JP6544003B2 - 歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、複数本の剛毛を基台部に一体成形してなるブラシ部材を有する歯ブラシに好適なブラシ具に関する。

歯ブラシとして、植毛台に形成した複数個の植設孔に、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、平線を用いて植設してなる平線歯ブラシ（例えば、特許文献１参照。）や、ハンドル部材を成形する金型に複数本のフィラメントを束ねてなる毛束をセットし、該毛束の成形空間側の端部を加熱融着させて焼玉を形成し、この状態で焼玉がインサート成形されるようにハンドル部材を射出成形して、ハンドル部材に毛束を植設してなる無平線歯ブラシ（例えば、特許文献２参照。）が広く実用化されている。

一方、平線歯ブラシや無平線歯ブラシよりも安価に製作可能な歯ブラシとして、ハンドル部材（柄）を射出成形により製作し、このハンドル部材の植毛台に対して、複数本の剛毛と、該剛毛を支持する基台部とからなるブラシ部材をインサート成形して製作した歯ブラシが提案され、実用化されている。

例えば、特許文献３、４には、植毛台と共に一体的に形成される剛毛を持つ植毛台と、第一端部と第二端部を持ち、第一端部が植毛台に接続している首部と、前端部と後端部を持ち、前端部が首部の第二端部に接続しているハンドル部とを備え、植毛台と首部とハンドル部とが同じプラスチック材料で作られている、一体成形歯ブラシが提案されている。

また、特許文献５には、ベース板と、該ベース板に立設配置した複数本の剛毛とを有するブラシ部材を製作し、このブラシ部材をハンドル部材の射出成形用の金型にセットして、ハンドル部材の植毛台にブラシ部材をインサート成形してなる歯ブラシが記載されている。

また、フィラメントの先端部をテーパー形状に構成した歯ブラシとして、フィラメントのテーパー先端部から１ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，８ｍｍの各部位における刷毛径が基部の刷毛径に対し、２５〜３５％，５５〜７０％，８０〜９０％，９０〜１００％で、それぞれ特定されるテーパー形状のフィラメントを植毛して植毛部が形成されているものが提案されている（例えば、特許文献６参照。）。

特開２０１０−１９４０４４号公報 特開２００２−３６０３４３号公報 特表２００２−５０８６８６号公報 特表２００２−５０４００１号公報 中国実用新案公告第２０１８３１１９３号明細書 特開平６−１４１９２３号公報

特許文献３、４記載の歯ブラシでは、剛毛と、ハンドル部や首部を同じ合成樹脂材料で構成しているが、両者は要求特性が異なるので、例えばハンドル部の操作性を高めるため、剛性の高い素材を用いると、剛毛の毛腰が強くなり過ぎて、ブラッシング時に歯肉を傷つけ易くなったり、剛毛が根元から折れ曲がったりするなどの問題が発生する。また反対に、歯肉に対するソフト感が得られるように、軟質な素材を用いると、ハンドル部や首部の剛性が低下して、ブラッシング操作性が低下するという問題が発生する。

一方、特許文献５記載の歯ブラシのように、ベース板に剛毛を一体成形したブラシ部材を製作し、これをハンドル部材の一端部にインサート成形する場合には、前述のような問題を解決できる。しかし、特許文献５記載の歯ブラシでは、ベース板が植毛台に対して機械的に結合していないので、ベース板とハンドル部材とを相溶性を有さない異種材料で構成すると、両者の接合強度を十分に確保できないという問題がある。また、特許文献５記載の歯ブラシでは、ブラシ部材を構成する剛毛は、平線歯ブラシや無平線歯ブラシのフィラメントと比較して太いので、歯間への挿入性がどうしても低下するが、特許文献５記載の歯ブラシでは、剛毛の先端部を先細りに構成しているものの、歯間の清掃性を十分に確保できるものではなく、また剛毛の側面視の両側を先端部のみを突面状の円弧部で構成し、その他の部分を剛毛植設面に直交する直線部で構成しているので、ブラッシング時等において剛毛の基端部に応力集中が発生し易く、剛毛が根元から折れ曲がり易いという問題がある。更に、特許文献５記載の歯ブラシでは、複数本の剛毛が平板状のベース板に対して略垂直に立設されていることから、剛毛の先端部がブラシ部の前端部の中央部側に配置されるように、剛毛を傾斜状に設けた歯ブラシと比較して、ブラシ部の先端部の剛毛の密度が低くなることから、歯頸部に対するブラシ部の接触面積が少なくなり、歯頸部の清掃性がその分低下するという問題がある。更にまた、ベース板の前面（剛毛側の面）がハンドル部材の前面と面一なので、ブラシ部材の成形後、剛毛間から金型を抜き取るときに、ベース板を取り囲むハンドル部材の前面外周部を保持できず、大変離型し難いものとなる。

本発明の目的は、ブラシ部材と柄との結合強度を向上でき、剛毛に対する応力集中の発生を防止して、剛毛の折れ曲がりを防止でき、細隙部への挿入性を向上して清掃性を向上でき、ブラシ部の先端部の密度を高め得るブラシ具を提供することである。

本発明に係るブラシ具は、複数本の剛毛を基台部に一体成形してなるブラシ部材を、柄の先端部にインサート成形により一体的に設けたブラシ具であって、前記柄の先端部にヘッド部を設け、前記ヘッド部に前後面を連通する連通孔を設け、前記基台部に、前記ヘッド部の前面側の基台前部と、前記ヘッド部の後面側の基台後部と、前記連通孔を通って基台前部と基台後部とを連結する連結部とを設けたものである。

このブラシ具では、例えば柄を成形した後、該柄を、ブラシ部材を成形する金型にセットして、該柄のヘッド部に複数本の剛毛と基台部とを有するブラシ部材をインサート成形してブラシ具を製作できるので、手動歯ブラシや電動歯ブラシの替えブラシを製作する場合において、平線歯ブラシや無平線歯ブラシと比較して歯ブラシの製作コストを安くできる。また、柄のヘッド部には、ヘッド部の前後面を連通する連通孔が形成され、インサート成形により成形されたブラシ部材の基台部には、ヘッド部の前面側の基台前部と、ヘッド部の後面側の基台後部と、連通孔を通って基台前部と基台後部とを連結する連結部とが形成されるので、柄に対するブラシ部材の結合強度を容易に向上できる。また、機械的な結合により、柄に対してブラシ部材が結合されるので、柄及びブラシ部材を構成する素材として、相溶性を有するものを採用することもできるし、相溶性を有さないものを採用することもできる。相溶性を有さないものを採用する場合には、柄及びブラシ部材を構成する素材の選択自由度が大きくなり、柄及びブラシ部材のそれぞれの要求特性に応じた最適な素材で両者を構成することができるので好ましい。

ここで、前記剛毛の側面視における第１側に、第２側の側方に中心を有する少なくとも２個以上の突面円弧部を形成し、前記剛毛の第２側にその全長にわたって基台前面と略直交する直交直線部を形成することが好ましい。このように剛毛の第１側に２個以上の突面円弧部を形成すると、少なくとも突面円弧部においては、ブラッシング時における応力集中を防止できるので、剛毛の折れ曲がりを防止できる。また、剛毛の第２側にその全長にわたって基台前面と略直交する直交直線部を形成しているので、ブラシ部を成形する金型構造を簡単にできる。

特に、前記突面円弧部として、前記第１側の先端部に先端側突面円弧部を形成するとともに、前記第１側の基端側部分に基端側突面円弧部を形成し、前記第１側の先端側部分に両突面円弧部に連なる直線状の突面側直線部を形成することが好ましい。この場合には、ブラッシング時における応力集中を剛毛の略全長にわたって防止して、剛毛の折れ曲がりを防止できるので好ましい。

前記剛毛の側面視における第１側の基端部に、前記基台前面に連なる凹面円弧部を形成することも好ましい実施の形態である。この場合には、剛毛の基端部における応力集中を防止して、ブラッシング時などにおいて、剛毛が根元から折れ曲がることを防止できる。

前記剛毛を先細りに構成し、前記剛毛の全長Ｌに対する、前記剛毛の先端からの長さの割合が、１５％位置における横断面積を基端部の横断面積の１０〜２０％に、また２５％位置における横断面積を基端部の横断面積の２０〜４０％に、更に５０％位置における横断面積を基端部の横断面積の６０〜８０％に設定することが好ましい実施の形態である。このように構成することで、細隙部に対する剛毛の毛先の挿入性を向上して、例えば歯ブラシにおいては、歯間部や歯頚部の清掃性を向上できる。

前記剛毛の第２側に柄の長手方向と略直交する平坦面を形成することが好ましい。この場合には、剛毛を成形する一方の金型の成形面を平坦面で構成でき、剛毛から金型を離型するときにおける離型性を大幅に向上できる。また、本発明を歯ブラシに適用すると、平坦面の両側が角部となるので、歯表面に付着した歯垢等を該角部で掻き落とすことができ、清掃性を向上できる。

前記のように剛毛に平坦面を形成する場合には、前記基台部に設ける複数本の剛毛における前記平坦面を、前記柄の長手方向の先端側にのみ又は基端側にのみ、或いは基台部における剛毛の行毎の先端側又は基端側に設けることができる。

前記剛毛の先端部を半径０．１ｍｍ以上の部分球面状に形成することが好ましい実施の形態である。このように構成することで、体に対する刺激を抑制して、ブラッシング時における使用感を向上できる。例えば、本発明を歯ブラシに適用すると、歯肉に対する刺激を抑制して、ブラッシング時における使用感を向上できる。

前記基台前部をヘッド部から０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で前方へ突出させることが好ましい実施の形態である。このように構成すると、剛毛を成形する金型とヘッド部の外周部間に、基台前部の突出部分の外周部を成形する外周成形部が配置されるので、剛毛を成形する金型を離型するときに、前記外周成形部でヘッド部を保持しながらブラシ部分を先に離型することが可能となるので、ブラシ具の離型性を向上できる。

前記複数本の剛毛からなるブラシ部の先端幅を基端幅の７５％以上９５％以下に設定することが好ましい実施の形態である。この場合には、ブラシ部の先端部の密度を高く設定して細隙部の清掃性を向上できる。例えば、本発明を歯ブラシに適用すると、歯間部や歯頚部などの細隙部の清掃性を向上できる。

前記ブラシ部材をエラストマで構成することができる。この場合には、体に対する刺激を抑制して、ブラッシング時における使用感を向上できる。例えば、本発明を歯ブラシに適用すると、歯肉に対する刺激を少なくでき、使用感を向上できる。

なお、前述した構成は、複数本の剛毛を基台部に一体成形してなるブラシ部材を、柄の先端部にインサート成形により一体的に設けたブラシ具に対して、独立に或いは任意に組み合わせて設けることができる。また、次のような構成を、独立に或いは前述した構成に任意に組み合わせて備えさせることも可能である。

前記ヘッド部の前後面の少なくとも一方に固定用凹部を形成し、前記固定用凹部を設けた側の基台前部又は基台後部を固定凹部内に配置することが好ましい実施の形態である。このように構成すると、歯ブラシにおいては、ヘッド部及び基台部からなる植毛台の厚さを極力薄くして、ブラッシングし難い奥歯の清掃性を向上できる。

前記柄に、手で把持するためのグリップ部と、前記グリップ部とヘッド部とを連結する首部を設けるとともに、前記ヘッド部の後面側に固定用凹部を形成し、前記基台後部を固定用凹部内に配置し、前記首部の後面側の先端部に長さ方向に延びて、先端部が固定用凹部に連通する変形促進用凹部を形成し、前記基台後部に変形促進用凹部内へ延びる弾性変形促進部を設けることが好ましい実施の形態である。ブラシ部材の素材は、柄の素材と比較して、軟質で柔軟性に富む素材が採用されるので、首部の後面側の先端部に基台後部に連なる弾性変形促進部を設けることで、ヘッド部と首部間における柄の弾性変形を促進して、ブラッシング操作性を向上できるとともに、ブラッシング圧のコントロールが容易になる。

前記ブラシ部材を成形するための金型のゲートを基台後部に対応させて設けることが好ましい。また、前述のように基台後部に連なる弾性変形促進部を設ける場合には、この弾性変形促進部に対応する位置に、ブラシ部材を成形するための金型のゲートを設けることが好ましい。

前記ヘッド部の外周部を構成する枠部を設け、前記ヘッド部の幅方向の中央部に長さ方向に延びて、両端部が枠部に連結された縦桟を設け、前記ヘッド部の長さ方向の途中部に幅方向に延びて、両端部が枠部に連結された１乃至複数の横桟を設け、前記枠部内に縦桟と横桟とを格子状に設けて、前記連通孔をヘッド部に複数個設けることもできる。このように構成することで、ヘッド部の強度剛性を十分に確保しつつ、ブラシ部材の基台部の成形性を向上できる。

前記剛毛の横断面を、三角形、台形、半円形、半長円形のいずれかに形成することができる。剛毛の横断面は、任意の形状に形成することができるが、成形性を考慮して、三角形、台形、半円形、半長円形のいずれかに形成することが好ましい。また、剛毛として、横断面形状の異なる剛毛や、同一高さ位置における横断面の寸法の異なる剛毛や、毛丈の異なる剛毛を混在させることも可能である。剛毛の毛丈は、７．５ｍｍ以上１２ｍｍ以下が好ましく、８．５ｍｍ以上１１ｍｍ以下がより好ましい。

本発明に係るブラシ具によれば、例えば柄を成形した後、該柄を、ブラシ部材を成形する金型にセットして、該柄のヘッド部に複数本の剛毛と基台部とを有するブラシ部材をインサート成形してブラシ具を製作できるので、手動歯ブラシや電動歯ブラシの替えブラシを製作する場合において、平線歯ブラシや無平線歯ブラシと比較して歯ブラシの製作コストを安くできる。また、柄のヘッド部には、ヘッド部の前後面を連通する連通孔が形成され、インサート成形により成形されたブラシ部材の基台部には、ヘッド部の前面側の基台前部と、ヘッド部の後面側の基台後部と、連通孔を通って基台前部と基台後部とを連結する連結部とが形成されるので、柄に対するブラシ部材の結合強度を容易に向上できる。また、機械的な結合により、柄に対してブラシ部材が結合されるので、柄及びブラシ部材を構成する素材として、相溶性を有するものを採用することもできるし、相溶性を有さないものを採用することもできる。相溶性を有さないものを採用する場合には、柄及びブラシ部材を構成する素材の選択自由度が大きくなり、柄及びブラシ部材のそれぞれの要求特性に応じた最適な素材で両者を構成することができるので好ましい。

（ａ）は歯ブラシの正面図、（ｂ）は歯ブラシの右側面図 （ａ）は歯ブラシのブラシ部の正面図、（ａ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線断面図 ヘッド部の後面図 図２（ａ）のIV-IV線断面図 （ａ）は剛毛の図２（ａ）のＶａ矢視図（ｂ）は剛毛の図２（ａ）のＶｂ矢視図、 （ａ）は剛毛の先端部の図２（ａ）のＶａ矢視図、（ｂ）は剛毛の先端部の図２（ａ）のＶｂ矢視図 （ａ）は図５のVII-VII線断面図、（ｂ）〜（ｄ）は他の構成の剛毛の図７（ａ）相当図 他の構成の歯ブラシにおける（ａ）はブラシ部の正面図、（ａ）は図８（ａ）のｂ−ｂ線断面図 他の構成の歯ブラシにおけるブラシ部の側面図 実施例２の歯ブラシの剛毛の（ａ）は図５（ａ）相当図、（ｂ）は図５（ｂ）相当図 実施例３の歯ブラシの剛毛の（ａ）は図５（ａ）相当図、（ｂ）は図５（ｂ）相当図 比較例１の歯ブラシの剛毛の（ａ）は図５（ａ）相当図、（ｂ）は図５（ｂ）相当図 比較例２の歯ブラシの剛毛の（ａ）は図５（ａ）相当図、（ｂ）は図５（ｂ）相当図 比較例３の歯ブラシの剛毛の側面図 比較例４の歯ブラシのフィラメントの（ａ）は図５（ａ）相当図、（ｂ）は図５（ｂ）相当図 （ａ）（ｂ）は剛毛に対する荷重の作用のさせ方の説明図 実施例１における、（ａ）は第２側の先端部を押圧したときの応力分布を示す説明図、（ｂ）は第２側の先端部を引っ張ったときの応力分布を示す説明図 実施例３における、（ａ）は第２側の先端部を押圧したときの応力分布を示す説明図、（ｂ）は第２側の先端部を引っ張ったときの応力分布を示す説明図 比較例１における、（ａ）は第２側の先端部を押圧したときの応力分布を示す説明図、（ｂ）は第２側の先端部を引っ張ったときの応力分布を示す説明図 比較例５における、（ａ）は第２側の先端部を押圧したときの応力分布を示す説明図、（ｂ）は第２側の先端部を引っ張ったときの応力分布を示す説明図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態は、手動歯ブラシに本発明のブラシ具を適用した場合のものである。

図１〜図７に示すように、歯ブラシ１は、持ち手としての棒状の柄１０と、柄１０の先端部のヘッド部１１に設けた、複数本の剛毛２１を基台部２２に一体成形してなるブラシ部材２０とを備え、ヘッド部１１とブラシ部材２０とでブラシ部２を形成したものである。

柄１０に対するブラシ部材２０の取付けは、射出成形により予め成形した柄１０を、ブラシ部材２０を成形するための金型にセットした状態で、柄１０のヘッド部１１にブラシ部材２０をインサート成形することで取り付けられている。ただし、予めブラシ部材２０を製作し、柄１０を成形する金型に該ブラシ部材２０をセットして、ブラシ部材２０に柄１０をインサート成形することも可能である。また、柄１０とブラシ部材２０とを別個に製作し、柄１０のヘッド部１１に対して凹凸嵌合や無理嵌めなどにより、柄１０の先端部にブラシ部材２０を取り付けることも可能である。

柄１０は、手で把持するためのグリップ部１２と、グリップ部１２から先端部側へ延びるグリップ部１２よりも小さな横断面の首部１３と、首部１３の先端部に設けたヘッド部１１とを備え、合成樹脂材料を用いて射出成形などにより一体成形されている。なお、柄１０のうちのヘッド部１１以外は任意に構成することが可能で、例えばグリップ部１２にエラストマからなる滑り止め部を成形により設けたり、インクジェットやパッド印刷により意匠性を高めたりしたものを用いることもできる。

柄１０を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチルテレフタレート、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、スチレン・アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、セルロースプロピオネート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアリレート等の硬質の合成樹脂材料を用いることが可能である。

ヘッド部１１は、外周部を構成する長さ方向に細長い環状の枠部１１ａと、ヘッド部１１の幅方向の中央部に長さ方向に延びて、両端部が枠部１１ａに連結された１本の縦桟１１ｂと、縦桟１１ｂの長さ方向の途中部からヘッド部１１の幅方向に延びて枠部１１ａに連結された４本の横桟１１ｃとを備えている。ヘッド部１１の前面側には前部固定用凹部１１ｄが形成され、ヘッド部１１の後面側には後部固定用凹部１１ｅが形成され、枠部１１ａ内には前後の固定用凹部１１ｄ、１１ｅを連通する６つの連通孔１１ｆが縦桟１１ｂ及び横桟１１ｃにより形成されている。なお、枠部１１ａの外縁形状は、周知の歯ブラシ１の植毛台の形状などに応じて任意に設定可能である。また、縦桟１１ｂ及び横桟１１ｃの本数、幅、厚さ、ヘッド部１１の厚さ方向に対する形成位置は、それぞれ任意に設定可能である。更に、固定用凹部１１ｄ、１１ｅは、ヘッド部１１の前後面に設けることが好ましいが、片面にのみ設けることもできる。

首部１３の先端部にはヘッド部１１に滑らかに連なるように、先端側へ行くにしたがって幅広に構成した連設部１３ａが形成され、連設部１３ａの後面側には首部１３の長さ方向に延びて、先端部が後部固定用凹部１１ｅに連通された変形促進用凹部１３ｂが形成されている。なお、変形促進用凹部１３ｂの幅や長さや深さは、ブラッシング時における荷重で首部１３が破損しない範囲で任意に設定可能である。ただし、変形促進用凹部１３ｂは図８に示すように省略することも可能である。

ブラシ部材２０は、予め製作した柄１０のヘッド部１１をブラシ部材２０の成形用の金型にセットして、インサート成形により柄１０に一体成形されており、複数本の剛毛２１からなるブラシ部２と、該ブラシ部２を構成する複数の剛毛２１の基端部をヘッド部１１に固定する基台部２２とを備えている。基台部２２は、ヘッド部１１の前面側の基台前部２２ａと、ヘッド部１１の後面側の基台後部２２ｂと、基台前部２２ａと基台後部２２ｂとを連結する連結部２２ｃとを備え、縦桟１１ｂ及び横桟１１ｃの前面側の基台前部２２ａと後面側の基台後部２２ｂとが連結部２２ｃにより連結されることで、ヘッド部１１に機械的に連結されている。ブラシ部２を構成する複数本の剛毛２１は、基台前部２２ａの前面に前方へ突出状に一体的に設けられている。

ブラシ部材２０を構成する素材としては、柄１０を構成する合成樹脂材料と相溶性を有する合成樹脂材料で構成することも可能であるが、使用可能な材料が限定されるので、相溶性を有さない材料で構成することが好ましい。例えば、低密度ポリエチレンやポリプロピレンやメタロセンベース軟質ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂や、６ナイロン、６−６ナイロン、６−１０ナイロン、６−１２ナイロン等のナイロン系樹脂などの合成樹脂材料や、スチレン系、オレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の熱可塑性エラストマや、シリコンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、合成ゴムなどの熱硬化性エラストマなどを採用できる。

基台前部２２ａはヘッド部１１の前側の前部固定用凹部１１ｄ内に、ヘッド部１１から前方へ突出するように収容され、基台後部２２ｂはヘッド部１１の後側の後部固定用凹部１１ｅ内に、後方へ突出しないように収容されている。基台前部２２ａのヘッド部１１からの突出高さＨは任意に設定可能であるが、例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定され、これにより、剛毛２１を成形する金型とヘッド部１１の外周部間に、基台前部２２ａの突出部分の外周部を成形する外周成形部を配置させて、剛毛２１を成形する金型を離型するときに、該外周成形部でヘッド部１１を保持しながら離型することが可能となるので、歯ブラシ１の離型性を向上できる。

基台後部２２ｂには首部１３の変形促進用凹部１３ｂ内へ延びる弾性変形促進部２２ｄが基台後部２２ｂと一体的に設けられ、この弾性変形促進部２２ｄにより、植毛台と首部１３間における柄１０の前後方向への弾性変形を促進して、ブラッシング操作性を向上できるとともに、ブラッシング圧のコントロールが容易になるように構成されている。

剛毛２１は、基台前部２２ａの前面（剛毛の立設面）と略直交するように前方へ突出状に設けることも可能であるが、剛毛２１の先端部がブラシ部２の幅方向の中央部側へ配置されるように傾斜状に設けて、図４に示すように、ブラシ部２の先端幅ＷＴが、基端幅ＷＲの７５％以上９５％以下になるように構成されている。ブラシ部２の先端幅ＷＴは、基端幅ＷＲと同じに設定してもよいが、先端幅ＷＴが基端幅ＷＲよりも小さくなるように設定すると、ブラシ部２の先端部の剛毛２１の密度が高くなり、歯間部や歯頚部などの細部の清掃性を向上できるとともに、ブラシ部２の先端部を歯頸部に当て易くなる。

剛毛２１は先細りに構成され、剛毛２１の全長Ｌに対する、剛毛２１の先端からの長さの割合が、１５％位置における横断面積を基端部の横断面積の１０〜２０％に、また２５％位置における横断面積を基端部の横断面積の２０〜４０％に、更に５０％位置における横断面積を基端部の横断面積の６０〜８０％に設定され、歯間部や歯頚部などの細隙部への挿入性を向上して清掃性を高めるとともに、ブラッシングによる剛毛２１の折れ曲がりを防止でき、しかもブラシ部２の耐久性を向上できるように構成されている。

図５（ｂ）に示すように、剛毛２１の側面視における第１側（柄１０の長手方向の基端側）２３には、剛毛２１の先端側から順番に、先端側突面円弧部２３ａと、突面側直線部２３ｂと、第１基端側突面円弧部２３ｃと、第２基端側突面円弧部２３ｄと、凹面円弧部２３ｅとが滑らかに連なって形成されている。突面円弧部２３ａ、２３ｃ、２３ｄは、第２側（柄１０の長手方向の先端側）２４側に中心を有する円弧で構成されている。凹面円弧部２３ｅは、第２側２４とは反対側に中心を有する円弧で構成されている。剛毛２１の側面視における第２側２４には、剛毛２１の全長にわたって基台部２２の前面（剛毛２１の立設面）と略直交する直交直線部２４ａが形成されている。このように、剛毛２１の第１側２３と第２側２４とを構成することで、ブラッシング時における応力集中の発生を防止して、応力集中により剛毛２１が折れ曲がることを防止できる。

先端側突面円弧部２３ａの半径は０．０５〜０．２５ｍｍに設定され、剛毛２１の長手方向の長さＬ１は０．１〜０．２５ｍｍに設定され、突面側直線部２３ｂの剛毛２１の長手方向の長さＬ２は３．５〜６．０ｍｍに設定されている。第１基端側突面円弧部２３ｃの半径は５〜２０ｍｍに設定され、剛毛２１の長手方向の長さＬ３は０．１〜３．０ｍｍに設定され、第２基端側突面円弧部２３ｄの半径は６５〜１２０ｍｍに設定され、剛毛２１の長手方向の長さＬ４は３．５〜６．０ｍｍに設定されている。凹面円弧部２３ｅの半径は０．１〜０．２５ｍｍに設定され、剛毛２１の長手方向の長さＬ５は０．１〜０．２５ｍｍに設定されている。

ただし、第１側２３は、第２側２４側に中心を有する少なくとも２つ以上の突面円弧部を備えるように構成してあれば、ブラッシング時における剛毛２１の折れ曲がりを防止することが可能で、例えば突面側直線部２３ｂに代えて突面円弧部を設けて、第１側２３を４つの突面円弧部で構成したり、基端側突面円弧部２３ｃ、２３ｄを単一の円弧部で構成して、第１側２３を２つの突面円弧部と突面側直線部２３ｂとで構成したりすることもできる。

剛毛２１の長さ方向と直交する横断面形状は、円形、半円形、半長円形、楕円形、半楕円形、三角形、台形や長方形や正方形などの四角形、５角形以上の多角形状などの任意の形状に構成可能である。特に、剛毛２１の第２側２４（柄１０の長さ方向の先端側）に、該長さ方向と略直交する平坦面２１ａを形成した、図７（ａ）に示す剛毛２１のような半長円形や、図７（ｂ）に示す剛毛２１Ａのような半楕円形や、図７（ｃ）に示す剛毛２１Ｂのような三角形や、図７（ｄ）に示す剛毛２１Ｃのような等脚台形などの横断面形状の剛毛を採用することもできる。このように平坦面２１ａを設けると、剛毛２１を成形する金型の一方の成形面を平坦面２１ａで構成でき、剛毛２１から金型を離型するときにおける離型性を大幅に向上できる。また、平坦面２１ａの両側が角部となるので、歯表面に付着した歯垢等を該角部で掻き落とすことができ、清掃性を向上できる。

剛毛２１の先端部は、図６に示すように、半径Ｒが０．１ｍｍ以上の部分球状に構成すると、歯肉を傷つけることを防止できるので好ましい。ただし、剛毛２１の先端形状は、任意に設定可能であり、先鋭に構成したり、半球状や球状に形成することも可能である。

剛毛２１の毛丈は、清掃性や耐久性を考慮して、７．５ｍｍ以上１２ｍｍ以下が好ましく、８．５ｍｍ以上１１ｍｍ以下がより好ましい。

基台部２２に対する剛毛２１の配列は、行方向（柄１０の幅方向）に直列状に配置されていれば列方向（柄１０の長手方向）に関しては任意に設定可能である。また、剛毛２１は、全ての剛毛２１の平坦面２１ａが、図２（ａ）に示すように、柄１０の長手方向の先端側にのみ配置されるように構成したり、基端側にのみ配置されるように構成したり、剛毛２１の行毎に先端側又は基端側に任意に組み合わせて設けることができる。また、剛毛として、横断面形状、断面寸法、毛丈などを変更した複数種類の剛毛２１を基台部２２に設けることができる。

この歯ブラシ１では、歯ブラシ１の柄１０を射出成形した後、該柄１０を、ブラシ部材２０を成形する金型にセットして、ブラシ部材２０を構成する溶融樹脂材料をゲートＧから射出することで、該柄１０のヘッド部１１に複数本の剛毛２１と基台部２２とを有するブラシ部材２０をインサート成形して、歯ブラシ１を製作することになる。なお、ゲートＧは、ブラシ部材２０に対応する任意の位置に設けることが可能であるが、基台後部２２ｂの後面中央部に設けたり、弾性変形促進部２２ｄの後面中央部に対応させて設けることが好ましい。

柄１０のヘッド部１１には、ヘッド部１１の前後面を連通する連通孔１１ｆが形成されており、インサート成形により成形されたブラシ部材２０の基台部２２には、ヘッド部１１の前面側の基台前部２２ａと、ヘッド部１１の後面側の基台後部２２ｂと、連通孔１１ｆを通って基台前部２２ａと基台後部２２ｂとを連結する連結部２２ｃとが形成されることになり、柄１０に対するブラシ部材２０の結合強度を容易に向上できる。また、このような機械的な結合により、柄１０に対してブラシ部材２０が結合されるので、柄１０及びブラシ部材２０を構成する素材として、相溶性を有さないものを採用することが可能となるので、柄１０及びブラシ部材２０を構成する素材の選択自由度が大きくなり、柄１０及びブラシ部材２０のそれぞれの要求特性に応じた最適な素材で両者を構成することができる。

なお、図８に示す歯ブラシ１Ａのように、枠部１１ａの先端部に溝部３０を形成し、ブラシ部材２０の成形時に該溝部３０にブラシ部材２０を構成する樹脂材料を充填させて、歯との接触時における衝撃を吸収する衝撃吸収部３１を形成することもできる。つまり、ブラッシング時には、ヘッド部１１の先端部が歯に当たることがあるが、この歯ブラシ１Ａでは、柄１０よりも軟質なブラシ部材２０を構成する樹脂材料からなる衝撃吸収部３１がヘッド部１１の先端部に配置され、この衝撃吸収部３１が歯に当たることで、歯に対して大きな衝撃力が作用することを効果的に防止できる。

また、図９に示す歯ブラシ１Ｂのブラシ部材２０Ｂのように、基台後部２２ｂの後面に、基台前部２２ａと同様に、後方へ突出する複数本の剛毛２１からなるブラシ部２Ｂを形成することも可能である。

なお、本実施の形態では、柄１０を手で把持してブラッシングする手動歯ブラシに本発明を適用した場合について説明したが、電動歯ブラシの替えブラシ、歯肉マッサージ用のブラシ、洗顔ブラシ、フェイスマッサージ用のブラシ、ボディーブラシなどのブラシ具に本発明を適用することも可能である。

次に、歯ブラシ１の性能試験について説明する。
歯ブラシとして、次のような構成の実施例１〜３と比較例１〜４の歯ブラシを製作した。

（実施例１）
図１〜図６に示すような形状で、ブラシ部材２０をポリエチレン樹脂で構成するとともに、剛毛２１の毛丈Ｌを１０．５ｍｍに設定し、側面視における第１側２３の先端側突面円弧部２３ａの半径を０．１ｍｍ、長さＬ１を０．０９ｍｍに設定し、突面側直線部２３ｂの長さＬ２を５．４４ｍｍに設定し、第１基端側突面円弧部２３ｃの半径を１０ｍｍ、長さＬ３を０．３３ｍｍに設定し、第２基端側突面円弧部２３ｄの半径を１０８ｍｍ、長さＬ４を４．４９ｍｍに設定し、凹面円弧部２３ｅの半径を０．４ｍｍ、長さＬ５を０．１５ｍｍに設定した。剛毛２１の基端部の横断面積は０．３６ｍｍ^２に設定した。側面視における第２側２４は、柄１０の長手方向と直交する直交直線部２４ａで構成した歯ブラシを製作した。

（実施例２）
剛毛２１に代えて、図１０（ａ）（ｂ）に示す剛毛２５Ａを採用した以外は、実施例１と同様の構成の歯ブラシを製作した。剛毛２５Ａは、毛丈ＬＡを８. ５ｍｍに設定し、第１側２３Ａの先端側突面円弧部２３Ａａの半径を０．１ｍｍ、長さＬＡ１を０．１ｍｍに設定し、突面側直線部２３Ａｂの長さＬＡ２を３．３５ｍｍに設定し、第１基端側突面円弧部２３Ａｃの半径を１０ｍｍ、長さＬＡ３を０．６２ｍｍに設定し、第２基端側突面円弧部２３Ａｄの半径を１００ｍｍ、長さＬＡ４を４．２９ｍｍに設定し、凹面円弧部２３ｅの半径を０．４ｍｍ、長さＬＡ５を０．１５ｍｍに設定した。第２側２４Ａは柄１０の長手方向と直交する直交直線部２４Ａａで構成し、横断面形状及び基端部の横断面積は実施例１と同様に構成した。

（実施例３）
剛毛２１に代えて、図１１（ａ）（ｂ）に示す剛毛２５Ｂを採用した以外は、実施例１と同様の構成の歯ブラシを製作した。剛毛２５Ｂは、毛丈ＬＢを１０. ５ｍｍに設定し、第１側２３Ｂの先端側突面円弧部２３Ｂａの半径を０．１ｍｍ、長さＬＢ１を０．０９ｍｍに設定し、突面側直線部２３Ｂｂの長さＬＢ２を５．６６ｍｍに設定し、基端側突面円弧部２３Ｂｃの半径を１００ｍｍ、長さＬＢ３を４．６０ｍｍに設定し、凹面円弧部２３Ｂｅの半径を０．４ｍｍ、長さＬ５を０．１５ｍｍに設定した。第２側２４Ｂは柄１０の長手方向と直交する直交直線部２４Ｂａで構成し、横断面形状及び基端部の横断面積は実施例１と同様に構成した。

（比較例１）
剛毛２１に代えて、図１２（ａ）（ｂ）に示す剛毛２５Ｃを採用した以外は、実施例１と同様の構成の歯ブラシを製作した。剛毛２５Ｃは、毛丈ＬＣを８.０ｍｍに設定し、第１側２３Ｃの先端側突面円弧部２３Ｃａの半径を０．１ｍｍ、長さＬＣ１を０．１０ｍｍに設定し、長さＬＣ２が７．９０ｍｍの直線部２３Ｃｂを形成した。第２側２４Ｃは柄１０の長手方向と直交する直交直線部２４Ｃａで構成し、横断面形状は実施例１と同様に構成し、剛毛２５Ｃの基端部の横断面積は０．２８ｍｍ^２に設定した。

（比較例２）
剛毛２１に代えて、図１３（ａ（ｂ）に示す剛毛２５Ｄを採用した以外は、実施例１と同様の構成の歯ブラシを製作した。剛毛２５Ｄは、毛丈ＬＤを１０.５ｍｍに設定し、第１側２３Ｄの先端側突面円弧部２３Ｄａの半径を０．１ｍｍ、長さＬＤ１を０．１０ｍｍに設定し、長さＬＤ２が１０．４０ｍｍの直線部２３Ｄｂを形成した。第２側２４Ｄは柄１０の長手方向と直交する直交直線部２４Ｄａで構成し、横断面形状は実施例１と同様に構成し、剛毛２５Ｄの基端部の横断面積は０．２８ｍｍ^２に設定した。

（比較例３）
剛毛２１に代えて、図１４に示す剛毛２５Ｅを採用した以外は、実施例１と同様の構成の歯ブラシを製作した。剛毛２５Ｅは、毛丈ＬＥが９.８ｍｍで、先端部に半径が０．１ｍｍの半球部２３Ｅａを形成し、上部に長さＬＥ１が１．９ｍｍの第１円錐台部２３Ｅｂを形成し、途中部に長さＬＥ２が３．０ｍｍの第２円錐台部２３Ｅｃを形成し、下部に長さＬＥ３が４．８ｍｍの円柱部２３Ｅｄを形成した。横断面形状は円形に構成し、剛毛２５Ｅの基端部の横断面積は０．５７ｍｍ^２に設定した。

（比較例４）
直径１．５ｍｍの植毛孔を図２（ａ）の剛毛２１と同様の配列で植毛台に形成し、該植毛孔に対して、剛毛２１に代えて、図１５に示すように、植毛台からの突出長さＬＦが１２ｍｍとなるように、植毛台からの突出部分の基端部の横断面が直径０．１６ｍｍの円形で、基端部の横断面積が０．０２ｍｍ^２で、側面視が２本の直線部からなる先鋭な、ポリブチレンテレフタレート製のフィラメント２５Ｆを、各植毛孔に対してそれぞれ２８本植設してなる歯ブラシを製作した。

＜清掃性試験＞
歯ブラシのブラッシング圧及び移動速度を一定に保ちながら、固定した顎模型（Ｄ１５−５００Ｈ、ニッシン社）の歯をブラッシングできるように設計されたブラッシングシミュレータを用いた。プラークの代替として咬合チェック用スプレー・オクルード（パスカル社）の着色粉末を顎模型に塗布した。ブラッシング圧は２００ｇに設定し、長手方向のストロークで、ストローク幅２０ｍｍにて３秒間、第一大臼歯をブラッシングした。その後、対象歯の撮影を行い、画像解析を行った。歯間部清掃性の評価は、着色粉末の除去率を、下記のように算出することでおこなった。表１において、歯間部プラーク除去率（％）が、５０％以上の場合を「○」で表し、５０％未満の場合を「×」で表した。

着色粉末除去率（％）＝［｛（評価部位面積）−（着色粉末残存面積）｝／（評価部位面積）］×１００

＜耐久性試験＞
歯ブラシを３７℃の温水に浸漬し、荷重３００gをかけて、５，０００回往復運動させた、（Ａ）初期状態の歯ブラシの短軸方向のブラシ部の幅(植毛されているブラシ毛の先端における幅ＷＡ、（Ｂ）５，０００回往復運動後の毛の開いた状態の歯ブラシの短軸方向のブラシ部の幅ＷＢを測定し、下式により算定した耐久性指数(指数が低いほど耐久性に優れる。)を以下の基準で評価した。表１において、耐久性指数が、１００〜１４０％の場合を「○」で表し、１４０％を超える場合を「×」で表した。

耐久性指数（％）＝［ＷＢ／ＷＡ］×１００

＜官能試験１＞
各歯ブラシについて１０名の被験者により１回の使用による毛先耐久性試験を実施した。各被験者において剛毛先端部分の曲がりの有無を評価し、以下の判定基準で曲がりの１回使用での耐久性を判定した。

（判定基準）
○：８人以上が曲がりなし
△：５〜８人が曲がりなし
×：５人より少ない

表１から、歯間部の清掃性、ブラシ部の耐久性、使用後の剛毛の曲がりは、剛毛の側面視の形状に依存して、大きく変動することが判る。実施例１〜３のように第１側を２個以上の突面円弧部で構成し、第２側を柄（ブラシ部）の長手方向と直交する直交直線部で構成すると、比較例１〜４のように、第１側を直線部で構成した場合と比較して、良好な性能が得られることが判る。特に、剛毛の全長に対する、先端からの長さの割合が５０％位置における横断面積ＳＡと基端部の面積ＳＢとの比率ＳＡ／ＳＢが、６０％未満の場合には、比較例１、２のように剛毛が曲がってしまい、使用に耐えないものとなる。また、比較例３、４のように、５０％位置における比率ＳＡ／ＳＢが、６０％以上であっても、２５％位置における、比率ＳＡ／ＳＢが５０％を超えると、１５％位置における、比率ＳＡ／ＳＢが２０％を超えてしまい、剛毛の先端部が太くなることから、剛毛の耐久性が低下したり歯間部の清掃性が低下したりするという不具合が発生していることが判る。

＜官能試験２＞
各歯ブラシについて、マッサージ実感、刺激の有無、刷掃性実感、歯頸部への当て易さの官能試験を１０名の被験者により行い、それぞれ、以下に示す基準により評価した。

（マッサージ実感）
◎：非常に実感できる
○：実感できる
×：全く実感できない

（刷掃実感、歯頸部への当て易さ）
◎：非常に良い
○：良い
×：悪い

（総合評価）
「マッサージ実感」と「刷掃実感、歯頸部への当て易さ」の評価における、「◎」および「○」の個数の割合をそれぞれ求めて総合評価した。
◎：８０％以上
○：５０％以上
×：５０％より小さい

表２から、ブラシ部の先端幅ＷＴと基端幅ＷＲの比率ＷＴ／ＷＲ（図４参照）が実施例１〜３のように、比較例３、４と比較して小さくなると、ブラシ部の先端部における剛毛の密度が高くなって、清掃実感、歯頸部への当て易さ、マッサージ実感が向上することが判る。

次に、１本の剛毛に対して外力を作用させたときの応力分布の解析結果について説明する。

剛毛として、図５、図１７に示すように、第１側２３に３つの突面円弧部２３ａ、２３ｂ、２３ｃを形成し、第２側２４に直交直線部２４ａを形成した実施例１の剛毛２５と、図１１、図１８に示すように、第１側２３Ｂに２つの突面円弧部２３Ｂｂ、２３Ｂｃを形成し、第２側２４Ｂに直交直線部２４Ｂａを形成した実施例３の剛毛２５Ｂと、図１２、図１９に示すように、第１側２３Ｃに直線部２３Ｃｂを形成し、第２側２４Ｃに直交直線部２４Ｃａを形成した比較例１の剛毛２５Ｃを用いた。また、図２０に示すように、第１側及び第２側を直線で構成した比較例５の剛毛を用いた。

そして、Solid Works Simulation（Solid Works社製）を用いて、実施例１、３及び比較例１、５の剛毛について、剛毛の基端部Ｓを固定し、剛毛の第２側２４の先端から２ｍｍの位置に対して、図１６（ａ）に示すように、０．０１Ｎの押圧力Ｆ１を作用させたときにおける応力分布と、図１６（ｂ）に示すように、０．０１Ｎの引張力Ｆ２を作用させたときにおける応力分布とをそれぞれ解析した。図１７（ａ）〜図２０（ａ）は、図１６（ａ）のように、押圧力Ｆ１を作用させた場合の解析結果を示し、図１７（ｂ）〜図２０（ｂ）は、図１６（ｂ）のように、引張力Ｆ２を作用させた場合の解析結果を示す。なお、図１６〜図２０では、剛毛の外形が判別し易くなるように、剛毛の背景を網目で描写した。

図１７〜図２０から、押圧力Ｆ１を作用させたときにおいても、引張力Ｆ２を作用させたときにおいても、実施例１、３のように、第１側を３つの突面円弧部又は２つの突面円弧部で構成した剛毛は、剛毛の長さ方向の途中部の２ヶ所で応力が高くなるのに対して、比較例１、５のように、第１側を２つの直線部又は１つの直線部で構成した剛毛は、剛毛の長さ方向の途中部の１カ所で応力が高くなっており、実施例１、３の方が比較例１、５よりも、応力が分散して、剛毛が折れ難くっていることが分かる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施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その構成を変更し得ることは勿論である。

１ 歯ブラシ
２ ブラシ部
１０ 柄
１１ ヘッド部
１１ａ 枠部
１１ｂ 縦桟
１１ｃ 横桟
１１ｄ 前部固定用凹部
１１ｅ 後部固定用凹部
１１ｆ 連通孔
１２ グリップ部
１３ 首部
１３ａ 連設部
１３ｂ 変形促進用凹部
２０ ブラシ部材
２１ 剛毛
２１ａ 平坦面
２２ 基台部
２２ａ 基台前部
２２ｂ 基台後部
２２ｃ 連結部
２２ｄ 弾性変形促進部
２３ 第１側
２３ａ 先端側突面円弧部
２３ｂ 突面側直線部
２３ｃ 第１基端側突面円弧部
２３ｄ 第２基端側突面円弧部
２３ｅ 凹面円弧部
２４ 第２側
２４ａ 直交直線部
２１Ａ 剛毛
２１Ｂ 剛毛
２１Ｃ 剛毛
１Ａ 歯ブラシ
３０ 溝部
３１ 衝撃吸収部
１Ｂ 歯ブラシ
２Ｂ ブラシ部
２０Ｂ ブラシ部材
２５Ａ 剛毛
２３Ａ 第１側
２３Ａａ 先端側突面円弧部
２３Ａｂ 突面側直線部
２３Ａｃ 基端側突面円弧部
２３Ａｄ 基端側突面円弧部
２４Ａ 第２側
２４Ａａ 直交直線部
２５Ｂ 剛毛
２３Ｂ 第１側
２３Ｂａ 先端側突面円弧部
２３Ｂｂ 突面側直線部
２３Ｂｃ 基端側突面円弧部
２３Ｂｅ 凹面円弧部
２４Ｂ 第２側
２４Ｂａ 直交直線部
２５Ｃ 剛毛
２３Ｃ 第１側
２３Ｃａ 先端側突面円弧部
２３Ｃｂ 直線部
２４Ｃ 第２側
２４Ｃａ 直交直線部
２５Ｄ 剛毛
２３Ｄ 第１側
２３Ｄａ 先端側突面円弧部
２３Ｄｂ 直線部
２４Ｄ 第２側
２４Ｄａ 直交直線部
２４ａ 直交直線部
２５Ｅ 剛毛
２３Ｅａ 半球部
２３Ｅｂ 円錐台部
２３Ｅｃ 円錐台部
２３Ｅｄ 円柱部
２５Ｆ フィラメント

Claims (11)

1. 複数本の剛毛を相互に間隔をあけて基台部に設けた一体成形品からなるブラシ部材を、柄の先端部にインサート成形により一体的に設けた歯ブラシであって、
   前記柄の先端部にヘッド部を設け、
   前記ヘッド部に前後面を連通する連通孔を設け、
   前記基台部に、前記ヘッド部の前面側の基台前部と、前記ヘッド部の後面側の基台後部と、前記連通孔を通って基台前部と基台後部とを連結する連結部とを設けた、
   ことを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記剛毛の側面視における第１側に、第２側の側方に中心を有する少なくとも２個以上の突面円弧部を形成し、前記剛毛の第２側にその全長にわたって基台前面と略直交する直交直線部を形成した請求項１記載の歯ブラシ。
3. 前記突面円弧部として、前記第１側の先端部に先端側突面円弧部を形成するとともに、前記第１側の基端側部分に基端側突面円弧部を形成し、前記第１側の先端側部分に両突面円弧部に連なる直線状の突面側直線部を形成した請求項２記載の歯ブラシ。
4. 前記剛毛の側面視における第１側の基端部に、前記基台前面に連なる凹面円弧部を形成した請求項１〜３のいずれか１項記載の歯ブラシ。
5. 前記剛毛を先細りに構成し、前記剛毛の全長Ｌに対する、前記剛毛の先端からの長さの割合が、１５％位置における横断面積を基端部の横断面積の１０〜２０％に、また２５％位置における横断面積を基端部の横断面積の２０〜４０％に、更に５０％位置における横断面積を基端部の横断面積の６０〜８０％に設定した請求項１〜４のいずれか１項記載の歯ブラシ。
6. 前記剛毛の第２側に柄の長手方向と略直交する平坦面を形成した請求項１〜５のいずれか１項記載の歯ブラシ。
7. 前記基台部に設ける複数本の剛毛における前記平坦面を、前記柄の長手方向の先端側にのみ又は基端側にのみ、或いは基台部における剛毛の行毎の先端側又は基端側に設けた請求項６記載の歯ブラシ。
8. 前記剛毛の先端部を半径０．１ｍｍ以上の部分球面状に形成した請求項１〜７のいずれか１項記載の歯ブラシ。
9. 前記基台前部をヘッド部から０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で前方へ突出させた請求項１〜８のいずれか１項記載の歯ブラシ。
10. 前記複数本の剛毛からなるブラシ部の先端幅を基端幅の７５％以上９５％以下に設定した請求項１〜９のいずれか１項記載の歯ブラシ。
11. 前記ブラシ部材をエラストマで構成した請求項１〜１０のいずれか１項記載の歯ブラシ。