CN1153624A - 牙刷 - Google Patents
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Abstract
一种牙刷，它能有效地除附着或沉积于牙齿表面，牙齿间隙和齿根边缘的所有部位上的污垢，从而获得理想的刷牙效果。这了实现这个目标，在组成刷毛区的众多刷毛组中，至少有一个沿着刷毛基底的纵向方向加宽地延伸，并且宽刷毛组的末端部分的外轮廓向着具有点、线或面形状的末端汇集。
Description
本发明涉及一种牙刷，该牙刷能够有效地去除附着或沉积于牙齿表面，牙齿间隙，齿根边缘的所有部分上的污垢，从而使刷牙效果变得理想。
人们所熟悉的传统的牙刷如图.27.所示，它具有圆形的刷毛组b，每一个刷毛组的直径大约在1.6至2.0mm之间，它们组成刷毛区a，其中刷毛组按照设定的间隙c进行排列。大多数人们已知的牙刷的刷毛组为平顶外形或者每一个刷毛组具有一个单面的斜顶外形。这些现有牙刷的那种构造来自于向里植入刷毛的方法。
为了植入刷毛组，首先采用浇注铸模法做出一个具有刷毛孔的刷毛基底，然后用一个被称为固定器的小金属夹压靠在每一个具有指定长度的刷毛组上，在将刷毛组折成U形的同时，使刷毛随着固定器植入每一个刷毛孔中。固定器的两端被有力地楔进刷毛孔的孔壁一定深度，从而将固定器固定在那里。然后切割不规则的刷毛组顶端，使刷毛组的顶端轮廓变平。
由于传统的牙刷通过把固定器的末端楔进相应的刷毛孔的孔壁来确保刷毛组的稳定，从而产生了一个问题，即刷毛基底的机械强度下降。为了保持刷毛基底一定的机械强度，刷毛孔的大小需要等于或低于指定的直径。因此，相邻刷毛孔之间必须保持一定的间隔。
而且，由于切割刷毛组顶部的方法是通过固定刷毛组之后，在刷毛区内每一个密集的刷毛组上进行切割，那么通过切割形成一个复杂的外形是困难的。因而，大多数传统的工作表面或者是与刷把头部表面平行的平面，或者是与牙刷头部的表面呈单面倾斜的斜面。
那些传统类型的牙刷有如下一些问题。如图.28和29所示，由于在整个刷毛区中间隙C占据了很大的面积，因此牙齿表面A和刷毛b的接触是不充分的。另外，由于每一个刷毛组都具有圆形的横截面，不具有方向性，并且每一个刷毛组的直径都大约在1.6至2.0mm之间，这样就存在一个缺陷，即所有的刷毛组的硬度比较低，导致牙齿表面的刷牙效果比较差，而且刷毛组的耐用性差。
在日本未经审查的实用新型专利申请公开文本No.Sho.63-99527中，提出了一种牙刷来解决上述问题。这种牙刷的构造如下，其中至少有一个植入刷毛基底的刷毛组变成宽刷毛组，它扩展到刷毛基底的整个宽度或整个长度。在这样的安排下，刷毛组和牙齿表面之间的接触面积增加了，并且密集的刷毛的相互支持的效果增强了，因此增加了刷毛组的硬度并且改善了牙齿表面污垢去除的效果和刷毛组的耐用性。
当触及牙齿表面时，圆刷毛组将变弯，紧邻它排列的是具有较高硬度的宽刷毛组，利用宽刷毛组和普通圆刷毛组硬度的差异，可以使刷毛组进入齿根边缘和牙齿间隙中，因此能够剔除沉积在齿根边缘和牙齿间隙深部区域上的污垢。
通过设置一个扩展到刷毛基底整个宽度或整个长度上的宽刷毛组，实现了改善污垢去除效果和提高刷毛组的耐久性。然而，牙齿间隙和齿根边缘上的污垢去除效果并不令人满意。这是因为，那种牙刷是通过使邻近宽刷毛组的圆刷毛组变弯，从而使具有高硬度的宽刷毛组插入齿根边缘变得容易。然而，如图.29和30所示，牙齿间隙B和齿根边缘C比预料的要深和窄。因此，即使当宽刷毛组贴附在牙齿上，使宽刷毛组能够进入牙齿间隙B和齿根边缘C，然而使刷毛组顶部到达牙齿间隙和齿根边缘的最深处也不是一件容易的事。
另外，那种牙刷有一个扩展到刷毛基底整个宽度或整个长度上的宽刷毛组，并且刷毛以连续的方式密集，使刷毛组超过了单个牙齿的宽度。因此，到达牙齿间隙B开口的刷毛的数目往往超过了实际允许进入的刷毛的数目。由此产生了一个问题，即刷毛阻塞了牙齿间隙的入口，导致刷毛顶端不能到达牙齿间隙的最深处。
而且，由于这种类型的牙刷的宽刷毛组扩展到刷毛基底的整个宽度或整个长度，因而宽刷毛组的硬度会变得过大。因此，这里存在一个问题，并且当宽刷毛组扩展到刷毛基底的整个长度时尤其突出。问题就是刷毛组失去了它充分的柔韧性，使刷毛组不能够随着牙齿表面的外形波动而产生弹性变形。并且牙齿表面和刷毛组之间产生了间隙，导致同时刷一个牙齿时的效果变差。
而且，由于那种牙刷具有一个宽刷毛组，它没有被分成分别的刷毛组，导致刷毛组的透气性差因而于燥困难，而且去除附着在刷毛区里的食物残渣也困难。因此，这里存在一个问题，就是里面的几排刷毛组容易有污垢。
进一步指出的是，为了改善牙齿间隙的清洁效果，在以下几处提出了一种有斜面的牙刷，它们是日本未经审查的实用新型申请No.Sho.62-102432，日本未经审查的实用新型申请No.Sho.62-106522和美国外观设计专利(USD)No.332,873。然而，那种牙刷的两个刷毛组形成一个单角度斜面的外形。因而，由于在各个刷毛洞和刷毛组之间存在一个间隙，并且刷毛组之间的间隙相对比较大，因而刷毛组和牙齿表面的接触面积和传统牙刷是相似的。所以，实际的污垢去除效果并不令人满意。
本发明是考虑了上述情况之后完成的。因此，本发明的目的是提供一种牙刷，使之保持宽刷毛组刷牙齿表面的效果，并且提高宽刷毛组和牙齿间隙及齿根边缘的接近程度，并能够有效地去除沉积在这些部位的污垢。该牙刷将能有效地去除牙齿表面、齿根边缘、牙齿间隙的所有部位的污垢，具有良好的刷牙效果。本发明的另一个目的是提供一种具有宽刷毛组最佳排列的牙刷，使之能够在不降低同时刷很多牙的效果的情况下，获得上述部位的合适的污垢去除效果。
按照本发明已制成了一个牙刷，实现了解决上述问题的目的。该牙刷在刷把的头部有一个刷毛区，特点如下：刷毛区包括很多刷毛组，其中至少有一个刷毛组是沿着刷毛区内刷毛基底的纵向比较宽，刷毛组的顶部轮廓向着具有点、线或面形状的顶端汇集。以上描述的汇集型的形状可以假定为以下这个实例。许多围绕着刷毛组横截面的斜面向着顶端汇集，或称之为日本房屋的屋顶形。
在宽刷毛组的顶部形成的汇集部分的外形和尺寸的合适的范围取决于所刷部位的牙齿间距和深度。通常，汇集部分的尺寸范围为：顶端外形尺寸的长轴(w)大于0mm，小于8mm，短轴(d)大于0mm，小于3mm，汇集部分的根部尺寸是长轴(W)为3至10mm，短轴(D)为1至3mm，汇集部分的高度(h)为0.5至4mm。
具有汇集顶部的宽刷毛组按以下方式排列较好，即刷毛区的最外面的边线沿着刷毛基底的外轮廓线排列。
构成宽刷毛组的刷毛可以比其它刷毛组的刷毛细一些。
一个较好的牙刷实施例为一个具有很多宽刷毛组的牙刷。每一个宽刷毛组在顶部都有一个汇集部分，由此许多宽刷毛组在顶端汇集成点、线或面形，并且这些宽刷毛组沿着外轮廓线排列于刷毛基底的两侧，并使刷毛组的宽面沿着刷毛基底的纵向方向。其中宽刷毛组的顶部尺寸为长轴(w)大于0mm，不大于8mm，短轴(d)大于0mm，不大于3mm，宽刷毛组汇集部分的根部尺寸是长轴(W)为3至10mm，短轴(D)为1至3mm，汇集部分的高度(h)为0.5至4mm。许多圆刷毛组在宽刷毛组之间的横向中间位置沿着刷毛基底的纵轴方向排列，其中每一个刷毛组的根部直径为1.6至2.0mm。术语“大于0mm”表示在上述结构中顶部尺寸的长轴和短轴的下限，这是假定在刷毛组的顶端的每个指定面只有一根刷毛存在。
具有圆边细顶的刷毛基底更可取。其中三个刷毛组以三角形方式排列于细顶部的边缘部分，每个刷毛组的根部面积为4.0至10.0mm2。排列三角形的顶部时要和刷毛基底的圆边相一致。
在宽刷毛组的顶部形成的汇集部分的外形可以采用以下所举的一例。从刷毛组的圆柱外表面开始沿着光滑曲线向一个单点汇集，从而形成近似半球状的汇集部分。
传统的圆刷毛组的排列方式存在宽的间距，在宽刷毛组排列取代传统的圆刷毛组的区域则没有了宽的间距，因此宽刷毛组实现了同时接触整个牙齿表面并能有效地清洁牙齿表面。同时，由于刷毛组顶部的汇集，刷毛组的顶端容易到达牙齿间隙和齿根边缘，因此沉积在这些地区的污垢容易被剔出。
组成宽刷毛组的刷毛的数目比圆刷毛组的多。由于许多刷毛相互支持，刷毛组增加了它的刚度并变得耐用。因而，在宽刷毛组顶部形成的汇集部分的顶端容易到达牙齿间隙和齿根边缘的较深部位。另外，由于宽刷毛组同时接触许多齿根边缘，从而能高效地去除沉积在齿根边缘的污垢。
当汇集部分的顶端的大小和高度按照发明的第二方面来确定时，即考虑到了与目标牙齿的尺寸的关系时，使用出自本发明的牙刷并通过摩擦的方法来刷牙，就可以使汇集部分的顶部很容易地进入到牙齿间隙并能够达到牙齿间隙中最深的部位。同时，密集的刷毛被汇集部分的根部尺寸限制在一定范围内，通过刷毛和牙齿间隙表面内壁之间剧烈的摩擦行为，可以有力地使刷毛进入牙齿间隙来去除沉积在那里的污垢。
当具有汇集部分的宽刷毛组沿着刷毛基底的外轮廓线在刷毛区的最外周排列时，宽刷毛组可以容易地接触到齿根边缘。
当组成宽刷毛组的刷毛比其它刷毛组的刷毛细时，宽刷毛组具有柔软的接触和高的刚度。因此，当刷毛组向牙龈施加过多的刺激时，刷毛组呈现出极佳的污垢去除效果。
而且，当宽刷毛组的顶部形成近似半球形的汇集部分时，球形表面接触牙龈时可以在较大的面积上加压，因而不会损坏牙龈。因此，可以获得极佳的按摩效果，并对齿间乳头状的小突起有很好的清洁效果。
图.1是一个前视图，它展示了根据本发明所得的一个牙刷的典型例子。
图.2是一个局部视图，它展示了图.1中的牙刷的刷毛区。
图.3是一个前视图，它展示了图.1中的牙刷的刷毛区。
图.4是一个侧视图，它展示了图.1中的牙刷的刷毛区。
图.5是一个垂直剖视图，它展示了图.1中的牙刷的刷毛区。
图.6(a)至6(c)说明了制备刷毛组顶端外形的各个步骤。
图.7是一个宽刷毛组的立体视图。
图.8(a)说明了牙齿的宽度和厚度。图.8(b)说明了牙齿的高度。
图.9(a)说明了牙齿宽度，牙齿间距和宽刷毛组的汇集部分的尺寸关系，图9.(b)说明了汇集部分接触牙齿表面的状态。
图.10是一个前视图，它说明了刷毛区接触牙齿表面的状态。
图.11是一个平面视图，它说明了刷毛区接触牙齿表面的状态。
图.12是一个平面视图，它说明了一个宽刷毛组的汇集部分进入牙齿间隙的状态。
图.13是一个前视图，它说明了一个宽刷毛组的汇集部分进入齿根边缘的状态。
图.14(a)至14(c)是前视图，它说明了在刷毛区中，在细顶部分的刷毛组排列在其它实施例中的变化情况。
图.15是一个前视图，它说明了所有刷毛组为宽刷毛组的刷毛区。
图.16是一个前视图，它展示了具有一个简单圆细顶部的刷毛基底，其刷毛区中排列着宽刷毛组。
图.17(a)至17(c)说明了本发明的其它例子。
图.18(a)至18(c)展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。其中图.18(a)是一个前视图，图.18(b)是一个侧视图，图.18(c)是一个立体视图。
图.19(a)至19(c)展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。其中图.19(a)是一个前视图，图.19(b)是一个侧视图，图.19(c)是一个立体视图。
图.20(a)至20(c)展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。其中图.20(a)是一个前视图，图.20(b)是一个侧视图，图.20(c)是一个立体视图。
图.21(a)至21(c)展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。其中图.21(a)是一个前视图，图.21(b)是一个侧视图，图.21(c)是一个立体视图。
图.22是一个侧视图，它展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。
图.23(a)至23(g)展示了在宽刷毛组顶端形成的汇集部分的变化样例。
图.24是一个牙刷的立体视图，它展示了本发明的一个其它样例，其中汇集部分在宽刷毛组的顶端形成一个近似半球形的外形。
图.25(a)至25(c)展示了图.24中所示样例的牙刷刷毛区。其中在宽刷毛组的顶端形成一个近似半球形的汇集部分。图.25(a)是一个侧视图，图.25(b)是一个前视图，图.25(c)是一个平面视图。
图.26(a)至26(c)说明了形成具有近似半球形汇集部分的制作方法的每一步骤。
图.27是一个前视图，它展示了传统牙刷的刷毛区。
图.28是一个前视图，它说明了传统牙刷的刷毛区与牙齿表面接触时的状态。
图.29是一个平面视图，它说明了传统牙刷的刷毛区与牙齿表面接触时的状态。
图.30是一个前视图，它说明了传统牙刷的刷毛组很难进入齿根边缘的状况。
下面对本发明按照相应的附图作详细描述。图.1是一个出自本发明的牙刷的整体视图，在刷把1的顶部有一刷毛区2。
图.2是刷毛区2的局部视图。图.3是一个展示刷毛区2的前视图，其中忽略了刷毛的视图。图.4是一个展示刷毛区的侧视图。图.5是一个垂直的剖视图，由此沿着横向中心线展示刷毛区。刷毛区2由一个刷毛基底3和一组垂直插进刷毛基底3的刷毛组4组成。刷毛基底3由一个主干部3a和一个具有圆形轮廓的细顶部3b组成。
刷毛组集合4由三列刷毛组组成，它们横向排列于刷毛基底3的主干部3a，当排列宽刷毛组5，5，…时，刷毛组沿着刷毛基底3的纵向方向比较宽，并沿着刷毛基底3的外轮廓汇集于顶部。
通过安置每一个刷毛组而将那种宽刷毛组5插入刷毛基底3是容易实现的。每一个刷毛组都是通过靠模加工而成，其形状为围绕刷毛组横截面的许多斜面向顶端汇集，或称之为日本房屋的屋顶形。刷毛基底就是通过这样一个模具浇注而成，并且通过使用合成树脂注入模具的方法来使刷毛组根部与刷毛基底3结合在一起。这种植入方法和传统的打桩法是不同的，传统方法是用一个固定器将刷毛组钉入刷毛孔内的。
虽然这里并未列出，但采用其它方法也是可以的。例如，刷毛组的用来插入的颈部和接受刷毛组的刷毛基底的表面熔合在一起，从而刷毛组就被焊接在刷毛基底的表面。
例如，靠模加工刷毛组的顶部可按图.6(a)至6(c)所示的方法进行。这个方法包括：(1)在这一步将刷毛组11插入一个圆洞，在沿圆洞纵向方向的中部有一个夹持器12，夹持器12通过垂直运动阻止或允许刷毛组11的前/后运动，(图.6(a))；(2)在这一步将刷毛组11从被夹持器12所固定的状态松开，然后通过将靠模杆13压在刷毛组的顶端而将刷毛组的顶部靠模加工成屋顶形，其中靠模杆顶部的形状与刷毛组顶部的目标外形正相反，(图.6(b))；(3)这一步用来通过夹持器12的垂直运动来夹持刷毛组11，并通过切割器14切割刷毛组的颈部，使刷毛组的根部成为平面。(图.6(c))
如图.1至4所示，在宽刷毛组5之间的区域里有许多圆刷毛组6，每一个刷毛组的颈部直径在1.6至2.0mm之间。所举的实例仅有一列圆刷毛组6，位于刷毛基底横向宽度方向的中心。然而，圆刷毛组可以排列成多列。
在刷毛基底的细顶部3b处，三个刷毛组7，7，7，以三角形的方式排列，其中刷毛组的三角形排列的顶端的摆放位置要与刷毛基底的三角形顶缘相一致。每一个刷毛组有一个大的颈部，其面积在4.0至10.0mm2之间。如图.3所示，在大颈部区域刷毛组7，7，7呈卵形形状，然而它们也可以排列成圆形。
宽刷毛组5的细节部分如图7所示。宽刷毛组5为立体的形状，在它的用来安插的颈部有一个椭圆形的区段，刷毛组的末端部分呈屋顶形。汇集部分5a的形成方式为趋向于刷毛组内部的刷毛加长。颈部尺寸和汇集部分5a的形状与以上所述刷毛组在安插区段的颈部的相应部分是一样的。刷毛组内所有的刷毛都是垂直立于刷毛基底上的。然而，刷毛可以向着刷毛组的中心倾斜(未显示)。
在确定汇集部分5a的末端部分尺寸，即长轴(w)，短轴(d)，汇集部分高度(h)时，考虑到了如图.8(a)和8(b)以及图.9(a)和9(b)所示的牙齿的尺寸。如图.8(a)所示，定义(w’)为牙齿沿排列方向的宽度，定义(d’)为沿着与牙齿宽度方向几乎垂直正交方向上的牙齿厚度，定义(h’)为牙齿的高度，如图.8(b)所示，它表示牙齿暴露在齿龈上面的长度。然后，一颗永久性牙齿上的齿冠的平均尺寸以高度(h’)，宽度(w’)，厚度(d’)的函数形式在表1中给出，这种描述是按照“牙齿解剖学”，作者为Kotaro Fujita博士，(Kinbara出版有限公司)。这样，每一个高度(h’)，宽度(w’)和厚度(d’)的整体平均值为：h’＝8.5mm，w’＝8.3mm，和d’＝8.9mm。
如图.9(a)所示，齿间宽度假定为相邻牙齿间的中心距。如果相邻牙齿的大小几乎彼此相等，相邻牙齿的中心距将会与牙齿宽度(w’)几乎相等。因此，齿间宽度可以用尺寸(w’)来表示。
由于齿间厚度可以假定最大为牙齿厚度(d’)的一半，或(d’/2)，因此可以用尺寸(d’/2)来表示齿间厚度。
当考虑到齿间宽度(w’)和齿间厚度(d’/2)时，可按以下方法确定几个尺寸。这些尺寸包括汇集部分5a末端的长轴(w)，短轴(d)，汇集部分5a的高度(h)，汇集部分5a的颈部长轴(w)。
[表1].
永久性牙齿上的齿冠的平均尺寸表
(单位：mm)
注意：前牙均值是针对犬齿，后牙均值是针对前臼齿和臼齿。
| 中央门齿 | 侧门齿 | 犬齿 | 第一前臼齿 | 第二前臼齿 | ||
| 上颌 | h’ | 11.7 | 9.6 | 10.9 | 8.4 | 7.6 |
| w’ | 8.6 | 6.9 | 7.9 | 7.3 | 6.9 | |
| d’ | 7.2 | 6.1 | 8.3 | 9.4 | 9.3 | |
| 下颌 | h’ | 9.1 | 9.2 | 10.3 | 8.4 | 7.7 |
| w’ | 5.4 | 6.1 | 6.7 | 7.1 | 7.4 | |
| d’ | 5.7 | 6.2 | 7.6 | 7.7 | 8.3 | |
| 第一臼齿 | 第二臼齿 | 第三臼齿 | ||
| 上颌 | h’ | 7.2 | 7.0 | 6.0 |
| w’ | 10.6 | 9.6 | 8.9 | |
| d’ | 11.8 | 11.6 | 10.6 | |
| 下颌 | h’ | 7.9 | 7.2 | 7.1 |
| w’ | 11.4 | 11.6 | 10.5 | |
| d’ | 10.8 | 10.9 | 10.1 | |
| 上颌均值 | 下颌均值 | 前牙均值 | 后牙均值 | 整体均值 | |
| h’ | 8.6 | 8.4 | 10.1 | 7.5 | 8.5 |
| w’ | 8.3 | 8.3 | 6.9 | 9.1 | 8.3 |
| d’ | 9.3 | 8.4 | 6.9 | 10.1 | 8.9 |
按照汇集部分5a末端的尺寸，长轴(w)大于0mm小于8mm。考虑到当一个牙齿具有最小齿间宽度(w’)时，长轴(w)最好大于0mm，不大于5mm，短轴(d)最好大于0mm，不大于3mm。当考虑到插入牙齿间隙和齿根边缘的可能性时，短轴(d)最好大于0mm，不大于1mm。由于齿间宽度(w’)的平均值为8.3mm，只要在汇集部分5a的长轴(w’)为8mm或更少，汇集部分5a就可以如图.9(a)和9(b)所示容易地进入牙齿间隙。汇集部分5a的高度(h)在0.5至4mm之间。虽然齿间厚度(d’/2)的平均值是4.45mm，但汇集部分5a的高度(h)比齿间厚度(d’/2)值设计得要小一些。比牙齿间隙深度(d’/2)设计小一些的原因是为了提高汇集部分5a进入牙齿间隙去除污垢的效果。同时也能有力地将密集刷毛部分引入紧贴汇集部分5a的牙齿间隙。使紧贴汇集部分5a的密集刷毛部分有力地引入牙齿间隙的深部，沉积在牙齿间隙内壁表面上的污垢可以通过刷毛和牙齿间隙内壁表面强烈的摩擦运动有效地被去除。有力地插入刷毛后，为了更充分地实现它的摩擦运动，在汇集部分5a的根部，长轴(w)最好比齿间宽度设定的稍微大一些。在汇集部分5a的根部，长轴(w)的上限为10mm左右。如果一个牙齿具有最小的齿间宽度(w’)，长轴(w)的最佳上限为6mm左右。如果长轴(w)超过了10mm，密集刷毛部分将很难进入紧贴汇集部分5a处，因为各个刷毛阻碍了彼此的道路。当长轴(w)为6mm或更短时，密集刷毛部分可以很容易地进入所有型号的牙齿的牙齿间隙。对所有牙齿间隙来说，引入密集刷毛部分后的摩擦运动并不是必需的，对于浅的牙齿间隙就不需要这样一种运动。因而在实际应用中，对于浅的牙齿间隙，长轴(w)为3mm或多一点已足够了。长轴(w)的下限设定为3mm的原因如下，如果长轴(w)小于3mm，刷毛组的厚度太薄，将导致与牙齿间隙和齿根边缘的接触面积减少，从而使清洁效果变差，并使刷毛组的刚度不足。因此，在汇集部分5a的根部，长轴(w)被指定在3至10mm之间。只有当长轴(w)在3至10mm之间时，各个宽刷毛组5才能随着牙齿表面的形状波动显示出足够的弹性变形。
如上所述，在汇集部分5a的顶部，长轴(w)和短轴(d)的下限为“大于0mm”。这种表述是基于如下假设，即汇集部分的顶部或者在长轴方向上，或者在短轴方向上，或者在两个方向上，可以仅由一根刷毛组成。本发明也包括具有点或线状的末端形状的刷毛组。然而当顶端变成点状时，插入牙齿间隙和齿根边缘的能力提高了，但是顶端对牙齿的接触压力减少了，从而降低了对于目标部位的有力的刷牙效果(在下文中将仅称之为“刷牙效果”)。虽然一个线形的末端的短轴(d)接近于0，使插入齿根边缘较容易，但是在具有点状末端的情况下刷牙效果趋于变差。因而，短轴(d)最好在不降低插入能力的范围内增加，短轴(d)的上限为3mm左右。
在汇集部分5a的根部，短轴(D)太短会使短轴方向上的刚度不足。当短轴(D)超过3mm时，刚度会变的太大，在刷毛基底的横向方向排列三列或者更多的刷毛组变的困难。在这方面，上面所给出的范围内的边界尺寸可以获得较好的刷牙效果，可以去除附着在牙齿表面上的污垢，并且在使用具有8mil(1mil＝0.0254mm)大小的普通尼龙刷毛时不损害牙龈。
组成宽刷毛组5的刷毛最好比组成圆刷毛组6的刷毛细一些。由于宽刷毛组包含许多刷毛，所以较细的刷毛同样可以保持整个刷毛组的硬度。因此，当刷毛组与牙龈进行柔软的接触时，就可以获得充分去除附着在牙齿表面上的污垢的效果。
按照图.1至4，宽刷毛组5的尺寸是长轴(w)为4.6mm，短轴(D)为1.6mm。在刷毛基底的纵向方向，排列着三个刷毛组。沿着刷毛基底纵向方向排列的宽刷毛组5的数目并不限制在三个以内。然而，对于具有上述尺寸的宽刷毛组5，数目最好为三个或更少。
那种牙刷特别适合于摩擦方式刷牙。在摩擦方式下，刷把的纵向方向与牙齿的方向相一致。在保持配合方向的同时，刷毛组的刷面压靠在牙齿表面上，然后刷毛组很好地在中央线和远侧线方向上往复运动。这种刷牙方法可以最有效地刷牙齿表面和最有效地去除污垢。这就是说，牙刷在刷毛区2的主干部分3a有宽刷毛组5，从而刷毛组之间的间隙较小，如图.10和图.11所示，这样的排列可以使许多刷毛组同时接触牙齿表面A，因而可以有效地刷牙齿表面。在宽刷毛组的末端部分形成的汇集部分5a进入牙齿间隙，如图.11所示，并且刷毛组末端深深地进入牙齿间隙去除沉积在那里的污垢。对于齿根边缘也具有相似的效果，如图.1 3所示，汇集部分5a容易地进入齿根边缘C。即使当不采用摩擦方法时，在宽刷毛组长轴与牙齿轴相配合的条件下，简单地一刷就可以使刷毛组的末端深深地到达牙齿间隙B，如图.12所示。
由于宽刷毛组5包含大量彼此相互支持的刷毛，整个宽刷毛组5的刚度很大，并且污垢去除效率很高。虽然刷毛组具有宽的外形，宽面并不扩展到刷毛基底的整个长度，许多宽刷毛组沿着刷毛基底的纵向方向排列。因而，宽刷毛组5沿着牙齿方向可以产生足够的弹性变形，并且宽刷毛组5的行列间可以透气，这个功能使刷毛区保持清洁的状态。
由于密集刷毛部分在刷毛基底的细顶部通过刷毛组的三角形排列方式形成，每一个刷毛组具有大的横截面积，密集刷毛部分用来剔出沉积在牙齿间隙和齿根边缘的污垢，并更进一步清除臼齿咬合表面的深部。
下面所描述的是另一个实施例。
图.14(a)至14(c)展示的是刷毛组植入上述牙刷刷毛基底的细顶部3b的不同方式。图.14(a)展示的是一种将具有普通尺寸的圆刷毛组6安置在细顶部3b的排列方式。图.14(b)展示的是一种安置单个非常厚的圆刷毛组8的排列方式。图.14(c)展示的是将图.14(b)的单个刷毛组改变成刷毛组9的排列方式，其中刷毛组9具有与刷毛基底外轮廓相似的形状。所有这些排列的污垢去除效果由以下两部分实现，即通过植进细顶部3b的刷毛组加上植进刷毛主干部3a的宽刷毛组5来实现。特别是在图.14(b)和图.14(c)中，由于单个刷毛组很粗，并且单个刷毛组的刚度很大，污垢去除效率很高。组成大横截面刷毛组的刷毛可能与组成宽刷毛组5的刷毛差不多细，从而在保持与牙龈的柔软接触的同时，实现高的污垢去除率。
图.15展示的是一种排列方式，其中刷毛基底的主干部分3a上所有的刷毛组都是宽刷毛组。
图.16展示的是一种具有细顶部的刷毛基底。在这种情况下，虽然刷毛基底的顶部不容易进入口腔深部的狭窄部位，宽刷毛组的污垢去除率并没有根本的差别。
图.17(a)展示了一种排列方式，它沿着刷毛基底的横向方向排列了四列刷毛组。图.17(b)展示了一种排列方式，它沿着刷毛基底的纵向方向排列了四排宽刷毛组5。图.17(c)展示了一种排列方式，它沿着刷毛基底的纵向方向排列了两排宽刷毛组5。
在宽刷毛组5的顶部形成的汇集部分可采用不同的外形。例如，汇集部分具有线型的末端(图.18(a)至18(c))，具有点型的末端(图.19(a)至19(c))，具有沿着刷毛组5宽度轴向上升高的斜面的一种末端(图.20(a)至20(c))，也可采用具有双端的一种末端(图.21(a)至21(c))。也可以采用在指定区域具有一个末端平面的末端部分(未显示)。这些汇集部分在沿着宽刷毛组5的宽面方向相对中心线对称。然而，如图.22(a)至22(g)所示，汇集部分也可以沿着宽面方向相对中心线不对称。
宽刷毛组5的根部形状也可以是任意的。例如，如图.23(a)至23(g)所示，可以采用不同的形状。所示这些根部形状是新颖的，呈现出别致的设计外观。获得具有这些刷毛组末端部分和颈部的形状的不同的宽刷毛组是容易实现的，例如，通过使用上述的顶端靠模加工的方法，并在浇注模型过程中集成刷毛组。
由此上述汇集部分具有一个固定或几乎固定的由颈部到末端的上升斜面。然而，斜面的倾角可以变化。图.24和图.25(a)至25(c)展示了一个在汇集部分具有不同斜面倾角的例子。按照这个例子，在宽刷毛组5’顶部形成的汇集部分的轮廓具有一个近似半球形的形状，它从刷毛组的外圆周沿光滑曲线向一个单点汇集。具有那种汇集部分外形时，球形表面接触齿龈并在相对宽的区域上施加压力，因而不会对那里造成损害。这样可以确保极佳的按摩效果和优越的齿间乳头清洁效果。
形成那种近似半球形汇集部分的方法与上述其它汇集部分的形成方法是相似的。例如，如图.26(a)至(c)所示，这种形成方法使用一个靠模杆13，它的顶部与近似半球状的刷毛组的目标外形具有相反的形状。[实施例]
为了确保本发明中牙刷的效果，进行了一次污垢去除效果的对比测试。
这项测试使用一个图.1所示的出自本发明的牙刷和一个传统的牙刷。所用的出自本发明的牙刷的尺寸是：长轴(w)为2.4mm，短轴(d)为0.5mm，长轴(W)为4.6mm，短轴(D)为1.6mm，汇集部分的高度(h)为1.0mm，依次排列着6个圆刷毛组6，每个刷毛组的直径为2mm，(依据图.3)，并有3个厚刷毛组7，每个刷毛组的根部直径为6.3mm2，(依据图.3)。
采用的传统牙刷具有直径为1.9mm的圆刷毛组，并且植入的所有刷毛组为平顶(直接切割出的外形)，刷毛基底的边缘部分采用简单的圆形顶部，没有细顶状外形。
实验是由30个牙医系的学生完成的，他们具有较好的口腔卫生条件。所选择的目标地区是：(1)中央门齿，(2)第一前臼齿，(3)第一臼齿，和(4)第二臼齿。对于每一个所选牙齿，污垢评分取决于：面颊和嘴唇正面中心线和末端线角度上的两点；面颊和嘴唇正面中心线上的一点，舌头和上颌齿的舌面正面中心线和末端线角度上的两点，舌头和上颌齿舌面中线上的一点，以上为所有的六点。每一区域或每一牙齿类型的平均污垢去除量用以下方程式来计算。
“(污垢去除量)＝(控制牙刷上的污垢计分值)-(出自本发明的牙刷或传统牙刷上的污垢计分值)”
全部30个对象被分成两个组，每组包含15个对象。两组都使用3天控制牙刷作为准备期。然后，一组使用本发明牙刷4天，另一组使用传统牙刷4天。污垢计分取自准备期和实验期的结束点。然后，两组都再使用3天控制牙刷作为准备期，接着每组使用4天与上述实验期中使用的牙刷不同的相应的牙刷。污垢计分取自准备期和实验期的结束点。污垢计分的确定是通过如下方法来实现的，即用污垢染液对污垢染色，并且在每一区域使用一个探针。探针沿着与牙齿轴线平行的方向接触牙齿表面，并对每一个相对齿根边缘高0.5mm的污垢进行一次测定。
虽然，并未指定刷牙的方法和循环次数，并且整个测试期中采用的牙膏是一种不具有权利要求范围内治疗试剂的低磨损型牙膏。结果如表2和表3所示。如表2和表3所示，本发明的牙刷在所有地区的污垢祛除率上比传统牙刷优越的多。
由于本发明的牙刷把宽刷毛组布置在刷毛区的主要部分上，因而减少了纵向方向上刷毛区主要部分的间隙。牙齿表面同时接触刷毛组的面积增加了，从而可以更充分地刷牙齿表面。由于刷毛组的顶部是汇集的，刷毛组的顶部可以容易地到达牙齿间隙和齿根边缘，并可以容易地剔出沉积在这些地区的污垢，从而可以有效地去除所有口腔里的污垢，例如牙齿表面，牙齿间隙，和齿根边缘。[表2]
[表3]
(单位：mm)
| 中央门齿 | 第一前臼齿 | 第一臼齿 | 第二臼齿 | 臼齿 | 第二臼齿的远线角 | |
| 例子 | 0.34 | 0.35 | 0.47 | 0.59 | 0.54 | 0.57 |
| 传统例子 | 0.26 | 0.22 | 0.37 | 0.39 | 0.38 | 0.32 |
| 全部 | 上颌 | 下颌 | 面颊和嘴唇正面 | 舌头和上颌齿舌面 | 角度 | 齿根边缘中央部位 | |
| 例子 | 0.47 | 0.51 | 0.42 | 0.56 | 0.37 | 0.46 | 0.47 |
| 传统例子 | 0.34 | 0.38 | 0.29 | 0.33 | 0.35 | 0.35 | 0.29 |
由于组成宽刷毛组的大量刷毛相互支持，宽刷毛组作为一个整体具有很大的刚度，并可以在保持刷毛组的耐久性的同时有效地去除附着在牙齿表面上的污垢。
依据本发明的第二方面，将汇集部分的各个尺寸指定在一定的范围内，可以使汇集部分的末端部分顺利地进入牙齿间隙和齿根边缘，并使顶端能够到达这些地区的最深的部位，因此这些地区的污垢可以被有效地去除。尤其是用摩擦方法刷牙时效果更佳。
按照本发明的第三方面，宽刷毛组的最外缘沿着刷毛基底的外轮廓线排列，从而可确保沿着刷毛基底的最外缘排列的整个宽刷毛组与牙齿表面同时接触。
按照本发明的第四方面，组成宽刷毛组的刷毛比组成其他刷毛组的刷毛细，从而可以既保持整个刷毛组的刚度，又保持与牙龈的柔软接触，因此可以在不损害牙龈的同时获得极佳的污垢去除率。
按照本发明的第五方面，许多具有汇集部分的宽刷毛组的尺寸被指定在一定的范围内，宽刷毛组沿着外轮廓线排列于刷毛基底横向的两侧边缘。许多圆刷毛组在宽刷毛组之间横向中间位置沿着刷毛基底的纵向方向排列，每个圆刷毛组的颈部直径在1.6至2.0mm之间。焊接式的牙刷有均衡的功能，可以有效地去除沉积于牙齿表面、牙齿间隙及齿根边缘的污垢，同时，刷毛组具有充分的柔韧性，可沿着牙齿表面的上下发生弹性变形。
按照本发明的第六方面，刷毛基底的顶端为细顶圆边，三个刷毛组以三角形方式排列于细顶边缘部分，每一刷毛组的根部直径为4.0至10.0mm2，排列时使三角形排列的顶端与刷毛基底圆边的顶部相一致，细顶圆边可以容易地进入口腔深部，圆边地区植入的厚刷毛组具有很大的刚度，可以去除沉积在牙齿间隙和齿根边缘内复杂地区上的污垢，并进一步清除臼齿的咬合表面。
当一个在宽刷毛组顶部形成的汇集部分具有近似半球形的外形时，球形表面接触牙龈并在相对宽的面积上施加压力，从而不会造成损害，因此可以获得极佳的按摩效果并实现齿间乳头的优越的清洁效果。
Claims (7)
1.一种在刷把的头部具有一个刷毛区的牙刷，其特征在于，组成刷毛区的许多刷毛组中至少有一个沿着刷毛基底的纵向方向加宽，并且刷毛组顶部的外轮廓向着具有点、线、或面形状的端部汇集。
2.如权利要求1所述的牙刷，其中：在宽刷毛组末端部分形成的末端外形尺寸是长轴(w)大于0mm，不大于8mm；短轴(d)大于0mm，不大于3mm；汇集部分根部的尺寸是长轴(w)为3至10mm，短轴(D)为1至3mm，汇集部分的高度(h)为0.5至4mm。
3.如权利要求1或权利要求2所述的一种牙刷，其中：每一个宽刷毛组都具有汇集部分，宽刷毛组沿着刷毛基底的外轮廓线在刷毛区的最外周排列。
4.如权利要求1至3所述的任意一种牙刷，其中：组成宽刷毛组的刷毛比其它刷毛组中的刷毛细。
5.一种在刷把头部具有一个刷毛区的牙刷，其中：许多宽刷毛组沿着刷毛基底的纵向方向加宽地延伸，每一个宽刷毛组在末端部分都有一个汇集部分，以向着具有点、线或面形状的末端汇集，宽刷毛组沿着外轮廓线在刷毛基底的两侧的宽度方向上排列；宽刷毛组末端部分的尺寸是长轴(w)大于0mm，不大于8mm；短轴(d)大于0mm，不大于3mm，宽刷毛组汇集部分的根部尺寸是长轴(w)为3至10mm，短轴(D)为1至3mm，汇集部分的高度(h)为0.5至4mm，许多圆刷毛组在宽刷毛组之间的横向中间位置沿着刷毛基底的纵向方向排列，其中每个刷毛组的颈部直径为1.6至2.0mm。
6.一种如权利要求5所述的牙刷，其中：刷毛基底的顶部具有细顶圆边，三个刷毛组在细顶边缘部分以三角形方式排列，并使三角形排列的顶端与刷毛基底圆边的顶端相一致，其中每个刷毛组的颈部面积为4.0至10.0mm2。
7.一种如权利要求1所述的牙刷，其中：宽刷毛组在顶部具有一个汇集部分，它从刷毛组的外圆周起沿光滑曲线向一个单点汇集，从而形成近似半球形的汇集部分。
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