JP7721628B2 - 電動歯ブラシヘッド - Google Patents

Description

本発明は、毛束付きの半球または球、特に歯ブラシヘッドの減じられたサイズを可能にする構造の毛束付きの半球または球を備える、電動歯ブラシのための改良された歯ブラシヘッドに関する。

欧州特許第２１４２１３８号明細書は、チャネルによって互いに分離された実質的に半球形の２つの区分と、チャネルを通って延びる駆動手段とを備える実質的に球形のブラシを備え、ヘッドに独立した第１のブラッシング運動および独立した第２のブラッシング運動を少なくとも与えるように適応させられた歯ブラシを記載している。

出願人は、このような球形のブラシを備える歯ブラシが、快適な使用と全ての歯の効果的なクリーニングとを可能にするために一定のサイズ以下であるべきであることを見出した。本発明の目的は、歯の効率的なクリーニングを可能にする十分に小さなサイズの実質的に球形のブラシを有する改良された電動歯ブラシヘッドを提供することである。

本発明の更なる目的は、実質的に半球形のブラシを有する改良された電動歯ブラシヘッドを提供することである。

駆動手段を有する実質的に球形のブラシは、従来のブラシと比較した場合に固有の欠点を有している。従来の歯ブラシは、典型的には、固定端において支持体に打ち込まれた複数の「ブリッスル束」から形成されるブリッスル群を備える。ブリッスルは、その自由端において概して平坦なブラッシング面を提供するために、概して、支持体から同一の配向で突出する。

（基部直径において）球形のブラシまたは半球形のブラシは、中央の球形の支持体を有しており、この支持体からブリッスルが反対方向に突出する。その結果、所定の長さのブリッスルにとって、球形のブラシの全体寸法は、片側の配置にとって必要である全体寸法の２倍になる。さらに、ブリッスルは、摩耗要求によって設定されるブリッスルの所定の直径のために十分な適合性を提供するための最小長さでなければならないので、球形の配置は、間にある支持体を加えた、少なくともこの最小ブリッスル長さの２倍の半球形または球形のブラシのための最小サイズを設定する。

したがって、支持体のサイズを最小限にする必要がある。しかし、同時に、支持体は、歯ブラシのブリッスルのための強力な保持力を提供しなければならない。さらに、支持体にギヤのような駆動力受入れ体が設けられている場合、この駆動力受入れ体は、歯磨剤が使われていても毛束付きの球または毛束付きの半球が回転するように、歯ブラシの駆動装置機構から毛束付きの球または毛束付きの半球への十分な動力を伝達し／受け取るために十分に強くなければならない。

別の問題は、ブリッスルが球形の表面から概して半径方向に突出しているので、自由端におけるブリッスル間の間隔は、ブリッスルの固定された長さにとって、大きなドームよりも小さなドームにおいてより顕著になるということである。したがって、出願人は、効率的なクリーニングのためのブラシのブラッシング面におけるブリッスルの十分な密度を保証し、かつ視覚的に許容可能な外観を提供するために、支持面におけるブリッスルの「詰まり度（packing）」を最大化することが重要であることを認識した。

このために、出願人は、モノリシックな支持構造体、すなわち、ブリッスルの材料と同一の材料から形成され、かつブリッスルの材料と一体的な支持構造体を提供するために、（房（タフト）としても知られている）ブリッスル束をその基部において融合することによって、別個の支持体の必要性が減じられ、好適には排除されることを認識した。別個の支持体と、この支持体内にブリッスル群を固定するために要求される関連する打込みなしに、ブリッスルの良好な保持強度を依然として保持する、減じられた寸法のブリッスル付きドームを製造することができる。別の改良形において、モノリシックな構造体は、ブリッスル付きドームのための駆動力受入れ体を提供する支持リングに結合されている。好適には、この支持リングは、ブリッスルと同一の材料から形成され、プラスチックの加熱によってドームに融合され、これにより、支持リング全体、ドームおよびブリッスルがモノリシックな構造体を形成するように一体にさせられる。さらに、ブリッスル束の近位端における詰まり密度を改善するためにブリッスル束の幾何学形状を最適化することによって、支持ドームを形成するために要求されるブリッスル融合の量が最小限にされる。

本発明によれば、電動歯ブラシのための歯ブラシヘッドであって、環状キャリヤに接合されたブリッスル付きドームを備えるブラシを備え、ブリッスル付きドームが、凸状の外面を有する支持ドームと、凸状の外面から外方に向かって延びるブリッスルとを備え、ブリッスル付きドームが、融合されたブリッスルを備える、好適には融合されたブリッスルから成るモノリシックな構造体である、電動歯ブラシのための歯ブラシヘッドが提供される。

好適には、融合されたブリッスル材料により形成された支持ドームは、外面へと測定して、２mmから４mmまでの間、好適には２．５mmから３．５mmまでの間、最も好適には約６mmの半径を有している。

好適には、融合されたブリッスル材料により形成された支持ドームは、０．５mmから２mmまでの間、より好適には約１mmの肉厚を有している。

好適には、ブリッスルは実質的に等しい長さを有しており、ブリッスル付きドームは、ブラシが実質的に半球形であるように成形されている。

好適には、実質的に半球形ブラシは、１０mm以下の半球半径を有している。より好適には、半球半径は９mm以下である。

歯ブラシヘッドは、環状キャリヤに接合されたブリッスル付きドームを備える第２のブラシをさらに備えていてよく、各ブラシが、凸状の外面を有する支持ドームと、この凸状の外面から外方に向かって延びるブリッスルとを備え、各ブリッスル付きドームが、ブリッスルの熱融合により形成されたモノリシックな構造体であり、互いに反対側の外方を向いたブリッスル付きドームの対を提供するために、第１のブラシと第２のブラシとはそれらの環状キャリヤを中心として接合されている。

好適には、第１のブラシの環状キャリヤが、第２のブラシの環状キャリヤに結合されている。第１の環状キャリヤは、接着剤を使用して、またはより好適には熱融合によって第２の環状キャリヤに結合されていてよい。

最も好適には、第１の環状キャリヤは、レーザ溶着によって第２の環状キャリヤに融合されている。好適には、第１の環状キャリヤは、予め規定されたレーザ周波数でレーザエネルギを吸収する材料、例えばカーボンブラックでドープされており、これにより、予め規定されたレーザ光に対して不透過性である一方で、第２のキャリヤは、ドープされておらず、上述の予め規定されたレーザ周波数に対して実質的に透過性のままであり、これにより、第１の環状キャリヤと第２の環状キャリヤとの境界面における溶融の良好な制御が保証される。

好適には、第１のブラシと第２のブラシとが、実質的に半球形であり、互いに反対側の外方を向いたブリッスル付きドームの対が、実質的に球形のブラシアセンブリを提供する。

好適には、実質的に球形のブラシアセンブリは、２０mm以下の球径を有している。より好適には、球径は、１８mm以下である。

好適には、実質的に半球形のブラシの対はそれぞれ、１３５°から１４５°までの間、好適には約１４０°の毛束付きの球形コーンを提供し、これにより、結合された環状キャリヤへの駆動力を受け取るためにその間に隙間が提供される一方で、ブリッスルの遠位端において有用なクリーニング領域が提供される。

好適には、少なくとも１つのブリッスル付きドームが、その環状キャリヤに結合されており、２つ以上のブリッスル付きドームが使用される場合、全てのブリッスル付きドームがそれらの環状キャリヤに結合されている。

好適には、ドームは、接着剤および／または溶接を用いて環状キャリヤに結合され、かつ／または環状キャリヤにブリッスル付きドームを融合するために次いで加熱されるスナップフィット機構のような機械／溶融インタフェースを使用して環状キャリヤに結合され、かつ／またはブリッスル付きドームを環状キャリヤに融合させることによって、環状キャリヤに結合される。

最も好適には、結合は、少なくとも１つのブリッスル付きドームをその環状キャリヤに熱融合することにより達成され、これにより、ブリッスル付きドームと環状キャリヤとが融合される。

好適には、少なくとも１つのブラシの環状キャリヤは、支承面を提供し、２つの環状キャリヤが使用される場合、各キャリヤは少なくとも１つの支承面を提供する。

好適には、少なくとも１つのブラシの環状キャリヤは、駆動力受入れ体を提供する。好適には、駆動力受入れ体は、ギヤリングまたはプーリリングを含む、外部の駆動装置から駆動力を受け取るための駆動リングの少なくとも一部を提供する。より好適には、駆動リングは、ギヤ駆動装置から駆動力を受け取るためのギヤリングである。

２つの環状キャリヤが使用される場合、各環状キャリヤを、駆動リングの第１の四分円および第２の四分円を提供するように適合させることができる。第１の四分円および第２の四分円は、環状キャリヤを中心として角度的に等間隔で配置されており、これにより、結合された環状キャリヤは、完全な駆動リングを形成する。

より好適には、第１のブラシは、ギヤリングを備えた第１の環状キャリヤを備えており、第２のブラシは、第１のギヤリングのギヤリングに結合され得る第２の環状キャリヤを備える。

好適には、少なくとも１つのブリッスル付きドームと環状キャリヤとは、相容性の熱可溶性材料から形成されている。

好適には、少なくとも１つのブリッスル付きドームは、ナイロンまたはPBT（ポリブチレンテレフタレート）から形成されており、環状キャリヤは相容性の材料から形成されている。

好適には、少なくとも１つのブリッスル付きドームがナイロンから形成されている場合、対応する環状キャリヤは、ナイロンまたはPCから形成されている。

より好適には、少なくとも１つのブリッスル付きドームは、PBTから形成されており、対応する環状キャリヤは、PBTまたはABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）またはPC（ポリカーボネート）またはPEI（ポリエーテルイミド）から形成されている。

最も好適には、少なくとも１つのブラシは、PBTから形成されたブリッスル付きドームおよび環状キャリヤを備える。

好適には、少なくとも１つの環状キャリヤには、ブリッスル付きドームとの結合のために、キーイング特徴を提供するように適応させられた環状面が設けられている。

好適には、このキーイング特徴は、非平坦面を備えており、特に凹角の面、特に、湾曲されていてよい起立したフィンガの環状の配列を備える凹凸付き（castellated）面を有している。

任意には、キーイング特徴が、少なくとも１つの環状キャリヤに設けられており、この環状キャリヤは、エッチングされた材料、または複数のアンカを備えており、このアンカの周囲を溶融したブリッスル材料が流れ、かつ固化後に、ブリッスル材料と環状キャリヤのアンカとの間に機械的結合を提供するために固定することができる。

好適には、ブリッスル付きドームは、それぞれ遠位端および近位端を有する複数のブリッスル束を備えており、ブリッスル束のブリッスルは、熱を加えることによって、支持ドームを形成するために隣接している近位端において融合される一方で、各ブリッスルの遠位端はクリーニング面を形成するために自由である。

好適には、少なくとも１つのブラシの全ての支持ドームは、融合されたブリッスル材料により提供されている。

好適には、ブリッスル束は、融合前に、近接した詰まりを可能にするために、その近位端において多角形の横断面を有している。

より好適には、ブリッスル束は、その近位端において多角形の横断面を有するように形成されており、これにより、ブリッスル束が密には詰められていない半球の多面体を形成し、この半球の多面体が融合されて支持ドームを形成する。

好適には、少なくとも１つのブラシが、少なくともブリッスル束の円錐台形の第１の配列およびブリッスル束の円錐台形の第２の配列を環状キャリヤと同心的に備え、環状の第１の配列のブリッスル束が、多角形の第１の横断面を有しており、ブリッスル束の環状の第２の配列が、多角形の第２の横断面を有しており、多角形の第１の横断面と多角形の第２の横断面とは互いに異なっている。

好適には、ブリッスル束が、４つの環状の配列で環状キャリヤと同心的に配置されており、各同心的な配列の束に、別の同心的な配列の束とは異なる多角形の横断面が設けられている。

好適には、ブリッスル束は、円錐台形の４つの配列に環状キャリヤと同心的に配置されており、各配列の束は、別の配列の束とは異なる多角形の横断面を備える。

好適には、ブリッスル束は、円錐台形の４つの配列としてそれぞれ環状キャリヤと同心的に配置されていて、環状キャリヤに隣接する最も外側の第１の配列と、環状キャリヤからより離隔しているが、第１の配列と互いに入り組んでいる中間の第２の配列と、環状キャリヤから一層離隔していて、これにより束が第１の配列の束の上に位置しているが、第２の配列の束と互いに入り組んでいる第３の配列と、ドームの頂部の周囲に配置された第４の配列とを備える。

さらに好適には、第１、第２および第３の配列が、それぞれ７つのブリッスル束を備える一方で、第４の配列は３つのブリッスル束を備え、これら３つのブリッスル束の全ては、そのそれぞれの配列において環状キャリヤの軸線を中心として等角で離隔させられている。

好適には、第１の配列のブリッスル束は、不規則な六角形の第１の横断面を有している。不規則な六角形の第１の横断面は、好適には、環状のリングに隣接した実質的に方形の下半部と、隣接する実質的に台形の上半部とを備える。

好適には、第２の配列のブリッスル束は、不規則な五角形の第２の横断面を有している。不規則な五角形の第２の横断面は、好適には、実質的に台形の下半部と、隣接する実質的に三角形の上半部とを備える。

好適には、第３の配列のブリッスル束は、不規則な六角形の第３の形状を有している。

好適には、第４の配列のブリッスル束は、三角形の第４の横断面を有している。この三角形の横断面は、好適には湾曲した底辺を有する二等辺三角形を備える。

好適には、ブリッスル付きドームのブリッスルは、４mmから７mmまでの間、好適には５mmから７mmまでの間、最も好適には５．５mmから６．５mmまでの間、さらにより好適には約６mmである。

本発明によるブラシを包含する電動歯ブラシと、本発明の第２の態様による球形のブラシアセンブリとを示す等角図である。 図１の電動歯ブラシの歯ブラシヘッドを示す等角図である。 図２の歯ブラシの駆動される球形のブラシアセンブリを示す図である。 図３の駆動されるブラシアセンブリの一部を示す分解図である。 図３の駆動されるブラシアセンブリの環状キャリヤアセンブリの横断面を示す図である。 本発明によるブリッスル付きドームを示す図である。 図６Ａのブリッスル付きドームにおけるブリッスル束の第１の配列の横断面を示す図である。 図６Ａのブリッスル付きドームにおけるブリッスル束の第２の配列の横断面を示す図である。 図６Ａのブリッスル付きドームにおけるブリッスル束の第３の配列の横断面を示す図である。 図６Ａのブリッスル付きドームにおけるブリッスル束の第４の配列の横断面を示す図である。 第１、第２、第３および第４の配列のブリッスル束によって形成された、密には詰められていない半球形の多面体の一部を示す概略図である。 本発明によるブラシを包含する第２の歯ブラシヘッドを示す等角図である。 図７のブラシと、ブラシの内部機構の一部とを示す分解図である。

注記
図１から図６Ｅ、図７および図８は、本発明による歯ブラシヘッドの開発に用いられる技術的な図面に基づく図である。したがって、歯ブラシヘッドおよび構成要素は、一定の縮尺で示されており、本発明による歯ブラシの幾何学形状を表している。

発明の詳細な説明
ここで図１を参照すると、ハンドル１０２と、交換可能な歯ブラシヘッド１０４とを備える電動歯ブラシ１００が示されている。ハンドルは、第１の軸線A-Aを中心とした時計回りおよび反時計回り方向のブラシの回転を引き起こすためにヘッド１０４に第１の回転駆動を提供し、かつ第２の軸線B-Bを中心とした時計回りおよび反時計回り方向のブラシの回転を引き起こすためにヘッド１０４に第２の回転駆動を提供することができる、駆動システム（図示せず）を備える。

図２を参照すると、ヘッド１０４は、ハンドルに対して位置固定された第１のハウジング１０６と、実質的に球形のブラシアセンブリ１１４を保持する支承部１１０を自由端１１２に備えた内側の第２のハウジング１０８とを備える。第２のハウジング１０８は、軸線B-Bを中心としたブラシアセンブリ１１４の回転を提供するために、軸線B-Bを中心として外側ハウジングに対して回転可能である。軸線A-Aを中心としたブラシアセンブリ１１４の回転は、軸線A-Aを中心として支承部１１０内でブラシアセンブリ１１４を回転させる、ブラシアセンブリ１１４の駆動力受入れ体（図３の下側を参照）に、第２のハウジング１０８内における回転駆動を与えることにより達成される。駆動力受入れ体は、特に軸線B-Bを中心として回転させられた場合に、ブラシアセンブリ１１４を内側ハウジング１０８と正確に整列させ、かつ回転荷重を伝達するように、支承部１１０の一部も形成する。

静止した第１のハウジング１０６には、保護カバーまたは「スプーン」１１６が設けられている。この保護カバーまたはスプーンは、歯をブラッシングする場合に、軟らかい組織、例えば頬との接触から球形のブラシアセンブリ１１４の一部分を遮蔽する。この場合、残りのブラシアセンブリ１１４の露出した部分で歯をブラッシングする。

図３を参照すると、球形のブラシアセンブリ１１４は、図１および図２の歯ブラシヘッド１０４から取り外されて示されている。

球形のブラシアセンブリ１１４は、歯１２６の環状の配列を有するリングギヤ１２４を備える中央の駆動力受入れ体１２２によって第２のブリッスル付きドーム１２０に接合された第１のブリッスル付きドーム１１８を備える。歯１２６は、第１の環状フランジ１２８と第２の環状フランジ１３０との間で部分的に凹設されており、これにより各歯元部１３２はフランジ１２８，１３０の外径内にある。

軸線A-Aを中心とした回転駆動は、駆動システムの駆動ギヤ１３４の相互作用によって提供され、ブラシアセンブリ１１４のリングギヤ１２４を反対方向に駆動させるために、この駆動ギヤ１３４はその軸線を中心として駆動される。フランジ１２８，１３０と、歯元部１３２がフランジ１２８，１３０の外径の内側に位置するような、フランジ１２８，１３０間のリングギヤ１２４の位置とは、駆動ギヤ１３４がリングギヤと良好に整列することを保証し、良好な駆動と、摩耗を最小限にすることとを保証する。

ここで図４を参照すると、図３に示したブラシアセンブリ１１４が、部分的に分解された図で示されている。ブラシアセンブリ１１４は、第１のブラシ１３６および第２のブラシ１３８を備える。

第１のブラシ１３６は、第１の環状キャリヤ１４０に結合された第１のブリッスル付きドーム１１８を備えるが、これらの構成要素は、特定の特徴を明確にするために分けて図示されている。第２のブラシ１３８は、第２の環状キャリヤ１４２に結合された第２のブリッスル付きドーム１２０を備える。

第１の環状キャリヤ１４０および第２の環状キャリヤ１４２のアセンブリの横断面を示す図５を参照すると、第１の環状キャリヤ１４０は、第１の環状フランジ１２８を備え、第１の環状フランジ１２８が、湾曲した外縁部１４４と、外向きの平坦な環状面１４６とを備える支承ショルダを提供する。環状フランジ１２８の内方で、環状キャリヤ１４０には、立ち上がった湾曲したフィンガ１４８a，１４８b，１４８cの環状の配列が設けられており、これらのフィンガ１４８a，１４８b，１４８cが、第１の環状キャリヤ１２８の外向き面を巡る凹凸付きリング１５０を規定している。一連の互い違いの凹部１５２a，１５２bがフィンガ１４８a，１４８b，１４８c間に形成されており、この凹部は、互い違いの深さを有しているので、凹凸付きリング１５０によって、同数の深い溝１５２aと浅い溝１５２bとが設けられている。

第１の環状フランジ１２８の反対側で、第１の環状キャリヤ１４０は、軸スプラインの外向きの配列を有する、スプライン加工された内側スリーブ１５４を備える。スプライン加工された内側スリーブ１５４は、第２の環状キャリヤ１４２から延びるスプライン加工された外側スリーブ１５６によって収容されている。スプライン加工された内側スリーブ１５４は、接着剤または熱融合による結合のために適した２つの環状キャリヤ１４０，１４２間の合口１５８を提供するために、スプライン加工された外側スリーブ１５６の内側ショルダに突き合わせられている。内側スリーブ１５４のスプラインと内側スリーブ１５６のスプラインとは、組付け後に第１の環状キャリヤ１４０と第２の環状キャリヤ１４２との良好な整列を保証するために協働する。

リングギヤ１２４の歯１２６は、スプライン加工された外側スリーブ１５６の外側の湾曲面に設けられている。

第２の環状キャリヤ１４２は、第１の環状キャリヤ１４０と同様に、第２の環状フランジ１３０によって提供される支承ショルダを提供する。この支承ショルダは、湾曲した外縁部１６０と、外向きの平坦な環状の支承面１６２とを提供する。

球形のブラシアセンブリの支承面１４４，１４６，１６０，１６２は、内側ハウジング１０８内にブラシアセンブリ１１４を配置するために、内側ハウジングの支承部１１０と協働する。支承面は、駆動ギヤ１３４から駆動力を加えられたブラシアセンブリ１１４による軸線A-Aを中心とした回転運動を可能にするために、ブラシアセンブリ１１４のリングギヤ１２４の両側における支承支持を提供する一方で、リングギヤ１２４と駆動ギヤ１３４との良好な整列を保証する。外側の支承面１４６，１６２は、やはりギヤの良好な整列を保証するために、ブラシアセンブリ１１４を内側ハウジング１０８内で軸方向に配置し、かつ外側の支承面１４６，１６２は、アセンブリ１１０が軸線B-Bを中心として回転させられている場合に、内側ハウジング１０８からアセンブリ１１０への回転力の伝達においても重要である。

第２の環状キャリヤ１４２には、第１の環状キャリヤ１２８と同様に、第２の環状キャリヤ１３０の外向きの面を巡る凹凸付きリング１６４が設けられている。さらに、一連の互い違いの凹部が、互い違いの深さを有するフィンガの間に形成されており、これにより、リング１６４によって、同数の深い溝と浅い溝とが設けられている。

ブリッスル付きドーム１１８，１２０の頂部を示す図６Ａと、図６Ｂから図６Ｅを参照すると、各ブラシ１３６，１３８のブリッスル付きドーム１１８，１２０は、ブリッスル束の複数の配列を互いに、かつ環状キャリヤ１４０，１４２に融合することによって形成されている。

より詳細には、７つのブリッスル束１６６a（およびそれ以下、つまりブリッスル束１６６b，１６６c，１６６d，１６６e，１６６f，１６６g）の第１の配列は、環状キャリヤ１４０，１４２の軸線と同軸的に整列している。この配列は、環状キャリヤ１４０，１４２の軸線を中心として等角で分配されていて、かつ実質的に円錐台形であり、すなわち先端を切断された円錐形に近似している。この配列は、キャリヤ１４０，１４２の軸線（つまり、軸線A-A）に対して約７０°の角度で方向付けられており、これにより、各ブリッスル束は、約２０°でキャリヤ１４０，１４２の平面から上方に向かって突出する。

各ブリッスル束１６６a（およびそれ以下）は、凹凸付きリング１５０，１６４の深い溝１５２aに収容された近位端１６８から、ブラシ１３６，１３８のクリーニング面を形成する遠位端１７０にまで延びている。

図６Ｂに示されているように、束１６６a（およびそれ以下）は、六角形の横断面１７２を有している。六角形の横断面は、下側の矩形部分１６８aと、隣接する上側の台形部分１６８bとを備え、上側の台形部分１６８bは、下側の矩形部分との隣接する接合部から離れるにしたがって内方へテーパしている。

７つのブリッスル束１７４a（およびそれ以下、つまりブリッスル束１７４b，１７４c，１７４d，１７４e，１７４f，１７４g）の円錐台形の第２の配列は、環状キャリヤ１４０，１４２の軸線と同軸的に整列している。各ブリッスル束は、キャリヤ１４０，１４２の軸線に対して約６０°の角度で方向付けられており、これにより、各ブリッスル束は、約３０°の角度で、キャリヤ１４０，１４２の平面から上方に向かって突出する。

第２の配列の各ブリッスル束１７４a（およびそれ以下）は、凹凸付きリング１５０，１６４の浅い凹部１５２bに収容される近位端１７６から、ブラシ１３６，１３８のクリーニング面を形成する遠位端１７８まで延びている。束１７４a（およびそれ以下）は、下側の台形部分１８０aと、隣接する二等辺三角形部分１８０bとを備える五角形の横断面１８０を有している。

第２の配列の近位端１７６は、第１の配列の近位端１７６と組み合うように位置しているが、第１の配列よりも、キャリヤ１４０，１４２の平面から高い位置にあり、これにより、第２のブリッスル１７４a（およびそれ以下）の下側の台形部分は、完全に第１の束の間にあるが、第２のブリッスル束１７４a（およびそれ以下）の横断面１８０の三角形部分１８０bは、ブリッスル束１６６a（およびそれ以下）の第１の配列の上側に配置されている。

等角で離隔させられた７つのブリッスル束１８２a（およびそれ以下、つまりブリッスル束１８２b，１８２c，１８２d，１８２e，１８２f，１８２g）の円錐台形の第３の配列は、キャリヤ軸線に対して約３０°の角度を有しており、これにより各ブリッスル束は約６０°でキャリヤの平面から上方に向かって突出する。各ブリッスル束１８２aは、第１の配列１６６a（およびそれ以下）および第２の配列１７４（およびそれ以下）の近位端に隣接して配置された近位端１８４から、ブラシ１１４のクリーニング面を形成する遠位端１８６まで延びている。

第３の配列のブリッスル束１８２a（およびそれ以下）は、第１のブリッスル束の横断面１７２の上面に大まかに一致し、かつ第２のブリッスル束の横断面の三角形部分１８０b間に嵌まるように成形された下半部を備える六角形の横断面１８８を有している。

ブリッスル束１９０a，１９０b，１９０cの円錐台形の最終的な第４の配列は、キャリヤ１４０，１４２の軸線を中心として等角で離隔させられた３つのブリッスル束１９０a，１９０b，１９０cを備える。各束は、キャリヤ軸線に対して約１５°の角度で配向されており、すなわちキャリヤ１４０，１４２の平面に対して約７５°の角度で配向されている。各束１９０a（およびそれ以下）は、第３の配列１８２a（およびそれ以下）の近位端に隣接して配置された近位端１９２から、ブリッスル付きドーム１１８，１２０のクリーニング面を形成する遠位端１９４にまで延びている。

第４の配列のブリッスル束１９０a（およびそれ以下）は、湾曲した底辺を有する二等辺三角形に類似した丸い突出部を有する横断面１９２を有している。この束は、平坦な面同士が隣接し、これにより湾曲した底辺がその近位端において第４のブリッスル束の上側面に隣接する環状線を形成するように、配置されている。

ここで図６Ｆを参照すると、ブリッスル束の近位端１６８，１７６，１８４，１９２における第１、第２、第３および第４の配列によって提示される横断面１７２，１８０，１７７，１９６が、ブリッスルの近位端を、その間に最小限の間隙を有するように近接して詰めることを可能にし、これにより、密には詰められていない半球形の多面体１９８が提供され得ることが概略的に示されている。図６Ｆは、三次元表面を二次元図として提供することにおける制限に起因して、完全な半球面の多面体１９８の半分弱を示している。

近位端においてブリッスル束を互いに融合するように溶融することによる、この半球形の多面体の融合は、本発明によるブリッスル付きドーム１１８，１２０を提供する。ブリッスル束の近位端における融合は、別個に形成された構成要素へのブリッスル束の打込みの必要性を排除し、減じられた寸法を可能にする一方で、モノリシックな構造体を介してブリッスルの十分な保持力を提供する。

好適には、ブリッスル付きドームの形成と、相容性の材料から形成された環状キャリヤへの融合とは同時に行われる。これにより、ブリッスル付きドームは、上述の理由により、キャリヤに強固に接合される。別の利点は、ドームを融合するように溶融することによって形成することができる一方で、特別な寸法制御を必要とするブラシ（１３６，１３８）の特徴、例えば支承面および任意の駆動装置が、接合前に射出成形を介して製造され得る環状キャリヤを介して提供されることである。射出成形プロセスは、支持ドームを形成するために使用される溶融プロセスよりも、良好な寸法制御を有し、このことは、支承公差の極めて良好な制御を容易にする。

製造において、ブリッスル束は、実質的に半球形のキャビティ（図示せず）を備える金型内に、予め規定された距離だけキャビティ内に突出するように挿入される。次いで、半球形のキャビティと同様の幾何学形状を有しているが、ドーム支持体を形成するためにプレスとキャビティとの間に約１mmの隙間を残すように成形された加熱された半球形のプレスをキャビティ内に挿入し、これによりプレスが、全てのブリッスル束の近位端に接触する。このツールは、ブリッスルの材料を互いに融合させ、モノリシックなブリッスル付きドームを形成する温度にまで加熱されている。

プレスとキャビティとの間の隙間は、ブリッスル束の良好な保持強度を与えると考えられている一方で適切に小さい支持体を形成することを可能にする約１mmの肉厚を与えるが、０．５mmから２mmまでの間の範囲の肉厚で同じ特性を達成することが可能であり得る。

好適な１つのステップにおいて、半球形のキャビティには、環状キャリヤ１４０，１４２を収容するために凹設部が設けられ、その環状キャリヤは凹設部に挿入され、第１のブリッスル配列１６６a（およびそれ以下）および第２のブリッスル配列１７４a（およびそれ以下）が、環状キャリヤの凹凸付きリング１５０，１６４により提供される凹部１５２a，１５２bにそれぞれ隣接する。湾曲したフィンガ１４８a，１４８bは、両側でブリッスル配列を囲み、これらのブリッスル配列を所定の位置に安定させるための機械的なロックを提供する。

次いで、同様の加熱された半球形のプレスがキャビティに導入され、全てのブリッスル束の近位端に接触し、かつ環状キャリヤの凹凸付きリング１５０，１６４の内側にも接触するように配置される。プレスは、近位端が融合して、ブリッスル付きドーム（１１８，１２０）の支持ドームを形成するように加熱されており、これにより、ブリッスル付きドームが形成される一方で、同時に、またはほぼ同時に、支持体の凹凸付きリングと融合して、モノリシックなブリッスル付きドームおよび環状キャリヤが形成される。

本実施形態において、ブリッスルおよびキャリヤは全て、構成要素同士の良好な融合を保証するPBT（ポリブチレンテレフタレート）から製造されている。ナイロンを含む、別の材料をブリッスル付きドームのために使用することができる。

キャリヤがブリッスル付きドームに融合される場合、同一または相容性の材料が使用されるべきであり、例えばPBT製のブリッスル付きドームでは、キャリヤは、ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、またはPC（ポリカーボネート）またはPEI（ポリエーテルイミド）から形成することができる。ナイロン製のブリッスル付きドームの場合、キャリヤはナイロンまたはPCから形成することができる。

代替的な製造プロセスでは、キャリヤをブリッスル付きドームに融合するための別の溶融ステップによって、またはブリッスル付きドームとキャリヤとを一緒に接着するために接着剤を使用することによって、ブリッスル端部の融合後に、ブリッスル付きドームをキャリヤに結合することができる。

第１のブラシ１３６を提供するために、１つのブリッスル付きドーム１１８が形成され、第１の環状キャリヤ１４０と接合され、かつ第２のブラシ１３８を提供するために、１つのブリッスル付きドームが形成され、第２の環状キャリヤ１４２に接合された後に、ブリッスル付きドーム１１８，１２０は、それらの環状キャリヤ１４０，１４２の合口１５８における適切な接着剤の使用により互いに結合され、これにより実質的に球形のブラシアセンブリ１１４が提供される。

代替的なプロセスでは、環状キャリヤ１４０，１４２のうちの１つが、カーボンブラックのような適切な材料でドープされていてよい。ブリッスル付きドーム１１８，１２０の組付け後に、レーザが、ドープされていないキャリヤを通して合口１５８上で焦点合わせされ、これにより、レーザエネルギがドープされたキャリヤによって吸収される。このことは、合口１５８における局所的な加熱、ひいては２つのキャリヤ１４０，１４２の融合を引き起こす。

理想的には、ブリッスル束の全てのブリッスルは、製造後も同一の長さである。本実施形態では、全てのブリッスルは、約６mmの長さである。好適には、ブリッスル付きドームのドームは、８mm以下、より好適には６mmの半径を有しており、これにより実質的に半球形のブラシが、その最も幅広の寸法で２０mm以下、より好適には（ブリッスルの第１の環状配列を横切る）基部寸法で１８mm以下であることが保証されている。

図７を参照すると、本発明によるブラシ２０２を包含する第２の歯ブラシヘッド２００が等角図で示されている。

第２の歯ブラシは、図１に示した歯ブラシハンドルと互換性があるが、単にブラシ２０２の軸線、つまり軸線A-Aを中心として回転するように構成されている。

図８も参照すると、ブラシ２０２は、ブリッスル付きドーム２０６を備える単独のブラシ２０４を備える。環状キャリヤ２０８は、環状の支承チャネルを提供し、スプライン加工された駆動ギヤ２０８を収容するように適合させられている。この駆動ギヤは、ブラシを軸線A-Aを中心として回転させるために駆動シャフト２１０から受け取った駆動力を９０°変換するように傾斜させられている。

Claims (13)

1. 電動歯ブラシのための歯ブラシヘッドであって、環状キャリヤに接合されたブリッスル付きドームを備えるブラシを備え、
   前記ブリッスル付きドームが、凸状の外面を有する支持ドームと、前記凸状の外面から外方に向かって延びるブリッスルとを備え、
   前記ブリッスル付きドームが、それぞれ遠位端および近位端を有する複数のブリッスル束を備えており、ブリッスル束のブリッスルは支持ドームを形成するために隣接している近位端において融合されているモノリシックな構造体である、歯ブラシヘッド。
2. 前記ブリッスル付きドームは、前記ブラシが実質的に半球形であるように成形されている、請求項１に記載の歯ブラシヘッド。
3. 環状キャリヤに接合されたブリッスル付きドームを備える第２のブラシをさらに備え、
   各ブラシが、凸状の外面を有する支持ドームと、前記凸状の外面から外方に向かって延びるブリッスルとを備え、
   各ブリッスル付きドームが、融合されたブリッスルにより形成されたモノリシックな構造体であり、互いに反対側の外方を向いたブリッスル付きドームの対を提供するために、第１の前記ブラシと第２の前記ブラシとがそれらの環状キャリヤを中心として接合されている、請求項１に記載の歯ブラシヘッド。
4. 前記第１のブラシと前記第２のブラシとが、実質的に半球形であり、互いに反対側の外方を向いたブリッスル付きドームの前記対が、実質的に球形のブラシアセンブリを提供する、請求項３に記載の歯ブラシヘッド。
5. 少なくとも１つのブリッスル付きドームがその環状キャリヤに結合されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
6. 少なくとも１つのブリッスル付きドームと環状キャリヤとが融合されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
7. 少なくとも１つのブラシの前記環状キャリヤが、支承面を提供する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
8. 少なくとも１つのブラシの前記環状キャリヤが、駆動力受入れ体を提供する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
9. 少なくとも１つのブラシの前記ブリッスル付きドームおよび環状キャリヤが、PBTから形成されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
10. 少なくとも１つのブラシが、少なくともブリッスル束の円錐台形の第１の配列とブリッスル束の円錐台形の第２の配列とを前記環状キャリヤに同心的に備え、環状の前記第１の配列の前記ブリッスル束が、多角形の第１の横断面を有しており、前記ブリッスル束の環状の前記第２の配列が、多角形の第２の横断面を有しており、前記多角形の第１の横断面と前記多角形の第２の横断面とが、互いに異なっている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッド。
11. 前記ブリッスル束が、円錐台形の４つの配列で前記環状キャリヤと同心的に配置されており、各同心的な配列の前記束に、別の前記配列の前記束とは異なる多角形の横断面が設けられている、請求項１０に記載の歯ブラシヘッド。
12. 前記ブリッスル束の近位端の多角形の前記横断面が、密には詰められていない半球形の多面体の形成を可能にする、請求項１０または請求項１１に記載の歯ブラシヘッド。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の歯ブラシヘッドを備える、電動歯ブラシ。