(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに回転駆動される駆動シャフト（２）と、
一方の回転軸（ＤＨ）周りに旋回可能な変換エレメント（６）を支持し、自身が他方の回転軸（ＤＶ）周りに旋回可能に吊り下げ支持されたホルダ（８）と、
ホルダ（８）に取り付けられた磨きヘッド（７）であって、当該駆動シャフト（２）が回転駆動された際に他方の回転軸（ＤＶ）の周りに往復回転運動をする磨きヘッド（７）と、
を具備する電動歯磨き器であって、
駆動シャフト（２）の被駆動端には、駆動シャフト（２）の回転軸に対して傾斜した方向に延在する駆動エレメント（１７）が設けられ、
駆動エレメント（１７）の先端部はホルダ（８）によって支持された変換エレメント（６）に形成された穴（１９）に挿入されて変換エレメント（６）と連結され、
一方及び他方の回転軸（ＤＨ、ＤＶ）は仮想の１点で交差するように直交している、歯磨き器。
【請求項２】
変換エレメント（６）が球状であり、ホルダ（８）の磨きヘッド（７）から遠い方の面を含む下部が変換エレメント（６）と相補的な凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の歯磨き器。
【請求項３】
球状に形成された変換エレメント（６）の磨きヘッド（７）に近い部分が、ホルダ（８）下部（１３）の凹部に対して摺動することを特徴とする請求項２に記載の歯磨き器。
【請求項４】
変換エレメント（６）が、直径方向に対向するように形成された２つの基軸部（１２、１２’）を具備し、当該基軸部（１２、１２’）がホルダ（８）の各軸受開口部（１１、１１’）と嵌合して支持されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の歯磨き器。
【請求項５】
ホルダ（８）の軸受開口部（１１、１１’）はアーム（１０、１０’）に形成され、1つ以上のリミットリンク（２０、２０’）がアーム（１０、１０’）と一定の距離を保って設けられており、これにより、前記アームとアーム（１０、１０’）と嵌合している変換エレメントの基軸部（１２、１２’）が外れることが防止されることを特徴とする請求項４に記載の歯磨き器。
【請求項６】
ホルダ（８）がハウジング（１４）内で支持され、駆動シャフト（２）が歯磨き器（１）に付随した柄（３）の内部で、磨きヘッド（７）とは別の位置で１箇所で支持されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の歯磨き器。
【請求項７】
駆動シャフト（２）に対して非同軸配置された駆動エレメントが駆動ピボット（１７）であり、駆動ピボット（１７）の軸が駆動シャフト（２）の回転軸に対して傾斜しており、駆動ピボットはクランク部（１８）を介して駆動シャフト（２）と連結されており、また、駆動ピボット（１７）が、変換エレメント（６）の穴（１９）に挿入されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の歯磨き器。
【請求項８】
駆動ピボット（１７）の軸が、変換エレメント（６）とホルダ（８）の前記一方及び他方の回転軸（ＤＨ、ＤＶ）が形成する仮想交点を通ることを特徴とする請求項７に記載の歯磨き器。
【請求項９】
磨きヘッド（７）がホルダ（８）の他方の回転軸（ＤＶ）に対して垂直に配置された平面部に支持された剛毛の束（Ｂ）を具備しており、前記剛毛の束がホルダ（８）の他方の回転軸（ＤＶ）とほぼ平行に延びていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の歯磨き器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、回転駆動される駆動シャフトと、該駆動シャフトの被駆動端にシャフトの回転軸に対して非同軸位置に設けられた駆動エレメントと、当該駆動エレメントと嵌合して、駆動エレメントの回転駆動力を磨きヘッドの往復回転運動に変換する動力変換器と、動力変換器の回転軸を中心として往復回転運動をする磨きヘッドとを具備する電動歯磨き器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動歯磨き器としては、一般的に、ブラシヘッドとして形成された磨きヘッドが回転軸を中心として往復回転駆動するものが知られている。磨きヘッドは、歯磨き器の柄の自由端に配置しており、その柄の他端近傍が把持部に相当する。把持部には特に電動機が設けられており、その駆動シャフトは柄の内部で支持されている。このような歯磨き器は、例えば、ＤＥ３４１２６０１Ｃ２に開示されている。同公報に開示された歯磨き器の駆動シャフトは、磨きヘッド近傍の端部において、駆動シャフトに対して偏心した位置に配置された駆動ピボットに連結されている。駆動ピボットの軸は、駆動シャフトの回転軸に対して傾斜している。駆動シャフトの回転運動を磨きヘッドの往復回転運動に変換するために、ＤＥ３４１２６０１Ｃ２に開示された歯磨き器では、柄の内部に支持された駆動シャフトに対して垂直に配置された磨きヘッドの駆動シャフトには、軸方向のギャップが設けられている。前記縦軸が傾斜して配置された駆動ピボットは、この軸方向ギャップを貫通する。磨きヘッドの駆動シャフトも柄の内部で支持されている。
【０００３】
駆動シャフトの回転運動は、駆動シャフトの軸方向ギャップを介することにより、結果として駆動シャフトの運動に変換される。このような運動を可能にするために、軸方向ギャップの長さは、駆動ピボットが軸方向ギャップの内部で行う円運動の直径より大きくなければならない。磨きヘッドを駆動するための機能的要求から、柄の内部で支持された駆動シャフトの回転軸と、磨きヘッドの駆動シャフトの回転軸と、駆動ピボットの縦軸は、仮想の一点で交差する必要がある。さらに、両回転軸は互いに直交配置される必要がある。この状態に少しでもずれが存在すると、動力変換に関与したエレメントの摩耗が増大したり、駆動ピボットが軸方向ギャップの内部で傾いたりする。互いに噛み合う駆動エレメントの間の隙間をできる限り小さくするために、磨きヘッドの駆動シャフトの支持及び駆動シャフトの柄の内部での支持に関して、最適な支持方法が要求されており、柄の内部に配置された駆動シャフトの外部軸受は、できる限り駆動ピボットの近傍に位置する必要がある。さらに、一般に射出成形法で製造されるハウジング部と軸受部の寸法公差に関しても高い精度が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、上述の到達技術水準を出発点として、本発明は従来の技術に付随した欠点が回避されるように、上述の歯磨き器を改良することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、動力変換器がカルダン軸受けによって支持された変換エレメントを含み、変換エレメントは駆動エレメントが連結され、変換エレメントのカルダン軸受の両回転軸は互いに直交して仮想の一点で交差し、変換エレメントはカルダン軸受の両回転軸の一方を中心として旋回できるようにホルダで支持され、このホルダはカルダン軸受の他方の回転軸を中心として回転できるように支持され、該ホルダに磨きヘッドが取り付けられている電動歯磨き器によって解決される。
【０００６】
本発明による電動歯磨き器では、変換エレメントがカルダン支持されているので、２つの回転軸を中心として運動することができる。カルダン軸受の一部は磨きヘッドを支持するホルダであり、これにより、変換エレメントは、カルダン軸受の両回転軸を中心として旋回することができる。ホルダ自体は、例えば、ハウジング内で回転できるように回転軸受けで支持され、同時に磨きヘッドを支持している。駆動シャフトの駆動エレメントは、変換エレメントの凹部に挿入されることで変換エレメントによって支持されている。従って、駆動シャフトが回転運動を開始すると駆動エレメントも回転運動し、この駆動部本体の回転運動は、ホルダで支持された変換エレメントの１つの回転軸を中心とする往復回転運動と、カルダン軸受の他方の回転軸を中心とする、ホルダの往復回転運動とに分割される。このように駆動部本体の回転運動を変換するに際して、所定の位置に軸受を設けることにより、摩耗又は軸の傾斜を生じる危険性はない。特に駆動エレメントは変換エレメントの内部で支持されているので、従来の公知技術において磨きヘッドの近傍に設けられていたような軸受を設ける必要はない。むしろ、駆動シャフトは、柄の内部で磨きヘッドから距離をおいた位置で支持されていれば十分である。駆動エレメントを、変換エレメントによって支持することにより、駆動エレメントが変換エレメントと連結された状態では、駆動シャフトは当該連結部において支持されることになる。駆動シャフトは、前記連結された状態では、変換エレメントにおいて支持されるので、公差を小さくすることができる。従って、個々の部材において、特にハウジング部分を製造する際に要求される公差は、従来の公知技術に比べてかなり小さい。さらに、駆動エレメントを変換エレメントで支持すれば、結果として、この箇所の摩耗が回避されることになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく１つの実施形態では、変換エレメントは球状であり、ホルダは扁平である。変換エレメントの少なくとも上部が球状なので、変換エレメントはホルダの凹部を有する皿状部分に適合し、ホルダは変換エレメントから作用する押圧力を支持する支持面としての役割を果たす。ホルダ下部が凹状であることは省スペースの観点からも有利である。
【０００８】
変換エレメントは、ホルダに形成された２つの軸受開口部の直径方向外側に、互いに対向するよに形成された２つの基軸部によって支えてもよい。つまり、軸受開口部は、互いに平行配置された２つのアームに形成されてもよい。このアームがホルダの下部で相互に連結されてブラシヘッドのハウジングを貫通し、ベースプレートに直接結合される構造でない場合には、ホルダのアームに支持された変換エレメントの基軸部からアームが脱落しないように、1つ以上のリミットリンクを配置してもよい。さもなければ、例えば、ホルダから磨きヘッドを外すためにブラシヘッドを強く引っ張った場合に、アームが変形して変換エレメントが脱落する可能性がある。
【０００９】
駆動シャフトの駆動エレメントの先端部は、例えば、球状でもよい。駆動エレメントはまた、縦軸が駆動シャフトの回転軸に対して傾斜していて、変換エレメントには駆動エレメントの少なくとも先端部近傍を収容する凹部を形成した駆動ピボットであってもよい。この場合、駆動ピボットの軸は、変換エレメントのカルダン軸受の回転軸と駆動シャフトの回転軸との仮想交点で交差することが望ましい。
【００１０】
前述の１つの実施形態では、歯磨き器は、磨きヘッドがホルダの回転軸に対して垂直に配置されたベースプレートに剛毛の束を植毛した歯ブラシである。したがって、前記剛毛の束はホルダの回転軸とほぼ平行に、ベースプレートとは直交する方向に延びている。
以下、本発明を、添付の図面に示した１つの実施例に則して説明する。
【００１１】
電動歯ブラシ１は、図示されていない把持部に内蔵された電動機により駆動される構造である。駆動シャフト２は、電動機により回転駆動される。駆動シャフト２は、歯ブラシ１の把持部と磨きヘッドのブラシヘッド４とを連結する柄３を貫通し、当該柄３の内部の把持部先端領域に設けられた軸受スリーブ５によって支持されている。
【００１２】
参照記号４で表示されたブラシヘッドは、柄３の前方自由端近傍に取り付けられる。ブラシヘッド４の下部には、駆動シャフト２の回転運動を磨きヘッド７の運動に変換する変換エレメント６が配置されている。変換エレメント６は、ブラシヘッド４の下部に設けられたカルダンジョイント機構を有しており、ホルダ８によって支持されている。ホルダ８は、プレート状のエレメントによって構成されており、前記プレート状エレメントの直径を挟んで対向配置された２つのアーム１０、１０’（図２参照）は前記プレート状エレメントから下方に突出して起立している。アーム１０、１０’には、各軸受開口部１１、１１’が形成されており、その内部に変換エレメント６に固定された各基軸部１２、１２’が回転自在に支持されている。変換エレメント６は、この支持により図中の水平回転軸ＤＨを中心に回転することができる。変換エレメント６は全体的に球状であり、その上部領域はホルダ８のプレート状エレメント９の相補的凹面状の下部１３に接触している。ホルダ８自体は、カルダンジョイントの第２の垂直回転軸ＤＶの周りに、ブラシヘッド４のハウジング１４内で回転できるように支持されている。両回転軸ＤＨ、ＤＶは互いに直交する。ホルダ８は上部に突起部１５を具備しており、当該突起によってホルダ８とベースプレート１６とは相互に固定されている。ベースプレート１６は複数の剛毛の束Ｂを具備している。
【００１３】
駆動シャフト２の自由端には、クランク部１８と駆動ピボット１７からなる駆動エレメントが配置されており、クランク部１８は駆動シャフト２の延長方向に対して傾斜した方向に延び、クランク部１８から延びる駆動ピボット１７は、駆動シャフト２とクランク部１８の双方に対して傾斜している。駆動ピボット１７の少なくとも先端部近傍は、変換エレメント６に設けられた穴１９に収容される。本実施例では、この穴は実質的に変換エレメントの半径方向に形成されている。駆動ピボット１７は、穴１９の内表面で支持されている。
【００１４】
駆動シャフト２を図１に示した矢印方向に動作させると、駆動シャフト２の回転運動は、変換エレメント６によってカルダン回転軸ＤＨ、ＤＶを中心とする２つの運動に分割される。駆動シャフト２の駆動ピボット１７を受容する変換エレメント６の穴１９は、駆動シャフト２が動作する際に、駆動シャフト２の回転軸を中心とした円軌道を描く。この運動は、カルダンジョイントによって構成された変換エレメントによって回転軸ＤＨを中心とする変換エレメント６の回転運動と、ホルダ８に支持された変換エレメント６及びブラシ７を含むホルダ８の回転軸ＤＶを中心とする回転運動とに分割される。
【００１５】
図１に示した通り、駆動ピボット１７と変換エレメント６とが連結された状態では、駆動ピボット１７の延長線は、両回転軸ＤＨ、ＤＶとその仮想交点において交差する。図１に示した通り、駆動ピボット１７が変換エレメントの穴１９に収容された状態では、駆動シャフト２はブラシヘッド側において十分に固定支持されている。従って、駆動シャフト２を更にブラシヘッド４の領域内で支持する必要はない。よって、歯ブラシ１の駆動シャフト２は、柄３の内部の（上述したような）最適な位置で支持することで十分である。駆動シャフトが歯ブラシの把持部で支持されていれば、柄の内部でさらに支持部を設ける必要はない。
【００１６】
ブラシヘッド４のハウジング１４は、両アーム１０、１０’が基軸部１２、１２’からはずれないように、アーム１０、１０’の幅は比較的狭く形成されている。特に、ホルダのアームがブラシヘッドのハウジングを貫通してブラシのベースプレートと直接結合している構造の場合は、このような構成が好ましい。このとき、ハウジング１４の側壁２０、２０’は、ホルダ８のアーム１０、１０’のためのリミットリンクとなる。側壁２０、２０’は、回転軸ＤＶを中心とするアーム１０、１０’の旋回範囲全体に渡ってアーム１０、１０’の外部に対して一定距離を保つように設計されている。側壁２０、２０’をリミットリンクとして形成する代わりに、ハウジング１４内に必要に応じて開く、対応するリングをリミットリンクとして配置してもよい。
【参照記号一覧】
１・・・電動歯ブラシ
２・・・駆動シャフト
３・・・柄
４・・・ブラシヘッド
５・・・軸受スリーブ
６・・・変換エレメント
７・・・磨きヘッド
８・・・ホルダ
９・・・プレート状エレメント
１０、１０’・・・アーム
１１、１１’・・・軸受開口部
１２、１２’・・・基軸部
１３・・・下部
１４・・・ハウジング
１５・・・突起部
１６・・・ベースプレート
１７・・・駆動ピボット
１８・・・クランク部
１９・・・穴
２０、２０’・・・リミットリンク
Ｂ・・・ブラシ束
ＤＨ・・・回転軸
ＤＶ・・・回転軸
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は概略的に描かれた歯磨き器の縦断面を示す。
【図２】  図２は図１の歯磨き器の線Ａ−Ｂにおける断面を示す。
【図１】
0004148724.tif 000002
【図２】
0004148724.tif 000003