JPH08505292A - 音響型歯ブラシのブラシ要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブラシ要素（１０）は、基部（１４）を備え、該基部（１４）は、振動する歯ブラシのレバーアーム（１５）を受け入れることが出来る接続部分（１８）をその一端（１６）に備えている。各２列の先端が１つの頂部を形成するような形態とされた２列の長い毛と、全長さの毛よりも約5.08ｍｍ（約0.2インチ）短い後続の第三の短い毛とから成るような配列としたパターンにて、離間した連続的な横列の毛（１９）−（２７）がブラシの基部（１４）内に定着される。

Description

【発明の詳細な説明】 音響型歯ブラシのブラシ要素 技術分野 本発明は、概ね、電動歯ブラシの技術に関し、特に、電動歯ブラシ用のブラシ ヘッドの形態に関するものである。発明の背景 電動歯ブラシの技術、特に、音響型（ａｃｏｕｓｔｉｃ）歯ブラシにおいて考 慮すべき重要な事項は、隣接歯間のスペース、即ち、隣接する二つの歯間のスペ ース、且つ／又は歯とそれに隣接する歯肉組織間にあり、歯肉線下方の歯肉下領 域まで下方に伸長するスペースに対する歯ブラシの洗浄作用（又はその不足）で ある。こうした隣接面間のスペースはブラシ要素が物理的に到達する距離よりも 先にあるが、音響型電動歯ブラシは、概ね、こうした隣接面間スペースを洗浄す る点で少なくとも多少は有効である。こうした隣接面間スペースは、病原性細菌 を繁殖させ、歯肉の場合、歯周病が発生し易いため、こうした隣接面間のスペー スの洗浄は重要である。 音響型歯ブラシがこうした領域を効果的に洗浄することの効果があるか否かは 、こうした領域に達する流体媒体を動揺させ、細菌を損傷させ且つ／分散させる のに十分な瞬間的な速度及び圧力を発生させることが可能か否かに左右される。 歯磨き剤、水及び唾液の各種の組み合わせとすることの出来る流体媒体は、励起 されて、圧力を瞬間的に変化させ、典型的には毛（ブリストル）の端部に小さい 泡が発生することで確認される、キャビテーション及び流れの音響的効果を生じ させる。これらは、比較的低い音波振動数、即ち、150Ｈｚ−１ＫＨｚ程度の振 動数で、また口内で実際的な振幅にて生じる。キャビテーション及び流れ効果を 発生させるのに必要な振動数及び瞬間的な速度を有する音響型歯ブラシは、本発 明の譲受人と同一人が所有する、「音波利用の高性能の歯洗浄装置（High Perfo rmance Acoustical C1eaning Apparatus for Teeth）」という名称の係属中の特 許出願第832,422号に開示されている。 かかる歯ブラシを適正に作用させるためには、比較的効率良くキャビテーショ ン効果を維持するものでなければならない。実際の歯磨き操作中、毛を過度に制 振することは最小とし、エネルギが流体に効果的に伝達されるようにしなければ ならない。更に、歯ブラシは、ユーザが歯ブラシを口の周りで動かすとき、流体 を効果的に且つ効率的に運び得るような形態である必要がある。このことは、特 に唾液が少ない状態のとき、上歯にとって考慮すべき重要な事項であることが多 い。制振状態及び流体の動きを改善するため、音響型歯ブラシの各種の特徴が他 の者により開発されている。本発明は、特に、制振、キャビテーション、流れ及 び流体の動きに影響する歯ブラシの形態に関するものである。発明の開示 故に、本発明は、毛が到達する距離の先にある歯に対する音響的洗浄効果を生 じさせるために流体を利用する、振動型歯ブラシに使用される歯ブラシヘッドで あって、振動する歯ブラシがある作動振動数を有し、また、ブラシヘッドがブラ シヘッドの基部材と、複数の毛部分とを備え、該毛部分の少なくとも一部がその 他の長い毛部分よりも短く、その長い毛の部分が固有の共振振動数を有し、歯ブ ラシの作動振動数がその長い毛の部分の上記固有の共振振動数の60乃至95％の範 囲内にあるようにしたことを特徴とするブラシヘッドである。図面の簡単な説明 図１は、音響型歯ブラシの一部としての本発明のブラシヘッドの斜視図、 図２は、本発明のブラシヘッドの側面図、 図３は、図２のブラシヘッドの平面図、 図４は、図２及び図３のブラシヘッドの端面図である。発明を実施するための最良の形態 図１には、電動歯ブラシ１２、即ち、振動するレバーアーム１５の一端に作用 可能乃至連動可能に接続された本発明の歯ブラシヘッドが、全体として符号１０ で示してある。この歯ブラシは、隣接面（歯間）領域、即ち、歯と歯との間の領 域にて及び／又は歯肉と歯との間の歯肉下領域内にて細菌が分散し、プラークが 除去されるような振動数及び音響圧力にて作動することが望ましいが、これは必 ずしも必須のことではない。典型的には、かかる歯ブラシの場合、歯ブラシの動 きによって発生された音響圧力が流体を介して歯間領域に伝達されるように、口 内に適正な流体状態が維持される。毛は、該毛が実際に接触する歯の露出領域か らプラークを物理的に除去する。 該ブラシヘッドは、基部分１４を備えている。図示した好適な実施例において 、基部分１４は、長さ約38.1ｍｍ（約1.5インチ）、幅7.62ｍｍ（0.3インチ）、 全体として符号１７で示した毛の定着領域の厚さが3.81ｍｍ（0.15インチ）であ る。ブラシヘッド１０の一端１６には、接続要素１８があり、この接続要素１８ は、レバーアーム１５の伸長端部１３を受け入れる形状とした中空部分２９を備 えている。図示した実施例において、接続要素１８は、ブラシヘッドの基部分の 他の部分よりも多少、厚くしてあり、ブラシヘッドがレバーアームに接続される 箇所の強度が増すようにしてある。また、図示した実施例において、ブラシヘッ ドは、個々の毛の端部を受け入れ、その毛をブラシヘッドの基部分１４に定着さ せ易くすべく、各々が３つの開口部を有する、互いに離間した９つの列１９−２ ７を備えている。 図示した実施例において、特別な毛のパターンは、テーパー付きで完全な長さ を有し互いに隣接する、一番目及び二番目の２つの毛の列１９、２０を備えてお り、その後には、バックグラウンド毛と称する、長さの著しく短い三番目の毛の 列２１が続く。四番目及び五番目の列２２、２３は、一番目及び二番目の列１９ 、２０と同様であり、また、七番目及び八番目の列２５、２６の毛も同様である 。また、六番目の列２４及び九番目の列２７の毛は、三番目の列２１と同様に長 さが短く、バックグラウンド毛として機能する。 列１９、２０内の完全な長さの毛は、その上端に45°のテーパーが付けられ、 二列の間の仮想の中間点から下方にテーパーが付いた毛となるようにしてある。 四番目の列、五番目の列の毛、及び七番目の列、八番目の列の毛にも同様の構成 が採用されている。理想的には、毛ストランドの各々は、ラジアス・ラインのよ うに、その上端に丸みを付ける。図示した実施例において、これらの毛は、ナイ ロンに似た材料であるタイネックス（Tynex）であり、個々に、ブラシヘッドの 開口部内にステープル留めし、又は定着されている。図示した実施例において、 各開口部には、約25乃至27本の毛ストランドがあり、各開口部内に一つの毛房を 形成している。一番目の列、二番目の列、四番目の列、五番目の列、七番目の列 、八番目の列内の完全な長さの毛は、ブラシヘッドの基部分の表面から約11.43 ｍｍ（約0.45インチ）上方に伸長する一方、三番目の列、六番目の列、九番目の 列のより短いバックグラウンド毛は、基部分の表面から約6.35ｍｍ（約0.25イン チ）伸長し、完全な長さの毛とバックグラウンド毛との間に約5.08ｍｍ（約0.2 インチ）の差がある。 作用時、電動歯ブラシの本体内の駆動モータ３６が、選択した作動振動数にて レバーアーム、従ってブラシヘッドを振動させる。概ねその振動数領域は200−3 00Ｈｚである。例えば、本発明の譲受人に譲渡された「磁気駆動音響型歯ブラシ （Magnetic Drive Acoustic Toothbrush）」という名称の係属中の米国特許出願 第672,844号に記載した電磁機構を含む、多数の異なる駆動機構の一つを採用す ることが出来る。図示した実施例において、完全な長さの毛は、固有の共振振動 数が約320Ｈｚである。当該出願人は、歯ブラシの作動振動数（レバーアームが 駆動モータによって振動されるときの振動数）と完全な長さの毛の固有の共振振 動数との間に顕著な臨界的な関係があることを確認した。この作動振動数は、完 全な長さの毛が持つ固有の共振振動数の60乃至95％の範囲であることが極めて望 ましい。より具体的には、この作動振動数は、その固有の共振振動数の約80％で あることが望ましい。 一例として、固有の共振振動数が約320Ｈｚである、本明細書に開示した特別 な毛の場合、作動振動数は約260Ｈｚであり、これは、その毛の固有の共振振動 数の約80％である。許容可能な範囲は、190Ｈｚ乃至300Ｈｚである。特定の範囲 の上限値（即ち、300Ｈｚ）よりも遥かに高い作動振動数の場合、毛のインピー ダンスが大きいため、当然に毛に伝達される実際の力が減少し、そのため、毛は 作動中に負荷によって極めて容易に制振される。作動振動数がこの特定の範囲よ りも低い場合、毛はその共振振動数に比して余りにも剛性となり、十分な動きを 許容するのに十分な程には可撓性ではなくなる。この剛性のため、完全な長さの 毛のピーク振幅（その自由端のピーク振幅）と毛の基部のピーク振幅との比が小 さくなる。最良の作用を得るためには、この比は2.0乃至2.5の範囲である。 長さの短い毛を数列、配置することは、幾つかの有利な点がある。第一に、短 い毛は通常の作用時に歯に接触する程に長くはないが、口内でブラシを動かした とき、流体を効果的に動かすのに十分な長さ及び形状である。このため、短い毛 は、音響型歯ブラシに適した流体状態を保つという重要な機能を果たす。更に、 短い毛は、完全な長さの毛の固有の共振振動数よりも著しく高い固有振動数を有 しており、したがって短い毛は、完全な長さの毛の振動振幅が典型的には通常の 作動時において３ｍｍ乃至５ｍｍであるのに対し、これよりも著しく小さい振幅 で、即ち、0.3ｍｍの振幅で振動する。これは、短い毛の共振振動数は、上述の 好適な振動数範囲からかなり外れるからである。短い毛が動くときの振動エネル ギは殆どないから、ブラシに付与される振動エネルギは、長い毛に集中する傾向 となる。長い毛の列の間に介在された短い毛の列は、通常の歯ブラシ操作中、長 い毛がより容易に拡がり、次に、共に元に戻ることを可能にし、これにより、歯 の隣接面間スペースを効果的に歯磨きし得るという更なる有利な点が得られる。 図示した特別な毛の形態は、臼歯、門歯、犬歯を最適に洗浄し得るように設計 したものである。完全な長さの毛の頂部が8.128ｍｍ（0.32インチ）、互いに離 間されて配置されているならば、これらの毛は、典型的には9.652乃至10.16ｍｍ （0.38乃至0.40インチ）離間されている第二及び第三の臼歯の隣接面間のスペー ス及び上方正面歯に効果的に作用することが出来る。また、典型的には5.08乃至 7.62ミリ（0.20乃至0.30インチ）離間されている下方臼歯及び犬歯の隣接面間ス ペースも効果的に洗浄することが可能である。毛の頂部が45°の角度の形状であ ること（図２参照）は、歯の隣接面間空隙に毛が作用することを可能にする。作 用時、毛はこの空隙内で前後に掃引動作し、歯の間及び歯の表面に蓄ったプラー クを「掻き取る」と共に、隣接面間領域及び歯肉下領域にて、細菌に対する音響 的洗浄作用を発揮する。毛、及び隣接面間の空隙を画成する２つの互いに隣接す る歯の表面が、三角形の空所又は領域を画成し、毛が前後に掃引動作するとき、 この空所又は領域にて、取り込まれた流体に対する圧力が増す。この圧力が増し た領域において、作用効率が向上する。 作用時、上述の歯ブラシの形態は極めて効果的で且つ所望の隣接面接触を実現 し得る形態をしており、更に、歯ブラシを口内で動かすとき、流体を動かすから 、歯ブラシの振動によって生じた音響圧力を伝達するための良好な流体状態が維 持され、その結果、歯の周りの細菌を分散させることが出来るから、上述の歯ブ ラシの形態は、音響型歯ブラシに特に適している。 説明の目的で本発明の好適な実施例について記載したが、請求の範囲に記載さ れた本発明の精神から逸脱せずに、かかる実施例には、各種の変更、応用例及び 置換が採用可能であることを理解すべきである。例えば、毛の振動は、前後方向 （横方向）に行わせ、又はある角度で繰り返し旋回する動きとし、或いは、その 他の何らかの振動パターンとなるようにすることが出来る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年１０月１１日 【補正内容】 補正後の請求の範囲 １．毛が到達する距離を超えて歯に対する音響的洗浄効果を発生させるため、 ２００Ｈｚ乃至３００Ｈｚの範囲の作動振動数を有し流体を使用する振動型歯ブ ラシと共に使用されるブラシヘッドにして、 ブラシヘッドの基部材と、 複数の毛部分とを備え、該複数の毛部分の少なくとも一部が他の長い毛部分よ りも短く、該長い毛部分が、歯ブラシの作動振動数が該長い毛部分の固有の共振 振動数の60乃至95％の範囲内となるような値の固有の共振振動数を有しており、 短い毛部分の固有の共振振動数が前記長い毛部分の固有の共振振動数よりも著し く高いことを特徴とするブラシヘッド。 ２．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記歯ブラシの通常の作 用中、前記短い毛部分が歯に接触しないようにしたことを特徴とするブラシヘッ ド。 ３．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分が、他の 長い毛部分よりも著しく小さい振幅にて振動するよう十分に短いことを特徴とす るブラシヘッド。 ４．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記歯ブラシの作動振動 数が長い毛部分の固有の共振振動数の約80％であることを特徴とするブラシヘッ ド。 ５．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記長い毛部分が約45° の角度を付けた先端を有することを特徴とするブラシヘッド。 ６．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記毛部分の各々が、複 数の毛ストランドを含み、該毛部分が横列状に配置され、前記ブラシヘッドが、 短い毛部分及び長い毛部分の選択したパターンから成る複数列の毛部分を備える ことを特徴とするブラシヘッド。 ７．請求の範囲第６項に記載のブラシヘッドにして、前記選択したパターンが 、２列の長い毛部分と、それに続く１列の短い毛部分との配列から成ることを特 徴とするブラシヘッド。 ８．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分が前記長 い毛部分よりも少なくとも5.O8ｍｍ（O.2インチ）短いことを特徴とするブラシ ヘッド。 ９．請求の範囲第３項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分の振動振 幅が約0.5ｍｍであり、前記長い毛部分の振動振幅が３ｍｍ乃至５ｍｍの範囲内 にあることを特徴とするブラシヘッド。 １０．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記長い毛部分が先端を 有し、次の前記長い毛部分の先端との間が約7.62ｍｍ（約0.3インチ）離間され ていることを特徴とするブラシヘッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．毛が到達する距離を超えて歯に対する音響的洗浄効果を発生させるため、 ある作動振動数を有し流体を使用する振動型歯ブラシと共に使用されるブラシヘ ッドにして、 ブラシヘッドの基部材と、 複数の毛部分とを備え、該複数の毛部分の少なくとも一部が他の長い毛部分よ りも短く、該長い毛部分が、歯ブラシの作動振動数が該長い毛部分の固有の共振 振動数の60乃至95％の範囲内となるような値の固有の共振振動数を有することを 特徴とするブラシヘッド。 ２．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記歯ブラシの通常の作 用中、前記短い毛部分が歯に接触しないようにしたことを特徴とするブラシヘッ ド。 ３．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分が、他の 長い毛部分よりも著しく小さい振幅にて振動するよう十分に短いことを特徴とす るブラシヘッド。 ４．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記歯ブラシの作動振動 数が長い毛部分の固有の共振振動数の約80％であることを特徴とするブラシヘッ ド。 ５．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記長い毛部分が約45° の角度を付けた先端を有することを特徴とするブラシヘッド。 ６．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記毛部分の各々が、複 数の毛ストランドを含み、該毛部分が横列状に配置され、前記ブラシヘッドが、 短い毛部分及び長い毛部分の選択したパターンから成る複数列の毛部分を備える ことを特徴とするブラシヘッド。 ７．請求の範囲第６項に記載のブラシヘッドにして、前記選択したパターンが 、２列の長い毛部分と、それに続く１列の短い毛部分との配列から成ることを特 徴とするブラシヘッド。 ８．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分が前記長 い毛部分よりも少なくとも5.08ｍｍ（0.2インチ）短いことを特徴とするブラシ ヘッド。 ９．請求の範囲第３項に記載のブラシヘッドにして、前記短い毛部分の振動振 幅が約0.5ｍｍであり、前記長い毛部分の振動振幅が３ｍｍ乃至５ｍｍの範囲内 にあることを特徴とするブラシヘッド。 １０．請求の範囲第１項に記載のブラシヘッドにして、前記長い毛部分が先端を 有し、次の前記長い毛部分の先端との間が約7.62ｍｍ（約0.3インチ）離間され ていることを特徴とするブラシヘッド。