专利名称：电动牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及以电动机为动力，进行脉冲式动作的电动牙刷。
背景技术：
在图16、图17所示的脉冲式电动牙刷中，在兼作把手的筒状外壳1中，按照电动机轴21沿筒状外壳1的轴心的方式设置电动机2，通过运动返回机构将电动机轴21的旋转运动变换为基本沿筒状外壳1的轴心的直线运动，对具有刷体7的往复轴5进行往复驱动。
具体来说，安装于电动机轴21上的小齿轮31与冠状齿轮32啮合，该冠状齿轮32按照轴线相垂直的方式与该小齿轮啮合。在冠状齿轮32的旋转轴33上设置偏心旋转体34，在可沿基本按照筒状外壳1的轴心的方向往复运动的方式设置的往复轴5的基端的孔35中，以可旋转的方式嵌入偏心旋转体34，构成止转棒轭机构，由此，将电动机轴21的旋转运动变换为直线运动(专利文献1，专利文献2)。
专利文献1JP特开平9-24057号文献专利文献2JP特开平9-177923号文献发明内容在脉冲式电动牙刷中，刷体的往复运动的振动次数受到重视。
但是，在过去的运动变换方式中，由于电动机轴21的旋转通过小齿轮31与冠状齿轮32的齿轮比而减小，然后传递给止转棒轭机构(横向滑动机构)，故不得不使刷体7的往复运动振动次数小于电动机轴21的旋转次数。
按照与冠状齿轮32的旋转轴33同轴的方式设置止转棒轭机构，冠状齿轮32位于与筒状外壳1的轴心离开的位置，越远离轴心，越将冠状齿轮32的外径限制在更小值。冠状齿轮32的外径越大，越有利于与小齿轮31的啮合，但是，由于外径限制，故不得不减少齿数。
此外，同样为了确保所啮合的小齿轮31的外径，不得不使冠状齿轮32离开筒状外壳1的轴心。其结果是，小齿轮31和冠状齿轮32的齿数少，在与小齿轮31的啮合谐调性上，齿隙增加，产生振动、噪音等，并且损害往复运动的平滑性。
为了避免上述问题，在采取止转棒轭机构为极薄的形状的应对措施的场合，由于材料强度降低，故机构整体容易产生脆性破坏。另外，还必须确保小齿轮31的强度，齿形模数变小。由此，小齿轮31和冠状齿轮32的齿轮比增加，导致往复运动的振动次数降低。
另外，由于筒状外壳1同时用作把手，故从持握容易度和设计的观点，对其粗细有一定限制，由此，将小齿轮31和冠状齿轮32的齿轮比限制在某范围。因此，从提高刷体的振动次数的方面来说，设计的自由度小，会限制振动、噪音等的性能的提高。
本发明明确提出了将电动机轴的旋转运动变换为往复运动的新手段，解决上述问题的电动牙刷。
技术方案1所述的电动牙刷由设置于外壳1的内部的电动机2，将该电动机的电动机轴21的旋转变换为基本沿该电动机轴的轴心的往复运动的运动变换机构3，与伴随该往复运动而动作的刷体7构成，其特征在于在电动机轴21上，设置伴随上述电动机轴的旋转而转动的偏心旋转体23；该运动变换机构3包括摆动体4，该摆动体4以可摆动的方式支承于与电动机轴21相垂直的面内，其一端以可滑动接触的方式与上述偏心旋转体23卡合，该摆动体4伴随该偏心旋转体的旋转而摆动；往复轴5，在该往复轴5上安装有上述刷体7，并且与上述摆动体4的另一端连接，伴随该摆动体的摆动运动而进行往复运动，使该刷体7往复运动。
技术方案2所述的电动牙刷涉及下述的电动牙刷，其中，在同时用作把手的筒状外壳1的内部，按照电动机轴21朝向基本沿该筒状外壳1的轴心的方向的方式设置电动机2，通过将该电动机轴21的旋转变换为基本沿筒状外壳1的轴心方向的往复运动的运动变换机构3与往复轴5连接，在该往复轴5上设置刷体7，其特征在于运动变换机构3构成止转棒轭机构40，该止转棒轭机构40在可以朝向与电动机轴21相垂直的方向的支承轴41为中心而摆动的摆动体4的电动机轴21一侧，与电动机轴上的偏心旋转体23卡合，使摆动体4摆动，往复轴5与摆动体4枢接，使刷体7进行往复运动。
技术方案3涉及技术方案2所述的电动牙刷，其特征在于摆动体4包括矩形的框架部42，偏心旋转体23与该框架部42滑动接触，以可旋转的方式与该框架部42嵌合，该摆动体4通过支承轴41以可摆动的方式支承，在该支承轴41附近，沿与筒状外壳1的轴心相垂直的方向与支承轴41离开的位置的枢轴52和往复轴5通过连接部件51而枢接。
技术方案4涉及技术方案3所述的电动牙刷，其特征在于在摆动体4中，柔性的支承臂43、43从摆动方向的两端向刷体7侧突设，支承臂前端保持于筒状外壳1上。
技术方案5涉及技术方案4所述的电动牙刷，其特征在于支承臂43通过合成树脂与摆动体4成一体形成，呈薄板状，板宽方向朝向与摆动体4的摆动方向相垂直的方向，在摆动体4的摆动面内容易发生弹性变形，沿与摆动体4的摆动方向相垂直的方向难于发生弹性变形。
技术方案6涉及技术方案2～5中的任何一项所述的电动牙刷，其特征在于往复轴5按照穿过设置于筒状外壳1前端部的柔性的轴承6的方式支承。
技术方案7涉及技术方案2所述的电动牙刷，其特征在于该摆动体4按照矩形的框架部42和托架45在连接部46的两端相对的方式呈コ状形成，上述偏心旋转体23与该框架部42滑动接触，以可旋转的方式与该框架部42嵌合，该托架45支承枢接往复轴5的枢轴52，支承轴41在摆动体4的枢轴52侧的弯曲部附近，与枢轴52平行地定位，以可摆动的方式将往复轴5支承于筒状外壳1的前端侧。
在技术方案1所述的电动牙刷中，通过电动机轴21的1次旋转，摆动体4进行1次往复摆动，通过摆动体4的1次往复摆动，往复轴5按照基本沿筒状外壳1的轴心的方式进行1次往复运动。即，通过电动机轴21的1圈旋转，往复轴5上的刷体7进行1次往复运动。
不象过去的电动牙刷那样，相对电动机轴21的旋转次数，刷体7的往复振动次数减少。
在技术方案2所述的电动牙刷中，不但具有技术方案1所述的电动牙刷的效果，而且由于外壳1呈筒状，同时用作把手，故可减小电动牙刷的整体尺寸。
在技术方案3所述的电动牙刷中，可使电动机轴21和摆动体4的摆动中心与筒体的轴心一致，另外，由于不具有过去的小齿轮31和冠状齿轮32，故可尽可能地减小筒状外壳1的直径。此场合指筒状外壳1的设计难于受到限制，并且可设计容易持握的筒状外壳1。另外，没有发生过去的小齿轮31和冠状齿轮32的啮合中产生的齿隙而导致的问题。
在技术方案4所述的电动牙刷中，由于以可摆动的方式通过支承轴41和2个支承臂43的3个点支承摆动体4，故摆动体4的摆动运动稳定，刷体7的往复运动也稳定。另外，消除框架部42和偏心旋转体23之间的间隙(晃动)造成的噪音和运动的细微的不利情况，容易固定。
在技术方案5所述的电动牙刷中，由于通过合成树脂成一体地形成摆动体4和支承臂43、43，故部件数量未增加，另外，也不需要花费工夫将支承臂43安装于摆动体4上，可抑制成本的上升。
另外，由于支承臂43在摆动体4的摆动面内容易发生弹性变形、沿与摆动体4的摆动方向相垂直的方向难于发生弹性变形，故不妨碍摆动体4的摆动，并且可防止与摆动体4的摆动方向相垂直的方向的晃动，可更稳定地使摆动体4摆动。
在技术方案6所述的电动牙刷中，由于在设置于筒状外壳1的前端部的柔性的轴承6上，按照使往复轴5可滑动地穿过该轴承6的方式支承该往复轴5，故显然实现往复轴5的轴向的往复运动，而且允许以轴承6为中心，往复轴5稍稍振动，这样，即使在按照往复轴5在一边稍稍振动一边进行往复运动的方式构成的情况下，仍可非强制地支承该往复轴5。
同样在技术方案7所述的电动牙刷中，如果电动机轴21旋转1圈，则通过止转棒轭机构40以支承轴41为中心，摆动体4进行1次往复摆动，如果摆动体4进行1次往复摆动，则通过连接部件51和往复轴5，刷体7往复运动1次。即，通过电动机轴21的1圈旋转，往复轴5上的刷体7往复运动1次。因此，相对电动机轴21的旋转次数，刷体7的往复振动次数不减少。
图1为电动牙刷的立体图；图2为省略了上述电动牙刷盖壳的立体图；图3为上述电动牙刷的主视图；图4为上述电动牙刷的俯视图；图5为图1的左侧视图；图6为图2的左侧视图；图7为运动变换机构的说明图；图8为局部通过剖面表示的运动变换机构的说明图；图9为沿图8中的A-A线的剖视图；图10为运动变换机构的立体图；图11为图7的俯视图；图12为第1的实施例的运动变换机构的说明图；图13为沿图12中的B-B线的剖视图；图14为沿图13中的C-C线的剖视图；图15为沿图12中的A-A线的剖视图；图16为现有实例的主要部分的剖视图；
图17为上述现有实例的改变90°的主要部分的剖视图。
具体实施例方式
像图1～图6所示的那样，在本发明的电动牙刷中，往复轴5从兼作把手的筒状外壳1的前端伸出，刷体7以可更换的方式安装于该往复轴5上。
筒状外壳1由主体外壳11和盖壳体12构成，该主体外壳11和盖壳体12可以相对外壳轴心稍稍倾斜的角度，以基本相同的尺寸而分开，筒状外壳的底部13设置于主体外壳11上。往复轴5位于筒状外壳1的基本轴心上。
盖壳体12以液体密封的方式覆盖于筒状外壳1上，以便实现防水，不以打开为前提。
在下面的描述中，外侧指盖壳体12一侧，内侧指主体外壳11一侧。
在筒状外壳1内的底部13一侧设置电动机2，电动机轴21与筒状外壳1的轴心一致，朝向往复轴5。
电动机轴21和往复轴5通过将电动机轴21的旋转转换为往复轴5的往复运动的运动变换机构3而连接。
在筒状外壳1的内部还设置有充电式电池、电动机驱动电路(图中未示出)，但是它们从图中省略。
如图7～图11所示，运动变换机构3由摆动体4，止转棒轭机构(横向滑动机构)40，将摆动体4和往复轴5连接的连接部件51构成，该摆动体4以可摆动的方式设置于电动机轴21和往复轴5之间，该止转棒轭机构40将电动机轴21的旋转变换为摆动体4的摆动运动。
摆动体4由合成树脂形成，其为沿筒状外壳1的轴心方向较长的矩形块体，在筒状外壳1的轴心上，设置于电动机轴21和往复轴5之间。在该摆动体4中，在往复轴5一侧的端部，在与内外两面的相对位置，较短地突设有支承轴41、41，该两个支承轴41、41嵌于形成在主体外壳11和盖壳体12的相应的内面上的轴承孔(图中未示出)中，该摆动体4以支承轴41为中心而可摆动地支承。
支承轴41、41位于包括筒状外壳1的轴心的面内。
如图8所示，在摆动体4的电动机轴21一侧设置框架部42，设置于电动机轴21上的偏心旋转体23以可滑动的方式嵌于该框架部42中，实现卡合，构成止转棒轭机构40。
偏心旋转体23以可旋转的方式突设于安装在电动机轴21上的凸起22的偏心位置，与框架部42的滑动接触面呈球面状。
框架部42按照在摆动体4的电动机轴21侧端面上开设矩形孔47的方式形成。如图9所示，矩形孔47沿筒状外壳1的内外方向较长，即，沿以摆动方式将摆动体4支承于偏心旋转体23上的支承轴41的方向具有富裕。因此，通过偏心旋转体23的旋转，摆动体4以支承轴41为中心，在与支承轴41相垂直的面内摆动。
在摆动体4的框架部42上，在摆动方向的两端突设有柔性的支承臂43。
支承臂43沿摆动方向较短地延伸，然后沿与摆动体4的侧面基本平行的方向向刷体7侧延伸。
在两个支承臂43的突出端，与上述支承轴41平行地沿筒状外壳1的内外方向较短地突设枢轴52、52，该枢轴52、52嵌于形成于主体外壳11和盖壳体12所形成的轴承凹部(图中未示出)中，支承臂43支承于筒状外壳1上。
本实施例的支承臂43按照下述方式构成，即，其通过合成树脂与摆动体4成一体形成，呈薄板状，板宽方向朝向与摆动体4的摆动方向相垂直的方向，在该摆动体4的摆动面内容易发生弹性变形，沿与摆动体4的摆动方向相垂直的方向难于发生弹性变形。
在该摆动体4中，在支承轴41的附近设置有突片48，该突片48在摆动体4的摆动面内沿与筒状外壳1的轴心离开的方向突出，该突片48和往复轴5通过连接部件51连接。
连接部件51基本呈L形，其一端固定于往复轴5的基端，突设于突片48上的枢轴52嵌于其另一端中开设的长孔50中。
上述长孔50沿摆动体4的摆动方向较长。
在筒状外壳1的前端开口，以液体密封的方式安装有支承往复轴5的轴承6。本实施例的轴承6为柔性轴承，由橡胶等的柔性材料形成的杯状体61的底面62的中间呈筒状弯入内侧，形成厚度较大的环部63。另外，轴承6的环部63嵌合于设在往复轴5的中间部的凹槽53中，伴随往复轴5的往复运动，轴承6的底面变形，可运动。
在杯状体61的开口缘设置法兰部64，杯状体61以液体密封方式嵌于筒状外壳1的前端开口，该法兰部64嵌入形成在筒状外壳1的内面的周槽(图中未示出)中。
在筒状外壳1的内部，在轴承6和上述电动机2之间设置有定位框架部15。
安装于往复轴5的前端上的刷体7通过刷座71和刷毛72形成，该刷座71以可装卸的方式与往复轴5嵌合，该刷毛72植设于刷座71上。
在上述电动牙刷中，如果电动机轴21旋转1圈，则通过止转棒轭机构40，以支承轴41为中心，摆动体4往复摆动1次，如果摆动体4往复摆动1次，则通过连接部件51和往复轴5，刷体7在筒状外壳1的轴心上往复运动一次。即，通过电动机轴21的1圈旋转，往复轴5上的刷体7往复运动1次。
不像过去的电动牙刷那样，刷体7往复振动次数少于电动机轴21的旋转圈数。
由于电动机轴21、摆动体4的摆动中心和往复轴5与筒体的轴心一致，故可减小筒状外壳1的直径。此情况指筒状外壳1的设计难于受到制约，并且可进行容易持握的筒状外壳1的设计。另外，由于未采用齿轮啮合的机构，故不产生齿轮啮合的齿隙造成的噪音等的问题。
由于以可摆动的方式通过支承轴41和2个支承臂43的3个点支承摆动体4，故摆动体4的摆动运动稳定，刷体7的往复运动也稳定。
此外，由于通过合成树脂成一体形成摆动体4和支承臂43、43，故部件数量未增加，另外，也不需要花费将支承臂43安装于摆动体4上的工夫，可抑制成本的上升。
还有，由于支承臂43通过合成树脂与摆动体4成一体成形，呈薄板状，板宽方向朝向与摆动体4的摆动方向相垂直的方向，故在摆动体4的摆动面内容易发生弹性变形，沿与摆动体4的摆动方向相垂直的方向难于发生弹性变形。由此，摆动体4在与支承轴41相垂直的面内平滑而稳定地摆动，其导致刷体7的平滑而稳定的直线往复运动。
由于在设置于筒状外壳1的前端开口15中的柔性的轴承6上，按照使往复轴5可滑动地穿过该轴承6的方式支承该往复轴5，故显然实现往复轴5的轴向的往复运动，而且允许以轴承6为中心，往复轴5稍稍振动，这样，即使在摆动体4上的枢轴52和连接部件51的长孔50的滑动性差，对往复轴5稍稍地作用振动力，仍可允许往复轴5的振动，并且非强制地滑动地支承该往复轴5。
再有，轴承6本身同时用作防止水从筒状外壳1的前端开口14而侵入的密封件，可有助于部件数量的减少和成本的降低。
图12～图15表示将电动机轴21的旋转变换为往复轴5的往复运动的运动变换机构3的另一实施例。
在电动机轴21和往复轴5之间设置摆动体4。在该摆动体4中，在按照沿筒状外壳1的轴心的方向延伸的连接部46的电动机轴21侧端部突设有框架部42，在往复轴5的侧端部突设有托架45，该框架部42和托架45相对，该摆动体4基本呈コ形。
设置于电动机轴21的前端的偏心旋转体23以可滑动接触的方式与上述框架部42嵌合，构成止转棒轭机构40。
以摆动方式支承摆动体4的支承轴41位于呈コ形的摆动体4的往复轴5一侧的弯曲部。
往复轴5的基端通过枢轴52而枢接于托架45上。
往复轴5通过设置于筒状外壳1的前端侧的球面轴承6a，按照可滑动并且可以轴承6a为中心而摆动的方式支承。
同样对于上述第2实施例的电动牙刷，在电动机轴21旋转1圈时，通过止转棒轭机构40，以支承轴41为中心，摆动体4往复摆动1次，在摆动体4往复摆动1次时，往复轴5也往复运动1次。即，在电动机轴21旋转1圈的场合，往复轴5上的刷体7往复运动1次。往复轴5在以球面轴承6a为中心稍稍振动的同时进行滑动。
与第1实施例的牙刷相同，没有相对电动机轴21的旋转次数，刷体7的往复振动次数变少的情况。
在本实施例中，摆动体4的支承轴41和往复轴5的枢轴52之间的距离L1为3.5mm，支承轴41与止转棒轭机构40的距离L2为7mm，偏心旋转体23的偏心量L3为0.7mm，刷体7的往复行程为0.7mm。
另外，即使在以第2实施例的往复轴5的轴承实施第1实施例的柔性轴承6的情况下，由于活动性轴承6允许往复轴5的振动，故仍没有问题。
上述实施例的说明用于说明本发明，不应按照权利要求的范围对所述的发明进行限定或缩小范围的方式解释。另外，显然本发明的各部分结构不限于上述实施例，可在权利要求所述的技术范围内进行各种变形。
权利要求
1.一种电动牙刷，该电动牙刷由设置于外壳(1)的内部的电动机(2)，将该电动机的电动机轴(21)的旋转变换为基本沿该电动机轴的轴心的往复运动的运动变换机构(3)，与伴随该往复运动而动作的刷体(7)构成，其特征在于在电动机轴(21)上，设置伴随上述电动机轴的旋转而转动的偏心旋转体(23)；该运动变换机构(3)包括摆动体(4)，该摆动体(4)以可摆动的方式支承于与电动机轴(21)相垂直的面内，其一端以可滑动接触的方式与上述偏心旋转体(23)卡合，该摆动体(4)伴随该偏心旋转体的旋转而摆动；往复轴(5)，在该往复轴(5)上安装有上述刷体(7)，并且与上述摆动体(4)的另一端连接，伴随该摆动体的摆动运动进行往复运动，使该刷体(7)往复运动。
2.一种电动牙刷，在该电动牙刷中，在同时用作把手的筒状外壳(1)的内部，按照电动机轴(21)朝向基本沿该筒状外壳(1)的轴心的方向的方式设置电动机(2)，通过将该电动机轴(21)的旋转变换为基本沿筒状外壳(1)的轴心方向的往复运动的运动变换机构(3)与往复轴(5)连接，在该往复轴(5)上设置刷体(7)，其特征在于运动变换机构(3)构成止转棒轭机构(40)，该止转棒轭机构(40)在可以朝向与电动机轴(21)相垂直的方向的支承轴(41)为中心摆动可能的摆动体(4)的电动机轴(21)一侧，与电动机轴上的偏心旋转体(23)卡合，使摆动体(4)摆动，往复轴(5)与摆动体(4)枢接，使刷体(7)往复运动。
3.根据权利要求2所述的电动牙刷，其特征在于摆动体(4)包括矩形的框架部(42)，偏心旋转体(23)与该框架部(42)滑动接触，以可旋转的方式与该框架部(42)嵌合，该摆动体(4)通过支承轴(41)以可摆动的方式支承，在该支承轴(41)附近，沿与筒状外壳(1)的轴心相垂直的方向与支承轴(41)离开的位置的枢轴(52)和往复轴(5)通过连接部件(51)而枢接。
4.根据权利要求3所述的电动牙刷，其特征在于在摆动体(4)中，柔性的支承臂(43)、(43)从摆动方向的两端向刷体(7)侧突设，支承臂前端保持于筒状外壳(1)上。
5.根据权利要求4所述的电动牙刷，其特征在于支承臂(43)通过合成树脂与摆动体(4)成一体形成，呈薄板状，板宽方向朝向与摆动体(4)的摆动方向相垂直的方向，在摆动体(4)的摆动面内容易发生弹性变形，沿与摆动体4的摆动方向相垂直的方向难于发生弹性变形。
6.根据权利要求2～5中的任何一项所述的电动牙刷，其特征在于往复轴(5)按照穿过设置于筒状外壳(1)前端部的柔性的轴承(6)的方式支承。
7.根据权利要求2所述的电动牙刷，其特征在于该摆动体(4)按照矩形的框架部(42)和托架(45)在连接部(46)的两端相对的方式呈コ状形成，上述偏心旋转体(23)与该框架部(42)滑动接触，以可旋转的方式与该框架部(42)嵌合，该托架(45)支承枢接往复轴(5)的枢轴(52)，支承轴(41)在摆动体(4)的枢轴(52)侧的弯曲部附近，与枢轴(52)平行地定位，以可摆动的方式将往复轴(5)支承于筒状外壳(1)的前端侧。
全文摘要
本发明的课题在于在脉冲式电动牙刷中，使电动机轴的旋转次数与刷体的往复振动次数一致。筒状外壳(1)内的电动机(2)，与可滑动地穿过该外壳的前端的往复轴(5)通过运动变换机构(3)连接，该运动变换机构(3)将电动机轴(21)的1圈旋转通过止转棒轭机构(40)变换为摆动体(4)的1次往复摆动，接着，将该摆动体(4)的1次往复摆动变换为往复轴(5)的直线方向的1次往复运动。
文档编号A61C17/26GK1775186SQ20051011561
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年11月17日
发明者富士本宜意, 上村透, 松荣准治 申请人:三洋电机株式会社