(57)【要約】【課題】歯面や歯頸の清掃性を十分に確保しつつ、歯間の清掃性を向上可能な電動歯ブラシを提供する。【解決手段】植毛台１２の植毛孔１３に毛束１４を植設してなるブラシ部２と、ブラシ部１２を操作するための持ち手としてのハンドル部３と、ハンドル部３の長さ方向に沿った軸心を中心に偏心錘３２を回転させてブラシ部２を振動させる、ハンドル部３に内装した振動発生手段５とを有する電動歯ブラシ１において、毛束１４として、先端部に段差Ｈが形成されるように植毛孔１３に植設した段差毛束１４Ａを備えた。
2015056528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植毛台の植毛孔に毛束を植設してなるブラシ部と、前記ブラシ部を操作するための持ち手としてのハンドル部と、前記ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に偏心錘を回転させてブラシ部を振動させる、前記ハンドル部に内装した振動発生手段とを有する電動歯ブラシにおいて、
前記毛束として、先端部に段差が形成されるように植毛孔に植設した段差毛束を備えた、
ことを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
前記段差毛束の段差を１ｍｍ〜５ｍｍに設定した請求項１記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
前記段差毛束のブラシ毛の横断面形状を海島形状に構成し、ブラシ毛の先端部において島部からなる芯毛が海部から突出するように構成した請求項１又は２記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
前記海部からの芯毛の突出長さを０．５ｍｍ〜１．０ｍｍに設定した請求項３記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
前記毛束のみからなるブラシ部の固有振動数を、ブラシ部以外の電動歯ブラシ本体の固有振動数に近づけた請求項１〜４のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
前記植毛台における毛束の植設面積を０．５ｃｍ2以上、前記植毛孔の個数を３５個以上に設定した請求項１〜５のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
前記植毛台の幅方向の中央部に、前記段差毛束を少なくとも植毛台の長さ方向に沿って２列植設した請求項１〜６のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
前記植毛台に対して、前記段差毛束と、先端位置を揃えた等高毛束とを植設した請求項１〜７のいずれか１項記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
前記等高毛束の長さを段差毛束の低い方の毛束の長さと同じ長さに設定した請求項８記載の電動歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端部に段差が形成されるように植設した毛束（以下、段差毛束と称する。）を有する電動歯ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動歯ブラシとして、モータの回転運動をブラシ部の往復直線運動に変換する変換手段を備えた直線運動タイプや、モータの回転運動をブラシ部の往復反転運動に変換する変換手段を備えた反転運動タイプや、モータにより偏心錘を回転させてブラシ部を振動させる錘振動タイプや、リニアアクチュエータによりブラシ部を往復振動させるリニア振動タイプなどが広く採用されている。【０００３】
一方、毛束の植設方法として、複数本のブラシ毛を束ねた状態で、その長さ方向の略中央部に平線を配置し、該平線を中心に複数本のブラシ毛を折り曲げて、ブラシ毛の折り曲げ部分を平線とともに植毛孔に打ち込んで、植毛台からの長さが同じになるように、先端部を揃えた毛束（以下、等高毛束と称する。）を植設する植設方法が広く採用されている。また、この平線を用いた毛束の植設方法として、複数本のブラシ毛を束ねた状態で、その長さ方向の略中央部から一方向へずらした位置を中心に平線を配置し、該平線を中心に複数本のブラシ毛を折り曲げて、ブラシ毛の折り曲げ部分を平線とともに植毛孔に打ち込むことで、あたかも高さ（長さ）の異なる２種類のブラシ毛が植設されているかのように毛束を植設し、１つの毛束における毛先に段差が形成されるようになした段差毛束の植設方法も提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５３１１８１号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１１９４４号公報
【特許文献３】特開２０１２−７５７２５号公報
【特許文献４】特開２０１０−１５４９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記段差毛束を植設した歯ブラシでは、先端部におけるブラシ毛の密度が低くなって、ブラシ毛の先端部が弾性変形し易くなるので、歯面や歯頸の清掃性が低下するというデメリットを有するものの、ブラシ毛の先端部が歯間に挿入され易くなり、歯間の清掃性が向上するというメリットを有することから、手動タイプの歯ブラシにおいて実用化が検討されている。【０００６】
一方、本出願人は、電動歯ブラシのブラシ部に前記段差毛束を適用することを検討したが、直線運動タイプや反転運動タイプやリニア振動タイプなどの電動歯ブラシでは、清掃性の十分な改善が認められないことを見出した。そして、これらの電動歯ブラシでは、ブラシ部のストロークが大きい割に、振動数が比較的高いので、歯間に対面する位置で振動するブラシ毛が、その往動時に、該歯間に隣接する一方の歯面に当接して弾性変形した後、復動時に、他方の歯面側へ移動するときに、ブラシ毛の先端部が歯間において元の形状に復帰する前に、他方の歯面に当接して弾性変形してしまい、ブラシ毛の先端部が歯間に十分に挿入されないことから、歯間を十分に清掃できないという問題があることを見出した。【０００７】
本発明の目的は、歯面や歯頸の清掃性を十分に確保しつつ、歯間の清掃性を向上可能な電動歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動歯ブラシは、植毛台の植毛孔に毛束を植設してなるブラシ部と、前記ブラシ部を操作するための持ち手としてのハンドル部と、前記ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に偏心錘を回転させてブラシ部を振動させる、前記ハンドル部に内装した振動発生手段とを有する電動歯ブラシにおいて、前記毛束として、先端部に段差が形成されるように植毛孔に植設した段差毛束を備えたものである。【０００９】
この電動歯ブラシでは、毛束として、先端部に段差が形成されるように植毛台に植設した段差毛束を備えているので、該段差毛束においては、高い方の毛束の先端部が、低い方の毛束の先端部よりも外方へ突出して、歯間に挿入され易くなり、歯間の清掃性を向上できる。また、振動発生手段として、ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に偏心錘を回転させてブラシ部を振動させる振動発生手段を用いているので、ブラシ部の先端部は、ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に半径方向に振動し、ハンドル部の軸方向への振動成分をほとんど有さない、ハンドル部の軸方向と直交する方向への振動となる。このため、段差毛束の高い方の毛束の先端部は、ハンドル部をブラッシング操作しない状態では、主に歯間内において振動することになり、歯間の清掃性を格段に向上できる。また、この電動歯ブラシでは、電動によるブラッシング操作と、手動によるブラッシング操作とを組み合わせて、ブラッシング操作することが好ましいが、手動によるブラッシング操作では、ブラシ部のストロークは大きくなるものの、振動数は電動歯ブラシの振動数と比較して格段に小さいので、ブラシ毛の先端部は、歯面に対面する位置において弾性変形した後、歯間に対面する位置において元の形状に復帰できるので、ブラシ毛の先端部が歯間に十分に挿入されることになり、歯間の清掃性を向上できる。段差毛束では、段差毛束の基端部だけでなく、低い方の毛束の先端部に対応する位置を中心に高い方の毛束の先端部が振動し易くなるので、歯間の清掃性を一層向上できることになる。【００１０】
前記段差毛束の段差を１ｍｍ〜５ｍｍに設定することが好ましい実施の形態である。段差毛束の段差は、１ｍｍ未満の場合には、歯間の清掃性が等高毛束と同程度しか得られず、５ｍｍを超える場合には、歯間の清掃性が等高毛束よりも低下するので、１ｍｍ〜５ｍｍに設定することが好ましい。【００１１】
前記段差毛束のブラシ毛の横断面形状を海島形状に構成し、ブラシ毛の先端部において島部からなる芯毛が海部から突出するように構成することも好ましい。このようなブラシ毛を用いると、ブラシ毛の先端部を平切りした場合よりも、歯間における清掃性を向上できる。【００１２】
前記海部からの芯毛の突出長さを０．５ｍｍ〜１．０ｍｍに設定することも好ましい実施の形態である。芯毛の突出長さは、短すぎると歯間の清掃性が低下し、長すぎると毛腰が弱くなって、清掃性が低下するとともに使用感が低下するので、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍに設定することが好ましい。【００１３】
前記毛束のみからなるブラシ部の固有振動数を、ブラシ部以外の電動歯ブラシ本体の固有振動数に近づけることが好ましい実施の形態である。このように構成すると、ブラシ部の振動をできるだけ大きくして、歯面や歯間や歯頚の清掃性を向上できる。【００１４】
前記植毛台における毛束の植毛面積を０．５ｃｍ2以上、前記植毛孔の個数を３５個以上に設定することができる。前述のように、植毛台に段差毛束を植設すると、先端部のブラシ毛の密度が半減するので、植毛台に対する毛束の植毛面積を大きくして、植毛孔の個数を増やしつつ、歯間への清掃性を十分に維持することができる。なお、本明細書において、毛束の植毛面積とは、ブラシ部の外縁を構成する植毛孔に外接する直線で囲まれる部分の面積を意味する。【００１５】
前記植毛台の幅方向の中央部に、前記段差毛束を少なくとも植毛台の長さ方向に沿って２列植設することも好ましい実施の形態である。このように構成することで、段差毛束により歯間を十分に清掃することができる。【００１６】
前記植毛台に対して、前記段差毛束と、先端位置を揃えた等高毛束とを植設することができる。このように段差毛束と等高毛束とを同一植毛台に植設すると、段差毛束により歯間の清掃性を向上でき、等高毛束により歯表面や歯と歯肉との境界部分の清掃性を向上できる。【００１７】
前記等高毛束の長さを段差毛束の低い方の毛束の長さと同じ長さに設定することが好ましい。このように構成することで、段差毛束により歯間を確実に綺麗に清掃することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電動歯ブラシによれば、毛束として、先端部に段差が形成されるように植毛台に植設した段差毛束を備えているので、該段差毛束においては、高い方の毛束の先端部が、低い方の毛束の先端部よりも外方へ突出して、歯間に挿入され易くなり、歯間の清掃性を向上できる。また、振動発生手段として、ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に偏心錘を回転させてブラシ部を振動させる振動発生手段を用いているので、ブラシ部の先端部は、ハンドル部の長さ方向に沿った軸心を中心に半径方向に振動し、ハンドル部の軸方向への振動成分をほとんど有さない、ハンドル部の軸方向と直交する方向への振動となる。このため、段差毛束の高い方の毛束の先端部は、ハンドル部をブラッシング操作しない状態では、主に歯間内において振動することになり、歯間の清掃性を格段に向上できる。また、この電動歯ブラシでは、電動によるブラッシング操作と、手動によるブラッシング操作とを組み合わせて、ブラッシング操作することが好ましいが、手動によるブラッシング操作では、ブラシ部のストロークは大きくなるものの、振動数は電動歯ブラシの振動数と比較して格段に小さいので、ブラシ毛の先端部は、歯面に対面する位置において弾性変形した後、歯間に対面する位置において元の形状に復帰できるので、ブラシ毛の先端部が歯間に十分に挿入されることになり、歯間の清掃性を向上できる。段差毛束では、段差毛束の基端部だけでなく、低い方の毛束の先端部に対応する位置を中心に高い方の毛束の先端部が振動し易くなるので、歯間の清掃性を一層向上できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動歯ブラシの(ａ)は正面図、（ｂ）は(ａ)のｂ−ｂ線断面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は配列の異なる毛束を備えた替えブラシの正面図
【図３】植毛面積の算定方法の説明図
【図４】毛束の植設構造の拡大断面図
【図５】(ａ)はブラシ毛の先端部の側面図、（ｂ）は他の構成のブラシ毛の先端部の側面図
【図６】芯鞘構造のブラシ毛の（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図
【図７】海島構造のブラシ毛の（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は横断面図、（ｄ）（ｅ）は他の構成の海島構造のブラシ毛の横断面図
【図８】段差毛束の有無による清掃性の評価試験の試験結果を示すグラフ
【図９】毛束の疎密による清掃性の評価試験の試験結果を示すグラフ
【図１０】植毛面積の相違による清掃性の評価試験の試験結果を示すグラフ
【図１１】市販の手動歯ブラシと本発明の電動歯ブラシの植毛面積と植毛孔の個数の関係を示すグラフ
【図１２】市販の電動歯ブラシと本発明の電動歯ブラシの植毛面積と植毛孔の個数の関係を示すグラフ
【図１３】（ａ）は本発明の電動歯ブラシによるブラッシング後の顎模型の＃２４、＃２５の写真、（ｂ）市販品Ｐの手動歯ブラシによるブラッシング後の顎模型の＃２４、＃２５の写真
【図１４】市販の手動歯ブラシＰ，Ｓと本発明の電動歯ブラシの清掃性の評価試験の試験結果を示すグラフ
【図１５】振動発生手段による振動の有無による清掃性の評価試験の試験結果のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、替えブラシを上側にして電動歯ブラシを縦向きにし、ブラシ部側を前側にした状態を基準に上下及び前後を定義して説明する。
【００２１】
図１に示すように、電動歯ブラシ１は、ブラシ部２と、ブラシ部２を手動操作するためのハンドル部３とを有する歯ブラシ本体４と、ブラシ部２を振動させる振動発生手段５と、振動発生手段５を駆動するための電池６とを備えている。
【００２２】
歯ブラシ本体４は、ハンドル部３とそれに着脱自在に取付けられる替えブラシ１０とを備えている。替えブラシ１０の柄１１の上端部には植毛台１２が設けられ、植毛台１２には複数の植毛孔１３が所定の配列で形成され、これら複数の植毛孔１３には毛束１４が植設され、これら複数の毛束１４によりブラシ部２が形成されている。なお、ブラシ部２の具体的な構成に関しては後で詳細に説明する。
【００２３】
ハンドル部３について説明すると、略円筒状などの筒状のケーシング２１が設けられ、ケーシング２１の上端部は上部壁２１ａで閉塞され、上部壁２１ａの中央部には上方へ突出する金属製の連結軸２２が、下半部を上部壁２１ａに埋設させて一体的に設けられ、上部壁２１ａの上部には補強リング２３が外嵌固定され、上部壁２１ａに作用する連結軸２２からの荷重を補強リング２３により効率的に受け止めることができるように構成されている。
【００２４】
替えブラシ１０の下端部は筒状に構成され、替えブラシ１０の下端部内には連結軸２２が着脱自在に内嵌される保持筒１５が形成されている。保持筒１５は拡縮できるように２つに分割構成され、連結軸２２は替えブラシ１０の素材の弾性により保持筒１５内に挟持される。また、連結軸２２の長さ方向の途中部には係合溝２２ａが形成され、替えブラシ１０の保持筒１５には係合溝２２ａに係合可能な係合突部１５ａが形成され、連結軸２２を保持筒１５の奥部まで内嵌すると、係合溝２２ａが係合突部１５ａに係合し、この状態において、ブラッシング操作程度の力では、替えブラシ１０が容易には脱落しないように連結軸２２に保持される。ただし、連結軸２２に対する替えブラシ１０の連結構造としては、周知の構成のものを採用でき、例えば替えブラシ１０の保持筒１５に連結軸２２を挿入した後、替えブラシ１０を一定角度回転させることで、連結軸２２に対して替えブラシ１０を連結できるように構成することもできる。
【００２５】
ケーシング２１の下端部には、電池６を出し入れするための蓋部材２４が設けられ、蓋部材２４の上端部にはケーシング２１の下端部に着脱自在に内嵌固定される小径の嵌合部２４ａが突出状に形成されている。嵌合部２４ａの基部にはシールリング２５が外嵌状に設けられ、蓋部材２４をケーシング２１に固定した状態で、このシールリング２５がケーシング２１の下端部に圧接されて、蓋部材２４とケーシング２１とが液密状に保持されるように構成されている。
【００２６】
ケーシング２１の下部内には電池６が内装され、ケーシング２１の上部内にはモータ３０が回転軸３０ａをハンドル部３の長さ方向に向けて内装され、電池６とモータ３０間においてケーシング２１内にはモータ３０への通電回路をＯＮ状態とＯＦＦ状態に切り換えるためのスイッチ３１が組み込まれている。
【００２７】
振動発生手段５は、モータ３０と、モータ３０の回転軸３０ａの上端部に固定した偏心錘３２とを有し、モータ３０により偏心錘３２を偏心回転させることで、ケーシング２１の上部を振動させ、この振動を、連結軸２２を介して替えブラシ１０に伝達することで、替えブラシ１０のブラシ部２が振動するように構成したものである。
【００２８】
モータ３０を駆動する電池６は、一次電池で構成したが、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池を用いることも可能である。また、二次電池を用いる場合には、蓋部材２４に誘導コイルを組み込んで、外部電源により非接触で二次電池を充電できるように構成することも好ましい。
【００２９】
本発明は、前述のような電動歯ブラシ１において、毛束１４として段差毛束１４Ａを用いたことを特徴とするものであり、以下、植毛台１２及びブラシ部２の構成について詳細に説明する。
【００３０】
植毛台１２に形成する植毛孔１３の配列（毛束１４の配列）は、任意の周知の配列に設定することができる。図１（ａ）に示すような配列以外に、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示すような配列やそれ以外の周知の配列に設定することができる。植毛台１２の幅は、植設する毛束１４の個数などに応じて任意の幅に設定できるが、小さすぎると、植設できる毛束１４の個数が少なくなって歯面や歯頸の清掃性が低下し、大きすぎると口腔内における操作性が低下するので、８ｍｍ〜１８ｍｍに設定することが好ましい。
【００３１】
植毛孔１３の直径は、１．２ｍｍ〜１．５ｍｍに設定することが好ましいが、それ以上でもよい。また、植毛台１２に対して段差毛束１４Ａを植設すると、先端部のブラシ毛１６の密度が半減するので、植毛台１２に対する毛束１４の植毛面積を大きくして、植毛孔１３の個数を増やし、歯面や歯頸の清掃性を向上しつつ、歯間への清掃性を十分に確保するため、植毛台１２における毛束１４の植毛面積は、０．５ｃｍ2以上に設定することが好ましいが、口腔内での操作性を考慮すると、０．５ｃｍ2以上３．５ｃｍ2以下に設定することが好ましい。また、植毛孔１３の個数は、３５個以上６０個以下、好ましくは３５個以上５０個以下に設定することが好ましい。なお、毛束１４の植毛面積とは、図３に示すように、ブラシ部２の外縁を構成する植毛孔１３に外接する直線Ｌで囲まれる部分の面積Ｓを意味する。
【００３２】
植毛孔１３に対して植設可能な毛束１４としては、次のような構成の段差毛束１４Ａと等高毛束１４Ｂを採用できる。植毛台１２に対して段差毛束１４Ａのみを植設することもできるし、段差毛束１４Ａと等高毛束１４Ｂとを任意に混在させて植設することもできる。
【００３３】
段差毛束１４Ａは、図４に示すように、ブラシ毛１６を構成するフィラメントを、その先端を揃えて複数本束ねた状態で、長さ方向の略中央部から一方向へずらした位置を中心に折り曲げて、折り曲げ部分の内側に平線１７を配置した状態で、平線１７とともにブラシ毛１６の折り曲げ部分を植毛孔１３に圧入装着して、高さの異なる高毛束１４ＡＨと低毛束１４ＡＬの２種類の毛束が形成されるように植設したものである。
【００３４】
等高毛束１４Ｂは、図４に示すように、ブラシ毛１６を構成するフィラメントを、その先端を揃えて複数本束ねた状態で、長さ方向の略中央部を中心に折り曲げて、折り曲げ部分の内側に平線１７を配置した状態で、平線１７とともにブラシ毛１６の折り曲げ部分を植毛孔１３に圧入装着して、同じ高さの毛束が形成されるように植設したものである。
【００３５】
植毛台１２には、段差毛束１４Ａのみを植設することもできるし、段差毛束１４Ａと等高毛束１４Ｂとを任意に混在させて植設することもできる。段差毛束１４Ａと等高毛束１４Ｂとを混在させて植設する場合には、例えば図１（ａ）に示すように、中央部の２列（黒丸で図示の毛束）に関しては、段差毛束１４Ａで構成し、その両側の２列（白丸で図示の毛束）に関しては等高毛束１４Ｂでそれぞれ構成することができる。ただし、この場合には、等高毛束１４Ｂの高さを低毛束１４ＡＬと同じ長さに設定し、高毛束１４ＡＨの先端部が等高毛束１４Ｂ及び低毛束１４ＡＬから突出するように構成することが好ましい。
【００３６】
低毛束１４ＡＬの植毛台１２からの高さは５ｍｍ〜１２ｍｍに設定でき、高毛束１４ＡＨの植毛台１２からの高さは６ｍｍ〜１３ｍｍに設定でき、低毛束１４ＡＬと高毛束１４ＡＨの先端部の段差Ｈは、小さすぎると歯間への挿入性が低下し、大きすぎると毛腰が弱くなって十分な清掃性が得られないので、１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍに設定することが好ましい。
【００３７】
低毛束１４ＡＬと高毛束１４ＡＨのブラシ毛１６の本数は、ブラシ毛１６の途中部を折り曲げて植毛孔１３に植設していることから同じ本数となり、例えば７〜２２５本にそれぞれ設定でき、ブラシ毛１６の直径は０．１ｍｍ〜０．２６ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍに設定できる。
【００３８】
ここで、低毛束１４ＡＬと高毛束１４ＡＨの段差Ｈの設定方法について説明する。
植毛台１２を含まないブラシ部２の固有振動数ｆｎは、下記の計算式にて求めることができる。
【００３９】
ｆｎ＝（ｋｎ2／２π）√（ＥＩ／ρＡＬ4）・・・・・（１）
【００４０】
ｋｎ：固有値に対応した定数
Ｅ：ブラシ毛のヤング率（縦弾性係数）
Ｉ：断面二次モーメント（ブラシ毛径の４乗に依存）
Ａ：ブラシ毛の断面積
Ｌ：ブラシ毛の長さ
ρ：ブラシ毛の密度
【００４１】
前記数式１から、ブラシ部２を除く電動歯ブラシ１の固有振動数に対して、ブラシ部２の固有振動数は格段に高い。そのため、ブラシ部２の固有振動数を、ブラシ部２を除く電動歯ブラシ１の固有振動数に近づけて、共振によりブラシ毛の振動を増大させるため、ブラシ部２は次のように構成することが好ましい。
(1)ブラシ毛のヤング率を低くする。
(2)ブラシ毛を太くする。
(3)段差を大きくする。
(4)比重を大きくする。
【００４２】
上記のパラメータにおいて、固有振動数への影響が大きいパラメータは、ブラシ毛１６の断面積と段差Ｈである。しかし、ブラシ毛１６の断面積は大きくすると硬くなることから、使用感への影響が大きく、柔らかめの仕様が好みの人もいるため、パラメータ選定の自由度は低い。よって、使用感への影響が比較的少ないことから、段差Ｈを適正に設定することが重要となる。段差Ｈについては、大きくした方が、ブラシ部２を除く電動歯ブラシ１の固有振動数に近づくものの、段差が大きくなりすぎると、ブラシ毛の剛性が低下し、清掃性が低下する。
このため、段差Ｈは１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍに設定することが好ましい。
【００４３】
ブラシ毛１６を構成する素材としては、ナイロンやアラミドなどのポリアミド樹脂、あるいはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレンテレフタレート（ポリトリメチレンテレフタレート、ＰＰＴあるいはＰＴＴ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン樹脂など、歯ブラシのブラシ毛として公知の合成樹脂を使用できる。
【００４４】
ブラシ毛１６は、先細になるように構成することもできるが、毛腰が弱くなり、歯間の清掃性が低下するので、図５（ａ）に示すように、ブラシ毛１６の長さ方向と直交する方向で裁断した平切形状や、図５（ｂ）に示すように、ブラシ毛１６の先端部を半球状に丸めた先丸形状に構成することが好ましい。ただし、上記以外の周知の構成の先端形状を採用できる。
【００４５】
また、ブラシ毛１６としては、単一の合成樹脂のモノフィラメントからなるブラシ毛を用いることもできるし、複数の合成樹脂の芯鞘構造や海島構造の複合モノフィラメントからなるブラシ毛１６Ａ，１６Ｂを採用することもできる。芯鞘構造や海島構造のブラシ毛１６Ａ，１６Ｂを採用する場合には、芯部１６ａや島部１６ｃをブラシ毛１６Ａ，１６Ｂの先端部から露出させた構造を採用できる。
【００４６】
芯鞘構造のブラシ毛１６Ａとは、図６に示すように、中央部に形成した芯部１６ａが、外周部に形成した鞘部１６ｂで取り囲まれるように構成した複合モノフィラメントからなるブラシ毛のことであり、芯部１６ａと鞘部１６ｂとを構成する合成樹脂材料をダイスから同時に押出して成形したもので、ブラシ毛１６Ａの任意の位置における横断面形状が同じ形状となるように構成したものである。
【００４７】
芯部１６ａは、ナイロン、アラミドなどのポリアミド樹脂を主成分とする素材で構成でき、鞘部１６ｂは、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂を主成分とする素材で構成できる。
【００４８】
ブラシ毛１６Ａの先端部には、図６（ａ）に示すように、芯部１６ａからなる芯毛１８が突出されている。芯毛１８を突出させる方法としては、例えば、芯部１６ａにポリアミド樹脂を採用し、且つ鞘部１６ｂにＰＢＴなどのポリエステル樹脂を採用したブラシ毛１６Ａの先端側を苛性ソーダ（ＮａＯＨ）などのアルカリ性の薬液などに浸漬させて芯部１６ａを露出させて芯毛１８が先端に突出したブラシ毛１６Ａを構成することができる。ただし、化学的方法以外に機械的方法により鞘部１６ｂを除去する手段も採用できる。
【００４９】
鞘部１６ｂの外径ｂ２は０．１６ｍｍ〜０．２５ｍｍに設定され、芯部１６ａの外径ｂ１は、鞘部１６ｂの外径の４０〜９０％、より好ましくは６０〜８０％に設定され、鞘部１６ｂからの芯毛１８の露出長は、０．５〜１．０ｍｍの好適な範囲に設定することが好ましい。
【００５０】
海島構造のブラシ毛１６Ｂとは、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、３つの島部１６ｃを三角形の頂点に配置し、これら３つの島部１６ｃを取り囲むように海部１６ｄを形成した複合モノフィラメントからなるブラシ毛や、図７（ｄ）に示すように、間隔をあけて配置した２つの島部１６ｃを取り囲むように海部１６ｄを形成した複合モノフィラメントからなるブラシ毛や、図７（ｅ）に示すように、４つの島部１６ｃを四角形の頂点に配置し、これら４つの島部１６ｃを取り囲むように海部１６ｄを形成した複合モノフィラメントからなるブラシ毛のことであり、島部１６ｃと海部１６ｄとを構成する合成樹脂材料をダイスから同時に押出して成形したもので、ブラシ毛１６Ｂの任意の位置における横断面形状が同じ形状となるように構成したものである。
【００５１】
島部１６ｃは、ナイロン、アラミドなどのポリアミド樹脂を主成分とする素材で構成でき、海部１６ｄは、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂を主成分とする素材で構成できる。
【００５２】
ブラシ毛１６Ｂの先端部には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、島部１６ｃからなる芯毛１８が突出されている。芯毛１８を突出させる方法としては、例えば海部１６ｄをポリエステル樹脂で構成し、島部１６ｃをナイロン樹脂で構成した海島構造のブラシ毛１６Ｂを苛性ソーダ（ＮａＯＨ）に浸漬し、これを引き上げることで海部１６ｄが先端から溶解除去して島部１６ｃが露出し、ブラシ毛１６の外面を構成する海部１６ｄの先端から複数の芯毛１８が突出形成されたブラシ毛１６が製造できる。この場合、苛性ソーダの濃度や浸漬時間、苛性ソーダからの引き上げ速度等により海部１６ｄ先端のテーパー形状や芯毛１８の露出長を適宜調整できる。
【００５３】
海部１６ｄの直径は０．１５０〜０．３００ｍｍ、芯毛１８の直径は０．０３〜０．０７ｍｍ、芯毛１８の露出長は０．５〜１．０ｍｍの好適な範囲に設定することが好ましい。
【００５４】
ブラシ毛の横断面形状は、円形以外の任意の形状に形成することもできる。また、横断面形状の異なるブラシ毛を任意に混在させたり、モノフィラメントからなるブラシ毛と、複合モノフィラメントからなるブラシ毛を混在させたりすることもできる。
【００５５】
この電動歯ブラシ１では、振動発生手段５によりブラシ部２を振動させながら歯を磨くことになるが、手動によるブラッシング操作を併用してブラッシング操作するように構成することが好ましい。このように構成すると、振動発生手段５のモータ３０として比較的出力の弱い小型なものを採用でき、電動歯ブラシ１のハンドル部３を小径でスリムに構成して、手動によるブラッシング操作に適した電動歯ブラシ１を実現でき、振動発生手段５のモータ３０として比較的出力の弱い小型なものを採用しつつ、手動によるブラッシング操作の操作性を高めて、ブラッシング性能を十分に確保できる。また、段差毛束１４Ａを備えているので、ブラシ部２の先端部におけるブラシ毛１６の密度が低くなり、ブラシ毛１６が歯間へ挿入され易くなるので、歯間の清掃性を向上でき、また段差毛束１４Ａの低毛束１４ＡＬと等高毛束１４Ｂの高さを同じに設定することで、歯面や歯頸の清掃性も十分に確保できることになる。しかも、図４に示すように、等高毛束１４Ｂでは植毛台１２から突出する毛束１４の基端部Ｐ１を中心に毛束１４が振動しようとするが、段差毛束１４Ａでは、段差毛束１４Ａの基端部Ｐ１だけでなく、低毛束１４ＡＬの先端部に対応する位置Ｐ２を中心に高毛束１４ＡＨの先端部が振動し易くなるので、歯間の清掃性を一層向上できることになる。
【００５６】
次に、段差毛束１４Ａを植設した電動歯ブラシ１の評価試験について説明する。
【００５７】
（段差の有無による清掃性の評価試験）
図１に示す植毛台１２の４８個の植毛孔１３に対して、表１に示すような構成の１８本のブラシ毛１６を、表１に示すような毛丈となるように、その途中部を折り曲げて平線１７とともにそれぞれ植設して、実施例１、２及び比較例１、２の替えブラシを製作した。
【００５８】
そして、顎模型（株式会社ニッシン社製）を用い、該顎模型の左上第二小臼歯（＃２５）と左上第一大臼歯（＃２６）に擬似プラークとしてオクルード（Pascal Company Inc製）を塗布し、実施例１、２及び比較例１、２の替えブラシをそれぞれ取り付けた電動歯ブラシ１に対して、表２に示すブラッシング条件で、左上第二小臼歯（＃２５）と左上第一大臼歯（＃２６）とをブラッシングした。左上第二小臼歯（＃２５）と左上第一大臼歯（＃２６）を側方より写真撮影し、歯間における特定領域の汚れの除去率を画像解析にて算出した。その結果を表１及び図８に示す。
【００５９】
【表１】
2015056528.tif 000003
【００６０】
【表２】
2015056528.tif 000004
【００６１】
表１及び図８から、段差３ｍｍの段差毛束を植設した実施例１、２の替えブラシは、段差のない等高毛束を植設した比較例１の替えブラシと比較して、歯間の清掃性が向上していることが分かる。ただし、段差が６ｍｍの比較例２では、段差のない比較例１よりも清掃性が低下しており、段差は６ｍｍ未満に設定することが好ましいことが分かる。
【００６２】
（毛束の疎密による清掃性の評価試験）
次に、段差毛束を用いるとブラシ部の先端部の密度が低くなるので、ブラシ部の先端部の密度が低下することによる清掃力の変化を調べるため、次のような試験を行った。
【００６３】
実施例１と同じ寸法の植毛台を有するブラシ毛植設前の替えブラシを用い、比較例３として、該替えブラシの６列４８個の植毛孔に対して、実施例１で用いたものと同じ海島構造のブラシ毛を段差が形成されないように植設した替えブラシを製作し、比較例４として、比較例３の替えブラシの植毛孔のうちの、外側から２列目の植毛孔を省略して、４列３２個の植毛孔に毛束を植設した以外は、比較例３と同様に構成した替えブラシを製作し、比較例５として、比較例３における植毛孔のうちの、外側から２列目の植毛孔を省略するとともに、残り４列における１つ置きの植毛孔を省略し、４列１８個の植毛孔に毛束を植設した以外は、比較例３と同様に構成した替えブラシを製作した。
【００６４】
そして、実施例１、比較例３〜５の替えブラシをそれぞれ取り付けた電動歯ブラシ１に対して、前記段差の有無による清掃性の評価試験と同様の試験方法で、評価試験を行った。その結果を表３及び図９に示す。
【００６５】
【表３】
2015056528.tif 000005
【００６６】
表３及び図９から、同じ海島構造の複合モノフィラメントからなるブラシ毛を用いた場合でも、段差３ｍｍの段差毛束を植設した実施例１は、比較例３よりも、歯間だけでなく、歯面や歯頸においてもプラーク除去率が高くなっていることが分かる。また、ブラシ部の先端部のみが疎毛となる実施例１は、ブラシ部が全体的に疎毛となる比較例４、５と比較して、歯面、歯間、歯頸の全てにおいてプラーク除去率が高くなっていることが分かる。
【００６７】
（植毛面積の相違による清掃性の評価試験）
比較例６〜８として、植毛面積と植毛孔の個数と毛束の配列を表４に示すように構成した植毛台を有する３種類の替えブラシを製作した。
【００６８】
そして、比較例３、比較例６〜８の替えブラシをそれぞれ取り付けた電動歯ブラシ１に対して、前記段差の有無による清掃性の評価試験と同様の試験方法で、評価試験を行った。その結果を表４及び図１０に示す。
【００６９】
【表４】
2015056528.tif 000006
【００７０】
表４及び図１０から、植毛孔の列数が増加するにつれて、ブラッシング圧が分散され、ブラシ毛１本当たりに作用する負荷が減少するため、プラーク除去率が全体的に低下していることが分かる。
【００７１】
（市販品との対比）
図１１は、市販の手動歯ブラシと本発明の電動歯ブラシとの植毛面積と植毛孔数の関係を示すグラフであり、一点鎖線で囲んだ領域が、本発明の電動歯ブラシに適用可能な植毛面積と植毛孔数を示す範囲である。また、図１２は、市販の電動歯ブラシと本発明の電動歯ブラシとの植毛面積と植毛孔数の関係を示すグラフであり、一点鎖線で囲んだ領域が、本発明の電動歯ブラシに適用可能な植毛面積と植毛孔数を示す範囲である。
【００７２】
図１１、図１２から、本発明の電動歯ブラシに適用可能な植毛面積と植毛孔数の範囲は、手動歯ブラシにおいては、市販品と一部重複するものも存在するが、市販の電動歯ブラシでは見られない数値範囲である。
【００７３】
（市販品の手動歯ブラシとの清掃性の評価試験）
市販品の手動歯ブラシとして、表５に示すような市販品Ｐ、Ｓの手動歯ブラシを用いた。
そして、実施例１の替えブラシを取り付けた電動歯ブラシ１と、市販品Ｐ，Ｓの手動ブラシに対して前記段差の有無による清掃性の評価試験と同様の試験方法で、評価試験を行った。その結果を図１３、図１４に示す。
【００７４】
【表５】
2015056528.tif 000007
【００７５】
図１３、図１４から、実施例１の替えブラシを取り付けた電動歯ブラシ１は、市販品Ｐ，Ｓの手動歯ブラシと比較して、歯面、歯間、歯頸の全てにおいてプラーク除去率が高くなっていることが分かる。
【００７６】
（電動の有無による清掃性の評価試験）
実施例１の替えブラシを取り付けた電動歯ブラシ１を用いた。そして、振動発生手段による振動の有無による清掃性の評価試験を、ブラッシング圧を１００ｇ、ストロークを１５ｍｍに設定した以外は、前記段差の有無による清掃性の評価試験と同様の試験方法で行った。その結果を図１５に示す。
【００７７】
図１５から、振動発生手段で替えブラシに振動を負荷しながら、手動にてブラッシングする方が、手動のみによりブラッシングする場合と比較して、歯面、歯間、歯頸の全てにおいてプラーク除去率が高くなっていることが分かる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１：電動歯ブラシ
２：ブラシ部
３：ハンドル部
４：歯ブラシ本体
５：振動発生手段
６：電池
１０：替えブラシ
１１：柄
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：係合突部
１６：ブラシ毛
１６Ａ：ブラシ毛
１６Ｂ：ブラシ毛
１６ａ：芯部
１６ｂ：鞘部
１６ｃ：島部
１６ｄ：海部
１７：平線
１８：芯毛
２１：ケーシング
２１ａ：上部壁
２２：連結軸
２２ａ：係合溝
２３：補強リング
２４：蓋部材
２４ａ：嵌合部
２５：シールリング
３０：モータ
３０ａ：回転軸
３１：スイッチ
３２：偏心錘
ｂ１：外径
ｂ２：外径
Ｈ：段差
【図１】
2015056528.tif 000008
【図２】
2015056528.tif 000009
【図３】
2015056528.tif 000010
【図４】
2015056528.tif 000011
【図５】
2015056528.tif 000012
【図６】
2015056528.tif 000013
【図７】
2015056528.tif 000014
【図８】
2015056528.tif 000015
【図９】
2015056528.tif 000016
【図１０】
2015056528.tif 000017
【図１１】
2015056528.tif 000018
【図１２】
2015056528.tif 000019
【図１３】
2015056528.tif 000020
【図１４】
2015056528.tif 000021
【図１５】
2015056528.tif 000022
【国際調査報告】
2015056528.tif 000023
2015056528.tif 000024
2015056528.tif 000025
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