CN100500052C - 电动牙刷 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种牙斑去除性能优异，能以低成本制造，并且即使是牙龈炎患者也可以适当使用的电动牙刷。在通过植毛部(31)的往复直线运动而进行刷拭的电动牙刷(10)中，该植毛部(31)的毛束移动距离(mm)与1分钟内的往复振动次数(次)的乘积设定在3000～9000的范围内。此外，该植毛部(32)的毛束移动距离x(mm)和1分钟内的往复振动次数y(次)设定在满足下式的范围内：y＝ax+b，式中，a＝-3000、10000≤b≤12500、x＞0。
Description
技术领域
本发明涉及电动牙刷。
背景技术
作为电动牙刷，具备经由曲柄机构、或齿轮机构和凸轮机构等将电动机旋转轴的旋转运动变换为输出轴的轴向的往复直线运动的变换装置，并广泛地采用在该变换装置的输出轴上可自由装卸地安装替换刷的型式(例如，参照专利文献1)。通常，在这种电动牙刷上，输出轴的毛束移动距离设定为3～7mm，输出轴在1分钟内的往复振动次数设定为1000～3000次左右。
另外，近来，通过利用线性驱动或磁力等使输出轴的毛束移动距离为1mm左右、输出轴在1分钟内的往复振动次数为15000次左右的电动牙刷也被实用化。
专利文献1：日本专特开平4-364806号公报
上述专利文献1中所述的电动牙刷，可以使用由电池等驱动的通用的直流电动机，因此能以低成本制造电动牙刷，而且在牙斑去除性能上也很优异，但毛束移动距离过大，因而当牙龈炎等的患者使用时，存在反向伤及牙龈致使症状恶化的问题。
另一方面，在使用线性驱动或磁力等的电动牙刷上，输出轴的毛束移动距离小到1mm左右，伤及牙龈的情况减少，但与通常的电动牙刷相比存在牙斑去除性能降低的问题。而且，必需使用特殊的部件，因而还存在使制造成本提高的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种牙斑去除性能优异、能以低的成本制造、且即使是牙龈炎患者也可以适当使用的电动牙刷。
本申请人，考虑口腔卫生用具的各种使用，对即使是牙龈炎患者也能适当使用，而且可以提高牙斑去除性能的电动牙刷进行了专心的研究，结果发现通过适当地设定植毛部的毛束移动距离和往复振动次数可以达到上述目的，完成本发明。在本说明书中，所谓往复振动次数，其含意为将植毛部的往复直线运动的1个来回的运动计数为1次的次数。另外，所谓毛束移动距离，意味着在电动牙刷的植毛部进行往复直线运动时，以mm为单位表示去行程或返行程的植毛部的直线移动距离(振幅)。
本发明的第一电动牙刷，通过植毛部的往复直线运动而进行刷拭，上述植毛部的毛束移动距离(mm)和1分钟内的往复振动次数(次)的乘积设定在3000～9000的范围内。
该第一电动牙刷，可以在从低振动到高振动的宽范围内将牙斑去除性能保持在最适当的状态。
此处，作为上述植毛部的毛束移动距离(mm)与1分钟内的往复振动次数(次)的乘积的更适当的范围，可以设定为4500～7500。
本发明的第二电动牙刷，通过植毛部的往复直线运动而进行刷拭，上述植毛部的毛束移动距离x(mm)与1分钟内的往复振动次数y(次)设定在满足下式的范围内：
y＝ax+b
式中，a＝-3000、10000≦b≦12500、x>0。
这种电动牙刷，可以在从低振动到高振动的宽范围内将牙斑去除性能保持在最适当的状态。
此处，上述植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，上述植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次等是其实施例。
本发明的第三电动牙刷，通过上述植毛部的往复直线运动而进行刷拭，上述植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，上述植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次。
该第三电动牙刷，由于植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，即使是牙龈炎患者也可以不伤及牙龈地使用，而且，由于植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次，可以有效地去除牙斑。另外，由于往复振动次数设定为8000～13000次，作为电动机可以采用能以低价得到的通用品，因而可以减低电动牙刷的制造成本。
此处，对于第一和第二电动牙刷，作为栽植在上述植毛部上的丝状刷毛，采用将所栽植的刷毛的根数的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式，作为上述植毛部的往复运动装置采用直流电动机是优选实施例。
按照本发明的第一电动牙刷，植毛部的毛束移动距离(mm)与1分钟内的往复振动次数(次)的乘积设定在3000～9000的范围内，因此可以在从低振动到高振动的宽范围内将牙斑去除性能保持在最适当的状态。
此处，如上述植毛部的毛束移动距离(mm)与1分钟内的往复振动次数(次)的乘积设定在4500～7500的范围内，可以更进一步地提高牙斑去除率。
按照本发明的第二电动牙刷，通过植毛部的往复直线运动而进行刷拭，上述植毛部的毛束移动距离x(mm)和1分钟内的往复振动次数y(次)设定在满足y＝ax+b、式中a＝-3000、10000≦b≦12500的范围内，因此可以在从低振动到高振动的宽范围内将牙斑去除性能保持在最适当的状态。
此处，如植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，可以在提高牙斑去除性能的同时使牙龈炎患者也能使用而不伤及牙龈。
如植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次，在提高牙斑去除性能的同时，作为电动机还可以采用能以低价得到的通用品，因而可以减低电动牙刷的制造成本。
按照本发明的第三电动牙刷，植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，上述植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次，因此可以提高去除牙斑的性能，同时使牙龈炎患者也能使用而不伤及牙龈，而且，作为电动机还可以采用能以低价得到的通用品，因而可以减低电动牙刷的制造成本。
作为栽植在上述植毛部上的丝状刷毛，如采用将所栽植的刷毛的根数的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式，则使毛束的根部变得牢固，所以可以跟踪振动并能将振动充分地传递到毛尖，因而是优选的。
如采用直流电动机作为上述植毛部的往复运动装置，可以实现以低的成本制造的电动牙刷。
附图说明
图1是电动牙刷的纵截面图。
图2是电动牙刷的变换装置的说明图。
图3是试验装置的正面图。
图4是试验装置的俯视图。
图5是进行试验的牙齿的说明图。
图6是牙齿的转角部的说明图。
图7是表示转角部的往复运动次数和毛束移动距离之间关系的曲线图。
符号说明
1齿，2转角部，3牙龈，4基准图像，5框，6缩小图像，7划分直线，10电动牙刷，11上部壳体，12下部壳体，13壳体，14电池，15电动机，16旋转轴，17变换装置，18输出轴，19封盖构件，20替换刷，21第1锥齿轮，21齿轮，22第2锥齿轮，23轴部，24啮合销，25凸轮孔，30植毛底座，31植毛部，32刷柄，40试验装置，41操作装置，42颌骨模型，43保持装置，44测定装置，45自应变仪，46保持座，47支承框
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
本发明，在通过植毛部的往复直线运动而进行刷拭的电动牙刷中，如植毛部的毛束移动距离(mm)和1分钟内的往复振动次数(次)的乘积设定在3000～9000的范围内，优选设定在4500～7500的范围内，则可以适用于任意结构的电动牙刷。另外，在通过植毛部的往复直线运动而进行刷拭的电动牙刷中，如植毛部的毛束移动距离x(mm)和植毛部在1分钟内的往复振动次数y(次)设定在满足下式的范围内，则可以适用于任意结构的电动牙刷：
y＝ax+b
式中，a＝-3000、10000≦b≦12500、x>0。
植毛部的毛束移动距离x(mm)可以任意地设定，但若过小则牙斑去除率降低，若过大则很容易伤及牙龈，因此优选设定为0.3～0.7mm。
上述植毛部在1分钟内的往复振动次数(次)可以任意地设定，但若过小则得不到理想的刷牙效果，若过大则必须使用特殊的高价部件，因此优选设定为8000～13000次。
但是，即使毛束移动距离(mm)和往复振动次数(次)的乘积不在上述数值内时，或即使是不适合上述式y＝ax+b的范围，植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm，植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次也仍然是本发明的范畴。
作为电动牙刷，只要能使植毛部进行往复直线运动就可以采用任意的结构，例如可以采用具备经由曲柄机构，将电动机的旋转运动变换为可自由装卸地安装有替换刷的输出轴的往复直线运动的变换装置的型式的电动牙刷，或具备经由齿轮机构和凸轮机构，将电动机的旋转运动变换为可自由装卸地安装有替换刷的输出轴的往复直线运动的变换装置的型式的电动牙刷等各种结构的电动牙刷。
以下，简单地说明电动牙刷的具体的一例。
如图1、图2所示，如对电动牙刷10进行说明，则设置有分割为上部壳体11和下部壳体12构成的兼作刷柄使用的壳体13，上下壳体11、12可自由装卸地螺合连接。
在壳体13的下部内装有可更换的电池14，在壳体13的中间部分内组装直流电动机15，电动机15由组装在壳体13内的未图示的配线和开关切换为ON状态和OFF状态。
在壳体13的上部内，设置有将电动机15的旋转轴16的旋转运动变换为输出轴18的上下方向的往复直线运动的变换装置17，输出轴18以其中间部分贯通壳体13的上壁部并设置成可沿上下方向自由移动，在壳体13的上端部设置有橡胶制的封盖构件19，用于防止水等从输出轴18和壳体13的滑动部分浸入，在从壳体13向上方伸出的输出轴18的上半部，可自由装卸地安装有替换刷20。
对变换装置17进行说明，第一锥齿轮21固定在电动机15的旋转轴16上，与第一锥齿轮21啮合的第2锥齿轮22，以轴部23为中心旋转自如地设置在上部壳体11的内壁部。在输出轴18的下端部沿水平方向设置有细长的凸轮孔25，在第2锥齿轮22的偏心位置以伸出状设置有延伸到凸轮孔25内的啮合销24。此外，构成为，通过第一和第二锥齿轮21、22将电动机15的旋转轴16环绕上下方向轴心的旋转运动变换为轴部23环绕水平方向轴心的旋转运动，并经由凸轮孔25和啮合销24将该旋转运动变换为输出轴18的沿上下方向的往复直线运动。
齿轮21、22的齿数，设定为使输出轴18在1分钟内的上下方向的往复直线运动(往复振动次数)在上述往复振动次数的范围内，而且，啮合销24对第二锥齿轮22的轴部23的偏心量，设定为使替换刷20的上下方向的移动距离(毛束移动距离)在上述毛束移动距离的范围内。
替换刷20具有通过在植毛底座30上栽植毛束，而在刷柄32的前端部形成植毛部31的众所周知的结构。植毛底座30的形状、毛束的个数和排列可以任意设定。另外，作为毛束的栽植固定方法，可以适当采用将捆扎丝状刷毛构成的毛束平行地栽入植毛底座所设置的多个植毛孔内，加热粘接的方法等。此外，丝状刷毛的材质、直径和长度、尖端形状可以任意设定采用。进而，作为丝状刷毛，可以采用单一原料或由复合原料构成。如采用仅在尖端分成多枝的丝状刷毛，将使根部变得牢固，所以可以跟踪振动，并能将振动充分地传递到毛尖，因而是优选的。而且，这种将毛尖分枝的丝状刷毛，还能提高牙斑去除性能，因此优选设置为所栽植的刷毛的根数的至少30％以上。
以下，说明为进行牙斑去除率的评价试验而使用的试验装置。该试验装置40与日本专利特开平10—239304号公报中所述的试验装置的结构相同。
如图3、图4所示，电动牙刷10的试验装置40具备：在进行试验的电动牙刷10保持朝向X轴方向(左右方向)的状态下使该电动牙刷10在X轴方向、Y轴方向(上下方向)、Z轴方向(前后方向)的3个方向上移动、和沿环绕X轴的θ方向进行旋转操作的操作装置41，和控制操作装置41以使由操作装置41所保持的电动牙刷10按所期望的刷牙方法进行刷拭运动的控制装置(图中省略)，和可切换姿势地保持颌骨模型42以使颌骨模型42的所期望的牙齿与操作装置41所保持的电动牙刷10的植毛部31相对的保持装置43，和测定电动牙刷10对颌骨模型42的刷拭压力的测定装置44。
测定装置44根据来自应变仪45的输出测定作用于电动牙刷10的植毛部31的压力(刷拭压力)。该应变仪45具有由金属或半导体等的阻抗体构成的众所周知的结构，因此附设在用于将电动牙刷10可自由装卸地固定保持在操作装置41上而设置的保持座46的支承框47的正面。
以下，说明电动牙刷的评价试验方法。
作为电动牙刷，使用植毛部的往复直线运动的毛束移动距离设定为0.5mm、1.0mm、3.0mm的三种电动牙刷。而且，作为替换刷采用如下的型式，即毛束3列×8行、植毛孔23个、植毛孔孔径1.61mm、丝状刷毛直径φ0.160mm、毛长10mm，丝状刷毛的尖端部进行圆头加工并将毛束裁平。
然后，对上述三种电动牙刷，将植毛部在1分钟内的往复振动次数按1000次、2000次、5000次、7000次、10000次、11000次的六档进行切换，按下述要领对颌骨模型42进行刷拭，并测定对附着于颌骨模型42的牙齿上的人工牙斑的去除率。此处，往复振动次数是指将植毛部的1个来回计数为1次的往复直线运动的反复次数。往复振动次数的调整通过对电动牙刷的电压控制进行。
如图5所示，在颌骨模型42中所要刷拭的上颌颊侧的第一小臼齿A、第二大臼齿B和第一大臼齿C上涂敷人工牙斑，同时以规定的往复振动次数驱动电动牙刷10，一边以150g的刷拭压力将植毛部依次压接在A、B、C上，一边以3.16mm/sec的移动速度从第一大臼齿C向第一小臼齿A侧(前侧)移动并进行刷拭。
这样，在对颌骨模型42的3个齿A、B、C进行刷拭后，通过图像分析求出按如下方式设定的齿A、B、C的转角部区域的牙斑去除率。其结果示于表1。
这里说明齿1的转角部2的设定方法，如图6所示，首先用摄像装置对从牙龈3向下侧伸出的齿1的外侧面进行摄影，并求出与该齿1的基准图像4的外形相切的四角形的框5的中心P。然后，生成将基准图像4缩小到80％的缩小图像6，并将两图像4、6重叠而使其中心P重合。接着，用与缩小图像6相切的上下方向的划分直线7划分基准图像4，并将划分直线7的外侧的由阴影线表示的区域设定为转角部2。
(表1)
| 往复振动次数y(次) | 毛束移动距离x(mm) | (x)·(y) | 判定 |
| 2000 | 0.5 | 1000 | × |
| 2000 | 1 | 2000 | × |
| 5000 | 0.5 | 2500 | × |
| 1000 | 3 | 3000 | △ |
| 7000 | 0.5 | 3500 | △ |
| 5000 | 1 | 5000 | ○ |
| 10000 | 0.5 | 5000 | ○ |
| 11000 | 0.5 | 5500 | ○ |
| 2000 | 3 | 6000 | ○ |
| 7000 | 1 | 7000 | ○ |
| 10000 | 1 | 10000 | × |
| 5000 | 3 | 15000 | × |
| 7000 | 3 | 21000 | × |
判定基准：○去除率50％以上
△去除率36％以上不到50％
×去除率不到36％
如表1所示，当植毛部的毛束移动距离(mm)和1分钟内的往复振动次数(次)的乘积为10000以上时与2500以下时，牙斑去除率在35％以下，不能确保足够的牙斑去除性能，并判明在不到10000与超过2500的范围内可以得到最适当的状态。另外，对于牙龈炎患者，必须减小毛束束移动距离，例如在毛束移动距离设定为0.5mm时，优选1分钟内的往复振动次数设定在10000～11000左右的较窄的范围内。
另外，牙斑的去除率，在毛束移动距离(mm)和1分钟内的往复振动次数(次)分别为0.5mm时10000次、1.0mm时7000次、3.0mm时2000次的情况下优异，因此，将这三种情况下的毛束移动距离x(mm)和1分钟内的往复振动次数y的关系用一次方程式近似后得到下式。
y＝-3000x+10833(相关系数：R2＝0.9643)
另外，以牙斑去除率在42％以上为条件设定范围后得到下式：
y＝ax+b
式中，a＝-3000、10000≦b≦12500、x>0。
图7中示出该式的曲线。从图7可以看出，牙斑去除率受毛束移动距离和往复振动次数的影响而变化，至少在毛束移动距离为0.5mm～3.0mm、往复振动次数为2000～10000次的范围内，优选毛束移动距离越大，往复振动次数设定得越低，优选毛束移动距离越小，往复振动次数设定得越高。另外，对于牙龈炎患者，在通过减小毛束移动距离以避免伤及牙龈等问题的同时，适当地设定往复振动次数，可以与通常的电动牙刷同样地充分确保牙斑去除率。
Claims (5)
1.一种电动牙刷，其特征在于：通过使植毛部沿着与毛束栽植方向垂直的输出轴运动方向往复直线运动而进行刷拭，
所述植毛部的用mm表示的毛束移动距离与1分钟内的往复振动次数的乘积设定在5000～9000的范围内。
2.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于：
所述植毛部的用mm表示的毛束移动距离与1分钟内的往复振动次数的乘积设定为5000～7000。
3.根据权利要求1或2所述的电动牙刷，其特征在于：
所述植毛部的毛束移动距离设定为0.3～0.7mm。
4.根据权利要求1或2所述的电动牙刷，其特征在于：
所述植毛部在1分钟内的往复振动次数设定为8000～13000次。
5.根据权利要求1或2所述的电动牙刷，其特征在于：
作为栽植在所述植毛部上的丝状刷毛，采用将所栽植的刷毛的根数的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式。
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