JP2024044054A - 歯ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】毛束の抜け強度を維持しつつ、毛の密度や本数、平線のサイズ等によらずに割れや白化をより確実に防止できる薄型ヘッドの歯ブラシを提供せんとする。【解決手段】ヘッド部２が、植毛台５の厚みが４．０ｍｍ以下の薄型ヘッドであり、植毛穴２０の底側の部位に、底側に向かって穴径が次第に小さくなる縮径面２０１を有し、縮径面２０１の植毛穴開口側の縮径を開始する位置２０ｂが、該植毛穴２０の最も深い位置に対して軸方向に０．５ｍｍ未満離れた位置とされ、且つ、植毛穴２０の最も深い位置からヘッド部２の植毛穴が開口しない背面２２までの軸方向の厚みが、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。【選択図】図５

Description

本発明は、薄型のヘッド部の植毛穴に平線を打ち込んで毛束を植設してなる歯ブラシに関する。

従来から、４ｍｍ以下の薄型の植毛台からなるヘッド部を備える歯ブラシが提供されている。このような薄型ヘッドの歯ブラシによれば、口腔内での操作性が高まり、奥歯の細かい部位までヘッドが届き、奥歯を含めて口腔内全体をより確実にしっかりと磨くことが可能となる。このような薄型ヘッドの歯ブラシにおいては、従来より、平線の打ち込みによる植毛穴底部の割れや白化、毛束の抜けの課題がある。これに対し、植毛穴の構造に関する工夫として、植毛穴の所定の深さ位置に、縮径する段差部を設け、これにより毛束の植設時の植毛穴底部への衝撃を分散および緩和し、植毛台の割れを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。

このような段差部があれば、毛束との接触面積も増えて毛束の抜けも防止できると考えられていた。しかしながら、このような歯ブラシも、毛の密度や本数、平線のサイズ等によっては、主に段差部の植毛穴開口側の縮径を開始する位置に亀裂が入り、割れてしまうケースがあった。

特開２０１５－８３０４４号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、毛束の抜け強度を維持しつつ、毛の密度や本数、平線のサイズ等によらずに割れや白化をより確実に防止できる薄型ヘッドの歯ブラシを提供する点にある。

本発明者はかかる現況に鑑み、鋭意検討した結果、段差部の植毛穴開口側の縮径を開始する位置に生じる亀裂は、毛束を植設する際に、当該位置が平線の下端に近づき、毛束を介して集中応力を受けることが原因であることを、シミュレーションの結果、突き止めた。そして、さらに熟考の結果、当該位置をより底側に移動させて比較的小さい縮径面を構成し、且つ植毛穴底部に厚みを持たせることにより、底面で打ち込みによる衝撃を一旦吸収して側面に分散させることができ、亀裂や割れ、白化を防止できること、更にその結果、平線をより底面近くまで打ち込むことも可能となり、植毛穴の穴深さが浅くても抜け強度を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、以下の発明を包含する。
（１） ヘッド部に植毛穴を有する植毛台を有し、該植毛穴に平線打ち込みにより毛束が植毛された歯ブラシにおいて、前記ヘッド部が、植毛台の厚みが４．０ｍｍ以下の薄型ヘッドであり、前記植毛穴の底側の部位に、底側に向かって穴径が次第に小さくなる縮径面を有し、前記縮径面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置が、該植毛穴の最も深い位置に対して軸方向に０．５ｍｍ未満離れた位置とされ、且つ、前記植毛穴の最も深い位置からヘッド部の植毛穴が開口しない背面までの軸方向の厚みが、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする歯ブラシ。

（２） 前記植毛穴が、軸方向に沿って同径に延びるストレート内周面と、平坦な底面との境界部分に全周に沿って形成された前記縮径面としての傾斜面よりなる、（１）記載の歯ブラシ。

（３） 前記傾斜面の前記平坦な底面との傾斜角が７５°以下である、（２）記載の歯ブラシ。

（４） 前記ヘッド部が、曲げ弾性率２３００ＭＰａ以上の硬質合成樹脂を用いて成形されている、（１）記載の歯ブラシ。

以上にしてなる本発明によれば、割れや亀裂、白化を防止しつつ、毛束の抜け強度を維持できる、薄型ヘッドの歯ブラシを提供できる。

本発明の代表的実施形態に係る歯ブラシを示す平面図。 同じく歯ブラシの側面図。 図１のＡ－Ａ横断面図。 同じく歯ブラシの毛束植設前のヘッド部の横断面図。 （ａ）～（ｃ）は、同じく歯ブラシの植毛穴に毛束を植設する様子を示す説明図。 （ａ）～（ｃ）は、従来の歯ブラシの植毛穴に毛束を植設する様子を示す説明図。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

本発明に係る歯ブラシ１は、図１～図３に示すように薄型のヘッド部２に複数の植毛穴２０を有する植毛台５を有し、各植毛穴２０に平線を用いて毛束４を植設したものである。本例の歯ブラシ１は、先端側のヘッド部２と、基端側のハンドル部１２と、ヘッド部２とハンドル部１２とを連結するネック部１１とを備える手動の歯ブラシである。ただし、本発明はこのような手動の歯ブラシに限定されるものではなく、駆動機構を内蔵する把持部としての本体部の先端側に、ヘッド部及びネック部からなる歯ブラシ清掃体が接続される電動歯ブラシでも勿論よく、その他の形態でも勿論よい。

ヘッド部２は、ネック部１１およびハンドル部１２とともに、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリアミド樹脂などの曲げ弾性率２３００ＭＰａ以上の硬質合成樹脂によって一体成形されている。ハンドル部１２やネック部１１は、同一樹脂で一体成形するもの以外に、第２の合成樹脂やエラストマーで被覆部を二色成形したもの等でもよい。

ヘッド部２は、厚さ（台厚）Ｔ１が４．０ｍｍ以下の薄型の植毛台５からなるヘッドに構成されている。好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．５ｍｍ以下の薄型ヘッドに構成される。植毛台５の厚さである台厚Ｔ１の下限は２ｍｍ以上が好ましく、２．２ｍｍ以上がより好ましい。２ｍｍ未満だと、植毛穴２０の深さ（図４の寸法Ｕ１）が浅くなり、十分な抜け強度を確保することが難しくなる。

植毛台５の毛束４が突設される腹側の植毛面２１には、断面視略円形の有底の植毛穴２０が複数形成されている。植毛穴２０の開口径、深さ、個数、配列形態などは本例に何ら限定されず、毛束一つあたりのフィラメントの本数や材質など、種々の条件に応じて適切な範囲から選択される。例えば、開口径（図４の寸法Ｄ１）は１．０～２．５ｍｍ程度で適宜決められる。

植毛穴２０の深さ（図４の植毛面２１の開口から植毛穴２０の底面２００までの距離を示す寸法Ｕ１）は１．５～３．５ｍｍの範囲で適宜決められる。植毛穴２０は、基本的に断面円形のストレート状の穴であり、軸方向に沿って同径に延びるストレート内周面２０２を有し、その底側の部位（平坦な底面２００との境界部）に、底側に向かって穴径が次第に小さくなる縮径面としての傾斜面２０１が全周にわたって形成されている。

本発明に係る歯ブラシの植毛穴２０は、とくに縮径面（傾斜面２０１）の植毛穴開口側の縮径を開始する位置２０ｂが、該植毛穴２０の最も深い位置（底面２００）に対して軸方向に０．５ｍｍ未満離れた位置とされており（図４の寸法Ｕ２が０．５ｍｍ未満である。）、上述した特許文献１の段差部を有する植毛穴に比べて、比較的小さい縮径面（傾斜面２０１）が底面近くに形成されている。これにより、毛束を植設する際には、図５に示すように、縮径面（傾斜面２０１）に応力が集中する以前に、底面２００で打ち込みによる衝撃が一旦吸収され、その後側面に分散するため、従来のような段差部に起因した亀裂や割れが防止される。

上記した縮径面（傾斜面２０１）の植毛穴開口側の縮径を開始する位置２０ｂと、該植毛穴２０の最も深い位置（底面２００）との距離（Ｕ２）は、０．５ｍｍ未満であるが、より好ましくは０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下とされる。０．３ｍｍよりも大きいとフィラメントの数や打ち込み深さによっては割れが生じる虞が高まる。０．１ｍｍよりも小さいと、底面に生じた応力が当該傾斜面２０１に集中しやすくなり、割れが生じる虞が高まるほか、製造上の課題として植毛穴２０を形成するための成形ピンの抜きが難しくなる。

また、本発明に係る歯ブラシでは、植毛穴２０の最も深い位置（底面２００）からヘッド部の植毛穴が開口しない背面２２までの軸方向の厚み（図４の符号Ｔ２）が、０．５ｍｍ以上に設定されているので、植毛穴２０の底部に十分な厚みＴ２を有している。したがって、図５（ｃ）に示すように、平線３をより底面近くまで打ち込むことが可能となり、毛束を底面２００および側面に密着させ、植毛穴２０の穴深さが浅くても抜け強度を維持できるのである。厚みＴ２は、２．０ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以下に設定される。２．０ｍｍよりも厚くし過ぎると、植毛穴が浅くなり、毛抜けなどの懸念が出てくる。

本例では縮径面を一定角度の傾斜面２０１としているが、複数の傾斜面からなる複合段差面としたものや、一定角度ではなく軸方向に沿って徐々に傾斜角が変化する傾斜面としても勿論よい。また、傾斜面２０１の底面２００との傾斜角は好ましくは７５°以下に設定され、さらに好ましくは３０°以上６０°以下に設定される。この傾斜角７５°より大きいと、底面２００と傾斜面２０１との間に毛束４が当たらない空間ができやすくなり、抜け強度の点からは傾斜角が小さい方がよい。また、応力を底面から側面に分散させる点でも、傾斜角が小さく、早めに傾斜面の方に応力が分散していく構造が好ましい。ただし、１５°より小さくなると傾斜面２０１と側面との角度が９０°に近づき、製造上の課題として植毛穴２０を形成するための成形ピンの抜きが難しくなる。

植毛穴２０の最も深い位置（底面２００）からヘッド部背面２２までの厚み（Ｔ２）は、０．５ｍｍ以上であるが、より好ましくは０．６ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下とされる。２．０ｍｍよりも大きいと、その分植毛穴２０の深さ（Ｕ１）が浅くなり、抜け強度を維持しにくくなる。０．５ｍｍよりも小さいと、底面に生じる衝撃に底面が耐えられず、割れが生じる可能性が高まる。底面２００は平坦面としているが、凹面その他の形状の面としてもよい。ただし、平坦面（フラット）の方が薄型ヘッドの植毛穴底の厚さを維持しやすい。底面２００が凹面、縮径面も凹面である場合、その境界は傾斜の増加率が不連続に変化する部分とする。

各植毛穴２０には、それぞれ複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束４が平線３を用いて植設される。平線３の材質は特に限定されず、一般的な歯ブラシで用いられている金属製や硬質合成樹脂製などの公知の材質とすればよい。平線３のサイズも特に限定されるものではない。たとえば、平線３の厚さは、０．１５ｍｍ～０．３ｍｍ、より好ましくは０．２ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下に設定される。厚さが０．１５ｍｍより薄くなると打ち込みの際に変形して抜け強度が維持しにくくなる。厚さが０．３ｍｍ以上になると特に薄型ヘッドの場合にヘッド部が白化したり台割れの虞が生じてくる。

また、平線３の打込み方向に直交する横方向の長さＬは、植毛穴２０の穴径Ｄ１との関係で、植毛穴２０に対する平線３の掛かり代（図４で示す植毛穴２０の穴径Ｄ１に対する平線３の打込み方向に直交する横方向の長さＬの差）に基づいて、適宜決定することができる。この掛かり代は、たとえば＋０．２ｍｍ～＋０．６ｍｍ、より好ましくは＋０．３ｍｍ以上＋０．５ｍｍ以下に設定される。＋０．２ｍｍより小さいと食い込み量が少なく抜け強度が維持しにくくなる。＋０．６ｍｍより大きくなると平線の変形に繋がり、結果として毛束やフィラメント１本の抜け強度が低下するおそれがある。

平線３の長さ方向の各端部が同じだけ食い込むように打ち込むと、それぞれ植毛穴２０の周壁に対して、好ましくは０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の長さ食い込んだ状態となる。平線の打ち込み方向に沿った縦方向の長さは、平線の強度を維持する大きさに適宜設定される。たとえば、１．０ｍｍ～１．５ｍｍに設定される。

また、平線３の横方向（長さ方向）に垂直な面で切断した断面積は、たとえば０．１８ｍｍ^２以上０．４５ｍｍ^２未満、より好ましくは０．２ｍｍ^２以上０．３７５ｍｍ^２以下に設定されている。断面積が０．１８ｍｍ^２より小さいと平線が屈曲しやすく、毛束やフィラメント１本の抜け強度が低下しやすくなる。この断面形状は本例では長円形状とし、打ち込み方向基端側及び先端側に曲面を有し、毛束４に負担を掛けないように考慮されている。以上の平線のサイズや掛かり代などは、従来からと同様、フィラメントのサイズや密度、植毛穴のサイズ等により適宜設定することができ、本発明では特に限定されるものではない。

平線３の打ち込みは、図４に示すように植毛穴が開口する植毛面２１から打ち込んだ平線３の上端までの距離Ｈ１を「平線打込深さ」と称す。また、同じく植毛面２１から打ち込んだ平線３の下端までの距離Ｈ２を平線３の縦寸法を含む打ち込み深さとして「プラス平線」と称す。さらに、平線の下端から植毛穴底面２００までの距離Ｈ３を「平線～穴底」と称す。

とくに平線～穴底の距離Ｈ３は、本発明では従来よりも小さい値に設定でき、好ましくは、０．２ｍｍ以上２．２ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定できる。平線打込深さＨ１やプラス平線Ｈ２は、従来からと同様にフィラメントのサイズや密度、植毛穴のサイズ等により適宜設定でき、たとえば平線打込深さＨ１を０．２ｍｍ以上２．２ｍｍ以下に設定し、プラス平線Ｈ２を１．４ｍｍ以上３．４ｍｍ以下に設定できる。表面に溝のある平線を使うことも、植毛穴と平線の摩擦力が上がって抜け強度が高くなる点で好ましい。

フィラメントの材質も特に限定されず、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンなどの樹脂材料からなる人工毛でもよく、豚毛などの天然毛でもよい。またこれらを組み合わせてもよい。その他、断面形状や断面の大きさ、長さ、先細形状の有無など、公知の形態を広く採用できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

以下、各種ヘッド部のサンプル（ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）製）を作製し、植毛機で植毛した歳の台割れの有無を確認した結果について説明する。

（サンプル）
実施例１は、図１～図４に示す形態のものであり、ヘッド厚が、中央の最厚部３．０ｍｍ、縁部最薄部が２．５ｍｍである。各植毛穴は、開口径１．５ｍｍ、深さが２．４ｍｍで、ストレート筒状の側面と平坦な底面との境界部に、傾斜角４５°の傾斜面が形成され、この傾斜面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置の底面からの距離は０．１ｍｍである。各植毛穴には、ポリアミド素材の径０．１８ｍｍのフィラメント１１本を真ん中で折り返した毛束を、真鍮製の平線（長さ１．８５ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）を用いて打ち込み、充填率８０．４％で植設した。打ち込み深さは０．６ｍｍである。このようなヘッド部を３０個作製した。

実施例２は、上記境界部の傾斜面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置の底面からの距離が０．３ｍｍであることを除き、実施例１のサンプルと同じであり、これを同じく３０個作製した。比較例１は、上記境界部の傾斜面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置の底面からの距離が０．５ｍｍであること、及び平線の打ち込み深さが０．５ｍｍである点を除き、実施例１のサンプルと同じであり、これを同じく３０個作製した。比較例２は、平線の打ち込み深さが０．６ｍｍである点を除き、比較例１のサンプルと同じであり、これを同じく３０個作製した。

これらサンプル３０個づつ（合計１２０個）を、ザホランスキー社製の植毛機（Ｚ４Ｅ）で、回転数２８０ｒｐｍで植毛し、台割れの有無を目視で確認した。結果を表１に示す。

表１から分かるように、上記境界部の傾斜面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置の底面からの距離が大きいと、割れが発生しやすい。また、当該距離が小さいと、打ち込み深さが大きくても（０．６ｍｍ）、割れが発生しにくい傾向がわかる。

１ 歯ブラシ
２ ヘッド部
３ 平線
４ 毛束
５ 植毛台
１１ ネック部
１２ ハンドル部
２０ 植毛穴
２０ｂ 位置
２１ 植毛面
２２ 背面
２００ 底面
２０１ 傾斜面
２０２ 内周面

Claims (4)

1. ヘッド部に植毛穴を有する植毛台を有し、該植毛穴に平線打ち込みにより毛束が植毛された歯ブラシにおいて、
   前記ヘッド部が、植毛台の厚みが４．０ｍｍ以下の薄型ヘッドであり、
   前記植毛穴の底側の部位に、底側に向かって穴径が次第に小さくなる縮径面を有し、
   前記縮径面の植毛穴開口側の縮径を開始する位置が、該植毛穴の最も深い位置に対して軸方向に０．５ｍｍ未満離れた位置とされ、
   且つ、前記植毛穴の最も深い位置からヘッド部の植毛穴が開口しない背面までの軸方向の厚みが、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記植毛穴が、軸方向に沿って同径に延びるストレート内周面と、平坦な底面との境界部分に全周に沿って形成された前記縮径面としての傾斜面よりなる、請求項１記載の歯ブラシ。
3. 前記傾斜面の前記平坦な底面との傾斜角が７５°以下である、請求項２記載の歯ブラシ。
4. 前記ヘッド部が、曲げ弾性率２３００ＭＰａ以上の硬質合成樹脂を用いて成形されている、請求項１記載の歯ブラシ。
   

Images