JP5194904B2 - 電動歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、電動歯ブラシに関するものである。

従来、モータによって偏心軸を回転させることにより振動を発生させる電動歯ブラシが知られている（特許文献１参照）。かかる電動歯ブラシにおいては、偏心軸の重心の位置（重心から軸心までの距離及び偏心軸の軸方向に対する位置）は変化しないように構成されている。そのため、偏心軸の共振周波数及び振動振幅はいずれも変化しない。

しかしながら、歯磨き時の歯磨き感や歯を磨く部位に応じた歯磨き効果などの各種理由から、偏心軸の共振周波数や振動振幅が適宜変更できることが望まれる場合がある。
特開平１０−１９２０５４号公報

本発明の目的は、偏心軸の共振周波数や振動振幅を変更できることを可能とする電動歯ブラシを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の電動歯ブラシは、
モータと、
一端側が前記モータの回転軸に固定された偏心軸と、
該偏心軸の回転に伴って発生する振動をブラシ部に伝える振動伝達部品と、
を備えた電動歯ブラシにおいて、
前記偏心軸は、軸心までの距離を変化させる方向及び軸方向のうちの少なくともいずれか一つの方向に、重心位置を移動可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、偏心軸の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させることで、偏心軸の振動振幅を変えることができる。また、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることで、偏心軸の共振周波数を変えることができる。

前記偏心軸は、いずれも重心が軸心からずれた位置に設けられた複数の錘を備え、これら複数の錘のうちの少なくとも一つが偏心軸本体に対して回転可能に設けられているとよい。

これにより、回転可能な錘が回転すると、軸心に対する回転方向における各錘の重心の位置関係が変化する。従って、偏心軸全体における重心位置と軸心との間の距離を変化させることができる。

偏心軸本体に固定されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第１錘と、
該偏心軸本体に対して一定の範囲内でのみ回転が許容されるように回転範囲が規制されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第２錘と、を備え、
前記偏心軸の回転方向によって、第２錘の規制される回転方向の位置が異なるとよい。

これにより、偏心軸の回転方向によって、偏心軸の重心位置と軸心との間の距離を変化
させることができる。

前記偏心軸は、重心が軸心からずれた位置に設けられた錘を備え、該錘は偏心軸本体に対して軸方向に移動可能に設けられているとよい。

これにより、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができる。

前記偏心軸本体にはオネジが形成されており、
前記錘には該オネジに螺合するメネジが形成されているとよい。

これにより、偏心軸本体の回転によって錘を軸方向に移動させることができる。また、偏心軸本体の回転方向によって、錘の移動方向を変えることができる。

前記錘は前記偏心軸本体に対して軸方向にスライド自在な状態で嵌合されているとよい。

これにより、電動歯ブラシの姿勢に応じて、錘が重力によって移動するため、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができる。

前記偏心軸は、
偏心軸本体に固定されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第１錘と、
該偏心軸本体に対して回転可能に構成されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第２錘と、を備え、
第１錘の端面に設けられた複数の歯と第２錘の端面に設けられた複数の歯が互いに噛み合うように、これら第１錘と第２錘が軸方向に並べて配置されて、ラチェット機構を構成するとよい。

これにより、偏心軸本体がある方向に回転する場合には、第１錘と第２錘との相対的な位置関係は変化しない。そして、偏心軸本体が反対方向に回転すると、第２錘は第１錘に対して回転する。従って、この場合には、偏心軸の重心位置と軸心との間の距離を変化させることができる。また、第２錘が第１錘に対して回転する場合には、それぞれに設けられた歯を乗り越える分だけ第２錘の軸方向への移動も伴うので、偏心軸の重心位置を軸方向に周期的に移動させることができる。

前記偏心軸は、
偏心軸本体と、
重心が軸心からずれた位置に設けられた錘と、
一端が前記偏心軸本体に固定され、他端が前記錘に固定されたコイルばねと、を備えるとよい。

これにより、電動歯ブラシの姿勢に応じて、錘が重力及びコイルばねの伸び縮みによって移動するため、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができる。また、偏心軸本体と錘がコイルばねを介して接続されているので、立ち上がり時においては、錘は偏心軸本体の回転に遅れて回転する。従って、立ち上がり時において、偏心軸の振動振幅を徐々に大きくすることができる。

前記偏心軸は、
偏心軸本体と、
重心が軸心からずれた位置に設けられた錘と、を備え、
これら偏心軸本体と錘は、これらの間に流体（回転動力を伝える流体（油やグリスなど
））を介在させた状態で軸方向に並べて配置されているとよい。

これにより、いわゆる流体クラッチの原理によって、錘は最初のうちはゆっくりと回転し、徐々に回転速度が速くなり、最終的に偏心軸本体の回転と同じ回転速度となる。これに伴って、偏心軸の重心は、軸心の位置から徐々に軸心から離れた位置に移動する。従って、立ち上がり時において、偏心軸の振動振幅は徐々に大きくなる。

また、前記振動伝達部品には、前記偏心軸の他端側を支える軸受が設けられているとよい。

このような構成を採用することで、振動伝達部品に設けられた軸受の付近で発生する振動をブラシ部に伝えることができる。また、軸受は、偏心軸の他端側、つまりモータの回転軸から離れたブラシ部の付近に設けられるので、ブラシ部に効率良く振動を伝達させることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、偏心軸の共振周波数や振動振幅を変えることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施形態および実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る電動歯ブラシについて説明する。図１は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシの部品展開斜視図である。図２は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシの模式的断面図である。図３は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシにおいて、偏心軸の重心位置と軸心との距離を変化させる場合のメカニズム説明図である。図４は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシにおいて、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させる場合のメカニズム説明図である。

＜電動歯ブラシ＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る電動歯ブラシ全体の構成等について説明する。電動歯ブラシ１は、電動歯ブラシ本体２と、偏心軸１００と、振動伝達部品としてのステム３と、ブラシ部４１を備えたブラシ部品４とを備えている。

電動歯ブラシ本体２は、ケース２１と、ケース２１の内部に収納される電池２２及びモータ２３と、電源のオンオフを行うスイッチ２４と、各種モードを変更するボタン群からなる操作部２５とを備えている。そして、モータ２３の回転軸２３ａに、偏心軸１００の一端側が固定されている。この偏心軸１００は、ケース２１の先端の開口部からケース２１の外部に突出するように構成されている。そして、偏心軸１００には、重心が軸心からずれた位置に設けられた錘１２０が設けられている。また、この偏心軸１００の他端側は、ステム３に設けられた軸受３１によって支えられている。

そして、ブラシ部品４が、このステム３を覆うように装着される。このブラシ部品４の本体部分はステム３に装着できるように筒状の部材によって構成されており、その先端に
ブラシ部４１が設けられている。なお、このブラシ部品４は消耗部品であり、適時、新品のものに交換することができるように、ステム３に対して着脱自在に構成されている。

＜電動歯ブラシの動作説明＞
以上のように構成された電動歯ブラシ１の動作について説明する。スイッチ２４により電源をオンにすると、モータ２３の回転軸２３ａが回転し、この回転軸２３ａに固定された偏心軸１００が回転する。上記の通り、偏心軸１００には、その重心が軸心からずれた位置に設けられた錘１２０が設けられている。そのため、仮に、偏心軸１００の先端を軸受３１によって支持させていない状態で偏心軸１００を回転させると、偏心軸１００は、偏心軸１００自体が回転しながら、軸心の回りを旋回するように運動する。これにより、軸受３１によって偏心軸１００を支持させた状態で偏心軸１００を回転させると、偏心軸１００の先端付近の外壁面が軸受３１の内壁面に対して短時間に多数回の衝突を繰り返すような動作を行わせることができる。

このような動作を行わせることで、軸受３１を介して、軸受３１が設けられたステム３を振動させることができる。そして、このステム３を振動させることにより、その振動をステム３に固定されたブラシ部品４に伝えることができる。従って、ブラシ部品４の振動により、ブラシ部４１が振動するため、ブラシ部４１を歯に当てることで歯を磨くことができる。

＜偏心軸＞
特に、図３及び図４を参照して、本発明の実施形態に係る電動歯ブラシにおける偏心軸について詳細に説明する。本実施形態における偏心軸１００は、軸心までの距離を変化させる方向及び軸方向のうちの少なくともいずれか一つの方向に、重心位置を移動可能に構成されている。

まず、図３を参照して、偏心軸１００の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させる場合について、基本的な構成及びメカニズムを説明する。この場合、偏心軸本体１１０に２つの錘（以下、第１錘１２１，第２錘１２２と称する）が設けられている。これら第１錘１２１及び第２錘１２２は、いずれも重心が軸心からずれた位置に設けられている（図中、Ｇ１は第１錘１２１の重心位置を示し、Ｇ２は第２錘１２２の重心位置を示している）。また、第１錘１２１と第２錘１２２は、形状が同一かつ重量が同一である。

そして、第２錘１２２は、偏心軸本体１１０に対して回転可能に構成されている。図３（ａ）においては、第１錘１２１の重心位置Ｇ１と第２錘１２２の重心位置Ｇ２が、軸方向に見て一致している場合を示している。この場合、偏心軸本体１１０の重量を無視して考えると、偏心軸１００における軸方向に見た重心位置Ｇ３は、Ｇ１とＧ２に一致する。このときの、偏心軸１００の重心位置Ｇ３と軸心との距離をＲ１とする。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した状態から、第２錘１２２を９０°回転させた場合を示している。この場合、第１錘１２１の重心位置Ｇ１と第２錘１２２の重心位置Ｇ２は、軸方向に見て、軸心を中心として９０°ずれた位置関係にある。そして、偏心軸本体１１０の重量を無視して考えると、偏心軸１００における軸方向に見た重心位置Ｇ３は、Ｇ１とＧ２の中点の位置となる。このときの、偏心軸１００の重心位置Ｇ３と軸心との距離をＲ２とすると、Ｒ２＜Ｒ１となる。

以上のように、第２錘１２２を回転させることによって、偏心軸１００の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させることができる。

なお、上記の説明においては、便宜上、偏心軸本体１１０の重量を無視して考えたが、勿論、実際の偏心軸１００の重心には、偏心軸本体１１０の重量も影響する。しかし、第２錘１２２を回転させることで、偏心軸１００の重心と軸心との距離が変化することに変わりはないことは言うまでもない。また、説明の便宜上、モデルを簡単にするために、第１錘１２１と第２錘１２２の形状及び重量が同一の場合を例にして説明したが、これらが異なっていても、偏心軸１００の重心と軸心との距離が変化することは言うまでもない。また、錘が３個以上であっても、少なくともその一つが回転すれば、偏心軸１００の重心と軸心との距離が変化することは言うまでもない。

次に、図４を参照して、偏心軸１００の重心位置を、軸方向に移動させる場合について、基本的な構成及びメカニズムを説明する。この場合、偏心軸本体１１０に対して、錘１２３が軸方向に移動可能に設けられている。これにより、軸受から錘１２３の重心位置までの軸方向の距離（図４（ａ）においてはＬ１１，図４（ｂ）においてはＬ１２）と、モータの回転軸への固定部分から錘１２３の重心位置までの軸方向の距離（図４（ａ）においてはＬ２１，図４（ｂ）においてはＬ２２）を変更することができる。図４においては、（ａ）よりも（ｂ）に示すほうが錘１２３の位置を軸受側に移動させた例を示している。このとき、Ｌ１１＞Ｌ１２，Ｌ２１＜Ｌ２２となる。

以上のように、錘１２３を軸方向に移動させることによって、偏心軸１００の重心位置を軸方向に移動させることができる。

なお、上記の説明では、錘が１個の場合を例にして説明したが、錘が２個以上であっても、少なくともその一つ以上が軸方向に移動すれば、偏心軸１００の重心位置を軸方向に移動させることができることは言うまでもない。

また、図３を用いて示した構成と、図４を用いて示した構成を組み合わせることによって、偏心軸１００の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させると同時に、偏心軸１００の重心位置を軸方向に移動させることができることは言うまでもない。

＜本実施形態の優れた点＞
以上説明したように、本実施形態に係る電動歯ブラシ１によれば、ブラシ部４１を振動させるための偏心軸１００が、軸心までの距離を変化させる方向及び軸方向のうちの少なくともいずれか一つの方向に、重心位置を移動可能に構成されている。

従って、偏心軸１００の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させることで、偏心軸１００の振動振幅を変えることができる。また、偏心軸１００の重心位置を軸方向に移動させることで、偏心軸１００の共振周波数を変えることができる。

ここで、偏心軸１００の振動振幅や共振周波数を変更できることによって得られる具体的な利点やその利用方法の一例を説明する。

電動歯ブラシを用いて歯を磨く場合、ユーザによっては、ブラシ部の振動が少ないと歯を磨いているという実感が得られなかったり、ブラシ部の振動が大きいと刺激が強すぎたりする場合がある。そこで、偏心軸１００の振動振幅を変更できるようにすることで、歯磨き感を変えることができる。

また、一般的に、偏心軸によってブラシ部を振動させる電動歯ブラシの場合には、ブラシ部を効率良く振動させるために、ブラシ部を含む各種部材に共振が発生するように、モータの回転軸の回転数を設定する。しかしながら、各種誤差により、確実に共振させるのは一般的に困難である。そこで、偏心軸１００の共振周波数を変更できるようにすること
で、より確実に共振を発生させることが可能となる。

また、共振が発生する際の周波数によって、ブラシの毛先の振動の仕方（横揺れの度合いや縦揺れの度合いなど）が異なることが確認されている。そして、ブラシの毛先の振動の仕方が異なると歯を磨いているときの歯磨き感も異なる。また、歯磨きに適するような、毛先の振動の仕方は、歯を磨く部位によってもそれぞれ異なる。そこで、偏心軸１００の共振周波数を変更できるようにすることで、ブラシの毛先の振動の仕方を変えることができる。ただし、この場合には、所望の各共振周波数でそれぞれ共振させるために、モータの回転軸の回転数を複数設定できるように、または、連続的に回転数を変更できるようにする必要がある。例えば、上述した操作部２５によってモードを変更して回転数をいくつか変更できるようにすれば良い。

次に、偏心軸について、更に具体的な例（実施例）をいくつか説明する。

（実施例１）
図５〜図７を参照して、本発明の実施例１に係る電動歯ブラシについて説明する。本実施例に係る偏心軸は、上記の図３を用いて説明した実施形態のより具体的な一例である。図５及び図６は本発明の実施例１に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。図７は本発明の実施例１に係る電動歯ブラシにおける振動数と振動振幅との関係を示すグラフである。

本実施例に係る偏心軸は、偏心軸本体１１１の一端に、上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１１ａが設けられている。そして、偏心軸本体１１１の他端に第１錘１２４が固定されている。この第１錘１２４は、錘本体部１２４ａの先端に、切欠部１２４ｂを備えた略円板部１２４ｃが設けられた構成である。そして、この第１錘１２４の先端側に、第２錘１２５が軸方向に並べて設けられている。この第２錘１２５においては、錘本体部１２５ａの先端に、上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１２５ｂが備えられている。また、錘本体部１２５ａの反対側の端部には、係止突起１２５ｃを有する円板部１２５ｄが備えられている。

ここで、第２錘１２５と偏心軸本体１１１とは固定されていない。ただし、電動歯ブラシ１の内部においては、第２錘１２５と偏心軸本体１１１は、中心軸がずれないように構成されている。これを実現するための具体的な構成としては、第２錘１２５の端面の軸心上に凸部（又は凹部）を形成し、偏心軸本体１１１の端面（第１錘１２４の端面）の軸心上に凹部（又は凸部）を設けて、これらが嵌まり合うように、第２錘１２５と偏心軸本体１１１とを軸方向に並べて配置させれば良い。または、上述したステム３の内壁面を、これら第１錘１２４の錘本体部１２４ａ及び第２錘１２５の錘本体部１２５ａの軸受として機能させるようにしても良い。

以上の構成により、第２錘１２５は、偏心軸本体１１１に対して係止突起１２５ｃが略円板部１２４ｃによって妨げられない範囲内でのみ回転することができる。

従って、偏心軸本体１１１を図５中矢印方向に回転させた場合には、第２錘１２５は、係止突起１２５ｃが略円板部１２４ｃにおける切欠部１２４ｂの図中左端に当ることで偏心軸本体１１１に対する回転が規制された状態で、偏心軸本体１１１と一緒に回転する。このときの第１錘１２４の重心位置と第２錘１２５の重心位置の位置関係は、上述した図３（ｂ）に示したモデルに相当する。

また、偏心軸本体１１１を図６中矢印方向に回転させた場合には、第２錘１２５は、係止突起１２５ｃが略円板部１２４ｃにおける切欠部１２４ｂの図中右端に当ることで偏心
軸本体１１１に対する回転が規制された状態で、偏心軸本体１１１と一緒に回転する。このときの第１錘１２４の重心位置と第２錘１２５の重心位置の位置関係は、上述した図３（ａ）に示したモデルに相当する。

以上のように、本実施例に係る偏心軸を採用した場合には、モータ２３の回転軸２３ａの回転方向を切り換えることによって、偏心軸の重心位置を、軸心までの距離を変化させる方向に移動させるができる。これにより、偏心軸の振動振幅を変えることができる。また、この実施例を採用する場合には、上述した操作部２５によってモードを変更してモータ２３の回転軸２３ａの回転方向を切り換えることができるようにすれば良い。

図７は本実施例を採用した場合の振動数と振動振幅との関係を示したものである。図７中のグラフＰ１は、図５に示した状態で偏心軸が回転する場合に対応しており、グラフＰ２は図６に示した状態で偏心軸が回転する場合に対応している。

（実施例２）
図８及び図９を参照して、本発明の実施例２に係る電動歯ブラシについて説明する。本実施例に係る偏心軸は、上記の図４を用いて説明した実施形態のより具体的な一例である。図８は本発明の実施例２に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。図９は本発明の実施例２に係る電動歯ブラシにおける振動数と振動振幅との関係を示すグラフである。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１２は、その一端に、上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１２ａが設けられており、他端に上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１１２ｂが設けられている。そして、本実施例に係る偏心軸本体１１２には、所定の範囲にオネジ１１２ｃが形成されている。このオネジ１１２ｃが形成されている領域の下端には第１位置規制部１１２ｄが設けられ、上端には円板状の第２位置規制部１１２ｅが設けられている。また、本実施例に係る錘１２６には、その内周面に、上記のオネジ１１２ｃに螺合するメネジが形成された貫通孔１２６ａが設けられている。

以上の構成により、偏心軸本体１１２を図８（ａ）中矢印方向に回転させた場合には、錘１２６は、偏心軸本体１１２に対して回転することなく、または偏心軸本体１１２よりも遅い速度で連れ回りにより回転しながら、下方へと移動する。そして、錘１２６が第１位置規制部１１２ｄまで移動した状態では、錘１２６は偏心軸本体１１２と一緒に回転する。また、偏心軸本体１１２を図８（ｂ）中矢印方向に回転させた場合には、錘１２６は、偏心軸本体１１２に対して回転することなく、または偏心軸本体１１２よりも遅い速度で連れ回りにより回転しながら、上方へと移動する。そして、錘１２６が第２位置規制部１１２ｅまで移動した状態では、錘１２６は偏心軸本体１１２と一緒に回転する。なお、図８（ａ）は上述した図４（ａ）のモデルに相当し、図８（ｂ）は上述した図４（ｂ）のモデルに相当する。また、本実施例では、偏心軸本体１１２を回転させた場合に、錘１２６がより確実に軸方向に移動するように、貫通孔１２６ａに形成されたメネジとオネジ１１２ｃとの間に十分クリアランスを設けるのが望ましい。

以上のように、本実施例に係る偏心軸を採用した場合には、モータ２３の回転軸２３ａの回転方向を切り換えることによって、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができる。これにより、偏心軸の共振周波数を変えることができる。また、この実施例を採用する場合には、上述した操作部２５によってモードを変更してモータ２３の回転軸２３ａの回転方向を切り換えることができるようにすれば良い。

図９は本実施例を採用した場合の振動数と振動振幅との関係を示したものである。図９中のグラフＰ３は、図８（ａ）に示した状態で偏心軸が回転する場合に対応しており、グ
ラフＰ４は図８（ｂ）に示した状態で偏心軸が回転する場合に対応している。また、図９中のグラフＰ５は、錘１２６が、偏心軸本体１１２におけるオネジ１１２ｃが形成されている領域の中央付近に位置する場合に対応している。

（実施例３）
図１０を参照して、本発明の実施例３に係る電動歯ブラシについて説明する。本実施例に係る偏心軸は、上記の図４を用いて説明した実施形態のより具体的な一例である。図１０は本発明の実施例３に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１３は、その一端に上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１３ａが設けられており、他端に挿通孔１１３ｂが設けられている。そして、本実施例に係る偏心軸における錘１２７は、その一端に、挿通孔１１３ｂに挿入される軸部１２７ｂが設けられ、他端に上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１２７ａが設けられている。なお、本実施例では、錘１２７の軸部１２７ｂが、偏心軸本体１１３の挿通孔１１３ｂに対して、殆ど挿抜力を必要とすることなく挿抜できるように構成されている。また、偏心軸本体１１３と一緒に錘１２７も回転するように、軸部１２７ｂ及び挿通孔１１３ｂの軸に垂直な断面形状はいずれも非円形となっている（ただし、部分的に円形の部分が含まれていても良い）。

以上のような構成により、本実施例に係る偏心軸の場合には、錘１２７が下側を向くように偏心軸を傾けると、錘１２７は重力によって偏心軸本体１１３から離れる方向に移動し、錘１２７が上側を向くように偏心軸を傾けると、錘１２７は重力によって偏心軸本体１１３に近づく方向に移動する。従って、本実施例に係る偏心軸を採用した場合には、電動歯ブラシの姿勢によって、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができ、偏心軸の共振周波数を変えることができる。なお、図１０（ａ）は上述した図４（ｂ）のモデルに相当し、図１０（ｂ）は上述した図４（ａ）のモデルに相当する。

（実施例４）
図１１を参照して、本発明の実施例４に係る電動歯ブラシについて説明する。本実施例に係る偏心軸は、上記の図４を用いて説明した実施形態のより具体的な一例である。図１１は本発明の実施例４に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１４は、その一端に上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１４ａが設けられており、他端に突出部１１４ｂを備えた第１錘１１４ｃが固定されている。そして、本実施例では、この偏心軸本体１１４の先端側に第２錘１２８が軸方向に並べて設けられている。この第２錘１２８は、その一端に突出部１１４ｂが挿入されるスリット部１２８ｂが設けられ、他端に上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１２８ａが設けられている。なお、本実施例では、偏心軸本体１１４の突出部１１４ｂが、第２錘１２８のスリット部１２８ｂに対して、殆ど挿抜力を必要とすることなく挿抜できるように構成されている。

以上のような構成により、本実施例に係る偏心軸の場合には、第２錘１２８が下側を向くように偏心軸を傾けると、第２錘１２８は重力によって偏心軸本体１１４から離れる方向に移動し、第２錘１２８が上側を向くように偏心軸を傾けると、第２錘１２８は重力によって偏心軸本体１１４に近づく方向に移動する。従って、本実施例に係る偏心軸を採用した場合には、電動歯ブラシの姿勢によって、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができ、偏心軸の共振周波数を変えることができる。なお、図１１（ａ）は上述した図４（ｂ）のモデルに相当し、図１１（ｂ）は上述した図４（ａ）のモデルに相当する。

（実施例５）
図１２を参照して、本発明の実施例５に係る電動歯ブラシについて説明する。図１２は本発明の実施例５に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１５は、その一端に上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１５ａが設けられており、他端に第１錘１１５ｂが固定されている。この第１錘１１５ｂの端面には、複数の歯１１５ｃが設けられている。

そして、本実施例では、この偏心軸本体１１５の先端側に第２錘１２９が軸方向に並べて設けられている。この第２錘１２９は、錘本体部１２９ｂの先端に、上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１２９ａが備えられている。そして、錘本体部１２９ｂの反対側の端面に、第１錘１１５ｂに設けられた複数の歯１１５ｃに噛み合う複数の歯１２９ｃが設けられており、ラチェット機構を構成している。

以上のような構成により、本実施例に係る偏心軸の場合には、偏心軸本体１１５が図１２（ａ）に示す矢印方向に回転する場合には、第２錘１２９は偏心軸本体１１５に対して回転することなく、偏心軸本体１１５と一緒に回転する。

そして、偏心軸本体１１５が反対方向（図１２（ｂ）に示す矢印方向）に回転すると、第２錘１２９は偏心軸本体１１５に固定された第１錘１１５ｂに対して回転する。従って、この場合には、偏心軸の重心位置と軸心との間の距離を変化させることができる。また、第２錘１２９が第１錘１１５ｂに対して回転する場合には、それぞれに設けられた歯１１５ｃ,１２９ｃを乗り越える分だけ第２錘１２９の軸方向への移動も伴うので、偏心軸
の重心位置を軸方向に周期的に移動させることができる。

（実施例６）
図１３を参照して、本発明の実施例６に係る電動歯ブラシについて説明する。図１３は本発明の実施例６に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１６は、その一端に上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１６ａが設けられている。そして、この偏心軸本体１１６の先端側に錘１３０が軸方向に並べて設けられている。この錘１３０の先端に、上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１３０ａが備えられている。また、本実施例においては、この偏心軸本体１１６と錘１３０との間に、コイルばね１４０が備えられている。このコイルばね１４０は、その一端が偏心軸本体１１６に固定され、他端が錘１３０に固定されている。

以上のような構成により、本実施例に係る偏心軸の場合には、電動歯ブラシの姿勢に応じて、錘１３０が重力及びコイルばね１４０の伸び縮みによって移動するため、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させることができる。また、偏心軸本体１１６と錘１３０がコイルばね１４０を介して接続されているので、立ち上がり時においては、錘１３０は最初のうちはゆっくりと回転し、徐々に回転速度が速くなり、最終的に偏心軸本体１１６の回転と同じ回転速度となる。図１３（ａ）は立ち上がり直後の様子を示し、図１３（ｂ）は十分に時間が経過して、錘１３０と偏心軸本体１１６の回転速度が同じになったときの様子を示している。なお、図中、矢印の本数によって回転速度の差異（矢印の数が多いほど、回転速度が速い）を示している。

このように、本実施例の場合、偏心軸の重心に関しては、立ち上がり直後は、錘１３０の重量による影響を殆ど受けず、錘１３０の回転速度が速くなるにつれて、錘１３０の重量による影響も徐々に大きくなっていく。そのため、偏心軸の重心は、軸心の位置から徐々に軸心から離れた位置に移動する。従って、立ち上がり時において、偏心軸の振動振幅
は徐々に大きくなる。これにより、歯を磨く場合に、電源を入れた直後からブラシ部４１が急激に振動することを抑制でき、刺激感を抑制できる。

（実施例７）
図１４及び図１５を参照して、本発明の実施例７に係る電動歯ブラシについて説明する。図１４は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。図１５は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける立ち上がり時の経過時間と最大振動振幅との関係を示すグラフである。

本実施例に係る偏心軸における偏心軸本体１１７は、その一端に上述したモータ２３の回転軸２３ａの先端が嵌まる穴部１１７ａが設けられている。そして、この偏心軸本体１１７の先端側に錘１３１が軸方向に並べて設けられている。この錘１３１の先端に、上述したステム３の軸受３１に支えられる軸部１３１ａが備えられている。また、本実施例においては、この偏心軸本体１１７と錘１３１との間の隙間Ｓに流体（例えば、油やグリス）が介在されている。

以上のような構成により、本実施例に係る偏心軸の場合には、偏心軸本体１１７が回転すると、いわゆる流体クラッチの原理によって、錘１３１は最初のうちはゆっくりと回転し、徐々に回転速度が速くなり、最終的に偏心軸本体１１７の回転と同じ回転速度となる。図１４（ａ）は立ち上がり直後の様子を示し、図１４（ｂ）は立ち上がりから少し時間が経過した時の様子を示し、図１４（ｃ）は十分に時間が経過して、錘１３１と偏心軸本体１１７の回転速度が同じになったときの様子を示している。なお、図中、矢印の本数によって回転速度の差異（矢印の数が多いほど、回転速度が速い）を示している。

このように、本実施例の場合、偏心軸の重心に関しては、立ち上がり直後は、錘１３１の重量による影響を殆ど受けず、錘１３１の回転速度が速くなるにつれて、錘１３１の重量による影響も徐々に大きくなっていく。そのため、偏心軸の重心は、軸心の位置から徐々に軸心から離れた位置に移動する。従って、立ち上がり時において、偏心軸の振動振幅は徐々に大きくなる。これにより、歯を磨く場合に、電源を入れた直後からブラシ部４１が急激に振動することを抑制でき、刺激感を抑制できる。なお、図１５において、グラフＰ６は本実施例に係る偏心軸における立ち上がり時の経過時間と最大振動振幅を示している。また、図中のグラフＰ７は錘が偏心軸に固定されている場合（比較例）における立ち上がり時の経過時間と最大振動振幅を示している。

ここで、本実施例においては、錘１３１と偏心軸本体１１７とは固定されていない。ただし、電動歯ブラシ１の内部において、錘１３１と偏心軸本体１１７は、中心軸がずれないようにする必要がある。これを実現するための構成を２例ほど説明する。なお、以下に説明する構成については、上述した実施例１における第２錘１２５と偏心軸本体１１１との関係にも適用できる。

＜＜凹凸嵌合を利用する場合＞＞
図１６及び図１７を参照して、凹凸嵌合を利用することによって、錘１３１と偏心軸本体１１７との中心軸がずれないようにするための構成を説明する。偏心軸本体１１７は、一端に上述した穴部１１７ａが設けられた胴体１１７Ｘと、この胴体１１７Ｘの先端に固定される摩耗特性に優れた金属製部品１１７Ｙとから構成されている。なお、胴体１１７Ｘは樹脂やエラストマーから構成される。そして、金属製部品１１７Ｙの先端には、凹部１１７Ｙａが形成されている。一方、錘１３１における軸部１３１ａとは反対側の端部には、金属製部品１１７Ｙの凹部１１７Ｙａに嵌合する凸部１３１ｂが設けられている。

以上の構成により、錘１３１と偏心軸本体１１７とを固定することなく、これらの中心
軸をずれないようにすることができる。

＜＜ステムの内壁面を軸受として機能させる場合＞＞
図１８及び図１９を参照して、ステム３の内壁面３２を軸受として機能させることによって、錘１３１と偏心軸本体１１７との中心軸がずれないようにするための構成を説明する。偏心軸本体１１７は、一端に上述した穴部１１７ａが設けられた胴体１１７Ｘと、この胴体１１７Ｘの先端に固定される摩耗特性に優れた金属製部品１１７Ｙとから構成されている。なお、胴体１１７Ｘは樹脂やエラストマーから構成される。なお、金属製部品１１７Ｙの先端は平面によって構成されている。また、錘１３１における軸部１３１ａとは反対側の端部も平面によって構成されている。

そして、本例の場合には、ステム３の内壁面３２と金属製部品１１７Ｙの外周面との間、及びステム３の内壁面３２と錘１３１の外周面との間のクリアランスＳをできる限り小さくなるように設定している。これにより、ステム３の内壁面３２が、金属製部品１１７Ｙ及び錘１３１の軸受として機能する。

以上の構成により、錘１３１と偏心軸本体１１７とを固定することなく、これらの中心軸をずれないようにすることができる。

（その他）
上記の実施形態及び実施例においては、偏心軸のうちモータ２３の回転軸２３ａに固定されている側とは反対側の端部が、ステム３に設けられた軸受３１によって支えられる場合を例にして説明した。このような構成を採用した場合には、上記実施形態の中で説明した通り、軸受３１を介して、ステム３が振動し、その振動がブラシ部品４に伝達される。そして、軸受３１は、ブラシ部４１の付近に位置するので、ブラシ部４１に効率良く振動を伝達させることが可能となる。

ただし、偏心軸を採用した電動歯ブラシとしては、モータの回転軸の付近に偏心用の錘を配置して、偏心軸のうちモータの回転軸に固定されている側とは反対側の端部を軸受によって支持させないタイプ（偏心軸の先端を自由端とするタイプ）のものもある。本発明は、このようなタイプの電動歯ブラシにも適用可能である。すなわち、上述した各種偏心軸をこのようなタイプの電動歯ブラシに適用しても良い。

図１は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシの部品展開斜視図である。 図２は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシの模式的断面図である。 図３は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシにおいて、偏心軸の重心位置と軸心との距離を変化させる場合のメカニズム説明図である。 図４は本発明の実施形態に係る電動歯ブラシにおいて、偏心軸の重心位置を軸方向に移動させる場合のメカニズム説明図である。 図５は本発明の実施例１に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図６は本発明の実施例１に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図７は本発明の実施例１に係る電動歯ブラシにおける振動数と振動振幅との関係を示すグラフである。 図８は本発明の実施例２に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図９は本発明の実施例２に係る電動歯ブラシにおける振動数と振動振幅との関係を示すグラフである。 図１０は本発明の実施例３に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図１１は本発明の実施例４に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図１２は本発明の実施例５に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図１３は本発明の実施例６に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図１４は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシの偏心軸の斜視図である。 図１５は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける立ち上がり時の経過時間と最大振動振幅との関係を示すグラフである。 図１６は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける偏心軸及びステムの部品展開図である。 図１７は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける偏心軸及びステムの模式的断面図である。 図１８は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける偏心軸及びステムの部品展開図である。 図１９は本発明の実施例７に係る電動歯ブラシにおける偏心軸及びステムの模式的断面図である。

符号の説明

１ 電動歯ブラシ
２ 電動歯ブラシ本体
２１ ケース
２２ 電池
２３ モータ
２３ａ 回転軸
２４ スイッチ
２５ 操作部
３ ステム
３１ 軸受
３２ 内壁面
４ ブラシ部品
４１ ブラシ部
１００ 偏心軸
１１０ 偏心軸本体
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７ 偏心軸本体
１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ，１１５ａ，１１６ａ，１１７ａ 穴部
１１２ｂ 軸部
１１２ｃ オネジ
１１２ｄ 第１位置規制部
１１２ｅ 第２位置規制部
１１３ｂ 挿通孔
１１４ｂ 突出部
１１４ｃ 第１錘
１１５ｂ 第１錘
１１５ｃ 歯
１１７Ｘ 胴体
１１７Ｙ 金属製部品
１１７Ｙａ 凹部
１２０ 錘
１２１ 第１錘
１２２ 第２錘
１２３ 錘
１２４ 第１錘
１２４ａ 錘本体部
１２４ｂ 切欠部
１２４ｃ 略円板部
１２５ 第２錘
１２５ａ 錘本体部
１２５ｂ 軸部
１２５ｃ 係止突起
１２５ｄ 円板部
１２６ 錘
１２６ａ 貫通孔
１２７ 錘
１２７ａ 軸部
１２７ｂ 軸部
１２８ 第２錘
１２８ａ 軸部
１２８ｂ スリット部
１２９ 第２錘
１２９ａ 軸部
１２９ｂ 錘本体部
１２９ｃ 歯
１３０ 錘
１３０ａ 軸部
１３１ 錘
１３１ａ 軸部
１３１ｂ 凸部

Claims (10)

1. モータと、
   一端側が前記モータの回転軸に固定された偏心軸と、
   該偏心軸の回転に伴って発生する振動をブラシ部に伝える振動伝達部品と、
   を備えた電動歯ブラシにおいて、
   前記偏心軸は、軸心までの距離を変化させる方向及び軸方向のうちの少なくともいずれか一つの方向に、重心位置を移動可能に構成されていることを特徴とする電動歯ブラシ。
2. 前記偏心軸は、いずれも重心が軸心からずれた位置に設けられた複数の錘を備え、これら複数の錘のうちの少なくとも一つが偏心軸本体に対して回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 偏心軸本体に固定されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第１錘と、
   該偏心軸本体に対して一定の範囲内でのみ回転が許容されるように回転範囲が規制されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第２錘と、を備え、
   前記偏心軸の回転方向によって、第２錘の規制される回転方向の位置が異なることを特徴とする請求項２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記偏心軸は、重心が軸心からずれた位置に設けられた錘を備え、該錘は偏心軸本体に対して軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記偏心軸本体にはオネジが形成されており、
   前記錘には該オネジに螺合するメネジが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動歯ブラシ。
6. 前記錘は前記偏心軸本体に対して軸方向にスライド自在な状態で嵌合されていることを特徴とする請求項４に記載の電動歯ブラシ。
7. 前記偏心軸は、
   偏心軸本体に固定されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第１錘と、
   該偏心軸本体に対して回転可能に構成されており、重心が軸心からずれた位置に設けられた第２錘と、を備え、
   第１錘の端面に設けられた複数の歯と第２錘の端面に設けられた複数の歯が互いに噛み合うように、これら第１錘と第２錘が軸方向に並べて配置されて、ラチェット機構を構成することを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
8. 前記偏心軸は、
   偏心軸本体と、
   重心が軸心からずれた位置に設けられた錘と、
   一端が前記偏心軸本体に固定され、他端が前記錘に固定されたコイルばねと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
9. 前記偏心軸は、
   偏心軸本体と、
   重心が軸心からずれた位置に設けられた錘と、を備え、
   これら偏心軸本体と錘は、これらの間に流体を介在させた状態で軸方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動歯ブラシ。
10. 前記振動伝達部品には、前記偏心軸の他端側を支える軸受が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の電動歯ブラシ。

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