JPH06504937A - 過度のブラッシング圧力を表示するための弾性座屈円弧を使用した歯ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 過度のブラッシング圧力を表示するための弾性座屈円弧を使用した歯ブラシ 技術分野 本発明はブラシに関し、更に詳細には、ブラッシング中に手で過度の力を加える ことによる歯及び歯肉組織の損傷をなくすか或いは少なくとも減少させる歯ブラ シに関する。

発明の背景 歯を過度の力でブラッシングすると、歯の材料及び歯肉組織を損傷することがあ るということがわかっている。

従って、従来技術では、ハンドルに過度の力が手で加えられることに応じて撓む 歯ブラシを製造しようとする試みがなされてきた。

毛束を備えたブラシヘッドとハンドルとの間に可撓ネックが配置された歯ブラシ が従来技術に開示されている。

例えば、１９０４年５月１０日にイエーツに賦与された米国特許第７５９．４９ ０号には、可撓性で弾性の材料でできた部品を剛性のブラシヘッドとハンドルと の間に介在させた歯ブラシが開示されている。可撓性で弾性のネックの目的は、 過度の力が加わったときに毛束ヘッドがノーンドルに対して撓むことができ、か くして歯及び歯肉を傷つける危険を減少させることである。イエーツは、更に、 可撓性で弾性のネックの材料を、第１材料内に封入されたばね鋼製平ワイヤ又は 丸ワイヤのような第２の可撓性−７弾性の材料で強化することを開示している。

１９２３年１０月２３日にパックマイヤーに賦与された米国特許第１．４７１． ８２６号には、毛束を備えた部分を支持する２つの片持ち式の平ばねを有する歯 ブラシが開示されている。しかしながら、平ばねの目的は、歯及び歯肉に伝えら れる力を制限しようとするのではなく、毛束を備えた部分をブラシハンドルに対 して平行に又は角度をなした位置に固定するボスと係合することである。

１９８５年６月４日にベーターに賦与された米国特許第４．５２０．５２８号に は、ヘッド部分と／１ンドル部分との間に可撓性継手を持つ歯ブラシが開示され ている。

この可撓性継手によって、ヘッド部分はノーンドル部分に対して垂直平面内で撓 むことができる。このような可撓性継手をつくりだすために開示された一つの手 段は、歯ブラシ本体の上側及び／又は下側から材料を除去することによって歯ブ ラシ本体を薄くすることである。可撓性継手のところで薄くすると可撓性部分が 弱くなり、このため、ブラッシング中、ヘッド部分がハンドル部分に対して撓む ことができる。変形例では、ベーターは、歯ブラシの本体部材を通って水平方向 に延びる中空部を開示している。この中空部は、弾性的に撓むことのできる薄い 水平上部材及び弾性的に撓むことのできる薄い下水平部材からなる可撓性継手を 形成する。この中空部の目的は、この変形例でも、本体部材を弱くし、ヘッド部 分がブラッシング中にハンドル部分に対して撓むことができるようにする可撓性 部分を形成することである。このような従来技術の歯ブラシの目的は、加えられ た圧力に直接応答してブラシハンドルに対して撓み、歯の材料及び歯肉組繊に損 傷が加わらないようにするブラシヘッドを提供することである。実際には種々の 方法で実施されるけれども、このような従来技術の歯ブラシの技術は、材料を除 去することによって、又はネック部分の材料を剛性の低い材料に代えることによ って、ネック部分の剛性を低くすることである。このような従来技術の可撓ネッ ク歯ブラシの作動原理は同じである、即ち、ハンドルに加わる力を増大させると 、これに対応してブラシヘッドがブラシハンドルに対して撓むということである 。歯を効果的に洗浄するためには、使用者はブラシヘッドに幾らかの圧力を加え る必要がある。主文中に説明した種類の従来技術の可撓ネック歯ブラシでは、ブ ラシヘッドの撓みは、ハンドルに加えられた力と直接的に対応する。

即ち、ハンドルとブラシヘッドとを連結する可撓性継手は、簡単なばね定数とし て作用する。圧力が過度に加えられていることを明瞭に表示しないため、使用者 は、ブラシハンドルに力をいつものように手で加え、その結果としてのブラシヘ ッドの可撓性に対する角度を調節することによって結果的な撓みを補正する。

従来技術の可撓ネック歯ブラシの所望の目的は、歯や歯肉に損傷が加わらないよ うにすることであるが、これを達成するための開示された手段は、単に、歯ブラ シのネック部分の剛性を減少させることであり、これによって、ブラシハンドル を更に大きく曲げることによって補正することを使用者に強いる。これに関し上 述の従来技術の可撓ネック歯ブラシのいずれも、曖昧な曲げの量以外の、過度の 圧力を表示する手段を提供しない。更に、ブラシヘッドをブラシハンドルに対し て過度に曲げると、歯ブラシは使用するのに不快なものとなり、これに伴ってブ ラシの制御が失われ、これは組織を損傷させることがある。

上述の種類の問題点を克服するための一つの試みが、１９８４年１０月１６日に ホワイト等に賦与された米国特許第４．４７６、［ｉ０４号に開示されている。

ホワイトは、予め決定された力が歯に加えられていることを示す目的のため、歯 ブラシを保持するための圧力感知装置を開示する。この装置は、所定の力に到っ たとき、明瞭な信号を提供し、歯に対するブラシヘッドの最小の撓みでこの結果 を得るけれども、ホワイトが開示した解決策は複雑であり、電池、電球、及び電 気回路を必要とする。

発明の目的 従って、本発明の目的は、歯の表面及び歯肉組織に適用されるブラッシング力を 所定の値に制限し、所定の力を越えたとき使用者に明確に知らせる力表示器を持 つ歯ブラシを提供することである。

本発明の別の目的は、使用者がブラシの扱い難い運動をブラッシング中に連続的 に補正する必要がないようにするため、歯ブラシのヘッドのハンドルに対する撓 みを、所定の力を越えるまで最小にすることである。

本発明の更に別の目的は、所定の力を越えたことを示す明瞭な視覚的且つ触覚的 信号を使用者に与える歯ブラシを提供することである。

発明の開示 ブラシの毛束側の頭側ビームと頭側ビームとは反対側の後側ビームからなる２ビ ーム構造でブラシヘッドがブラシハンドルに連結された歯ブラシ。力表示器とし て作用する２ビーム構造は、所定の力に到るまではブラシハンドルに対するブラ シヘッドの撓みに抵抗するが、この所定の力を越えると後側ビームが弾性的に座 屈し、その結果、ブラシヘッドをブラシハンドルに対して大きく撓ませる。この 弾性座屈によって、ブラシヘッドが歯及び歯肉に加える力の量を制限し、所定の 力を越えたことを使用者に知らせる明瞭な信号を提供する。

図面の簡単な説明 本明細書は、本発明を特定的に指摘し且つ明瞭に特許請求する請求の範囲で終わ るけれども、本発明は、添付図面と関連した以下の詳細な説明から更によく理解 されるであろう。

第１図、第２図、及び第３図は、本発明の歯ブラシの、ブラシヘッドの種々の撓 み段階での側面図である。

第１Ａ図、第２Ａ図、及び第３Ａ図は、夫々、第１図、第２図、及び第３図に示 す歯ブラシの拡大部分側面である。

第４図及び第５図の夫々は、従来技術の可撓ネック歯ブラシの休止状態及び撓み 状態での部分側面図である。

第６図は、本発明の歯ブラシの例示の実施例、本発明の例示の歯ブラシのコンピ ュータモデル、従来技術の可撓ネック歯ブラシのコンピュータモデルについての 撓みに対する力のグラフである。

第７図は、本発明の変形例の歯ブラシの拡大部分側面図である。

第８図は、本発明の別の歯ブラシの拡大部分側面図である。

第８Ａ図は、第８図に示すインセット８Ａを更に拡大して示す側面図である。

第９図乃至第１２図は、本発明の更に他の歯ブラシの拡大部分側面図である。

実施例 第１図には、全体に参照番号１を附した本発明の歯ブラシが示しである。この歯 ブラシは、頭側３及び後側４を持つブラシハンドル２と、毛束１３が取り付けら れた、頭側６及び後側７を持つブラシヘッド５と、ブラシ／１ンドル２をブラシ ヘッド５に連結する力表示器１０を有する。

力表示器１０は、頭側ビーム１４及び後側ビーム１５を持つ弾性２ビーム構造か らなる。頭側ビーム１４は、ハンドル２の頭側３とブラシヘッド５の頭側６との 間を延びる。後側ビーム１５は、／＼ンドル２の後側４とブラシヘッド５の後側 ７との間を延び、これらに実質的に剛性に連結されている。

後側ビーム１５の全体平面は、頭側ビーム１４の全体平面に対してブラシ／１ン ドル４からブラシヘッド５に向かって角度ｒＸＪでテーバしている。使用に当た っては、力を手でブラシハンドル２に加え、毛束１３を使用者の歯の表面及び歯 肉と接触させる。最初、ブラシハンドル２の後側４に矢印ｒＨＪが示すように力 を加えると、歯及び歯肉に矢印ｒＦＪが示すように反作用力が加えられる。ブラ シハンドル２に加えられた力ｒＨＪは、力表示器１０を介してブラシヘッド５に 伝えられる。

第１Ａ図は、力表示器を特に強調した、第１図の歯ブラシの拡大部分断面図であ る。力がブラシ／１ンドル２からブラシヘッド５に伝わるとき、頭側ビーム１４ に矢印の組ｒＴＪが示すように引張応力が加わり、この際、後側ビーム１５に矢 印の組「Ｃ」が示すように圧縮応力が加わる。

後側ビーム１５は、その休止時の形体のため、圧縮力が最初に加えられたとき、 上方に凸状になった円弧をなす。後側ビーム１５の全体平面が頭側ビーム１４に 対して角度ｒＸＪでテーパしているため、力表示器１０の２ビーム構造を補則す る垂直成分がつくりだされる。更に、後側ビーム１５は、後側ビーム１５とブラ シハンドル２の後側４との接合点ｒＪＪから点ｒＫＪに向かう断面及び後側ビー ム１５とブラシヘッド５の後側７との接合点ｒＬＪから点ｒＫＪに向かう断面に テーパを有し、点ｒＫＪに弱め点を形成する。

第２図は、ハンドル２の後側４に矢印「Ｈｏ」が示すように更に大きな力が加え られた歯ブラシ１を示す。この力「Ｈｏ」は、ブラシヘッド５の毛束１３に矢印 「Ｆｏ」が示すように加えられた反作用力「Ｆｏ」と対向している。

第２Ａ図は、第２図の歯ブラシ１の拡大部分断面図である。力表示器１０を介し て更に大きな力を伝えることによって、頭側ビーム１４に更に大きな引張応力が 生じ、後側ビーム１５に更に大きな圧縮応力が生じる。後側ビーム１５に生じた 更に大きな圧縮力は、後側ビーム１５を弾性変形させ、ブラシヘッド５を反作用 力「Ｆｏ」が示す方向と同じ方向に成る程度変位させる。点ｒＬＪは、後側ビー ム１５の点ｒＫＪに対して同様に変位し、そのため、後側ビーム１５の圧縮力は 矢印の組ｒＣＪが示すように更に線形に整合した状態に近づく。後側ビーム１５ が成る程度弾性変形することによって、頭側ビーム１４はブラシハンドル２に対 して所定の制限された程度反時計廻り方向に曲がることができる。

第３図は、ハンドル２の後側４に矢印ｒＨ”Ｊが示すように更に大きな力が加え られた歯ブラシ１を示す。この力ｒＨ”Ｊは、ブラシヘッド５の毛束１３に矢印 ｒＦ”Ｊが示すように加えられた反作用力ｒＦ”Ｊと対向している。

第３Ａ図は、第３図の歯ブラシ１の拡大部分断面図である。ブラシハンドル２に 対するブラシヘッド５の角変位が、第２図及び第２Ａ図に示す角変位を越えて増 大しており、この場合、後側ビーム１５の圧縮応力は互いに整合しており、後側 ビーム１５を弾性変形させ且つ座屈させ、これによって、後側ビーム１５を第３ 図及び第３Ａ図に概略に示すように下方に凸状になった円弧にする。この形体は 、力表示器１０の力伝達性能を損ない、これによって、ブラシヘッド５がブラシ ハンドル２に対して更に迅速に変位できるようにする。この状態を「オーバーセ ンター」又は「オイルカン」効果と呼ぶ。歯ブラシの使用者は、この効果を視覚 及び触覚の両方で知覚し、この効果は、使用者がブラッシング工程を再び開始す る前にブラシが第１図に示すようなその休止時の形体まで復元できるように、過 度に加えられている圧力を解放するようにとの信号を使用者に与えようとするも のである。

第４図及び第５図は、従来技術に開示された種類の可撓ネック歯ブラシの作動を 示す。第４図は、このような従来技術の歯ブラシ４１の部分側面図である。歯ブ ラシ４１は、ブラシハンドル４２と、毛束４４が取り付けられたブラシヘッド４ ３と、ネック領域に可撓性部材４６及び４７を形成する賦形中空部４５とを有す る。第５図には、歯ブラシのハンドル４２に加えられた力ｒＵＪが示しである。

この力ｒＵＪはブラシヘッド４３の毛束４４に加えられた反作用力ｒＶＪと対向 している。本発明の円弧状２ビーム構造とは異なり、従来技術の水平な可撓性部 材が平らな形体であるため、上可撓性部材４６がただちに下方に凸状に曲げられ る。第５図では、可撓性部材４６の内側は可撓性部材４７の内側と直ぐに接触し てしまう。従来技術の歯ブラシ４１の第４図に示す休止状態から従来技術の歯ブ ラシ４１の第５図に示す応力が加えられた状態への変化は、所定の力を越えたと いう明確な信号を使用者に与えるという利点なしに起こる。

第６図は、以下の三つの曲線を示す、力／変位グラフである。一つの曲線は、第 １図乃至第３Ａ図に示す実施例１のような本発明の円弧状２ビーム歯ブラシの例 示の実施例についての曲線であり、一つの曲線は、例示の実施例の構造を持つ歯 ブラシのコンピュータによる有限要素解析モデルについての曲線であり、一つの 曲線は、第４図及び第５図に示す歯ブラシのような従来技術の可撓ネック歯ブラ シのコンピュータによる有限要素解析モデルについての曲線である。

第６図に曲線５００として示す実験データを得るのに使用した本発明の例示の一 体成形された実施例のポリマー材料は、曲げ率が１４７６３　ｋｇ／ｃ■２（２ １００００ｐｓｉ、）の汎用ポリプロピレンホモポリマーである。例示の実施例 の力表示器１０の長さは２．８４５ｃ麿（１，１２インチ）であり、頭側ビーム １４の全体平面に対する後側ビーム１５の全体平面のテーパ（第１図の角度「Ｘ 」）は５″である。頭側ビーム１４の厚さは０．１５２ｃｍ（０，０６インチ） であり、後側ビーム１５の厚さは、点ｒＪＪでの０．２５４ｃ履（０，１０イン チ）及び点ｒＬＪでの０．１５２ｃ■（０，０６インチ）から点ｒＫＪでの０． ０８９ｃｍ（０，０３５インチ）までテーパしている。頭側ビーム１４の平均幅 は０．９６５ｃｍ（０，３８インチ）である。

第６図に曲線６００として示す［円弧状２ビームの例示のモデル」の曲線データ を得るのに使用された方法は、マサチニーセッツ州カントンのインストロン社か ら入手できるインストロン伸び計である。これは、加えられた力に対する材料及 び構造の反応を解析するための一般的に使用されている産業上の器具である。

第６図に示す「円弧状２ビームのコンピュータモデル」及び「従来技術のコンピ ュータモデル」の夫々の力／変位曲線６００及び７００は、ロードアイランド州 プロピデンスのＨＫＳ社から入手できるＡＢＡＱＵＳとして知られたコンピュー タ有限要素解析（ＦＥＡ）システムモデル化ツールを使用して得られる。有限要 素解析は、加えられた力に対する機械的構成要素の反応を分析するための一般的 に使用されているツールである。特に好ましい実施例の歯ブラシの例示のモデル の寸法及び機械的性質は、「円弧状２ビームのコンピュータモデル」についての インプットとして使用した。

従来技術の可撓ネック歯ブラシについての有限要素解析で使用された寸法は、賦 形中空部４５については、長さ２．８４５ｃｍ（１，１２インチ）Ｘ高さ０．１ ５２ｃｍ（０，０６インチ）Ｘ幅０．９６５ｃｍ（０，３８インチ）であり、可 撓性部材４６及び４７の厚さは０．１５２ｃｍ（０，０６インチ）である。この 場合も汎用ポリプロピレンホモポリマーの１４７６３　ｋｇ／ｃｓ２　（２１０ ０００ｐｓｌ、）の曲げ率を材料特性として使用する。

第６図のグラフの縦軸は、いずれの場合も、ブラシ面の中央に加えられた力をポ ンド表示で示し、横軸は、加えられた力に応じたブラシ面の中央の、各ブラシヘ ッドの休止時の位置から計測した変位をインチ表示で示す。

グラフの点ｒＯＪは原点であり、力の最初の賦与を表す。

円弧状２ビームの例示のモデル及び円弧状２ビームのコンピュータモデルの夫々 の曲線５００と６００とがほぼ一致しているということは、コンピュータモデル が実験データを良好に表し、加えられた力に対する反応を高い精度で適正に予測 できるということを示す。

第６図、及び本発明の「円弧状２ビームの例示のモデル」の力／変位曲線５００ 参照すると、本発明の力表示器１０の後側ビーム１５の補則した円弧形体により 、ブラシへラド５をブラシハンドル２に対して丁度０．５０８ｃｍ（０，２イン チ）変位させると力が０（第６図の点「０」）から約１．０２１ｋｇ（２，２５ ボンド）（第６図の点「Ａ」）まで上昇する。

曲線５００上の点ｒＢＪは、歯ブラシ１の後側ビーム１５を弾性変形させて、こ の後側ビーム１５の圧縮力が第２Ａ図に概略に示すように実質的に線形に整合し た形体にする力を示す。曲線５００上に点ｒＢＪとして示されたレベルを越えた 追加の力を加えようと試みると、後側ビーム１５が弾性的に座屈して下方に凸状 になった円弧をなし、その結果、力表示器１０の力伝達性能を大きく損なう。こ れには、ブラシハンドル２に対するブラシヘッド５の大きな変位が伴う。本発明 の力表示器１０は、力伝達性能が急激に逆転することによって、使用者に所定の 力を越えたことを触覚及び視覚及で表示する。

本発明の絶対的必要条件ではないが、第１図に概略に示すように、後側ビーム１ ５の点ｒＫＪの弱くされた領域は上述の弾性座屈挙動を高め、所定の力限度を越 えたことに使用者が正しく気づくようにする。

「円弧状２ビームの例示のモデル」の曲線５００上の点「Ｃ」は、後側ビーム１ ５が反転して下方に凸状になった円弧をなした、第３図に示す歯ブラシ１の形体 と実質的に対応する。曲線５００上の点ｒＤＪは、後側ビーム１５の内面が頭側 ビーム１４の内面と接触した点を示す。曲線５００上の点ｒＤＪを越えると、力 表示器１０を介して伝えられる力が増大するが、ブラシヘッド５がブラシハンド ル２に対して過度に変位し、ハンドル２をブラッシングに都合の悪い角度にする 。使用者は、座屈状態の２ビーム構造でブラッシングを続けるのでなく、ブラッ シングを再び開始する前に後側ビーム１５が第１図に概略に示すような上方に凸 状になった形体に弾性的に戻ることができるように、加えていた力を緩めること が期待される。

第４図及び第５図に示す種類の従来技術の可撓ネック歯ブラシの挙動を予測する 第６図の「従来技術のコンピュータモデル」の曲線７００を参照すると、第６図 のグラフ上の点「０」は原点であり、力の最初の賦与を示す。

「従来技術のコンピュータモデル」の曲線７００上の点「Ｄｏ」は、可撓性ビー ム４６の内面が可撓性ビーム４７の内面と接触した、従来技術の歯ブラシ４１の 第５図の状態に対応する。第６図のグラフの曲線７００と曲線５００及び６００ とを比較するとわかるように、従来技術の可撓ネックブラシ４１の水平な可撓性 部材４６及び４７は、本発明の力表示器１０の外方に凸状になった円弧の明確な 弾性座屈挙動をつくりださない。

第６図かられかるように、従来技術の歯ブラシ４１のような可撓ネック歯ブラシ は、毛束４４を使用者の歯と効果的に接触させるのにブラシヘッド４３がブラシ ハンドル４２に対して大きく撓むことを必要とする。このような従来技術のブラ シは、ブラッシング工程に亘って大きく撓んだ状態で使用されるものと考えられ る。従って、従来技術の可撓ネック歯ブラシの使用者は、ブラッシング中、ハン ドルをブラシヘッドに対して所定角度で回転させることによってブラシヘッドの この比較的大きな撓みを補正しなければならない。

口腔へのアクセスが制限されているため、従来技術の可撓ネック歯ブラシのブラ シヘッドがハンドルに対して撓んだ位置にある場合には、歯及び歯肉の表面との 毛束の接触を維持するため、口を更に大きく開く必要がある。

更に、ブラシヘッドは、垂直ブラッシングストロークの終わりのように従来技術 の可撓ネック歯ブラシの毛束が歯の表面との接触を失う度毎に、その休止位置に ばね作用で戻る。使用者が所望の力及び次のブラッシングストロークに必要な撓 みを再び作りだすことが必要とされるばかりでなく、可撓ネックに貯えられたば ねエネルギは、ブラシヘッドがその休止時の位置まで跳ね返るときに組織を傷つ ける危険がある。

第７図乃至第１２図は、本発明の歯ブラシの変形例を示す。

第７図は、力表示器７０を有する本発明の歯ブラシ７１の部分図である。力表示 器７０は、後側ビーム７５及び頭側ビーム７４からなる。後側ビーム７５の全体 平面は、頭側ビーム７４の全体平面と平行である。後側ビーム７５は点ｒＰＪ及 びｒＲＪからｒＱＪまでテーバし、円弧を構成する。後側ビーム７５の休止時の 形体、即ち円弧により、後側ビーム７５は圧縮応力が最初に加えられたときに上 方に凸状になった円弧としての挙動を示す。

予め決定されたレベルを越えた力を力表示器７０を介して伝えようとすると、後 側ビーム７５に弾性座屈が加わり、反転して下方に凸状になった円弧になる。

第７図の実施例では、後側ビーム７５の全体平面と頭側ビーム７４の全体平面と が平行に整合しているため、第１図乃至第３Ａ図に開示された２ビーム構造１０ と同じ垂直方向成分も、この２ビーム構造１０と同じ程度の補則も提供しない。

その結果、２ビーム構造７０は、第１図のテーバ２ビーム構造１０よりもばね定 数が小さいか或いは構造上の剛性が低い。

それにも関わらず、上方に円弧をなした後側ビーム７５の形体は、予め決定され た力を越えたとき、後側ビーム１５とほぼ同様に弾性変形し、座屈し、これによ って、後側ビームを上方に凸状になった円弧から第３図及び第３Ａ図に示す形体 とほぼ同じ下方に凸状になった形体に反転させる。この円弧の反転は、ブラシが 及ぼすように設計された特定の予め決定された力を越えたことを示す視覚−触覚 信号を使用者に与える。

第８図は、本発明の別の歯ブラシ８１の部分側面図を示し、この歯ブラシでは、 力表示器８０は頭側ビーム８４及び後側ビーム８５からなる。後側ビーム８５は ヒンジ８６を含む。第８Ａ図は、後側ビーム８５のヒンジ８６の細部の拡大図で ある。ヒンジ８６は、ポリプロピレンのようなポリマー材料で一体成形されてい るのがよく、当業者に「リビングヒンジ」として周知のヒンジを構成する。ヒン ジ８６の後側ビーム８５の上面での位置によって、加えられた圧縮応力を後側ビ ーム８５の上面に沿って集中させることができ、その結果、後側ビーム８５は、 休止時の形体において、圧縮力が最初に加えられたとき、上方に凸状になった円 弧として挙動する。

使用に当たっては、毛束８３を使用者の歯及び歯肉と接触させるため、ブラシハ ンドル８２に力を手で加える。

力表示器８０は、加えられた力をハンドル８２からブラシヘッド８７に伝える。

後側ビーム８５は、主として２ビーム構造（詳細には後側ビーム８５）の構成材 料及びその正確な幾何学的形状のようなファクタで決まる予め決定された力で弾 性的に座屈し、下方に凸状になった円弧の形体に反転する。ヒンジ８６の断面が 比較的小さいため、曲げに対する抵抗が小さい。従って、曲げ抵抗を欠いている ため、後側ビーム８５は弾性変形でき且つ極めて迅速に座屈でき、使用者に対し 、予め決定された力を越えたことを非常に明確に示す触覚的で且つ視覚的な信号 を与える。

第９図は、本発明の更に別の歯ブラシの部分側面図であり、この歯ブラシでは、 力表示器９０は頭側ビーム９４及び後側ビーム９５からなる。更に、後側ビーム ９５は、ビームセグメント９８及びビームセグメント９９からなり、段をなした 断面を形成する。断面は、ビームセグメント９８に沿った大きな断面からビーム セグメント９９に沿った小さな断面に点「Ｓ」のところで変化する。断面の段が 点「Ｓ」のところに形成されているため、断面の大きなビームセグメント９８の 上面に加えられた圧縮応力を断面の小さなビームセグメント９９に集中させるこ とができ、その結果、後側ビーム９５は、その休止時の形体において、圧縮力が 最初に加えられたとき、上方に凸状になった円弧の挙動を示す。

使用に当たっては、毛束９３を使用者の歯及び歯肉と接触させるため、ブラシハ ンドル９２に力を手で加える。

力表示器９０は、加えられた力をハンドル９２からブラシヘッド９７に伝える。

ビームセグメント９９の断面が小さいため、後側ビーム９５に最初に加えられた 圧縮力に応じた後側ビーム９５の最初の弾性変形の多くはビームセグメント９９ で起こる。ブラシが加えるように設計された予め決定された力を越えたとき、ビ ームセグメント９９の変形により後側ビーム９５が弾性的に座屈し、これによっ て後側ビーム９５を反転させて下方に凸状になった円弧の形体にすることができ る。後側ビーム９５の弾性的な座屈及び反転は、予め決定された力を越えたこと を使用者に示す明確な視覚的及び触覚的信号をつくりだす。

第１０図は、本発明の更に別の歯ブラシ１０１の部分側面図である。力表示器１ ００は、頭側ビーム１０４及び後側ビーム１０５からなる。後側ビーム１０５は その中央で最も薄くなっており、上方に凸状になった円弧状に形成されている。

頭側ビーム１０４は、下方に凸状になった円弧を形成するように、点ｒＸＪ及び ｒＺＪから点ｒＹＪまでテーバしている。ブラッシング中、力を力表示器１００ を介して最初に伝えることによって後側ビーム１０５を上方に凸状になった円弧 として挙動させる。

頭側ビーム１０４の断面が点「Ｙ」のところで減少しているため、ブラシヘッド １０７をブラシハンドル１０２辷対して撓ませると、頭側ビーム１０４の曲げが 点ｒＹＪのところに集中する。それにも関わらず、本明細書の前の方で説明した 歯ブラシの実施例と同様に、頭側ビーム１０４にはブラッシング中に亘って引張 応力が加わる。

従って、頭側ビーム１０４は、力表示器１００が力をブラシハンドル１０２とブ ラシヘッド１０７との間で伝えるとき、座屈するのでなく曲がる。

第１１図は、本発明の他の歯ブラシ１１１の部分側面図であり、この歯ブラシで は、力表示器１１０は、頭側ビーム１１４及び後側ビーム１１５からなる。先ず 最初に、後側ビーム１１５及び頭側ビーム１１４の両方をその休止状態において 上方に凸状になった円弧として形成する。力表示器１１０の結果的に得られた上 方に円弧状になった形体のため、ブラシヘッド１１７の全体平面はブラシハンド ル１１２の全体平面に対して僅かに下方に傾斜している。それにも関わらず、歯 ブラシ１１１は、上述の実施例とほぼ同様に機能する。

第１２図は、本発明の更に別の歯ブラシ１２１の部分側面図であり、この歯ブラ シでは、力表示器１２０は、頭側ビーム１２４及び後側ビーム１２５からなる。

頭側ビーム１２４は、ハンドル１２２の頭側１３３とブラシヘッド１２７の頭側 １３６との間を延び、ヒンジ１３１のところでハンドル１２２の頭側１３３にヒ ンジ連結され、ブラシヘッド１２７の頭側１３６に実質的に剛性に連結されてい る。後側ビーム１２５は、ハンドル１２２の後側１３４とブラシヘッド１２７の 後側１３７との間を延び、これらに実質的に剛性に連結されている。

使用に当たっては、毛束１２３を使用者の歯及び歯肉と接触させるため、ブラシ ハンドル１２２に力を手で加える。力表示器１２０は、加えられた力をハンドル １２２からブラシへラド１２７に伝える。ハンドル１２２に加えられた力に応じ て後側ビーム１２５が弾性変形するとき、頭側ビーム１２４には引張力が加えら れ、ヒンジ１３１のところに形成された弱め点を中心に回転し、毛束１２３のと ころで加えられた反力と対向する。

ヒンジ１３１は、全体として、ブラシハンドル１２２１：対するブラシヘッド１ ２７の回転点を構成する。歯ブラシが使用者の歯及び歯肉に伝えるように設計さ れた予め決定された力では、後側ビーム１２５が弾性的に座屈し、下方に凸状に なった円弧形体に反転し、これによって、予め決定された力を越えたことを使用 者に示す明確な視覚的及び触覚的信号をつくりだす。

本発明の歯ブラシの特に好ましい実施例についての以上の説明から、本発明の力 表示器の後側ビーム及び頭側ビームの断面を変更すると、得られる２ビーム構造 の剛性が変化し、その結果、ブラシが使用者の歯及び歯肉に伝えるように設計さ れた予め決定された力を越えたことを使用者に触覚的に及び視覚的に知らせる座 屈点が明確になるということが理解されよう。

一般に、歯及び歯肉を洗浄するのに毛束が使用されるが、本発明は、エラストマ ー製のバンブ、フオーム等のような他の洗浄媒体でも同様に有効に使用すること ができる。

本発明の特定の実施例を図示し且つ説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱 することなく種々の変更及び変形を行うことができるということは当業者には明 らがであろう。本発明の箱鳴のこのような変形の全ては、添付の請求の範囲内に 含まれる。

Φ Φ Ｉ　−Ａ　、− 変位（インチ） 国際調査報告　ａＭ／ｌ１ｃ０５／ＭＡｌｌ＋１フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．顔側及び該顔側とは反対側の後側を持つハンドルと、使用者の歯及び歯肉を 清浄するための毛束又は他の適当な媒体を支持する顔側及び該顔側とは反対側の 後側を持つブラシヘッドとを有する歯ブラシにおいて、予め決定されたブラッシ ング力を越えたときに使用者に視覚的に且つ触覚的に同時に知らせる力表示器を 更に有し、前記力表示器は、第１端が前記ブラシハンドルに連結され、第２端が 前記ブラシヘッドに連結された弾性２ビーム構造からなり、該弾性２ビーム構造 は、前記ハンドルの前記顔側と前記ブラシヘッドの前記顔側との間を延びる顔側 ビーム及び前記ハンドルの前記後側と前記ブラシヘッドの前記後側との間を延び 且つこれらに実質的に剛性に連結された後側ビームからなり、前記後側ビームの 休止時の形体は、前記後側ビームに圧縮応力が最初に加わったとき、前記後側ビ ームが上方に凸状になった円弧として挙動できるようにする形体であり、前記顔 例ビームには、最初、使用者が前記ハンドルを把持し前記ブラシヘッドの毛束を 使用者の歯及び歯肉と接触させることによる引張応力が加えられ、使用者の歯及 び歯肉に及ぼすことができる予め決定された力は、前記後側ビームが上方に凸状 になった円弧としての機能を停止する前に前記後側ビームが抵抗できる最大圧縮 力によって制限され、前記後側ビームを下方に凸状になった形体に反転させるの に十分な座屈及び変形を一時的に且つ弾性的に受け、これによって、予め決定さ れたブラッシング力を越えたことをブラシの使用者に視覚的に及び触覚的に同時 に伝える、歯ブラシ。
2. ２．顔側及び該顔側とは反対側の後側を持つハンドルと、使用者の歯及び歯肉を 清浄するための毛束又は他の適当な媒体を支持する顔側及び該顔側とは反対側の 後側を持つブラシヘッドとを有する歯ブラシにおいて、予め決定されたブラッシ ング力を越えたときに使用者に視覚的に且つ触覚的に同時に知らせる力表示器を 更に有し、前記力表示器は、第１端が前記ブラシハンドルに連結され、第２端が 前記ブラシヘッドに連結された弾性２ビーム構造からなり、該弾性２ビーム構造 は、前記ハンドルの前記顔側と前記ブラシヘッドの前記顔側との間を延びる顔側 ビーム及び前記ハンドルの前記後側と前記ブラシヘッドの前記後側との間を延び 且つこれらに実質的に剛性に連結された後側ビームからなり、前記後側ビームの 全体平面は、前記第１端から前記第２端の方向に前記顔側ビームの全体平面に対 して先細にテーパしており、前記後側ビームの休止時の形体は、前記後側ビーム に圧縮応力が最初に加わったとき、前記後側ビームが上方に凸状になった円弧と して挙動できるようにする形体であり、前記顔側ビームには、最初、使用者が前 記ハンドルを把持し前記ブラシヘッドの毛束を使用者の歯及び歯肉と接触させる ことによる引張応力が加えられ、使用者の歯及び歯肉に及ぼすことができる予め 決定された力は、前記後側ビームが上方に凸状になった円弧としての機能を停止 する前に前記後側ビームが抵抗できる最大圧縮力によって制限され、前記後側ビ ームを下方に凸状になった形体に反転させるのに十分な座屈及び変形を一時的に 且つ弾性的に受け、これによって、予め決定されたブラッシング力を越えたこと をブラシの使用者に視覚的に及び触覚的に同時に伝える、歯ブラシ。
3. ３．前記後側ビームは、前記弾性２ビーム構造の前記第１端と前記第２端との間 に形成された弱め点を有する、請求項１又は２に記載の歯ブラシ。
4. ４．前記後側ビームの断面は、前記第１端から前記弱め点までテーパしている、 請求項３に記載の歯ブラシ。
5. ５．前記後側ビームの前記弱め点は、小さな断面に対する厚さの増した段からな る、請求項３に記載の歯ブラシ。
6. ６．前記後側ビームの前記弱め点は、ヒンジからなる、請求項３に記載の歯ブラ シ。
7. ７．前記顔側ビームは、そのほぼ全長に亘ってほぼ均等な断面を有する、請求項 １又は２に記載の歯ブラシ。
8. ８．前記顔側ビームは、前記弾性２ビーム構造の第１端と第２端との間に弱め点 を有する、請求項１又は２に記載の歯ブラシ。
9. ９．前記顔側ビームの弱め点は、ヒンジからなる、請求項８に記載の歯ブラシ。