JPWO2020138270A1 - 歯ブラシ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年12月27日に、日本に出願された特願2018−246149号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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。
ヘッド部10は、厚さ方向(図1における紙面と直交する方向;第1方向)の一方側に植毛面11を有している。なお、以後、上記厚さ方向で植毛面11側を、正面方向の正面側とし、植毛面と反対側を背面側とし、上記厚さ方向及び長軸方向と直交する方向を幅方向(または適宜、側面方向;第2方向)とする。植毛面11には、植毛穴12が複数形成されている。植毛穴12には、用毛の毛束(図示せず)が植設されている。
ネック部20の長さは、操作性の点で40mm以上、70mm以下であることが好ましい。
ネック部20の幅は、一例として、最小値となる位置から後端側に漸次大きくなるように形成されている。本実施形態におけるネック部20は、幅が最小値となる位置から後端側に向かうのに従って漸次大きくなるように形成されている。また、ネック部20は、厚さが、最小となる位置から後端側に向かうのに従って漸次大きくなるように形成されている。
把持部30は、長軸方向に沿って配置されている。図1に示すように、把持部30の幅方向の長さは、異方性変形部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に、略一定の長さで延びている。図2に示すように、把持部30の厚さ方向の長さは、異方性変形部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に、略一定の長さで延びている。把持部30の幅方向の長さが異方性変形部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さとなる長軸方向の位置と、把持部30の厚さ方向の長さが異方性変形部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さとなる長軸方向の位置は同一である。
本実施形態における異方性変形部70と把持部30との境界は、後述する弾性変形部90が設けられる把持部側30の先端の位置とする。ここでは、異方性変形部70から把持部側30に向けて幅が正面視及び側面視の双方で円弧状の輪郭で縮小し、当該円弧の曲率中心の位置が変化した長軸方向の位置と一致している。より詳細には、異方性変形部70と把持部30との境界は、図1に示す正面視においては、曲率中心が幅方向中心側から円弧状の輪郭の外側に変化した長軸方向の位置と一致している。また、異方性変形部70と把持部30の境界は、図2に示す側面視においては、曲率中心が厚さ方向中心側から円弧状の輪郭の外側に変化した長軸方向の位置と一致している。
異方性変形部70は、外力が加わる方向によって変形特性が異なる異方性を有している。具体的には、異方性変形部70は、厚さ方向の曲げ強度が幅方向の曲げ強度よりも小さい。すなわち、異方性変形部70は、厚さ方向に撓みやすく(曲げやすく)、幅方向に撓みにくい(曲げにくい)という変形特性(曲げ特性)を有している。また、異方性変形部70は、植毛面11と直交する第1方向の外力がしきい値を超えたことを感知させる機能を有している(詳細は後述)。
図3に示すように、弾性変形部90は、反転部80の幅方向両側に隙間Sをあけてそれぞれ設けられている。隙間Sは、厚さ方向に貫通する貫通孔Kで形成されている。貫通孔Kは、図1に示すように、長軸方向に延びる平面視矩形状に形成されている。
隙間Sを設けることで、周囲の構造と干渉せずに反転部80が反転可能となる(反転しやすくなる)。また、弾性変形部90と反転部80とが干渉しないので、反転部80の変形が弾性変形部の変形に追従しないため、反転部80と弾性変形部90の機能的役割(後述)を独立させることができる。これにより、例えば以下の効果を得るための設計の自由度を高めることができる。例えば、後述する反転部80が反転する際の振動・音を明瞭に発生させることができる。また、例えば、しきい値に至るまでの反発力を、変位量に比例して上昇させることが可能となり、特にしきい値近傍においても前記比例関係を保つことが可能となる(反発力の上昇度合が緩くならない)。これにより、上限となる圧力に達する変位量までの領域は、使用者が想定する圧力がそのまま反発力に反映されるため、ブラッシング荷重を適切に制御することができる。もし、しきい値に至る近傍で反発力の上昇度合が徐々に緩くなる設定の場合、使用者は意図せず上限付近の圧力でブラッシングし続ける可能性がある。また、隙間Sは反転部80の厚さ方向両側にも連通させれば、前記効果がさらに向上する。隙間Sを厚さ方向に広げることで、ブラッシング時に刷毛部(用毛)に負荷する荷重のベクトルと隙間の開口する方向、さらに反転部80と弾性変形部90とが変形する方向が並行となり(図7参照)、反転による振動・音の発生をブラッシング荷重と連動させることが容易となる。更に、隙間Sを貫通孔Kによって正面側と背面側とを貫通させれば、例えば、ブラッシング時の荷重に対する、ハブラシ骨格の撓み機能を担う弾性変形部90の可動領域を更に拡大することができる(撓みに伴う、表面での引張り挙動、裏面での圧縮挙動が阻害されにくい)。弾性変形部90と反転部80との間に貫通孔Kが存在しない場合には、弾性変形部90の可動領域が狭くなる。この場合、反転部80が反転する契機を適切な荷重範囲で与えられず、適切な荷重範囲に達する前に反転部80が反転すること、あるいは適切な荷重範囲であっても反転しないという事態が想定される。これに対して、弾性変形部90と反転部80との間に貫通孔Kを設けることにより、後述する反転部80が反転する「しきい値」を、より細かい範囲で制御することができる。なお、隙間Sは厚さ方向に貫通しなくても良く、例えば弾性変形部90の内部に前記長軸方向に延びる閉鎖された空洞により形成されても良い。また、正面側または背面側に開口する窪み(後述)により形成されても良い。
図5に示すように、硬質部70Hは、長軸方向でヘッド部20である硬質部20Hと、把持部30の硬質部30Hとをつなぐ平面視矩形状に形成されている。
これに対して、本実施形態の歯ブラシ1では、曲げ強度に異方性を有し厚さ方向に撓みやすく幅方向に撓みづらい上記の異方性変形部70が設けられているため、上述した清掃力の低下および操作性の低下を抑制できる。また、本実施形態の歯ブラシ1における異方性変形部70は、硬質部90Hが軟質部90Eに埋設された弾性変形部90を有し、弾性変形部90が硬質部のみで形成されている場合と比較して適度な弾性が作用するため、ブラッシング圧が急激に上昇した際にも、歯牙等への負荷が抑制される。また、弾性変形部90が軟質部のみで形成されている場合と比較して、負荷を解放したときに直ちに元の形状に戻り、ヘッド部10の様々の動きにも対応できる。さらに、本実施形態では、一対の弾性変形部90が幅方向に並んで配置されているため、厚さ方向の負荷に対して、幅方向の撓みが抑えられることで捻れによる撓みも抑制可能であり、その結果、上述した清掃力の低下および操作性の低下を抑制できる。
反転部80は、図5に示すように、正面視において長軸方向に延び、硬質部70Hにおける貫通孔73よりも先端側の第1領域A1と、貫通孔73よりも後端側の第2領域A2とをつなぐ第2硬質部である。反転部80は、ヘッド部10に背面側への外力が加わっていない(または、後述する所定のしきい値以下の外力が加わった)図4に示す第1の安定状態(以下、第1状態と称する)において、長軸方向の両端部から中央に向かうに従って漸次背面側に向かって傾斜する側面視で略V字状に形成されている。すなわち、反転部80は、第1状態において、長軸方向の中央が頂点となる背面側に凸形状に形成されている。
また、ヘッド部10に対する厚さ方向の負荷に対して、弾性変形部90は幅方向の撓みが抑えられることで捻れによる撓みも抑制可能なため、反転部80が厚さ方向への負荷に対して精度よく機能することに寄与できる。さらに、反転部80の反転については、歪みエネルギーを蓄積する必要があるが、上述したように、厚さ方向の負荷に対して、幅方向の撓みが抑えられることで捻れによる撓みも抑制されるため、ブラッシング時の負荷を効率よく歪みエネルギーに変換することができる。そのため、本実施形態では、適切なタイミングで反転部80の明確な繰返し座屈が可能になる。
反転部80の最大厚さをT(mm)とし、異方性変形部70の最大厚さをt(mm)とすると、T/tで表される値を規定することで、過剰なブラッシング荷重が負荷した際に反転部80の反転しやすさ、そのタイミング(しきい値)を制御することが可能になる。T/tで表される値としては、0.05以上、0.35以下であることが好ましく、0.10以上、0.35以下であることがより好ましい。T/tで表される値が0.05未満の場合、異方性変形部70(弾性変形部90)のしなりに追随する形で反転部80も変形するものの、飛び移り座屈しないため、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。T/tで表される値が0.35を超えると、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。
異方性変形部70の長軸方向の長さが30mmを超えると、ブラッシング時に幅方向の曲げ強度が小さくなってしまう。この場合、ブラッシング時に、幅方向の外力に対して撓みが大きくなり、一歯ずつ歯列を正確に磨くことが困難になる可能性がある。
変位方向の違い(厚さ方向又は幅方向)による撓み荷重の差が5N未満の場合、ブラッシング時に厚さ方向背面側への曲げ強度が大きくなってしまうか、又はブラッシング時に幅方向の外力に対して撓みが大きくなる可能性がある。また、厚さ方向と幅方向のいずれの変位時においても、側面方向(幅方向)の撓み荷重は、5N以上であることが好ましい。また、厚さ方向と幅方向のいずれの変位時においても、厚さ方向(正面方向)の撓み荷重は、3N以下であることが好ましい。
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
ヘッド部を厚さ方向背面側及び幅方向に基準変位量10mm、20mm、30mmでそれぞれ変位させる際の撓み荷重が[表1]に示す値となる実施例1〜9及び比較例1〜2のサンプルを製作した。また、実施例1〜9及び比較例2のサンプルについては、厚さ方向への貫通孔の有無、凹部の空間の断面積の占有率、反転部の有無を[表1]に示す使用に従って製作した。また、ライオン(株)製「クリニカKid’s 3−5才用」)を比較例1のサンプルとした。
各サンプルに対してヘッド部の植毛面に厚さ方向背面側への荷重を付与する試験と、ヘッド部に幅方向の荷重を付与する試験とをそれぞれ行った、各サンプルについては3個ずつ(n=3)各試験を行った。各試験は、オートグラフ試験機(AGS-X、SHIMADZU社製)を評価機器として使用した。荷重付与試験においては、ヘッド部が正面視または側面視で水平になるように、異方性変形部と把持部の境界から把持部側をチャッキングし、正面視・側面視におけるヘッド部の各中心部位に対して鉛直下方に荷重をかけ(ロードセル:100N、試験速度20mm/min)、変位量10mm、20mm、30mmの各位置で撓み荷重を測定した。
(1)適切なブラッシング荷重を維持
[試験方法]専門パネル(5名)が、各サンプルを用いてブラッシングし、「撓むことで過剰なブラッシング荷重を緩和し、適切なブラッシング荷重を維持できる感じ」を実使用で5段階評価し、その平均点で評価した。評点の平均値は、小数点第2位を四捨五入し、小数点第1位までの桁とした。
[評点]5点:非常に感じる、4点:やや感じる、3点:どちらでもない、2点:あまり感じない、1点:全く感じない
[評価]◎:4.6〜5点、○:4.1〜4.5点、△:3.1〜4.0点、×:3.0点以下
[試験方法]専門パネル(5名)が、各サンプルを用いてブラッシングし、「一歯ずつ丁寧に磨ける感じ」を実使用で5段階評価し、その平均点で評価した。
[評点]5点:非常に感じる、4点:やや感じる、3点:どちらでもない、2点:あまり感じない、1点:全く感じない
[評価]◎:4.6〜5点、○:4.1〜4.5点、△:3.1〜4.0点、×:3.0点以下
[試験方法]専門パネル(5名)が、各サンプルを用いてブラッシングし、反転部が反転した際に振動を感じるか否かを実使用で5段階の評点で評価し、評点の平均値で下記のように評価した。評点の平均値は、小数点第2位を四捨五入し、小数点第1位までの桁とした。
[評点]5点:非常に感じる、4点:やや感じる、3点:どちらでもない、2点:あまり感じない、1点:全く感じない
[評価]◎:4.6〜5点、○:4.1〜4.5点、△:3.1〜4.0点、×:3.0点以下
[試験方法]専門パネル(5名)が、各サンプルを1週間使用し、1週間後の反転の有無を評価した。
[評価]○:反転有、×:反転無(1本でも反転しなければ×)
なお、測定された荷重に関する評価は、反転時の振動を、例えば、230〜250gの範囲で発現させることにより、実際に使用者が歯ブラシ1を用いてブラッシングした際の荷重が、推奨値である200gとなる値である。
例えば、二つの反転部80を設ける場合、一方を適正なブラッシング荷重の上限値で反転する厚さ、傾斜角度θ等に形成し、他方を適正なブラッシング荷重の下限値で反転する厚さ、傾斜角度θ等に形成する構成とすることにより、ブラッシング荷重の上限値及び下限値の双方を容易に規定することが可能となる。
H…硬質部、 S…隙間
Claims (16)
- 長軸方向先端側に設けられ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、前記植毛面と前記把持部との間に配置されたネック部とを有し、
前記植毛面よりも後端側に、前記植毛面と直交する第1方向の曲げ強度が、前記長軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向の曲げ強度よりも小さい異方性変形部を有し、
前記異方性変形部は、当該異方性変形部よりも前記先端側の第1領域と、当該異方性変形部よりも前記後端側の第2領域とをつなぎ前記第1方向及び前記第2方向にそれぞれ弾性変形可能な弾性変形部とを有し、
前記把持部を支持した状態で前記ヘッド部を前記第1方向に基準変位量10mm、20mm、30mmで変位させるときの撓み荷重は、何れも前記ヘッド部を前記第2方向に基準変位量10mmで変位させるときの撓み荷重よりも低いことを特徴とする歯ブラシ。 - 前記把持部を支持した状態で前記ヘッド部を前記第1方向に基準変位量で変位させるときの撓み荷重と、前記ヘッド部を前記第2方向に前記基準変位量で変位させるときの撓み荷重との差は、前記基準変位量が10mm、20mm、30mmの全てで5.0N以上である、
請求項1に記載の歯ブラシ。 - 前記把持部を支持した状態で前記ヘッド部を前記第1方向に基準変位量で変位させるときの撓み荷重に対する、前記ヘッド部を前記第2方向に前記基準変位量で変位させるときの撓み荷重の比は、前記基準変位量が10mm、20mm、30mmの全てで5.0以上である、
請求項1または2に記載の歯ブラシ。 - 前記把持部を支持した状態で前記ヘッド部を前記第1方向に基準変位量10mm、20mmで変位させるときの撓み荷重と、前記ヘッド部を前記第2方向に基準変位量10mmで変位させるときの撓み荷重との差は、何れも4.0N以上である請求項1から3のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
- 前記把持部を支持した状態で前記ヘッド部を前記第1方向に基準変位量10mm、20mmで変位させるときの撓み荷重と、前記ヘッド部を前記第2方向に基準変位量10mmで変位させるときの撓み荷重の比は、何れも2.0以上である請求項1から4のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
- 前記ヘッド部を前記第2方向に前記基準変位量で変位させるときの撓み荷重は、前記基準変位量が10mm、20mm、30mmの全てで5.0N以上であり、
前記ヘッド部を前記第1方向に前記基準変位量で変位させるときの撓み荷重は、前記基準変位量が10mm、20mm、30mmの全てで3.0N以下である、
請求項1から5のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記弾性変形部は、硬質樹脂で形成され前記第1領域と前記第2領域とをつなぐ第1硬質部と、軟質樹脂で形成され前記硬質部の周囲を覆う軟質部とを有する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記異方性変形部は、前記第1方向の一方側の表面と他方側の表面との少なくとも一方に開口し、前記弾性変形部と前記第2方向に並んで設けられた凹部、または前記弾性変形部の内部に前記長軸方向に延びる閉鎖された空洞を有する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記弾性変形部は、前記凹部を挟んで前記第2方向の両側にそれぞれ設けられている、
請求項8に記載の歯ブラシ。 - 前記凹部は、前記異方性変形部を前記第1方向に貫通する貫通孔を含む、
請求項8または9に記載の歯ブラシ。 - 前記異方性変形部の前記長軸方向と直交する断面において、前記異方性変形部の最大断面積に対する前記空洞または凹部の空間の断面積の占有率は、20%以上、60%以下である、
請求項8から10のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記弾性変形部は、硬質樹脂で形成され前記第1領域と前記第2領域とをつなぐ第1硬質部と、軟質樹脂で形成され前記硬質部の周囲を覆う軟質部とを有し、
前記空洞または凹部内に配置され、前記第1領域と前記第2領域とをつなぎ前記硬質樹脂で形成された第2硬質部を有し、
前記第2硬質部は、少なくとも一部が前記第2方向に前記第1硬質部と重なり、前記第1方向の曲げ強度が前記第2方向の曲げ強度よりも小さい、
請求項8ら11いずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記第2硬質部は、前記弾性変形部と隙間をあけて配置され、前記ヘッド部に前記第1方向で前記植毛面とは逆側である背面側へのしきい値を超えた外力が加わったときに、飛び移り座屈する、
請求項12記載の歯ブラシ。 - 前記第2硬質部は、前記第1方向の外力がしきい値以下のときに、前記背面側に凸形状であり、前記第1方向の外力が前記しきい値を超えたときに前記植毛面側に凸形状に反転し、
前記凸形状の頂点は、前記外力が前記しきい値以下のとき、及び前記しきい値を超えたときのいずれも前記凹部内に位置する、
請求項13記載の歯ブラシ。 - 前記第2硬質部は、前記凸形状の頂点を含む領域に、前記植毛面側と前記背面側の少なくとも一方に前記第2方向に延びる溝部を有する、
請求項13または14に記載の歯ブラシ。 - 前記異方性変形部の前記長軸方向の長さは、15mm以上、30mm以下である、
請求項1から15のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
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