(57)【要約】歯科ブラシは、複数の剛毛を有し、歯科用ハンドピースに連結するように構成されている。該ブラシが回転する時、剛毛が歯構造と接触すると、剛毛の外側部分は移動し、狭い外側先端を有する、テーパの付いた全体形状を示す。テーパの付いた形状は、隣接歯間領域、歯の咬頭に隣接して位置する溝、および歯の修復物に存在する場合がある凹部などの、患者の歯構造の凹部の仕上げ、および研磨に特に有用である。
2005500091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、
前記ハブに連結されている複数の剛毛とを備え、
前記剛毛の各々は、基準軸線に平行な道筋に沿って通常は延びる長手軸線を有し、前記剛毛の各々は外側自由端を有し、前記ハブが前記基準軸線を中心に任意速度で弧状に回転して前記複数の剛毛が歯構造と接触するときに、前記外側自由端は相互方向へ収束して一体となってテーパ状の全体形状を呈し、前記剛毛の少なくとも幾つかが、エラストマー材料および該エラストマー材料の全体に分散される多数の研磨剤粒子を含んで構成される、
歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項２】
前記ハブが、前記剛毛に一体的に連結されている、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項３】
前記剛毛が熱可塑性材料で作製されている、請求項２に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項４】
前記剛毛の全てがエラストマー材料で作製されている、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項５】
前記剛毛が射出成型されている、請求項４に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項６】
前記粒子が、酸化アルミニウム粒子、アルミニウムジルコニア粒子、又は酸化アルミニウム粒子とアルミニウムジルコニア粒子との組合せから構成される、請求項５に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項７】
前記剛毛の各々が、前記外側自由端に近づくにつれて面積が減少する断面形状の、概ねテーパ状の形状を有する、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項８】
前記剛毛の前記テーパ状の全体形状が、円錐台形状である、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項９】
前記剛毛の前記テーパ状の全体形状が、円錐形状である、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１０】
前記ハブに取外し可能に連結されるマンドレルを有する、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１１】
前記剛毛の少なくとも幾つかは、硬さが約０．０１５ポンド／インチ〜約０．４ポンド／インチの範囲である、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１２】
各剛毛が、約５０，０００ｐｓｉ〜約１２０，０００ｐｓｉの範囲の曲げ弾性率を有する材料で作製される、請求項１１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１３】
前記剛毛の少なくとも幾つかは、硬さが約０．０２ポンド／インチ〜約０．３７ポンド／インチの範囲であり、約６０，０００ｐｓｉ〜約１１０，０００ｐｓｉの範囲の曲げ弾性率を有する材料で作製される、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１４】
前記外側自由端が相互方向へ収束するときに、実質的に各剛毛の該外側自由端が、隣接する各剛毛の該外側自由端と接触する、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１５】
前記剛毛が、約５０，０００ｐｓｉ〜約１２０，０００ｐｓｉの範囲の曲げ弾性率を有する熱可塑性材料を含む、請求項１に記載の歯科用ハンドピース用のブラシ。
【請求項１６】
ハブと、
前記ハブに連結されている複数の剛毛とを備え、
前記剛毛の各々は、基準軸線に平行な道筋に沿って通常は延びる長手軸線を有し、前記複数の剛毛は前記ハブと一体的に成型され、前記剛毛の少なくとも幾つかは、硬さが約０．０１５ポンド／インチ〜約０．４ポンド／インチの範囲である、歯科用ハンドピース用の一体成型ブラシ。
【請求項１７】
前記剛毛の少なくとも幾つかは、硬さが約０．０２ポンド／インチ〜約０．３７ポンド／インチの範囲である、請求項１３に記載の一体成型ブラシ。
【請求項１８】
前記剛毛が、熱可塑性材料で作製される、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項１９】
前記剛毛が、射出成型され、且つ多数の研磨剤粒子を含む、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２０】
前記粒子が、酸化アルミニウム粒子、アルミニウムジルコニア粒子、又は酸化アルミニウム粒子とアルミニウムジルコニア粒子との組合せから構成される、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２１】
前記剛毛が外側端部を有し、前記剛毛の各々が、前記外側端部に近づくにつれて面積が減少する断面形状の、概ねテーパ状の形状を有する、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２２】
前記剛毛の前記テーパ状の全体形状が、円錐台形状である、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２３】
前記剛毛の前記テーパ状の全体形状が、円錐形状である、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２４】
前記ハブに取外し可能に連結されるマンドレルを有する、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２５】
前記剛毛が外側端部を有し、前記外側端部が相互方向へ収束するときに、実質的に各剛毛の該外側端部が、隣接する各剛毛の該外側端部と接触する、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２６】
前記剛毛が、約５０，０００ｐｓｉ〜約１２０，０００ｐｓｉの範囲の曲げ弾性率を有する熱可塑性材料を含む、請求項１６に記載の一体成型ブラシ。
【請求項２７】
歯構造の処置方法であって、
通常の静止状態では任意基準軸線に概ね平行な道筋にそれぞれ沿った向きに配置される複数の剛毛を用意することと、
前記歯構造に前記剛毛の自由端を当てることと、
前記剛毛が回転して前記歯構造と接触している間に、前記剛毛の自由端が相互方向へ収束してテーパ状の全体形状を呈するのに十分な速度で、前記基準軸線を中心に弧状に前記剛毛を回転させることと、
を含む方法。
【請求項２８】
前記剛毛の自由端を前記歯構造に当てる行為が、前記歯構造を研磨する行為を含む、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項２９】
前記剛毛の自由端を前記歯構造に当てる行為が、前記歯構造を仕上げる行為を含む、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項３０】
前記テーパ状の全体形状が円錐形状である、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項３１】
前記テーパ状の全体形状が円錐台形状である、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項３２】
前記剛毛の各々が、テーパ状の全体形状を有する、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項３３】
前記複数の剛毛を用意する行為が、前記剛毛の少なくとも幾つかに研磨剤粒子を提供する行為を含む、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【請求項３４】
前記複数の剛毛を用意する行為が、ハブと前記剛毛とを有する一体物を用意する行為を含む、請求項２７に記載の歯構造の処置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用ハンドピースと共に使用する回転式ブラシに関する。該ブラシは、歯の表面、直接修復物および間接修復物などの様々な歯構造の仕上げ、および研磨に有用である。
【背景技術】
【０００２】
歯構造の仕上げ、および研磨用の様々な歯科用デバイスが当該技術分野で既知である。これらのデバイスの多くは、回転駆動装置を有する歯科用ハンドピースに連結されるように構成されている。該デバイスは、患者の口腔内で使用される場合、ハンドピースとデバイスとの間の取外し可能な連結により、従事者はデバイスを取外し、次の患者で使用する前に、処分するか、又は消毒することができる。
【０００３】
ある種類の歯科用仕上げおよび研磨デバイスは、合成樹脂などのベース材料と、アルミナ、又はジルコニアの粒子などの研磨材との混合物で作製される。合成樹脂は、デバイスが回転する時、不規則な歯構造との接触が容易になるように、デバイスが使用中に曲がったり、変形することを可能にする可撓性材料で作製されることが多い。このようなデバイスには広範多種の形状が利用可能であり、ディスク形、カップ形、火炎形、および円錐又は「尖頭」などが挙げられる。
【０００４】
例えば、カップ形の歯科用ポリッシャーは、歯の咬頭をカップの凹部に受入れることができるため、歯の咬合面の研磨に最適であると考えられることが多い。他方、円錐形の形状又は火炎形の形状を有する歯科用ポリッシャーは、円錐の先端が、狭い凹部内に到達するようにより良好に構成されているため、歯の裂溝および隣接歯間表面の研磨に最適であると考えられることが多い。ディスク形のポリッシャーは、デバイスが回転する時に、ディスクが比較的平坦な表面のより広い領域と接触するように、より良好に構成されているため、歯の正面および舌側の表面の研磨に最適であると考えられることが多い。
【０００５】
歯科用ハンドピースと共に使用される他の種類の仕上げおよび研磨デバイスは、中心のハブに連結される複数の剛毛で作製されている。幾つかの場合、剛毛は合わせて、中心の凹部を有する概ねカップ形の形状を示し、剛毛の自由端は、概ね共通面に配列されている。他の場合、剛毛は様々な長さを有し、剛毛が合わせて、尖った、又は火炎形の全体形状を示し、長い剛毛の方がハブの中心の回転軸付近に位置するように配列される。剛毛は別々に作製され、その剛毛を金属ハブの凹部内にクラスプで留めることにより一緒に連結される。
【０００６】
口腔内の表面が平滑である方が長期間にわたり歯垢を保持する可能性が低いため、歯構造の仕上げおよび研磨は、従事者にとって重要な仕事であると考えられる。更に、歯垢が蓄積すると、口腔内の平滑な表面から歯垢を除去する方が、粗い表面と比較して、幾分容易である。その結果、従事者は、通常、新しく入れられた修復物がどれも平滑で、隆起や窪みなどがないことを確実にするのに役立つ段階を取る。
【０００７】
更に、平滑な外部表面を有する修復物の方が、舌、唇、又は口腔内の他の組織と接触した時に、より快適である。更に、平滑な表面の方が、それほど平滑でない表面よりも光を多く反射するため、平滑な表面を有する修復物の方が、美的により満足のいくものであると考えられることが多い。歯の修復物の平滑な表面は、隣接する天然歯のエナメルからの光の反射と同様に光を反射し、その結果、隣接する歯の表面と調和する傾向がある。
【０００８】
前述の歯科用デバイスは、今日広範に使用されているが、歯構造の仕上げおよび研磨が容易になり、その処置の結果が向上するように、引き続き、到達水準を改善する必要がある。また、このような改善はいずれも、従事者の効率を増大させ、歯科治療の全費用を過度に増加させないことが好ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の剛毛で作製される、改善された歯科用ハンドピースブラシに関する。ブラシが使用されていない時、剛毛は、概ね平行に配列されている。しかし、ブラシの回転中、剛毛が歯構造と接触する時、剛毛の外側端部は収束し、外側先端が狭くなっている、テーパの付いた全体形状を形成する。剛毛のテーパの付いた形状は、隣接する歯の間の、隣接歯間領域などの歯構造中の凹部の仕上げおよび研磨に特に有用である。
【００１０】
剛毛は、一体の物体としてハブに一体成型されることが好ましい。各剛毛の硬さは、各剛毛が比較的可撓性となるように選択される。好ましくは、剛毛の硬さにより、比較的低回転速度では剛毛が収束し、比較的高回転速度では、および／又は、増大した圧力が掛けられる時は、剛毛が外向きに朝顔形に張り出すことが可能であり、比較的平坦な歯構造を、それと接触させると、迅速に仕上げる、又は研磨することができる。
【００１１】
本発明の歯科ブラシは、咬合面の咬頭および溝、隣接歯間表面により画定される凹部、および比較的平坦な唇側表面など、歯の様々な解剖学的構造表面に良好に適合する。従って、従事者は、歯の仕上げおよび研磨処置中に、１種類より多くのブラシを使用する必要がない。ブラシの独立した剛毛は、また、歯肉組織との接触中に容易に曲がり、組織が過度に磨耗又は損傷する可能性が回避される。
【００１２】
更に詳細には、本発明は、一態様では、歯科用ハンドピース用のブラシに関する。ブラシは、ハブ、およびハブに連結される複数の剛毛を含む。剛毛はそれぞれ、通常、基準軸線に平行な道筋に沿って延びる長手軸線を有する。剛毛はそれぞれ、外側自由端を有する。ハブが基準軸線の周りにある速度で弧を描くように回転され、剛毛が歯構造と接触する時、外側端部は互いの方に向かって収束し、合わせて、テーパの付いた全体形状を示す。剛毛の少なくとも幾つかは、エラストマー材料、およびエラストマー材料全体に分散している多数の研磨剤粒子を含む。
【００１３】
本発明は、また、別の態様では、ハブ、およびハブに連結されている複数の剛毛を含む一体成型ブラシに関する。剛毛はそれぞれ、通常、基準軸線に平行な道筋に沿って延びる長手軸線を有し、剛毛はハブと一体成型され、剛毛の少なくとも幾つかは、硬さが約０．０１５ポンド／インチ〜約０．４ポンド／インチの範囲である。
【００１４】
本発明の別の態様は、歯構造を治療する方法に関する。この方法は、通常、静止時に、ある基準軸線に概ね平行な各道筋に沿って配列している複数の剛毛を提供する段階を含む。この方法は、更に、剛毛の自由端を歯構造に適用する段階を含む。この方法は、また、剛毛が回転し歯構造と接触する間、剛毛の自由端が互いの方に向かって収束し、テーパの付いた全体形状を示すのに十分な速度で、基準軸線の周りに弧を描くように剛毛を回転させる段階を含む。
【００１５】
本発明の更なる詳細は、特許請求の範囲の特徴に定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に従って構成される歯科用ハンドピース用のブラシは、図１〜４に表されており、概ね数字１０で示される。ブラシ１０は、中心ハブ１２、並びにハブ１２に連結されている複数の剛毛１４を含む。図面に示される実施形態では、３５本の剛毛１４が提供されているが、代替の、これより多数の、又は少数の剛毛を使用してもよい。
【００１７】
剛毛１４は、それぞれ長手軸線を有し、これは、通常、図２に示される基準軸線１６に概ね平行な道筋に沿って延びる。基準軸線１６は、ハブ１２の中心軸に沿った方向を向いていることが好ましい。使用に際して、ブラシ１０は、以下の段落で更に詳細に説明するように、中心軸１６の周りに弧を描くように回転される。
【００１８】
好ましくは、剛毛１４は、それぞれ、テーパの付いた形状を有し、断面の形状は、剛毛１４の外側自由端１８に近づくにつれ、面積が減少する。好適な全テーパの一例は、２．４度であるが、他の大きさのテーパも可能である。必然的ではないが、好ましくは、全剛毛１４の外側端部１８は、図３に示されるように、中心の基準軸線１６に垂直な共通基準面にある。
【００１９】
ブラシ１０の多数の様々な構成が可能である。例えば、剛毛１４の全長は、好ましくは約０．０５インチ（１．３ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．３ｍｍ）の範囲、更に好ましくは約０．１０インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２インチ（５ｍｍ）の範囲、最も好ましくは約０．１５インチ（３．８ｍｍ）〜約０．２インチ（５ｍｍ）の範囲である。更に、各剛毛１４の外側自由端１８の直径は、約０．００８インチ（０．２ｍｍ）〜約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の範囲、更に好ましくは約０．００８インチ（０．２ｍｍ）〜約０．０１６インチ（０．４ｍｍ）の範囲、最も好ましくは約０．００８インチ（０．２ｍｍ）〜約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）の範囲である。各剛毛１４の反対側の端部（即ち、剛毛１４の基部）の直径は、約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）〜約０．０３インチ（０．８ｍｍ）の範囲、更に好ましくは約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）〜約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の範囲、最も好ましくは約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）〜約０．０１６インチ（０．４ｍｍ）の範囲である。
【００２０】
剛毛１４の数も様々であってよい。剛毛１４の数は、好ましくは約２０〜約６０の範囲、更に好ましくは約３０〜約５５の範囲、最も好ましくは約３５〜約５４の範囲である。しかし、これより多数の、又は少数の剛毛１４も可能である。
【００２１】
基準軸線１６に沿った方向におけるハブ１２の長さも様々であってよい。例えば、ハブ１２の全長は、好ましくは約０．１５インチ（３．８ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．３ｍｍ）の範囲、更に好ましくは約０．１７５インチ（４．４ｍｍ）〜約０．２２インチ（５．６ｍｍ）の範囲、最も好ましくは約０．１７５インチ（４．４ｍｍ）〜約０．２インチ（５．１ｍｍ）の範囲である。
【００２２】
ハブ１２および剛毛１４を含むブラシ１０は、単一の一体構成要素としてエラストマー合成樹脂材料から一体成型されることが好ましい。好適なエラストマー材料の例には、セグメント化ポリエステル熱可塑性エラストマー、セグメント化ポリアミド熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマーと熱可塑性ポリマーとのブレンド物、およびイオノマー熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。好適な熱可塑性エラストマーの具体例は、デュポン（ｄｕ  Ｐｏｎｔ）製の「ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）」商標エラストマー番号６３５６および５５２６がある。
【００２３】
多数の研磨剤粒子が、剛毛１４を含むエラストマー材料中に埋め込まれていることが好ましい。好適な研磨剤粒子の例には、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、アルミニウムジルコニア、ダイヤモンド、炭化ホウ素、セリア（ｃｅｒｉａ）、ケイ酸アルミニウム、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、シリカおよびこれらの粒子の組合せなどが挙げられる。特に好ましい研磨剤粒子の一例は、酸化アルミニウム粒子とアルミニウムジルコニア粒子との混合物を含む。
【００２４】
好ましくは、研磨剤粒子の平均粒度は、約０．１マイクロメートル〜約１５００マイクロメートルの範囲、更に好ましくは約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの範囲、最も好ましくは約５０マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲である。粒子の装填量は、好ましくは約１０重量パーセント〜約５０重量パーセントの範囲、更に好ましくは約３５重量パーセント〜約４０重量パーセントの範囲である。平均粒度は、典型的には、最長寸法を測定する。
【００２５】
研磨剤粒子は、任意の正確な形状を有することができるか、又は不規則な若しくはランダムな形状とすることができる。このような三次元の形状の例には：ピラミッド、円筒、円錐、球、ブロック、立方体、および多角形などが挙げられる。或いはまた、研磨剤粒子は、比較的平坦で、ダイヤモンド形、十字形、円形、三角形、長方形、正方形、楕円形、八角形、五角形、六角形、および多角形などの断面形状を有することができる。
【００２６】
任意選択的に、樹脂材料は、剛毛１４の歯構造に対する摩擦、およびその他作り出される可能性のある熱の量を低減する潤滑剤を含む。幾つかの磨き用途に好適な潤滑剤は、成型されるポリマー２８は潤滑剤を含むことが好ましい。成型可能なポリマー２８中の潤滑剤の存在により、工作物表面と接触する剛毛の摩擦が低減する。これにより、工作物を磨く時に発生する熱が低減する。過剰な熱により、ブラシが工作物上に残留物を残したり、又はその他工作物を損傷する可能性がある。好適な潤滑剤には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、エチレンビスステアラミド、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびシリコーン化合物、例えば、熱可塑性材料および熱可塑性エラストマーと共に使用されるもの、等が挙げられる。
【００２７】
米国特許第５，８４９，０５２号明細書に記載され、本明細書に参照により組み込まれる、好ましいシリコーン材料の一例は、次式（Ａ）の高分子量ポリシロキサンである。
【化１】
2005500091.tif 000003
この式中、Ｒ、Ｒ′、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、およびＲ6は、同じであっても異なっていてもよく、アルキル、ビニル、クロロアルキル、アミノアルキル、エポキシ、フルオロアルキル、クロロ、フルオロ、又はヒドロキシとすることができ、ｎは５００以上、好ましくは１，０００以上、更に好ましくは１，０００〜２０，０００、および最も好ましくは１，０００〜１５，０００である。
【００２８】
別の好ましいポリシロキサンは、次式（Ｂ）のポリジメチルシロキサンである。
【化２】
2005500091.tif 000004
この式中、ＲおよびＲ′は、同じであっても異なっていてもよく、アルキル、ビニル、クロロアルキル、アミノアルキル、エポキシ、フルオロアルキル、クロロ、フルオロ、又はヒドロキシとすることができ、ｎは５００以上、好ましくは１，０００以上、更に好ましくは１，０００〜２０，０００、および最も好ましくは１，０００〜１５，０００である。
【００２９】
ポリシロキサンは、例えば、その化合物自体として、又は濃縮物として、多くの様々な形態で入手可能である。ポリシロキサンが調合され得るポリマーの例には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアセタール、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）およびポリエステルエラストマーなどが挙げられ、これらは全て市販されている。シリコーン改質ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）（商標）は、ＢＹ２７−０１０（又はＭＢ５０−０１０）として市販されており、シリコーン改質ナイロン６，６は、ＢＹ２７−００５（又はＭＢ５０−００５）として入手可能であるが、これらは共にミシガン州ミッドランドのダウ・コーニング社（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）製である。典型的には、市販の濃縮物は、４０〜５０重量パーセントの範囲でポリシロキサンを含有してもよいが；しかし、最終製品中で所望の重量パーセントを達成できる限り、どのような重量パーセントでも本発明の目的に許容可能である。潤滑剤は、好ましくは、（研磨剤粒子含量を除いて）約２０重量パーセントまでの量で、好ましくは約１〜１５重量パーセントの量で成型可能なポリマー中に存在することができるが、必要に応じてこれより多量、又は少量を使用してもよい。
【００３０】
好ましくは、剛毛１４はそれぞれ、硬さが約０．０１５ポンド／インチ〜約０．４ポンド／インチの範囲、更に好ましくは約０．０２ポンド／インチ〜約０．３７ポンド／インチの範囲、最も好ましくは約０．０２ポンド／インチ〜約０．１５ポンド／インチの範囲である。硬さは、剛毛１４の外側端部１８を、同じ剛毛１４の反対側の端部が静止位置に保持される時に、一定の距離移動させるのに必要な力を測定することにより決定される。得られる剛毛１４は、ブラシ１０が様々な表面形状の全体にわたり移動する時、ガタガタ音が鳴ったり（ｃｈａｔｔｅｒ）、跳ねたりすること（ｓｋｉｐ）を低減するのが観察された。前述の範囲の硬さを有する剛毛１４を有するブラシ１０の使用中、ハブ１２の中央近くの剛毛１４は、容易に反り、ハブ１２の周縁付近の残りの剛毛１４が、歯構造とより良好に接触する位置に移動することを可能にするため、歯構造の仕上げや研磨が容易になると考えられる。このような構成により、目的の歯構造に対する力は、この構造体が比較的非平面の場合でも、より良好でより均一に分散すると考えられる。更にその場合、より多くの剛毛１４が表面と接触する。
【００３１】
好ましくは、剛毛は、曲げ弾性率が約５０，０００ｐｓｉ〜約１２０，０００ｐｓｉの範囲、更に好ましくは約６０，０００ｐｓｉ〜約１１０，０００ｐｓｉの範囲の材料で作製される。最も好ましくは、剛毛は、曲げ弾性率が約６５，０００ｐｓｉ〜約１００，０００ｐｓｉの範囲の材料で作製される。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に記載される手順に従って決定され、成型された材料（即ち、任意の研磨剤粒子、又は他の添加剤と共に）を使用して実施される。
【００３２】
好ましくは、剛毛１４はそれぞれ、硬さが約０．０１５ポンド／インチ〜約０．４ポンド／インチの範囲であり、また、曲げ弾性率が、約５０，０００ｐｓｉ〜約１２０，０００ｐｓｉの範囲である。更に好ましくは、剛毛１４はそれぞれ、硬さが約０．０２ポンド／インチ〜約０．３７ポンド／インチの範囲であり、また、曲げ弾性率が、約６０，０００ｐｓｉ〜約１１０，０００ｐｓｉの範囲である。最も好ましくは、剛毛１４はそれぞれ、硬さが約０．０２ポンド／インチ〜約０．１５ポンド／インチの範囲であり、また、曲げ弾性率が、約６５，０００ｐｓｉ〜約１００，０００ｐｓｉの範囲である。
【００３３】
現在のところ好ましいブラシ１０の一例は、３５本の剛毛１４を含み、それぞれ全長が約０．２インチ（５．１ｍｍ）である。このような剛毛１４は、それぞれ、直径約０．０１２インチ（０．３ｍｍ）、基部直径約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の外側自由端１８を有する。更に、ハブ１２の全長は、約０．２インチ（５．１ｍｍ）である。剛毛１４の基部に隣接するハブ１２の直径は、約０．２５インチ（６．３ｍｍ）である。使用中のブラシ１０にかかる応力の分散を助けるように、また、ハブ１２から剛毛１４を過って取外す可能性が減少するのを助けるように、小さいすみ肉半径（例えば、０．００５インチ（０．１３ｍｍ）など）が、ハブ１２への連結のため各剛毛１４の基部に提供されることが好ましい。このブラシ１０は、１０重量％〜１２重量％の量の「ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）」商標エラストマー、番号６３５６シリコーン改質「ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）」商標潤滑剤（番号ＭＢ５０−０１０）と、３５重量％〜４０重量％の量の研磨剤粒子との混合物を使用して作製され、粒子は、４００グリット又は２２０グリット（ＦＥＰＡ標準で測定される場合）のサイズを有する酸化アルミニウム粒子である。
【００３４】
多数の他の合成樹脂材料、研磨剤粒子、潤滑剤、および添加剤も可能である。このような他の材料の例は、出願人の米国特許第５，６７９，０６７号明細書、同５，９０３，９５１号明細書、同５，９１５，４３６号明細書、および同６，１２６，５３３号明細書に記載されている。
【００３５】
図４に表されるように、ブラシ１０のハブ１２は、ハブ１２の後方端部から剛毛１４に向かう方向に延びる凹部２０を含む。凹部２０は、互いに向かい合う一対の平坦で平行な側面、並びに平行な側面と相互に連結する２つの曲がった端部壁を有する。凹部２０は、マンドレルを取外し可能に受入れるように構成されており、マンドレルは、次に、歯科用ハンドピースのチャックに連結される。
【００３６】
図５は、ブラシ１０と共に使用する例示的なマンドレル３０を表す。マンドレル３０は、凹部２０の形状と相補的な形状を有するタブ３２を含む。好ましくは、マンドレル３０の中心軸に垂直な基準面にあるタブ３２の全体形状は、凹部２０の形状より僅かに大きく、タブ３２は、凹部２０に摩擦嵌合の関係で受入れられる。摩擦嵌合の関係は、通常の使用中、マンドレル３０にブラシ１０を保持するのに十分にぴったり合っている、過度の力を用いることなく、指圧を使用してマンドレル３０からブラシ１０を引き抜くことにより、ブラシ１０がマンドレル３０から分離され得るように構成される。
【００３７】
マンドレル３０は、タブ３２に隣接して位置するフランジ３４を含む。フランジ３４は、凹部２０へのタブ３２の挿入を制限する。更に、フランジ３４は、ブラシ１０の使用中にハブ１２と接触するように、非降伏面を提供し、ブラシ１０が、歯科処置中に過度に変形してマンドレル３０から誤って取外れないことを更に確実にする。
【００３８】
マンドレル３０は、また、幾分円筒状の形状を有するシャフト３６を含む。シャフト３６の外側端部は、平坦な部位、並びに歯科用ハンドピース駆動装置のクイックリリースカップリングに、取外し可能に連結するためのノッチ３８を含む。様々な歯科用ハンドピースが利用可能であり、必要に応じて、シャフト３６の形状は、目的の特定のハンドピースとかみ合って嵌合するように、図面に示される形状から変化してもよい。例えば、シャフトは、平滑でノッチがなくてもよい。
【００３９】
代替として、ブラシ１０およびマンドレル３０は、互いに永久連結されてもよい。任意選択的に、ブラシ１０およびマンドレル３０は、単一の一体構成要素として同時成型される。別の意見として、ブラシ１０およびマンドレル３０は、同時射出成型プロセス（類似、又は非類似材料を使用する）で成型されるか、又はオーバーモールド（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）（又はステージモールド（ｓｔａｇｅ  ｍｏｌｄｉｎｇ）プロセス）で成型される。いずれの場合も、シャフトは、ハンドピースに直接連結するのに好適で、使用中に破壊したり、又は過度に曲がらない材料で作製されなければならない。
【００４０】
図６は、歯の仕上げおよび研磨処置中のブラシ１０およびマンドレル３０の使用例の図である。図示のように、ブラシ１０は、マンドレル３０に連結されており、次に、マンドレルは、歯科用ハンドピース５０に連結されている。ハンドピース５０が作動している時、ブラシ１０は中心の基準軸線１６の周りに回転する。好ましくは、回転速度は、約４０００ｒｐｍ〜約１２，０００ｒｐｍの範囲である。これより遅い又は速い回転速度を使用してもよい。
【００４１】
ハブ１２が、基準軸線１６の周りで回転する時、剛毛１４の外側端部１８は、歯構造と接触すると収束する傾向がある。収束する時、剛毛１４は合わせて、テーパの付いた、円錐台の全体形状を示し、外側端部１８は全て、隣接する各剛毛１４の外側端部１８と同時に接触する。従って、本質的により多くの外側端部１８が隣接する剛毛の外側端部１８から間隔を空けて配置される。好ましくは、剛毛１４の外側部分は、外側端部１８から間隔を空けて配置される点の方に延びる。しかし、代替として、ハブ１２が回転する時、剛毛１４の外側部分が、合わせて、円錐の全体形状を示すように剛毛１４は形成される。
【００４２】
図６に示される使用例は、剛毛１４が概ね円錐台の全体形状となるように収束していることを表す。テーパの付いた形状は、ブラシ１０が回転する時に構造体と現時点で接触している剛毛１４だけではなく、合わせられた剛毛１４の全体形状を示す。このテーパの付いた形状は、歯構造の凹部の仕上げおよび研磨に特に有用である。歯構造の凹部の例には、図６に示すように歯の咬頭に隣接する領域（例えば、溝）などが挙げられる。しかし、好適な歯構造の凹部の他の例には、裂溝、隣接歯間領域、および天然歯構造体の窩洞形成などが挙げられる。更に、凹部は、歯冠、ブリッジ又は他の修復物の表面を含むことができる。必要に応じて、ブラシ１０は、患者の口腔内に修復物が入れられる前に、間接修復物の凹部に適用されてもよい。
【００４３】
ある場合には、歯科ブラシ１０の剛毛１４が、比較的平坦な表面と接触し、基準軸線１６がその表面に垂直である時、剛毛１４は収束するのではなく、外向きに朝顔形に広がる傾向があってよい。剛毛１４の朝顔形の広がりは、ハブ１２が、高速で、および／又は歯構造に高い圧力で回転する間に観察される場合がある。このような朝顔形に広がる動きにより、従事者は患者の歯の舌側の、又は正面側の表面などの歯構造および修復物の比較的広い面積を迅速に仕上げ、研磨することができる。朝顔形に広がった形状は、従事者が治療を完了するのに必要な時間を短縮するのに役立ち、従事者と患者は、共に時間の節約を認識できる。
【００４４】
歯科ブラシ１０の別の利点は、剛毛１４が使用中に互いに独立して移動でき、口腔組織と接触する時、容易に曲がったり、又は変形できるということである。その結果、剛毛は、使用中に容易に曲がることができ、目的の表面の形状に適合するのに役立つ。更に、独立に移動可能な剛毛１４は、ブラシ１０が不注意に患者の歯肉組織、又は口腔内の他の柔軟な組織と接触する場合に、同を損傷する可能性が低い。
【００４５】
ブラシ１０は、歯科矯正処置においても同様に有用である。例えば、ブラシ１０は、歯科矯正ブラケットを歯に接着する前に、歯の表面を準備するのに使用してもよい。更に、歯科矯正治療の終了時にブラケットを取外した後、歯のエナメル表面から接着剤を除去するのにブラシ１０を使用してもよい。
【００４６】
一般に、剛毛１４に埋め込まれる研磨剤粒子により、歯科構造体の研磨用のペーストを使用する必要がない。しかし、必要に応じて、ブラシ１０と共にペーストを使用してもよい。ペーストが使用される場合、剛毛１４が内側に収束する傾向は、ブラシ１０内にペーストを保持するのに役立つ場合があり、剛毛１４から外れて射出し無駄になるペーストが少なくなる。
【００４７】
本発明の趣旨から逸脱することなく、ブラシ１０に様々な変更および追加がなされるということが当業者には分かるであろう。更に、本発明は、前記に詳述される、および添付の図面の特定の構成および使用方法に限定されると考えられるべきではなく、前述の公正な特許請求の範囲、並びにその等価物によってのみ限定されると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による歯科用ハンドピース用ブラシの斜視図である。
【図２】図１に表されるブラシの拡大側面断面図である。
【図３】ブラシの正面端部の方を見た、図１および図２に表されるブラシの端面図である。
【図４】ブラシの後方端部の方を見た、図１〜３に示されるブラシの端面立面図である。
【図５】図１〜４に示される歯科ブラシと共に使用するように、特に構成されたマンドレルの斜視図である。
【図６】歯科患者の隣接する歯の間の凹部の仕上げおよび研磨を容易にするように、ブラシの剛毛がブラシの回転中に収束する傾向がある、本発明による歯科ブラシの使用の一例の縮小斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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