JP5991550B2 - ハンドルに可撓性領域を備える歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、歯ブラシに関し、特にハンドルに可撓性領域を備える歯ブラシに関する。

歯ブラシは、一般的に、ヘッドと、歯ブラシ長手方向(一直線である必要はない)をヘッドとの間に画定するように構成された把持ハンドルとを備え、把持ハンドルとヘッドとの間には長手方向にネック領域がある。通常、歯ブラシのハンドル及びヘッドは、ポリプロピレンなどの硬質のプラスチック材料から作られる。剛毛などの歯清掃要素、例えば通常ナイロン製の繊維は、ヘッドに取り付けられ、上記の長手方向に対する横断方向にヘッドから突出する。

使用中の過度な磨き圧を吸収し、それによって、歯や歯肉など柔らかい口腔組織への過度な圧力から生じるダメージの可能性を低減するために、歯ブラシにおいて、その構造に弾性的で可撓性の領域を設けることが知られている。米国特許第5054154号明細書には、ハンドルとヘッドとの間に弾性部分を備えた歯ブラシが開示され、歯ブラシを横断する幅方向の切り欠きが弾性のゴムのような材料を収容している形態とされている。このような可撓性領域の別の公知の形態は、欧州特許出願公開第0336641号明細書に開示されているものであり、ヘッドとハンドルとの間の長手方向でS字に曲げられた波形領域の形態となっており、横断方向に延びる突出部を備え、該突出部は突出部同士の間の凹溝を形成する折部によって一体的に連結されており、また、好ましくは、折部を通る長手方向のリブによって、より頑強に作られる。このような突出部と折部の領域の改良が、国際公開第01/43580号に開示されており、それには、突出部同士の間の折部に熱可塑性エラストマー材料があり、突出部と交差するように長手方向に移動可能なスライダによって、可撓性を調整することができる。

これらの初期の刊行物による歯ブラシは、このような波形領域を組み込み、可撓性を最適にしようと試みたアクアフレッシュ(登録商標)及びドクターベスト(DrBEST)(登録商標)の商標名のもと、本出願人によって販売されている。このような市販の実施形態で採用された解決策は、欧州特許出願公開第0336641号明細書に記載された長手方向のリブを常に組み込んでいた。このような歯ブラシは、歯ブラシヘッドと歯ブラシのネック領域との間に、又は、歯ブラシのネック領域自体に配置された可撓性連結部を追加的に組み込んで販売されている。このような歯ブラシは、例えば、国際公開第98/37788号に開示されている。

可撓性を変更するため、また他の目的のために、エラストマー材料の部分を歯ブラシヘッドやハンドルに組み込むことも知られている。例えば、国際公開第96/28993号には、エラストマー材料の芯材によって長手方向に貫かれた、S字に曲げられた波形領域が開示されている。国際公開第97/25899号には、可撓性を変更するための歯ブラシヘッドにあるエラストマーの部分、及び、掴み易さと見た目の良さの目的とのためのハンドルにあるエラストマーの部分が開示されている。国際公開第98/05241号には、可撓性を変更するために、歯ブラシヘッドにあるエラストマーで満たされた溝が開示されている。欧州特許出願公開第350442号明細書には、エラストマーを含有するヒンジによって曲げやすくされた歯ブラシヘッドが開示されている。米国特許第D450928号明細書には、S字に曲げられた波形領域を備えた歯ブラシのハンドルが開示されている。

米国特許第5054154号明細書 欧州特許出願公開第0336641号明細書 国際公開第01/43580号 国際公開第98/37788号 国際公開第96/28993号 国際公開第97/25899号 国際公開第98/05241号 欧州特許出願公開第350442号明細書 米国特許第D450928号明細書

このような波形領域を組み込んだ歯ブラシ、特に、歯ブラシヘッドと歯ブラシのネック領域との間に上述の可撓性連結部をも備える歯ブラシには問題があった。その問題とは、長手方向のリブを組み込んでいる従前の波形領域を備えている場合、歯磨きの間に歯ブラシの受ける応力が最適に分散されず、歯ブラシが使用中に破断する傾向があることである。歯ブラシヘッドと歯ブラシのネック領域との間に可撓性連結部をも備える歯ブラシでは、突出部と折部との波形領域は非常に剛性があるため、歯ブラシヘッドとネック領域との間の可撓性連結部が使用中に過度な応力を受け、その結果破断し、耐用期間が短くなる可能性があることが分かった。本発明の目的は、これらの問題に対処することである。本発明の他の目的及び効果は、以下の説明から明らかとなるであろう。

本発明によれば、プラスチック材料から一体的に作られ、ヘッド−ハンドル長手方向に沿って配置されたヘッドと把持ハンドルを備え、前記把持ハンドルと前記ヘッドとの間にネック領域を備え、前記長手方向に対する横断方向にヘッドから突出する剛毛を備えた歯ブラシであって、前記長手方向と前記横断方向との両方に直角に交わる幅方向を有し、前記長手方向におけるネック領域と把持ハンドルとの間に波形領域を有し、前記波形領域は、前記横断方向に延びる突出部を備え、前記突出部は、前記突出部の間に凹溝を形成する折部によって前記長手方向に一体的に連結され、前記突出部の間の前記凹溝は、横断深さ方向を有して前記突出部のプラスチック材料に接合された熱可塑性エラストマー材料を収容し、前記熱可塑性エラストマー材料は、60〜70のショアA硬度を有することを特徴とする歯ブラシが提供される。

このような熱可塑性エラストマー材料を使用することで、特に本明細書で参照される比率において、波形領域の弾性的な可撓性が最適化することが発明的に見出された。

好ましくは、このような突出部が四つある。

好ましくは、熱可塑性エラストマー材料は、少なくとも一つの凹溝、好ましくは各々の凹溝の、深さ「D」の少なくとも60%及び幅の少なくとも60%を占め、より好ましくは、深さ「D」の75〜90%及び幅の75〜90%を占める。好ましくは、熱可塑性エラストマー材料は、少なくとも一つの凹溝、好ましくは各々の凹溝の容積の少なくとも60%を占め、より好ましくは65〜80%を占める。

本明細書で用いられる用語「横断」は、直角であることを含め、長手方向に対して45°と90°との間の角度の向きのことをいう。好ましくは、長手方向で隣接する突出部の対の横断方向、つまり、突出部の長手方向の一方と他方の表面同士の中間にある平面の方向は、互いに対して0〜15°の角度に調整されている。

好ましくは、四つの突出部の各々は、1.2〜2.2mmの長手方向厚さ「T」と、横断方向において反対にある折部同士の間で9〜13mmの横断方向へ延びる長さ「L」と、幅方向において9〜14mmの幅「W」とを有し、四つの突出部は、長手方向において隣接する突出部の対の間で、6〜11mmの横断深さ「D」と、凹溝の下側の深さの少なくとも60%に対して1〜2mmの長手方向幅「B」とを各々が備えた三つの凹溝を画成し、各凹溝は、60〜70のショアA硬度の熱可塑性エラストマー材料を収容し、該熱可塑性エラストマー材料は、突出部のプラスチック材料に接合され、突出部の間には、凹溝が配されている。

このような構成、寸法、及び比率は、波形領域の可撓性を変更するために、突出部を貫いて長手方向に延びるリブを全く必要とすることなく、波形領域の弾性的な可撓性を最適化することが発明的に見出された。したがって、本発明の好ましい実施形態では、波形領域は長手方向に延びるリブを備えない。可撓性のこのような最適化は、過度な歯磨きの圧力を弾性的に吸収しつつ、人間工学的に硬く、使用中にハンドルを通じて使用者に「手応え」の感覚を伝える、歯ブラシの能力と関連している。

典型的には、本発明の歯ブラシは、把持ハンドルの長手方向の終端から、ヘッドの長手方向の反対の終端まで、190〜200mmの長さがある。

典型的には、ヘッドは、ネック領域が幅方向に拡がり始めてヘッドを形成する位置から、長手方向において把持ハンドルから最も遠いヘッドの端部まで、33〜35mmの長さを有している。

典型的には、把持ハンドルは、ヘッドから最も遠い把持ハンドルの長手方向の端部から波形領域の始まる位置まで、105〜115mmの長さを有している。

典型的には、波形領域は、15〜20mmの全長を有している。

典型的には、ネック領域は、ヘッドに最も近い波形領域の端部からネック領域が幅方向に拡がり始めてヘッドを形成する位置まで、30〜40mmの長さを有している。典型的には、ネック領域は、横断方向において5.5〜3.5mmの厚さがあってもよいし、典型的には、その厚さは歯ブラシヘッドに向かって薄くなる先細りとなってもよい。ネック領域の断面は、例えば、半円形や長方形(任意で角が丸くされている)といった、任意の都合のよい形状又は従来の形状であってもよい。ネック領域には、射出成形の製造工程の間に、ハンドルに隣接する位置でエラストマーを注入してネックに沿ってヘッドに向かって流すことができるように、又は、その逆から注入して逆に向かって流すことができるように、長手方向の流路を含んでもよい。

好ましくは、長手方向で隣接する一対の突出部の横断方向は、互いに対して7〜10°の角度に調整される。横断方向は互いに対して平行であってもよい。

好ましくは、長手方向から見て、突出部は、概して長方形(正方形を含む)であってもよく、好ましくは角が丸められる。

好ましい実施形態では、突出部の長手方向厚さ「T」は1.5〜2.0mmである。

別の好ましい実施形態では、突出部の横断方向に延びる長さ「L」は、横断方向において反対にある折部の先端同士の間で9〜12mmである。

別の好ましい実施形態では、突出部の幅「W」は幅方向において9〜12mmである。適切には、突出部の幅Wは、歯ブラシのヘッドに向かって狭くなる。例えば、歯ブラシのハンドルに最も近い二つの突出部では、実質的に同じ幅「W」を有してもよいし、ヘッドにより近い二つの突出部で幅が漸次狭くなってもよい。幅がこのように狭くなることで、歯磨きの間に圧力が作用する歯ブラシヘッドに最も近い波形領域の端部に可撓性を集中させて、波形領域の可撓性を改善することができる。

別の好ましい実施形態では、凹溝の深さ「D」は6〜11mmである。例えば、三つの凹溝は深さが異なり、長手方向における三つの凹溝の真ん中が最も深くなっていてもよい。

別の好ましい実施形態では、凹溝の長手方向幅「B」は、先細りとなっており、凹溝の底に向かって狭くなっており、凹溝の深さの少なくとも60%に対しては1〜1.5mmである。

好ましい実施形態では、折部は、折部の先端を画定する円弧状であり、外側曲率半径が2.0〜2.5mm、より好ましくは2.25〜2.35mmである。好ましい実施形態では、半径方向における折部の厚さは1.5〜2.0mmである。このような折部の曲率半径及び厚さは、波形領域の可撓性を最適化させるだけでなく、波形領域を使用中に破断し難くさせることが分かっている。

好ましい実施形態では、波形領域の長手方向の各端部において、プラスチック材料に終端凹溝があり、該終端凹溝は、長手方向の一側に隣接する突出部と、長手方向の他側の把持ハンドル又はヘッドの隣接する面とを境界とし、これらの終端凹溝もまた、プラスチック材料に接合された、60〜70のショアA硬度の熱可塑性エラストマー材料を収容する。

このような終端凹溝は、波形領域の長手方向の一方の端部におけるネック領域と、他方の端部における把持ハンドルとの間で力を吸収する緩衝材として作用することができる。好ましくは、このような終端凹溝は、5〜7mmの横断深さ「E」を有してもよく、また、凹溝の下側の深さの少なくとも60%に対して1〜2mmの長手方向幅「B」を有してもよい。好ましくは、熱可塑性エラストマー材料は、各凹溝の横断深さ「D」の少なくとも60%及び幅の少なくとも60%を占める。

ネック領域は、横断方向において平らにされるのが好ましい。典型的には、ネック領域は、例えば約4.0mmといった、3.5〜4.5mmの横断方向における厚さ「TN」を有する。典型的には、ネック領域は5〜10mmの範囲の幅を有し、また、典型的には、ネックは、ヘッドに向かって狭くなる先細りとなり、例えば、波形領域に最も近い端部で約9.5mmの幅であり、ネック領域が幅方向に拡がり始めてヘッドを形成する位置で約6.0mmである。ネック領域には、長手方向を横断する様々な断面形状を用いることができ、例えば、長方形、台形、半円形、又は、前述の形状、すなわち、長手方向に延びる成形流路によって分断される形状であって、熱可塑性エラストマーが注入されて歯ブラシの離間された熱可塑性エラストマー部分を形成する射出成形工程の間に、流体のエラストマー材料を流すため形状などである。

好ましい実施形態において、本発明の歯ブラシは、長手方向において波形領域と歯ブラシヘッドとの間に位置する可撓性連結部をさらに備える。

好ましくは、このような可撓性連結部は、ネック領域に位置することで、ネック領域を、長手方向に分けられた二つの部分、すなわち可撓性連結部の長手方向の各側に一つずつの各部分に分割し、該二つの部分は、把持ハンドルにより近い第1の部分と、ヘッドにより近い第2の部分となっている。第1の部分と第2の部分との長手方向の相対比率は、8.5:1〜8.0:1の範囲であることが適切な場合がある。このような比率は、可撓性の波形領域と可撓性連結部との間の力の配分を最適にすることが分かった。

適切には、このような可撓性連結部は、ネック領域と一体的な薄くされた部分を備え、該部分は、ネック領域に長手方向において直接隣接する部分に対して、又は、ネック領域に長手方向において直接隣接する部分及び歯ブラシヘッドに対して、横断方向及び/又は幅方向に薄くされている。

或いは、このような可撓性連結部は、ネック領域と歯ブラシヘッドとの間に位置してもよい。適切には、このような可撓性連結部は、ネック領域及び歯ブラシヘッドと一体的な部分を備え、該部分は、ネック領域に長手方向で直接隣接する部分及び歯ブラシヘッドに対して、横断方向及び/又は幅方向に薄くされている。

好ましくは、前記薄くされた部分は、長手方向に延びるプラスチック材料の脊椎部の形態であり、1〜2mmの長手方向の寸法、2〜3mmの幅方向の寸法、及び、1.5〜2.5mmの横断方向の寸法を有している。適切には、このような脊椎部の長手方向を横断する断面は、円形又は楕円形である。

好ましい実施形態では、このような脊椎部は、横断方向を向く面と幅方向を向く面の全周に亘って熱可塑性エラストマー材料によって包囲され、適切には球対称形状を有し、適切には6〜7mmの球径を有する。適切には、このような熱可塑性材料は、凹溝に配置されたものと同じ熱可塑性エラストマー材料であってもよく、その結果、すべての箇所に同じ熱可塑性エラストマー材料が用いられてもよい。これは、歯ブラシのプラスチック材料に1以上の流路を備えることで実現されてもよく、該流路を介して熱可塑性エラストマー材料が歯ブラシのプラスチック材料部分を閉じ込める射出成形金型の注入ポートで注入され、ある位置から別の位置へと流れることができる。このような流路を用いて、製造の間に、熱可塑性エラストマーを歯ブラシのある位置から別の位置へと運ぶことは、歯ブラシの技術分野では従来から行われている。また、複数の注入位置を用いて、熱可塑性エラストマー材料を歯ブラシ上の離れた位置へ注入してもよい。

好ましい実施形態では、波形領域に最も近いこのような可撓性連結部の端部は、波形領域に最も近い波形領域の端部から30mm以内に配置される。

本発明の歯ブラシがこのような可撓性連結部を備える場合、可撓性連結部と波形領域との間のネック領域の一部(本明細書では、「第1の部分」という)は、歯磨きの間に受ける力の下で、この第1の部分が、可撓性連結部及び波形領域の可撓性と比較して、硬く曲らない状態を維持するように構成されるのが好ましい。例えば、これは第1の部分によって提供されてもよく、該第１の部分は、横断方向の厚さを少なくとも3.5mm、好ましくは少なくとも4mm、幅方向の厚さを少なくとも5mm、好ましくは少なくとも5.5mm、有している。このような構造は、使用中に、歯ブラシヘッドから波形領域への力の伝達を助け、その結果、波形領域は、歯磨きの力の多くを吸収し、可撓性連結部があるときには、該可撓性連結部を歯磨きの力から守り、それによって可撓性連結部の破断の可能性を低減することができる。

上述の寸法及び構造は、歯磨きの間の可撓性が公知の歯ブラシに対して改善され、ネック領域における可撓性連結部が破断し難くされた歯ブラシを提供できることが分かっている。この効果は、最適化された可撓性を有するS字に曲げられた上記波形領域を手段として達成されると考えられ、該波形領域は、歯ブラシに沿って応力を分散させて可撓性連結部の領域における破断応力を低減する。

本発明の歯ブラシ用の適切なプラスチック材料は、弾性係数が少なくとも約500Mpa、好ましくは少なくとも約1000Mpaの材料を含み、これらは歯ブラシの技術分野において従来から用いられている。適切な材料は、例えば、ポリアミド及びポリプロピレンを含む。適切なポリアミドの例は、弾性係数(DIN53452)が3000の材料、ULTRAMID B3 (登録商標)(ドイツ連邦共和国のビーエーエスエフ(BASF)によって市販)である。適切なポリプロピレンの例は、ホモポリマーであって、弾性係数(DIN53457)が1400の材料、NOVOLEN 1100 HX (国際登録商標)(ドイツ連邦共和国のビーエーエスエフ(BASF)によって市販)である。このようなポリプロピレンのホモポリマーは、選択的に、材料NOVOLEN 2500 HX (登録商標)(ドイツ連邦共和国のビーエーエスエフ(BASF)によって市販)などのポリプロピレンブロック共重合体と、例えば、重量で80:20(1100HX:2500HX)の混合物で用いられてもよい。他の適切なポリプロピレンには、1500Mpaの弾性係数(ISO 178)を有するポリプロピレン PM 1600 (商標)(Shellによって市販)、エルフアトケム(Elf Atochem)によるApryl 3400 MAI (商標)、NOVOLEN 2400 H及び1106、並びに、Borealis HG 365 Pが含まれる。好ましいプラスチック材料は、ポリプロピレンであり、特に、イネオス(Ineos)によって供給されて市販化されているポリプロピレン材料100-GA04である。

本発明の歯ブラシ用の適切な熱可塑性エラストマー材料には、商標名メゴル(Megol)(商標)及びサントプレン(Santoprene)(商標)において入手可能なものが含まれ、シリコーンエラストマーの材料も使用可能である。他の適切なエラストマーのポリマーには、スチレン系熱可塑性エラストマー(例えば、スチレン-エチレン-ブタジエン-スチレン、又はスチレン-ブタジエン-スチレン)が含まれる。好ましい熱可塑性エラストマー材料は、クライバーグ(Kraiburg)によって供給されて市販されている材料TF7 GST及びTH7 GSNである。

本発明の歯ブラシは、公知の射出成形工程を用いて作られてもよく、該工程において、歯ブラシのプラスチック材料部分は、第1の段階で射出成形によって一体的な単一部分として作られ、歯ブラシの熱可塑性エラストマー材料部分(複数であってもよい)の位置及び形状、すなわち、突出部の間の熱可塑性エラストマー材料の位置及び形状を含む位置及び形状を定める1以上の空間を備える。次いで、第2の段階において、そのように形成されたプラスチック材料部分は、第2の射出成形金型の空洞に閉じ込められ、これによって突出部の間の熱可塑性エラストマー材料の形状を含む、歯ブラシの熱可塑性エラストマー部分(複数であってもよい)の外形が規定される。次いで、熱可塑性エラストマー材料は、この第2の射出成形金型の空洞に注入され、それによって1以上の空間を埋めて、単数または複数の熱可塑性エラストマー材料部分を形成する。この熱可塑性エラストマー材料の注入は、熱可塑性エラストマー材料がプラスチック材料にしっかりと接合するような温度条件及び圧力条件で、適切に行われる。適切な温度条件及び圧力条件は、当技術分野で公知である。

剛毛及び/又は他の口腔清掃要素は、本発明の歯ブラシのヘッドに、従来から公知の様々な方法で取り付けることができる。一つの方法では、射出成形の第1の段階の間に、受け穴を歯ブラシのヘッドのプラスチック材料に形成することができ、剛毛の束の端部の周囲に小さな金属の環を周知の方法で用いることで、剛毛の束を受け穴に保持させることができる。別の方法では、剛毛の束の端部が、歯ブラシヘッドを規定する第1の射出成形金型の空洞の一部に挿入されてもよく、それにより、空洞に注入されたプラスチック材料は、剛毛の束の端部の周囲に流れ、プラスチック材料が束の端部の周囲で硬化すると、剛毛の束が所定位置に保持されることになる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の歯ブラシが単に実施例として説明される。

本発明の歯ブラシのプラスチック材料部分を熱可塑性エラストマーが全くない状態でプラスチック材料部分の幅方向から見た図である。 本発明の歯ブラシを熱可塑性エラストマーがある状態で図1と同じ方向から見た図である。 図1のプラスチック材料部分を長手方向と幅方向とに直交する方向、つまり、剛毛の方向とほぼ一直線になる横断方向から見た図である。 図3の歯ブラシを熱可塑性エラストマー材料がある状態で図3と同じ方向から見た図である。 図1に示すプラスチック部分の波形領域の長手方向の断面を、説明において参照される寸法をより明確に示すために拡大した図である。

図1、図2、図3、及び図4を参照すると、本発明の歯ブラシ20のプラスチック材料部分10全体は、プラスチック材料から一体的に作られたヘッド11及び把持ハンドル12のプラスチック部分を備え、ヘッド11及び把持ハンドル12は、ヘッドとハンドルとを繋ぐ長手方向A-Aに沿って配置されており、把持ハンドル12とヘッド11との間にはネック領域13が設けられている。ヘッド11には、長手方向A-Aに対して横断する横断方向T-Tにおいてヘッド11から突出する剛毛15(図2及び図4に示すが、図1及び図3には示されていない)を取り付けるための穴１４が形成されている。歯ブラシ10は、図3及び図4に示される、長手方向A-A及び横断方向T-Tと直交する幅方向W-Wを有する。

長手方向におけるネック領域13と把持ハンドル12との間には、波形領域16がある。この領域16は、図1と同じ視線方向において、図5で拡大されて示されている。波形領域16は、横断方向TDに延びる四つの突出部161、162、163、164を備える。横断方向TDは、図5において突出部164に関して示されており、突出部の長手方向の反対の表面同士の中間にある平面の方向となっている。他の突出部161、162、163の横断方向は、同様のものであり、見やすくするために省略する。長手方向において隣接する突出部161、162、163、及び164の間で長手方向に凹溝181、182、183を形成する三つの折部171、172、173によって突出部161、162、163、及び164が一体的に連結されている。

本発明の歯ブラシ20は、把持ハンドル12の長手方向の終端から、ヘッド11の長手方向の反対の終端まで、約195mmの長さがある。

ヘッド11は、ネック領域13が幅方向に拡がり始めてヘッド11を形成する位置132から、長手方向において把持ハンドル12から最も遠いヘッド11の端部111まで、約34mmの長さがある。

把持ハンドル12は、ヘッド11から最も遠い把持ハンドル12の長手方向の端部から波形領域16の始まる位置まで、約110mmの長さがある。

波形領域16は、約17mmの全長がある。

ネック領域13は、波形領域16に最も近いネック13の端部131からネック領域13が幅方向に拡がり始めてヘッド11を形成する位置132まで、約35mmの長さがある。ネック領域13は、その横断方向B-Bにおいて平らにされている。ネック領域の横断方向B-Bにおける厚さは、ネック領域の長さに沿って約4.0mmであり、例えば、厚さは、位置131において約5mmで、位置132において約4mmであってもよい。ネック領域13の幅は、波形領域16に最も近い位置131における端部での約9.5mmの幅から、ネック領域13が幅方向に拡がり始めてヘッド11を形成する位置132での約6.0mmまで、先細りとなっている。長手方向A-Aを横断するネック領域13の断面は、例えば、概して長方形であってもよいし、又は、例えば、半円形若しくは他の断面形状であってもよく、また、ネック領域は、エラストマー材料用の長手方向への流路を備えていてもよい。

図5でより明確に見られるように、長手方向で隣接する突出部161、162、163、164の対（ペア）の横断方向「TD」は、互いに対して7〜10°の角度αに調整されている。図5でより明確に見られるように、各突出部の長手方向TDは、一つの突出部の長手方向の反対の二つの表面同士の中間にある平面の方向として構成されている。明確にするだけのために、突出部163及び164のTDのみが示されているが、その他の突出部も同様である。四つの突出部161、162、163、164の各々は、1.5〜2.0mmの長手方向厚さ「T」を有し、横断方向において反対にある折部171、172、173の間と、折部171及び折部173と隣接する凹溝181及び凹溝183の縁との間とで、9〜12mmの横断方向に延びる長さ「L」を有する。四つの突出部161、162、163、164の各々は、図3に示されるように、幅方向において9〜12mmの幅「W」を有する。折部171、172、173の幅Wは、ヘッド11に向かって狭くなっている。ハンドル12に最も近い二つの突出部161、162は両方とも約11.5mmの幅Wを有する。ヘッド11に漸次近くなる二つの突出部163及び164はそれぞれ幅11.2mm及び10.2mmを有している。長手方向において見た場合に、突出部161、162、163、164は、概して角が丸められた長方形の形状を有している。

三つの凹溝181、182、183は、それぞれ、6〜9mmの横断深さ「D」を有している。凹溝181、182、183の深さ寸法は、図5において最もはっきりと見て取れる。凹溝181の深さD1は、隣接する折部172の曲線の最も外側の部分と隣接する凹溝181の縁166との間に形成された直線L1-L2の中点から、凹溝の底までで測定される。凹溝182の深さD3は、隣接する折部171、173の曲線の最も外側の部分同士の間に形成された直線L4-L5の中点から、凹溝182の底までで測定される。凹溝183の深さD2は、隣接する折部172の曲線の最も外側の部分と隣接する凹溝183の縁167との間に形成された直線L2-L3の中点、つまり、突出部164の凸状の外側変曲点から、凹溝183の底までで測定される。形成された直線L1-L2、L2-L3、及び、L4-L5は、それぞれ、折部171、172、173の凸状の変曲点に接する。

これら三つの凹溝は深さが異なる。ヘッド11に最も近い凹溝183は約7.0mmの深さD2を有し、真ん中の凹溝182は約10.0mmの深さD3を有し、把持ハンドル12に最も近い凹溝181は約8.0mmの深さD1を有しており、つまり、真ん中の凹溝182が最も深い。

三つの凹溝181、182、183は、各凹溝181、182、183の深さの少なくとも60%に対して、1〜2mmの長手方向幅「b」を有する。長手方向幅「b」は先細りになっており、凹溝181、182、183の底に向かって狭くなっており、凹溝181、182、183の深さの少なくとも60%に対しては1〜1.5mmである。

折部171、172、173の各々は、外部形状が、2.25〜2.35mmの外側曲率半径を有する円弧となっている。この円の半径方向において測定される折部の厚さは1.5〜2.0mmである。

プラスチック材料部分10は、イネオス(Ineos)によって供給されるポリプロピレンプラスチック材料100-GA04から作られる。

図2及び図4には、使用者が掴みやすいように把持ハンドル12の一部に渡って延びる熱可塑性エラストマー材料21を備える、本発明の歯ブラシ20の全体が示されている。

各凹溝181、182、183は、図2及び図4に示される熱可塑性エラストマー材料21を含む。熱可塑性エラストマー材料は、クライバーグ(Kraiburg)によって提供された市販の材料TF7 GST又はTF7 GSNであり、60〜70のショアA硬度を有する。熱可塑性エラストマー材料21は、突出部161、162、163、164のプラスチック材料に接合される。熱可塑性エラストマー材料21は、各凹溝181、182、183の横断深さ「D」の少なくとも75%及び幅「W」の少なくとも75%を占める。

波形領域16の長手方向の各端部には、プラスチック材料に終端凹溝184、185があり、これらもまた熱可塑性エラストマー材料21を収容する。このような終端凹溝184、185は、波形領域16の長手方向の一方の端部におけるネック領域13と、他方の端部における把持ハンドル12との間で力を吸収する緩衝材として作用することができる。波形領域16と把持ハンドル12との間の終端凹溝184は、図5に示されるように、把持ハンドル12の表面の長手方向の突起と突出部161の対向する表面との間で測定される横断深さ「E1」が、5.5〜6.5mm、好ましくは約6mmとされ、その深さのすべてに亘って、長手方向幅「b」が1〜2mmとされる。波形領域16とネック領域13との間の終端凹溝185は、図5に示されるように、ネック領域13の表面の長手方向の突起と突出部164の対向する表面との間で測定される横断深さ「E2」が、約6. 0mmとされ、その深さのすべてに亘って、長手方向幅「b」が1〜2mmとされる。

図2及び図4に示されるように、これらの終端凹溝184、185も、60〜70のショアA硬度の熱可塑性エラストマー材料を収容する。熱可塑性エラストマー材料は、突出部161、164と、それぞれにおける把持ハンドル12及びネック領域13とのプラスチック材料に接合され、横断深さE1、E2の少なくとも75%を占め、終端凹溝184、185の幅の少なくとも60%を占める。

本発明の歯ブラシ20は、図2及び図4に(全体的に)十分に示される可撓性連結部30も備える。可撓性連結部30は、長手方向において波形領域16と歯ブラシヘッド11との間に位置する。この可撓性連結部30は、ネック領域13に位置することで、ネック領域13を、可撓性連結部30の長手方向各側の長手方向に分けられた二つの部分133、134に分割しており、第1の部分133は把持ハンドル12により近く、第2の部分134はヘッド11により近い。

可撓性連結部30は、図1及び図3に明確に見られる、ネック領域13と一体のプラスチック材料部分31を備え、プラスチック材料部分31は、ネック領域13の長手方向に直接隣接する部分に対して、横断方向及び幅方向に薄くされている。この部分31は、1〜2mmの長手方向の寸法、2〜3mmの幅方向の寸法、及び、1.5〜2.5mmの横断方向の寸法を有する長手方向に延びるプラスチック材料の脊椎部の形態となっている。この部分31の長手方向を横断する断面は、ほぼ円形である。

第1の部分132と第2の部分133との長手方向の相対比率は、ほぼ8.25:1である。この比率は、ヘッド11に最も近い終端凹溝185の縁185Aから、把持ハンドル12に最も近い薄くされた部分31の端までの長手方向の距離である第1の部分132の長さ(この距離は約28mmである)と、ヘッド11に最も近い薄くされた部分31の端から、ネック領域13が拡がり始めてヘッド11を形成する位置131までの長手方向の距離としての第2の部分133の長さ(この距離は約3.5mmである)とに、それぞれ基づいている。図2及び図4に示されるように、薄くされた部分31は、横断方向を向く面と幅方向を向く面の全周に亘って、6〜7mmの球径を有する球状の熱可塑性エラストマー材料32によって包囲される。熱可塑性材料32は、凹溝181、182、183、184、185に配された熱可塑性エラストマー材料21と同じである。

可撓性連結部30と波形領域16との間のネック領域の第1の部分133は、歯磨きの間に受ける力の下で、可撓性連結部30及び波形領域16の可撓性と比較して硬く曲がらない状態を維持するように構成されている。これは、第1の部分133の横断方向厚さ「T」が、少なくとも3.5mm、該部分133が波形領域16と接する位置131で約5mm、連結部30に隣接する第1の部分133の端で4〜4.5mmであることによって達成される。第1の部分133は、少なくとも5mmの幅方向の幅を有し、位置131で約9mmの幅となり、連結部30に隣接する第1の部分133の端で約5.9mmの幅を有する。

プラスチック材料部分10の様々な位置では、開口や、40などの成形流路があり、それらの内部へと、及び、それらを通って、エラストマー材料21が、単一又は複数の注入位置から、歯ブラシ20のプラスチック材料部分10の他の部分に届くように流れることができる。

上記の実施例による歯ブラシは、ヘッドに負荷される複数の曲げ力の下で、歯ブラシの様々な位置における複数の応力が測定された。上記の実施例で説明された歯ブラシの構造及び寸法は、歯磨きの圧力に応じて許容可能な程度の変形を示すことが分かった。この歯ブラシは、S字に曲げられた波形領域において、ブラシのヘッド領域よりも大きな変形を示し、それによって、ヘッドとハンドルとの間の可撓性連結部30において生じ得る破断応力を低減する。使用中のS字に曲げられた波形領域における変形は、歯ブラシヘッド11に最も近い突出部164及び折部173において変形が集中したため、前述の従来技術の参照において開示されたS字に曲げられた領域における変形よりも大きかった。

11 ヘッド
12 把持ハンドル
13 ネック領域
15 剛毛
16 波形領域
20 歯ブラシ
21 熱可塑性エラストマー材料
30 可撓性連結部
133 第1の部分
134 第2の部分
161,162,163,164 突出部
181,182,183 凹溝
184,185 終端凹溝
A-A 長手方向
B-B 横断方向
T-T 横断方向
D 横断深さ
T 長手方向厚さ
L 横断方向へ延びる長さ
W 幅

Claims (15)

1. プラスチック材料から一体的に作られ、ヘッド−ハンドル長手方向に沿って配置されたヘッドと把持ハンドルを備え、前記把持ハンドルと前記ヘッドとの間にネック領域を備え、前記長手方向に対する横断方向に前記ヘッドから突出する剛毛を備えた歯ブラシであって、
   前記長手方向と前記横断方向との両方に直角に交わる幅方向を有し、
   前記長手方向における前記ネック領域と前記把持ハンドルとの間に波形領域を有し、
   前記波形領域は、前記横断方向に延びる突出部を備え、
   前記突出部は、該突出部の間に凹溝を形成する折部によって一体的に連結され、
   前記突出部の間の前記凹溝は、横断深さ方向を有して前記突出部の前記プラスチック材料に接合された熱可塑性エラストマー材料を収容し、
   前記長手方向で隣接する前記突出部の対の前記横断方向は、互いに対して0〜15°の角度に調整され、
   前記四つの突出部の各々は、長手方向厚さ(T)が1.2〜2.2mm、前記横断方向において反対にある前記折部の間の前記横断方向へ延びる長さ(L)が9〜13mm、前記幅方向の幅(W)が9〜14mmとされ、
   前記四つの突出部は、前記長手方向に隣接する前記突出部の対の前記長手方向の間に、それぞれ、横断深さ(D)が6〜11mm、前記凹溝の下側の深さの少なくとも60%に対する長手方向幅(b)が1〜2mmとされた三つの前記凹溝を画成し、
   前記凹溝の各々は、前記熱可塑性エラストマーを収容し、
   前記熱可塑性エラストマー材料は、60〜70のショアA硬度を有することを特徴とする歯ブラシ。
2. 四つの前記突出部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の歯ブラシ。
3. 前記熱可塑性エラストマー材料は、少なくとも一つの前記凹溝の前記横断深さ(D)の少なくとも60%及び前記幅の少なくとも60%を占めることを特徴とする、請求項1又は2に記載の歯ブラシ。
4. 前記波形領域の前記長手方向の各端部に終端凹溝を有し、該終端凹溝は、前記長手方向の一側に隣接する前記突出部と、前記長手方向の他側の前記把持ハンドル又は前記ヘッドの隣接する面とを境界として、該終端凹溝も前記熱可塑性エラストマー材料を収容することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
5. 前記ネック領域は前記横断方向において平らにされることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
6. 前記長手方向において前記波形領域と前記歯ブラシヘッドとの間に位置する可撓性連結部をさらに備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
7. 前記可撓性連結部は、前記ネック領域に位置することで、前記ネック領域を、該可撓性連結部の前記長手方向の各側に一つずつの前記長手方向に分けられた二つの部分に分割し、
   前記二つの部分は、前記把持ハンドルにより近い第1の部分と、前記ヘッドにより近い第2の部分となっていることを特徴とする、請求項6に記載の歯ブラシ。
8. 前記第1の部分と前記第2の部分との長手方向の相対比率が、8.5:1〜8.0:1の範囲にあることを特徴とする、請求項7に記載の歯ブラシ。
9. 前記可撓性連結部は、前記ネック領域と一体的な部分を備え、該部分は前記ネック領域の前記長手方向で直接隣接する部分に対して前記横断方向及び/又は前記幅方向に薄くされていることを特徴とする、請求項6から8のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
10. 前記横断方向及び/又は幅方向に薄くされた部分は、前記横断方向を向く面と前記幅方向を向く面の全周に亘って熱可塑性エラストマー材料によって包囲されることを特徴とする、請求項9に記載の歯ブラシ。
11. 前記薄くされた部分を包囲する前記熱可塑性エラストマーは球対称形状を有することを特徴とする、請求項10に記載の歯ブラシ。
12. 前記可撓性連結部の前記波形領域に最も近い端部は、前記ヘッドに最も近い前記波形領域の端部から30mm以内に配置されていることを特徴とする、請求項6から11のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
13. 前記可撓性連結部と前記波形領域との間の前記ネック領域の一部は、歯磨きの間に受ける力の下で、前記可撓性連結部及び前記波形領域可撓性と比較して硬く曲らない状態を維持するように構成されることを特徴とする、請求項6から12のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
14. 前記プラスチック材料は、少なくとも約500Mpaの弾性係数を有し、ポリアミド又はポリプロピレンであることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
15. 前記熱可塑性エラストマー材料はスチレン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
    

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