JPS6377404A - 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】 （技術分野） 本発明は、電動歯ブラシにかかり、詳しくはモータの回
転運動を直線往復運動または回動往復運動に選択的に変
換可能とした電動歯ブラシに関する。

（背景技術） 従来、この種の電動歯ブラシとしては例えば特公昭５２
−４３９８１号が提案されているが、この電動歯ブラシ
は２種類の運動の振動速度が等しいため、磨き方の相違
に応じた適切な振動速度を得ることができない、すなわ
ち、電動歯ブラシにおける直線往復運動は主として歯と
歯肉との境目を磨くためのもので、歯肉を傷付けないよ
うに、また使い勝手の面からも振動速度を遅くするのが
よく、一方、回動往復運動は主として歯面や噛み合い面
を磨くためのものであることから、振動速度としては通
常高速であることが要請される。

しかるに、上記従来例ではこの要請に応えることができ
ず、歯磨の効率が悪いという問題があった。また、他の
従来例として回動往復運動のスピードを切換可能にした
ものも提供されているが、この従来例では直線往復運動
が不可能であるため２種類の運動を切り換えて使用する
ことができなかった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは、直線往復運動による歯磨（いわゆるバス
法）と回動往復運動による歯磨（いわゆるローリング法
）とを切換可能とし、しかも直線往復運動時には低速、
回動往復運動には高速にて駆動することにより、磨き方
の相違に応じた最も効果的な振動速度が得られるように
した電動歯ブラシを提供することにある。

（発明の開示） 上記目的を達成するため、本発明は駆動源の正逆転に伴
ってブラシ部の直線往復運動および回動往復運動を切り
換え可能とした電動歯ブラシにおいて、前記直線往復運
動の振動速度を前記回動往復運動の振動速度よりも遅く
する速度切換手段を備えたことを特徴とする。

以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

まず、第１図ないし第２０図は本発明の第１実施例を示
すもので、第１図および第２図は本発明にかかる電動歯
ブラシを充電器３１に装着した状態を示している。これ
らの図において、１５はハウジングであり、このハウジ
ング１５の内部には正逆転可能なモータ１７が取り付け
られている。モータ１７の出力軸にはピニオン１８が付
設され、その回転は以下に詳述する伝動機構に伝達され
るものである。

すなわち、第３図において１はカムフォロアであり゛、
このカムフォロア１はほぼ円筒状のカムフォロア本体２
と、カムフォロア本体２の上面から突設された出力軸３
とを備えている。また、カムフォロア本体２には後述す
る回動往復運動用カム８のテーパ面８ａに当接する垂直
方向の回動往復運動用カム面４と、第４図に示す如く後
述の直線往復運動用カム７の外周面に当接する水平方向
の直線往復運動用カム面５とが形成されている。

次に、６は第１の偏心カムであり、カムフォロア本体２
の内側に配設されるものである。この偏心カム６は、直
線往復運動用カム７と回動往復運動用カム８とを若干ず
らした状態で軸方向に連結して形成されており、内部に
通孔９を備えていると共に１通孔９の端縁には回転スト
ッパー１０が付設されている。なお１回動往復運動用カ
ム８の外周面にはテーパ面８ａが形成されている。また
、図においてａは直線往復運動用カム７の中心軸、ｂは
回動往復運動用カム８の中心軸を示す。

１１は第２の偏心カムであり、この偏心カム１１は第１
の偏心カム６の通孔９に挿入可能な外径を有し、かつ内
部に軸孔１２を備えていてその端部にはほぼ半周にわた
ってガイド溝１３が設けられている。

更に、第２の偏心カム１１のガイド溝１３とは反対側の
端部にはフェースギア１４が一体的に付設されている。

この第３図において、ｒ□は軸孔１２の中心すなわちフ
ェースギア１４の中心に対する第２の偏心カム１１の偏
心量を示し、またｒ２は通孔９の中心すなわち第２の偏
心カム１１の中心に対する第１の偏心カム６の偏心量を
それぞれ示している。ここでｒ１＝ｒ、であり、ｒ２は
通孔９の中心に対する直線往復運動用カム７の偏心量で
もある。

しかして、これらの部材を組み合わせて構成された伝動
機構は、第１図および第２図に示す如く軸孔１２にギア
軸１９を貫通してケーシング１５に取り付けられ、また
フェースギア１４がピニオン１８に噛み合わせられる。

次に、第２図に示すように、ケーシング１５の上端部近
傍にはスイッチハンドル２０が配設され、このスイッチ
ハンドル２０は防水用のＯリングを介してケーシング１
５に付設された円板状の回動可能なスイッチカム２１に
係合している。すなわち、第６図に示す如く、スイッチ
カム２１は表裏に係合凸部２１ａ、２１ｂを備えており
、一方の係合凸部２１ａとスイッチハンドル２０との係
合によりスイッチハンドル２０の上下動に伴ってスイッ
チカム２１が回動する。

また、他方の係合凸部２１ｂはケーシング１５の上下方
向に延びるスイッチレバー２２（第５図をも参照）に係
合されているため、スイッチハンドル２０の上下動に伴
うスイッチカム２１の正逆方向の回動がスイッチレバー
２２を上下に駆動するようになっている。

そして、スイッチレバー２２の下端部の接点取付板２２
ａには、第７図のように２枚の接点バネ２３．２４が付
設されている。これらの接点バネ２３．２４は、第６図
のプリント板２５に形成された回路パターンに選択的に
接触することでモータ１７の回転方向を切り換え、同時
に回転方向によってその速度を変化させるように作用す
る。つまり、プリント板２５は、第８図に示す如く後述
の蓄電池２７側に接続された接点２５ａ　、　２５ｂと
、モータ１７側に接続された接点２５ｃ、２５ｄと、接
点２５ｅとを備えており、接点２５ｃ。

２５ｅ間には抵抗２６が接続されている。

しかして、スイッチハンドル２０を上動させるとスイッ
チレバー２２を介して接点バネ２３．２４が上動するた
め、第８図に示すように接点バネ２３．２４はそれぞれ
接点２５ｂ　、　２５ｄ問および接点２５ａ　、　２５
ｃ間に接続されることとなり、蓄電池２７とモータ１７
とが直接接続される。この時のモータ１７の回転方向を
正方向とすると、この状態は第１１図の回路でスイッチ
が一点鎖線の状態である。また、スイッチハンドル２０
を少し下げると第９図の状態となり、接点バネ２３　、
２４が部分的に開放されるためＯＦＦ状態となってモー
タ１７が停止する。

更に、スイッチハンドル２０を一層下動させると第１０
図の状態となり、接点バネ２３　、２４はそれぞれ接点
２５ｂ　、　２５ｅ問および接点２５ａ　、　２５ｄ間
に接続されることとなる。すなわち、蓄電池２７からモ
ータ１７に印加される電圧の極性が逆転するからモータ
１７も逆転し、同時に、接点２５ｅ　、　２５ｃ間の抵
抗２６によって印加電圧が低下するためモータ１７の回
転速度も低下する。この時の回路は第１１図でスイッチ
が破線の状態である。なお、第１１図において、２８は
後述する充電用切換スイッチ、２９は充電用陽極端子、
３０は充電用陰極端子をそれぞれ示す。

従って、モータ１７の正転を回動往復運動、同じく逆転
を直線往復運動に対応させれば、スイッチハンドル２０
の操作によってこれら２つの運動を切り換えることがで
き、更に直線往復運動時の振動速度を回動往復運動時よ
りも遅くすることができる。ここで、スイッチハンドル
２０、接点バネ２３，２４を含むスイッチレバー２２、
プリント板２５、抵抗２６等はモータ１７の回転方向を
切り換える手段であると共に、直線往復運動の振動速度
を回動往復運動の振動速度よりも遅くするための速度切
換手段としての機能も有している。

次いで、再び第１図および第２図において、モータ１７
の下方には蓄電池２７が配設され、この蓄電池２７には
充電用陽極端子２９および充電用陰極端子３０が電気的
に接続されている。これらの端子２９゜３０は、本発明
にかかる電動歯ブラシを充電器３１に装着した際に陽極
金具３２および陰極金具３３にそれぞれ接続されるもの
で、第１２図に詳伝した充電用陽極端子２９および陽極
金具３２はチタン材にて形成されている。これは、電動
歯ブラシでは歯磨液が端子２９．３０等に付着するおそ
れがあり、充電時にこれらの端子２’ｌｌ、　３０間が
導通して電気分解により充電用陽極端子２９が溶け、ま
たサビを生じて故障を引き起こすことに着目したもので
、低電圧では溶けにくいチタン材を充電用陽極端子２９
等に用いることによって故障の原因を除去するものであ
る。

また、充電用陰極端子３０と陰極金具３３との間に異物
が入り込んで接触不良によりサビが発生することもある
ので、これを防止するために充電用陰極端子３０もチタ
ン材にて形成すれば一層好適である。

更に、端子２９．３０の近傍には、第２図、第１３図お
よび第１４図に示すように電動歯ブラシの下部ハウジン
グ３５から出没可能なブツシュレバー３４が配設されて
いる。このブツシュレバー３４は防水用のＯリングを付
設してなるガイド板３６にて支持されており、蓄電池２
７の充電時に電動歯ブラシの下端部を充電器３１の装着
部３７に装着した際に、装着部３７から内方に突設され
た突起３７ａがブツシュレバー３４の端部を内方に押圧
してその内側に設けられた充電用切換スイッチ２８を接
片３８から引き離してＯＦＦ状態としく第１３図参照）
、また非充電時にはブツシュレバー３４を外方に復帰さ
せて充電用切換スイッチ２８をＯＮ状態としく第１４図
参照）、前述した第１１図のように蓄電池２７を電源と
してモータ１７に給電するように構成されている。

このように構成することにより、充電中はスイッチハン
ドル２０の位置に拘らず誤ってモータ１７が回転するの
を防止でき、また、非充電時には端子２９、３０相互間
のショートを防止することができる。

更に、ブツシュレバー３４を下部ハウジング３５の側面
に配設することにより、充電頻度が比較的高く電動歯ブ
ラシを充電器３１に対して頻繁に抜き差しする場合でも
抜き差しに要する力を少なくすることができる。

次に、この動作を第１５図ないし第２０図に沿って説明
する。まず、出力軸３に連結されたブラシ部３９（第２
図および第５図参照）を直線往復運動させる動作（いわ
ゆるバス法）を詳述する。この場合、スイッチハンドル
２０を下動させることにより前述の如くモータ１７が逆
転し、ピニオン１８の回転はフェースギア１４を介して
第２の偏心カム１１に伝わる。

第２の偏心カム１１が例えば第１６図の矢印方向に回転
すると、その回転は回転ストッパー１０によりやがて規
制され、第１６図に示すような位置で停止する。ここで
第１５図および第１７図に示すｒｌはｒ２に等しく、ギ
ア軸１９の中心に対する直線往復運動用カム７の偏心量
はｒ□＝　ｒ１＋　ｉ’、：２　ｒｌとなり、ギア軸１
９の中心に対する回転往復運動用カム８の偏心量はｒ□
−ｒ２＝０となる。従って、カムフォロア１は２　ｒｉ
Ｘ２＝４　ｒ工の振幅にて直線往復運動用カム７による
上下運動を行なう。よって出力軸３からは直線往復運動
を取り出すことができる。

この間、回転往復運動用カム８の偏心量はＯであるため
、出力軸３の回転運動は拘束されている。

また、この直線往復運動時にはモータ１７への印加電圧
が抵抗２６の挿入によって低下するため、直線往復運動
の振動速度が比較的遅くなってバス法に適したブラシ部
３９の振動速度が得られることとなる。

一方、ブラシ部３９を回動往復運動させる動作（いわゆ
るローリング法）は、スイッチハンドル２０を上動させ
ることによって実現される。すなわち、モータ１７の正
転によって第２の偏心カム１１は第１９図に示すように
第１６図の場合とは逆方向に回転し。

回転ストッパー１０の作用により第１および第２の偏心
カム６．１１の位置関係は第１９図に示すとおりとなる
。この場合にもｒｌはｒ２に等しく、ギア軸１９の中心
に対する直線往復運動用カム７の偏心量はｒｌ−ｒ２＝
Ｑとなり、またギア軸１９の中心に対する回動往復運動
用カム８の偏心量は第１８図、第１９図および第２０図
に示す如＜　ｒ、＝　ｒ１＋　ｒ、＝　２ｒ工となる。

この時、直線往復運動用カム７はその偏心量が０である
ため上下方向の運動が拘束されるが、回動往復運動用カ
ム８は前述したようにテーパ面８ａを有しているため、
第２０図に示す如くこのテーパ面８ａに当接しているカ
ムフォロア本体２の回動往復運動用カム面４を駆動し、
このカムフォロア１を角度２θの範囲で回動させる。こ
れにより、出力軸３が角度２θの範囲で回動するもので
ある。

従って、ブラシ部３９も角度２θの範囲で回動してロー
リング法による歯磨が可能となり、この際には蓄電池２
７の電圧が抵抗２６を介することなくモータ１７に直接
印加されるから、直線往復運動時よりもモータ１７が高
速回転し、ブラシ部３９の振動速度もローリング法に適
した高速度に切り換わることどなる。

次に、本発明の第２実施例を第２１図ないし第２５図を
参照しつつ説明する。まず、第２１図は伝動機構の分解
斜視図であり１図において４０はカムフォロア、４１は
カムフォロア本体、４２はカムフォロア本体４１の内面
において水平方向に形成された直線往復運動用カム面、
４３はカムフォロア本体４１から突設して形成された回
動往復運動用カム面、４４は出力軸をそれぞれ示してい
る。また、４５はカムフォロア本体４１内に配設される
直線往復運動用カムとしての第１の偏心カムであり、そ
の内部には通孔４６が穿設され、通孔４６の端縁には回
転ストッパー４７が突設されている。更に、４８は第２
の偏心カム、４９はその軸孔、５０は半周状のガイド溝
、５１はフェースギアを示す。ここで、第１の偏心カム
４５の偏心量および第２の偏心カム４８の偏心量は第１
実施例と同様にそれぞれｒ２ｆ　ｒｌに設定されている
。

次いで、５２は回動往復運動用カムとしての第３の偏心
カムを示すもので、この偏心カム５２は大径の円柱部５
３と小径の円柱部５４とからなっており、円柱部５３に
は半周状のガイド溝５５が形成されていると共に、内部
にピン孔５６が設けられている。また１円柱部５４の外
周面はカムフォロア４０の回動往復運動用カム面４３に
係合可能である。そして、５７は中間ギアを示し、この
中間ギア５７はギア部５８と円筒部５９とを備えている
。円筒部５９には偏心カム５２の円柱部５３が収容され
る凹部６０が形成され、凹部６０には回転ストッパー６
１とピン孔５６に挿入されるたおれ防止ピン６２とが付
設されている。なお、図においてｒ３は円柱部５３と円
柱部５４との偏心量、ｒ４はギア部５８と円筒部５９と
の偏心量を示し、ｒ。

＝ｒ４、またｒユ＝ｒ２に設定されている。

これらの部材からなる伝動機構を組み込んだ電動歯ブラ
シの要部の構造は第２２図ないし第２４図に示すとおり
であり、フェースギア５１およびギア部５８はピニオン
１８に噛み合わされる。ここで、ピニオン１８、フェー
スギア５１、ギア部５８等の伝動機構は、駆動源すなわ
ちモータ１７の回転方向に応じてギア比が切り換わる速
度切換手段を構成している。

また、この実施例においてモータ１７の回転数をＮ閣、
ピニオン１８の歯数をＺいフェースギア５１の歯数を２
２．ギア部５８の歯数をＺ、と仮定し、Ｚ２〉２、に設
定しておくものとする。なお、この実施例では第１実施
例のようにモータ１７の正逆転に応じて印加電圧を切り
換えるための抵抗２６等は不要あり、モータ１７の速度
の切り換えは専ら先の速度切換手段によって行なわれる
。

しかしてこの動作を説明すると、まず、出力軸４４に連
結されたブラシ部３９を直線往復運動させる場合、予め
ギア軸１９と第１の偏心カム４５との偏心量がｒ１＋　
ｒ、＝＝　２　ｒｔとなるように第１および第２の偏心
カム４５．４８の位置関係を回転ストッパー４７にて設
定しておく。これにより、モータ１７の逆転時にピニオ
ン１８およびフェースギヤ５１が従動回転し、この際に
回転する第１の偏心カム４５によってカムフォロア本体
４１を上下方向に駆動する。この変位ｄ（第２３図参照
）は２ｒ１Ｘ２＝４ｒ□となり。

モータ１７の回転を出力軸４４ひいてはブラシ部３９の
直線往復運動として取り出すことができる。

この時、ピニオン１８に従動してギア部５８も回転する
が、第３の偏心カム５２と中間ギア５７との位置関係も
回転ストッパー４１にて拘束され、ギア部５８と円柱部
５４とは同軸上にあってｒ’、−ｒ４＝Ｏ１つまり偏心
量が０であるため、円柱部５４に係合する回動往復運動
用カム面４３が拘束され、カムフォロア本体４１が回動
することはない。よって出力軸４４は回動することなく
直線運動のみの動きとなるものである。そして、かかる
直線往復運動の振動数Ｎ１は、Ｎ１＝ＮｍＸ（ｚ、／ｚ
ｚ）となる。

一方、ブラシ部３９を回動往復運動させるには、モータ
１７の正転によって回転ストッパー４７により第２の偏
心カム４８とギア軸１９とが同軸上に位置し。

また、第３の偏心カム５２の円柱部５４と中間ギア５７
との偏心量がｒ、＋ｌ−４：２　ｒ’、となるように回
転ストッパー６１が働く。従って、ｒニーｒ、＝０であ
り、偏心量が０であるから直線方向の運動はなく、第２
５図のように円柱部５４は偏心量が２ｒ、で回動角２θ
の範囲で回動する。この動きは回転往復運動用カム面４
３を介してカムフォロア４０に伝達され。

出力軸４４すなわちブラシ部３９の回動往復運動に変換
されることとなる。この回動往復運動の振動数Ｎ２は、
Ｎ、＝Ｎｍｘ（ｚｘ／Ｚｔ）となり、先の直線往復運動
の振動数Ｎよと比較すると、前述の如くＺ２＞ｚ、であ
ることがらＮ１＜Ｎ、となる。

すなわち、直線往復運動の振動速度を回動往復運動時よ
りも遅くすることができ、比較的低速でのバス法および
比較的高速でのローリング法に適した速度の切り換えが
可能となる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、直線往復運動と回動往復
運動とを駆動源の正逆転によって簡単に切り換えること
ができ、またこれと同時に、ブラシ部の振動速度を直線
往復運動時には低速、回動往復運動には高速に設定する
ことが可能であるから、磨き方の相違に応じた最も効果
的な振動速度が得られるという効果がある。

従って、バス法↓こよる時には歯と歯肉との間を傷付け
るおそれがなく、またローリング法による時には歯面や
噛み合い面を効率よく磨くことがでる。

更に、構成が簡単でコストの低減が図れる等の利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２０図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図および第２図は全体の構造を示す縦断面図、
第３図は伝動機構の分解斜視図、第４図は同じく要部の
斜視図、第５図は内部構造を示す一部切欠正面図、第６
図および第７図はスイッチレバー等の斜視図、第８図な
いし第１θ図は運動および速度切換時のスイッチの動作
説明図、第１１図は同じく回路図、第１２図は充電用端
子等の斜視図、第１３図および第１４図は第２図におけ
るＸ−Ｘ断面図、第１５図は直線往復運動時の伝動機構
の断面図、第１６図は第１５図のＡ方向から見た説明図
、第１７図は動作説明図、第１８図は回動往復運動時の
伝動機構の断面図、第１９図は第１８図のＢ方向から見
た説明図、第２０図（イ）〜（ニ）は動作説明図、第２
１図ないし第２５図は本発明の第２実施例を示すもので
、第２１図は伝動機構の分解斜視図、第２２図および第
２３図は直線往復運動時の伝動機構の断面図、第２４図
は回動往復運動時の伝動機構の断面図、第２５図（イ）
、（ロ）は第２４図におけるＣ−Ｃ断面に相当する動作
説明図である。 １．４０・・・カムフォロア　　６，４５・・・第１の
偏心カム７・・・直線往復運動用カム　　８・・・回動
往復運動用カム　　１１．４８・・・第２の偏心カム　
　１４．５１・・・フェースギア　　１７・・・モータ
　　１８・・・ピニオン２２・・・スイッチレバー　　
２３，２４・・・接点バネ２５・・・プリント板　　２
６・・・抵抗　　２７・・・蓄電池３２・・・第３の偏
心カム　　３９・・・ブラシ部　　５７・・・中間ギア
　　５８・・・ギア部 第３図 第６図 第１５図　　　　　第１８図 第１６図　　第１９図 ！、− 第２０ （イ）　　　　　　　　　　　　　　（ロ）（ハ）　　
　　　　　　　（ニ） 第２２図　　　　　第２３図 第２４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動源の正逆転に伴ってブラシ部の直線往復運動
   および回動往復運動を切り換え可能とした電動歯ブラシ
   において、前記直線往復運動の振動速度を前記回動往復
   運動の振動速度よりも遅くする速度切換手段を備えたこ
   とを特徴とする電動歯ブラシ。
2. （２）速度切換手段を、駆動源の回転方向を切り換える
   スイッチに連動して前記駆動源に供給する電力を切り換
   える手段にて構成してなる特許請求の範囲第１項記載の
   電動歯ブラシ。
3. （３）速度切換手段を、駆動源の回転方向に応じてギア
   比が切り換わる伝動機構にて構成してなる特許請求の範
   囲第１項記載の電動歯ブラシ。