(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンドル部を全長にわたって細く構成可能で、しかも簡単な構成により、充電効率を低下させることなく、ハンドル部の下端部或いはその付近まで金属製の外装ケースを配置可能となし、意匠性及び防水性を向上できるとともに、色合わせのための品質管理を省略し得る電動歯ブラシを提供する。【解決手段】非接触型の充電器６０にセットすることで、充電器６０の一次コイル６１に対して、ハンドル部に設けられた二次コイル１２を電磁誘導結合可能となした電動歯ブラシにおいて、ハンドル部は、非磁性材料を用いてなる、両端を有する金属製筒状の外装ケース１３と、外装ケース１３の下端部の内側に配置された二次コイル１２と、二次コイル１２の外周部を取り囲むように、外装ケース１３と二次コイル１２間に設けられた、強磁性材料を用いてなる磁性部材１８とを備えた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル部とブラシ部とを有し、非接触型の充電器にセットすることで、前記充電器の一次コイルに対して、前記ハンドル部に設けられた二次コイルを電磁誘導結合可能となした電動歯ブラシにおいて、
前記ハンドル部は、
非磁性材料を用いてなる、両端を有する金属製筒状の外装ケースと、
前記外装ケースの前記ブラシ部とは反対側の第１端部の内側に配置された前記二次コイルと、
前記二次コイルの外周部を取り囲むように、前記外装ケースと前記二次コイル間に設けられた、強磁性材料を用いてなる磁性部材と、
を備えたことを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
前記外装ケースの最大外径が８ｍｍ以上１８ｍｍ以下に設定されている請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
前記磁性部材が、強磁性材料と合成樹脂材料とを用いてなる磁性シートで構成されている請求項１又は２記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
前記磁性部材が、前記二次コイルの外側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けられている請求項１〜３のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
前記磁性部材が、前記外装ケースの内側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けられている請求項１〜４のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
前記外装ケースの第１端部の開口を閉塞する、磁束を透過可能な合成樹脂材料を用いてなる蓋部材が設けられている請求項１〜５のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
前記蓋部材に前記外装ケースに内嵌される内嵌筒部が設けられ、前記外装ケースの第１端部の内周面と、前記蓋部材の前記内嵌筒部の外周面間にシールリングが設けられ、前記内嵌筒部の内側に前記磁性部材が設けられている請求項６記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
前記蓋部材が、前記外装ケースの第１端部から０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下だけ外方へ突出されている請求項６又は７記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
前記ハンドル部に、前記ブラシ部を振動させる振動発生部が組み込まれている請求項１〜８のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製筒状の外装ケースを備えた電動歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動歯ブラシとして、モータの回転運動をブラシ部の往復直線運動に変換する変換手段を備えた直線運動タイプ、モータの回転運動をブラシ部の往復反転運動に変換する変換手段を備えた反転運動タイプ、リニアアクチュエータによりブラシ部を直接的に往復振動させるリニア振動タイプ、モータにより錘型ムーブメントを回転させてブラシ部を間接的に振動させる錘回転振動タイプ、リニアアクチュエータにより錘型ムーブメントを往復運動させてブラシ部を間接的に振動させる錘リニア振動タイプなどが広く採用されている。
【０００３】
また、電動歯ブラシとして、非接触型の充電器に対して電動歯ブラシを縦向きにセットして、充電器に設けた一次コイルと、電動歯ブラシの下端部内に設けた二次コイルとを電磁誘導結合させることによって、電動歯ブラシに内装した二次電池を充電するように構成したものが種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、電動歯ブラシとして、ハンドル部と、ハンドル部に着脱自在に取り付けられる替えブラシとを備え、ハンドル部の外装ケースをアルミニウムやその合金などの金属材料で構成するとともに、替えブラシを振動させる振動発生部として、錘回転振動タイプや錘リニア振動タイプなどの錘振動タイプの振動発生部を設けることで、持ち手としてのハンドル部を細く構成して、電動歯ブラシの操作性及び意匠性を向上するとともに、ハンドル部の太さを手動歯ブラシのハンドル部と同様の太さまで細くして、電動歯ブラシでありながら、手動によるブラッシング操作の操作性を十分に確保することで、手動によるブラッシング操作を電動により助勢可能となし、全体として十分なブラッシング力を確保できるように構成したものも提案されている。（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０４４４号公報
【特許文献２】特許第６２１７８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記直線運動タイプ、反転運動タイプ、リニア振動タイプの電動歯ブラシは、電動によるブラッシング力を強くできるが、構造が複雑でハンドル部がどうしても太くなったり、歯ブラシが重くなったりする。特に、複数の振動モードを有する場合、スイッチ部の構造も複雑になり、かつスイッチは歯ブラシを握った状態で操作することからハンドル部の円周部に設置しなければならないことから、ハンドル部はより一層太くなり、歯ブラシも更に重くなる恐れがある。ハンドル部が太くなったり、重くなると、手の小さい子供や女性、握力が弱かったり持続力に乏しい子供や老齢者、病人においては、しっかりと歯ブラシを握り続けることが難しくなることから、十分な歯磨き時間を確保できず、歯磨きしたにもかかわらず不十分な口腔清掃状態となる恐れがあり好ましくない。
【０００７】
一方、手動歯ブラシでは、歯ブラシの清掃性は、フィラメントの毛先が歯面等の表面を往復する際の物理力に大きな影響を受ける。このため、効率良く清掃するためには、清掃したい部分で毛先を往復動させることが好ましいが、そのためには適切なブラッシング技術を体得する必要がある。しかし、実際には利用者の好みに応じた我流のブラッシング法でブラッシングしている人が多く、過度に力を加えたブラッシングや、長時間のブラッシングを行い続けると、歯牙や歯肉を削り取るという問題がある。また、適切なブラッシング技術を体得していないと、十分な口腔清掃を得るためには、より長い時間をかけてブラッシングする必要が生じるが、子供や高齢者、病人、妊婦など歯磨きのために口を長く開け続けることができない人では十分な口腔清掃を行なえない恐れがある。さらに、子供やセルフケアが困難な高齢者や病人においては、自己又は介助者による口腔清掃において、より一層高度なブラッシング技術が必要となるが、その技術を会得している人が多くないことから、子供やセルフケアが困難な高齢者や病人においては、口腔清掃が不完全になり易い恐れが高い。口腔清掃が不十分だと、齲蝕や歯周病などの疾患を引き起こすだけでなく、誤嚥性肺炎や早期流産などの全身疾患等の原因の一つにもなることが知られており、特に要介護者や高齢者、妊婦において短時間に十分な口腔清掃を行なうことが大きな課題となっている。
【０００８】
ところで、電動歯ブラシにおいて、ブラシ部（フィラメントを植毛している部分）を上下運動や回転運動させるなど大きく動かそうとすると、モータの回転動力を物理的に直接ブラシ部に伝えるための機構部分を設ける必要が生じ、また駆動させるための運動エネルギーが必要であることから、モータの小型化には限界があることなどから、ハンドル部を含む歯ブラシ本体を細くすることが十分にできなかった。一方、回転モータにより錘型ムーブメントを回転させる錘回転振動タイプや、リニアモータにより錘型ムーブメントを往復運動させることで歯ブラシ全体に振動を与える錘リニア振動タイプなどの錘振動タイプの電動歯ブラシは、構造が簡単なのでハンドル部を細く、お洒落に構成でき、しかもハンドバックやポシェットなどに収納可能なことから、最近若い女性の間で普及しつつある。しかし、この錘振動タイプの電動歯ブラシは、錘型ムーブメントの回転や往復運動に伴う重心の変動をブラシ部に伝達することで機械的な清掃力を得るものであるから、モータ駆動部と物理的に結合し歯ブラシヘッド部を運動させる一般的な電動歯ブラシと比較すると、格段にブラシ部に与えられる運動エネルギーが小さく、十分な清掃力を得るには不十分となる。
【０００９】
このような状況に鑑みて、本願発明者は、錘振動タイプのように、ハンドル部を細くできるが、弱いブラッシング力しか得られない電動歯ブラシにおいては、手動歯ブラシのハンドル部と同様の太さまで細くすることで、電動歯ブラシでありながら、手動によるブラッシング操作の操作性を十分に確保することで、手動によるブラッシング操作を基本として清掃作業を行い、手動によるブラッシング操作だけでは十分な清掃性が得られない場合に、電動により助勢することで、全体として十分なブラッシング力を確保できるとの発想を得て、特許文献２において、手動によるブラッシングを電動にて助勢可能な電動歯ブラシを提案した。
【００１０】
また、持ち手としてのハンドル部の外装ケースは、通常、安価に製作可能で、しかも設計自由度が高いことから、合成樹脂材料で構成されている。しかし、合成樹脂材料で外装ケースを構成すると強度剛性を十分に確保するため、ハンドル部がどうしても太くなるという問題があるので、特許文献２記載の電動歯ブラシでは、外装ケースを金属材料で構成することで、外装ケースの強度剛性を高めて、ハンドル部を細く構成した。
【００１１】
ところで、特許文献１記載のように、充電器に対して電動歯ブラシを縦向きにセットして充電するように構成した電動歯ブラシにおいて、電動歯ブラシの外装ケースをアルミニウム合金などの導電性を有する金属材料で構成するとともに、該外装ケースを電動歯ブラシの下端部まで設けると、充電器の一次コイルにより形成される磁束により外装ケースの下端部に渦電流が発生して、充電効率が大幅に低下し、非接触充電が困難になるという問題がある。このため、前記特許文献２記載の発明では、このような渦電流の発生を防止するため、外装ケースの下端開口を閉塞する合成樹脂製の蓋部材に、外装ケースよりも下方へ突出する突出部を設け、該突出部に二次コイルを組み込んで、外装ケースの下端部に渦電流が発生しないように構成している。
【００１２】
しかし、特許文献２記載の電動歯ブラシでは、製造方法の全く異なる、金属製の外装ケースと合成樹脂製の蓋部材とを、別個に製作する必要があることから、電動歯ブラシの意匠性を向上するために、外装ケースと蓋部材との色調を統一する場合には、品質管理が大変煩雑になるという問題がある。また、特許文献２記載の発明では、電動歯ブラシを手動歯ブラシと同様に長さ方向に小型に構成すると、ハンドル部を手で保持したときに、蓋部材に指が掛かることがあり、この状態でフラッシングを行うと、蓋部材に対して外装ケースの下端を中心とした曲げ力が作用して、蓋部材と外装ケース間における防水性が低下するという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ハンドル部を全長にわたって細く構成可能で、しかも簡単な構成により、充電効率を低下させることなく、ハンドル部の下端部或いはその付近まで金属製の外装ケースを配置可能となし、意匠性及び防水性を向上できるとともに、色合わせのための品質管理を省略し得る電動歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）  ハンドル部とブラシ部とを有し、非接触型の充電器にセットすることで、前記充電器の一次コイルに対して、前記ハンドル部に設けられた二次コイルを電磁誘導結合可能となした電動歯ブラシにおいて、前記ハンドル部は、非磁性材料を用いてなる、両端を有する金属製筒状の外装ケースと、前記外装ケースの前記ブラシ部とは反対側の第１端部の内側に配置された前記二次コイルと、前記二次コイルの外周部を取り囲むように、前記外装ケースと前記二次コイル間に設けられた、強磁性材料を用いてなる磁性部材と、を備えたことを特徴とする電動歯ブラシ。
【００１５】
この電動歯ブラシでは、外装ケースを金属材料で構成しているので、合成樹脂材料で構成する場合と比較して、ハンドル部を全長にわたって細く構成することが可能となり、電動歯ブラシの操作性及び意匠性を向上できる。
【００１６】
また、この電動歯ブラシでは、非磁性材料を用いてなる外装ケースの第１端部の内側に二次コイルが配置されている。このため、電動歯ブラシを充電器にセットして充電する際に、外装ケースの第１端部に渦電流が発生し、充電効率が大幅に低下することが懸念される。しかし、この電動歯ブラシでは、二次コイルの外周部を取り囲むように、外装ケースと二次コイル間に強磁性材料を用いてなる磁性部材を設けているので、充電器の一次コイルにより形成される磁束は、磁性部材及びその付近を通って二次コイルの外周側を通過することになり、外装ケースに渦電流が形成されることが防止される。つまり、本発明の電動歯ブラシでは、二次コイルの外周部を取り囲むように磁性部材を設けるという簡単な構成により、充電効率を低下させることなく、外装ケースをハンドル部の第１端部まで設けることができる。このため、特許文献２記載の電動歯ブラシとは異なり、金属製の外装ケースと合成樹脂製の蓋部材との色調を調整するための品質管理が不要となること、ハンドル部の全長或いは略全長にわたって外装ケースを設けることができるので、電動歯ブラシの意匠性を向上できること、ハンドル部を長さ方向に小型に構成した場合であっても、外装ケースの第１端部を閉塞する蓋部材に指が掛かることを防止して、ブラッシング時における防水性の低下を確実に防止できること、などの効果が得られる。
【００１７】
（２）  前記外装ケースの最大外径が８ｍｍ以上１８ｍｍ以下に設定されている前記（１）記載の電動歯ブラシ。この場合には、外装ケースの最大外径を８ｍｍ以上１８ｍｍ以下に設定することで、ハンドル部の太さを手動歯ブラシのハンドル部と同様の太さまで細くして、手動によりブラッシング操作した場合における、操作性を向上できる。
【００１８】
（３）  前記磁性部材が、強磁性材料と合成樹脂材料とを用いてなる磁性シートで構成されている前記(１)又は（２）記載の電動歯ブラシ。磁性部材は、例えば強磁性材料と合成樹脂材料とを用いた円筒状の成形品で構成することもできるが、磁性シートを筒状に丸めて構成すると、磁性部材の製作コストを安くできるので好ましい。
【００１９】
（４）  前記磁性部材が、前記二次コイルの外側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けられている前記（１）〜（３）のいずれかに記載の電動歯ブラシ。このように構成することで、二次コイルと磁性部材との間隔を十分に確保して、充電効率を十分に確保できる。
【００２０】
（５）  前記磁性部材が、前記外装ケースの内側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けられている前記（１）〜（４）のいずれかに記載の電動歯ブラシ。磁性部材は、充電効率を高めるため、できるだけ大径に構成することが好ましいが、外装ケースに接近させ過ぎると、磁性部材から外装ケースへの伝熱を遮断できないので、本発明のように、磁性部材と外装ケース間に０．５ｍｍ以上の間隔を設けて、充電時における磁性部材から外装ケースへの伝熱を遮断し、外装ケースが熱くなることを防止することが好ましい。
【００２１】
（６）  前記外装ケースの第１端部の開口を閉塞する、磁束を透過可能な合成樹脂材料を用いてなる蓋部材が設けられている前記（１）〜（５）のいずれかに記載の電動歯ブラシ。このように構成することで、充電効率を低下させることなく、外装ケースの第１端部を閉塞できる。
【００２２】
（７）  前記蓋部材に前記外装ケースに内嵌される内嵌筒部が設けられ、前記外装ケースの第１端部の内周面と、前記蓋部材の前記内嵌筒部の外周面間にシールリングが設けられ、前記内嵌筒部の内側に前記磁性部材が設けられている前記（６）記載の電動歯ブラシ。このように構成することで、外装ケースに磁性部材を内装しつつ、外装ケースと蓋部材間におけるシール性を十分に確保できる。また、充電時、磁性部材は発熱するが、蓋部材の内嵌筒部とシールリングとで、磁性部材から金属製の外装ケースへの伝熱が遮断されるので、外装ケースが熱くなることを防止できる。
【００２３】
（８）  前記蓋部材が、前記外装ケースの第１端部から０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下だけ外方へ突出されている前記（６）又は（７）記載の電動歯ブラシ。電動歯ブラシの意匠性を考慮すると、蓋部材は外装ケースの第１端部から外方へ突出しないように設けることが好ましいが、充電効率を考慮すると、蓋部材を外方へ突出させて、二次コイルをできるだけ外装ケースの外部に配置させることが好ましい。一方、電動歯ブラシは、使用時にはブラシ部を口腔内に挿入して使用するので、通常の使用形態では斜め上側から目視することになり、また充電時には、充電器に下部を嵌合させて充電する関係上、外装ケースの下部は目視することはできない状態となる。本発明では、蓋部材を外装ケースの第１端部から０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下だけ外方へ突出させることで、通常の使用形態では、蓋部材が目視されないようにして、蓋部材が外部に露出することによる意匠性の低下を防止しつつ、外装ケースにおける渦電流の発生を極力少なくして、充電効率を向上できる。また、電動歯ブラシを充電器にセットしたときに、外装ケースの第１端部と、充電器における電動歯ブラシの載置面間に隙間が形成されるので、充電時における充電器からの伝熱で外装ケースが熱くなることを防止できる。
【００２４】
（９）  前記ハンドル部に、前記替えブラシを振動させる振動発生部が組み込まれている前記（１）〜（８）のいずれかに記載の電動歯ブラシ。本発明に係る電動歯ブラシは、直線運動タイプ、反転運動タイプ、リニア振動タイプなどの電動歯ブラシに対しても適用できるが、モータと、該モータにより偏心回転する錘型ムーブメントとを備えた錘回転振動タイプの電動歯ブラシや、リニアアクチュエータと、該リニアアクチュエータにより往復運動する錘型ムーブメントとを備え、ケーシングに伝達される振動をブラシ部に伝達するように構成した錘リニア振動タイプの電動歯ブラシに好適である。つまり、錘回転振動タイプや錘リニア振動タイプの電動歯ブラシは、歯ブラシ本体に対しても振動が伝達されるので、ブラシ部の振動がどうしても弱くなるが、モータやリニアアクチュエータとして小型なものを採用できるので、電動歯ブラシのハンドル部を細く構成し、手動によるブラッシング操作に適した電動歯ブラシを実現できるので好ましい。具体的には、錘回転振動タイプや錘リニア振動タイプの電動歯ブラシを採用することで、前記ハンドル部の外径を８ｍｍ以上１８ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以上１５ｍｍ以下、さらに好ましくは８ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定することができる。そして、このようにハンドル部の太さを手動歯ブラシのハンドル部と同様の太さまで細くできるので、電動歯ブラシでありながら、手動によるブラッシング操作の操作性を十分に確保することが可能となり、手動によるブラッシング操作を基本として清掃作業を行い、手動によるブラッシング操作だけでは十分な清掃性が得られない場合に、電動により助勢することで、全体として十分なブラッシング力を確保できるように構成でき、手の小さい子供や女性、握力が弱かったり持続力が乏しかったりする子供や老齢者、病人においても、握り易く、操作し易く、しかもブラッシング性能に優れた電動歯ブラシを実現できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電動歯ブラシによれば、ハンドル部を全長にわたって細く構成することが可能となり、電動歯ブラシの操作性及び意匠性を向上できる。また、二次コイルの外周部を取り囲むように磁性部材を設けるという簡単な構成により、充電効率を低下させることなく、外装ケースをハンドル部の第１端部まで設けることができる。このため、金属製の外装ケースと合成樹脂製の蓋部材との色調を調整するための品質管理が不要となること、ハンドル部の全長或いは略全長にわたって外装ケースを設けることができるので、電動歯ブラシの意匠性を向上できること、ハンドル部を長さ方向に小型に構成した場合であっても、外装ケースの第１端部を閉塞する蓋部材に指が掛かることを防止して、ブラッシング時における防水性の低下を確実に防止できること、などの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の電動歯ブラシとそれを充電するための充電器の斜視図である。
【図２】図２は、図１のII-II線断面図である。
【図３】図３は、同電動歯ブラシのハンドル部の上部の拡大縦断面図である。
【図４】図４は、同電動歯ブラシのハンドル部の下部の拡大縦断面図である。
【図５】図５は、他の構成の下部プラグを備えた電動歯ブラシのハンドル部の下部の拡大縦断面図である。
【図６】図６は、他の構成の振動発生手段の正面図である。
【図７】図７は、充電時における磁束の形成状況を示す説明図である。
【図８】図８は、ケーシングの構成を変更した電動歯ブラシのハンドル部の上部の拡大縦断面図である。
【図９】図９は、同電動歯ブラシのハンドル部の下部の拡大縦断面図である。
【図１０】図１０は、下部プラグの底面と外装ケースの下端部を同一平面内に配置した場合における、磁性シートの巻径と、充電電圧の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、下部プラグの底面を外装ケースの下端部から１．５ｍｍだけ下方へ突出させた場合における、磁性シートの巻径と、充電電圧の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、替えブラシを上側にして電動歯ブラシを縦向きにした状態を基準に上下を定義して説明する。
【００２８】
図１〜図６に示すように、電動歯ブラシ１０は、持ち手としてのハンドル部１１と、ハンドル部１１に取付けた替えブラシ５０とを備え、電動歯ブラシ１０の下部を充電器６０の嵌合凹部６０ａに嵌合させて縦向きにセットすることで、充電器６０に設けた一次コイル６１とハンドル部１１に設けた二次コイル１２とを電磁誘導結合して、非接触充電可能に構成したものである。
【００２９】
替えブラシ５０は、上端部に植毛台５１を形成し、下端部に取付孔５２を形成した合成樹脂製の柄５３と、植毛台５１に複数の毛束５４を植設してなるブラシ部５５とを備え、ハンドル部１１の上端部に突出状に設けた取付軸２２を取付孔５２に嵌合させて、ハンドル部１１に対して着脱自在に取付可能となした周知の構成のものである。
【００３０】
替えブラシ５０の下端部内には取付孔５２を構成する弾性変形可能な半円筒状の１対の係止片５０ａが対面状に設けられ、取付軸２２の途中部には係合溝２２ａが形成され、替えブラシ５０は、係止片５０ａの下端部に設けた凸部５０ｂと係合溝２２ａとの係合により、ブラッシング操作程度の力では容易に脱落しないように着脱自在に構成されている。ただし、取付軸２２に対する替えブラシ５０の取付構造としては、周知の構成のものを採用でき、例えば替えブラシ５０の取付孔５２に取付軸２２を挿入した後、替えブラシ５０を一定角度回転させることで、取付軸２２に対して替えブラシ５０を連結できるように構成することもできる。
【００３１】
ハンドル部１１は、非磁性材料を用いてなる金属製筒状の外装ケース１３を有するケーシング１４と、ブラシ部５５を振動させる振動発生手段１５と、振動発生手段１５の電源としての二次電池１６と、二次電池１６への充電回路を設けた回路基板１７と、外装ケース１３の第１端部としての外装ケース１３の下端部の内側に配置した二次コイル１２と、二次コイル１２の外周部を取り囲むように、外装ケース１３と二次コイル１２間に設けた、強磁性材料を用いてなる磁性部材１８とを備えている。
【００３２】
ケーシング１４は、外装ケース１３と、外装ケース１３の上端部を閉塞する上部プラグ２０と、上部プラグ２０を外装ケース１３に固定する固定カバー２１と、外装ケース１３の下端部を閉塞する下部プラグ２４（これが蓋部材に相当する。）と、上部プラグ２０と下部プラグ２４とを連結する内側フレーム２６とを備えている。
【００３３】
外装ケース１３は、非磁性材料を用いた金属製の筒状部材で構成され、ハンドル部１１の上下方向の略全長にわたって設けられ、外装ケース１３の上端近傍部には上方へ向けて縮径するテーパ部１３ａが設けられ、外装ケース１３の上端部には外装ケース１３の途中部よりも小径の上端筒部１３ｂがテーパ部１３ａに連なって設けられている。
【００３４】
外装ケース１３は、導電性を有する金属製の非磁性材料で構成されており、電動歯ブラシ１０を極力軽量に構成するため、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金などの軽金属材料で構成でき、錆の発生を極力防止するためステンレスなどで構成することもできる。また、アルミニウム合金で構成する場合には、外面にアルマイト処理を施して意匠性や耐擦傷性や防錆性を向上することが好ましい。外装ケース１３の最大外径は、手動によりブラッシング操作した場合における操作性が十分に得られるように、８ｍｍ以上１８ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以上１５ｍｍ以下、さらに好ましくは８ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定することが好ましい。外装ケース１３の肉厚は、使用する金属材料にもよるが、例えばアルミニウム合金で構成する場合には、十分な強度剛性が得られるように０．１ｍｍ以上に設定することが好ましく、また軽量で且つ外径が極力小径となるように、１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。更に、外装ケース１３の外周面は、平滑面で構成することもできるが、滑り止め用の複数のディンプルなどを設けることもできる。更にまた、外装ケース１３は、全長にわたって略同径に構成することも可能であるが、上端部側へ行くにしたがって縮径するテーパ筒体で構成することも可能である。
【００３５】
外装ケース１３の上端部内には外装ケース１３の上端開口部を閉塞する上部プラグ２０が設けられ、上部プラグ２０の上部には外装ケース１３から上方へ突出する連結部２０ａが設けられている。外装ケース１３の上端部と上部プラグ２０とにわたって固定カバー２１が外嵌状に取り付けられ、固定カバー２１は上部プラグ２０の連結部２０ａに対して着脱可能に螺合されている。上部プラグ２０には替えブラシ５０が着脱自在に取り付けられる取付軸２２が固定カバー２１を挿通して上方へ突出状に固定されている。外装ケース１３内において上部プラグ２０の下部には外装ケース１３のテーパ部１３ａに液密状に圧接可能な環状のシールリング２３が外嵌固定され、上部プラグ２０は、固定カバー２１とシールリング２３間に外装ケース１３のテーパ部１３ａを保持することで、外装ケース１３に対して脱落不能に取り付けられている。なお、取付軸２２は、上部プラグ２０とは別部材で構成したが、取付軸２２と上部プラグ２０とを合成樹脂材料を用いてなる一体成形品で構成することもできる。
【００３６】
外装ケース１３の下端部には下部プラグ２４（これが蓋部材に相当する。）が内嵌状に設けられ、下部プラグ２４は、磁束を透過可能な合成樹脂材料を用いて、筒部２４ａと底部２４ｂとを有する有底円筒状に形成されている。下部プラグ２４の筒部２４ａの下部外周面には溝部２４ｃが形成され、溝部２４ｃ内には外装ケース１３の内面に圧接されるＯリングからなるシールリング２５が装着され、外装ケース１３の下端開口部は下部プラグ２４とシールリング２５とで液密状に閉塞されている。
【００３７】
下部プラグ２４の底部２４ｂは外装ケース１３よりも突出長さＹだけ下方へ突出状に形成され、電動歯ブラシ１０を充電器６０の嵌合凹部６０ａにセットしたときに、嵌合凹部６０ａの奥端面の載置面６０ｂと外装ケース１３間に隙間が形成されて、充電器６０からの伝熱により外装ケース１３が熱くなることが防止されるように構成されている。下部プラグ２４の突出長さＹは、任意に設定可能であるが、電動歯ブラシ１０を斜め上側から見たときに下部プラグ２４を目視できないようにして、電動歯ブラシ１０の意匠性を向上するため、２．０ｍｍ以下に設定することが好ましく、充電効率を向上するとともに、充電器６０からの伝熱を効果的に遮断できるように、０．５ｍｍ以上に設定することが好ましい。ただし、下部プラグ２４の底部２４ｂは外装ケース１３の下端部から下方へ突出させないように構成することも可能である。この場合には、充電器６０の載置面６０ｂにおける外装ケース１３に対面する位置に環状溝を形成して、外装ケース１３が充電器６０の載置面６０ｂに接触しないように構成することも可能である。
【００３８】
また、下部プラグ２４の底部２４ｂの外径Ｄ１は、外装ケース１３の内径Ｄ２と同じに設定することもできるが、電動歯ブラシ１０を斜め上側から見たときに下部プラグ２４をできるだけ目視できないようにするため、外径Ｄ１は内径Ｄ２よりも小径に構成することが好ましい。また、電動歯ブラシ１０を安定性良く縦向きに載置できるように、外径Ｄ１は内径Ｄ２の６０％以上９５％以下に設定することが好ましい。更に、図５に示すように、電動歯ブラシ１０を斜め上側から見たときに下部プラグ２４を極力目視できないように、底部２４ｂの外周部にテーパ面や円弧面からなる面取り面２７を形成したりすることもできる。
【００３９】
外装ケース１３の途中部内には内側フレーム２６が設けられ、下部プラグ２４は、内側フレーム２６を介して外装ケース１３から脱落しないように上部プラグ２０に連結されている。外装ケース１３には振動発生手段１５と二次電池１６とが上下に内装されとともに、振動発生手段１５及び二次電池１６と平行に回路基板１７が設けられ、振動発生手段１５と二次電池１６と回路基板１７とは内側フレーム２６を介して外装ケース１３にガタなく収容されている。
【００４０】
二次電池１６としては、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池が用いられ、外部の充電器６０に電動歯ブラシ１０をセットすることで、二次コイル１２により二次電池１６を充電できるように構成されている。
【００４１】
振動発生手段１５は、モータ３０と、モータ３０の回転軸３０ａの上端部に固定した錘ムーブメント３１とを有し、モータ３０により錘ムーブメント３１を偏心回転させることで、ケーシング１４の上部を振動させ、この振動を取付軸２２と柄５３を介してブラシ部５５に伝達するように構成したものである。ただし、図６に示すように、ハンドル部１１の長さ方向に往復直線運動する出力軸７０ａを有するリニアアクチュエータ７０と、該リニアアクチュエータ７０の出力軸７０ａの両端部に固定した錘ムーブメント７１とを備え、リニアアクチュエータ７０により錘ムーブメント７１を往復直線運動させて、ケーシング１４の上部に作用する振動をブラシ部５５に伝達するように構成した振動発生手段７２を用い、バス法によるブラッシング操作を助勢するように構成することもできる。なお、錘ムーブメント７１は出力軸７０ａの両端部に設けることもできるし、片側にのみ設けることもできる。更に、振動発生手段としては、ハンドル部１１を細く構成するため、振動発生手段１５、７２のように錘振動タイプを採用することが好ましいが、直線運動タイプ、反転運動タイプ、リニア振動タイプなどの振動発生手段を採用することも可能である。
【００４２】
下部プラグ２４の下部内には二次コイル１２を巻装した、磁束を透過可能な合成樹脂材料を用いてなるボビン３５が設けられ、ボビン３５は下部プラグ２４の底部２４ｂに固定されている。下部プラグ２４の筒部２４ａには強磁性材料を用いてなる円筒状の磁性部材１８が略隙間なく内嵌状に設けられ、磁性部材１８は二次コイル１２の外周を取り囲むように設けられている。
【００４３】
磁性部材１８は、強磁性材料を添加した合成樹脂材料をシート状に成形した磁性シートで構成され、この磁性シートを短冊状に裁断して、筒状に丸めて筒部２４ａに内嵌したものである。強磁性材料としては、鉄、コバルト、ニッケルやこれらの合金など、周知のものを採用できる。ただし、磁性部材１８としては、粉末状の強磁性材料を所望形状に成形して焼成したものを採用することもできるし、強磁性材料を添加した合成樹脂材料を、筒状に成形してなる成形品で構成することもできる。
【００４４】
磁性部材１８を構成する磁気シートの厚さは、任意に設定可能であるが、磁束漏れを防止するため、０．０２ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下に設定できる。磁性部材１８は、磁性シートを一重巻に丸めて筒状に構成することもできるし、多重巻に丸めて筒状に構成することもできる。
【００４５】
磁性部材１８を構成する磁気シートの巻径（外径）は、ハンドル部１１の最大直径を考慮して、１７ｍｍ以下に設定することになり、また後述するスイッチ構造４０の操作板４２の押し操作性を考慮して、６ｍｍ以上に設定できる。
【００４６】
磁性部材１８の軸方向の長さ（上下方向の長さ）は、二次コイル１２の外周面の少なくとも全体を囲繞可能な長さに設定されている。このように構成することで、充電時に、一次コイル６１の磁束の一部が外装ケース１３の下端部を通過することを防止して、外装ケース１３に渦電流が発生することを効果的に防止できる。
【００４７】
磁性部材１８と二次コイル１２間に形成される環状の間隔Ｇは、磁気回路を無理なく形成して、充電効率を高めるため、極力大きく設定することが好ましい。具体的には、磁性部材１８は、下部プラグ２４の筒部２４ａの内側に略隙間なく設けられ、間隔Ｇが０．５ｍｍ以上になるように構成されている。ただし、シールリング２５を二次コイル１２よりも上側に配置させて、下部プラグ２４の筒部２４ａの外周面に磁性部材１８を配置させ、間隔Ｇがより大きくなるように構成することも可能である。
【００４８】
磁性部材１８は、外装ケース１３の内側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けることができる。充電器６０の一次コイル６１の磁束を磁性部材１８へ効率良く通過させるため、磁性部材１８はできるだけ外装ケース１３に接近配置することが好ましいが、接近させ過ぎると、磁性部材１８から外装ケース１３への伝熱を遮断できないので、磁性部材１８は、外装ケース１３の内側に０．５ｍｍ以上の間隔をあけて設けることが好ましい。
【００４９】
電動歯ブラシ１０を充電器６０に縦向きにセットした状態で、電動歯ブラシ１０の二次コイル１２は充電器６０の一次コイル６１と同軸上に配置されるように構成され、一次コイル６１の外周面と内周面間の中心径は、二次コイル１２の外周面と内周面間の中心径と略同じ直径に構成され、一次コイル６１と二次コイル１２間における電磁誘導結合のロスが少なくなるように構成されている。
【００５０】
充電器６０は、一次コイル６１と、一次コイル６１へ交流電流を供給するための電源部６２とを備え、電源部６２により家庭用の交流電源を直流電流に整流して、これを所定の周波数の交流電流に変換し、この交流電流を一次コイル６１へ供給することで、一次コイル６１に交番磁束が発生するようになした周知の構成のものである。
【００５１】
電動歯ブラシ１０の回路基板１７には、二次コイル１２からの交流電流を整流する整流部と、二次電池１６の充電状態を検出する検出部と、充電中を表示するためのＬＥＤ３６などが設けられ、電動歯ブラシ１０を充電器６０にセットした際には、検出部により二次電池１６が満充填状態であるかを検出し、満充填状態でない場合には、一次コイル６１の交番磁束を受けて二次コイル１２に発生する交流を整流部により直流に変換し、二次電池１６を充電するとともにＬＥＤ３６を点灯させ、満充填状態の場合には、二次電池１６の充電を停止するとともにＬＥＤ３６を消灯させるようになした、周知の構成のものである。
【００５２】
振動発生手段１５を作動状態と停止状態とに切り換えるためのスイッチ構造４０について説明すると、回路基板１７の下端部には電源スイッチ４１が操作ボタン４１ａを下側へ向けて設けられ、下部プラグ２４の底部２４ｂには操作孔２７ｄが貫通状に形成されるとともに、操作孔２７ｄを閉塞するゴム板からなる操作板４２が設けられている。内側フレーム２６の下端部には二次コイル１２のボビン３５の上側に配置されるガイド部２６ａが設けれ、ボビン３５内には磁束を透過可能な合成樹脂材料を用いてなる操作部材４４が上下移動自在に設けられている。操作部材４４は、ボビン３５に内嵌する平板部４４ａと、平板部４４ａから上方へ延びるロッド部４４ｂとを備え、ロッド部４４ｂはガイド部２６ａを貫通して上方へ突出され、その上端部は操作ボタン４１ａに対面状に配置されている。平板部４４ａとガイド部２６ａ間には圧縮コイルバネからなるバネ部材４５が設けられ、操作部材４４はバネ部材４５により常時下方へ付勢されている。このスイッチ構造４０では、操作板４２を上側へ押し操作することで、バネ部材４５の付勢力に抗して操作部材４４が上方へ操作され、ロッド部４４ｂの上端部で操作ボタン４１ａが押し操作されることで、例えば１回押し操作すると振動発生手段１５が作動状態となり、もう１回押し操作すると振動発生手段１５が停止状態に切り換えるように構成されている。ただし、機械式のスイッチに代えてソフトスイッチを設けることもできる。例えば、加速度センサを設けて、加速度センサからの出力に基づいて、手動によるブラッシング操作を検出した際に、振動発生手段１５へ通電し、手動によるブラッシング操作が検出されなかったときに、振動発生手段１５への通電を遮断するように構成することもできる。
【００５３】
この電動歯ブラシ１０によれば、外装ケース１３を金属材料で構成しているので、合成樹脂材料で構成する場合と比較して、ハンドル部１１を細く構成することが可能となる。また、振動発生手段１５に関しても、比較的出力の弱い小型な、例えば錘回転振動タイプや錘リニア振動タイプなどの錘振動タイプの振動発生手段１５、７２を採用することで、電動によるブラッシング力は低下するものの、電動歯ブラシ１０のハンドル部１１をより細く構成して、手動によるブラッシング操作の操作性を高めることで、電動歯ブラシ１０のブラッシング性能を全体として十分に確保できる。このため、手の小さい子供や女性、握力が弱かったり持続力に乏しい子供や老齢者、病人においても、握り易く、操作し易く、しかもブラッシング性能に優れた電動歯ブラシ１０を実現できる。
【００５４】
また、この電動歯ブラシ１０では、非磁性材料を用いてなる外装ケース１３の下端部の内側に二次コイル１２が配置されている。このため、電動歯ブラシ１０を充電器６０に縦向きにセットして充電する際に、外装ケース１３の下端部に渦電流が発生し、充電効率が大幅に低下することが懸念される。しかし、二次コイル１２の外周部を取り囲むように、外装ケース１３と二次コイル１２間に強磁性材料を用いてなる磁性部材１８を設けているので、図７に示すように、充電器６０の一次コイル６１により形成される磁束は、磁性部材１８及びその付近を通って二次コイル１２の外周側を通過することになり、外装ケース１３を殆ど通過しないので、外装ケース１３に渦電流が形成されることが防止される。つまり、本発明の電動歯ブラシ１０では、二次コイル１２の外周部を取り囲むように磁性部材１８を設けるという簡単な構成により、充電効率を低下させることなく、外装ケース１３をハンドル部１１の下端部まで設けることができる。このため、金属製の外装ケース１３と合成樹脂製の下部プラグ２４との色調を調整するための品質管理が不要となること、ハンドル部１１の全長或いは略全長にわたって外装ケース１３を設けることができるので、電動歯ブラシ１０の意匠性を向上できること、ハンドル部１１を長さ方向に小型に構成した場合であっても、外装ケース１３の下端部を閉塞する下部プラグ２４に指が掛かることを防止して、ブラッシング時における防水性の低下を確実に防止できること、などの効果が得られる。
【００５５】
なお、前記ケーシング１４に代えて、次のような構成のケーシング１４Ａを用いることもできる。ただし、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５６】
図８、図９に示すように、ケーシング１４Ａは、外装ケース１３Ａと、外装ケース１３Ａの上端部内に設けた上部プラグ２０Ａと、外装ケース１３Ａの下端部内に設けた下部プラグ２４Ａとを備えている。
【００５７】
外装ケース１３Ａの上部は、前記実施形態の外装ケース１３とは異なり、テーパ部１３ａ及び上端筒部１３ｂを備えておらず、外装ケース１３Ａの上端部には上面部１３Ａａが設けられて、上部プラグ２０Ａの全体が外装ケース１３Ａの上部内に収容されている。外装ケース１３Ａの上面部１３Ａａの中央部には挿通孔７５が形成され、取付軸２２は挿通する挿通孔７５と通って外装ケース１３Ａの上方へ突出されている。上部プラグ２０Ａの下部にはシールリング２３が外嵌され、外装ケース１３Ａの上端近傍部にはシールリング２３に対面させてテーパ面１３Ａｂが形成され、外装ケース１３Ａの上部内は、テーパ面１３Ａｂがシールリング２３に圧接されることでシールされている。
【００５８】
下部プラグ２４の筒部２４ａの外周面には溝部２４ｃよりも上側において雄螺子７７が形成され、外装ケース１３Ａの下端近傍部の内面には、雄螺子７７に螺合可能な雌螺子７６が形成されている。
【００５９】
このケーシング１４Ａでは、内側フレーム２６に対して、上部プラグ２０Ａ、振動発生手段１５、二次電池１６、二次コイル１２、下部プラグ２４Ａなどの必要なパーツを組付けた状態で、これに対して上側から外装ケース１３Ａを装着し、下部プラグ２４Ａの雄螺子７７を外装ケース１３Ａの雌螺子７６に螺合させることで、上部プラグ２０Ａ、振動発生手段１５、二次電池１６、二次コイル１２、下部プラグ２４Ａなどが脱落しないように外装ケース１３Ａに組付けられる。
【００６０】
次に、充電効率の評価試験について説明する。
電動歯ブラシとして、図１に示す電動歯ブラシ１０を用いた。
【００６１】
外装ケース１３として、アルミニウム合金を用いて、内径が１３．２ｍｍ、１３．６ｍｍ、１４．０ｍｍの３種類の筒状の外装ケースを製作し、これら３種類の外装ケースを組付けた３種類の電動歯ブラシを製作した。
【００６２】
また、磁性部材１８して、厚さ０．１ｍｍの磁性シート（ＴＫＤ株式会社製ＩＦＬ１０Ｍ）を用い、磁性シートの巻径（外径）が１０．０ｍｍ、１０．４ｍｍ、１０．８ｍｍ、１１．８ｍｍとなるように、該磁性シートを前記３種類の電動歯ブラシにそれぞれ内装して、計１２種類の電動歯ブラシを製作した。また、比較例として、図１に示す電動歯ブラシ１０の下部プラグ２４に下方へ突出する突出部を形成し、該突出部に二次コイル１２を内装した電動歯ブラシを製作した。
【００６３】
そして、前記１２種類の電動歯ブラシについて、下部プラグ２４の底面と外装ケース１３の下端部とを同一平面内に配置させた場合と、下部プラグ２４の底面を外装ケース１３の下端部から１．５ｍｍだけ下方へ突出させ、充電器６０の載置面６０ｂと外装ケース１３間に１．５ｍｍの隙間を形成した場合のそれぞれについて、下記（１）〜（３）の手順で、充電を行った後の二次電池１６の電圧を測定した。その結果を図１０、図１１に示す。
【００６４】
（１）二次電池１６が空状態になるまで電動歯ブラシ１０を作動させる。
（２）電動歯ブラシ１０を充電台にセットして、３０分間充電する。
（３）二次電池１６の電圧をデジタルマルチメータで測定する。
【００６５】
図１０及び図１１から、下部プラグ２４の底面は、外装ケース１３の下端部よりも下方へ突出させた場合には、外装ケース１３の下端部と同一平面内に配置させた場合と比較して、充電効率が全体的に上昇することが分かる。また、磁性シートの直径は、大径に構成するにしたがって、充電効率が向上することが分かる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    電動歯ブラシ
１１    ハンドル部
１２    二次コイル
１３    外装ケース
１３ａ  テーパ部
１３ｂ  上端筒部
１４    ケーシング
１５    振動発生手段
１６    二次電池
１７    回路基板
１８    磁性部材
２０    上部プラグ
２０ａ  連結部
２１    固定カバー
２２    取付軸
２２ａ  係合溝
２３    シールリング
２４    下部プラグ
２４ａ  筒部
２４ｂ  底部
２４ｃ  溝部
２７ｄ  操作孔
２７    面取り面
２５    シールリング
２６    内側フレーム
２６ａ  ガイド部
３０    モータ
３０ａ  回転軸
３１    錘ムーブメント
３５    ボビン
３６    ＬＥＤ
４０    スイッチ構造
４１    電源スイッチ
４１ａ  操作ボタン
４２    操作板
４４    操作部材
４４ａ  平板部
４４ｂ  ロッド部
４５    バネ部材
５０    替えブラシ
５０ａ  係止片
５０ｂ  凸部
５１    植毛台
５２    取付孔
５３    柄
５４    毛束
５５    ブラシ部
６０    充電器
６０ａ  嵌合凹部
６０ｂ  載置面
６１    一次コイル
６２    電源部
７０    リニアアクチュエータ
７０ａ  出力軸
７１    錘ムーブメント
７２    振動発生手段
１３Ａ  外装ケース
１３Ａａ  上面部
１３Ａｂ  テーパ面
１４Ａ  ケーシング
２０Ａ  上部プラグ
２４Ａ  下部プラグ
７５    挿通孔
７６    雌螺子
７７    雄螺子
Ｄ１    外径
Ｄ２    内径
Ｇ    間隔
Ｙ      突出長さ
【図１】
2019141298.tif 000003
【図２】
2019141298.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019141298.tif 000009
【図８】
2019141298.tif 000010
【図９】
2019141298.tif 000011
【図１０】
2019141298.tif 000012
【図１１】
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