TW201529047A - 電動牙刷 - Google Patents

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TW201529047A
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Yukinori Wada
Atsushi Yamamoto
Masahiro Nishiura
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Abstract

本發明的課題係提供一種電動牙刷，其不僅會充分地確保對於齒面或牙頸的清潔性，並且能夠提高對於齒間的清潔性。 本發明的解決手段係電動牙刷(1)具有：刷毛部(2)，將毛束(14)植入設置於植毛台(12)的植毛孔(13)而形成；握把部(3)：作為用以操作刷毛部(12)的把手；以及內裝於握把部(3)的振動產生手段(5)，以沿著握把部(3)的長度方向之軸心為中心使偏心錘(32)旋轉來使刷毛部(2)振動，其特徵為：作為毛束(14)，係具備植入設置於植毛孔(13)的段差毛束(14A)而在前端部形成有段差(H)。

Description

電動牙刷
本發明係關於一種具有：用以在前端部形成有段差而植入設置的毛束(以下，稱為段差毛束)之電動牙刷。
作為電動牙刷係廣泛地採用下述型式等：直線運動型式，具備用以將馬達的旋轉運動變換成刷毛部的往復直線運動之變換手段；或反轉運動型式，具備用以將馬達的旋轉運動變換成刷毛部的往復反轉運動之變換手段；或錘振動型式，藉由馬達使偏心錘旋轉來使刷毛部產生振動；或線性振動型式，藉由線性致動器使刷毛部進行往復振動。
另一方面，作為毛束的植入設置方法係廣泛地採用下述植入設置方法：在將複數根刷毛予以捆束後的狀態下，於其長度方向的大致中央部配置平線並且以該平線為中心將複數根刷毛折彎，再將刷毛的折彎部分與平線一起打入至植毛孔來植入設置在前端部呈等齊的毛束(以下，稱為等高毛束)，使得從植毛台算起的長度形成為相 同。又，作為上述使用平線的毛束之植入設置方法也提案有下述段差毛束的植入設置方法(例如，參照專利文獻1~4)：在將複數根刷毛予以捆束後的狀態下，將從其長度方向的大致中央部朝一方向偏離的位置作為中心來配置平線並且以該平線為中心將複數根刷毛折彎，再將刷毛的折彎部分與平線一起打入至植毛孔，藉此植入設置毛束來使得好像是植入設置有高度(長度)相異之2種種類的刷毛，而在1個毛束的芯毛前端形成有段差。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特表2010-531181號公報
[專利文獻2]特表2012-511944號公報
[專利文獻3]特開2012-75725號公報
[專利文獻4]特開2010-154900號公報
然而，由於在植入設置有前述段差毛束的牙刷中，其前端部的刷毛之密度會變低而使得刷毛的前端部變得容易產生彈性變形，所以雖然具有會造成對於齒面或牙頸之清潔性降低之缺點，但由於具有會使得刷毛的前端部變得容易插入齒間而提高對於齒間之清潔性之優點，所 以正檢討如何實際應用於手動型式的牙刷。
另一方面，雖然本案申請人對於將前述段差毛束應用於電動牙刷的刷毛部進行了檢討，但已得知應用於直線運動型式或反轉運動型式或線性振動型式等的電動牙刷中無法獲得對於清潔性的充分之改善。並且，在上述電動牙刷中，由於其刷毛部的行程相對較大會造成振動頻率也較高，所以在與齒間呈對面的位置產生振動的刷毛進行其前進運動時，會抵接於和該齒間相鄰的其中一邊之齒面來產生彈性變形，而之後在進行退後運動時，將其朝另一邊的齒面側移動時，在刷毛的前端部於齒間恢復成原來的形狀前就會和另一邊的齒面抵接而產生彈性變形，由於刷毛的前端部不會充分地插入至齒間，所以發現會有無法充分地清潔齒間的問題。
本發明的目的係提供一種電動牙刷，其不僅會充分地確保對於齒面或牙頸的清潔性，並且能夠提高對於齒間的清潔性。
本發明所揭示之電動牙刷係具有：刷毛部，將毛束植入設置於植毛台的植毛孔而形成；握把部：作為用以操作前述刷毛部的把手；以及內裝於前述握把部的振動產生手段，以沿著前述握把部的長度方向之軸心為中心使偏心錘旋轉來使刷毛部振動，其特徵為：作為前述毛束，係具備植入設置於植毛孔的段差毛束而在前端部形成 有段差。
由於該電動牙刷中，作為毛束係具備植入設置於植毛台的段差毛束而會在前端部形成有段差，所以在該段差毛束中較高的毛束之前端部會比較低的毛束之前端部更朝外側突出而變得更容易插入至齒間，能夠提高對於齒間的清潔性。另外，由於係使用以沿著握把部的長度方向之軸心為中心使偏心錘旋轉來使刷毛部振動的振動產生手段作為振動產生手段，所以刷毛部的前端部會以沿著握把部的長度方向之軸心為中心朝半徑方向振動來形成為：幾乎不具有任何朝握把部的軸方向之振動成分的朝與握把部的軸方向呈正交之方向所產生的振動。因此，段差毛束的較高之毛束的前端部在未對握把部進行洗刷操作的狀態下，會形成為主要在齒間內產生振動而能夠顯著地提高對於齒間的清潔性。另外，雖然該電動牙刷係組合電動所進行的洗刷操作與手動所進行的洗刷操作來進行洗刷操作為佳，由於手動所進行的洗刷操作會使得刷毛部的行程變大但其振動頻率相較於電動牙刷的振動頻率則是相當地小，所以刷毛的前端部在與齒間呈對面的位置產生彈性變形後能夠在與齒間呈對面的位置恢復成原來的形狀，所以刷毛的前端部會充分插入至齒間而能夠提高對於齒間的清潔性。由於段差毛束中不僅段差毛束的基端部，其較高的毛束之前端部在以與較低的毛束之前端部相對應的位置為中心會容易產生振動，所以能夠進一步地提高對於齒間的清潔性。
前述段差毛束的段差設定在1mm~5mm為較佳之實施方式。段差毛束的段差在未滿1mm的情況下，只能獲得與等高毛束相同程度的對於齒間之清潔性，而在超過5mm的情況下，對於齒間之清潔性會比等高毛束更低，所以設定在1mm~5mm為佳。
前述段差毛束的刷毛之剖截面形狀是構成為海島形狀，並且在刷毛的前端部由島部所形成的芯毛是構成為從海部突出為佳。使用如上所述之刷毛時，與將刷毛的前端部予以平切後的情況相比能夠更進一步地提高對於齒間的清潔性。
從前述海部突出的芯毛長度是設定成0.5mm~1.0mm為較佳之實施方式。由於芯毛的突出長度過短會造成對於齒間的清潔性降低，過長則會使芯毛的腰部變弱，不僅會使清潔性降低也會造成使用感變差，所以設定成0.5mm~1.0mm為佳。
係使僅由前述毛束所形成的刷毛部之固有振動頻率，與刷毛部以外的電動牙刷本體之固有振動頻率相接近為較佳之實施方式。如上所述而構成時，會盡可能地將刷毛部的振動作成較大而能夠提高對於齒面或齒間或牙頸的清潔性。
能夠將前述植毛台的毛束之植毛面積設定在0.5cm2以上，並且將前述植毛孔的個數設定在35個以上。如上所述，由於當將段差毛束植入設置在植毛台時，前端部的刷毛之密度會減半，所以會使得相對於植毛台之 毛束的植毛面積變大，不僅能夠增加植毛孔的個數也會充分地維持對於齒間的清潔性。再者，本說明書中，毛束的植毛面積是指：由與構成刷毛部的外緣之植毛孔外接的直線所圍繞的部分之面積。
在前述植毛台的寬度方向之中央部，至少沿著植毛台的長度方向植入設置2列前述段差毛束為較佳之實施方式。藉由上述構造，能夠藉由段差毛束來充份地清潔齒間。
能夠在前述植毛台植入設置前述段差毛束、以及在前端位置呈等齊的等高毛束。當如上所述將段差毛束與等高毛束植入設置在同一植毛台時，能夠藉由段差毛束來提高對於齒間的清潔性，並且能夠藉由等高毛束來提高對於牙齒表面或牙齒與齒肉之交界部分的清潔性。
將前述等高毛束的長度設定成與段差毛束中較低的毛束之長度等長為佳。藉由上述構造，能夠藉由段差毛束來確實地將齒間清潔乾淨。
依據本發明所揭示之電動牙刷，由於作為毛束係具備植入設置於植毛台的而在前端部形成有段差的段差毛束，所以在該段差毛束中較高的毛束之前端部會比較低的毛束之前端部更朝外側突出而變得容易插入至齒間，能夠提高對於齒間的清潔性。另外，由於係使用以沿著握把部的長度方向之軸心為中心使偏心錘旋轉來使刷毛部振 動的振動產生手段作為振動產生手段，所以刷毛部的前端部會以沿著握把部的長度方向之軸心為中心朝半徑方向振動來形成為：幾乎不具有任何朝握把部的軸方向之振動成分的朝與握把部的軸方向呈正交之方向所產生的振動。因此，段差毛束的較高之毛束的前端部在未對握把部進行洗刷操作的狀態下，會形成為主要在齒間內產生振動而能夠顯著地提高對於齒間的清潔性。另外，雖然該電動牙刷係組合電動所進行的洗刷操作與手動所進行的洗刷操作來進行洗刷操作為佳，由於手動所進行的洗刷操作會使得刷毛部的行程變大但其振動頻率相較於電動牙刷的振動頻率則是相當地小，所以刷毛的前端部在與齒間呈對面的位置產生彈性變形後能夠在與齒間呈對面的位置恢復成原來的形狀，所以刷毛的前端部會充分插入至齒間而能夠提高對於齒間的清潔性。由於段差毛束中不僅段差毛束的基端部，其較高的毛束之前端部在以與較低的毛束之前端部相對應的位置為中心會容易產生振動，所以能夠進一步地提高對於齒間的清潔性。
1‧‧‧電動牙刷
2‧‧‧刷毛部
3‧‧‧握把部
4‧‧‧牙刷本體
5‧‧‧振動產生手段
6‧‧‧電池
10‧‧‧替換刷頭
11‧‧‧柄部
12‧‧‧植毛台
13‧‧‧植毛孔
14‧‧‧毛束
14A‧‧‧段差毛束
14AH‧‧‧高毛束
14AL‧‧‧低毛束
14B‧‧‧等高毛束
15‧‧‧保持筒
15a‧‧‧卡合凸部
16‧‧‧刷毛
16A‧‧‧刷毛
16B‧‧‧刷毛
16a‧‧‧芯部
16b‧‧‧鞘部
16c‧‧‧島部
16d‧‧‧海部
17‧‧‧平線
18‧‧‧芯毛
21‧‧‧殼體
21a‧‧‧上部壁
22‧‧‧連結軸
22a‧‧‧卡合溝
23‧‧‧補強圓環
24‧‧‧蓋構件
24a‧‧‧嵌合部
25‧‧‧密封環
30‧‧‧馬達
30a‧‧‧旋轉軸
31‧‧‧開關
32‧‧‧偏心錘
b1‧‧‧外徑
b2‧‧‧外徑
H‧‧‧段差
第1圖(a)係電動牙刷的正面圖、第1圖(b)係第1圖(a)的b-b線之剖面圖。
第2圖(a)~(c)係具備配置排列相異的毛束之替換刷頭的正面圖。
第3圖係植毛面積的算出方法的說明圖。
第4圖係毛束的植入設置構造的擴大剖面圖。
第5圖(a)係刷毛的前端部之側面圖、第5圖(b)係其他構造之刷毛的前端部之側面圖。
第6圖芯鞘構造的刷毛(a)係立體圖、(b)係芯鞘構造的刷毛之橫剖面圖。
第7圖係海島構造的刷毛(a)係側面圖、(b)係立體圖、(c)係橫剖面圖、(d)(e)係其他構造的海島構造之刷毛的橫剖面圖。
第8圖係表示依據段差毛束的有無所進行之清潔性的評價試驗的試驗結果之圖表。
第9圖係表示依據毛束的疏密所進行之清潔性的評價試驗的試驗結果之圖表。
第10圖係表示依據植毛面積的相異所進行之清潔性的評價試驗的試驗結果之圖表。
第11圖係表示市售的手動牙刷與本發明的電動牙刷之植毛面積和植毛孔的個數之關係的圖表。
第12圖係表示市售的電動牙刷與本發明的電動牙刷之植毛面積和植毛孔的個數之關係的圖表。
第13圖(a)係藉由本發明的電動牙刷進行洗刷後的顎模型之#24、#25的照片，第13圖(b)係藉由市售商品P的手動牙刷進行洗刷後的顎模型之#24、#25的照片
第14圖係表示市售的手動牙刷P、S與本發明的電動牙刷之清潔性的評價試驗的試驗結果之圖表。
第15圖係表示依據振動產生手段所產生的振動之有無所進行之清潔性的評價試驗的試驗結果之圖表。
以下，一邊參考圖式來一邊說明關於用以實施本發明的方式。另外，本實施方式中，係以下述狀態為基準定義上下及前後來進行說明：替換刷頭作為上側，電動牙刷作為縱向，並且刷毛部側作為前側。
如第1圖所示，電動牙刷1係具備有：刷毛部2；牙刷本體4，具有用以手動操作刷毛部2的握把部3；振動產生手段5，用以使刷毛部2產生振動；以及電池6，用以驅動振動產生手段5。
牙刷本體4係具備有：握把部3、及可自由裝卸地安裝在握把部3的替換刷頭10。替換刷頭10的柄部11之上端部設置植毛台12，並且植毛台12上以預定之配置排列形成有複數個植毛孔13，將毛束14植入設置於上述複數個植毛孔13來藉由上述複數個毛束14形成刷毛部2。另外，關於刷毛部2的具體之構造會在以下詳細地進行說明。
對握把部3進行說明，其構成為：設置有大致圓筒狀等的筒狀之殼體21並且利用上部壁21a來封閉殼體21的上端部，而朝上方突出之金屬製的連結軸22會在上部壁21a的中央部將下半部埋入設置於上部壁21a而設置成為一體，補強環23係外嵌且固定在上部壁21a的 上部，藉由補強環23能夠有效率地承受作用於上部壁21a的來自連結軸22的荷重。
替換刷頭10的下端部構成為筒狀，並且形成有：保持筒15，將連結軸22可自由裝卸地內嵌在替換刷頭10的下端部內。保持筒15係構成為分割成2個而能夠擴張收縮，連結軸22係藉由替換刷頭10的原料之彈性而被夾持在保持筒15內。又，在連結軸22的長度方向之中途部形成有卡合溝22a，並且在替換刷頭10的保持筒15形成有能夠與卡合溝22a卡合的卡合凸部15a，當將連結軸22內嵌至保持筒15的內部時，卡合溝22a會與卡合凸部15a卡合，在該狀態下，會將替換刷頭10保持在連結軸22而使得施加洗刷操作程度的作用力不會輕易地脫落。但，作為替換刷頭10對連結軸22進行連結之構造係能夠採用眾所周知之構造，例如亦可構成為：在將連結軸22插入至替換刷頭10的保持筒15之後，藉由使替換刷頭10旋轉一定角度而能夠將替換刷頭10連結至連結軸22。
殼體21的下端部設置有供電池6進出用的蓋構件24，蓋構件24的上端部突出狀地形成有可自由裝卸地內嵌且固定在殼體21的下端部之小徑的嵌合部24a。嵌合部24a的基部外嵌狀地設置有密封環25，在將蓋構件24固定在殼體21的狀態下，該密封環25會被壓接在殼體21的下端部，而構成為使得蓋構件24與殼體21保持成液密狀。
在殼體21的下部內內裝有電池6，並且馬達30係將其旋轉軸30a朝向握把部3的長度方向而內裝於殼體21的上部內，在電池6與馬達30間於殼體21內組入有開關31，其用以將通往馬達30的通電電路切換成ON狀態與OFF狀態。
振動產生手段5係構成為具有：馬達30、及固定在馬達30的旋轉軸30a的上端部之偏心錘32，藉由馬達30使偏心錘32進行偏心旋轉來使殼體21的上部產生振動，並且經由連結軸22將該振動傳達至替換刷頭10來使替換刷頭10的刷毛部2產生振動。
雖然用以驅動馬達30的電池6是由一次電池所構成，但也可以使用鎳氫二次電池或鋰離子二次電池等的二次電池。另外，在使用二次電池的情況下，係構成為：將感應線圈組入至蓋構件24而能夠藉由外部電源利用非接觸方式來對二次電池進行充電為佳。
本發明的技術特徵為：在如上所述的電動牙刷1中，使用段差毛束14A作為毛束14，以下，對關於植毛台12及刷毛部2的構造詳細地進行說明。
形成在植毛台12的植毛孔13的配置排列(毛束14的配置排列)，係能夠設定成任意之眾所周知的配置排列。除了第1圖(a)所示的配置排列之外，能夠設定成例如第2圖(a)~(c)所示之配置排列或除此之外的眾所周知的配置排列。雖然植毛台12的寬度係能夠因應植入設置的毛束14的個數而設定成任意之寬度， 但由於過小會使能夠植入設置的毛束14之個數變少而造成對於齒面或牙頸的清潔性降低，過大則會使得在口腔內的操作性變差，所以設定在8mm~18mm為佳。
雖然植毛孔13的直徑係設定在1.2mm~1.5mm為佳，但亦可設定成更大。另外，由於當將段差毛束14A植入設置在植毛台12時，前端部的刷毛16之密度會減半，所以會使得相對於植毛台12之毛束14的植毛面積變大，不僅會增加植毛孔13的個數而提高對於齒面或牙頸的清潔性也會充分地確保對於齒間的清潔性，所以植毛台12的毛束14之植毛面積係設定在0.5cm2以上為佳，但考量在口腔內的操作性係設定在0.5cm2以上且3.5cm2以下為佳。並且，植毛孔13的個數係設定在35個以上且60個以下為佳，更佳係設定在35個以上且50個以下。再者，毛束14的植毛面積如第3圖所示是指：由與構成刷毛部2的外緣之植毛孔13外接的直線L所圍繞的部分之面積S。
作為能夠植入設置於植毛孔13的毛束14係能夠採用如下所述之構造的段差毛束14A與等高毛束14B。能夠僅將段差毛束14A植入設置在植毛台12，也能夠任意地混合段差毛束14A與等高毛束14B來進行植入設置。
段差毛束14A係如第4圖所示，在將構成刷毛16的複數條纖維絲使其前端對齊再進行捆束後的狀態下，以從長度方向的大致中央部朝一方向偏離的位置作為 中心將其折彎，並且在將平線17配置在折彎部分的內側之狀態下，將刷毛16的折彎部分與平線17一起壓入且安裝至植毛孔13，藉此植入設置有高度相異之高毛束14AH與低毛束14AL的2種種類之毛束。
等高毛束14B係如第4圖所示，在將構成刷毛16的複數條纖維絲使其前端對齊再進行捆束後的狀態下，以長度方向的大致中央部作為中心將其折彎，並且在將平線17配置在折彎部分的內側之狀態下，將刷毛16的折彎部分與平線17一起壓入且安裝至植毛孔13，藉此植入設置有高度形成為相同的毛束。
能夠僅將段差毛束14A植入設置在植毛台12，也能夠任意地混合段差毛束14A與等高毛束14B來進行植入設置。在混合段差毛束14A與等高毛束14B進行植入設置的情況下，係例如第1圖(a)所示，關於中央部的2列(利用黑色圓圈所圖示的毛束)係利用段差毛束14A所構成，而關於其兩側的2列(利用白色圓圈所圖示的毛束)係能夠各自利用等高毛束14B來構成。但，在該情況下，係將等高毛束14B的高度設定成與低毛束14AL為相同長度，並且將高毛束14AH的前端部構成為從等高毛束14B及低毛束14AL突出為佳。
低毛束14AL從植毛台12算起的高度係能夠設定在5mm~12mm，而高毛束14AH從植毛台12算起的高度係能夠設定在6mm~13mm，由於當低毛束14AL與高毛束14AH的前端部之段差H過小時會使對於齒間的插入 性降低，而過大時則會使芯毛的腰部變弱而無法獲得充分的清潔性，所以設定在1~5mm為佳，更佳為2~4mm。
由於是折彎刷毛16的中途部再將其植入設置於植毛孔13，所以低毛束14AL與高毛束14AH的刷毛16的根數會形成為相同，例如能夠分別設定成7~225根，並且能夠將刷毛16的直徑設定在0.1mm~0.26mm，更佳係0.15mm~0.2mm。
在此，說明關於低毛束14AL與高毛束14AH的段差H之設定方法。
不包含植毛台12的刷毛部2之固有振動頻率fn係能夠利用下述計算式來求得。
fn=(kn2/2π)√(EI/ρAL4)‧‧‧‧‧(1)
kn：與固有值對應的常數
E：刷毛的楊氏係數(縱彈性係數)
I：面積二次矩(刷毛直徑的4次方)
A：刷毛的剖面積
L：刷毛的長度
ρ：刷毛的密度
由前述數式1可得知，相對於除去刷毛部2的電動牙刷1之固有振動頻率，刷毛部2的固有振動頻率係顯著地較高。因此，藉由使刷毛部2的固有振動頻率接近除去刷毛部2的電動牙刷1之固有振動頻率來使其產生 共振會增大刷毛的振動，所以刷毛部2構成為如下所述為佳。
(1)將刷毛的楊氏係數作成較低。
(2)將刷毛作成較粗。
(3)將段差作成較大。
(4)將比重作成較大。
上述參數中，對於固有振動頻率影響較大的參數係刷毛16的剖面積與段差H。但，由於將刷毛16的剖面積作成較大會使其變硬所以對使用感的影響較大，因為也有喜愛柔軟的設計之使用者所以參數選擇的自由度較低。因此，從對於使用感的影響較少的觀點考量，適當地設定段差H極為重要。關於段差H，雖然作成較大會接近除去刷毛部2的電動牙刷1的固有振動頻率，但當段差變得過大時則會使刷毛的剛性降低而使使得清潔性變差。
因此，段差H係設定在1~5mm為佳，更佳為2~4mm。
作為構成刷毛16的原料係能夠使用作為牙刷的刷毛之為公眾所知的合成樹脂：尼龍或聚芳醯胺等的聚醯胺樹脂、或者是聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(聚對苯二甲酸丙二酯、PPT或PTT)、及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等的聚酯樹脂、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等的聚烯烴樹脂等。
雖然刷毛16也能構成為漸尖，但由於會使得芯毛的腰部變弱而造成對於齒間的清潔性降低，所以構成 為以下形狀為佳：如第5圖(a)所示，在與刷毛16的長度方向呈正交的方向予以裁斷的平切形狀、或如第5圖(b)所示，將刷毛16的前端部倒圓成半球狀的頭圓形狀。但，也能夠採用上述之外的眾所周知的前端形狀。
另外，能夠使用由單一合成樹脂的單絲纖維所組成的刷毛作為刷毛16，也能夠採用由複數個合成樹脂的芯鞘構造或海島構造之複合單絲纖維所組成的刷毛16A、16B作為刷毛16。採用芯鞘構造或海島構造之刷毛16A、16B的情況下，能夠採用使芯部16a或島部16c從刷毛16A、16B的前端部露出的構造。
芯鞘構造的刷毛16A如第6圖所示，係構成為：利用形成在外周部的鞘部16b圍繞形成在中央部的芯部16a而構成的由複合單絲纖維所組成的刷毛，並且由於是從模具同時地壓出構成芯部16a與鞘部16b的合成樹脂材料而成形者，所以在刷毛16A的任意位置之橫剖面形狀是形成為相同形狀。
芯部16a能夠利用以尼龍、聚芳醯胺等的聚醯胺樹脂為主成分的原料來構成，而鞘部16b則能夠利用以聚對苯二甲酸丁二酯等的聚酯樹脂為主成分的原料來構成。
刷毛16A的前端部係如第6圖(a)所示，突出有由芯部16a所組成的芯毛18。作為使芯毛18突出的方法，係例如使在芯部16a採用聚醯胺樹脂並且在鞘部16b採用PBT等的聚酯樹脂之刷毛16A的前端側浸漬在苛 性鈉(NaOH)等的鹼性藥液等使芯部16a露出，而能夠構成為使芯毛18朝前端突出的刷毛16A。但，除了化學方法之外也能夠採用藉由機械方法來去除鞘部16b之手段。
鞘部16b的外徑b2係設定在0.16mm~0.25mm，而芯部16a的外徑b1係設定在鞘部16b的外徑之40%~90%，更佳為設定在60%~80%，從鞘部16b露出的芯毛18的長度則是設定在0.5~1.0mm之適當範圍為佳。
海島構造的刷毛16B如第7圖(a)~(c)所示，係構成為：由將3個島部16c配置在三角形的頂點，並且形成海部16d來圍繞上述3個島部16c之複合單絲纖維所組成的刷毛，或者是如第7圖(d)所示，係由形成海部16d來圍繞隔有間隔進行配置而成的2個島部16c之複合單絲纖維所組成的刷毛，或者是如第7圖(e)所示，係由將4個島部16c配置在四角形的頂點，並且形成海部16d來圍繞上述4個島部16c之複合單絲纖維所組成的刷毛，由於是從模具同時地壓出構成島部16c與海部16d的合成樹脂材料而成形者，所以在刷毛16B的任意位置之橫剖面形狀是形成為相同形狀。
島部16c能夠利用以尼龍、聚芳醯胺等的聚醯胺樹脂為主成分的原料來構成，而海部16b則能夠利用以聚對苯二甲酸丁二酯等的聚酯樹脂為主成分的原料來構成。
刷毛16B的前端部係如第7圖(a)、(b)所示，突出有由島部16c所組成的芯毛18。作為使芯毛18突出的方法，係例如使利用聚酯樹脂構成海部16d且利用尼龍樹脂構成島部16c所構成的海島構造之刷毛16B浸漬在苛性鈉(NaOH)，再利用將其拉起而從前端溶解且去除海部16d使島部16c露出，能夠製造形成有從構成刷毛16的外面之海部16d的前端突出的複數根芯毛18之刷毛16。該情況下，藉由苛性鈉的濃度或浸漬時間、及從苛性鈉拉起的速度等能夠適當地調整海部16d前端的斜面形狀或芯毛18的露出長度。
海部16d的直徑係設定在0.150~0.300mm、芯毛18的的直徑係設定在0.03~0.07mm、芯毛18的露出長度係設定在0.5~1.0mm之適當範圍為佳。
刷毛的橫剖面形狀也能夠設定成圓形之外的任意形狀。另外，也能夠任意地混合橫剖面形狀相異的刷毛、或混合由單絲纖維所組成的刷毛與由複合單絲纖維所組成的刷毛來進行製造。
該電動牙刷1中，雖然是一邊藉由振動產生手段5使刷毛部2產生振動而一邊對牙齒進行洗刷，但將洗刷操作構成為兼具藉由手動所進行的洗刷操作為佳。構成為如上所述，能夠採用輸出相對較小的小型者作為振動產生手段5的馬達30，來將電動牙刷1的握把部3構成為小徑且薄化，能夠完成適用於手動所進行的洗刷操作之電動牙刷1，採用輸出相對較小的小型者作為振動產生手 段5的馬達30來提高手動所進行的洗刷操作之操作性，而能夠充分地確保洗刷性能。另外，由於具備有段差毛束14A，所以刷毛部2的前端部之刷毛16的密度會變低使得刷毛16變得容易插入至齒間，所以能夠提高對於齒間的清潔性，並且利用將段差毛束14A的低毛束14AL與等高毛束14B的高度設定成相同，能夠充分地確保對於齒面或牙頸的清潔性。而且，如第4圖所示，雖然毛束14在等高毛束14B中，係作成為以從植毛台12突出的毛束14之基端部P1為中心進行振動，但由於在段差毛束14A中，高毛束14AH的前端部不僅在段差毛束14A的基端部P1，在以與低毛束14AL的前端部相對應的位置P2為中心也會變得容易產生振動，所以能夠進一步地提高對於齒間的清潔性。
其次，說明關於植入設置有段差毛束14A的電動牙刷1之評價試驗。
(依據段差毛束的有無所進行之清潔性的評價試驗)
相對於第1圖所示的植毛台12的48個植毛孔13，係將表1所示的構造之18根刷毛16在其中途部予以折彎來形成表1所示的毛長再各自與平線17一起進行植入設置來製作實施例1、2及比較例1、2的替換刷頭。
另外，使用顎模型(NISSIN公司製)，並且在該顎模型的左上第二小臼齒(#25)與左上第一大臼齒(#26)塗布OCCLUDE(Pascal Company Inc製)作為擬 似溶菌斑，再利用表2所示的洗刷條件使分別安裝有實施例1、2及比較例1、2的替換刷頭之電動牙刷1對左上第二小臼齒(#25)與左上第一大臼齒(#26)進行洗刷。由側方對左上第二小臼齒(#25)與左上第一大臼齒(#26)拍攝照片，並且利用影像解析來算出在齒間的特定區域之污垢的去除率。該結果表示於表1及第8圖。
由表1及第8圖可得知，植入設置有段差為3mm的段差毛之實施例1、2的替換刷頭與植入設置不具有段差的等高毛束之比較例1的替換刷頭相比，會提高對於齒間的清潔性。但，在段差為6mm的比較例2中，其清潔性比不具有段差的比較例1更低，可得知段差係設定在未滿6mm為佳。
(依據毛束的疏密所進行之清潔性的評價試驗)
接著，由於使用段差毛束會使刷毛部的前端部之密度變低，所以進行如下所述之試驗用以調查因為刷毛部的前端部之密度降低所造成之清潔力的變化。
使用具有與實施例1相同尺寸的植毛台之植入設置刷毛前的替換刷頭，作為比較例3係製作成將與在實施例1所使用的構造相同的海島構造之刷毛植入設置在該替換刷頭的6列48個植毛孔而不形成段差的替換刷頭，作為比較例4係製作成除了省略比較例3的替換刷頭之植毛孔中的從外側起的第2列之植毛孔且將毛束植入設 置在4列32個植毛孔之外，構成為與比較例3相同的替換刷頭，作為比較例5係製作成除了省略比較例3的植毛孔中的從外側起的第2列的植毛孔且省略剩下的4列中每間隔一個的植毛孔，而將毛束植入設置在4列18個植毛孔之外，構成為與比較例3相同的替換刷頭。
並且，利用與前述依據段差的有無所進行之清潔性的評價試驗相同的試驗方法對各別安裝有實施例1、比較例3~5之替換刷頭的電動牙刷1進行評價試驗。該結果表示於表3及第9圖。
由表3及第9圖可得知，即使是使用相同的海島構造之複合單絲纖維所組成的刷毛的情況下，植入設 置有段差為3mm的段差毛束之實施例1比起比較例3，其溶菌斑去除率不僅在齒間，在齒面或牙頸也都會變高。另外，僅在刷毛部的前端部形成芯毛較稀疏的實施例1相較於刷毛部整體形成為芯毛較稀疏的比較例4、5，其溶菌斑去除率在齒面、齒間、牙頸全部都會變高。
(依據植毛面積的相異所進行之清潔性的評價試驗)
作為比較例6~8係將植毛面積與植毛孔的個數與毛束的配置排列製作成具有如表4所示而構成的植毛台的3種種類之替換刷頭。
並且，利用與前述依據段差的有無所進行之清潔性的評價試驗相同的試驗方法對各別安裝有比較例3、比較例6~8之替換刷頭的電動牙刷1進行評價試驗。該結果表示於表4及第10圖。
由表4及第10圖可得知，由於洗刷壓力會隨著增加植毛孔的列數而分散以致於造成作用於每1根刷毛的負荷會減少，所以溶菌斑去除率會整體地降低。
(與市售商品的對比)
第11圖係表示市售的手動牙刷與本發明的電動牙刷之植毛面積與植毛孔數的關係之圖表，並且利用單點鏈線 所圍繞的區域係表示能夠適用於本發明的電動牙刷之植毛面積與植毛孔數的範圍。第12圖係表示市售的電動牙刷與本發明的電動牙刷之植毛面積與植毛孔數的關係之圖表，並且利用單點鏈線所圍繞的區域係表示能夠適用於本發明的電動牙刷之植毛面積與植毛孔數的範圍。
由第11圖、第12圖可得知，適用於本發明的電動牙刷之植毛面積與植毛孔數的範圍，雖然在手動牙刷中存在有一部分與市售商品重複者，但在市售的電動牙刷中則是未曾出現的數值範圍。
(與市售的手動牙刷之清潔性的評價試驗)
使用表5所示的市售商品P、S之手動牙刷作為市售商品的手動牙刷。
並且，利用與前述依據段差的有無所進行之清潔性的評價試驗相同的試驗方法對安裝有實施例1之替換刷頭的電動牙刷1、與市售商品P、S的手動牙刷進行評價試驗。該結果表示於第13圖及第14圖。
由第13圖、第14圖可得知，安裝有實施例1的替換刷頭之電動牙刷1相較於市售商品P、S的手動牙刷，其溶菌斑去除率在齒面、齒間、牙頸全部都會變高。
(依據電動的有無所進行之清潔性的評價試驗)
使用安裝有實施例1的替換刷頭之電動牙刷1。並且，除了將洗刷壓力設定在100g且將行程設定在15mm之外，係利用與前述依據段差的有無所進行之清潔性的評價試驗相同的試驗方法來進行依據振動產生手段所產生的振動之有無所進行之清潔性的評價試驗。該結果表示於第15圖。
由第15圖可得知，一邊利用振動產生手段對替換刷頭施加振動一邊利用手動來進行洗刷、與僅藉由手動進行洗刷的情況相比，其溶菌斑去除率在齒面、齒間、牙頸全部都會變高。
雖然以上說明了關於本發明的實施方式，但本發明並不受限於前述實施方式之任何限定，並且只要在不脫離本發明的意旨之範圍內當然能夠對其構造進行變更。
1‧‧‧電動牙刷
2‧‧‧刷毛部
3‧‧‧握把部
4‧‧‧牙刷本體
5‧‧‧振動產生手段
6‧‧‧電池
10‧‧‧替換刷頭
11‧‧‧柄部
12‧‧‧植毛台
13‧‧‧植毛孔
14‧‧‧毛束
14A‧‧‧段差毛束
14AH‧‧‧高毛束
14AL‧‧‧低毛束
14B‧‧‧等高毛束
15‧‧‧保持筒
15a‧‧‧卡合凸部
21‧‧‧殼體
21a‧‧‧上部壁
22‧‧‧連結軸
22a‧‧‧卡合溝
23‧‧‧補強圓環
24‧‧‧蓋構件
24a‧‧‧嵌合部
25‧‧‧密封環
30‧‧‧馬達
30a‧‧‧旋轉軸
31‧‧‧開關
32‧‧‧偏心錘
b-b‧‧‧剖面線

Claims (10)

  1. 一種電動牙刷，具有：刷毛部，將毛束植入設置於植毛台的植毛孔而形成；握把部：作為用以操作前述刷毛部的把手；以及內裝於前述握把部的振動產生手段，以沿著前述握把部的長度方向之軸心為中心使偏心錘旋轉來使刷毛部振動，其特徵為：作為前述毛束，係具備植入設置於植毛孔的段差毛束而在前端部形成有段差。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的電動牙刷，其中，前述段差毛束的段差是設定在1mm~5mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的電動牙刷，其中，前述段差毛束的刷毛之剖截面形狀是構成為海島形狀，並且在刷毛的前端部由島部所形成的芯毛是構成為從海部突出。
  4. 如申請專利範圍第2項所記載的電動牙刷，其中，前述段差毛束的刷毛之剖截面形狀是構成為海島形狀，並且在刷毛的前端部由島部所形成的芯毛是構成為從海部突出。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載的電動牙刷，其中，從前述海部突出的芯毛長度是設定成0.5mm~1.0mm。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載的電動牙刷，其中，係使僅由前述毛束所形成的刷毛部之固有振動頻率，與刷毛部以外的電動牙刷本體之固有振動頻 率相接近。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載的電動牙刷，其中，是將植入設置在前述植毛台的毛束之面積設定在0.5cm2以上，並且將前述植毛孔的個數設定在35個以上。
  8. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載的電動牙刷，其中，在前述植毛台的寬度方向之中央部，至少沿著植毛台的長度方向植入設置2列前述段差毛束。
  9. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載的電動牙刷，其中，在前述植毛台植入設置有前述段差毛束、以及在前端位置呈等齊的等高毛束。
  10. 如申請專利範圍9項所記載的電動牙刷，其中，將前述等高毛束的長度設定成與段差毛束之較低的毛束之長度等長。
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