて更に同様のレバー軸（図示せず）を軸方向に連結させて備えるとともに、これら複数のレバー軸３５ａ，３６ｂ，…をそれぞれ傾斜させて接続することも好適である。
【００２７】
また、更に効率的なブラッシングを実現する為には、図１１に示すように、ブラシ体４の回転中心軸１０を、側面１８ａが球形面である保持部材１８により回転自在に支持させるとともに、保持部材１８をケース２内に形成した臼状部１９に球関節のように三次元方向に回動自在に嵌合させて保持することも好適である。この場合、ブラシ体４は回転中心軸１０及び保持部材１８と一体に三次元方向に自在に向きを変えることができて、使用時にブラシ８を歯に当てる角度に応じてブラシ体４が自在に傾斜して歯面とブラシ面とを合致させるので、スムーズで効率的なブラッシングが可能になるものである。なお、ブラシ体４が任意方向に傾斜しても第二運動変換機構５２を介して動力は問題なく伝達される。
【００２８】
また、ブラッシングの安全性を高める為に、ブラシ８を強く押し付けた場合にはブラシ体４の回転角度が小さくなるようにすることも好適である。具体的には、ブラシ体４から第二運動変換機構５２を介してレバー軸５に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸５のブラシ体４側に位置する端部５ｂの揺動範囲が減衰していくように、レバー軸５の曲げ剛性を設定する。レバー軸５の曲げ剛性は、使用する材料強度と断面２次モーメントにより設定可能である。図１２には、ブラシ回転角度とブラシ押付力との関係を示しているが、従来の電動歯ブラシの場合は図中の細線Ａに示すように押付力が強くなると回転数は減少するものの回転角度は略一定に保持され、その為にブラシ８の移動距離が変わらず歯茎や歯面のエナメル質を破損してしまう恐れがあった。これに対して上記のようにレバー軸５の曲げ剛性を設定すると、図中の太線Ｂに示すように押付力の増加に応じて回転角度が減衰してブラシ８の移動距離が漸次減少するので、歯茎や歯面のエナメル質の破損が防止されて安全な電動歯ブラシとなるものである。
【００２９】
そして、図８〜図１２に基づいて既述した各構成を組み合わせて用いることも好適であり、いずれの組み合わせにおいても、第一運動変換機構５１や第二運動変換機構５２を介してモータ３側からブラシ体４側にまで問題なく動力を伝達することができるものである。
【００３０】
図１３には、電動歯ブラシ本体部１を構成するブラシ部４１をグリップ本体部４０から着脱自在に設けた場合を示しているが、この場合、モータ３と偏心部材６をグリップ本体部４０に備え、ブラシ体４とレバー軸５をブラシ部４１に備えるとともに、偏心部材６とレバー軸５の受け部７とがブラシ部４１の取外し状態では連結せず、ブラシ部４１の装着により偏心部材６と受け部７が連結して第一運動変換機構５１を形成するように設けることで、グリップ本体部４０側の構造をシンプルにすることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態における他例の電動歯ブラシについて説明する。なお、他例の構成は第一運動変換機構５１についてのみ異なるので、一例と同様の構成については同一符号を付して説明を省略し、特徴的な構成について異符号を付して以下に述べる。
【００３２】
図１４に示すように、他例のモータ軸３ａにはリンク台２０を固定させており、リンク台２０においてモータ軸３ａから径方向に距離Ｌ１だけ隔てた箇所には、モータ軸３ａと平行な第一リンク軸２１の一端２１ａを接続させるとともに、該第一リンク軸２１の他端２１ｂをレバー軸５側に向けて突設させている。レバー軸５の端部５ａには、レバー軸５と平行な第二リンク軸２２の一端２２ａを接続させるとともに、該第二リンク軸２２の他端２２ｂをモータ軸３ａ側に向けて突設させている。そして、第一リンク軸２１の他端２１ｂと第二リンク軸２２の他端２２ｂ側とは、リンクアーム２３を介して径方向に距離Ｌ２を隔てて連結させており、この際、Ｌ１＜Ｌ２となるように設けている。また、レバー軸５の端部５ａの周囲には、端部５ａの運動方向を所定の直線方向に規制するレバー軸押え板２４を設けている。
【００３３】
上記構成により、図１５に示すようにリンク台２０がモータ軸３ａと一体回転すると第一リンク軸２１が半径Ｌ１の回転運動を行う。これに連動して第二リンク軸２２はリンクアーム２３を介して第一リンク２１と距離Ｌ２を隔てた状態で運動を行うのだが、レバー軸押え板２４により運動を規制されていることから、結果として第一リンク軸２１の回転運動に連動して第二リンク軸２２が所定方向の直線往復運動を行い、レバー軸５の端部５ａに支点９を中心とした揺動運動を行わせるものである。
【００３４】
このように、他例においては、第一リンク軸２１がクランクの役を為して第二リンク軸２２がスライダの役を為すことで、モータ軸３ａの回転運動をレバー軸５の一端部である端部５ａの直線往復運動に変換するスライダクランク機構５４が形成されており、このスライダクランク機構５４が他例の第一運動変換機構５１となっている。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように請求項１記載の発明にあっては、レバー軸においては支点を精度良く設けるだけで動力の伝達効率低下や騒音の発生を有効に防止することができ、シンプル且つ安価な電動歯ブラシを提供することができ、また、レバー軸が直線状に形成されていなくても支点によりレバー軸を確実に支持しておけば動力は問題なく伝達されるので、ブラシ体近傍に適当な角度を容易に設けることができるという効果がある。
【００３６】
また、請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるという効果がある。
【００３７】
また、請求項３記載の発明にあっては、請求項２記載の発明の効果に加えて、摩耗の発生を抑制して第一運動変換機構の寿命を向上させることができるという効果がある。
【００３８】
また、請求項４記載の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるという効果がある。
【００３９】
また、請求項５記載の発明にあっては、請求項１〜４のいずれか記載の発明の効果に加えて、簡単な構造により高効率での動力伝達が可能になるとともに、ブラシ体を薄く形成することができて口内での使用感も向上し、更に、レバー軸に対してブラシ体を任意に傾斜させても問題なく動力を伝達可能なので、ブラシ体近傍に適当な角度を設けることが容易になるという効果がある。
【００４０】
また、請求項６記載の発明にあっては、請求項１〜５のいずれか記載の発明の効果に加えて、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４１】
また、請求項７記載の発明にあっては、請求項１〜６のいずれか記載の発明の効果に加えて、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４２】
また、請求項８記載の発明にあっては、請求項１〜７のいずれか記載の発明の効果に加えて、隣接するレバー軸を傾斜させて連結させることでブラシ体近傍に適当な角度を設けることができ、奥歯等のブラシ先端の届き難い箇所に当てることが更に容易になり、ブラッシング時の使用性が向上するとともに歯垢を高効率で除去することができるという効果がある。
【００４３】
また、請求項９記載の発明にあっては、請求項１〜８のいずれか記載の発明の効果に加えて、ブラシの押付力が強いときはブラシ体の回転角度が減衰し、ブラッシング時の歯茎や歯面のエナメル質の破損を予防することができるという効果がある。
【００４４】
また、請求項１０記載の発明にあっては、請求項１〜９のいずれか記載の発明の効果に加えて、歯に当てる角度によってブラシ体が三次元方向に自在に回転することとなり、ブラシ面を歯面と合致させてスムーズで効率的なブラッシングを行うことができるという効果がある。
【００４５】
また、請求項１１記載の発明にあっては、請求項１〜１０のいずれか記載の発明の効果に加えて、ブラシ部がアタッチメントとして交換可能になるとともに、グリップ本体部側の構造をシンプルにすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における一例の電動歯ブラシを示しており、（ａ）は主要部水平断面図、（ｂ）はブラシ体近傍の縦断面図である。
【図２】同上の電動歯ブラシの内部構造を示す斜視図である。
【図３】同上の電動歯ブラシの一部分解斜視図である。
【図４】同上の第一運動変換機構に回転リング体を設けた場合の説明図であり、（ａ）組み立て前の状態、（ｂ）は組み立て後の状態を示している。
【図５】同上の第二運動変換機構の構造を示す説明図であり、（ａ）はレバー軸側の構造、（ｂ）はブラシ体側の構造である。
【図６】同上の第二運動変換機構の連結状態を示す説明図であり、（ａ）は連結前の状態、（ｂ）は連結後の状態、（ｃ）は動力伝達中の状態を示している。
【図７】同上の他の構造を用いた第二運動変換機構の連結状態を示す説明図であり、（ａ）は連結前の状態、（ｂ）は連結後の状態、（ｃ）は動力伝達中の状態を示している。
【図８】同上のレバー軸を屈曲させた場合の電動歯ブラシの説明図であり、（ａ）は電動歯ブラシ全体、（ｂ）は内部構造、（ｃ）は屈曲部を他の個所にした場合のレバー軸を示している。
【図９】同上のモータ軸とレバー軸に角度を設けた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１０】同上のレバー軸を複数設けて軸方向に連結させた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１１】同上のブラシ体を三次元方向に回転自在に支持した場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１２】同上の安全性を考慮してレバー軸の曲げ剛性を設定した場合の電動歯ブラシと従来の電動歯ブラシとの対比を示す説明図である。
【図１３】同上のブラシ部を着脱自在に設けた場合の電動歯ブラシを示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態における他例の電動歯ブラシを示しており、（ａ）は主要部水平断面図、（ｂ）は（ａ）の主要部拡大図、（ｃ）はブラシ体近傍の縦断面図である。
【図１５】同上の第一運動伝達機構の運動形態を示す説明図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は第一リンク軸の９０度回転状態、（ｃ）は第一リンク軸の１８０度回転状態、（ｄ）は第一リンク軸の２７０度回転状態を示している。
【符号の説明】
１ 電動歯ブラシ本体部
３ モータ
３ａ モータ軸
４ ブラシ体
５ レバー軸
５ａ 端部
５ｂ 端部
６ 偏心部材
７ 受け部
９ 支点
１０ 回転中心軸
１１ 回転リング体
１３ 溝部
１４ ピン部
１５ 屈曲部
１８ 保持部材
４０ グリップ本体部
４１ ブラシ部
５１ 第一運動変換機構
５２ 第二運動変換機構
５４ スライダクランク機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸を有するモータと、モータ軸と略一直線上に位置してその中央部に設けた支点を中心に両端部を揺動自在に支持されるレバー軸と、レバー軸に対してモータ軸と反対側に位置して該レバー軸の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体と、モータ軸の回転運動をレバー軸の一端部の揺動運動に変換する第一運動変換機構と、レバー軸の他端部の揺動運動をブラシ体の回転往復運動に変換する第二運動変換機構とを備えていることを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
第一運動変換機構を、モータ軸に連結されて該モータ軸の回転運動に伴い偏心回転運動を行う偏心部材と、偏心部材と摺動自在に連結して該偏心部材の偏心回転運動をレバー軸の揺動運動に変換するように該レバー軸の一端部側に設けた受け部により形成することを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
偏心部材と受け部との接触部分に、転がり部材を設けていることを特徴とする請求項２記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
第一運動変換機構が、モータ軸の回転運動をレバー軸の一端部の直線往復運動に変換するスライダクランク機構であることを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
第二運動変換機構として、レバー軸の他端部とブラシ体のうち一方にピン部を設けるとともに、他方にはピン部と摺動自在に連結してレバー軸の他端部の揺動運動をブラシ体の回転往復運動に変換する溝部を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
レバー軸を任意方向に屈曲形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
第一運動変換機構におけるモータ軸とレバー軸との連結角度と、第二運動変換機構におけるレバー軸とブラシ体との連結角度とを、任意角に設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
複数のレバー軸を、揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、これら複数のレバー軸のうち、一端部側のレバー軸を第一運動変換機構を介してモータ軸に連結させ、他端側のレバー軸を第二運動変換機構を介してブラシ体に連結させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
レバー軸の曲げ剛性を、ブラシ体から第二運動変換機構を介してレバー軸に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸のブラシ体側の揺動範囲が減衰していくように設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】
ブラシ体の回転中心となる回転支持軸を、三次元方向に回転自在に備えた保持部材により支持させて設けることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項１１】
モータを備えるグリップ本体部と、該グリップ本体部に着脱自在であってレバー軸とブラシ体とを備えるブラシ部とで電動歯ブラシ本体部を形成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項１】
モータ軸を有するモータと、モータ軸と略一直線上に位置してその中央部に設けた支点を中心に両端部を揺動自在に支持されるレバー軸と、レバー軸に対してモータ軸と反対側に位置して該レバー軸の軸方向と略直交方向に回転自在に支持されるブラシ体と、モータ軸の回転運動をレバー軸の一端部の揺動運動に変換する第一運動変換機構と、レバー軸の他端部の揺動運動をブラシ体の回転往復運動に変換する第二運動変換機構とを備えていることを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
第一運動変換機構を、モータ軸に連結されて該モータ軸の回転運動に伴い偏心回転運動を行う偏心部材と、偏心部材と摺動自在に連結して該偏心部材の偏心回転運動をレバー軸の揺動運動に変換するように該レバー軸の一端部側に設けた受け部により形成することを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
偏心部材と受け部との接触部分に、転がり部材を設けていることを特徴とする請求項２記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
第一運動変換機構が、モータ軸の回転運動をレバー軸の一端部の直線往復運動に変換するスライダクランク機構であることを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
第二運動変換機構として、レバー軸の他端部とブラシ体のうち一方にピン部を設けるとともに、他方にはピン部と摺動自在に連結してレバー軸の他端部の揺動運動をブラシ体の回転往復運動に変換する溝部を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
レバー軸を任意方向に屈曲形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
第一運動変換機構におけるモータ軸とレバー軸との連結角度と、第二運動変換機構におけるレバー軸とブラシ体との連結角度とを、任意角に設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
複数のレバー軸を、揺動運動を伝達するように軸方向に連結させて備え、これら複数のレバー軸のうち、一端部側のレバー軸を第一運動変換機構を介してモータ軸に連結させ、他端側のレバー軸を第二運動変換機構を介してブラシ体に連結させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
レバー軸の曲げ剛性を、ブラシ体から第二運動変換機構を介してレバー軸に伝達される負荷の増大に応じて、レバー軸のブラシ体側の揺動範囲が減衰していくように設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】
ブラシ体の回転中心となる回転支持軸を、三次元方向に回転自在に備えた保持部材により支持させて設けることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【請求項１１】
モータを備えるグリップ本体部と、該グリップ本体部に着脱自在であってレバー軸とブラシ体とを備えるブラシ部とで電動歯ブラシ本体部を形成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか記載の電動歯ブラシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−５５１７８（Ｐ２００６−５５１７８Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−３３００５７（Ｐ２００２−３３００５７）
【出願日】平成１４年１１月１３日（２００２．１１．１３）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１１月１３日（２００２．１１．１３）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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