JP7407091B2 - 歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、歯ブラシに関するものである。

う蝕や歯周病の予防にはプラークコントロールが重要である。従来、う蝕好発部位である奥歯の奥のプラークを除去するために、ヘッド部を薄く、ネック部を細くした仕様で奥歯到達性を高めた歯ブラシが開発されてきた。

薄型のヘッド部を有する歯ブラシの開発時に、ＰＰ（ポリプロピレン）などの汎用樹脂を用いた際に留意することは、ＰＰが比較的柔らかい樹脂であることから、口腔内操作性を確保しながら、使用時のネック部の撓みを抑制することである。そのため、当該課題を解決する施策としては、ネック領域における最適な「撓み挙動」、「幅と厚みの推移」、および「湾曲形状」などの工夫が報告されている（例えば、特許文献１～特許文献３参照）。

国際公開第２０１７／１５５０３３号 国際公開第２０１８／０７９１１４号 国際公開第２０１８／０７９１１５号

現在市場に出ている薄型ヘッド部を有する歯ブラシの多くは不透明樹脂であるＰＰやＰＯＭ（ポリアセタール）であるため、外観差別性の観点から透明系（透明または半透明）樹脂によるヘッド部の薄型化が望まれている。従来、歯ブラシ用の透明系樹脂としてはポリエステル系が主に使われてきたが、当該樹脂は一般的に耐疲労強度に課題がある。

具体的には、ポリエステル系樹脂は、瞬間的な衝撃には強いものの、比較的軽い力を継続して受けると破断しやすいというＰＰにはない特性を有している（ＰＰは自身が塑性変形するので破断しづらい）。そのため、ポリエステル系樹脂によるヘッド部の薄型化は技術的難易度が高いものであった。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、耐疲労強度を確保した透明系の歯ブラシを提供することを目的とする。

疲労破断は一般的にネック部で起こるため、耐疲労強度の確保には負荷エネルギーがネック部領域に蓄積しないようにすることが大事である。そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の薄型化施策として使われた、ネック部に特化した断面形状推移（すなわち、ネック部自体の強化）ではなく、当該エネルギーを広範囲に分散させるために、ヘッド部、ネック部および把持部の各位置における断面２次モーメントのバランスを適正化することで、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。

具体的には、本発明の第１の態様に従えば、先端側に位置し植毛面を有するヘッド部と、前記ヘッド部より後端側に配置された把持部と、前記ヘッド部と前記把持部との間に配置されたネック部と、を有するブラシ本体を備え、前記ブラシ本体は、透明系飽和ポリエステル樹脂で形成され、前記植毛面と直交する第１方向について、前記ヘッド部の厚さは全領域において２ｍｍ以上、３．８ｍｍ以下であり、前記ブラシ本体が延びる長軸方向と前記第１方向とに直交する第２方向について、前記ネック部の最小幅は５．３ｍｍ以下であり、前記ネック部が前記最小幅となる前記長軸方向の位置をＷとし、前記位置Ｗにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＷ１とし、前記ヘッド部における前記長軸方向、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれで中央となる中心をＳとし、前記中心Ｓにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＳ１とし、前記把持部における前記長軸方向、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれで中央となる中心をＴとし、前記中心Ｔにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＴ１とすると、前記断面二次モーメントＷ１は、２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下であり、Ｗ１／Ｓ１で表される値は、０．９以上、１．９以下であり、Ｔ１／Ｗ１で表される値は、６以上、２６以下であることを特徴とする歯ブラシが提供される。

また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第１方向で前記植毛面側である正面側から視た正面視における前記ネック部の撓み領域の前記長軸方向の長さに対して中間となる位置をＨとし、位置Ｈにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＨ１とすると、前記位置Ｈにおける前記第２方向の幅は、５．５ｍｍ以下であり、且つ、前記断面二次モーメントＨ１は、２８ｍｍ^４以上、７０ｍｍ^４以下であり、前記位置Ｈを起点として、前記ヘッド部側に１５ｍｍ離れた位置をＱとし、前記把持部側に１０ｍｍ離れた位置をＲとし、位置Ｑにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＱ１とし、位置Ｒにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＲ１とすると、Ｈ１／Ｑ１で表される値は、１．０以上、２．０以下であり、Ｒ１／Ｈ１で表される値は、１．７以上、３．０以下であることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記撓み領域における前記正面視で前記長軸方向の前記先端側の端部は、前記植毛面に設けられた複数の植毛穴のうち、最も前記後端側に位置する前記植毛穴における前記後端側の縁の位置であり、前記撓み領域における前記正面視で前記長さ方向の前記後端側の端部は、前記把持部の先端側の端部であり、前記撓み領域における前記長さ方向の前記後端側の端部を位置Ｉとすると、前記位置Ｈと前記位置Ｉとの間における前記正面視で前記第２方向の外形輪郭線において、前記先端側の端点と前記後端側の端点とを結ぶ直線は、前記長軸方向に対して１．９°以上、６．５°以下の傾きであり、前記第２方向の一方側から視た側面視で前記位置Ｈと前記位置Ｉとの間における前記第１方向で前記正面側とは逆側である背面側の外形輪郭線において、前記先端側の端点と前記後端側の端点とを結ぶ直線は、前記長軸方向に対して３．０°以上、５．３°以下の傾きであることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記位置Ｉから前記後端側に２０ｍｍ離れた位置をＵとすると、前記側面視で前記中心Ｓと、前記正面側の前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕとは略直線上にあり、前記側面視で前記中心Ｓと、前記背面側の前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕとは略直線上にあり、前記側面視で前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕは、前記中心Ｓを起点として前記長軸方向に延びる直線からの距離がいずれも５ｍｍ以下であることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記中心Ｓと前記位置Ｕとの間において、前記側面視の前記外形輪郭線は全て半径４５ｍｍ以上の円弧と直線とから選択された線で形成され、前記中心Ｓと前記位置Ｕとの間において、前記側面視の前記外形輪郭線における任意の二点を結んだ直線は、前記中心Ｓを起点として前記長軸方向に延びる直線に対する交差角度が８°以下であることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記透明系飽和ポリエステル樹脂は、ＰＣＴＡ樹脂であることを特徴とする。

本発明では、耐疲労強度を確保した透明系の歯ブラシを提供することが可能になる。

本発明の実施の形態を示す図であって、歯ブラシ１の構成を示す側面図である。 歯ブラシ１を植毛面５ａ側から見た正面図である。

以下、本発明の歯ブラシの実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

また、以下の説明では、後述するヘッド部３の植毛面３ａが設けられた側（植毛面側）を歯ブラシ１の正面側とし、ヘッド部３の植毛面３ａが臨む側とは逆側を歯ブラシ１の背面側とする。加えて、ブラシ本体２が延びる方向を長軸方向とし、植毛面３ａと平行、且つ、長軸方向に直交する方向を歯ブラシ１の幅方向（第２方向）とし、植毛面３ａに直交する方向を歯ブラシ１の厚さ方向（第１方向）として説明する。また、ヘッド部３が設けられる側（ヘッド部側）を先端側とし、把持部５が設けられる側（把持部側）を後端側として説明する。

図１は、歯ブラシ１の構成を示す側面図である。図２は、歯ブラシ１を植毛面３ａ側から見た正面図である。図２においては、ブラシ４０の図示を省略している。

図１および図２に示すように、本実施形態の歯ブラシ１は、全体として長尺状に形成された樹脂成形体からなるブラシ本体２とブラシ４０とを備えている。

ブラシ本体２は、先端側に位置し植毛面３ａを有するヘッド部３と、ヘッド部３より後端側に配置された把持部５と、ヘッド部３と把持部５との間に配置されたネック部４と有している。歯ブラシ１は、ヘッド部３の植毛面３ａに植設された複数の毛束（図示せず）を有するブラシ４０により口腔内を清掃することが可能となっている。

ブラシ本体２を構成する樹脂としては、透明または半透明となる透明系の非晶性の硬質樹脂で形成されている。本実施形態のブラシ本体２は、非晶性の硬質樹脂としてポリエステル樹脂が用いられている。非晶性のポリエステル樹脂としては、一例として、テレフタル酸（ＴＡ）とイソフタル酸（ＩＰＡ）を主成分とするジカルボン酸成分と、１、４シクロヘキサンジメタノールジオール（ＣＨＤＭ）を主成分とするジオール成分から成るＰＣＴＡ樹脂、あるいはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート樹脂が挙げられる。また、ポリエステル系以外の非晶性の樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂が挙げられる。

（ブラシ本体の正面側の外形輪郭線形状）
本実施形態の歯ブラシ１は、ブラシ本体２を側面視したときに、ブラシ本体２の正面側の外形輪郭線において、ヘッド部３の後端側から把持部５側に向けて、ヘッド部３の植毛面３ａから連続して後端側に直線状に延びる第１直線領域Ｌ１と、正面側に曲率中心を有し第１直線領域Ｌ１の後端から後端側に円弧状に延びる第１曲線領域Ｅ１と、背面側に曲率中心を有し第１曲線領域Ｅ１の後端から後端側に円弧状に延びる第２曲線領域Ｅ２とを有している。また、歯ブラシ１は、側面視における正面側に、正面側に曲率中心を有し第２曲線領域Ｅ２の後端から後端側に円弧状に延びる第３曲線領域Ｅ３と、背面側に曲率中心を有し第３曲線領域Ｅ３の後端から後端側に円弧状に延びる第４曲線領域Ｅ４とを有している。さらに、歯ブラシ１は、側面視における正面側に、正面側に曲率中心を有し第４曲線領域Ｅ４の後端から後端側に円弧状に延びる第５曲線領域Ｅ５と、背面側に曲率中心を有し第５曲線領域Ｅ５の後端から後端側に円弧状に延びる第６曲線領域Ｅ６とを有している。

（ブラシ本体の背面側の外形輪郭線形状）
本実施形態の歯ブラシ１は、ブラシ本体２を側面視したときに、ブラシ本体２の背面側の外形輪郭線において、ヘッド部３の後端側から把持部５側に向けて、ヘッド部３の背面から連続して後端側に直線状に延びる第２直線領域Ｌ２と、背面側に曲率中心を有し第２直線領域Ｌ２の後端側中途から後端側に円弧状に延びる第７曲線領域Ｅ７と、第７曲線領域Ｅ７の後端から後端側に長軸方向と平行に直線状に延びる第３直線領域Ｌ３とを有している。また、歯ブラシ１は、側面視における背面側に、背面側に曲率中心を有し第３直線領域Ｌ３の後端から後端側に円弧状に延びる第８曲線領域Ｅ８と、背面側に曲率中心を有し第８曲線領域Ｅ８の後端から後端側に円弧状に延びる第９曲線領域Ｅ９と、正面側に曲率中心を有し第９曲線領域Ｅ９の後端から後端側に円弧状に延びる第１０曲線領域Ｅ１０とを有している。さらに、歯ブラシ１は、側面視における背面側に、背面側に曲率中心を有し第１０曲線領域Ｅ１０の後端から後端側に円弧状に延びる第１１曲線領域Ｅ１１と、正面側に曲率中心を有し第１１曲線領域Ｅ１１の後端から後端側に円弧状に延びる第１２曲線領域Ｅ１２と、第１２曲線領域Ｅ１２の後端から後端側に長軸方向と平行に直線状に延びる第４直線領域Ｌ４とを有している。

（ブラシ本体の幅方向両側の外形輪郭線形状）
本実施形態の歯ブラシ１は、ブラシ本体２を正面視したときに、幅方向の中心に位置し長軸方向に延びる中心線に対してブラシ本体２の幅方向両側の外形輪郭線が線対称に形成されている。そのため、以下の説明では、幅方向の一方側（図２中、下側）の外形輪郭線について説明する。また、円弧状に延びる曲線領域の曲率中心の位置については、外形輪郭線に対して幅方向の中心側の場合を内側とし、幅方向の中心と逆側の場合を外側と称する。

本実施形態の歯ブラシ１は、ブラシ本体２を正面視したときに、ブラシ本体２の幅方向の外形輪郭線において、ヘッド部３とネック部４との境界（詳細は後述）から後端側に直線状に延びる第５直線領域Ｌ５と、外側に曲率中心を有し第５直線領域Ｌ５の後端側中途から後端側に円弧状に延びる第１３曲線領域Ｅ１３と、内側に曲率中心を有し第１３曲線領域Ｅ１３の後端から後端側に円弧状に延びる第１４曲線領域Ｅ１４とを有している。また、本実施形態の歯ブラシ１は、ブラシ本体２の正面視において、外側に曲率中心を有し第１４曲線領域Ｅ１４の後端から後端側に円弧状に延びる第１５曲線領域Ｅ１５と、内側に曲率中心を有し第１５曲線領域Ｅ１５の後端から後端側に円弧状に延びる第１６曲線領域Ｅ１６とを有している。さらに、歯ブラシ１は、ブラシ本体２の正面視において、外側に曲率中心を有し第１６曲線領域Ｅ１６の後端から後端側に円弧状に延びる第１７曲線領域Ｅ１７と、内側に曲率中心を有し第１７曲線領域Ｅ１７の後端から後端側に円弧状に延びる第１８曲線領域Ｅ１８とを有している。

（ヘッド部）
ヘッド部３は、複数の毛束により口腔内を刷掃する部分であり、略直方体状を為すと共に、角部が丸みを帯びた形状を有している。ヘッド部３は、正面視において４つの頂部が曲線で隅切りされた略四角形の平板状の形状を有している。本実施形態において、ヘッド部３とネック部４との境界は、ヘッド部３の正面視形状における、ネック部４側の隅切を形成する曲線の終点、すなわち、隅切を形成する曲線の曲がり方向が変化する位置である。

ヘッド部３は、正面側に植毛面３ａを有している。植毛面３ａには、同一径の植毛穴６が複数並んで配置されている。植毛穴６は、ヘッド部３の幅方向の長さに応じた幅方向に間隔をあけて複数個（図２では、２～４個）配列された列が長軸方向に間隔をあけて複数列（図２では８列）設けられている。植毛穴６には、ブラシ４０を構成する毛束がそれぞれ植毛されている。

毛束は、複数本の刷毛（フィラメント）を束ねて二つ折りにし、その間に平線と呼ばれる金属製の抜止め具（図示せず）を挟んで植毛穴６に打ち込むことによって、各植毛穴６に植設されている。ヘッド部３は、正面側の植毛面３ａと背面側の面とが互いに平坦で平行な面を形成している。

ヘッド部３は、口腔内を刷掃し易い形状や大きさであればよく、その形状について特に限定されるものではなく、例えば、その基端側から先端側に向かって漸次幅が狭くなる形状としてもよい。また、ヘッド部３は、その基端側から先端側に向かって漸次厚みが薄くなるテーパー形状であってもよく、ヘッド部３の背面側の中央部が盛り上がった丸みのある形状であってもよい。

ヘッド部３の全領域における厚さは、２ｍｍ以上、３．８ｍｍ以下であることが好ましく、３．０～３．７ｍｍであることがより好ましく、３．１～３．５ｍｍであることがさらに好ましい。なお、ヘッド部３の厚さが一定でない場合、ヘッド部３の厚さは、ヘッド部３の最大厚さとして定義される。
ヘッド部３の厚さが２ｍｍ未満の場合、耐久性が低下する可能性がある。ヘッド部３の厚さが３．８ｍｍを超えた場合、奥歯への挿入性や操作性が低下する可能性がある。ヘッド部３の厚さを２ｍｍ以上、３．８ｍｍ以下とすることにより、耐久性が低下することなく、奥歯への挿入性や操作性を向上させることができる。

（ネック部）
ネック部４は、把持部５とヘッド部３との間に配置され把持部５とヘッド部３とを連結する部分である。本実施形態では、正面視及び側面視におけるネック部４と把持部５との外形輪郭線は、ヘッド部３とネック部４の境界から把持部５側に向けて直線および緩やかな曲線が複数繋がった形状である。そして、正面視において、図２に示した第１４曲線領域Ｅ１４と第１５曲線領域Ｅ１５との交点であり曲率が変化する位置Ｉをネック部４と把持部５との境界とする。なお、上記の曲率変化が不明瞭な場合、あるいは曲率変化する位置が存在しない場合は、ブラシ本体２の全長に対してブラシ本体２（ヘッド部３）の先端から４２．２％の位置（例えば、ブラシ本体２の全長が１８０ｍｍの場合、ブラシ本体２の先端から７６．０ｍｍの位置）を境界とする。

ネック部４の長軸方向の長さは、正面視における位置Ｗ（詳細は後述）と位置Ｉとの最短距離と定義する。ネック部４の長さは２５～４５ｍｍであることが好ましく、２５～４０ｍｍであることがさらに好ましい。
ネック部４の長さを上記範囲とすることで、奥歯への挿入性および奥歯の清掃時の操作性を向上させることができる。

ネック部４は、ヘッド部３との境界から把持部５に向けて、正面視で外形輪郭線が第５直線領域Ｌ５で形成される領域が一定の最小幅であり、外形輪郭線が第１３曲線領域Ｅ１３および第１４曲線領域Ｅ１４で形成される領域が最小幅から幅が漸次広くなる。ネック部４の最小幅は、５．３ｍｍ以下であることが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、４．８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ネック部４の最小幅を５．３ｍｍ以下とすることにより、奥歯への挿入性や操作性を向上させることができる。ネック部４の最小幅は、強度面から３．５ｍｍ以上であることが好ましい。

ネック部４は、ヘッド部３との境界から把持部５に向けて、側面視で外形輪郭線が第１直線領域Ｌ１と第３直線領域Ｌ３とで形成される領域が一定の最小厚さであり、外形輪郭線が曲線領域Ｅ１、Ｅ２および曲線領域Ｅ８、Ｅ９で形成される領域が最小厚さから厚さが漸次広くなる。位置Ｗ（詳細は後述）におけるネック部４の最小厚さは、５．３ｍｍ以下であることが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、４．８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ネック部４の最小厚さが５．３ｍｍを超えた場合、奥歯への挿入性や操作性が低下する可能性がある。ネック部４の最小厚さは、強度面から３．５ｍｍ以上であることが好ましい。

ネック部４において最小幅となる長軸方向の位置をＷとし、位置Ｗにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメント（幅×厚さ^３／１２）をＷ１とすると、断面二次モーメントＷ１は、２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下であることが好ましく、２５ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下であることがより好ましく、３０ｍｍ^４以上、４５ｍｍ^４以下であることがさらに好ましい。

断面二次モーメントＷ１が５０ｍｍ^４を超えた場合、奥歯の頬側を磨く際に唇でネック部４を幅方向に挟み込むため抵抗を感じ、口腔内操作性が低下する。断面二次モーメントＷ１が２０ｍｍ^４未満の場合、十分な耐疲労性を得ることが困難になる。断面二次モーメントＷ１を２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下とすることにより、良好な口腔内操作性と十分な耐疲労性を得ることができる。

また、ヘッド部３における長軸方向、厚さ方向および幅方向のそれぞれで中央となる中心をＳとし、中心Ｓにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＳ１とすると、Ｗ１／Ｓ１表される値は、０．９以上、１．９以下であることが好ましく、０．９以上、１．８以下であることがより好ましく、１．０以上、１．８以下であることがさらに好ましい。

Ｗ１／Ｓ１表される値が０．９よりも小さい場合、ヘッド部３がネック部４と比較して撓みにくくなる。この場合、厚さ方向の曲げに伴う応力集中がネック部３の先端側に生じやすくなり耐疲労性が不利になるとともに、負荷エネルギーを把持部５側に伝達しづらくなる。Ｗ１／Ｓ１表される値が１．９よりも大きい場合、ヘッド部３と比べてネック部４が撓みにくくなる。この場合、ヘッド部３の撓み易さに対してネック部４が連動して撓まず、撓み挙動の乖離が大きくなることから、負荷エネルギーを把持部５側に伝達しづらくなり、ネック部４の領域のみで負荷を負担することになってしまう。

ネック部４は、ヘッド部３に負荷が加わった際に撓む撓み領域４Ａを有している。撓み領域４Ａは、先端側の端部がヘッド部３の後端側の位置Ｇであり、後端側の端部がネック部４と把持部５との境界（すなわち、把持部５の先端側端部）の位置Ｉである。撓み領域４Ａにおける先端側の位置Ｇは、図２に示されるように、植毛面３ａに設けられた複数の植毛穴６のうち、最も後端側に位置する植毛穴６ａにおける後端側の縁の位置である。

撓み領域４Ａの長軸方向の長さに対して中間位置となる長軸方向の位置をＨとし、位置Ｈにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＨ１とすると、位置Ｈにおけるネック部４の幅は、５．５ｍｍ以下であることが好ましい。位置Ｈにおけるネック部４の幅を５．５ｍｍ以下とすることにより、ネック部４の中間位置においても良好な奥歯への挿入性および操作性が得られる。

また、断面二次モーメントＨ１は、２８ｍｍ^４以上、７０ｍｍ^４以下であることが好ましく、３５ｍｍ^４以上、６３ｍｍ^４以下であることがより好ましく、３７ｍｍ^４以上、６０ｍｍ^４以下であることがさらに好ましい。断面二次モーメントＨ１が７０ｍｍ^４を超えた場合、奥歯の頬側を磨く際に唇でネック部４を幅方向に挟み込むため抵抗を感じ、口腔内操作性が低下する。断面二次モーメントＨ１が２８ｍｍ^４未満の場合、十分な耐疲労性を得ることが困難になる。断面二次モーメントＨ１を２８ｍｍ^４以上、７０ｍｍ^４以下とすることにより、良好な口腔内操作性と十分な耐疲労性を得ることができる。

ネック部４において、位置Ｈを起点として、ヘッド部３側に１５ｍｍ離れた位置をＱとし、位置Ｑにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＱ１とすると、Ｈ１／Ｑ１で表される値は、１．０以上、２．０以下であることが好ましく、１．１以上、１．５以下であることがより好ましい。また、位置Ｈを起点として、把持部５側に１０ｍｍ離れた位置をＲとし、位置Ｒにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＲ１とすると、Ｒ１／Ｈ１で表される値は、１．７以上、３．０以下であることが好ましく、１．９以上、２．８以下であることがより好ましい。

Ｈ１／Ｑ１で表される値およびＲ１／Ｈ１で表される値を上記の範囲とすることにより、位置Ｈの幅が大きくなり口腔内操作性を低下させることなく、厚さ方向の曲げに伴う応力集中を断面二次モーメントが大きく曲げ強度が大きい後端側に移行させて耐疲労性を確保することができる。

図２に示すように、位置Ｈと位置Ｉとの間における正面視で幅方向の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ１と後端側の端点Ｐ２とを結ぶ直線は、長軸方向に対して１．９°以上、６．５°以下の角度（以下、角度θ１２と称する）で傾いて交差することが好ましい。図１に示すように、位置Ｈと位置Ｉとの間における側面視で背面側の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ４と後端側の端点Ｐ５とを結ぶ直線は、長軸方向に対して３．０°以上、５．３°以下の角度（以下、角度θ４５と称する）で傾いて交差することが好ましい。

また、図２に示すように、位置Ｗと位置Ｉとの間における正面視で幅方向の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ３と後端側の端点Ｐ２とを結ぶ直線は、長軸方向に対して１．９°以上、４．５°以下、好ましくは２．５°以上、４．０°以下の角度（以下、角度θ３２と称する）で傾いて交差することが好ましい。図１に示すように、位置Ｗと位置Ｉとの間における側面視で背面側の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ６と後端側の端点Ｐ５とを結ぶ直線は、長軸方向に対して２．０°以上、３．５°以下、好ましくは２．０°以上、３．０°以下の角度（以下、角度θ６５と称する）で傾いて交差することが好ましい。
なお、最小幅となる位置が長軸方向で一箇所以上あるときの位置Ｗは、最小幅となる最も先端側の位置とする。

そして、位置Ｗと位置Ｈとの間における正面視で幅方向の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ３と後端側の端点Ｐ１とを結ぶ直線は、長軸方向に対して３°以下、好ましくは１°以下の角度（以下、角度θ３１と称する）であることが好ましい。位置Ｗと位置Ｈとの間における側面視で背面側の外形輪郭線において、先端側の端点Ｐ６と後端側の端点Ｐ４とを結ぶ直線は、長軸方向に対して３°以下、好ましくは１°以下の角度（以下、角度θ６４と称する）で傾いて交差することが好ましい。

ネック部４が最小幅となる位置Ｗと位置Ｈとの間においては、長軸方向に対して外形輪郭線が傾く角度が小さいことが磨き心地および口腔内操作性の観点から好ましい。一方、位置Ｈより後端側、すなわち位置Ｈと位置Ｉとの間において、上記角度が急激に大きくなると位置Ｗと位置Ｈとの間における磨き心地および口腔内操作性の効果が損なわれる可能性がある。そのため、外形輪郭線において、位置Ｈと位置Ｉとの間における正面視での上記角度θ１２と側面視での上記角度θ４５を上記の範囲とし、位置Ｗと位置Ｉとの間における正面視での上記角度θ３２と側面視での上記角度θ６５を上記の範囲として、後端側に向けて幅および厚さを緩やかに大きくすることにより、ネック部４の全体で磨き心地および口腔内操作性を確保できる。

上記の断面二次モーメントを満足すれば、ネック部４の断面形状は、略四角形、略多角形、真円形、楕円形であることが好ましい。

（把持部）
把持部５は、使用者が把持する部分であり、長尺柱状に形成されている。この把持部５を把持して使用するのに十分な長さを確保するため、正面視における位置Ｗから把持部５の後端までの長さを１００～２００ｍｍとすることが好ましい。

把持部５は、ネック部４との境界の位置Ｉから後端側に向けて、正面視で外形輪郭線が第１６曲線領域Ｅ１６の極大値を示す位置まで幅が漸次広くなる。正面視で第１６曲線領域Ｅ１６が極大値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、第１７曲線領域Ｅ１７が極小値を示す位置まで幅が漸次狭くなる。正面視で第１７曲線領域Ｅ１７が極小値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、第１８曲線領域Ｅ１８が極大値を示す位置まで幅が漸次広くなる。本実施形態の把持部５は、第１８曲線領域Ｅ１８が極大値を示す位置で最大幅となる。正面視で第１８曲線領域Ｅ１８が極大値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、後端側の端部まで幅が漸次狭くなる。

把持部５は、ネック部４との境界の位置Ｉから後端側に向けて、側面視で外形輪郭線が第３曲線領域Ｅ３の極小値を示す位置まで厚さが漸次小さくなる。側面視で第３曲線領域Ｅ３が極小値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、第４曲線領域Ｅ４が極大値を示す位置まで厚さが漸次大きくなる。側面視で第４曲線領域Ｅ４が極大値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、第５曲線領域Ｅ５が極小値を示す位置まで厚さが漸次小さくなる。側面視で第５曲線領域Ｅ５が極小値を示す位置から後端側の外形輪郭線は、第６曲線領域Ｅ６が極大値を示す位置まで厚さが漸次大きくなる。

図１および図２に示すように、把持部５における長軸方向、厚さ方向および幅方向のそれぞれで中央となる中心をＴとし、中心Ｔにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＴ１とすると、Ｔ１／Ｗ１で表される値は、６以上、２６以下であることが好ましく、７以上、２０以下であることがより好ましく、７以上、１４以下であることがさらに好ましい。

Ｔ１／Ｗ１で表される値が６よりも小さい場合、ネック部４が把持部５と比較して撓みにくくなり、厚さ方向の曲げに伴う応力集中がネック部３の先端側に生じやすくなり強度的に不利になる。一方、Ｔ１／Ｗ１で表される値が２６よりも大きい場合、ネック部４の撓みに対して把持部５の撓みが過度に抑制され、ネック部４と把持部５との境界付近で応力集中しやすくなり強度的に問題が生じる可能性がある。

そのため、上述したように、断面二次モーメントＷ１を２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下とし、Ｗ１／Ｓ１表される値を０．９以上、１．９以下とし、Ｔ１／Ｗ１で表される値を６以上、２６以下とすることにより、中心Ｓ、位置Ｗおよび中心Ｔ間の撓み挙動を制御することができる。すなわち、断面二次モーメントを上記に設定することにより、ヘッド部３の先端から把持部５に向かって、断面二次モーメントが滑らかに増加することで、断面二次モーメントが緩やかに変化する。これにより、本実施形態の歯ブラシ１では、常に先端側が撓みやすく、後端側が撓みにくくなり、ブラシ本体２に透明系飽和ポリエステル樹脂を用いた場合でも負荷エネルギーが局所的に留まらずに、先端側から耐疲労性として有利な後端側へ円滑に移行させることができる。

また、把持部５において最大厚さとなる長軸方向の位置をＴａとし、位置Ｔａにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＴａ１とすると、Ｔａ１／Ｗ１で表される値は、７以上、３５以下であることが好ましい。本実施形態では、位置Ｔａは位置Ｉと同一位置である。Ｔａ１／Ｗ１で表される値が７よりも小さい場合、ネック部４が把持部５と比較して撓みにくくなり、厚さ方向の曲げに伴う応力集中がネック部３の先端側に生じやすくなり強度的に不利になる。一方、Ｔａ１／Ｗ１で表される値が３５よりも大きい場合、ネック部４の撓みに対して把持部５の撓みが過度に抑制され、ネック部４と把持部５との境界付近で応力集中しやすくなり強度的に問題が生じる可能性がある。

図１に示すように、把持部５において、位置Ｉから後端側に２０ｍｍ離れた位置をＵとし、側面視で位置Ｕにおける背面側の外形輪郭線上の点をＰ７とすると、中心Ｓ、上述した位置Ｈの端点Ｐ４、位置Ｉの端点Ｐ５および位置Ｕの点Ｐ７は、略直線上にある。同様に、側面視で正面側の外形輪郭線上における位置Ｈの点をＰ８とし、位置Ｉの点をＰ９とし、位置Ｕの点をＰ１０とすると、中心Ｓ、位置Ｈの点Ｐ８、位置Ｉの点Ｐ９および位置Ｕの点Ｐ１０は、略直線上にある。ここで、略直線上とは、中心Ｓを起点として長軸方向に延びる直線をＳＬとすると、上記の端点Ｐ４、端点Ｐ５、点Ｐ７、点Ｐ８、点Ｐ９および点Ｐ１０は、直線ＳＬからの距離がいずれも５ｍｍ以下であることを指す。上記の端点Ｐ４、端点Ｐ５、点Ｐ７、点Ｐ８、点Ｐ９および点Ｐ１０が上記の位置にあることにより、歯ブラシ１の先端側から後端側にかけて厚さ方向に大きく湾曲する部分が設けられないことになる。そのため、歯ブラシ１においては、応力負荷が局所的に滞留することを防ぎ、曲げ強度が大きい把持部５側に滑らかに移行することができる。

中心Ｓと位置Ｕとの間において、側面視の外形輪郭線は全て半径４５ｍｍ以上の円弧と直線とから選択された線で形成されていることが好ましい。中心Ｓと位置Ｕとの間において、側面視の外形輪郭線における任意の二点を結んだ直線は、中心Ｓを起点として長軸方向に延びる直線ＳＬに対する交差角度が８°以下であることが好ましい。
中心Ｓと位置Ｕとの間において、側面視の外形輪郭線を上記の規定とすることにより、歯ブラシ１においては、側面視の外形輪郭線に大きな凹凸部が設けられないことになり、さらに応力負荷が局所的に滞留することを防ぎ、曲げ強度が大きい把持部５側に滑らかに移行することができる。

位置Ｕにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＵ１とすると、Ｕ１／Ｗ１で表される値は、６以上、２５以下であることが好ましく、７以上、２０以下であることがより好ましい。Ｕ１／Ｗ１で表される値が６よりも小さい場合、ネック部４が把持部５と比較して撓みにくくなり、厚さ方向の曲げに伴う応力集中がネック部３の先端側に生じやすくなり強度的に不利になる。一方、Ｕ１／Ｗ１で表される値が２５よりも大きい場合、ネック部４の撓みに対して把持部５の撓みが過度に抑制され、ネック部４と把持部５との境界付近で応力集中しやすくなり強度的に問題が生じる可能性がある。

図１に示すように、把持部５において、位置Ｉから先端側に１０ｍｍ離れた位置をＪとし、位置Ｊにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＪ１とし、上述した位置Ｉにおける厚さ方向の曲げに関する断面二次モーメントをＩ１とすると、Ｉ１／Ｊ１で表される値は、２．０以上、６．０以下であることが好ましく、２．５以上、４．０以下であることがより好ましい。また、Ｕ１／Ｉ１で表される値は、０．５以上、１．１以下であることが好ましい。

Ｉ１／Ｊ１で表される値およびＵ１／Ｉ１で表される値が上記の範囲である場合には、ネック部４と把持部５の境界付近において応力負荷が局所的に滞留することを防ぎ（抑制し）、曲げ強度が大きい把持部５側に滑らかに移行することができる。

上記の位置Ｑと位置Ｒとの間においては、正面視で半径が１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下の円弧状の曲線または長軸方向に延びる直線に対して１．７°以上、４°以下の角度で交差する直線で外形輪郭線が形成されることが好ましく、１．８°以上、３°以下の角度で交差する直線で外形輪郭線が形成されることがより好ましい。
また、上記の位置Ｑと位置Ｒとの間においては、側面視で半径２００ｍｍ以上の円弧状の曲線または長軸方向に延びる直線に対して１．０°以上、１．４°以下の角度で交差する直線で外形輪郭線が形成されることが好ましい。

ネック部４の位置Ｑと位置Ｒとの間において、正面視および側面視の外形輪郭線を上記の規定とすることにより、位置Ｑと位置Ｒとの間でネック部４の断面積が緩やかに増加することになり、さらに応力負荷が曲げ強度が大きい把持部５側にさらに滑らかに移行することができる。

以上説明したように、本実施形態の歯ブラシ１では、ヘッド部３、ネック部４および把持部５の各部位における断面二次モーメント比を適正化することで、負荷エネルギーが局所的に留まらず、耐疲労性として有利な後端側の部位へ移行でき、耐疲労強度を確保した透明系の歯ブラシ１を提供することが可能になる。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１～７、比較例１～６）
本実施例では、下記［表１Ａ］、［表１Ｂ］に示す仕様に従って、実施例１～７、比較例１～６の歯ブラシを、図１および図２に示した歯ブラシと同様のサンプルを作製した。
各例の歯ブラシのハンドル体の全長は１８０ｍｍであり、各部位は表１に示す寸法とした。ブラシ本体は、ＰＣＴＡ樹脂を用いた。

［評価方法］
（１）疲労耐久性
［試験方法］疲労耐久性については、把持部における後端から６０ｍｍ部分を固定し、ヘッド部に５０ｍｍの変位を２４０ｒｐｍの速さで繰り返し負荷した（サンプル数；ｎ＝５）。
上記の負荷を繰り返し１００万回付与した際に全て破断せず、且つ全てクラックが発生しない場合を「Ａ」とし、１００万回付与した際に全て破断せず、０．５ｍｍ未満のクラックが１本でも確認できる場合を「Ｂ」とし、１００万回付与した際に全て破断せず、０．５ｍｍ以上のクラックが１本でも確認できる場合を「Ｃ」とし、９０～１００万回付与の間で破断が１本以内の場合を「Ｄ」とし、８０～９０万回付与した間で破断が１本以内の場合を「Ｅ」とし、５０～８０万回付与した際に１本でも破断した場合を「Ｆ」とし、５０万回未満の付与で１本でも破断した場合を「Ｇ」とした。

（２）口腔内操作性
［試験方法］１０人のモニターが口腔内を清掃し、各例の歯ブラシの操作性について評価した。
操作性の評価は、１点～７点の７段階とされ、操作性が良好であると感じたものほど、高い点数となっている。１０人のモニターの平均点を下記判定基準に分類し、口腔内での操作性を判定した。
＜判定基準＞
Ａ：平均点が６．０点以上
Ｂ：平均点が５．５点以上、６．０点未満
Ｃ：平均点が５．０点以上、５．５点未満
Ｄ：平均点が４．５点以上、５．０点未満
Ｅ：平均点が４．０点以上、４．５点未満
Ｆ；平均点が３．５点以上、４．０点未満
Ｇ：平均点が３．５点未満

［表１Ａ］、［表１Ｂ］に示されるように、ヘッド部の厚さが全領域において２ｍｍ以上、３．８ｍｍ以下であり、ネック部の最小幅が５．３ｍｍ以下であり、断面二次モーメントＷ１が、２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下であり、Ｗ１／Ｓ１で表される値が０．９以上、１．９以下であり、Ｔ１／Ｗ１で表される値が６以上、２６以下である実施例１～７のサンプルでは、疲労耐久性、口腔内操作性および衝撃耐久性の全てで良好な結果が得られた。

一方、断面二次モーメントに関してＷ１／Ｓ１で表される値が０．９以上、１．９以下の範囲から外れている比較例１のサンプルでは、疲労耐久性について良好な評価が得られなかった。ヘッド部の厚さ、ネック部の最小幅および断面二次モーメントＷ１が上記の好ましい範囲から外れている比較例２のサンプルでは、口腔内操作性について良好な評価が得られなかった。ヘッド部の厚さ、ネック部の最小幅および断面二次モーメントＷ１、Ｔ１／Ｗ１で表される値が上記の好ましい範囲から外れている比較例３のサンプルでは、口腔内操作性について良好な評価が得られなかった。

ネック部の最小幅およびＷ１／Ｓ１で表される値が上記の好ましい範囲から外れている比較例４のサンプルでは、口腔内操作性について良好な評価が得られなかった。Ｗ１／Ｓ１で表される値が上記の好ましい範囲から外れている比較例５のサンプルでは、疲労耐久性について良好な評価が得られなかった。断面二次モーメントＷ１およびＴ１／Ｗ１で表される値が上記の好ましい範囲から外れている比較例６のサンプルでは、疲労耐久性について良好な評価が得られなかった。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１…歯ブラシ、 ２…ブラシ本体、 ３…ヘッド部、 ３ａ…植毛面、 ４…ネック部、 ４Ａ…撓み領域、 ５…把持部、 ６、６ａ…植毛穴、 Ｓ、Ｔ…中心

Claims (6)

1. 先端側に位置し植毛面を有するヘッド部と、前記ヘッド部より後端側に配置された把持部と、前記ヘッド部と前記把持部との間に配置されたネック部と、
   を有するブラシ本体を備え、
   前記ブラシ本体は、透明系飽和ポリエステル樹脂で形成され、
   前記植毛面と直交する第１方向について、前記ヘッド部の厚さは全領域において２ｍｍ以上、３．８ｍｍ以下であり、
   前記ブラシ本体が延びる長軸方向と前記第１方向とに直交する第２方向について、前記ネック部の最小幅は５．３ｍｍ以下であり、
   前記ネック部が前記最小幅となる前記長軸方向の位置をＷとし、前記位置Ｗにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＷ１とし、
   前記ヘッド部における前記長軸方向、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれで中央となる中心をＳとし、前記中心Ｓにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＳ１とし、
   前記把持部における前記長軸方向、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれで中央となる中心をＴとし、前記中心Ｔにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＴ１とすると、
   前記断面二次モーメントＷ１は、２０ｍｍ^４以上、５０ｍｍ^４以下であり、
   Ｗ１／Ｓ１で表される値は、０．９以上、１．９以下であり、
   Ｔ１／Ｗ１で表される値は、６以上、２６以下であることを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記第１方向で前記植毛面側である正面側から視た正面視における前記ネック部の撓み領域の前記長軸方向の長さに対して中間となる位置をＨとし、位置Ｈにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＨ１とすると、
   前記位置Ｈにおける前記第２方向の幅は、５．５ｍｍ以下であり、且つ、前記断面二次モーメントＨ１は、２８ｍｍ^４以上、７０ｍｍ^４以下であり、
   前記位置Ｈを起点として、前記ヘッド部側に１５ｍｍ離れた位置をＱとし、前記把持部側に１０ｍｍ離れた位置をＲとし、位置Ｑにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＱ１とし、位置Ｒにおける前記第１方向の曲げに関する断面二次モーメントをＲ１とすると、
   Ｈ１／Ｑ１で表される値は、１．０以上、２．０以下であり、
   Ｒ１／Ｈ１で表される値は、１．７以上、３．０以下である、
   請求項１に記載の歯ブラシ。
3. 前記撓み領域における前記正面視で前記長軸方向の前記先端側の端部は、前記植毛面に設けられた複数の植毛穴のうち、最も前記後端側に位置する前記植毛穴における前記後端側の縁の位置であり、
   前記撓み領域における前記正面視で前記長さ方向の前記後端側の端部は、前記把持部の先端側の端部であり、
   前記撓み領域における前記長さ方向の前記後端側の端部を位置Ｉとすると、
   前記位置Ｈと前記位置Ｉとの間における前記正面視で前記第２方向の外形輪郭線において、前記先端側の端点と前記後端側の端点とを結ぶ直線は、前記長軸方向に対して１．９°以上、６．５°以下の傾きであり、
   前記第２方向の一方側から視た側面視で前記位置Ｈと前記位置Ｉとの間における前記第１方向で前記正面側とは逆側である背面側の外形輪郭線において、前記先端側の端点と前記後端側の端点とを結ぶ直線は、前記長軸方向に対して３．０°以上、５．３°以下の傾きである、
   請求項２に記載の歯ブラシ。
4. 前記位置Ｉから前記後端側に２０ｍｍ離れた位置をＵとすると、
   前記側面視で前記中心Ｓと、前記正面側の前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕとは略直線上にあり、
   前記側面視で前記中心Ｓと、前記背面側の前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕとは略直線上にあり、
   前記側面視で前記外形輪郭線における位置Ｈ、位置Ｉおよび位置Ｕは、前記中心Ｓを起点として前記長軸方向に延びる直線からの距離がいずれも５ｍｍ以下である、
   請求項３に記載の歯ブラシ。
5. 前記中心Ｓと前記位置Ｕとの間において、前記側面視の前記外形輪郭線は全て半径４５ｍｍ以上の円弧と直線とから選択された線で形成され、
   前記中心Ｓと前記位置Ｕとの間において、前記側面視の前記外形輪郭線における任意の二点を結んだ直線は、前記中心Ｓを起点として前記長軸方向に延びる直線に対する交差角度が８°以下である、
   請求項４に記載の歯ブラシ。
6. 前記透明系飽和ポリエステル樹脂は、ＰＣＴＡ樹脂である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の歯ブラシ。

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