(57)【要約】  パーソナルケア装置１０のための駆動トレインアセンブリ２２であって、当該駆動トレインアセンブリは、中心軸と複数のピボットベアリングノッチ１２２とを具備するシャフト２４と、シャフトの少なくとも一部を囲むとともに、シャフトの中心軸周りにシャフトを揺動させるように構成されたモータ１３０と、複数の静止ピボットベアリング１２０と、を含み、複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点が、複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置される。
2019525790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリであって、前記駆動トレインアセンブリは、
中心軸及び複数のピボットベアリングノッチを有するシャフトと、
前記シャフトの少なくとも一部を囲むとともに、前記シャフトの中心軸周りに前記シャフトを揺動させるように構成されたモータと、
複数の静止ピボットベアリングと、
を有し、
前記複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点は、前記複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置される、駆動トレインアセンブリ。
【請求項２】
前記複数の静止ピボットベアリングの第１のサブセットが、前記モータの第１の端部に配置され、前記複数の静止ピボットベアリングの第２のサブセットが、前記モータの第２の端部に配置される、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のサブセット及び前記第２のサブセットが、それぞれ、前記シャフト周りに配置される３つのピボットベアリングを有し、前記３つのピボットベアリングの各々の頂点が、隣接しているピボットベアリングの頂点からおよそ１２０度オフセットされている、請求項２記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項４】
前記複数のピボットベアリングノッチの各々の頂点が、前記駆動シャフトの中心軸に配置されている、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項５】
前記モータの第１の端部に配置される第１のピボットベアリングフレームと、前記モータの第２の端部に配置される第２のピボットベアリングフレームと、を更に有し、前記第１のピボットベアリングフレーム及び前記第２のピボットベアリングフレームが、それぞれ、複数のピボットフレームノッチを有し、前記複数のピボットフレームノッチの各々が、前記複数のピボットベアリングノッチの１つと位置合わせするように構成される、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項６】
前記複数のピボットフレームノッチが、それぞれ、前記ピボットベアリングを適所に取り付けるように構成されたロック機構を有する、請求項５記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のピボットベアリングフレーム及び前記第２のピボットベアリングフレームが、それぞれ、複数のピボットベアリングフレーム板を有する、請求項５記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項８】
前記ピボットベアリングの頂点が、尖っている、又は、湾曲している、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項９】
前記ピボットベアリングが、バタフライクリップである、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項１０】
前記シャフトに作用する磁力を更に有し、前記磁力の方向が、前記複数のピボットベアリングによって前記シャフトに及ぼされる力に対向している、請求項１記載の駆動トレインアセンブリ。
【請求項１１】
ハウジングと、
中心軸及び複数のピボットベアリングノッチを有するシャフトと、前記シャフトの中心軸周りに前記シャフトを揺動させるように構成されたモータと、複数の静止ピボットベアリングと、を有し、前記複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点は、前記複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置される、駆動トレインアセンブリと、
を有する、パーソナルケア装置。
【請求項１２】
前記駆動トレインアセンブリは、前記モータの第１の端部に配置される第１のピボットベアリングフレームと、前記モータの第２の端部に配置される第２のピボットベアリングフレームと、を更に有し、前記第１のピボットベアリングフレーム及び前記第２のピボットベアリングフレームが、それぞれ、複数のピボットフレームノッチを有し、前記複数のピボットフレームノッチの各々が、前記複数のピボットベアリングノッチの１つと位置合わせするように構成される、請求項１１記載のパーソナルケア装置。
【請求項１３】
前記シャフトに作用する磁力を更に有し、前記磁力の方向が、前記複数のピボットベアリングによって前記シャフトに及ぼされる力に対向している、請求項１１記載のパーソナルケア装置。
【請求項１４】
パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリであって、前記駆動トレインアセンブリは、
中心軸と、複数のピボットベアリングノッチと、を有し、前記複数のピボットベアリングノッチの各々の頂点は前記シャフトの中心軸に配置される、シャフトと、
前記シャフトの中心軸周りに前記シャフトを揺動させるように構成されたモータと、
前記モータの第１の端部に配置されるとともに、第１の複数のピボットフレームノッチを有する、第１のピボットベアリングフレームと、
前記モータの第２の端部に配置されるとともに、第２の複数のピボットフレームノッチを有し、前記第１及び第２の複数のピボットフレームノッチの各々が、前記複数のピボットベアリングノッチの１つと位置合わせするように構成される、第２のピボットベアリングフレームと、
複数の静止ピボットベアリングと、
を有し、
前記複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点は、前記複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置され、前記複数の静止ピボットベアリングの第１のサブセットは、前記モータの第１の端部に配置され、前記複数の静止ピボットベアリングの第２のサブセットは、前記モータの第２の端部に配置される、駆動トレインアセンブリ。
【請求項１５】
前記シャフトに作用する磁力を更に有し、前記磁力の方向が、前記複数のピボットベアリングによって前記シャフトに及ぼされる力に対向している、請求項１４記載の駆動トレインアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ピボットベアリングを使用して駆動トレインシャフトをその軸の周りに懸架するパーソナルケア装置の駆動トレイン構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラッシングの長さとカバー率を含む適切な歯磨きは、長期的な歯の健康を確保するのに役立つ。多くの歯の問題は、定期的に歯磨きをしないか、あるいは、口腔の特定の領域又は区画において、不適切に行なう人が経験する。ブラッシングを定期的に行なう個人の間では、不適切なブラッシング習慣は、標準的なブラッシング養生法が遵守されていても、ブラッシングの範囲が悪く、従って洗浄セッション中に適切に洗浄されない表面をもたらす可能性がある。電動歯ブラシなどの電気清掃装置は、洗浄セッションの効率を大幅に向上させることが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電動歯ブラシ、シェーバ、及び、類似の装置を含むこれらの電気清掃装置は、振動、往復、又は、他のパターンでブラシヘッドを駆動するために駆動トレインに係合する機械的、電気機械的、磁気的モータなどのモータを有する。装置の駆動トレインシャフトの高速振動運動は、中心軸の周りの回転のみに運動を制限する特別なベアリングを必要とする。しかし、既存のベアリングは、駆動トレインシャフトの高速揺動運動には完全には適していない。例えば、スリーブベアリングは単純で安価であるが、摩擦による動力損失と軸とベアリングとの間のがたつきのために問題がある。ボールベアリングは低摩擦だが、潤滑の不十分な分配と騒音を低減するための軸方向荷重の必要性のために、振動運動にはあまり適していない。加えて、ボールベアリングは複雑で高価である。これらの特殊な駆動トレインで使用されている既存のベアリングは、静かで低コストで低摩擦でシンプルであるという目標を達成できていない。
【０００４】
したがって、中心軸の周りの回転のみを制限するとともに、静かで安価で低摩擦であるベアリングを有する駆動トレインを備えたパーソナルケア装置が依然として必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、１又は複数のピボットベアリングによってその中心回転軸の周りに拘束された中央振動シャフトを有する本発明の駆動トレインアセンブリに関する。本発明のシステムは、電動歯ブラシ又はシェーバなどの電気又は電動パーソナルケア装置に適用され、ピボットベアリングがすべての半径方向の力をシャフトの中心軸の小さな表面領域に集中させるので、極めて低摩擦の高効率駆動トレインアセンブリを提供する。唯一の可動部分が揺動軸であるため、駆動トレインアセンブリは非常に静かでもある。
【０００６】
一般に、一態様では、パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリが提供される。駆動トレインアセンブリは、中心軸と複数のピボットベアリングノッチとを含むシャフトと、シャフトの少なくとも一部を包囲し、シャフトをシャフトの中心軸の周りに揺動させるように構成されたモータと、複数の静止ピボットベアリングと、を含み、複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点が、複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置されている。
【０００７】
一実施形態によれば、複数の静止ピボットベアリングの第１のサブセットは、モータの第１の端部に配置され、複数の静止ピボットベアリングの第２のサブセットは、モータの第２の端部に配置される。一実施形態によれば、第１のサブセットおよび第２のサブセットはそれぞれ、シャフトの周りに配置された３つのピボットベアリングを含み、３つのピボットベアリングのそれぞれの頂点は、隣接するピボットベアリングの頂点から約１２０度ずれている。
【０００８】
一実施形態によれば、複数のピボットベアリングノッチの各々の頂点は、シャフトの中心軸に配置されている。
【０００９】
一実施形態によれば、駆動トレインアセンブリは、モータの第１の端部に位置する第１のピボットベアリングフレームと、モータの第２の端部に位置する第２のピボットベアリングフレームとを含み、第１のピボットベアリングフレームと第２のピボットベアリングフレームとは、それぞれ、複数のピボットフレームノッチを有し、複数のピボットフレームノッチの各々は、複数のピボットベアリングノッチのうちの１つと整列するように構成される。
【００１０】
一実施形態によれば、複数のピボットフレームノッチの各々は、ピボットベアリングを適所に取り付けるように構成されたロック機構を有する。
【００１１】
一実施形態によれば、第１及び第２のピボットベアリングフレームは、それぞれ、複数のピボットベアリングフレーム板を有する。
【００１２】
一実施形態によれば、ピボットベアリングの頂点は、尖っている、又は、湾曲している。
【００１３】
一実施形態によれば、ピボットベアリングは、バタフライクリップである。
【００１４】
一実施形態によれば、駆動トレインアセンブリは、シャフトに作用する磁力をさらに含み、磁力の方向は、複数のピボットベアリングによってシャフトに及ぼされる力に対抗する。
【００１５】
一態様によれば、パーソナルケア装置がある。パーソナルケア装置は、ハウジングと、駆動トレインアセンブリとを含み、駆動トレインアセンブリは、中心軸と複数のピボットベアリングノッチとを含むシャフトと、シャフトをシャフトの中心軸の周りに揺動させるように構成されたモータと、複数の静止ピボットベアリングと、を含み、複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点が、複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置されている。
【００１６】
一態様によれば、パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリがある。当該駆動トレインアセンブリは、中心軸と、複数のピボットベアリングノッチと、を有し、前記複数のピボットベアリングノッチの各々の頂点は前記シャフトの中心軸に配置される、シャフトと、前記シャフトの中心軸周りに前記シャフトを揺動させるように構成されたモータと、前記モータの第１の端部に配置されるとともに、第１の複数のピボットフレームノッチを有する、第１のピボットベアリングフレームと、前記モータの第２の端部に配置されるとともに、第２の複数のピボットフレームノッチを有し、前記第１及び第２の複数のピボットフレームノッチの各々が、前記複数のピボットベアリングノッチの１つと位置合わせするように構成される、第２のピボットベアリングフレームと、複数の静止ピボットベアリングと、を有し、前記複数の静止ピボットベアリングの各々の少なくとも頂点は、前記複数のピボットベアリングノッチのそれぞれの１つの中に配置され、前記複数の静止ピボットベアリングの第１のサブセットは、前記モータの第１の端部に配置され、前記複数の静止ピボットベアリングの第２のサブセットは、前記モータの第２の端部に配置される。
【００１７】
前述の概念及び以下でより詳細に論じられる追加の概念（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件とする）の全ての組み合わせが、本明細書に開示された発明要旨の一部であると考えられることを理解されたい。特に、本開示の最後に現れる主張される主題の全ての組み合わせは、本明細書で開示される本発明の主題の一部であると考えられる。
【００１８】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される１又は複数の実施形態を参照して明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
図中、同様の参照符号は、一般的に、異なる図面を通じて同じ部分を表す。また、図面は、原寸通りではなく、代わりに、本発明の原理を図示するにあたって強調されている。
【図１】図１は、一実施形態に係るパーソナルケア装置の概略図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るパーソナルケア装置の駆動トレインアセンブリの概略図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る図２の駆動トレインアセンブリのA-A断面図である。
【図４】図４は、一実施形態に係るピボットベアリングの概略図である。
【図５】図５は、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、一実施形態に係るシャフト及びピボットベアリングの断面図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る口腔ケア装置の駆動トレインアセンブリの概略図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る図８の駆動トレインアセンブリのコンポーネントの概略図である。
【図１０】図１０は、一実施形態に係るパーソナルケア装置の駆動トレインアセンブリの概略図である。
【図１１】図１１は、一実施形態に係るピボットベアリングフレーム及びピボットベアリングの断面図である。
【図１２】図１２は、一実施形態に係るピボットベアリングフレーム、ピボットベアリング、及び、シャフトの断面図である。
【図１３】図１３は、一実施形態に係るピボットベアリングフレームの概略図である。
【図１４】図１４は、一実施形態に係る口腔清掃装置の駆動トレインアセンブリの概略図である。
【図１５】図１５は、一実施形態に係るピボットベアリングと、シャフトに作用するオフセットされた磁力との概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示は、電気パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリのための装置の様々な実施形態を記載する。より一般的には、本出願人は、応力に対してより効率的かつより耐性のある1個または2個のばねアセンブリを提供することが有益であると認識し、理解している。したがって、本明細書に記載されているか、そうでなければ構想されたシステムは、電動歯ブラシ又はシェーバなどのパーソナルケア装置を、１又は複数のピボットベアリングによってその中心回転軸の周りに拘束された中央振動シャフトを含む駆動トレインと共に提供する。
【００２１】
本開示は、電気パーソナルケア装置のための駆動トレインアセンブリのための装置の様々な実施形態を記載する。より一般的には、本出願人は、摩擦および騒音レベルを低減するために改良されたベアリングを有する駆動トレインアセンブリを提供することが有益であることを認識し、理解している。従って、本明細書に記載されているか、そうでなければ構想されたシステムは、電動歯ブラシ又はシェーバなどのパーソナルケア装置を、１又は複数のピボットベアリングによってその中心回転軸線の周りに拘束された中央振動軸を含む駆動トレインアセンブリを備える。一実施形態によれば、駆動トレインばねアセンブリのピボットベアリングは、シャフトの中心軸上の小さな表面領域にすべての半径方向の力を集中させ、非常に少ない可動部分のために非常に低い摩擦およびノイズしかもたらさない。
【００２２】
本明細書の実施形態および実施例の利用の特定の目標は、例えばPhilips Sonicare（登録商標）歯ブラシ（Koninklijke Philips Electronics、NVによって製造）のような口腔ケア装置のための駆動トレインアセンブリを提供することである。なお、当該アセンブリは、舌スクレーパー、フロス、シェーバ、皮膚クリーナ、および他の多くの装置を含む多くの他のパーソナルケア装置に利用され得る。
【００２３】
図１を参照すると、一実施形態では、ハウジング１２と本体部分に取り付けられたブラシヘッド部材１４とを具備する本体部を含むパーソナルケア装置１０が提供される。ブラシヘッド部材１４は、本体部分から離れた端部にブラシヘッド１６を含む。
【００２４】
ヘッド部材１４は、本体部分ハウジング１２に対して動くことができるように取り付けられている。この動きは、とりわけ、振動または回転を含む様々な異なる動きのいずれかであり得る。一実施形態によれば、ヘッド部材１４は、本体部分ハウジング１２に対して振動可能に本体に取り付けられているか、または別の例として、ブラシヘッド１６は、本体部分ハウジング１２に対して振動可能なようにブラシヘッド部材１４に取り付けられている。ブラシヘッド部材１４は、本体部分ハウジング１２上に固定して取り付けられ得るか、またはブラシヘッド部材１４が毛または装置の他の構成要素が消耗し交換が必要な場合に、新しいものと交換され得るように取り外し可能に取り付けられ得る。
【００２５】
本体部分ハウジングは、運動を発生させるための駆動トレイン２２と、生成された運動をブラシヘッド部材１４に伝達するための伝達要素またはシャフト２４とを組み込んでいる。例えば、駆動トレインアセンブリ２２は、ブラシヘッド部材１４にその後伝達される駆動トレインシャフト２４の運動を生成するモータ又は電磁石を有する。駆動トレインアセンブリ２２は、特に、電源、発振器、および１又は複数の電磁石などの構成要素を含むことができる。この実施形態では、電源は、例えば、使用されていないときに口腔清掃装置１０が置かれている充電ホルダ内で電気的に充電され得る、１又は複数の再充電可能な電池（図示せず）を備える。
【００２６】
本体部分ハウジングには、駆動トレイン２２を作動させたり停止させたりするためのユーザ入力部２６がさらに設けられている。ユーザ入力部２６は、ユーザがパーソナルケア装置１０を操作して、例えばパーソナルケア装置１０をオンオフすることを可能にする。ユーザ入力部２６は、例えば、ボタン、タッチスクリーン、またはスイッチであってもよい。
【００２７】
また、装置の本体部分ハウジングは、コントローラ３０を有する。コントローラ３０は、１または複数のモジュールで形成され、ユーザ入力部２６を介して得られた入力などの入力に応答してパーソナルケア装置１０を操作するように構成される。コントローラ３０は、例えば、プロセッサ３２及びメモリ３４を有することができ、オプションで、接続モジュール３８を有することができる。プロセッサ３２は、マイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路、単一のプロセッサ、または複数のプロセッサを含むが、これに限定されない任意の適切な形態をとることができる。メモリ３４は、不揮発性メモリおよび/またはRAMを含む任意の適切な形態をとることができる。不揮発性メモリは、読み出し専用メモリ（ROM）、ハードディスクドライブ（HDD）、またはソリッドステートドライブ（SSD）を含むことができる。メモリは、とりわけオペレーティングシステムを格納することができる。RAMは、プロセッサによってデータの一時記憶に使用される。一実施形態によると、オペレーティングシステムは、コントローラ３０によって実行されるとパーソナルケア装置１０のハードウェア構成要素の動作を制御するコードを含むことができる。一実施形態によれば、接続モジュール３８は収集されたセンサデータを送信し、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、近距離通信、および/またはセルラモジュールを含むがこれらに限定されない有線信号または無線信号を送信することができる任意のモジュール、装置、または手段であり得る。
【００２８】
図２に示されるように、一実施形態では、シャフト２４およびモータまたはドライブ１３０を備えた駆動トレインアセンブリ２２がある。ドライブ１３０は、シャフト２４を囲み、（図３の矢印で示すように）シャフトをその中心軸の周りで回転させる。シャフトは、１又は複数のノッチ１２２を備えているか、またはノッチ122を画定しており、ノッチ１２２の各々の中にピボットベアリング１２０が配置されている。ノッチ１２２はそれぞれ、ピボットベアリング１２０の表面と相互作用するベアリング接触面を含む。一実施形態によれば、各ピボットベアリング１２０は、中心動作線で接触を提供する。ピボットベアリング１２０は、シャフト２４がその長手方向中心軸の周りを前後に回転する間、静止したままである。シャフトは、概ね丸いものとして描かれているが、容易に正方形、平面またはより複雑な形状であってもよい。モータは正方形または他の形状に構成することもできる。
【００２９】
駆動トレインアセンブリ２２は、オプションで、図３の矢印１４２によって示されるように、半径方向の予荷重力を提供する１又は複数の磁石１４０を有する。予荷重力は、モータ１３０内の磁気オフセットによって提供される。図２に示されるように、磁石はモータの両側に配置される。モータ１３０とベアリング側の１又は複数の磁石との間のエアギャップ１５０は、反対側よりも小さくすることができ、したがって、より高い磁気引力を有することができる。この実施形態によれば、予荷重力は、シャフト２４をピボットベアリング１２０上に押し付け、それにより、ベアリングポイントにおける接触形状と半径方向の摩擦との両方を介して半径方向の両方の自由度においてロックする。ベアリングによって、これは４自由度を制御し、それによって自由な軸方向回転および軸方向運動を可能にする。予荷重力は、好ましくは、通常のユーザの磨耗力に起因する支持力によって克服されないように設計され、騒音および磨耗に至るクリアランスを生じ得る。ベアリングの向きと主なユーザが加えた力の荷重に対する予荷重力は、最適な性能のために選択され得る。例えば、配向に応じて、典型的な予荷重力は10乃至40ニュートンの範囲であり得る。なお、図２は、両方のベアリング１２０を同じ方向に描写し、別の実施形態は、反対方向に配向させるか、または他の多くの可能な向きにして、負荷トルクを吸収する。
【００３０】
別の実施形態によれば、１又は複数の磁石の代わりに、半径方向予荷重力を提供するために１又は複数の機械的ばねを利用することができる。半径方向の力を加える他の方法も可能である。
【００３１】
図３によれば、一実施形態において、シャフト２４及びピボットベアリング１２０の図２におけるA/A軸に沿った断面図が示されている。円形シャフトは、ピボットベアリング１２０がその中に配置される略三角形のノッチ１２２を含むか、または画定する。ピボットベアリングの頂点はノッチ１２２の頂点に位置する。シャフト２４は、その中心軸の周りを回転し、ノッチ１２２の２つの対向する側は、ピボットベアリング１２０の側部と相互作用する。
【００３２】
図４によれば、一実施形態では、ピボットベアリング１２０は、概して三角形であり、クリップの形態である。ピボットベアリング１２０は、以下により詳細に説明するように、シャフト２４の三角形のノッチ１２２内に嵌合する。このピボットベアリング１２０は、例えば、スチールまたは別の金属から打ち抜きされ、三角形「V」形状に曲げられ、頂部がシャフト軸に接触し、２つの端部がパーソナルケア装置のフレームにロックする。この設計は、低コストで正確であり、シャフト２４に対して回転方向および半径方向に限られているが十分な程度の柔軟性を取り入れる。
【００３３】
ピボットベアリング１２０0およびノッチ１２２は、図２乃至図４に示されるような三角形に加えて、多くの異なる形状をとることができる。例えば、図５は、ピボットベアリング１２０の一実施形態である。図５におけるピボットベアリング１２０の頂点は、丸みを帯びており、これはシャフト２４のノッチ１２２の同様に丸みのある部分と相互作用する。適切な機能のために、シャフトのノッチ１２２は、ピボットベアリング１２０と相補的な形状を含むように設計または構成される。シャフトはピボットベアリングよりもわずかに大きな曲率半径を持つ。最終的な半径寸法は、ピボットベアリングおよびシャフトの特定の材料の強度に依存する。この形状は、限定された角運動でほぼ安定した運動中心を提供する。ベアリング予荷重からの摩擦は、過大な荷重に対する形状の制限と組み合わされた横方向（side-to-side）の安定性を提供する。なお、図５は、ピボットベアリング１２０およびノッチ１２２が一定の曲率を有するものとして描写しているが、他の曲率プロファイルも可能である。例えば、ピボットベアリング１２０及び／又はノッチ１２２は、撓み性および漸進性の両方の変化する曲率を含むことができ、これは、用途においてより良好な動的安定性を提供し得る。
【００３４】
一実施形態によれば、ピボットベアリングは、5度の角振動で最小のシフトで仮想中心を提供するように自己センタリングすることができる。ピボットベアリングは、好ましくは低摩擦であるが、通常の使用条件では滑りを示さない。圧縮応力は、駆動シャフトのこれらの部分に利用される材料の材料疲労応力レベルよりも低くなければならない。さらに、ピボットベアリングは、落下または他のユーザの乱用中の損傷を防ぐために、十分に頑強でなければならない。
【００３５】
ピボットベアリング１２０と同様に、シャフトノッチ１２２は、様々な形状をとることができる。図３では、シャフトノッチは、一般的に、三角形である。図５では、シャフトノッチは、一般的に湾曲している。図６Ａ乃至図６Ｃによれば、シャフトノッチ１２２は、様々な形状をとることができる。図６Ａでは、シャフトノッチ１２２は、ピボットベアリング１２０の頂点と相互作用するノッチの中心にピークを有する。図６Ｂでは、シャフトノッチ１２２は、ピボットベアリング１２０の頂点と相互作用するノッチの中心に谷を有する。図６Ｃでは、シャフトノッチ１２２は、ピボットベアリング１２０の頂部と相互作用するノッチの中心に平坦領域を含む。多くの他の形状および構成が可能である。各形状は、摩擦、音、安定性、及び／又は性能に対して異なる効果を有することができる。これらは、使用される材料、負担される荷重、必要な動作範囲、及び／又は、コストに基づいて選択される。
【００３６】
図７Ａ及び図７Ｂによれば、これらの構成ではピボットベアリングクリップである、シャフト２４およびピボットベアリング１２０の他の２つの実施形態が示されている。シャフトは、ピボットベアリング１２０がその中に位置決めされるノッチ１２２を含む。ピボットベアリングは、装置または駆動アセンブリの他の部分と係合する２つのアーム１２０ａ及び１２０ｂを有する。例えば、図７Ｂでは、ピボットベアリング１２０のアームは、シャフト２４の少なくとも一部を囲むフレーム１６０と係合する。ピボットベアリングクリップ１２０のサイドアーム１２０ａ及び１２０ｂの長さは、安定性および柔軟性の要件を満たすように調整されてもよい。したがって、ピボットベアリングクリップが取り付けられるフレーム１６０は、剛性、信頼性、および組立の容易性の要件を満たすように調整されてもよい。
【００３７】
図８及び図９によれば、一実施形態では、シャフト２４、モータまたはドライブ１３０、および、２つのピボットフレーム１７０ａ，１７０ｂを有する駆動トレインアセンブリ２２が示されている。図９は、図８に示す組み立てられた駆動トレインアセンブリ２００の構成部品の概略図である。この実施形態によれば、シャフト２４は、シャフトをその中心軸の周りに拘束する６つのピボットベアリングクリップ１２０を有する。６つのピボットベアリングクリップ１２０の各々は、その頂点において、シャフト２４に形成されたノッチ１２２と係合する。６つのピボットベアリングクリップ１２０は、鋼から打ち抜きされ、適切な形状に曲げられ得る。シャフトがその中心軸の周りを回転するとき、シャフトの正確な中心軸は運動しないラインである。ピボットベアリングクリップ１２０は、全ての半径方向の力をシャフトの中心軸上の小さな表面領域に集中させるので、摩擦は非常に低く、このサスペンション方法は非常に効率的である。この実施形態によれば、シャフトは、その中心軸を露出させる６つのノッチを有し、いずれかの端部に３つのノッチを有する。いずれかの端部の３つのノッチは、例えば互いに約１２０度ずれていてもよい。ノッチ１２２は、ピボットベアリングクリップ１２０の頂点を受け入れ、設計された回転運動範囲を可能にするのに十分に大きい。これらのノッチを大きくすることによってシャフトの曲げ強度が低下するため、そのサイズは制限されるべきである。
【００３８】
一実施形態によれば、シャフト２４は、他の金属も可能であるが、鋼のような硬く剛性の材料であってもよい。ノッチを形成するように機械加工された丸い円筒として始まり、または必要な接触面を得るために曲げられ形成された任意の形状の断面のバーとして始まることができる。シャフトは、成形または鍛造によって形成され、そのまま使用されてもよく、必要な寸法精度を達成するように機械加工されてもよい。ノッチは、２つのステップで機械加工されてもよく、第１のステップは、粗い研削操作であり、続いてシャフトの中心軸を露出させる精密な形状を形成するEDM要素である。例えば、鋼は迅速に機械加工され、次に正確な寸法を保持して硬化される。シャフト２４およびシャフトノッチ１２２を製造する他の方法も可能である。
【００３９】
一実施形態によれば、駆動トレインアセンブリ２２の設計は、３０度（±１５度）までの回転運動のために静かで低摩擦のサスペンションが必要とされる振動機械の動作に理想的である。回転がより小さい値に制限されると、摩擦が小さくなり、より大きな回転はサスペンション要素とシャフトとの間の接線方向の力を加え、摩擦および摩耗の可能性がある。１又は複数のサスペンション要素における回転コンプライアンスのごく少量は、シャフトに対するこのような摩擦および摩耗の仲介手段である。一実施形態によれば、一貫して静粛な動作を保証するために、１又は複数のベアリングは、シャフトに対して一定の接触を保証する半径方向に可撓性の構成要素を有してもよい。
【００４０】
一実施形態によれば、２つのピボットフレーム１７０ａ，１７０ｂは、装置内に静止しており、シャフトノッチ１２２と相互作用するために、６つのピボットベアリングクリップ１２０を定位置に固定する。ピボットフレームは、射出成形することができ、またはスタンピングされた鋼の積み重ねられた積層から構成することができる。例えば、図１０に示されるように、６つのピボットベアリングクリップ１２０はピボットフレームのノッチ１２３に挿入され、クリップ１２０の頂点をシャフト２４のノッチ１２２に位置決めする。また、図８乃至図１０は、６つのピボットベアリングクリップ１２０を示しているが、他の数のピボットベアリングも可能である。例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、７つ、８つ、または多種多様な他の数のピボットベアリングクリップ１２０が存在してもよい。
【００４１】
一実施形態によれば、ピボットフレーム１７０は、多くの方法で製造することができる。例えば、各端部において、２つのベアリングをフレーム内の剛性フィーチャとして一体化することができる。シャフトは、フレーム上の２つの剛性ピボット点に０°及び１２０°の角度で当接し、第３の接触点は２４０°に位置する可撓性サスペンション要素である。これにより、可動／可撓性部品の数が減少し、製造の一貫性が向上する。ノッチが、ノッチ間の分岐角に垂直な半径方向の進入角でサスペンション要素の進入を可能にするような方法で形成されるとき、アセンブリをさらに単純化することができる。フレームを成形するために、成形工具は、サスペンション要素のための通過特徴部を形成するために半径方向に深く入り込むように成形されてもよい。
【００４２】
図１１は、図１０における軸B／Bに沿ったピボットフレーム１７０ａの断面図である。シャフトのこの端部にある３つのピボットベアリングクリップ１２０が挿入され、各ベアリングの頂点が、シャフトが配置されるフレームの中心空間内に延びている。各頂部は、この領域のシャフトのノッチ１２２内に延びている。力線図に示すように、３つのベアリングを組み合わせることにより、シャフト２４に適切な力が働いて適切に位置決めされ、容易にかつノイズのない状態で振動することが可能になる。
【００４３】
ピボットフレームは、多くの形状及び構成を取ることができる。図１２は、一実施形態における、ピボットフレーム１７０の同様の断面である。この実施形態によれば、ピボットフレームは、この実施形態では、頂点の反対側のピボットベアリング１２０の端部にまたはその直上に配置された隆起部または棚部であるロック機構１２４を備えることができる。これにより、ピボットベアリング１２０の頂点がシャフト２４のノッチ１２２内に適切に位置決めされ、相互作用するように、ピボットベアリング１２０が所定の位置にロックされる。
【００４４】
ピボットフレーム１７０の他の構成が図１３に示されている。この実施形態によれば、各ピボットフレーム１７０は、複数のピボットフレーム板１８０からなり、その各々又は幾つかは、ピボットベアリングのための１又は複数のノッチ１２３の一部を有する。この特定の実施形態では、２つのピボットフレーム板１８０が、ピボットベアリング１２０のための適切な幅を有するノッチ１２３をともに形成する。複数のピボットフレーム板１８０は、例えば、他の多くの方法の中で、１又は複数のピボットフレームピン１８２によって一緒に保持され得る。
【００４５】
別の実施形態によれば、駆動シャフトアセンブリは、磁力をピボットベアリングと組み合わせて、シャフト２４を整列（位置合わせ）させることができる。図１４によれば、一実施形態では、駆動シャフトアセンブリ２２がある。駆動シャフトアセンブリは、シャフト２４、モータまたはドライブ１３０、および、ピボットベアリング１２０のためのノッチ１２３を有する２つのピボットフレーム１７０ａ，１７０ｂを備える。他の実施形態とは対照的に、駆動シャフトアセンブリ２２は、４つのピボットベアリングクリップに作用する力に対抗する内部磁力を有する。図示の実施形態では、図１５に示されるように、２つがそれぞれおよそ１２０度オフセットされている。ピボットフレームの２つのノッチ１２３の各々は、互いから１２０°の半径方向の力を拘束するが、コア材料のオフセットによりモータの内部に発生する磁力から再び１２０°だけオフセットされた第３の方向の力が生じる。この第３の力は、その動作負荷全体にわたってシャフト位置を維持し、シナリオを使用するのに十分強い。一実施形態によれば、フレームの内径は、モータの損傷を防止するために半径方向移動に対してハードストップを提供するように選択される。
【００４６】
本明細書に記載されているか、さもなければ想定されている駆動シャフトアセンブリは、複数の異なる方法で製造および組み立てることができる。例えば、シャフト２４は機械加工され、シャフトベアリングポケットが回転軸に機械加工される。この実施形態によれば、このようなシャフトの真円度は、ベアリング目的のためにもはや必要とされず、コストをさらに低減する可能性がある。また、シャフト２４は、ベアリング面のための局所的な精密な境界面を有するスタンピング及び／又は冷間成形された鉄を有することができる。
【００４７】
ピボットベアリング１２０は、モールドエンドキャップにスタンピングされ、一体化されるか、またはエンドキャップ内で焼結され一体化される。別の実施形態によれば、ピボットベアリングは、冷間成形された黄銅または青銅である。ピボットベアリングは、他の多くのタイプのプラスチックまたはポリマーの中でもPTFE充填POMのようなプラスチックとすることができる。
【００４８】
一実施形態によれば、本明細書に記載されているか、さもなければ想定されている駆動シャフトアセンブリは、以下のステップにより組み立てることができる。まず、部品を製造する。次に、モータエンドキャップがシャフトアセンブリ上にスライドする。次に、エンドキャップのノッチにそれらをスナップ留めするなどして、ベアリングを位置決めする。モータエンクロージャはシャフトの周りに配置され、予荷重（プリロード）を付与する。一実施形態によれば、モータエンクロージャは２つの異なる半体であり、これらの半分は溶接されるか、または一緒に接続され、及び／又は、エンドキャップに接続されて駆動トレインアセンブリを形成する。なお、他の多くの組み立て方法が可能である。
【００４９】
本明細書で定義され使用されている全ての定義は、辞書定義、参照により組み込まれた文献の定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味を制御すると理解されるべきである。
【００５０】
本明細書及び特許請求の範囲において使用される単数形は、明確に反対の指示がない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されるべきである。
【００５１】
本明細書及び特許請求の範囲において使用される語句"及び／又は"は、そのように結合された複数の要素の"いずれか又は両方"、即ち、或る幾つかの場合には接続的に存在し、他の場合には分離的に存在する複数の要素を意味すると理解されるべきである。"及び／又は"と共に記載されている複数の要素は、同じ様式で、即ち、そのように結合された複数の要素のうちの"一つ又はそれ以上"と解釈されるべきである。他の複数の要素は、任意的に、「及び／又は」節によって具体的に特定された複数の要素以外に存在してもよく、それら具体的に特定された複数の要素と関連していても関連していなくてもよい。
【００５２】
本明細書及び特許請求の範囲において使用される"又は"は、上述の"及び／又は"と同じ意味を有するものと理解されるべきである。例えば、あるリスト内の複数の項目を分離させた場合に、"又は"又は"及び／又は"は包括的である、即ち、１又は複数の要素のリストのうちの少なくとも一つ（ただし一つよりも多くも含む）を含み、そして任意的に、追加的なリストにない複数の項目を含むものと解釈されるものとする。明確に反対の指示をする用語、例えば"一つのみ"又は"厳密に一つの"又は特許請求の範囲において使用される場合の"から成る"のみが、数又は複数の要素のリストのうちの厳密に１の要素を含むことを参照することができる。概して、本明細書において使用される"又は"は、例えば"〜のいずれか"、"〜のうちの一方"、"〜の一つのみ"、又は、"厳密に一つの"を伴う場合にのみ、排他的な代替手段（即ち、"一方又は他方であり、両方ではない"）を示すと解釈されるものとする。
【００５３】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、１つ以上の要素を含むリストを参照した際の「少なくとも１つ」との表現は、要素のリストにおける任意の１つ以上の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素のリストに具体的に列挙された各要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。この定義は、「少なくとも１つの」との表現が指す要素のリストの中で具体的に特定された要素以外の要素が、それが具体的に特定された要素に関係していても関連していなくても、任意選択的に存在してもよいことを可能にする。
【００５４】
また、反対の意味で明確に示されなければ、２以上のステップ又は動作を含む請求項中の任意の方法において、方法のステップ又は動作の順序は、記載の方法のステップ又は動作の順序に必ずしも限定されない。
【００５５】
明細書と同様に、請求項中、「有する」、「含む」、「運ぶ」、「持つ」、「包含する」、「取り込む」、「保持する」、「構成される」などの移行句は、オープンエンドである、即ち、含むが、これらに限定されないものとして理解されるべきである。「〜からなる」及び「実質的に〜からなる」という移行句のみが、それぞれ、クローズド又はセミクローズド移行句であるべきである。
【００５６】
本明細書では多様な実施形態が記載及び図示されたが、当業者は、本明細書に説明される機能を実行するための、並びに／又は、本明細書に説明される結果、及び／若しくは、１つ以上の利点を得るための他の多様な手段及び／若しくは構造を容易に想像し、かかる変形例及び／又は改変例は、本明細書で説明される発明の実施形態の範囲内に含まれると見なされる。より一般的には、当業者は、本明細書に説明される全てのパラメータ、寸法、材料、及び、構成の全ては例であり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は、構成は、本発明の教示が使用される具体的な用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験より多くを要することなく、本明細書に説明される本発明の具体的な実施形態の多数の均等物を認識又は確認することができるであろう。よって、上記の実施形態はあくまで例として提示され、本発明の実施形態は、特許請求の範囲及び均等物の範囲内において、具体的に説明及び請求されたものとは異なる態様又は方法で実施することができる。本開示の発明の実施形態は、本明細書に説明される個々の特徴、システム、物品、材料、キット（道具）、及び／又は、方法に向けられる。また、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は、方法が互いに矛盾しない場合、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は、方法のうちの２つ以上の任意の組み合わせは本開示の発明の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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