(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸及び該駆動軸上に固定されるプランジャーから成る可動部と、駆動軸の両端側を夫々スライド自在に保持する一対の軸受け台と、交番電流が印加されることで前記可動部を軸方向に往復振動させる電磁駆動手段と、駆動軸上にスライド自在に取付けられる動吸振器と、一方の軸受け台と可動部を連結する第一ばねと、可動部と動吸振器を連結する第二ばねと、動吸振器と他方の軸受け台を連結する第三ばねとをシールドケース内に具備したリニアオシレータを本体部内に搭載すると共に、前記本体部より外部に突出した駆動軸の一端にブラシ部を装着して成る電動歯ブラシにおいて、可動部とブラシ部とで構成される駆動部の重量が、動吸振器の重量と略同一であることを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
駆動部の重量と動吸振器の重量との差が、駆動部の重量の１０％以内であることを特徴とする請求項１記載の電動歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアオシレータを搭載した電動歯ブラシに関し、詳しくは駆動部と動吸振器の重量バランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、確実且つ迅速なブラッシングを可能とする歯ブラシとして、駆動軸を往復動自在に備えたリニアオシレータを本体部内に搭載すると共に、この本体部から突出させた駆動軸の一端にブラシ部を着脱自在に装着して構成される電動歯ブラシが知られている。図３に示すように、この電動歯ブラシにあっては、リニアオシレータ１７のシールドケース１６内に配される駆動軸２上にプランジャー３を圧入固定しており、この駆動軸２及びプランジャー３によって可動部１８を形成している。なお、前記プランジャー３は磁性体により略円柱状に形成される部材である。シールドケース１６の軸方向両端側には軸受け台４ａ，４ｂを夫々設けており、この一対の軸受け台４ａ，４ｂに形成した貫通口に駆動軸２の両端側を夫々貫通させると共に、前記貫通口内に夫々設置したベアリング５ａ、５ｂにより駆動軸２を軸方向にスライド自在に保持している。駆動軸２には、プランジャー３とは隙間を隔てて動吸振器１２を軸方向にスライド自在に取り付けており、更に、シールドケース１６より外部に突出した駆動軸２の一端にはブラシ部１を着脱自在に装着させている。これにより、全体として、可動部１８及びブラシ部１で構成される駆動部１９と動吸振器１２とがシールドケース１６内において夫々独立に軸方向にスライド自在となっている。
【０００３】
シールドケース１６内において、プランジャー３の外周には環状のコイル１０を固定しており、このコイル１０の軸方向両側にはコイル１０に対して対称に着磁された環状の永久磁石８ａ、８ｂを夫々配設している。また、これら永久磁石８ａ，８ｂのコイル１０との間には夫々環状の第二ヨーク９ａ，９ｂを配設すると共に、永久磁石８ａ，８ｂの第二ヨーク９ａ，９ｂと反対側の位置には夫々第一ヨーク７ａ，７ｂを配設している。
【０００４】
また、コイル１０に対して動吸振器１２側に位置する第一ヨーク７ｂと永久磁石８ｂと第二ヨーク９ｂは、シールドケース１６の内周面に固定されるヨーク受け台１１によって夫々所定個所に保持されている。このヨーク受け台１１は前記一対の軸受け台４ａ，４ｂのうち動吸振器１２と隣接する側の軸受け台４ｂに至るまで延設して形成したものである。
【０００５】
プランジャー３と隣接する側の軸受け台４ａにはばね受け６ａを備えており、このばね受け６ａに第一ばね１３の一端側を当接させると共に、該第一ばね１３の他端側をプランジャー３の端面と当接させている。プランジャー３における第一ばね１３との当接側と逆側の端面には第二ばね１４の一端側を当接させており、該第二ばね１４の他端側は動吸振器１２の端面に当接させている。更に、動吸振器１２における第二ばね１４と当接する側と逆側の端面には第三ばね１５の一端側を当接させており、該第三ばね１５の他端側は動吸振器１２と隣接する側の軸受け台４ｂに備えたばね受け６ｂに当接させている。なお、第一ばね１３と第二ばね１４と第三ばね１５はいずれも軸方向への付勢力を備えたコイルばねである。
【０００６】
上記構成により、コイル１０に電流を流していないときは、永久磁石８ａ，８ｂが第一ヨーク７ａ，７ｂ及び第二ヨーク９ａ，９ｂを介してプランジャー３に及ぼす磁力と第一、第二、第三ばね１３，１４，１５の付勢力とが釣り合う位置にて、プランジャー３即ち駆動部１９は静止状態にある。そして、コイル１０に一方向電流を流すと、二つの永久磁石８ａ，８ｂのうち一方の磁束が弱められるために駆動部１９は付勢力に抗して他方の磁石側に移動し、コイル１０に逆方向の電流を流すと、駆動部１９はやはり付勢力に抗して逆方向に移動することから、コイル１０に交番電流を流すことによって駆動部１９は軸方向の往復振動を行うこととなる。
【０００７】
上記リニアオシレータ１７における駆動部１９と動吸振器１２の往復振動は２質点系の振動モデルとして取り扱うことができ、交番電流により駆動部１９に所定の固有振動数での往復振動を行わせることで、駆動部１９と動吸振器１２が同位相で往復振動を行う１次モード、若しくは、駆動部１９と動吸振器１２が逆位相で往復振動を行う２次モードでの共振状態として、確実且つ迅速なブラッシングを可能とするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の電動歯ブラシにあっては、リニアオシレータ１７を小型化するという目的達成の為にシールドケース１６の内部における動吸振器１２の振動用スペースを小さく抑えており、その為に動吸振器１２は該動吸振器１２の重量が駆動部１９の重量よりも大分小さくなるように形成されるものであった。しかしながら、このような重量バランスを備えたリニアオシレータ１７においては、駆動部１９に所定の振幅を与える為に大型の磁気回路を形成する必要が生じ、結果的にリニアオシレータ１７全体としては大型化されると共に部品点数の増大を招いてしまっていた。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小型であっても力強く駆動されるリニアオシレータを搭載した電動歯ブラシを提供することを課題とする。
【００１０】
【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を、駆動軸２及び該駆動軸２上に固定されるプランジャー３から成る可動部１８と、駆動軸２の両端側を夫々スライド自在に保持する一対の軸受け台４ａ，４ｂと、交番電流が印加されることで前記可動部１８を軸方向に往復振動させる電磁駆動手段と、駆動軸２上にスライド自在に取付けられる動吸振器１２と、一方の軸受け台４ａと可動部１８を連結する第一ばね１３と、可動部１８と動吸振器１２を連結する第二ばね１４と、動吸振器１２と他方の軸受け台４ｂを連結する第三ばね１５とをシールドケース１６内に具備したリニアオシレータ１７を本体部内に搭載すると共に、前記本体部より外部に突出した駆動軸２の一端にブラシ部１を装着して成る電動歯ブラシにおいて、可動部１８とブラシ部１とで構成される駆動部１９の重量が、動吸振器１２の重量と略同一であることを特徴とした電動歯ブラシとする。このようにすることで、駆動部１９を往復振動させる推力が略最大の効率で出力されることとなり、コンパクトな磁気回路によって駆動部１９に所定の振幅を与えることが可能になる。
【００１１】
更に言えば、駆動部１９の重量と動吸振器１２の重量との差が、駆動部１９の重量の１０％以内であることが好ましく、ブラシ部１として重量の異なる複数種のブラシを取り換えて使用した場合であっても、駆動部１９と動吸振器１２との重量バランスを前記範囲内に収めることで充分にパワー感のある磨きを得ることができる。
【００１２】
【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。図１には、本発明の実施の形態における一例の電動歯ブラシに搭載されるリニアオシレータ１７及び該リニアオシレータ１７の駆動軸２に着脱自在に装着されるブラシ部１を示している。一例の基本的構成は既述した従来例と略同一であるから同様の構成について説明を省略し、特徴的な構成についてのみ以下に述べる。なお、以下の文中における先端側とは駆動軸２においてブラシ部１を装着する側を示し、後端側とはその逆側を示す。
【００１３】
本例のリニアオシレータ１７にあっては、ヨーク受け台１１の後端部を動吸振器１２の可動領域よりも先端側に位置させると共に、シールドケース１６の一部を押出して形成される突片２０の先端をこのヨーク受け台１１の後端部に当てている。これにより、シールドケース１６内における動吸振器１２の振動用スペースは外周方向に大きく形成されており、高重量となるように大型に形成した動吸振器１２であっても問題無く往復振動を行うことができるようになっている。なお、振動用スペースを大きく形成する為の手段としては、シールドケース１６を軸方向に長く形成する等の他の手段によっても構わない。
【００１４】
上記振動用スペース内には、駆動部１９の重量と同一の重量を備えた動吸振器１２を位置させている。動吸振器１２の材質としては一般的な鉄、銅、真鍮等に加えて、高重量を得る為に更に高比重の材料を用いても良い。ここで、駆動部１９の重量とは即ちブラシ部１の重量と可動部１８の重量との和であり、更に言えばブラシ部１の重量と駆動軸２の重量とプランジャー３の重量との和である。図２や表１に示すように、無負荷振幅Ａ及び２００ｇ負荷振幅Ｂは共に重量比（＝動吸振器１２の重量／駆動部１９の重量）が１００％のとき、つまり、駆動部１９の重量が動吸振器１２の重量と同一であるときに最大振幅となる。また、振動特性はリニアオシレータ１７の推力と相関関係があり、同様に推力係数Ｃについても図２や表１から重量比が１００％のときに最大となることが分かる。なお、推力係数Ｃとは、駆動部重量をｍ、振幅をｒ、周波数をｆとしたときにＣ＝ｍｒ（２πｆ）2の式で算出される係数である。
【００１５】
【表１】
0003800094.tif 000002
【００１６】
従って、本例のように駆動部１９の重量と動吸振器１２の重量を同一とした場合には、駆動部１９を往復振動させる推力が最大効率で出力されることとなり、シールドケース１６内の振動用スペースは大型に形成する必要があるものの、駆動部１９に所定の振幅を与える為の磁気回路はコンパクトに形成することが可能になることから、結果としてリニアオシレータ１７延いては電動歯ブラシの本体部全体を小型化することができる。
【００１７】
また、駆動部１９と動吸振器１２の重量バランスとしては、その重量比が丁度１００％である必要はなく、駆動部１９の重量が動吸振器１２の重量と略同一であれば足りる。電動歯ブラシを用いて歯を磨くときにパワー感のある磨きを得る基準として、２００ｇ負荷振幅Ｂを０．３０ｍｍ±１０％以内に収めるという目標があり、図２や表１に示すように重量比が９０〜１１０％の範囲内であれば上記目標を満たす振幅となることから、ブラシ部１として複数種のブラシを取り換えて使用した場合であっても重量比が９０〜１１０％の範囲内つまり駆動部１９の重量と動吸振器１２の重量との差が駆動部１９の重量の１０％以内であれば充分にパワー感のある磨きが得られる。
【００１８】
【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、駆動部の重量と動吸振器の重量を略同一にすることで、駆動部を往復振動させる推力が略最大の効率で出力されることとなり、コンパクトな磁気回路によって駆動部に所定の振幅を与えることが可能になることから、結果としてリニアオシレータ延いては電動歯ブラシの本体部全体を小型化することができると共に部品点数を削減することができるという効果がある。
【００１９】
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、ブラシ部として重量の異なる複数種のブラシを取り換えて使用した場合であっても、駆動部の重量と動吸振器の重量との差が駆動部の重量の１０％以内となる範囲に収めておくことで充分にパワー感のある磨きを得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に搭載されるリニアオシレータ及びブラシ部を示す該略断面図である。
【図２】同上のリニアオシレータにおける重量比と振幅特性等の関係を示すグラフ図である。
【図３】従来の電動歯ブラシに搭載されるリニアオシレータ及びブラシ部を示す該略断面図である。
【符号の説明】
１  ブラシ部
２  駆動軸
３  プランジャー
４ａ，４ｂ  軸受け台
１２  動吸振器
１３  第一ばね
１４  第二ばね
１５  第三ばね
１６  シールドケース
１７  リニアオシレータ
１８  可動部
１９  駆動部
【図１】
0003800094.tif 000003
【図２】
0003800094.tif 000004
【図３】
0003800094.tif 000005