WO2014178206A1

WO2014178206A1 - 歯ブラシ

Info

Publication number: WO2014178206A1
Application number: PCT/JP2014/052555
Authority: WO
Inventors: 時悟柳
Original assignee: YANAGI Tokisatoru
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2014-11-06
Also published as: WO2014178304A1

Abstract

　口腔内の歯等を傷つけずに効率よく磨きもしくはブラッシングすることのできる歯ブラシを提供する。　使用者が握るための把持部（３）の長手方向一端側に設けられた回転支持機構（５）と、これに支持されたブラシ体（２１）と、を備える歯ブラシである。当該回転支持機構は、使用者が当該把持部を動かしたとき、使用者の口腔内部位から受ける摩擦により当該ブラシ体が独立した少なくとも２種類の双方向に転がり回転ができるように構成されている。１種類の回転であると非回転方向にブラシを動かすと口腔内部位を傷つけるおそれがあるが、２種類の回転により、その恐れがなくなる。歯ブラシは手動でもよいし、電動でもよい。電動歯ブラシの場合は、口腔内部位の保護のため、トルクリミッタを設けることが好ましい。

Description

歯ブラシ

　本発明は、把持部に対し回転可能なブラシ体を備えた歯ブラシに関する。本明細書における歯ブラシとは、歯と歯肉のほか、舌や粘膜等の主として人間（動物も含む）の口腔内にある部位（以下、「歯等」という。）を、手動又は手動と自動の組み合わせで磨くもしくはブラッシングするためのブラシ体を備えたものの総称である。

　特許文献１及び２に開示された歯ブラシ（以下、それぞれ「第１の従来歯ブラシ」「第２の従来歯ブラシ」という。）は、いずれも実質的に球形のブラシ体を備え、このブラシ体はモータにより駆動されて２軸それぞれの周りを独立して回転するように構成されている。特許文献３に開示された歯ブラシ（以下、「第３の従来歯ブラシ」という。）は、柄と当該柄から突き出す回転軸と一体回転するブラシ体を備え、当該柄が軸方向往復直線運動と軸回り往復揺動を行うように構成されている。特許文献４に開示された歯ブラシ（以下、「第４の従来歯ブラシ」という。）は、モータ駆動により揺動するブラシ体に高負荷が加わった際に、当該揺動を衰退させるためのトルクリミッタを備えている。特許文献５に開示された歯ブラシ（以下、「第５の従来歯ブラシ」という。）は、柄の軸方向に往復回転可能に支持されたローラー状のブラシ体を備え、ブラシ体を歯等に接触させた状態で柄を軸方向に往復運動させ転がり接触しながら磨くように構成されている。特許文献６に開示された歯ブラシ（以下、「第６の従来歯ブラシ」という。）は、柄の先端に同心状に設けられた円筒状のブラシ体を備え、使用者による柄の軸回り回転によりブラシ体を回転させ歯等を磨くように構成されている。特許文献７には、柄の先端に固定された球形のブラシ体（以下、「第６の従来歯ブラシ」という。）を備え、使用者による柄の動きで歯等を磨くように構成されている。

特表２０１０－５２３２３９号公報特表２０１３－５０７１６２号公報特開平７－１１６０２４号公報特開平０６－１２３３４３号公報特許４０４０７５４号公報特許３６４６１１８号公報特開２００１－２３８７２９号公報

　しかしながら、第１の従来歯ブラシ及び第２の従来歯ブラシは、ブラシ体が２軸のそれぞれの周りを独立して回転するものの、それぞれの回転はモータによって強制的に駆動されるため、使用者の意図に反した方向にブラシ体のブラシ毛先端が移動することが当然に起こってしまう。さらに、歯や歯肉等の表面には凹凸がありブラシ毛の長さに比べ十分に深い溝や隙間が存在するため、ブラシ毛の毛先が細部に届くようにブラシ体を歯や歯肉等に強く押し付けなければならない。回転するブラシ体を強く押し付けると、歯や歯肉等を傷つける恐れがより高くなる。特に、歯と歯肉との間に形成される歯周ポケットの周囲を磨く際に、歯から歯肉をはがす方向にブラシ体が回転するときに、歯肉を傷つける可能性が極めて高い。この問題は、第３の従来歯ブラシによっても同じく生じ得る。第３の従来歯ブラシは、柄が軸方向往復直線運動と軸回り往復揺動を行うので、使用者は歯や歯肉に対する気遣いがより求められる。第４の従来歯ブラシはトルクリミッタを有しているため、歯等に強く押し当てた結果ブラシ体に過負荷が加わった際にブラシ体の揺動を衰退させることができ、これによって、歯等が傷つくのを防止できることが期待される。しかし、揺動を衰退させるためだけに用いることのできる技術である。第５の歯ブラシのブラシ体はローラー状であるため、転がり方向に対しては傷つきづらいが、転がり方向と交差する方向（ローラーの軸心方向）にブラシ体を移動させようとすると転がりが妨げられることによる歯や歯肉等を傷つける恐れが高い。これと同じ理由から、第６の従来歯ブラシのブラシ体を軸心方向に動かすと、歯や歯肉を損傷する恐れがある。第７の従来歯ブラシは、柄を軸回りに回転させているときはよいが、柄の軸心方向に磨くときに歯や歯茎を傷つける恐れが少なくない。

　本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、口腔内の歯等を傷つけずに効率よく磨きもしくはブラッシングすることのできる歯ブラシの提供を目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、次の構成を備えている。なお、いずれかの請求項記載の発明を説明するに当たって行う用語の定義等は、記載順等に関わらず、かつ、その性質上可能な範囲において他の請求項記載の発明にも適用があるものとする。

（請求項１記載の発明の特徴）
　請求項１記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項１の歯ブラシ」という）は、使用者が握るための把持部と、当該把持部の長手方向一端側に設けられた回転支持機構と、当該回転支持機構によって支持されたブラシ体と、を備えている。ここで当該回転支持機構は、使用者が当該把持部を動かしたとき、使用者の口腔内部位（歯、歯肉、舌、その他口腔内にある部位）から受ける摩擦により当該ブラシ体が独立した少なくとも２種類（３種類以上でもよい）の双方向に転がり回転ができるように構成されている。また、当該ブラシ体は、当該少なくとも２種類の双方向の転がり回転ができる形状に形成されている。

　請求項１の歯ブラシによれば、まず、把持部に対し回転する。この回転力は、ブラシ体（のブラシ毛）が口腔内部位から得る摩擦力により生じる。ブラシ体は口腔内部位と転がり接触して磨くもしくはブラッシングするので、口腔内部位を過度に引っかかなくて済むため傷つける恐れが極めて低い。しかも、少なくとも２種類の双方向回転（たとえば、垂直軸回り回転と水平軸回り回転）が可能であるから、１種類の双方向回転による磨きに比べ口腔内部位を傷つける恐れがさらに低くなる。

（請求項２記載の発明の特徴）
　請求項２記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項２の歯ブラシ」という）は、請求項１の歯ブラシの好ましい態様として、前記回転支持機構は、前記把持部から長手方向に突き出し前記把持部に対し中心軸周りに双方向回転できるように支持された第１回転軸と、当該第１回転軸の開放端側に設けられた保持機構と、当該第１回転軸と交差（たとえば、直交）する方向に延び当該保持機構により双方向回転できるように支持された第２回転軸と、を備えている。前記ブラシ体は、当該第２回転軸と一体に回転できるように構成されている。

　請求項２の歯ブラシは、請求項１の歯ブラシであって、ここでは第１回転軸回りの双方向回転と第２回転軸回りの双方向回転の２種類が採用される。つまり、第２回転軸と一体回転するブラシ体は、この第２回転軸ごと第１回転軸ごと把持部に対して回転する。請求項２の歯ブラシはシンプルに構成されている。それは、歯ブラシという性格上、複雑な構造になじまないこと、頻繁に洗浄するものであるからシンプルである必要があること、がその理由である。

（請求項３記載の発明の特徴）
　請求項３記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項３の歯ブラシ」という）は、請求項１または２の歯ブラシの好ましい態様として、前記把持部内には、モータ軸を有するモータと、当該モータに電力を供給する電源と、当該モータ軸の回転運動を前記第１回転軸に伝達するトルクリミッタと、が配されている。電源は、内臓電池が一般的であるが、外部から供給された電力をモータに供給するための回路等も含まれる。

　請求項３の歯ブラシは、電力を用いて駆動する電動歯ブラシである。請求項１又は２の歯ブラシの第１回転軸がモータによって回転駆動される。このため、手動に比べ短時間のうちに口腔内部位を磨くもしくはブラッシングすることができる。ただし、モータ駆動とすると使用者の意に反した磨きにより、口腔内部位を傷つけるおそれが出てくる。この恐れを解消するため、過負荷が加わったとき、回転を制限するのがトルクリミッタである。

（請求項４記載の発明の特徴）
　請求項４記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項４の歯ブラシ」という）は、請求項３の歯ブラシの好ましい態様として、前記把持部と前記第１回転軸は、さらに、前記把持部に対し前記第１回転軸が出没できるように構成されている。ここで、前記トルクリミッタは、前記把持部に対する出没運動をも前記第１回転軸に伝達するように構成されている。

　請求項４の歯ブラシによれば、請求項３の歯ブラシのトルクリミッタは、回転運動に加え出没運動をも第１回転軸に伝達する。把持部はこの出没運動を許容するように構成されているので、トルクリミッタの機能とあいまって第１回転軸の出没運動が実現する。回転運動と出没運動の組み合わせにより、使用者は効率よく、かつ安全に口腔内部位を磨いたりブラッシングしたりすることができる。

（請求項５記載の発明の特徴）
　請求項５記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項５の歯ブラシ」という）は、請求項４の歯ブラシの好ましい態様として、前記トルクリミッタは、前記第１回転軸と一体回転する軸側リミッタ部材と前記モータのモータ軸と一体回転するモータ側リミッタ部材と、当該軸側リミッタ部材と当該モータ側リミッタ部材との間に形成されたカム構造と、当該軸側リミッタ部材を当該モータ側リミッタ部材に向けて押圧する押圧バネと、を含めて構成されている。当該カム構造は、当該軸側リミッタ部材から当該モータ側リミッタ部材に向かって突き出す少なくとも１個の軸側突起と、当該モータ側リミッタ部材から突き出す少なくとも１個のモータ側突起と、を含めて構成されている。ここで、当該モータ側突起は、当該モータ側リミッタ部材の回転にともない連続的に、当該軸側突起と係合（または当接もしくは掛かり合い）して当該モータ側リミッタ部材の回転運動を当該軸側リミッタ部材に伝達しつつ、当該軸側突起との係合位置を摺動移動（接触した状態で移動）させて当該押圧バネのバネ力に抗しながら当該モータ側突起の上に乗り上がらせ、やがて乗り越させて前記第１回転軸に回転運動と出没運動を伝達するように、かつ、当該軸側突起の当該モータ突起の上への乗り上がりと乗り越しは、前記第１回転軸が過負荷を受けて回転しない場合も行われるように構成されている。なお、軸側突起とモータ側時は、それぞれ少なくとも１個でよいが、構造的安定や出没周期の観点を考慮するとそれぞれ複数（同数でなくてもよい）とすることが好ましい。

　請求項５の歯ブラシによれば、請求項４の歯ブラシであって、モータ側突起との係合により、軸側突起は、当該軸側リミッタ部材を回転させる回転方向力と当該軸側リミッタ部材を突出させる突出方向力を受け、これによって第１回転軸の回転運動と押圧バネのバネ力に打ち勝ちながら乗り上げて突出運動が行われる。モータ側リミッタ部材のさらなる回転により、軸側突起に対するモータ側突起の係合位置が回転方向に摺動移動し軸側突起の頂点を超えて乗り越すと、軸側突起に回転方向力及び突出方向力が働かなくなる。突出方向力から解放された軸側突起には、軸側リミッタ部材を介した押圧バネバネ力の作用で押し戻され没入方向に移動する。そして、さらなる回転によりモータ側突起は再び軸側突起と出会い係合して上記した回転運動と出没運動が連続的に行われる。また、第１回転軸（軸側リミッタ部材）に過負荷が加わって回転しない場合も出没運動は行われるので、これによりトルクリミッタとしての機能が発揮される。なお、止まらないまでも回転が遅くなる程度の過負荷が第１回転軸に加わる場合もありうるが、本明細書ではこの場合も回転と捉えている。

（請求項６記載の発明の特徴）
　請求項６記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項６の歯ブラシ」という）は、請求項１ないし５いずれかの歯ブラシの好ましい態様として、前記ブラシ体は、ブラシ毛が放射状に延びる実質的に球体形状に形成されている。「実質的」と表現したのは、ブラシ体の表面がブラシ毛で形成されるものであることから、幾何学的な球体形状に形成することは不可能であること、また、回転させるための構造が不可欠であること、等がその理由である。ブラシ体の大きさや、ブラシ毛の材質、固さ、密度、色等は、使用者の用途や好み等に合わせ適宜設定することができる。ブラシ毛すべての長さを同じにする必要は必ずしもなく、多少の違いは、実質的な球体形状を害するものではない。さらに、ブラシ毛の先を細くしたり、尖り防止のため丸くしたり、することを妨げない。また、使用者の多様な要求に応えるため、多種類のブラシ体を設計、製造することが好ましい。

　請求項６の歯ブラシによれば、ブラシ体が実質的に球体形状であるた、２種類又はそれ以上の種類の転がり回転に好適である。見た目に美しい意匠効果もあり、歯磨きを嫌う幼児や子供にも受け入れられやすい。

（請求項７記載の発明の特徴）
　請求項７記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項６の歯ブラシ」という）は、請求項６の歯ブラシの好ましい態様として、前記ブラシ体は、前記球体を等分割してなる一対のブラシ構成体からなり、当該ブラシ構成体の各々は前記第２回転軸の両端に固定されている。

　請求項７の歯ブラシによれば、請求項６の歯ブラシの作用効果に加え、ブラシ体の第２回転軸との一体回転を単純な構造で実現する。単純であるから、軽量化にも貢献し、見た目にもバランスの取れた安定感があり、洗浄も容易である。

（請求項８記載の発明の特徴）
　請求項８記載の発明に係る歯ブラシ（以下、適宜「請求項８の歯ブラシ」という）は、請求項６または７の歯ブラシの好ましい態様として、前記ブラシ体は、実質的に球形のブラシ床と、当該ブラシ床に周方向所定間隔を介して経線状に配置された前記ブラシ毛と、を含むものである。

　請求項８の歯ブラシによれば、請求項６または７の歯ブラシの作用効果に加え、栗のイガのように等間隔に並ぶブラシ毛を想像したとき、これに比べ、口腔内部位の隙間や溝に毛先が入りやすくなること、口腔内部位をグリップしてブラシ体に回転力を加えやすいこと、を特徴づけている。つまり、細かなところまで毛先が届いて磨き効果を高め、ブラシ体の回転を容易にすることができる。

（請求項９記載の発明の特徴）
　請求項９記載の発明に係るブラシ体（以下、適宜「請求項９のブラシ体」は、請求項１ないし８何れか記載の歯ブラシに使用可能なブラシ体である。

　請求項９のブラシ体によれば、請求項１ないし８何れかの歯ブラシに使用して、各歯ブラシの特徴を保持しながら口腔内の歯等を傷つけずに効率よく磨きもしくはブラッシングすることができる。

　本発明によれば、口腔内の歯等を傷つけずに効率よく磨きもしくはブラッシングすることのできる歯ブラシおよび歯ブラシ体を提供することができる。

手動歯ブラシの斜視図である。ブラシ体周囲の分解斜視図である。第１回転軸に取り付けたブラシ体の斜視図である。使用状態のブラシ体を示す斜視図である。歯ブラシの変形例を示す斜視図である。電動ブラシの展開斜視図である。把持部構成片の一方を省略した電動歯ブラシ把持部の斜視図である。把持部構成片の一方を省略した電動歯ブラシ把持部の斜視図である。トルクリミッタの作用を説明するための概略図である。

　各図に基づき、発明を実施するための形態（以下、適否「本実施形態」という）について説明する。本実施形態に係る歯ブラシは、は２つの形態に分かれている。１つは手動の歯ブラシであり、もう１つは電動の歯ブラシである。以下では、手動歯ブラシ、電動歯ブラシの順で説明する。

（歯ブラシの概略構造）
　図１を参照しながら、手動の歯ブラシ１の概略構造を説明する。歯ブラシ１は、把持部３、回転支持機構５及びブラシ体２１を備えている。歯ブラシ１は、人間の口腔内部位を磨くためのものであるが、たとえば、飼育動物の口腔内部位を磨くものとして使用することを妨げない。

（把持部の構成）
　把持部３は、使用者が歯磨きを行うときに握るための部位であって、一端側３ａと他端側３ｂを有する細長い部材である。把持部３の一端３ａ側に回転支持機構５が設けられ、他端側３ｂは開放端になっている。把持部３は、好ましくは合成樹脂材によって構成する。把持部３を構成する素材に制限はないが、合成樹脂材を用いることで、金属などに比べ軽量化することができ、洗浄によって劣化することがないし、色々な色彩や形状を選択することができるからである。本実施形態の把持部３は、円筒状に形成されているが、角柱状でもよいし、使用者が歯磨きできる形状であれば、たとえば、曲線部を設けること、滑り止めの凹凸を設けることなど、形状や形態は自由に選択することができる。把持部３は、次に述べる回転支持機構５との関係で内部構造に特徴がある。なお、把持部３は、中心軸を通る仮想平面を境に把持部構成片４ａと４ｂの２つに分かれるように構成されている。

（回転支持機構の構造）
　図１及び２に示すように、回転支持機構５は、把持部３の一端３ａ側の内部にある把持部内機構７と、同じく外部にある把持部外機構９から構成されている。説明の都合上、まず把持部外機構９を先に説明する。把持部外機構９は、把持部の一端３ａから長手方向（軸方向）に突き出す第１回転軸１１と、第１回転軸１１の開放端に第１回転軸１１と交差する短尺の保持軸受（保持機構）１３（図２）と、保持軸受１３の内部を貫通し両端が露出する第２回転軸１５と（図２）、から構成されている。保持軸受け１３は、第１回転軸１１に設けられた上向き開放Ｃ形状の軸受け本体１３ａと、軸受け本体１３ａの開放部を閉鎖するために軸受け本体１３ａに対し着脱自在に形成された閉鎖部材１３ｂとから構成されている。閉鎖部材１３ｂは、軸受け本体１３ａの中に第２回転軸１５（図２参照）を開放部から嵌め入れ、双方向回転を許容しつつ抜けないようにするための部材である。

　第１回転軸１１の基端部は把持部３の中に没入していて、把持部内機構７により把持部３に対し中心軸周りに双方向回転できるように支持されている。把持部内機構７は、把持部３の中に一端３ａに向かって開放する有底の収容凹部７ａと、収容凹部７ａの周壁（すなわち、把持部３）に対して軸回り方向に双方向回転可能に収容された軸ホルダー７ｂとから構成されている。軸ホルダー７ｂの先端部は把持部３の一端３ａから突出し、そこに第１回転軸１１の一端を抜き差し自在に差し込めるようになっている。これにより、軸ホルダー７ｂと第１回転軸１１は一体に矢印Ｂで示すように軸回りに双方向回転できるように構成されている。第１回転軸１１を軸ホルダー７ｂに対し抜き差し可能になっているのは、第１回転軸１１と一体になっているブラシ体２１を交換できるようにするためである。なお、図１に示す符号１１ａは、第１回転軸１１から側方に突き出す回り止め片を示す。回り止め片１１ａは、軸ホルダー７ｂの一端に形成された切欠き７ｈに差し込み字に抜き取り可能に嵌まり込んで軸ホルダー７ｂに対する第１回転軸１１の軸回り方向の回転を阻止する機能を担っている。

（ブラシ体の構成）
　図１ないし３に示すように、ブラシ体２１は、ブラシ毛２３が放射状に延びる実質的に球体形状に形成されている。具体的には、ブラシ体２１は、小径で実質的球形の合成樹脂製のブラシ床２５と、ブラシ床２５に周方向所定間隔を介して経線状に配置されたブラシ毛２３と、を含むものである。さらに具体的には、図２に示すように、ブラシ体２１（ブラシ床２５）は、球体を等分割してなる一対のブラシ構成体２７，２７からなり、ブラシ構成体２９の各々は第２回転軸１５の両端に一体回転するように設けられている。

　経線状に配置されたとは、図３に示すように、ブラシ床２５の両極を通って、緯線と直角に交わる仮想の大円を描くように配置されることをいい、経線状に配置されたブラシ毛２７は、緯線方向（矢印Ａ）にヒダ状に並ぶことになる。これは、栗のイガのように等間隔に並ぶブラシ毛（図示を省略）に比べ、間隔をおいて設置された複数の小歯ブラシの集合体であることから口腔内部位の隙間や溝に毛先が入りやすくなること、タイヤのトラッドパターンのように口腔内部位をグリップしてブラシ体２１に回転力を加えやすいこと、を特徴づけている。つまり、細かなところまで毛先が届いて磨き効果を高め、ブラシ体２１の回転を容易にすることができる。ブラシ毛２７の材質、固さ、太さ、長さ等の性状は、それぞれ適宜設定可能である。ブラシ毛２７の長さ、すなわち、ブラシ体２１の大きさを複数種類用意しておき、好みや必要に合わせて取り替えて使用するようにしてもよい。

　説明を第２回転軸１５に戻す。図１ないし３に示すように、第２回転軸１５は、保持軸受１３によって第１回転軸１１に対し双方向回転可能に保持され、ブラシ体２１は、第２回転軸１５と一体回転するように固定されている。図２に示す第２回転軸１５は、第１回転軸１１と直交する方向に延びているが、これは、２種類の独立した双方向回転を直交方向で実現したからである。この直交以外の角度を妨げる趣旨ではなく、使用者の好みや口腔内部位の形状等に応じて自由に設定してよい。

　以上の構成により、図１に示すように、把持部３から見たブラシ体２１は、第１回転軸１１の軸回り方向の双方向回転（矢印Ｂ）と、この走行方向回転と一体回転する第２回転軸１５の軸回り方向の双方向回転（矢印Ｃ）の独立した２種類の双方向回転が実現される。この回転のための回転力は、ブラシ体２１のブラシ毛２３が口腔内部位と転がり接触することにより得る。この作用を図１および４にて説明すると、把持部３を動かすことにより使用者は、ブラシ体２１を双方向矢印Ｂ´の方向と双方向矢印Ｃ´のそれぞれの方向に独立して移動させることができる。この移動のときブラシ体２１は、上記それぞれの方向に口腔内部位と転がり接触する。矢印Ｂ´方向の動きはブラシ体２１の第１回転軸１１回りの回転（図１の矢印Ｂ方向の回転）であり、矢印Ｃ´方向の動きはブラシ体２１の第２回転軸１５回りの回転（図１の矢印Ｃ方向の回転）である。

　そうすると、図４に示す口腔内部位、たとえば、上の歯１０１ａと歯茎１０１ｂに対しブラシ毛２３が転がり接触するので、回転せずに摺動するだけの従来のブラシ毛（図示を省略）に比べこれらを傷つける可能性がきわめて低い。一方、ブラシ毛２３の１本１本に着目すれば、それぞれの先端は適度なしなりをもって歯１０１ａや歯茎１０１ｂ等と接触するので、そのしなりの跳ね返り時に十分なブラッシング効果が得られる。歯１０１ａと歯茎１０１ｂの境目となる歯周ポケット１０１ｃ内にもヒダ状に配されたブラシ毛２３の毛先が入り込んで、中にある汚れを掻き出すようにブラッシングする。この作用は、ブラシ体２１を第１回転軸１１回りに回転させるときも同じである。なお、図４は人の口腔内部位そのものを示しているが、入れ歯（図示を省略）等であっても同様に使用することができる。

（歯ブラシの変形例）
　図５を参照しながら、歯ブラシの変形例について説明する。変形例に係る歯ブラシ５１が、先に説明した歯ブラシ１と異なるのは、ブラシ体が複数（ここでは、３個）設けてあることである。使用した３個のブラシ体は、歯ブラシ１のブラシ体２１と同じものを使用することができる。したがって、以下の説明では、図１と同様に、ブラシ体と呼ぶ。以下、歯ブラシ１と異なる部位を中心に説明する。

　歯ブラシ５１は、把持部（図示を省略）の一端に取り付けられるブラシ体支持部５３とブラシ支持部５３に支持される３個のブラシ体２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備えている。ブラシ体支持部５３は、その一端側を把持部に抜き取り可能に差し込めるほぼ直線状の差込部５５と、差込部５５の他端側に設けられた略Ｕ字状のＵ字支持部５７と、変形Ｓ字状の傾動部５９から概ね構成されている。Ｕ字支持部５７の両上端のそれぞれには、第１回転軸５７ａ、５７ａが軸回り双方向に回転自在に設けられており、第１回転軸５７ａ、５７ｂそれぞれにブラシ体２１ａ，２１ｂが一体回転するように固定されている。傾動部５９の一端はＵ字支持部に挟まれた状態でヒンジ結合され、Ｕ字支持部５７に対してお辞儀をするように傾動可能になっている。傾動部５９は、その他端に軸回り双方向に回転可能に設けられた第１回転軸５９ａが設けられ、これに固定されたブラシ体２１ｃと一体回転するようになっている。なお、ブラシ体２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれは、第１回転軸５７ａ，５７ｂ，５９ａの先端に双方向回転可能に支持された第２回転軸（図５では図示を省略）に固定されていることは、歯ブラシ１の場合と同じである。傾動部５９がＵ字支持部５７に挟まれ半固定状態で支持されたとき、図５の上から見た３個のブラシ体２１ａ，２１ｂ，２１ｃは同一平面上で三角関係を構成するが、これは、使用者の好みや目的に合わせて適宜変更することを妨げない。

　歯ブラシ５１によれば、様々な使用方法が提供される。具体的には、３個のブラシ体２１ａ，２１ｂ，２１ｃを同時に使用するほか、たとえば、傾動部５９を傾動させてＵ字支持部５７から離すことによりブラシ体２１ｃを他の２個から孤立させて使用することもできる。逆に、傾動部５９から離れた２個のブラシ体２１ａ，２１ｂを同時、もしくはいずれか一方を使用することができる。２個もしくは３個のブラシ体を同時使用すると、口腔内部位の広い範囲を同時にブラッシングすることができるので、たとえば、舌のブラッシングなどに便利である。いずれかのブラシ体１個を使用する場合は、口腔内の狭いところの部位をブラッシングするために好適である。いずれの場合であっても、ブラシ体２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、Ｕ字支持部５７に対し独立した２方向に双方向回転可能になっているので、歯ブラシ１が奏する前述の作用効果と同様に、口腔内部位を傷つけずに効果的なブラッシングを行うことができる。

（電動歯ブラシの構造）
　図１および６ないし８を参照しながら、歯ブラシ１の変形例である歯ブラシ７１を説明する。歯ブラシ７１は、把持部３と、把持部外機構９と、ブラシ体２１を有している点で外観上、歯ブラシ１と共通する。このため、歯ブラシ７１の説明でもこれらの部材名と部材番号を用いる。異なる点は、歯ブラシ１が手動歯ブラシであるのに対し、歯ブラシ７１は電動歯ブラシである点である。以下、歯ブラシ７１の電動駆動機構を中心に説明を行う。

　まず、把持部３の構成について説明する。把持部３は、中空で略円筒形外観を有している。把持部３は、中心軸を通る仮想平面を境に一方の把持部構成片４ａと他方の把持部構成片４ｂの２つに分かれ、両者は同形状でありネジ３ｎによって水密一体化されるように構成されている。把持部３は、一端３ａに向かって先細りしていてその先端が開口部７３ａになっていて、他端３ｂに向かって第１環状リブ７３ｂ、第２環状リブ７３ｃ、ボス部７３ｄ、第３環状リブ７３ｅ、第４環状リブ７３ｆ、そして、閉鎖板７３ｆの順で形成されている。開口部７３ａと第１環状リブ７３ｂの間を第１空間７５ａと、第１環状リブ７３ｂと第２環状リブ７３ｃの間を第２空間７５ｂと、第２環状リブ７３ｃと第３環状リブ７３ｅの間を第３環状空間７５ｃと、第３環状リブ７１ｅと第４環状リブ７１ｆの間を第４空間７５ｄと、そして、第４環状リブ７３ｆと閉鎖板７３ｆの間を第５空間７５ｅと、それぞれ定義する。

　符号７７は、第１回転軸１１を差し込み一体回転させるための軸ホルダーを示す。軸ホルダー７７は、全体が合成樹脂により構成され、円筒状のホルダー本体７７ａと、ホルダー本体７７ａの先端側に形成された環状の先端リブ７７ｂと、同じく後端側に形成された後端リブ７７ｃとを有している。ホルダー本体７７ａは開口部７３ａの周壁と水密状態で、また、第１環状リブ７３ｂの内壁に妨げられずに出没可能かつ双方向回転可能に構成されている。ホルダー本体７７ａと周壁との間に、出没と回転を妨げず水密性を確保するためのパッキン（図示を省略）を設けてもよい。図７は没入状態を、図８は突出状態をそれぞれ示す。

　先端リブ７７ｂは、開口部７３ａの内径よりも大径に形成され、没入時（図７）に把持部３の一端側３ａに当接可能に構成されている。後端リブ７７ｃは、第１環状リブ７３ｂの内径と第２環状リブ７３ｃの内径のいずれよりも小径に形成され、第２空間７５ｂに収納されその中でのみ出没方向に移動できるようになっている。したがって、第１空間７５ａ内には、ホルダー本体７７ａの一部があるだけで後端リブ７７ｃが侵入することはない。後端リブ７７ｃが第３空間７５ｃに侵入することもない。すなわち、第１環状リブ７３ｂと第２環状リブ７３ｃは、後端リブ７７ｃと協働して軸ホルダー７７の抜け止めと突出量を規制している。

　一方、第３空間７５ｃには後述するトルクリミッタ９１が、第４空間７５ｄにはモータ８１とカップリング８３が、それぞれ収容されている。カップリング８３は、モータ８１のモータ軸８１ａとトルクリミッタ９１を連結する機能を担っている。第５空間７５ｅに収容されたバッテリ８５は、充電可能なバッテリであり、把持部構成片４ａに設けられている電源スイッチ８７（図６）を介してモータ８１に電力供給するようになっている。バッテリ８５への充電は、たとえば電磁誘導を利用した非接触電力伝送による非接触充電が好適である。なお、複雑になるのを避けるため、本実施形態では充電系統を含む電力供給系統の図示を省略している。

（トルクリミッタの構造）
　トルクリミッタ９１は、第１回転軸１１と一体回転する軸側リミッタ部材９３とモータ８１のモータ軸８１ａと一体回転するモータ側リミッタ部材９５と、軸側リミッタ部材９３とモータ側リミッタ部材９５との間に形成されたカム構造９７と、押圧バネ９９と、ワッシャ１０１を含めて構成されている。軸側リミッタ部材９３は、後端リブ７７ｃに同心状に着脱自在に固定され軸方向に突出する中軸９３ａと、中軸９３ａの開放端にその中心軸と同心状に固定されたカム円盤９３ｂと、中軸９３ａから見たカム円盤９３ｂの裏面に周方向等間隔に設けられた２個の軸側突起９５ｃとを有している。軸側突起９５ｃは好ましくは山形であることが好ましく、作動に支障がなければその数は１個でも３個以上でもよい。中軸９３ａの外径は、第２環状リブ７３ｃの中孔内径よりも小径に形成され、双方向回転や出没方向の移動の際に中孔周壁に接触しないようになっている。押圧バネ９９の内径は中軸９３ａを貫通させられる内径に形成されている。ワッシャ１０１の中孔は中軸９３ａを貫通できる内径に形成され、外径は第３空間７３ｃに収容可能な外径に形成されている。ワッシャ１０１は、押圧バネ９９が第２環状リブ７３ｃの中孔に入り込むのを防ぐとともに、押圧バネ９９が押圧力を軸側リミッタ部材９３に付与するための起点となる。

　モータ側リミッタ部材９３は、モータ８１から見て順に、カップリング８３でモータ軸８１ａと同軸状に連結される小径軸９５ａと、小径軸９５ａよりわずかに大径で第３環状リブ７３ｅの内径よりごくわずかに小径の中径軸９５ｂと、中継軸９５ｂよりさらに大径の大径軸９５ｃと、大径軸９５ｃの開放端に同心的に設けられたカム円盤９５ｄを備えている。この構成により、第３環状リブ７３ｅの中孔外周に対し中径軸９５ｂが摺動回転もしくは空転可能になっている。また、大径軸９５ｃは第３環状リブ７３ｅに対し双方向回転可能だが出没方向の移動が規制される。大径軸９５ｃから見たカム円盤９５ｄの裏面には、モータ側突起９５ｅが２個形成されている。モータ側突起９５ｅ，９５ｅは、いずれもなだらかな山形に形成されている。モータ側突起９５ｅ，９５ｅは、カム構造９７を構成し、軸側突起９５ｃ，９５ｃと回転時に係合する位置関係にある。詳しいカム作用については後述する。

（把持部内の部材組立）
　図６ないし８を参照願いたい。まず、軸側リミッタ部材９３の中軸９３ａを後端リブ７７ｃから一端外して開放端を露出させ（図６）、両部材の中に中軸９３ａを通してから元に戻す。これにより、ワッシャ１０１と押圧バネ９９は、中軸９３ａから外せない状態になる。ここで、これらを第１空間７５ａ、第２空間７５ｂ及び第３空間７５ｃのそれぞれに振り分け配置する。具体的には、先端リブ７７ｂは把持部３の外、ホルダー本体７７ａの大部分が第１空間７５ａの中、ホルダー本体７７ａの残部と後端リブ７７ｃは第２空間７５ｂの中、さらに、第２環状リブ７３ｃの中孔を貫通した中軸９３ａ、ワッシャ１０１、押圧バネ９９およびカム円盤９３ｂ（軸側突起９３ｃ）は第３空間７５ｃの中に、それぞれ配置する。そうすると、押圧バネ９９のバネ力によりワッシャ１０１が第２環状リブ７３ｃに押し付けられた状態（軸側リミッタ部材９３がモータ側リミッタ部材９５に向けて押圧される状態）になる。この状態でカム円盤９３ｂを押圧バネ９９のバネ力に逆らいながら突出方向に移動させることができる状態にあり、これを使用者が手で移動させると軸ホルダー７７が突出し手を放すとバネ力で元に戻るようになっている。

　一方、第４空間７５ｄの中に、閉鎖板７３ｆから見て順にバッテリ８５とモータ８１とカップリング８３を配置する。図示は省略するが、バッテリ８５、電源スイッチ８７およびモータ８１の間の電気配線も行う。次に、モータ側リミッタ部材９５の配置を行う。中径軸９５ｂを第３環状リブ７３ｅの中孔に合わせながら大径軸９５ｃを第３空間７５ｃに配置するとともに、カップリング８３とモータ８１を第４空間７５ｄに収納させる。バッテリは第５空間７５ｅに収納させる。これにより、モータ８１を回転させるとモータ側リミッタ部材９５を回転させられる状態にある。さらに、第３空間７５ｃの中で、軸側突起９５ｃ，９５ｃとモータ側突起９５ｅ，９５ｅが回転方向に係合可能な状態になっている。

（電動歯ブラシの作用効果）
　図６乃至８を参照しながら、カム構造９７の作用効果を説明する。なお、図９は、回転移動するモータ側突起を平面に展開して示すとともに、これらと軸側突起とが係合する様子を模式的に示す図である。図９において矢印Ｄはモータ側突起９５ｅの移動方向を示す。符号９３ｃ－１～９３ｃ－４はいずれも１個の軸側突起が番号順に上下動する様子を示し、符号９３´ｃ－１～９３´ｃ－３は対応する他の１個の軸側突起の上下動の様子を示す。同じく符号９５ｅは一方のモータ側突起を示し、符号９５´ｅは他方のモータ側突起を示す。

　電動歯ブラシ７１によれば、使用者が電源スイッチ８７を操作するとスイッチモータ８１が通電されモータ軸８１ａが回転する。回転方向は一方向でもよいが、電動歯ブラシ７１では、電源スイッチ８７を２度押しすることにより、逆回転するように構成されている。話を戻すと、モータ軸８１ａの回転によりカム円盤９５ｄが回転する。回転により、モータ側突起９５ｅ，９５ｅと軸側突起９３ｃ，９３ｃが係合する。この係合状態を、図９に示す部材番号を用いて次項以下で説明する。なお、モータ側突起９５´ｅと軸側突起９３´ｃ－１～９３´ｃ－３との係合に係る作用効果の説明は、次に述べる作用効果の説明と同じであるためそれらの説明は省略する。

　すなわち、図９において、モータ側突起９５ｅが軸側突起９３ｃ－１と係合する。このとき、軸側突起９３ｃ－１は、両突起が山形に形成されているので、稜線同志の接触に伴う押圧力ｆに対する反力Ｆをモータ側突起９５ｅから受ける。反力Ｆは、突出分力Ｆｖと回転分力Ｆｈに分割される。突出分力Ｆｖは、押圧バネ９９のバネ力に逆らって軸側突起９３ｃ－１を押し上げ方向（第１回転軸１１を突出させる方向）に働く分力である。回転分力Ｆｈは、軸側突起９３ｃ－１を回転方向（第１回転軸１１を回転させる方向）に働く分力である。

　すなわち、突出分力Ｆｖと回転分力Ｆｈを同時に受けた軸側突起９３ｃ－１は、さらなる回転によるモータ側突起９５ｅとの間のカム作用により軸側突起９５ｃ－１に対するモータ側突起９５ｅの係合位置が軸側突起９５ｃ－２の位置まで摺動移動（摺動上昇）する。この位置は、両突起の頂点であるから押圧力ｆと反力Ｆは相殺され、突出分力Ｆｖと回転分力Ｆｈはゼロとなる。つまり、第１回転軸１１の突出量は最大になり、第１回転軸１１の回転はゼロもしくは慣性によるものだけになる。その後は押圧バネ９９の押圧力によって軸側突起９３ｃ－３は押し戻され軸側突起９３ｃ－４の位置に摺動移動（摺動下降）する。摺動下降する際に突出分力Ｆｖも回転分力Ｆｈも生じないが、さらなる回転により生じるようになり、これにともなって第１回転軸１１の突出と回転が繰り返される。

ここで、第１回転軸１１（軸側リミッタ部材９３）に過負荷が加わって回転できない場合を想定する。この場合は、回転分力Ｆｈが打ち負けるため回転はしないが、突出分力Ｆｖにより出没運動のみ行われる。つまり、回転方向のブロックがない。つまり、トルクリミッタとしての機能が発揮される。トルクリミッタ作用により、口腔内部位に過負荷をかけないで済むため、そこを傷つけるおそれもなくなる。

　　１　　　　　　　　　　（手動）歯ブラシ
　　３　　　　　　　　　　　把持部
　　３ａ　　　　　　　　　　一端側
　　３ｂ　　　　　　　　　　他端側
　　４ａ，４ｂ　　　　　　　把持部構成片
　　５　　　　　　　　　　　回転支持機構
　　７　　　　　　　　　　　把持部内機構
　　７ａ　　　　　　　　　　収容凹部
　　７ｂ　　　　　　　　　　軸ホルダー
　　７ｈ　　　　　　　　　　切欠き
　　９　　　　　　　　　　　把持部外機構
　１１　　　　　　　　　　　第１回転軸
　１１ａ　　　　　　　　　　回り止め片
　１３　　　　　　　　　　　保持機構（保持軸受）
　１３ａ　　　　　　　　　　軸受け本体
　１３ｂ　　　　　　　　　　閉鎖部材
　１５　　　　　　　　　　　第２回転軸
　２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　　ブラシ体
　２３　　　　　　　　　　　ブラシ毛
　２５　　　　　　　　　　　ブラシ床
　２７　　　　　　　　　　　ブラシ構成体
　５１　　　　　　　　　　（手動）歯ブラシ
　５３　　　　　　　　　　　ブラシ体支持部
　５５　　　　　　　　　　　差込部
　５７　　　　　　　　　　　Ｕ字支持部
　５７ａ，５７ｂ　　　　　　第１回転軸
　５９　　　　　　　　　　　傾動部
　５９ａ　　　　　　　　　　第１回転軸
　７１　　　　　　　　　　　（電動）歯ブラシ
　７３ａ　　　　　　　　　　開口部
　７３ｂ　　　　　　　　　　第１環状リブ
　７３ｃ　　　　　　　　　　第２環状リブ
　７３ｄ　　　　　　　　　　ボス部
　７３ｅ　　　　　　　　　　第３環状リブ
　７３ｆ　　　　　　　　　　第４環状リブ
　７３ｇ　　　　　　　　　　閉鎖板
　７５ａ　　　　　　　　　　第１空間
　７５ｂ　　　　　　　　　　第２空間
　７５ｃ　　　　　　　　　　第３空間
　７５ｄ　　　　　　　　　　第４空間
　７５ｅ　　　　　　　　　　第５空間
　７７　　　　　　　　　　　軸ホルダー
　７７ａ　　　　　　　　　　ホルダー本体
　７７ｂ　　　　　　　　　　先端リブ
　７７ｃ　　　　　　　　　　後端リブ
　８１　　　　　　　　　　　モータ
　８１ａ　　　　　　　　　　モータ軸
　８３　　　　　　　　　　　カップリング
　８５　　　　　　　　　　　バッテリ（電源）
　８７　　　　　　　　　　　電源スイッチ
　９１　　　　　　　　　　　トルクリミッタ
　９３　　　　　　　　　　　軸側リミッタ部材
　９３ａ　　　　　　　　　　中軸
　９３ｂ　　　　　　　　　　カム円盤
　９３ｃ　　　　　　　　　　軸側突起
　９５　　　　　　　　　　　モータ側リミッタ部材
　９５ａ　　　　　　　　　　小径軸
　９５ｂ　　　　　　　　　　中径軸
　９５ｃ　　　　　　　　　　大径軸
　９５ｄ　　　　　　　　　　カム円盤
　９５ｅ　　　　　　　　　　モータ側突起
　９７　　　　　　　　　　　カム構造
　９９　　　　　　　　　　　押圧バネ
１００　　　　　　　　　　　ワッシャ
１０１ａ　　　　　　　　　　歯
１０１ｂ　　　　　　　　　　歯茎
１０１ｃ　　　　　　　　　　歯周ポケット

Claims

　使用者が握るための把持部と、当該把持部の長手方向一端側に設けられた回転支持機構と、当該回転支持機構によって支持されたブラシ体と、を備え、
　当該回転支持機構は、使用者が当該把持部を動かしたとき、使用者の口腔内部位から受ける摩擦により当該ブラシ体が独立した少なくとも２種類の双方向に転がり回転ができるように構成され、
　当該ブラシ体は、当該少なくとも２種類の双方向の転がり回転ができる形状に形成されている
　ことを特徴とする歯ブラシ。
　前記回転支持機構は、前記把持部から長手方向に突き出し前記把持部に対し中心軸周りに双方向回転できるように支持された第１回転軸と、当該第１回転軸の開放端側に設けられた保持機構と、当該第１回転軸と交差する方向に延び当該保持機構により双方向回転できるように支持された第２回転軸と、を備え、
　前記ブラシ体は、当該第２回転軸と一体に回転できるように構成されている
　ことを特徴とする請求項１記載の歯ブラシ。
　前記把持部内には、モータ軸を有するモータと、当該モータに電力を供給する電源と、当該モータ軸の回転運動を前記第１回転軸に伝達するトルクリミッタと、が配されている
　ことを特徴とする請求項１または２記載の歯ブラシ。
　前記把持部と前記第１回転軸は、さらに、前記把持部に対し前記第１回転軸が出没できるように構成され、
　前記トルクリミッタは、前記把持部に対する出没運動をも前記第１回転軸に伝達するように構成されている
　ことを特徴とする請求項３記載の歯ブラシ。
　前記トルクリミッタは、前記第１回転軸と一体回転する軸側リミッタ部材と前記モータのモータ軸と一体回転するモータ側リミッタ部材と、当該軸側リミッタ部材と当該モータ側リミッタ部材との間に形成されたカム構造と、当該軸側リミッタ部材を当該モータ側リミッタ部材に向けて押圧する押圧バネと、を含み、
　当該カム構造は、当該軸側リミッタ部材から当該モータ側リミッタ部材に向かって突き出す少なくとも１個の軸側突起と、当該モータ側リミッタ部材から突き出す少なくとも１個のモータ側突起と、を含み、
　当該モータ側突起は、当該モータ側リミッタ部材の回転にともない連続的に、当該軸側突起と係合して当該モータ側リミッタ部材の回転運動を当該軸側リミッタ部材に伝達しつつ、当該軸側突起との係合位置を摺動移動させて当該押圧バネのバネ力に抗しながら当該モータ側突起の上に乗り上がらせ、やがて乗り越させて前記第１回転軸に回転運動と出没運動を伝達するように、かつ、当該軸側突起の当該モータ突起の上への乗り上がりと乗り越しは、前記第１回転軸が過負荷を受けて回転しない場合も行われるように構成されている
　ことを特徴とする請求項４記載の歯ブラシ。
　前記ブラシ体は、ブラシ毛が放射状に延びる実質的に球体形状に形成されている
　ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の歯ブラシ。
　前記ブラシ体は、前記球体を等分割してなる一対のブラシ構成体からなり、当該ブラシ構成体の各々は前記第２回転軸の両端に固定されている
　ことを特徴とする請求項６記載の歯ブラシ。
　前記ブラシ体は、実質的に球形のブラシ床と、当該ブラシ床に周方向所定間隔を介して経線状に配置された前記ブラシ毛と、を含む
　ことを特徴とする請求項６または７記載の歯ブラシ。
　請求項１ないし８何れか記載の歯ブラシに使用可能なブラシ体。