JP4558490B2 - 可撓性首部を有する電動歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、電動歯ブラシの分野、特に可撓性首部を有する電動歯ブラシに関するものである。

可撓性首部歯ブラシは、当技術分野において既知である。可撓性首部は、ブラシヘッドをユーザーの歯及び歯肉との特定の関係により良く向けることができるので、ブラシング効果を増大することができる。第二に、適切に構成されている場合には、可撓性首部は、ブラシング中に歯及び歯肉に付加される力の大きさを制限することができる。過大なブラシング力は、ユーザーの歯及び歯肉に有害であり得ると、文献に記されている。

従来では、電動歯ブラシは、比較的剛性のある中空首部を使用する。これは、主として、移動する駆動機構が歯ブラシのハンドル及び首部分の中にあるためである。別の配置として、米国特許第４，８４５，７９６号は、モータに摩擦係合して回転する、可撓性の軸を有する電動歯ブラシを開示している。回転する可撓性の軸は、電動歯ブラシのハンドルに単独で取付けられた首構造の中には配置されない。

従来設計はそれぞれの意図される目的には好適であったかもしれないが、別の及びより複雑な運動で動く毛担体に適応できる、可撓性の首部を有する電動歯ブラシの提供が引き続き必要とされている。更に、静止及び移動毛を包含することができる、可撓性首部を有する電動歯ブラシの提供が望ましい。なお更に、撓みの方向及び大きさを制御することができる、可撓性首部を有する電動歯ブラシの提供が望ましい。なお更に、簡単化した構造を有する、可撓性首部を有する電動歯ブラシの提供が引き続き望ましい。

電動歯ブラシが提供される。電動歯ブラシは、内部空洞を有するハンドルと、ヘッドと、ハンドルとヘッドとの間に延びる可撓性首部とを包含する。ヘッドは、ハンドルの空洞内に配置されたモータにより駆動される可動毛担体を有する。可動毛担体及びモータに作動可能に連結されたシャフトが、可撓性首部の中に配置される。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々な技法、方法、又は手順及び工程の構成にて具体化することができる。参照図面は、好ましい実施形態を図示する目的だけであり、寸法には従っておらず、本発明を限定するものと解すべきではない。
本発明は、以下の説明に以下の添付図面を参照することで、より良く理解されると考える。

米国特許仮出願番号６０／４１０，８６４（２００２年９月１３日出願）及び米国特許仮出願番号６０／４１０，９０２（２００２年９月１３日出願）を含む、本明細書で参照する全ての特許、特許公開、ＡＳＴＭ及びＩＳＯ標準を、参考として本明細書に組み込む。本発明の電動歯ブラシは、可撓性及び弾力性である首部を組み込んでおり、これは、歯をブラシングする力が歯ブラシヘッドに付加されるときに、首部の少なくとも一部が湾曲した若しくは曲線の形状をとることができるか、又は別の形状で曲げることができるという意味である。この撓みは、首部全体に、又は図２及び図３に示すように、その一部だけに生じることができる。首部は、単一の曲率半径又は複数の曲率半径を有する曲線形状をとることができることが理解される。更に、本発明は、電動歯ブラシヘッドに適合されて、可撓性ヘッドを具備できることが理解される。可撓性首部は、首部をポリマーの混合物で形成することにより、又は適切なポリマー若しくはポリマーブレンドと組み合わせて首部断面形状を変化させることにより達成可能である。

首部にポリマーの混合物を利用することにより、首部領域に様々な程度の可撓性を達成することができる。好ましくは、ポリマー混合は、第一のポリマーと、曲げ弾性率がより低い、すなわち一般に第一のポリマーより可撓性である第二のポリマーとのブレンドである。追加として及び好ましくは、第二のポリマーの硬度は、第一のポリマーのものより低い。具体的には、第二のポリマーのショアＡ硬度は、約２５〜約８５であるのが好ましい。ショアＡ硬度を決定する標準は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に、及び曲げ弾性率を決定する標準は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０及びＩＳＯ１７８に記載されている。

好ましくは、第一のポリマー対第二のポリマーの重量比は、約９５：５〜約３０：７０である。この比は、第二のポリマー材料の硬度によって決まると考えられている。例えば、第二のポリマーが次のショアＡ硬度範囲の場合、第一のポリマー対第二のポリマーの対応する比が好ましい。ショアＡ硬度約２５〜約４５の場合、第一のポリマー対第二のポリマーの好ましい重量比は、約９０：１０〜約６０：３５、より好ましくは約８５：１５〜約６５：３５である。ショアＡ硬度約４５〜約６５の場合、第一のポリマー対第二のポリマーの好ましい重量比は、約８０：２０〜約５０：５０、より好ましくは約７５：２５〜約５５：４５である。ショアＡ硬度約６５〜約８５の場合、第一のポリマー対第二のポリマーの好ましい比は、約７０：３０〜約４０：６０、より好ましくは約６５：３５〜約４５：５５である。

本明細書で使用するのに好ましいポリマー材料の次の記述において、ある種のポリマーを言及するために当業者により一般的に使用される略号が、ポリマーの完全名称に続いてカッコ内に示される。第一のポリマーは、好ましくはポリプロピレン（「ＰＰ」）であるか、又は、ポリスチレン（「ＰＳ」）、ポリエチレン（「ＰＥ」）、アクリロニトリル−スチレンコポリマー（「ＳＡＮ」）、セルロースアセテートプロピオネート（「ＣＡＰ」）、及びこれらの混合物などの、他の従来型歯ブラシのハンドル材料からなる群から選択されてもよい。第二のポリマーは、好ましくは、熱可塑性エラストマー（「ＴＰＥ」）、熱可塑性オレフィン（「ＴＰＯ」）、軟質熱可塑性ポリオレフィン（例えば、ポリブチレン）であるか、又は、エチレン−ビニルアセテートコポリマー（「ＥＶＡ」）、エチレンプロピレンゴム（「ＥＰＲ」）、及びこれらの組み合わせなどの、他のエラストマー材料から選択されてもよい。本明細書で好適な熱可塑性エラストマーの例として、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン（「ＳＥＢＳ」）、スチレン−ブタジエン−スチレン（「ＳＢＳ」）、及びスチレン−イソプレン−スチレン（「ＳＩＳ」）が挙げられる。本明細書で好適な熱可塑性オレフィンの例として、ポリブチレン（「ＰＢ」）、及びポリエチレン（「ＰＥ」）が挙げられる。

歯ブラシの場合、ハンドルとヘッドは、一般に首部領域を介して結合されており、首部領域は、上記のように、ハンドル又はヘッドより更に小さい断面積とすることができる。ヘッドは、毛又は毛の束を受け入れるための開口を備えており、毛又は毛の束は、当業者が既知のように、機械的又は熱的に開口の中に固定されている。毛を固定するためのいかなるそのような方法も、本明細書で使用することができる。

図１は、本発明による好ましい実施形態の歯ブラシ１０を示す斜視図である。好ましい実施形態の歯ブラシ１０は、ハンドル８０と、ヘッド２０と、ハンドル８０とヘッド２０との間に延びる首部４０とを備える。ヘッド２０の上に配置されているのは、複数の静止毛６０及び複数の可動毛５０である。多数の毛タイプ、構成、及び配置を毛に対して使用してもよい。そのような態様の例が、上述した特許、並びに更に米国意匠特許第４３２，３１２号、及び同第４３３，８１４号において開示及び教示される。最も好ましくは、可動毛５０は、ブラシヘッド２０の上に保持される可動毛担体（図示せず）に支持又は他の方法で固定される。理解されるように、可動毛担体及び可動毛５０は、本体すなわち歯ブラシ１０のハンドル８０の中に画定された中空内部空洞内に配置されたモータ及び動力伝達系又は機構により駆動される。スイッチ又は作動装置７０が、ハンドル８０の外側領域に沿って設けられて、モータ及び動力伝達系に操作可能に連結されており、電動歯ブラシ１０の作動を制御するように使用される。

図２及び図３は、図１に示す歯ブラシ１０の正面図及び側面図をそれぞれ示す。これらの図から、可撓性首部４０によって、ハンドル８０に関してヘッド２０の横向き、後ろ向き、及び前向きの可逆的又は弾力的変位が可能になるのを見ることができる。本明細書で使用するとき、用語「可逆的」とは、歯ブラシ本体又は首部の破損又は破壊無しに、記述された方向及び記述された程度に変位して、次に前の状態又は向きに戻る歯ブラシの能力を指す。具体的には、本発明に従うと、電動歯ブラシの長手方向軸線に関するヘッドの横向き可逆変位の角度は、概略、約２５度〜約５度、好ましくは約１５度〜約１０度である。この可撓性又は横向き変位の範囲は、ハンドルに関してブラシヘッドの両横方向移動について同等であるのが好ましい。図２を参照すると、この移動角度は、横向き撓みＦ_Lとして示されている。すなわち、ブラシヘッド２０は、撓み又は変位がない状態のときの歯ブラシの長手方向軸線に関してＦ_Lとして示される撓み量だけ横変位できるのを、図２から見ることができる。歯ブラシの長手方向軸線は、これらの図で軸線Ａとして示される。

同様に、記されるように、歯ブラシ１０は、ハンドルに関して後ろ向き及び前向きのブラシヘッド可逆撓みも受けることができる。これは図３に示される。図３でＦ_Rとして示される後ろ向き可逆撓みの好ましい大きさは、約１５度〜約５度の範囲にある。図３でＦ_Fとして示される前向き可逆撓みの好ましい大きさは、約１５度〜約５度の範囲にある。

上述した撓み、すなわちＦ_L、Ｆ_R、及びＦ_Fは、ハンドル８０又はブラシヘッド２０いずれかへの力の付加に起因する。首部４０は十分に可撓性であるので、記述した撓みを達成するために、比較的僅かな力だけが必要とされる。次の力の範囲が、記述した撓み結果を得るために適切な方向へのブラシヘッド２０の中心における力の付加に対して与えられる。歯ブラシ１０に関して約２５度〜約５度の横向き撓みＦ_Lが、ブラシヘッド２０の側面に沿う約４Ｎ又は約１０Ｎと約１０Ｎ又は約２０Ｎとの間の力の付加の結果として生じる。約１５度〜約５度の後ろ向き撓みＦ_Rが、ブラシヘッド２０の前すなわち毛を含む面に沿う約４Ｎ又は約８Ｎと約８Ｎ又は約２０Ｎとの間の力の付加の結果として生じる。約１５度〜約５度の前向き撓みＦ_Fが、ブラシヘッド２０の後ろすなわち裏面に沿う約４Ｎ又は約８Ｎと約８Ｎ又は約２０Ｎとの間の力の付加の結果として生じる。変位対力の広い範囲の比は、歯ブラシの首部又は本体に種々のタイプ及びブレンドのポリマーの使用、並びに歯ブラシの首部及び本体の種々の構造及び寸法により達成可能である。

サンプルブラシが、次のように試験された。試験装置は、引張り試験機（＜１００Ｎ）、鋼線、及びブラシハンドルクランプを備えるものであった。
試験サンプルが、サンプルに２つの印を入れることにより準備され、第一の印はブラシヘッドの頂部から１５ｍｍに付けられ、第二の印はブラシヘッドの頂部から８０ｍｍに付けられる。サンプルは、２０＋／−５℃の温度で準備された。この温度が、試験手順開始前の４時間にわたって一定に保持される。

試験手順は次の通りである。直径約２ｍｍ及び長さ約２５０ｍｍの鋼線が、折り曲げられて、試験機の上部クランプ内に置かれた。ブラシハンドルが、ブラシハンドル把持具内に置かれて、（ブラシ毛を下向きに）第二の印の位置で固定された。ブラシハンドル把持具が試験機の下部クランプに連結され、鋼線が第一の印の位置の上に置かれた。試験機が始動され、サンプルが２５ｍｍ曲がった又は壊れたときに読み取られた。結果がニュートン（Ｎ）で測定された。

試験条件は、２０＋／−５℃に維持された周囲温度であった。試験機の上昇及び下降速度は、１００＋１０ｍｍ／分で一定に維持された。更に、引張り試験機は、検定済標準サンプル又は装置製造者の校正手順を使用して校正された。

サンプルの可撓性の程度は、可撓性サンプルが比較的より剛性のサンプルに比べてより容易に変形されるという点で示される。すなわち、ブラシを曲げる又は壊すのに必要な力が小さければ小さい程、ブラシはより可撓性である。したがって、より低いＮ値が、より大きい可撓性を表す。

図４は、図１の線４−４を横切って見る、歯ブラシ１０の詳細断面図である。図４は、首部導管内部壁４２により画定される中空導管を示す。この導管の内部形状は、様々な形体であってもよい。しかしながら、一般的に長方形又は楕円形が好ましい。首部４０内の内部導管の形状及び構成は、図４に示すように、内部壁４２により画定される。駆動機構の１つ以上の構成要素が、壁４２により画定されるこの内部導管の中を延びて存在することが理解される。最も好ましくは、モータを活性化するときに、往復、回転、又は揺動運動を受ける、シャフト若しくはリボンが、導管の中に配置される。内部導管の大きさ及び形状は、好ましくは、壁４２がこれらの構成要素の外側表面に比較的緊密に近接するようになっているが、首部の撓みの間にこれらの構成要素から離れている十分な距離があり、その結果、壁４２と構成要素との間で接触が生じない。接触が生じる場合には、壁４２、駆動構成要素外部、又は両方に、摩擦低減コーティングを適用可能と考えられる。

好ましい駆動機構が図５〜９に示されており、そこでは、可撓性シャフト又はリボンを組み入れた駆動機構が示される。図５は、図１に示す好ましい実施形態の歯ブラシ１０の部分断片図である。図５には、ハンドル８０の中に保持されたモータ９０及び動力伝達系又は機構が示され、これらが使用されて、ブラシヘッド２０の上に配置された可動毛５０の集合を動かす。可動毛は、可動毛担体に取付け及び支持される。歯ブラシ１０のハンドル８０に沿って配置されたスイッチ又は作動装置７０（図１に示す）が活性化されると、ハウジング８０内の１つ以上の電池などからの電気エネルギーがモータ９０へ流れる。モータ９０は、駆動軸９１を含み、これに駆動歯車９２が固着されている。駆動歯車９２は、回転可能な駆動歯車９３と係合する。駆動歯車９３は、好ましくはモータの駆動軸９１に垂直な方向に延びる軸線Ａの周りを回転するように取り付けられている。駆動歯車９３は、駆動歯車９３の上で駆動歯車９３の回転中心すなわち軸線Ａから半径方向に外側に配置された、ピン又は駆動部材９４を包含する。駆動部材９４に取付けられているのは、駆動リボン９５である。駆動構成要素のこの配置によって、往復運動が、被動回転する駆動軸９１から駆動リボン９５へ付与される。理解されるように、モータ９０とリボン９５との間には、別の歯車配置を設けることもできる。例えば、米国特許第６，１７８，５７９号、同第６，１８９，６９３号、同第６，３６０，３９５号、及び同第６，３７１，２９４号に記載される様々な駆動機構を、適合又は使用してもよい。

図６〜図８は、ヘッド２０の上又は中に配置された可動毛担体５２への駆動リボン９５の遠位端部の係合及び配置を示す。具体的には、駆動リボン９５の遠位端部は、図６及び図７に示すように、首部４０内に画定された導管を通って延びて、ヘッド２０の領域内で現れる又は別の方法でアクセス可能となる。可動毛担体５２は、ヘッドの１つ以上の面に画定されたチャネル又は溝などの中で、ブラシヘッド２０に沿って移動可能に保持される。図８に示すように、可動毛担体５２は、ピン５４により駆動リボン９５の遠位端部に係合される。担体５２とリボン９５との間には、他のタイプの係合を使用してもよいことが理解される。好ましくは、ピン５４は、可動毛担体５２に画定された開口５５を通して置かれ、更に、駆動リボン９５の端部に画定された開口９６の中に置かれる。理解されるように、毛担体５２は、毛又は毛房の集合を１つ以上の開口５３の中に支持及び保持する。

図９は、モータ９０と駆動リボン９５との間の係合に好ましい構成を更に詳細に示す。具体的には、この構成は、モータ９０が作動すると、駆動リボン９５に往復運動を付与する。駆動歯車９２は、回転可能な駆動歯車９３と係合して、モータ９０が作動すると、駆動歯車９３が軸線Ａの周りを回転されるようになっている。図９で見られるように、駆動歯車９３は駆動部材９４を包含し、これに駆動リボン９５の端部が係合されている。駆動部材９４は、駆動歯車９３の回転軸Ａから中心を外れて、又は半径方向外側に置かれている。駆動部材９４と駆動リボン９５との間の係合により、駆動部材９４の取付点における駆動リボン９５の角移動又は旋回移動が可能になる。駆動歯車９３が回転すると、駆動歯車９３の回転軸Ａに関する駆動部材９４の位置の結果として、駆動リボン９５に往復運動が付与される。駆動部材９５に付与される往復移動のストロークは、駆動歯車９３の回転軸Ａから半径方向外向きに更に遠くに駆動部材９４を配置することにより増大が可能である。また、ストロークは、駆動部材９４を回転軸Ａに近づけることにより減少可能である。往復移動の振動数は、駆動歯車９３の回転速度を変化させることにより調整される。これは、歯車９２と９３との間の歯数比の変更により、又はモータ９０及び駆動軸９１の異なる回転速度を提供することにより、達成可能である。

モータ９０が作動すると、移動の往復成分に加えて、移動の横成分も駆動リボン９５に付与されることが理解される。運動についてのこれらの記述は、駆動リボン９５の長手方向軸線に関してである。移動のこの横成分は、毛担体５２の対応する移動には表れない。この移動の横成分の損失は、図８に示される駆動リボン９５の遠位端部と毛担体５２との間のピン係合に起因する。このピン配置の他に、前述したように、別のタイプの取付けを使用してもよいことが理解される。例えば、ある種の用途では、駆動リボン９５の遠位端部と毛担体５２との間に「スナップ」連結の使用が好まれることがある。この方法は、一般に、別個のピン及び他の締結構成要素を含む技法より好ましい。

本発明の別の態様は、駆動リボン９５の設計に関する。駆動リボンは、その断面積の点では比較的小さい。駆動リボンの断面形状は、例えば、丸形、非丸形、三角形、楕円形、正方形、長方形、円形、非円形、及び長円形を含むが、これらに限定されない様々な形体としてもよいが、断面形状は、図７に示すように、本質的に首部４０内に画定された導管の断面形状に一致する。したがって、首部４０内の導管が長方形断面形状である場合は、好ましくは、駆動リボン９５の断面も長方形である。あるいは、首部４０内に画定される導管の断面形状を、駆動リボン９５の断面形状によって合わせてもよい。好ましい実施形態の歯ブラシ首部に画定される空洞に好ましい断面形状の詳細は、本明細書で説明される。

首部４０内に画定される導管の断面形状と駆動リボン９５の断面形状とが一致し、その結果、圧縮力が付加されるときの駆動リボン９５の撓みの程度が最小限となることが好ましい。図５〜図９を参照して、駆動歯車９３が回転すると、往復運動が駆動リボン９５に付与されることが理解される。その運動は、駆動リボン９５をモータ９０から押し離す「押し」すなわち圧縮ストロークと、駆動リボン９５をモータ９０に向けて引く「引き」すなわち引張りストロークとを含む。本明細書で更に詳細に説明される駆動リボン９５を形成する材料は、歯車９３により駆動リボン９５に付加される引張り力を伝達するのに十分な強度を有して、著しく撓む又は寸法変形を受けることがない。しかしながら、歯車９３により圧縮力が付加されると、駆動リボン９５の比較的小さい断面のために、リボンを首部導管に相対的に撓む又は曲げることがある。理解されるように、これは望ましくない。更に、リボン９５の曲がりは、駆動リボン９５の他端部において係合している可動毛担体５２へのエネルギー伝達の非効率又は損失の現れである。それ故に、首部４０内に画定される導管の内部スパン又は開口を適切な大きさ及び形状にして、首部導管に相対的な駆動リボン９５の撓みを防止又は最小限となるようにすることが好ましいが、リボンは依然、使用中に首部と（相対的に対する）共に撓み可能であることが理解される。

首部導管形状を駆動リボン９５の断面形状に一致させることに加えて、駆動リボン９５の大きさを、その外側表面が首部４０内に画定される導管の内部壁に比較的緊密に近接するように決めることも好ましい。駆動リボン９５の外側表面と首部導管の内部壁との間の平均距離は、好ましくは約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ、より好ましくは約０．３ｍｍ〜約１ｍｍである。駆動リボン９５の外側表面と首部導管の内部壁との間の距離は、駆動リボン９５の周りにブシュが設けられている場合、より大きくすることができ、この場合の平均距離は、約１０ｍｍまでとすることができる。駆動リボン９５は、好ましくはその長さ全体に均一断面を有するものであることが理解される。しかしながら、本発明は、駆動リボン９５が駆動リボン９５の長さに沿って様々な場所で均一でなく変化する断面形状を有する実施形態を包含する。

駆動リボン９５は、種々の材料で形成することができる。駆動リボン９５は、好ましくは、動力をモータから歯ブラシ１０のヘッドの上に配置された１つ以上の可動毛担体５２へ伝達するのに十分な強度を示し、薄いリボンに形成されたときに可撓性首部と共に撓むことができる、ポリマー材料で形成される。好ましいポリマー材料の例としては、ティコナ社（Ticona,Inc.）により製造されるセルコン（Celcon；商標）アセタールコポリマー（ポリオキシメチレン（ＰＯＭ））のような自己潤滑材料、ＡＢＳ、ナイロン、ＰＰＥ，ＰＯＭ（ポリオキシメチレンコポリマー）、及びデュポン（DuPont；商標）から入手可能なデルリン（Delrin；商標）アセタール樹脂のようなポリマー材料；並びに鋼及びアルミニウムのような金属などが挙げられるが、これらに限定されない。駆動リボン９５を形成するのに最も好ましい材料は、セルコン（Celcon；商標）である。駆動リボン９５を形成するために他の材料を利用することも考慮している。その上、駆動リボン９５の外側表面の上に低摩擦コーティングを設けて、その構成要素と首部４０内に画定された導管の内部壁との間の摩擦を最小限にすることが望ましい。

本明細書では往復動リボン９５を示してきたが、回転、振動、又は軌道運動を受ける可撓性シャフトを可撓性首部４０内に具備できることが理解される。例えば、線材コアの周りにらせんに巻いた線材ストランドの群により形成されたもののような可撓性シャフトをリボンの代わりに使用して、運動を可動毛担体５２に伝えることができる。更に、図５〜図９は、可動毛担体に運動を伝達するための１つの駆動機構を示すが、多様な駆動機構、駆動モータ、及び歯車構成を適合させて、本発明と共に使用するのに好適とすることができる。歯ブラシ１０は、歯ブラシハンドルと一体形成された可撓性首部と共に例示されてきたが、当技術分野で既知のように、首部（又はヘッド）が歯ブラシ１０に解放可能に取付けられていてもよいことも考慮されている。

駆動リボン若しくはシャフトの断面形状に基づいて、首部内に画定される導管用にある断面形状を選定するか、又はその逆の選定に加えて；導管の断面が、首部用断面の選定に依存するか、又はこれに影響を及ぼすかのいずれかであってもよい。例えば、首部の断面形状及び寸法、導管形状、並びにこれらの形状の相互に関する配向の適切な選定により、本明細書で開示されたポリマーブレンド又は他のエラストマー若しくは軟質ポリマーと組み合わさって、種々の程度の方向的剛性又は可撓性を首部及びブラシヘッドに付与することができる。

一般に、壁厚の減少した領域が、歯ブラシの首部及び／又は首部領域に沿って設けられる。好ましい実施形態の歯ブラシ１０は、主本体すなわちハンドル８０の大きさに比べて相対的に小さいヘッド２０及び首部４０を特徴とする。好ましい実施形態の歯ブラシ１０の最小前面幅は、ＮＷ_Fとして表される首部４０領域で測定すると、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、好ましくは約６ｍｍ〜約９ｍｍの範囲にある。このスパン又は寸法は、本体すなわちハンドル８０のＨＷ_Fとして表される最大前面幅の約１５％〜約５５％、好ましくは約１８％〜約４１％である。このことが図１０に示される。ＢＷ_Fとして表されるブラシヘッド２０の最大前面幅は、約１０ｍｍ〜約１６ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約９ｍｍの範囲にある。このスパン又は寸法は、ハンドルすなわち本体８０の最大前面幅ＨＷ_Fの約３１％〜約７３％、好ましくは約２２％〜約４１％である。同様に、図１１にてＮＷ_Sとして表される首部４０の最小側面幅は、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、好ましくは約６ｍｍ〜約９ｍｍの範囲にある。この側面スパンＮＷ_Sは、ＨＷ_Sとして表されるハンドルすなわち本体８０の最大側面幅の比率として示すと、約１２％〜約４０％、好ましくは約１５％〜約３０％の範囲にある。ハンドルすなわち本体８０の最大側面幅ＨＷ_sが図１１に示される。ＢＷ_Sとして表され、及び１つ以上の毛担体からのいかなる厚さ寸法をも除外する、ブラシヘッド２０の最大側面幅は、約６ｍｍ〜約１２ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約９ｍｍの範囲にある。このスパン又は寸法は、ハンドルすなわち本体８０の最大側面幅ＨＷ_Sの約１５％〜約４０％、好ましくは約１７％〜約３０％である。本発明は、ブラシヘッド及び首部の寸法及び比率が記述された本体すなわちハンドル部分より大きく又は小さくなっている実施形態も包含することが理解される。

図１２〜図２０は、本発明に従う様々な電動歯ブラシの首部に沿った断面図である。具体的には、これらの断面図のそれぞれは、駆動リボン又はシャフトがその中に存在する首部内に画定された内部導管と首部の形状についての様々な代表的断面配置を示す。これらの図の全てにおいて、駆動リボン又はシャフトが、図示されてはいないが、首部の中に画定された導管内に配置されていることが理解される。

例として、図１２は、首部１４０とその中に画定された導管１４２とブラシヘッド（図示せず）の上の複数の毛１５０とを含む歯ブラシ１００を示す。この実施形態では、導管の断面形状は、楕円形又は長円形であり、導管断面形状の長軸が毛１５０の向きに概ね垂直になるように向けられている。また、首部１４０の断面形状すなわち首部１４０の外側表面の断面形状は、概ね丸すなわち円形である。この形状の曲げの主方向は、両頭の矢により示される。首部の最小壁厚は、この場合には首部の両側面にあって、好ましくは約１ｍｍ〜約３ｍｍの間にあるが、この値は、首部を形成するのに使用されるポリマー又はポリマーブレンドによって変化させることができる。この断面形状を使用して、矢印により示されるように主として前又は後方向に曲がるように、可撓性首部の曲がり方向を調整することができる。対照的に、図１４は、横方向すなわち側から側への方向に主として曲がる可撓性首部を示す。

図１３〜図２０は、首部とその中に画定された導管とブラシヘッド（図示せず）から延びる毛とを含む、歯ブラシの更なる実施形態を示す。導管の断面形状（例えば、２４２、３４２、４４２、５４２、６４２、７４２、８４２、９４２）は、円形から楕円形又は長円形まで変化する。首部断面形状の長軸は、毛の向きに概ね垂直（例えば図１６）、又は毛の向きに概ね平行（例えば図１７）とすることができる。導管断面形状の長軸は、首部断面形状の長軸に概ね垂直（例えば図１６）、又は首部断面形状の長軸に概ね平行（例えば図１５）とすることができる。それぞれの断面形状の主な曲がり方向は、両頭の矢により示される。首部の最小壁厚は、好ましくは約１ｍｍ〜約３ｍｍの間にあるが、この値は、首部を形成するのに使用されるポリマー及び所望の可撓性によって変化させることができる。本発明は、参照図に示されるものに加えて、首部及び導管の断面形状、形状の組み合わせ、並びに向きを包含することが理解される。

首部の硬さ、剛性、又は可撓性の程度は、ポリマー選定と組み合わされた、首部の形状及び向き並びに首部内に画定される導管の形状及び向きの適切な選定により、調整することができる。断面に沿う様々な場所で変化する壁厚領域を有する首部断面により、剛性が変化する特性が首部に付与され、その結果、首部を例えば複合曲率半径で曲げることができる。したがって、比較的大きな厚さを有する壁領域は、例えばより少ない厚さすなわち比較的薄い壁を有する壁領域より、その領域において曲げ及び撓みに対してより抵抗性がある。その上に、硬さ、剛性、又は可撓性は、前述したように、首部形成に使用される材料の適切な選定により調節することができる。

図２１〜図２３は、本発明と共に使用するのに好適な様々な歯ブラシヘッドの部分側面図を示す。これらの歯ブラシヘッドのそれぞれは、本明細書で説明するようなある形状の毛担体を利用しており、これを使用して毛の硬さを変えて、可撓性首部の効果を変化させる又は増強することができる。図２１〜図２６は、ブラシヘッド（例えば１４２０）及び首部（例えば１４４０）を含む歯ブラシを示す。可動毛担体（例えば１４５２）が、ブラシヘッドの上に設けられる。複数の毛（例えば１４５０）が、ブラシヘッドの外側領域及び毛担体の上に設けられる。可動毛担体は、いずれかの側から見るときでも、凸、凹、不規則の外側表面を備えることができる。

図２１〜図２９に示される様々な毛担体を参照すると、本明細書で「ブラシに面する」表面と一般的に呼ぶ担体の外側に面する表面の輪郭又は形状は、様々な形体及び形状にすることができるのが見られる。１つの特に好ましい形状は、凹形状である。図２２に示すような凹側面形状又は図２７に示すような凹端部形状が、利用可能である。具体的には、凹側面形状とは、歯ブラシの長手方向軸線に概ね垂直な方向に見るときの凹形状を言う。凹端部形状とは、歯ブラシの長手方向軸線に概ね平行及び同一直線方向に見るときの凹形状を言う。凸側面及び凸端部形状の定義は類似である。毛担体の側面視及び端面視両方に関して凹である、複合凹表面を設けることを、更に考慮している。凹形状は、ブラシングの間に使用することがある歯磨剤又は磨き剤の保持を促進し、毛の硬さを有利に変化させることができる。同様に、図２２、図２６、及び図３０に示されるような凸表面は、ブラシヘッドに沿う毛の領域内の歯磨剤の消散を促進する。

ブラシ本体すなわちヘッドと首部とハンドルとを本発明によるポリマー材料の一片の混合物として形成することによって、真の多方向可撓性という利点が提供される。言い換えれば、本発明の歯ブラシのヘッド部分は、ブラシのハンドル部分に関していずれの方向にも容易に変位して向けることができる。これは、従来型歯ブラシと対照的であり、それでは、ヘッドをよくてもハンドルに関して一方向に曲げる能力を有するだけであり、それに、歯をブラシングする力より著しく大きい力が付加される場合だけである。対照的に、本発明は、小さな力の下で１つ以上の方向に非常に可撓性である首部を提供する。

可撓性首部は、ユーザーにより及ぼされることもある、歯及び歯肉上の過剰な力を緩衝するような作用も可能である。前述したように、ブラシング中に過剰な力を付加することは、歯肉に対して有害である。したがって、本明細書で説明する好ましい実施形態の歯ブラシの首部を形成するポリマーを適切に選択することにより、過剰な力の付加を防止することができる。

本発明は、次の公開された特許出願又は発行された特許：ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／２９１２８、米国特許第６，０００，０８３号、米国意匠特許第４３２，３１２号、米国意匠特許第４３３，８１４号、米国特許第６，１７８，５７９号、米国特許第６，１８９，６９３号、米国特許第６，３１１，８３７号、米国特許出願公開２００２／００３２９４１、米国特許第６，３６０，３９５号、及び米国特許第６，３７１，２９４号の１つ以上からの特徴、態様、構成要素、材料、及び特性を利用することができ、その全てを参考として本明細書に組み込む。

以上の説明は、現在のところ、本発明の好ましい実施形態であると考えられている。しかしながら、当業者には明白な様々な変形及び変更が、本発明から逸脱することなく行われ得ると考えられる。したがって、前記説明は、全ての同等態様を含む、本発明の趣旨及び範囲内に包含される全てのそのような変形及び変更にも及ぶことが意図されている。

本発明にしたがって作成された歯ブラシの斜視図。 図１の歯ブラシの正面図。 図１の歯ブラシの側面図。 図１の歯ブラシの首部の、図１の線４−４に沿った断面図。 図１の歯ブラシの部分断片斜視図。 図５の歯ブラシの側面図。 図６の線７−７に沿った断面図。 図５の歯ブラシの可動毛担体及び駆動シャフトの部分分解図。 図５の歯ブラシに好適なモータ及び動力伝達系の斜視図。 図１の歯ブラシの正面図。 図１の歯ブラシの側面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 様々な歯ブラシの首部構成の断面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な幾つかの歯ブラシヘッドの側面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な幾つかの歯ブラシヘッドの側面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な幾つかの歯ブラシヘッドの側面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な可動毛担体の側面図。 図２４の可動毛担体の端面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な可動毛担体の側面図。 図２６の可動毛担体の端面図。 可撓性首部と共に使用するのに好適な可動毛担体の側面図。 図２８の可動毛担体の端面図。

Claims (10)

1. 内部空洞を有するハンドルと、
   ヘッドと、
   前記ハンドルと前記ヘッドとの間に延びる可撓性首部と、
   前記ヘッドの上に配置された可動毛担体と、
   前記内部空洞内に配置されたモータと、
   前記可撓性首部内に配置され、前記可動毛担体及び前記モータに作動可能に連結された可撓性シャフトと
   を備え、
   前記首部は、前記ヘッドが変位する前の前記歯ブラシの長手方向軸線に関して、横向き、後ろ向き、または前向きのいずれか１つの方向において、約１５度〜約５度の角度を可逆的に変位可能であるのに十分に可撓性である
   電動歯ブラシ。
2. 前記可撓性首部が、前記可撓性を提供するために、少なくとも第一のポリマー及び第二のポリマーのブレンドを含む、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 前記第二のポリマーのショアＡ硬度が、約２５〜約８５である、請求項２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記第一のポリマー対前記第二のポリマーの重量比が、約９５：５〜約３０：７０である、請求項２又は３に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記第二のポリマーのショアＡ硬度が、約２５〜約４５であり、前記第一のポリマー対前記第二のポリマーの重量比が、約９０：１０〜約６０：３５である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
6. 前記第二のポリマーのショアＡ硬度が、約４５〜約６５であり、前記第一のポリマー対前記第二のポリマーの重量比が、約８０：２０〜約５０：５０である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
7. 前記第二のポリマーのショアＡ硬度が、約６５〜約８５であり、前記第一のポリマー対前記第二のポリマーの重量比が、約７０：３０〜約４０：６０である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
8. 前記第一のポリマーが、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、及びセルロースアセテート−プロピオネートからなる群から選択される、請求項２〜７のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
9. 前記第二のポリマーが、熱可塑性エラストマー、熱可塑性オレフィン、軟質熱可塑性ポリオレフィン、及びエラストマーからなる群から選択される、請求項２〜８のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
10. 前記可撓性首部の断面形状が、前記可撓性を提供するために、前記ハンドルと前記ヘッドとの間で変化する、請求項１に記載の電動歯ブラシ。

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