JP6529522B2 - 応力制御ブラシ - Google Patents

Description

本開示は、ブラシ、より具体的には、応力制御ブラシに関する。

良好な歯磨きの習慣は、人々が口内衛生を維持することを助け、歯が虫歯になることを回避することを助ける。口内衛生を保つために、人々は、虫歯になることを防止することを望んで毎日自分の歯を強い力で磨く。しかしながら、あるレポートによれば、研究者は、歯を余りにも激しく磨くと、歯と歯茎の表面が傷つけられ、虫歯や歯周病のリスクを増すことになると指摘している。

国際特許出願第０１／２１０３５号は、過剰な歯磨き力を自動的に解除することができる歯ブラシを開示している。上記ブラシのヘッドは、ハンドルに対して軸支され、且つ平らな弾性プレートの二つの互いに反対側の端は、夫々、ブラシヘッドとハンドルを接続し、それによって、ブラシヘッドとハンドルとの間の角度は、固定値である。磨き力が所定の力の値を越えると、弾性プレートが曲げられ且つ変形され、それによって、ブラシヘッドとハンドルとの間の角度は大きく変化する。その力が平らな弾性プレートを有する歯ブラシに連続的に印加されると、ブラシヘッドとハンドルとの間の角度はより大きく変化し、それによって、歯ブラシが通常の歯ブラシ機能を維持できず、従って、過剰な磨き力によって引き起こされる歯と歯茎に対する傷つけを回避できる。

米国特許第６，３２７，７３４号は、歯に印加された力が臨界値を越えたことをユーザに気付かせる歯ブラシのための感知システム及び信号送出システムを開示している。その歯ブラシは、ブラシヘッド部材と潰れることができ且つ回復できるドーム部材を含む。ブラシヘッド部材は、ブラシヘッド部材の背面から離れるように延在し且つドーム部材の表面に接触状態にある衝撃要素を含む。ブラシヘッド部材がユーザの歯に応力を印加すると、ブラシヘッド部材は、衝撃部材によって、歯ブラシに向かって移動され且つその応力をドーム部材へ転送する。過剰な力がユーザによって歯に抗して歯ブラシヘッドに印加されると、ドーム部材は潰されて、それによって、ブラシヘッドが歯ブラシに向かって移動されてユーザに気付かせる。過剰な力がなくされると、ドーム部材は、元の形状に回復し、元の位置に戻るようにブラシヘッド部材を押圧する。

台湾実用新案登録第Ｍ４９２６６６号は応力制御ブラシを開示しており、この応力制御ブラシは、磨き力が予め定められた力の値を越えていることをユーザに気付かせるために弾性プレートからのフィードバックを使用する。応力制御ブラシでは、弾性プレートは、ブラシヘッドとハンドルを接続する。磨き力が予め定められた力の値を越えると、弾性プレートは潰れた湾曲状態にあり、且つブラシヘッドとハンドルとの間の角度が大きく変化し、それによって、応力制御ブラシが通常の歯ブラシ機能を維持できず、従って、過剰な磨き力によって引き起こされる歯と歯茎に対する傷つけを回避できる。ブラシヘッドは制限部を有し、且つハンドルは制限部を有する。弾性プレートが潰れた湾曲状態にある時に、ブラシヘッドとハンドルの制限部同士が弾性プレートの屈曲を制限するように互いに当接する。

上記の歯ブラシは、歯磨き中に歯に印加される応力が歯と歯茎を傷つけるか否かをユーザに知らせることができるが、ユーザが上記の歯ブラシを使用する場合に、幾つかの課題が存在する。国際特許出願第０１／２１０３５号で開示された歯ブラシは、応力が予め決定された値を超過すると、ブラシヘッドとハンドルとの間の角度が大きく変化し且つ一時的に使用不能になり、場合によっては、使用不能になるように塑性変形を生じる、更に、歯ブラシの変形を生じるあらかじめ定められた力と、ユーザが歯を磨いている時に歯ブラシの変形を生じる実際の引き金作用は、いつも異なっているという課題を有する。ユーザが、歯同士間の残留物のような特に歯の汚れた部分を清掃することを望む場合、この歯ブラシは、より強い力ではユーザのブラシに対する要求を満足できない可能性がある。

米国特許第６，３２７，７３４号に開示された歯ブラシは、複雑な構造及び力伝達と組立のメカニズムを有する。歯ブラシが使用されている時に、複雑な構造とブラシの変形の引き金作用を引き起こす僅かな隙間はいつも異なっている可能性があり、且つ残留物と汚れは、清掃されにくく且つ乾燥状態を保ちにくいブラシヘッドの内側に容易に保たれる。環境が過剰に湿っぽく且つ残留物と汚れがブラシヘッドに保たれ、それによって、このブラシが容易に不衛生になる時に、バクテリアが顕著に成長し、その結果、感染症の可能性を増すことになる。

台湾実用特許第Ｍ４９２６６６号に開示された応力制御ブラシは、応力制御ブラシが使用されている時に僅かな湾曲状態と潰れた湾曲状態を有する弾性プレートを有する。僅かな湾曲状態の弾性プレートの弾性係数と潰れた湾曲状態の弾性プレートの弾性係数との間の差は小さく、且つ幾人かのユーザは、応力制御ブラシを使用している時に弾性プレートによって発生される力のフィードバックを感じることができない可能性がある。

本開示は、従来の歯ブラシによって生じ、臨界力よりも大きな力によって引き起こされる幾つかの課題を解決するための応力制御ブラシを提供する。これらの課題は、例えば、あらかじめ定められた臨界力からの実際の臨界力の逸脱が大き過ぎることであり、機能しなくなることさえある。

上記目的を達成するために、本開示の実施形態は、ハンドル、ブラシヘッド、及びフィードバックコンポーネントを含む応力制御ブラシを提供する。ブラシヘッドは、ハンドルに軸支され、且つブラシヘッドは、ある角度範囲でハンドルに対して旋回可能である。フィードバックコンポーネントは、ハンドルとブラシヘッドとの間に設けられる。フィードバックコンポーネントは、弾性的であり、且つ突出される状態と機能停止の沈下状態を有する。フィードバックコンポーネントは、ブラシヘッドがハンドルに対して旋回された時に、ブラシヘッドによって押圧されて、機能停止の沈下状態になり、且つフィードバックコンポーネントによってフィードバックが提供される。

本開示の技術的な効果は、本開示のブラシで歯を磨いている時に、歯と歯茎を傷つける力をユーザが印加すると、その力は、ブラシが大きく変形されてフィードバックをユーザに提供してユーザに歯と歯茎を傷つける力で歯を磨いていることを気付かせるように、フィードバックコンポーネントが機能停止の沈下状態にさせられ且つ大きく変形される。

以下では、本開示に対する制限ではない図面と特定の実施形態で本開示の詳細な記載がなされる。

本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。 本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの分解図である。 本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの概略図である。 本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの側面図である。 本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの力‐変位曲線の概略図である。 本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。 本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。 本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの概略図である。 本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの側面図である。 本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの力‐変位曲線の概略図である。 本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。 本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの分解図である。 本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。 本開示の第３の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。 本開示の第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。 本開示の第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。 本開示の第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。

以下では、本開示の構造と作動原理について具体的記述が図面と共に示される。

図１乃至図３Ｃを参照。図１は、本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。図２は、本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの分解図である。図３Ａは、本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの概略図である。図３Ｂは、本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの側面図である。図３Ｃは、本開示の第１の実施形態における第１のタイプのフィードバックコンポーネントの力‐変位曲線の概略図である。

本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシ１００は、ブラシヘッド１１０、フィードバックコンポーネント１２０、ハンドル１３０、及び旋回コンポーネント１４０を含む。ブラシヘッド１１０は、毛座１１１、複数の毛束１１２、第１の制限部１１３、第１の押圧部１１４、及び二つの第１の旋回部１１５を含む。毛座１１１は、互いに反対側の前面１１１１と背面１１１２と、前面１１１１と背面１１１２との間に位置する二つの側面１１１３を有する。複数の毛束１１２は、前面１１１１に設けられる。毛座１１１の背面１１１１は、ユーザが舌を清掃するための舌清掃部（図面に示されず）を更に有していてもよい。

第１の制限部１１３は、背面１１１２に位置され且つ毛座１１１から離れる方向に向かって延在する。第１の押圧部１１４は、例えば、ピラーであり、且つ第１の押圧部１１４は毛座１１１の前面に位置され、且つ毛座１１１から離れる方向に向かって延在する。

本開示の第１の実施形態では、第１の制限部１１３の延在方向と第１の押圧部１１４の延在方向は互いに対して平行であるが、本開示はそれに制限されない。本開示の他の実施形態では、第１の制限部の延在方向と第１の押圧部の延在方向は、ゼロではない角度を形成する。二つの第１の旋回部１１５は、夫々、二つの側面１１１３に位置され、二つの第１の旋回部１１５同士間に距離がある。第１の制限部１１３、第１の押圧部１１４、及び二つの第１の旋回部１１５は、共に収容空間１１６を形成する。

本開示の第１の実施形態では、毛座１１１、毛束１１２、第１の制限部１１３、第１の押圧部１１４、及び第１の旋回部１１５はポリマーでできており、且つ毛座１１１、第１の制限部１１３、第１の押圧部１１４、及び二つの第１の旋回部１１５は一体的に形成されるが、本開示はそれに制限されない。本開示の他の実施形態では、毛座、第１の制限部、第１の押圧部、及び二つの第１の旋回部は、組立てによって形成されてもよく又は一体物であってもよい。

図３Ａ乃至図３Ｃを参照すると、フィードバックコンポーネント１２０は、例えば、突起１２１、側部１２２、及び三つの支持部１２３を含む弾性プレートである。突起１２１は、第１の突起部１２１１と第２の突起部１２１２を含む。第２の突起部１２１２は、第１の突起部１２１１の表面から突出し、第１の突起部１２１１と第２の突起部１２１２は、同じ突出方向を有する。側部１２２は、第１の突起部１２１１の縁を囲み、それによって、フィードバックコンポーネント１２０がディスク構造を有し、従って、フィードバックコンポーネント１２０は剛性体構造と類似する高い弾性係数を有し、それによって、第１の突起部１２１１が沈下変形を発生すると、突然の撓み移動のような重要なフィードバックを提供できる。三つの支持部１２３は側部１２２に位置され、且つ三つの支持部１２３は、第１の突起部１２１１と第２の突起部１２１２の突出方向とは反対の突出方向を有する。本開示の第１の実施形態では、側部１２２は第１の突起部１２１１を囲むが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、第１の突起部の縁の一部は、側部に囲まれなくてもよい。本開示の第１の実施形態では、支持部１２３の数は三つであるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、支持部の数は、三つ未満でもよいし三つを越えてもよい。

第１の突起部１２１１は弾性的であり、且つ突出状態と沈下状態を有し、それによって、フィードバックコンポーネント１２０が突出状態と機能停止の沈下状態を有する。フィードバックコンポーネント１２０が突出状態にある時に、支持部１２３が位置される平面Ａに向かって第２の突起部１２１２が移動する垂直距離は、Ｄである。第１の突起部１２１１（第２の突起部１２１２に近い側）に印加される力が臨界弾性力よりも小さく、且つ第１の突起部１２１１の変形が依然として弾性制限内にある場合、第１の突起部１２１１は突出状態から沈下状態に弾性的に変形され、それによって、移動距離Ｄが増加される。第１の突起部１２１１に印加される力が除去されると、第１の突起部１２１１の弾性力は、第１の突起部１２１１を沈下状態から突出状態に戻すように第１の突起部１２１１を転換する。その結果、臨界弾性力よりも大きな力が第２の突起部１２１２に印加されると、第１の突起部１２１１から突出する第２の突起部１２１２は、第１の突起部１２１１を突出状態から沈下状態に転換し、それによって、突出状態のフィードバックコンポーネント１２０が機能停止の沈下状態に転換され、且つ移動距離Ｄが大きく増加される。

ハンドル１３０は、グリップ１３１、第２の制限部１３２、第３の制限部１３３、第２の押圧部１３４、及び第２の旋回部１３５を含む。グリップ１３１は、互いに対して反対側の前面１３１１と背面１３１２、及び互いに対して反対側で且つ前面１３１１と背面１３１２との間に位置されるグリップ１３１の二つの側面１３１３を有する。第２の制限部１３２は、グリップ１３１の背面１３１２に位置される。第３の制限部１３３は、グリップ１３１の前面１３１１に位置される。第２の旋回部１３５は、グリップ１３１と第２の押圧部１３４を接続する。本開示の第１の実施形態では、第２の押圧部１３４はピラーであるが、本開示はこれに限定されない。グリップ１３１の前面１３１１に近接する第２の押圧部１３４は、凹部１３４１を有する。凹部１３４１は、底面１３４１１を有する。本開示の第１の実施形態では、グリップ１３１、第２の制限部１３２、第３の制限部１３３、第２の押圧部１３４、及び第２の旋回部１３５はポリマーでできており、且つグリップ１３１、第２の制限部１３２、第３の制限部１３３、第２の押圧部１３４、及び第２の旋回部１３５は一体的に形成されるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、グリップ、第２の制限部、第３の制限部、第２の押圧部、及び第２の旋回部は、組立てによって形成されてもよく又は一体物であってもよい。

ハンドル１３０の第２の押圧部１３４と第２の旋回部１３５は、ブラシヘッド１１０の収容空間１１６内に位置される。グリップ１３１の前面１３１１と前面１１１１は、同じ方向を向く。ハンドル１３０の第２の旋回部１３５は、旋回コンポーネント１４０を介してブラシヘッド１１０の二つの第１の旋回部１１５に対して軸支され、それによって、ブラシヘッド１１０がハンドル１３０に対して旋回されることができる。その結果、収容空間１１６内に位置する第２の押圧部１３４は、相対的に、第１の押圧部１１４に近づく又はそれから離れることができる。フィードバックコンポーネント１２０は、凹部１３４１内に位置される。フィードバックコンポーネント１２０の支持部１２３は凹部１３４１の底面１３４１１と接触しており、それによって、第１の突起部１２１１が底面１３４１１からの距離を保つ。フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１と第２の突起部１２１２は、底面１３４１１から離れる方向に突出し、第２の突起部１２１２は、収容空間１１６に面する第１の押圧部１１４の側部と接触している。

ブラシヘッド１１０がハンドル１３０に対して旋回し、それによって、第１の押圧部１１４と第２の押圧部１３４との間の距離が変化すると、第１の押圧部１１４は、第２の突起部１２１２を押圧し且つ第１の突起部１２１１に沈下変形を更に発生させる。臨界力を超える力が第１の突起部１２１１に印加されると、第１の突起部１２１１は沈下変形を発生し、それによって、フィードバックコンポーネント１２０が機能停止の沈下状態になる。第１の突起部１２１１から突出する第２の突起部１２１２の設計によって、第１の押圧部１１４は、力を第２の突起部に連続的に印加し、そのことは、押圧されている第１の突起部１２１１の位置が一定であり、それによって、いつもフィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の沈下変形を引き起こす臨界弾性力が一定値に近く、従って、応力制御ブラシ１００の応力制御効果が向上する。

第１の制限部１１３は、毛座１１１からハンドル１３０の第２の制限部１３２に向かって延在している。第１の押圧部１１４は、毛座１１１からハンドル１３０の第３の制限部１３３に向かって延在している。本開示の第１の実施形態では、第１の制限部１１３と第１の押圧部１１４はピラーであり、夫々、ブラシヘッド１１０から第２の制限部１３２と第３の制限部１３３に向かって延在している。第２の制限部１３２と第３の制限部１３３はハンドル１３０の表面であるが、本開示はそれに限定されない。本開示の他の実施形態では、第２の制限部と第３の制限部は、ハンドルの表面から突出する停止ブロックである。

図４Ａと図４Ｂを参照。図４Ａと図４Ｂは、本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。図４Ａに示されるように、応力制御ブラシ１００が非使用状態にある時に、ブラシヘッド１１０は外力を受けず、フィードバックコンポーネント１２０は突出状態にある。突起１２１の第１の突起部１２１１は突出状態にあり、それによって、第２の突起部１２１２が第１の押圧部１１４と接触状態にある。この時、第１の制限部１１３は第２の制限部１３２からの距離を保ち、且つ第１の押圧部１１４と第３の制限部１３３は互いに対して押圧される。図４Ｂに示されるように、ユーザが歯を磨いている時に、歯は、毛座１１１上の複数の毛束の中心位置に対して反力（第１の力Ｆ１）を印加し、それによって、第１の力Ｆ１が支点として旋回コンポーネント１４０を利用してハンドル１３０に対する印加力トルクを発生することが想定される。フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の弾性力は、第２の突起部１２１２を介して第１の押圧部１１４に印加され、それによって、弾性力が支点として旋回コンポーネント１４０を用いてハンドル１３０に対する抵抗トルクを発生する。ユーザが歯を磨くために臨界力以下の磨き力を使用する時に、歯と歯茎は、過剰な磨き力によって傷つけられない。臨界力に等しい磨き力が使用される時、磨き力と等価のトルクを達成するフィードバックコンポーネント１２０の弾性力は、臨界弾性力である。

第１の力Ｆ１が臨界力以下である時に、フィードバックコンポーネント１２０に印加される力は、臨界弾性力以下である。フィードバックコンポーネント１２０が剛性体と同様の高い弾性係数を有するので、第１の突起部１２１１は、臨界弾性力以下の力を支える時に無視できる変形を発生する。この時、フィードバックコンポーネント１２０は、僅かに沈下状態になり、ブラシヘッド１１０はハンドル１３０に対して僅かに旋回し、且つ支持部１２３が位置される平面Ａ（底面１３４１１）に向かう第２の突起部１２１２の移動距離Ｄは、僅かに増加されるに過ぎない。フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の弾性力によって発生される抵抗トルクは、第１の力Ｆ１によって発生される印加力トルクに等しい。

第１の力Ｆ１が臨界力よりも大きい時に、フィードバックコンポーネント１２０に印加される力は臨界弾性力よりも大きく、それによって、フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の構造が潰れて大きな沈下弾性変形を発生する。この時に、フィードバックコンポーネント１２０は機能停止の沈下状態にあり、且つブラシヘッド１１０はハンドル１３０に対して大きく旋回され、支持部１２３が位置される平面Ａ（底面１３４１１）に向かう第２の突起部１２１２の移動距離Ｄは、大きく増加する。フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の弾性力によって発生される抵抗トルクは、第１の力Ｆ１によって発生される印加力トルクよりも小さい。応力制御ブラシ１００の大きな曲がりと変形によって、歯と歯茎を傷つける磨き力で歯を磨くことを停止することをユーザに気付かせるように、ユーザにフィードバックを発生させる。応力制御ブラシ１００によって提供されるユーザへのフィードバックは、力のフィードバック、音のフィードバック、変形のフィードバック、又はそれらの組合せである。例えば、フィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１の変形中に、力のフィードバックの突然の変化によって、ユーザは突然の撓み変形を感じさせられ、第１の突起部１２１１の変形は、気付かせるものとしてノイズ、第１の突起部１２１１の変形中等に曲げられた応力制御ブラシ１００を連続的に使用することの不便さを発生する。

ユーザが舌を清浄にする為に応力制御ブラシ１００の舌清浄部（図面には示さず）を使用する時、ブラシヘッド１１０は、第１の力Ｆ１とは反対の方向で第２の力を支え、且つフィードバックコンポーネント１２０は突出状態にあり、突起１２１の第１の突起部１２１１は突出状態にあり、それによって、第２の突起部１２１２が第１の押圧部１１４と接触状態にある。この時、第１の制限部１１３は第２の制限部１３２からの距離を保ち、且つ第１の押圧部１１４と第３の制限部１３３は互いに対して押圧される。

ハンドル１３０に対するブラシヘッド１１０の大きな旋回で、ブラシヘッド１１０の延長線とハンドル１３０の延長線の間の角度はαに達し、第２の制限部１３２に向かう延長方向を有する第１の制限部１１３は、ハンドル１３０に対してブラシヘッド１１０の旋回を停止するように、第２の制限部１３２を押圧し、且つ支持部１２３が位置される平面Ａ（底面１３４１１）に向かう第２の突起部１２１２の移動距離Ｄは、回復不能な塑性変形を発生する過剰な沈下変形からフィードバックコンポーネント１２０の第１の突起部１２１１を防止するように、これ以上増加されることができない。

加えて、第１の制限部１１３と第２の制限部１３２が互いに対して押圧される時に、ユーザは、応力制御ブラシ１００が過剰に変形され且つ使用不能になる状態を生じることなく歯同士間の残留物のような特に歯の汚れた部分を清掃するために、ブラシヘッド１１０でより大きな力を印加できる。

加えて、フィードバックコンポーネント１２０の臨界弾性力は、面積、厚み、突起の湾曲、及び材料の差によって調節されることができる。本開示の第１の実施形態では、フィードバックコンポーネント１２０は鉄製であり、且つ突起１２１は円形状を有するが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、突起は、楕円形、ボール形、又は矩形であってもよく、且つフィードバックコンポーネントは、高い弾性係数を有するポリマーと金属よりなる群から選択された材料で作られることができる。

本開示の第１の実施形態では、フィードバックコンポーネント１２０は第１のタイプのフィードバックコンポーネントであるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、フィードバックコンポーネントは、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´であることができる。図５Ａ乃至図５Ｃを参照。図５Ａは、本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの概略図である。図５Ｂは、本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの側面図である。図５Ｃは、本開示の第１の実施形態における第２のタイプのフィードバックコンポーネントの力‐変位曲線の概略図である。第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´は、第１のタイプのフィードバックコンポーネント１２０に類似しており、第１のタイプのフィードバックコンポーネント１２０と第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´との違いは、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´が三つの支持部１２４´を更に含むことである。三つの支持部１２４´の各々は、互いに対して反対側の第１の端１２４１´と第２の端１２４２´を有する。支持部１２４´の第１の端１２４１´の各々は、側部１２２´に接続される。支持部１２４´の第２の端１２４２´の各々は、第１の突起部１２１１´、第２の突起部１２１２´、及び側部１２２´から離れる方向に向かって延在される。第２の端１２４２´の延在方向は、第１の突起部１２１１´と第２の突起部１２１２´の突出方向の反対側である。支持部１２４´の各々は、弾性的であり、それによって、支持部１２４´の第２の端１２４２´が側部１２２´に近づく又はそれから離れるように移動されることができる。本開示の幾つかの実施形態では、支持部１２４´の数は、３つであるが、本開示は、これに限定されない。本開示の他の実施形態では、支持部の数は、一つ、二つ、又は三つを越えてもよい。本開示の幾つかの実施形態では、第２の端１２４２´の延在方向は、第１の突起部１２１１´と第２の突起部１２１２´の突出方向に対して反対側であるが、本開示は、これに限定されない。本開示の他の実施形態では、第２の端１２４２´の延在方向と、第１の突起部１２１１´と第２の突起部１２１２´の突出方向との間は鈍角である。

第１の突起部１２１１´の構造の影響によって、第１の突起部１２１１´の弾性係数は、支持部１２４´の各々の弾性係数及び全ての支持部１２４´の合計弾性係数よりも大きい。その結果、支持部１２４´の各々に印加されて弾性変形を発生する力は、第１の突起部１２１１´に印加されて弾性変形を発生する力よりも小さい。応力制御ブラシ１００が使用されている時に、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´の第２の突起部１２１２´はその力で押圧され、変形を支持部１２４´の各々から開始し、支持部１２４´が位置される平面Ｂに向かう第２の突起部１２１２´の移動距離Ｄが増加する。支持部１２３´が平面Ｂに達すると、次は、第１の突起部１２１１´が変形を開始し、それによって、移動距離Ｄが連続的に増加する。

応力制御ブラシがブラシヘッド１１０とハンドル１３０によって組み立てられると、ブラシヘッド１１０の第１の押圧部１１４とハンドル１３０の凹部１３４１の底面１３４１１との間の距離は、許容範囲を有する。ブラシヘッド１１０の第１の押圧部１１４とハンドル１３０の凹部１３４１の底面１３４１１との間の距離の許容範囲の合計が、第２の突起部１２１２と支持部１２３が位置される平面Ａとの間の垂直距離よりも大きい時に、第１のタイプのフィードバックコンポーネント１２０は、凹部１３４１内に移動して異音を発生できる。

対照的に、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´において、支持部１２４´は弾性的であり、側部１２２´に向かって又はそれから離れるように移動され、それによって、支持部１２４´が第１の押圧部１１４と凹部１３４１の底面１３４１１との間の距離の許容範囲を満たすことができ、従って、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´の第２の突起部１２１２´と支持部１２４´は、夫々、凹部１３４１の底面１３４１１と第１の押圧部１１４との接触状態を保つ。その結果、第２のタイプのフィードバックコンポーネント１２０´は凹部１３４１内に移動できず、異音が防止される。

加えて、本開示の第１の実施形態では、フィードバックコンポーネント１２０は第２の押圧部１３４の凹部１３４１内に位置されるが、本開示はこれに限定されない。本開示の一実施形態では、フィードバックコンポーネントは、互いに向かい合う第１の押圧部の表面と第２の押圧部の表面との間でクランプされる。

図６乃至図８を参照。図６は、本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。図７は、本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの分解図である。図８は、本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシは、本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシに類似しており、且つ第２の実施形態における応力制御ブラシと第１の実施形態における応力制御ブラシとの違いはここで説明され、且つそれらの同じ構造はここでは繰り返さない。

本開示の第２の実施形態における応力制御ブラシ２００は、ブラシヘッド２１０、フィードバックコンポーネント２２０、ハンドル２３０及び旋回コンポーネント２４０を含む。ブラシヘッド２１０は、毛座２１１、複数の毛束２１２、二つの第１の制限部２１３、第１の押圧部２１４、及び二つの第１の旋回部２１５を含む。毛座２１１は、互いに対して反対側の前面２１１１と背面２１１２とし、互いに対して反対側にあり且つ前面２１１１と背面２１１２との間に位置される二つの側面２１１３を有する。複数の毛束２１２は、前面２１１１に位置される。二つの第１の制限部２１３は、夫々、二つの側面２１１３に近接する背面２１１２の二つの端に位置され、且つ二つの第１の制限部２１３は互いの間の距離を維持する。第１の押圧部２１４は、前面２１１１に位置される。背面２１１２と同じ方向に向く第１の押圧部２１４の側部は、凹部２１４１を有する。凹部２１４１は、底面２１４１１を有する。二つの第１の旋回部２１５は二つの側面２１１３に夫々位置され、且つ二つの第１の旋回部２１５は互いとの距離を維持している。二つの第１の制限部２１３、第１の押圧部２１４、及び二つの第１の旋回部２１５は、共に収容空間２１６を形成する。本開示の第２の実施形態では、毛座２１１、毛束２１２、第１の制限部２１３、第１の押圧部２１４、及び第１の旋回部２１５はポリマーでできており、且つ毛座２１１、二つの第１の制限部２１３、第１の押圧部２１４、及び二つの第１の旋回部２１５は、一体的に形成されるが、本開示はこれに制限されない。本開示の他の実施形態では、毛座、二つの第１の制限部、第１の押圧部、及び二つの第１の旋回部は、組立てによって形成されてもよく又は一体物であってもよい。

ハンドル２３０は、グリップ２３１、二つの第２の制限部２３２、第３の制限部２３３、第２の押圧部２３４、及び第２の旋回部２３５を含む。グリップ２３１は、互いに対して反対側の前面２３１１と背面２３１２と、互いに対して反対側にあり且つ前面２３１１と背面２３１２との間に位置される二つの側面２３１３とを有する。二つの第２の制限部２３２は、グリップ２３１の二つの側面２３１３に近接するグリップ２３１の背面２３１２の二つの端に夫々位置される。第３の制限部２３３は、グリップ２３１の前面２３１１に位置される。第２の旋回部２３５は、グリップ２３１と第２の押圧部２３４を接続する。第２の押圧部２３４は、グリップ２３１から離れる方向に向かって延在する。本開示の第２の実施形態では、グリップ２３１、第２の制限部２３２、第３の制限部２３３、第２の押圧部２３４、及び第２の旋回部２３５はポリマーでできており、且つグリップ２３１、第２の制限部２３２、第３の制限部２３３、第２の押圧部２３４、及び第２の旋回部２３５は一体的に形成されるが、本開示はこれに限定されない。本開示の幾つかの実施形態では、グリップ、第２の制限部、第３の制限部、第２の押圧部、及び第２の旋回部は、組立てによって形成されてもよく又は一体物であってもよい。

フィードバックコンポーネント２２０は、第１の押圧部２１４の凹部２１４１内に位置される。フィードバックコンポーネント２２０の側部２２２に位置される支持部２２３は、凹部２１４１の底面２１４１１と接触している。フィードバックコンポーネント２２０の第１の突起部２２１１と第２の突起部２２１２は、底面２１４１１から離れる方向に向かって突出し、第１の押圧部２１４に向く第２の押圧部２３４の側部と接触している。

本開示の第２の実施形態では、二つの第１の制限部２１３と第１の押圧部２１４は、ブラシヘッド２１０から第２の制限部２３２と第３の制限部２３３に向かって夫々延在する二つのピラーである。二つの第２の制限部２３２と第３の制限部２３３はハンドル２３０の表面であるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、第２の制限部と第３の制限部は、ハンドルの表面から突出する停止ブロックである。

図９を参照。図９は、本開示の第３の実施形態における応力制御ブラシの断面図である。本開示の第３の実施形態における応力制御ブラシは、本開示の第１の実施形態における応力制御ブラシに類似するが、第３の実施形態における応力制御ブラシと第１の実施形態における応力制御ブラシの違いは、ブラシヘッドの押圧部と制限部の位置及びハンドルの押圧部と制限部が夫々交換可能である位置であり、それらの同じ構造はここでは繰り返さない。

本開示の第３の実施形態における応力制御ブラシ３００は、ブラシヘッド３１０と、フィードバックコンポーネント３２０、ハンドル３３０、及び旋回コンポーネント３４０を含む。ブラシヘッド３１０は、毛座３１１、複数の毛束３１２、第１の制限部３１３、第２の制限部３１４、第１の押圧部３１５、及び第１の旋回部３１６を含む。ハンドル３３０は、グリップ３３１、第３の制限部３３２、第２の押圧部３３３、及び二つの第２の旋回部３３４を含む。第３の制限部３３２、第２の押圧部３３３、及び二つの第２の旋回部３３４は、共に収容空間３３５を形成する。

ブラシヘッド３１０の第１の押圧部３１５と第１の旋回部３１６は、ハンドル３３０の収容空間３３５内に位置される。ブラシヘッド３１０の第１の旋回部３１６は、旋回コンポーネント３４０を介してハンドル３３０の二つの第２の旋回部３３４同士間で軸支され、それによって、ブラシヘッド３１０がハンドル３３０に対して旋回可能である。その結果、収容空間３３５内に位置される第１の押圧部３１５は、第１の押圧部３１５と第２の押圧部３３３との間に位置されるフィードバックコンポーネント３２０に力を印加するように第２の押圧部３３３に近づく又はそれから離れるように移動できる。ブラシヘッド３１０が第１の臨界力よりも大きな第１の力Ｆ１を支える時に、フィードバックコンポーネント３２０は、臨界弾性力よりも大きな力を支え、且つ機能停止の沈下状態になり、第１の制限部３１３と第３の制限部３３２は、ブラシヘッド３１０がハンドル３３０に対して旋回された時に、互いに対して押圧できる。

本開示の第３の実施形態では、第３の制限部３３２と第２の押圧部３３３は、ハンドル３３０から第１の制限部３１３と第２の制限部３１４に向かって夫々延在するピラーである。第１の制限部３１３と第２の制限部３１４はブラシヘッド３１０の表面であるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、第１の制限部と第２の制限部は、ハンドルの表面から突出する停止ブロックである。

図１０Ａ乃至図１０Ｃ及び表１を参照。図１０Ａ乃至図１０Ｃは、本開示の第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシの概略図である。表１は、本開示の幾つかの実施形態における応力制御ブラシの毛束の数、ブラシヘッドの長さ、フィードバックコンポーネントの臨界弾性力、及び他のパラメータに関するデータである。表１に示す実験データは、二本の歯が２４束の毛束と接触している状態が想定され、且つ歯に印加される全圧力が１５０ｇであり、固定サイズを有するフィードバックコンポーネントを曲げたときの計算結果である。第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシは、第１の実施形態における応力制御ブラシに類似するので、第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシと第１の実施形態における応力制御ブラシとの違いをここで説明するが、その同じ構造はここでは繰り返さない。

本開示の第４の実施形態から第６の実施形態における応力制御ブラシ４００、応力制御ブラシ５００、及び応力制御ブラシ６００において、毛束の数は、夫々、ブラシヘッド４１０の毛座４１１、ブラシヘッド５１０の毛座５１１、及びブラシヘッド６１０の毛座６１１上に毛束を設けるための中心領域に１２束、２０束、及び２４束であるが、本開示は、これに限定されない。本開示の他の実施形態では、中心領域の毛束の数は、１２束、２０束、及び２４束以外の任意の数でよい。単一の毛束によって歯に印加される力は一定である。歯磨き中に歯に接触している毛束の数は増加するので、ブラシヘッド４１０、ブラシヘッド５１０、及びブラシヘッド６１０に印加される反力は増加する。一般的に、二つの歯は、同時に毛束と接触している。永久歯、乳歯、及び大人と子供の口腔のサイズは異なっているので、各ユーザの口腔及び歯のサイズに従って適切な応力制御ブラシを選択できるようにするために、フィードバックコンポーネントのサイズと材料は、異なる臨界弾性力を得て、且つユーザが自分の歯を適切な応力制御ブラシで磨く時に異なるユーザの歯と歯茎に過剰な歯磨き力が生じないようにするように、異なるサイズを有するブラシヘッド上の毛束の数に従って調節されるように設計される。

第４の実施形態から第６の実施形態の応力制御ブラシ４００、応力制御ブラシ５００、及び応力制御ブラシ６００では、ブラシヘッド４１０、ブラシヘッド５１０、及びブラシヘッド６１０の毛束領域の中心から旋回コンポーネント４４０、旋回コンポーネント５４０、及び旋回コンポーネント６４０までの距離は、夫々、Ｌ１、Ｌ１、及びＬ２である。本開示の第４の実施形態から第６の実施形態において、Ｌ１は０．０６メートル、Ｌ２は０．０６５メートルであるが、本開示はこれに限定されない。本開示の他の実施形態では、毛束領域の中心から旋回コンポーネントまでの間の長さは０．０６メートルよりも短くてよく、また０．０６５メートルよりも長くてもよい。フィードバックコンポーネントのサイズと材料は、異なる臨界弾性力を得て且つユーザが自分の歯を異なるブラシヘッド長を有する応力制御ブラシで磨く時に、異なるユーザの歯と歯茎に過剰な歯磨き力が生じないようにするように、異なるブラシヘッド長に従って調節されるように設計される。例えば、ユーザが二つの歯と接触している毛束の数が２４束であり且つ毛束領域の中心から旋回コンポーネントまでの長さが０．０５６メートルである応力制御ブラシを使用する時に、１．２１８７５ｋｇである臨界弾性力を有する応力制御ブラシにおけるフィードバックコンポーネントは、歯と歯茎が歯磨き中に過剰な力を支えることを回避するように選択される。

本開示の応力制御ブラシによれば、ユーザが適切な力で歯を磨くときに、フィードバックコンポーネントのディスク構造は、フィードバックコンポーネントの弾性係数を、剛性体と類似にし、且つフィードバックコンポーネントの変形をかなり小さくする。ユーザが歯を磨くために歯と歯茎に傷をつける可能性がある力を使用すると、フォードバックコンポーネントは潰され、突起部が弾性的に沈下された変形を発生し、それによって、応力制御ブラシが曲がりとして大きな変形も発生させる。応力制御ブラシの大きな変形によって、歯と歯茎を傷つける磨き力でユーザが歯を磨いていることを気付かせ、且つそれを停止するようにユーザに対してフィードバックされる。例えば、現在の磨き力が歯と歯茎を傷つける可能性があることをユーザに知らせることができる応力制御ブラシをユーザが使用している時に、ユーザは、突然の撓み変形を感じるか、又は雑音を聞く。

加えて、本開示の応力制御ブラシにおけるフィードバックコンポーネントは突起構造を有し、それによって、フィードバックコンポーネントの弾性係数は、従来の湾曲したフィードバックコンポーネントの弾性係数よりも非常に高い。その結果、ユーザが臨界力よりも小さい磨き力で歯を磨く時に、本開示の応力制御ブラシの変形は、湾曲したフィードバックコンポーネントを有するブラシの変形よりもかなり小さい。ユーザが臨界力よりも大きな磨き力で歯を磨くと、本開示の応力制御ブラシによって発生されるフィードバックとしての突然の撓み変形の感じが湾曲するフィードバックコンポーネントを有するブラシによって発生される不快感よりもかなり高くなり、それによって、本開示の応力制御ブラシのフィードバック効果が大きく向上する。

加えて、本開示における応力制御ブラシのブラシヘッドが、第１の臨界力よりも大きな磨き力を支える時に、ブラシヘッドは、ハンドルに対して旋回され、それによって、第１の制限部と第２の制限部は、互いに押圧されて、ブラシヘッドがハンドルに対して旋回すること、及び回復不能な塑性変形を発生し且つブラシの応力制御機能を壊すフィードバックコンポーネントの突起の過剰な沈下変形を停止する。

加えて、本開示の応力制御ブラシが使用されている時に、力がブラシヘッドと接触しているフィードバックコンポーネントの突起にブラシヘッドを介して直接伝達される機構は、多くの移動可能コンポーネントを通過することによる伝達中に力の損失を回避でき、それによって、いつも変形を引き起こす力の値は、応力制御の取り組みを向上するために一定であることができる。

加えて、本開示の応力制御ブラシにおいて、第１の制限部と第２の制限部が互いに対して押圧される時に、ユーザは、応力制御ブラシが過剰に変形され且つ使用不能になる状況を生じることなく、歯同士間の残留物のような特に歯の汚れた部分を清掃するためにブラシヘッドにより大きな力を印加できる。

加えて、本開示では、第１の制限部はブラシヘッドの外側に位置し、且つ第２の制限部はハンドルの外側に位置し、且つ旋回構造は歯磨き中に口腔の外側に位置し、従って、口腔内の残留物と汚れは旋回構造の中に入ることが難しく、且つ汚れが留まり易いギャップが僅かな量であり、且つブラシが清掃され且つ乾燥状態を保ち易く、且つ湿った環境でバクテリアを繁殖させ且つ感染症の可能性が増すことに関する衛生上の問題を発生させる残留物と汚れを回避する。

Claims (10)

1. 応力制御ブラシであって、
   ハンドルと、
   前記ハンドルに軸支され、且つ前記ハンドルに対してある角度範囲で旋回可能であるブラシヘッドと、
   前記ハンドルと前記ブラシヘッドとの間に設けられ、弾性的であり、且つ突出状態と機能停止の沈下状態を有するフィードバックコンポーネントを備え、
   前記フィードバックコンポーネントは、前記ブラシヘッドによって押圧され、前記ブラシヘッドが前記ハンドルに対して旋回される時に前記機能停止の沈下状態になり、且つ前記フィードバックコンポーネントによってフィードバックが提供され、前記フィードバックコンポーネントは、ディスク構造を有し、
   前記ブラシヘッドは、毛座と、前記毛座に接続された第１の押圧部と、を備え、
   前記ハンドルは、グリップと、前記ハンドルから突出する第２の押圧部と、を備え、
   前記第１の押圧部又は前記第２の押圧部は凹部を有し、前記フィードバックコンポーネントは前記凹部に位置する、応力制御ブラシ。
2. 前記ブラシヘッドは、少なくとも一つの第１の制限部を更に備え、
   前記少なくとも一つの第１の制限部は、前記毛座に接続され、
   前記ハンドルは、少なくとも一つの第２の制限部を更に備え、
   前記少なくとも一つの第２の制限部は、前記グリップに接続され、
   前記フィードバックコンポーネントが前記機能停止の沈下状態にある時に、前記少なくとも一つの第１の制限部及び前記少なくとも一つの第２の制限部は、前記ブラシヘッドの前記角度範囲を制限するために、互いに対して当接される請求項１に記載の応力制御ブラシ。
3. 前記第１の押圧部及び前記少なくとも一つの第１の制限部は、前記毛座の側部から突出し、
   前記第１の押圧部及び前記少なくとも一つの第１の制限部は、共に収容空間を形成し、
   前記収容空間内に位置される前記第２の押圧部を更に備える請求項２に記載の応力制御ブラシ。
4. 前記第２の押圧部は、前記第１の押圧部と前記少なくとも一つの制限部との間に位置され、且つ前記フィードバックコンポーネントは、前記第１の押圧部と前記第２の押圧部との間にクランプされ、
   前記ブラシヘッドが前記ハンドルに対して旋回される時に、前記第１の押圧部及び前記第２の押圧部は、前記フィードバックコンポーネントを押圧する請求項３に記載の応力制御ブラシ。
5. 前記少なくとも一つの第１の制限部の数は二つであり、前記二つの第１の制限部は前記第１の押圧部の側部に位置され、前記第２の押圧部は前記二つの第１の制限部同士間に位置され、且つ前記フィードバックコンポーネントは前記第１の押圧部と前記第２の押圧部との間にクランプされる請求項３に記載の応力制御ブラシ。
6. 前記ブラシヘッドは、複数の毛束を更に備え、
   前記毛座は、互いに対して反対側である前面と背面を有し、
   前記複数の毛束は、前記前面上に位置され、且つ前記フィードバックコンポーネントは、臨界力よりも大きな第１の力が前記前面に向かう方向に沿って前記ブラシヘッドに印加される時に、前記機能停止の沈下状態になる請求項３に記載の応力制御ブラシ。
7. 前記ハンドルは、前記グリップに接続された第３の制限部を更に備え、
   第２の力が前記背面に向かう方向に沿って前記ブラシヘッドに印加される時に、前記第１の押圧部及び前記第３の制限部は、前記ブラシヘッドの前記角度範囲を制限するために、互いに対して当接される請求項６に記載の応力制御ブラシ。
8. 前記フィードバックコンポーネントは突起を更に備え、
   前記突起は第１の突起部及び第２の突起部を備え、且つ前記第２の突起部は前記第１の突起部から突出する請求項１に記載の応力制御ブラシ。
9. 前記フィードバックコンポーネントは、突起及び前記突起に接続された少なくとも一つの支持部を更に備え、
   前記少なくとも一つの支持部は、前記突起から離れるように延在し、且つ前記少なくとも一つの支持部の延在方向は前記突起の突出方向とは反対側である請求項１に記載の応力制御ブラシ。
10. 前記フィードバックは、力のフィードバック、音のフィードバック、変形のフィードバック又はそれらの組み合わせである請求項１に記載の応力制御ブラシ。
    

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