(57)【要約】  様々な機構を有する歯ブラシが提供されており、それらは種々の形状及び寸法を有する１つ以上の歯清掃要素、種々の形状及び寸法を有する１つ以上の歯肉処置要素、及び／又は種々の形状及び寸法を有する１つ以上の軟組織／舌処置要素を含んでもよい。
2010515523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯ブラシであって、
ハンドル（９２）と、
該ハンドルに連結されたヘッド（１６、９０、１０５、１６１、１６７、１７３、１７８）とを含んで、
該歯ブラシが更に、第一の立上り要素（１１２）及び該第一の立上り要素に連結された第二の立上り要素（１１４）を含む、少なくとも１つの複合構造体（１１０）を含み、及び該第一の立上り要素が、該第二の立上り要素からオフセットしていることを特徴としており、並びに
少なくとも部分的に該ヘッド内に配置された、該複合構造体から延びるアンカー（５０、１３２）を含む、歯ブラシ。
【請求項２】
該ヘッドが、上面（６６、１３０）と、側面（１２８）と、該上面内に配置されかつ該側面に隣接する孔（４０、１３４）とを含み、並びに該アンカーの少なくとも一部が、該孔の中に受け入れられることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ。
【請求項３】
該第二の立上り要素の少なくとも一部が、該ヘッドの該側面を越えて延びることを特徴とする、請求項２に記載の歯ブラシ。
【請求項４】
該第一の立上り要素がフィンであり、及び該第二の立上り要素が該第一の立上り要素と異なることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
【請求項５】
該アンカーが、旋回可能に該孔内に配置されていることを特徴とする、請求項２〜４に記載の歯ブラシ。
【請求項６】
該第一の立上り要素が、該ヘッドの長手方向軸（１２４）に対して概ね横方向である長寸法を有する末端部（１３８）を有し、及び該第二の立上り要素が、該ヘッドの該長手方向軸にほぼ平行である長寸法を有する末端部を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
【請求項７】
該歯ブラシが更に、複数個の複合構造体を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
【請求項８】
該歯ブラシが更に、該ヘッドの少なくとも一部を動かすためのモータ（９６）を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
【請求項９】
該第二の立上り要素が、該ヘッドの自由端に向けて角度を付けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
【請求項１０】
該第二の立上り要素が、該ハンドルに向けて角度を付けられていることを特徴とする、請求項１〜８に記載の歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に歯ブラシの分野に関するものであり、並びに種々の形状及び寸法を有する１つ以上の歯清掃要素、種々の形状及び寸法を有する１つ以上の歯肉処置要素、及び／又は種々の形状及び寸法を有する１つ以上の軟組織／舌処置要素を含んでもよい、様々な機構を有する歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の形状を有する歯清掃要素が組み込まれた歯ブラシは既知であるが、様々な硬及び軟組織接触要素を有してこれらが１つ以上の効果をもたらすことができる、手動及び電動両方の歯ブラシの提供が、引き続いて望まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】歯ブラシヘッドの斜視図。
【図２】図１のヘッドの平面図。
【図３】図１のヘッドの側面図。
【図４】図１のヘッドの下面図。
【図５】ヘッド部分の１つが曲がっていることを示す、図１のヘッドの側面図。
【図６】２つのヘッド部分が互いに分離している、図１のヘッドの平面図。
【図７】ヘッド部分が互いに対してより近くに位置づけられた後の、図１のヘッドの平面図。
【図８】旋回するタフトの正面図。
【図９】図８の旋回タフトの側面図。
【図１０】旋回タフトを受け入れるための、ヘッド中の穴（図６参照）の１つの平面図。
【図１１】図１０の線１１−１１に沿って見た断面図。
【図１２】図１０の線１２−１２に沿って見た断面図。
【図１３】図１のヘッド（観察を容易にするために一部が取り外されている）とヘッドに挿入される前の旋回タフトとの側面図。
【図１４】図１のヘッド（観察を容易にするために一部が取り外されている）とヘッドに挿入された後の旋回タフトとの側面図。
【図１５】旋回タフトのその動きを示す側面図。
【図１６Ａ】図１５の線１６Ａ〜Ｃ−１６Ａ〜Ｃに沿って見た断面図。
【図１６Ｂ】図１５の線１６Ａ〜Ｃ−１６Ａ〜Ｃに沿って見た断面図。
【図１６Ｃ】図１５の線１６Ａ〜Ｃ−１６Ａ〜Ｃに沿って見た断面図。
【図１７】リブ付きフィンの形態の、歯清掃体の斜視図。
【図１８】図１７のリブ付きフィンの側面図。
【図１９】本発明の別の実施形態を開示する、歯ブラシの一部断面の側面図。
【図２０】本発明のヘッドの別の実施形態の側面図。
【図２１】本発明の複合構造体の斜視図。
【図２２】図２０のヘッドの平面図。
【図２３】図２１の複合構造体の平面図。
【図２４】図２１の複合構造体の側面図。
【図２５】図２０のヘッドのその２５−２５に沿って見た断正面図。
【図２６】図２５に示されるアンカーの斜視図。
【図２７】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合要素の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図２８】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図２９】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図３０】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図３１】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図３２】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図３３】本発明の別の複合構造体の側面図であって、この複合構造体の側面図は、図２０の歯ブラシヘッドの側面図中に配置された場合に見られるように示されている。
【図３４】本発明の別の複合構造体の斜視図。
【図３５】本発明の別の複合構造体の正面図。
【図３６】本発明の別の複合構造体の正面図。
【図３７】本発明の別の複合構造体の側面図。
【図３８】本発明の別の複合構造体の側面図。
【図３９】本発明の別の複合構造体の斜視図。
【図４０】本発明の別の複合構造体の斜視図。
【図４１】本発明の別の複合構造体の斜視図。
【図４２】本発明の回転可能なヘッドの斜視図。
【図４３】図４２の回転可能なヘッドの断面斜視図。
【図４４】本発明の別の回転可能なヘッドの斜視図。
【図４５】本発明の別の回転可能なヘッドの斜視図。
【図４６】複数の組織処置要素がヘッドの後面すなわち下面上に組み込まれた、本発明のヘッドの側面図。
【図４７】図４６のヘッドの下面図。
【図４８】本発明に従って組み立てられた歯ブラシヘッドの断正面図であり、断面線は図２０に示されるものに類似であって、その２５−２５に沿って見ている。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の本文は、本発明の多数の異なる実施形態の大まかな説明を記載している。あらゆる可能な実施形態を説明するのは不可能ではないとしても非現実的であるため、この説明は単なる例示として解釈されるべきであり、あらゆる可能な実施形態を説明するものではなく、本明細書に記載されるいずれかの機構、特性、構成要素、組成物、成分、製品、工程、若しくは方法論は、削除することができ、本明細書に記載される他のいずれかの機構、特性、構成要素、組成物、成分、製品、工程、若しくは方法論と組み合わせることができ、又は全体的若しくは部分的に置き換えることができることは理解されるであろう。最新の技術又は本特許の申請日以降に開発された技術のいずれかを使用して、非常に多くの代替的な実施形態を実施することができるが、このような実施形態はなお、本請求項の範囲内に含まれることになる。本明細書内で引用する出版物及び特許はすべて、本明細書に参考として組み込まれる。
【０００５】
また、本特許内で、「本明細書で使用するとき、用語「＿＿＿＿＿」は本明細書によって．．．を意味するものとして定義される」という文章又はこれと類似の文章を使用して、用語が明示的に定義されていない限り、明示的か暗示的かに関わらず、その用語の明白な又は一般的な意味を超越して、その用語の意味を限定する意図がないことは理解されるべきであり、また、このような用語は、本特許のいずれかの部分に記載されているいずれかの記述（請求項の文言は除く）に基づいて範囲が限定されると解釈されるべきではない。いずれの用語も、本発明に不可欠なものとして記載されていない限りは、本発明に不可欠なものとは意図されていない。本特許の最後にある請求項に記載されているいずれかの用語が、ある単一の意味と一致した形で本特許内で言及されている限りにおいては、読み手を混乱させないように、単に分かりやすくする目的だけのためにそうしているのであって、暗示又はその他の方法によって、請求項の当該用語をその１つの意味に限定することは意図していない。最後に、「手段(means)」という語、及びいかなる構造の詳述もなしにある１つの機能を記載することによって請求要素を定義している場合を除き、いかなる請求要素の範囲も、米国特許法第１１２条６項の適用に基づき解釈することは意図していない。
【０００６】
図１〜５から始めると、ハンドル（図示せず）から延びる首部１４から延びて歯ブラシを形成する、歯ブラシヘッド１６が示されている。ヘッド及びハンドルは、好ましくは、ポリプロピレンで作製される。ヘッドは、ヘッドを２つの部分２０及び２２に分割する、蛇行する割れ目１８を有する。首部１４に近い割れ目の端部１３は、好ましくは、円形状である（図２参照）。図５に示されるように、ヘッド中の割れ目によって、歯ブラシの使用中に、部分２０及び２２が、互いに独立して曲がる又は動くことが可能になり、そのようにして、歯の清掃を容易にしている。
【０００７】
割れ目１８は、ヘッド部分２０及び２２との間のヘッド中の開口部としても定義することができる。この開口部によって、水がヘッドを貫いて流れることが可能になり、これにより、ヘッドをきれいにすすごうとする努力にもかかわらず練り歯磨きがこびりつきがちな、ヘッド上面の洗浄が強められる。
【０００８】
ヘッド部分２０は、部分２２により画定される窪み２６（図６参照）に（少なくとも部分的に）嵌り込む、突出部２４を含む。突出部２４は、これから延びるブリストルの幾つかのタフトを有し（以下で更に詳細に説明される）、及び３側面をヘッド部分２２により囲まれる。
【０００９】
ここで図２及び３を参照して、ヘッド１６上のブリストルタフト（歯清掃要素）のそれぞれを説明する。第一の対のタフト２８が、それぞれのヘッド部分２０、２２上に１つずつ、ヘッドの自由端の方に配置されている。それぞれのタフトは、好ましくはそれぞれがポリブチレン−テレフタレート（ＰＢＴ）で作製された、及び０．１８ｍｍ（０．００７インチ）の直径を有する、ブリストル（歯清掃体）を有する。タフト２８中の最も短いブリストルが、１０．７ｍｍ（０．４２０インチ）の長さを有し、残りのブリストルは、タフトの先端に向かって一様に長さを増している。それぞれのタフトは、それが突き出るヘッド表面の部分に対して好ましくは約１２度の角度で、ハンドルから遠くに傾いている。図２に示されるように、タフト２８は、ヘッド上の他のいかなるタフトよりも大きい断面を有する。
【００１０】
第二群のタフトは、旋回タフト３０である。４つのタフト３０が、それぞれのヘッド部分２０、２２上に有り、ヘッドの外側の方に配置されている。それぞれのタフト３０は、ヘッド上の垂直位置からいずれの側にも約１５度まで旋回することができ、より好ましくは、ヘッド上の垂直位置からいずれの側にも約８度まで旋回可能である。タフト３０の旋回は、概略的に首部１４に向かうか又はこれから遠ざかっていくかである。それぞれのタフト３０は、ポリプロピレンで作製された基支持部３２を含む。ブリストルは、ポリアミド６．１２で作製され、０．２０ｍｍ（０．００８インチ）の直径を有し、及び基支持部から上に１０．７ｍｍ（０．４２０インチ）延びる。
【００１１】
第三群のタフト３４は、ヘッドに対して垂直に延びる。４つのタフト３４が、それぞれのヘッド部分２０、２２上に有って、タフト３０と交互している。上から見るとき（図２）、そのタフトは、長円形状である（タフト３０に類似であるが、これより大きい）。換言すれば、タフト３４及び３０は、長円形状の断面を有する。それぞれのタフト３４は、ポリアミド６．１２で作製された、０．１５ｍｍ（０．００６インチ）の直径を有する、及びヘッドから上に約９．７８ｍｍ（０．３８５インチ）延びる、ブリストルを有する。
【００１２】
第四群のタフト３６が、ヘッドの内側の方に配置されている。２つのそのようなタフトが、それぞれのヘッド部分２０、２２上に有る。それぞれのタフト３６は、ヘッドに対して垂直に延びる。タフト３６のブリストルは、０．１５ｍｍ（０．００６インチ）の直径を有し、ポリアミド６．１２で作製され、及びヘッドから約９．１４ｍｍ（０．３６０インチ）立ち上がる。
【００１３】
第五であって最終の群のタフト３８も、ヘッドの内側の方に（ヘッドの周辺２１から遠くに）配置されている。４対のタフト３８が有る。それぞれの対では、１つのタフトが、他方のタフトよりも首部１４に近い。タフト３８のそれぞれの対では、（ａ）１つのタフトの基部が、ヘッドの第一の側により近く、及びこの１つのタフトが、ヘッドの第二の側に向かって傾いており、並びに（ｂ）他方のタフトの基部が、ヘッドの第二の側により近く、及びこの他方のタフトが、ヘッドの第一の側に向かって傾いている。そのようになっているので、それぞれの対中のそれらのタフトは、互いに横切って傾いている。ヘッドの側方に向かう傾きの角度は、約５度である。それぞれのタフト３８のブリストルは、ＰＢＴで作製され、約０．１８ｍｍ（０．００７インチ）のブリストル直径を有し、及びヘッド１６から上に約１１．７ｍｍ（０．４６０インチ）延びる。それぞれのタフト３８は、長円断面を有して、長円の長寸法が、傾きの方向に向いている。
【００１４】
ヘッド上に使用されるブリストルは、しわ形成（米国特許第６，０５８，５４１号参照）することができ、又はノッチ付き（米国特許第６，０１８，８４０号参照）にすることができる。ブリストルに加えて、他のタイプの歯清掃体も使用することができる。例えば、ブリストルのタフトは、エラストマーのフィンで置き換えることもできる。このパラグラフ中で列挙された米国特許を、参考として本明細書に組み入れる。
【００１５】
ここで図６に転じて、歯ブラシ（ヘッド）をどのように作製するかについて、これから説明する。第一工程において、歯ブラシのヘッド、首部、及びハンドルを、金型中で射出成型する。この射出成型工程中に、タフト２８、３４、３６、及び３８が、熱間植毛（tufting）プロセスにより、ヘッドの中に固定される。熱間植毛（tufting）プロセスは、当業者に周知である（例えば、米国特許第４，６３５，３１３号；及び同第６，３６１，１２０号；英国特許出願第２，３３０，７９１号；並びに同第６７６，２６８  Ａ１号参照）。
【００１６】
手短に言えば、熱間植毛（tufting）は、プラスチック長繊維の多数の群の端部を金型の中へ提供することを包含する。金型の内側のそれぞれの群の長繊維端部は、任意に融解されて小塊になる。それぞれの長繊維群が、（金型の中へ導入される前又は後のいずれかで）所望の長さに切断されて、ブリストルのタフトを形成する。金型が閉じられて、溶融プラスチックが金型の中へ射出される。プラスチックが固化する時、ブリストルタフトの一端部を歯ブラシヘッドの中に固定する。
【００１７】
ヘッド部分２０及び２２の間の開口部１８は、この時点において、ヘッドの最終形態（図２参照）におけるよりもはるかに幅広であることが、図６にて見られる。換言すれば、ヘッド部分２０及び２２は、所定の距離（好ましくは少なくとも約１ｍｍ）で互いに離間している。更に、製造プロセス中の後の時点において旋回タフト３０を受け入れるための貫通孔４０が、成型工程中に創り出される。孔４０については、以下でより詳細に説明される。
【００１８】
図７を参照して、歯ブラシが金型から取り出された後、熱４２が、ヘッドの首部近辺及び首部の一部（以降では首部とする）に当てられる。熱は幾つかの方法で当てることができ、熱風、放射加熱、超音波、又は対流（例えば、熱油）加熱などが挙げられる。ここでは、熱が、首部の側面に当てられるのが示されている。熱は、首部の上面及び下面に当てられるのが好ましい。熱は、プラスチックをそのガラス転移温度の１．０〜１．１２倍まで上昇させる（温度がケルビン目盛で測定されるとき）。プラスチックへの損傷を避けるために、プラスチックは、そのガラス転移温度の１．１２倍を超えて加熱されるべきではない。より好ましくは、プラスチックは、そのガラス転移温度の約１．０３〜１．０６倍まで加熱される（度ケルビンで測定されるとき）。ポリプロピレンのガラス転移温度は約１００℃であり、一方、コポリエステル及びポリウレタンのガラス転移温度は、約６５℃である。
【００１９】
次に、圧力４４が、ヘッド部分２０、２２に当てられて、それらの部分を互いに向かって移動させる。ヘッド部分２０、２２が図２に示される位置になると、ヘッド／首部の加熱された部分が、例えば加熱部分を冷い気体又は液体に曝すことによって、冷却される。室温の空気が首部の冷却に使用される場合、そのような空気は、約２０〜２５秒間当てられるべきである。このことは、２つのヘッド部分をそれらの最終位置に形成するという効果を有する。
【００２０】
短いプロセス時間を達成するために、プラスチックを損傷させないであろう最高温度の熱源が、使用されるべきである。過度に熱い熱源が使用される、及び／又は熱が過度に長く当てられると、プラスチックが損傷される場合もある。熱源が十分に熱くない場合、過度に長いプロセスを要する、及び／又はヘッド部分２０、２２が、それらの所望される最終姿勢に留まらないことになる。ヘッド／首部がポリプロピレンで作製されて、熱風が首部の加熱に使用される場合、（ａ）加熱空気は、約１７０℃の温度にされるべきであり、及び首部に約７０秒間当てられるべきである、（ｂ）ポリプロピレンは、約１４０℃の温度まで上昇されるべきである、並びに（ｃ）熱風を首部に当てるノズルは、首部から約１０ｍｍとされるべきである。
【００２１】
コポリエステル又はポリウレタンがヘッド首部用の材料として使用される場合、（ａ）加熱空気は、２５０℃の温度にされるべきであり、及び首部に約１０秒間当てられるべきである、（ｂ）材料は、好ましくは９５〜１００℃の温度まで上昇されるべきである、並びに（ｃ）熱風を首部に当てるノズルは、首部から約１５〜２０ｍｍとされるべきである。
【００２２】
それぞれの上記材料を表示された時間で加熱することにより、材料が柔軟になって、その最終形態に機械的に曲げることができる。上記加熱時間を超えると、材料が過熱されて損傷を受ける場合もある。
【００２３】
図８及び９に転じると、それぞれの旋回タフト３０が、多数のブリストル４６、基支持部４８、及びアンカー旋回部５０を有する。ブリストルは、基支持部の第一の端部５２に固定されてこれから延びており、一方、アンカー旋回部の第一の端部５４が、基支持部の第二の端部５６から延びている。基支持部とアンカー旋回部は、好ましくは、同一材料で作製された一体構造体である。アンカー旋回部５０は、アンカー旋回部の第一の端部５４に近い第一の部分５８と、第二の端部６２に近い第二の部分６０とを含む。第一の部分５８は、Ｘ及びＹ寸法が第二の部分６０よりも小さい。基支持部４８は、Ｘ及びＹ寸法がアンカー支持部の第二の部分６０よりも大きい。第二の部分６０は、対の唇部６３を含む。アンカー旋回部は、それを貫く開口部６４を画定している。
【００２４】
タフト３０も、上述のような熱間植毛（tufting）タイプのプロセスにより作製することができる。プラスチックが、金型の中へ射出されて歯ブラシのハンドル、首部、及びヘッドを形成する代わりに、金型の中へ射出されて基支持部４８及びアンカー旋回部５０を形成し、射出されたプラスチックが冷却される時にブリストル４６を捕捉する。
【００２５】
図１０〜１２を参照して、貫通孔４０（図６）をこれから説明する。それぞれの孔４０は、ブラシヘッドの上面６６から下面６８まで延びる。孔４０は、第一及び第二の部分７０及び７２を含む。部分７２は、その下側部分の幾分かが丸みで取り去られている（図１１参照）以外、実質的に平行六面体である。部分７０も、その側面の２つが約１５度で側方に向かってラッパ状になっている（図１２参照）ことを除いて、実質的に平行六面体である。孔部分７２は、寸法Ａが孔部分７０よりも大きい（図１１）。孔部分７０は、孔部分７０及び７２が交わる場所で、寸法Ｂにおいてとほぼ同一幅である（図１２）。寸法Ａ及びＢは、この実施形態において、互いに実質的に垂直である。この配置により、対の唇部７３が画定される。
【００２６】
ここで図１３〜１６に転じて、旋回タフト３０の孔４０への挿入を説明する。アンカー旋回部５０の端部６２が孔に面するようにして、タフト３０が、孔４０の上に置かれる（図１３）。図１６Ａ〜Ｃに示されるように、タフト３０は、端部６２が孔に入り始めるまで、孔４０に向かって移動される（図１６Ａ）。タフト３０は、次に、孔に押し込まれて、孔部分７０の側面にアンカー旋回部の第二の部分６０を絞らせる。したがって、アンカー旋回部５０が潰れて、開口部６４を一時的に縮小させる。タフト３０は、次に、孔４０の中をずっと押され（図１６Ｃ）、その点で、弾性プラスチックのアンカー旋回部が、図１６Ａに示される形態にバネ戻りする。このパラグラフは、タフト３０のヘッドに対するスナップ嵌め保持を説明している。
【００２７】
図１６Ｃを参照して、基支持部４８は、Ａ寸法が孔部分７０よりも大きいので、タフト３０が孔４０の中へ更に押されることを阻止する。第二の部分６０も、Ａ寸法が孔部分７０よりも大きいので、タフト３０が孔４０の外へ戻る動きを阻止する。これは、唇部６３（図８）が唇部７３（図１１）に係合するという事実による。この配置により、タフト３０がブリストルの長軸周りで回転することも阻止される。
【００２８】
タフト３０は、例えば、ブラッシング中に口腔の部分により係合されるとき、図１５に示されるように旋回する。好ましくは、それぞれのタフト３０は、表面６６に対して垂直な位置のいずれの側にも、約１５度まで旋回することができる。
【００２９】
図１７及び１８に転じると、フィン８０の形態である別のタイプの歯清掃要素が、開示されている。それぞれのフィンは、上述のような基支持部４８及びアンカー旋回部５０（共に図示せず）により支えられて、フィンがブラシヘッド上で旋回可能になっている。別の方法としては、フィンは、旋回しないように、ヘッドに対して固定取り付けが可能である。フィンは、射出成形プロセスにより、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）で創出される。この実施形態では、一連のリブ８２により、非平坦の表面が設けられている。これらのリブが、口腔の清掃を向上させる。リブは、フィンの上にＴＰＥを射出成形することにより形成されてもよい。リブは、好ましくは、フィンよりも柔軟であるが、同一材料で成型されてもよい。リブの代わりに、代替的な非平坦表面（例えば、ディンプル）を用いることも可能である。図１８に示されるように、フィンは、約１ｍｍ〜約３ｍｍの幅を有する。
【００３０】
図１９は、本発明の別の実施形態を示す、歯ブラシの部分断面図である。ヘッド９０及びヘッドから突き出る歯清掃要素の全ては、図１に示されるものと同一である。ハンドル９２には、１．５ボルトのＡＡＡ電池９４及びモータ９６が内蔵されている。偏心取り付けの錘９８が、モータから突き出る駆動シャフト１００に固定されている。オン／オフ・スイッチ１０２が、ハンドルから外へ僅かに突き出ている。
【００３１】
オン／オフ・スイッチが最初に押し下げられるとき、電池９４とモータ９６との間の電気回路が完成して、モータにシャフト１００を回転させる。シャフトは、好ましくは、約９７００〜１２，４００ｒｐｍで回転する。したがって、錘９８も回転する。錘が偏心して取り付けられているので、錘の回転が振動を引き起こし、これが、ハンドル９２、ヘッド９０、及びヘッド上の歯清掃要素に伝えられる。
【００３２】
使用可能なモータの１つのタイプに、＃１７カウンターウェイトが取り付けられた、Ｐ／Ｎ  Ｑ６ＤＬ−２．６Ａが有る。このモータは、ニューヨーク州ブルックリン（640 Dean Street, Brooklyn, N.Y. 11238（718.783.2328））のジンロンマシナリー（Jin Long Machinery）から購入された。ｗｗｗ．ｖｉｂｒａｍｏｔｏｒ．ｃｏｍも参照されたい。
【００３３】
歯清掃要素２８（図３）は、要素２８がそれから突き出るヘッド１６の上面の部分に対して、鋭角で方向付けされていることを特記しなければならない。本発明の別の実施形態では、１つ以上の歯清掃要素３４、３６、及び３８も、ヘッド１６の上面に対して鋭角で方向付けすることができる。歯清掃要素は、２つ以上の異なる角度で方向付けすることができ、及びまた、ヘッドの長さに沿って、ヘッドの幅を横切って、又はヘッドの長さと幅との間の中間方向（合成角）などの種々の方向に、角度付けすることができる。歯清掃要素は、好ましくは、ヘッドの上面に平行な又は接する線から測定して、約６５〜８５度の角度にある。
【００３４】
歯清掃要素２８、３０、３４、３６、及び３８は全て、非円形断面もまた有する（図２参照）。要素３０、３４、及び３８は、平たい長辺を有する延びた長円形として説明することができる、断面を有する。要素２８は、平面２８Ａを画定する自由端を有しており、この平面は、要素２８がヘッド部分２０から遠くへ延びている方向２８Ｂに対して垂直ではない。要素２８の自由端は、別の方法として、非平面形状（例えば、曲面状）を有することができ、これは熱間植毛（tufting）又はスプール供給による植毛の製造プロセスにより形成することができる。
【００３５】
図３に示されるように、様々な歯清掃要素２８、３０、３４、３６、及び３８は、ヘッド１６の上で異なる高さに延びる。これらの要素も、幾つかの異なる断面を有する。代替実施形態では、要素はまた、ヘッドの上面に対して幾つかの異なる鋭角にすることもできる。
【００３６】
更に、これらの歯清掃要素の１つ以上は、熱可塑性エラストマーで作製された歯清掃要素により置き換えることができる。熱可塑性エラストマーの歯清掃要素は、一体構造体にすることができ、又は幾つかの副構造体で作り上げることができる。例えば、熱可塑性エラストマーの要素は、大きい一体的なブリストル（すなわち、結束（nub））にすることもでき、又は幾つかのより小さなブリストル（例えば、ブリストルのタフト）を有することもできる。要素はまた、フィン（図１８にあるような）、カップ（例えば、プロフィーカップ（prophy cup））、又は（曲面の若しくは真直の）壁の形状にすることもできる。
【００３７】
歯ブラシ上で使用可能な種々のタイプのブリストルには、（ａ）自由端が先細になっている、（ｂ）自由端が弱化されている、（ｃ）中空である（例えば、米国特許第５，８３６，７６９号参照）、（ｄ）しわ形成されている（例えば、米国特許第６，０５８，５４１号参照）、（ｅ）十字形又は三角形の断面を有する、（ｆ）フロック加工されている、又は（ｇ）ノッチ付けされている（例えば、米国特許第６，０１８，８４０号参照）、ブリストルがある。ブリストルの幾つかは、金属イオン類（例えば、銀、亜鉛、及び銀ゼオライト）又はカチオン性殺菌剤類（例えば、クロルヘキシジンジグルコナート及び塩化セチルピリジニウム）のような、抗菌剤を含んでもよい。使用に好適な可能性のあるブリストルの他の例が、米国特許第５，６３３，０８３号に記載されている。抗菌剤は、フィン８０及び以降で説明される複合構造体のいずれかを包含して、エラストマー又は他のプラスチック材で形成されるいかなる要素中にも処置されてもよい。フィン及び複合構造体を形成するのに使用可能な又はこれらに組み入れ可能な、幾つかの抗菌剤及び他の剤と材料の例が、米国特許出願公開第２００３／０１６２１４５号に記載されている。
【００３８】
ブリストルのタフトは、別の方法として、異なる材料で作製された（例えば、幾つかのブリストルがナイロンで作製され、他のブリストルがポリブチレンテレフタレートで作製された）ブリストル、又は異なる直径のブリストルを有することができる。
【００３９】
更に、プラスチックヘッドは、別の方法として、熱可塑性エラストマーで部分的又は完全に覆うことができ、これが歯及び歯肉をプラスチックヘッドから保護する作用をする。その結果、２つの材料で作製されたヘッドになる。追加のタイプの材料をヘッド上に設することもできる。
【００４０】
図２０、２１、２２、及び２３を参照して、本発明に従って作製されまた図１９のハンドル９２と共に使用するのに好適な、歯ブラシヘッド１０５をこれから説明する。歯ブラシヘッド１０５は、１つ以上の複合構造体１１０を含む。ヘッド１０５の複合構造体１１０は、歯に接触するための第一の立上り要素１１２と、第一の立上り要素１１２から間隔が離れた又はオフセットした、歯に隣接する歯肉及び他の軟組織に接触するための第二の立上り要素１１４とを含むことができる。一実施形態では、第二の立上り要素１１４は、ヘッド１０５の長手方向軸線１２４から遠い方向へ、第一の立上り要素１１２から外向きに、オフセットしている。第二の立上り要素１１４は、約０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、若しくは１．１ｍｍ超過の、及び／又は約３、２、１．５、１、０．９、若しくは０．８ｍｍ未満の、距離１２６でオフセットしていてもよい。第二の立上り要素１１４は、図２２に示されるように、少なくとも約０．２、０．４、０．６、０．８ｍｍ、及び／又は約２、１．６、１．４、１．２、１、若しくは０．８ｍｍ未満だけ、ヘッド１０５の側面１２８を越えて延びてもよい。別の実施形態では、第二の立上り要素１１４は、側面１２８を越えて延びない。立上り要素１１２及び１１４は、図２０にて最もよく見られるように、ヘッド１０５の上面１３０から上向きに又は遠くに延びる。
【００４１】
複合構造体１１０はまた、アンカー１３２を含んでもよく、これは先の説明のアンカー５０と同一でも類似でもよい。アンカー１３２は、ヘッド１０５の孔１３４の中に、旋回可能に配置されてもされなくてもよい。孔１３４は、図２５に示されるように、ヘッド１０５を貫いて上面１３０から下面１３６まで、完全に延びても、部分的にだけ延びてもよい。
【００４２】
第一の立上り要素１１２は、種々様々な形状及び寸法で設けることができる。一実施形態では、第一の立上り要素１１２は、先に説明されたタフト３０（図１３）又はフィン８０（図１７）と同一又はこれらに類似の形態で設けられる。説明の簡単化のために、以降で説明される複合構造体１１０は、フィンの形態の第一の立上り要素１１２を含むとする。第一の立上り要素１１２は、長寸法１４０（図２３）を有する、先細の末端部１３８を有する。一実施形態では、末端部１３８の長寸法１４０は、ヘッド１０５の長手方向軸線１２４に対して概ね横方向又は垂直に配置されている。第一の立上り要素１１２の長寸法１４０のこの配置は、歯の隙間空間へ末端部１３８が侵入することへの助けとなり得る。
【００４３】
第二の立上り要素１１４も、種々様々な形状及び寸法で設けることができる。一実施形態では、第二の立上り要素１１４は、第一の延長部１４４及び第二の延長部１４６を含む。延長部は、それらの間に隙間１４３を形成するように、間隔が離れていてもよい。図２５に示されるように、隙間は、約１、２、３、４、５、６、７、若しくは８ｍｍ超過の、及び／又は約１２、１１、１０、９、８、若しくは７ｍｍ未満の、深さ１４１を有してもよい。第二の立上り要素１１４は２つの延長部１４４及び１４６を有して示されているが、３つ、４つ、５つ、６つ、又はより多くの延長部を配設可能であると、考えられている。
【００４４】
第一及び第二の延長部１４４及び１４６は、第二の立上り要素１１４の連結要素１４８から延びる。連結要素１４８は、延長部（１４４、１４６）及び／又は第一の立上り要素１１２と同一材料で、あるいは異なる材料で形成することができる。連結要素１４８は別個の構造体として形成することができるが、連結要素１４８が延長部及び／又は第一の立上り要素１１２と別個に形成された部品である必要はないことを、理解すべきである。例えば、以下で説明されるように、延長部１４４、１４６と連結要素１４８と第一の立上り要素１１２は、同一材料から１つ以上の射出成形工程で、一体に形成することができる。連結要素１４８並びに／あるいは第一及び第二の延長部１４６及び１４８は、図２０にて最もよくみられるような、側面視が概ねＹ形状の形態を有する第二の立上り要素１１４を提供してもよい。第二の立上り要素１１４の末端部は、長寸法１５２を有しており、これはヘッド１０５の長手方向軸線１２４とほぼ平行であり、及び第一の立上り要素１１２の長寸法１４０に対して概ね垂直である。
【００４５】
幾つかの実施形態では、第二の立上り要素１１４は、ヘッド１０５の上面１３０の上で、第一の立上り要素１１２に連結される又は取り付けられる。一実施形態では、連結要素１４８は、第一の立上り要素１１２及びアンカー１３２に連結される又は取り付けられる。連結要素１４８は、図２５に示されるように、ヘッド１０５の上面１３０にほぼ平行であってもよい、部分１４９を有する。連結要素１４８は、当該技術分野において既知の機械的な、接着性の、及び／又は化学的な手段によって、第一の立上り要素１１２に取り付けられてもよく、並びに第一及び第二の立上り要素と別個に形成された部品であっても、又はこれらと一体に形成されていてもよい。第二の立上り要素１１４の延長部と連結要素１４８は、１つ以上の材料で射出成形などにより一体に形成することができる。使用に好適な可能性のある幾つかの材料が、米国特許第５，９８７，６８８号にて開示されている。一実施形態では、連結要素１４８は、図２５に示されるように、アンカー１３２の１つ以上の穴１５３及び／又は突出部の回りで若しくはこれを貫いて連結要素１４８を射出成形することによって、アンカー１３２に取り付けできる。
【００４６】
第二の立上り要素１１４は更に、１つ以上の球形部分を含んでもよい。球形部分とは、半球形、１／４球形、球形セグメントなど、球形の少なくとも一部からなる一般形状のいずれかの部分である。本明細書で使用するとき、球形部分は、完全に球形（すなわち、その外側表面が一定半径により形成される）ではないが、例えば、異なる長さの半径で形成された表面を有し、その結果、純粋な球形表面又はその部分が形成されていなくてもよい形状を包含するように、意図されている。球形部分１５５は、図２０、２１、及び２７にて例として示されるように、第二の立上り要素１１４（又は第一の立上り要素１１２）の末端部に配置されてもよく、あるいは図２９にて例として示されるように、延長部の１つ以上の側面１５６に沿って配置されてもよい。
【００４７】
第二の立上り要素１１４は更に、様々な更なる他の形状及び寸法にて設けられてもよい。図３０及び３１に示されるように、第二の立上り要素１１４はまた、側面視が概ねＶ又はＵ形状で設けられてもよい。別の実施形態では、図３２に見られるように、球形部分１５５は、複数個の対向するピル形状の要素１５８を形成することができ、それらの間に湾曲する末端部分１６０が配置されている。更に別の実施形態では、延長部の１つ以上（例えば、１４４、１４６）は、図２０及び２７に示されるように、ヘッド１０５の自由端１４５に向けて角度が付けられていてもよく、及び／又は図２０及び２６に示されるように、歯ブラシのハンドルに向けて角度が付けられていてもよい。延長部１４４及び１４６の１つ以上は、全体的に湾曲又は曲線状であってもよく、その幾つかの例が図３３、３４に示されており、そこでは、延長部が第一の立上り要素１１２に向かって（図３４）又はこれから遠くへ（図３３）湾曲している。別の例では、第二の立上り要素１１４は、図３９及び４０にて例として示されるように、複合曲線すなわち複数の曲線で形成することができる。更に別の実施形態では、延長部の１つ以上は、ヘッドの自由端に向かって（図３５）、又はハンドルに向かって（図３６）湾曲していてもよい。更に別の実施形態では、延長部の１つ以上は、図２８、２９、及び３３にて例として示されるように、（側面視が）全体的にパイ形状であってもよい。パイ形状は、真直、凹、凸、及び他の形状の側辺を有することができる。
【００４８】
第二の立上り要素１１４は、歯ブラシの使用中に、歯肉の軟組織類に接触するのに使用されてもよく、それらには、歯肉縁、歯肉溝、及び歯間歯肉などの歯肉組織が挙げられる。そのようなものであるので、第二の立上り要素は、ヘッド１０５の側面１２８に隣接して配置される。幾つかの実施形態では、第二の立上り要素１１４は、少なくとも約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、若しくは１３ｍｍの、及び／又は約１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、若しくは８ｍｍ未満の、高さ１６２を有する。第二の立上り要素１１４のヘッドの上面から最も遠い末端部の部分は、第一の立上り要素１１２のヘッドの上面から最も遠い末端部の部分よりも、約０．５、０．７５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．２５、２．５ｍｍ高い、及び／又は約４、３、２．５、若しくは２ｍｍ未満で低い、距離１６３に配置されていてもよい。
【００４９】
第一の立上り要素１１２は、非平坦部分又はパッド１５７を有するフィンとして本明細書に示されてきたが、フィンが、図３９、４０、及び４１に例として示されるような、延長部１５９を備えることができると考えられている。延長部１５９は、第一の立上り要素１１２上の非平坦部分１５７から又は他の位置から延びることができる。延長部１５９も、非平坦化することができ、リブ、突出部、ピラミッド、平行六面体などの表面構造が挙げられる。延長部は、先に説明された形状のいずれをも有することができ、真直、角度、円筒形、平ら、湾曲、曲線状、複合曲線などが挙げられる。幾つかの実施形態では、延長部１５９は、第一の立上り要素１１２の末端部１３８から約１、２、３、４、５、若しくは６ｍｍを超えて、及び／又は約８、７、６、５、若しくは４ｍｍ未満で始まる。延長部１５９は、第一の立上り要素１１２及び／又は非平坦部分１５７と同一材料で、又は異なる材料で作製することができる。
【００５０】
複合要素は、ヘッド１０５を振動させるためのモータを有する歯ブラシに関して本明細書で説明されてきたが（ヘッドを振動させるのに好適な１つの仕組が図１９に示されており、他の仕組は米国特許第６，７６６，５４８号及び米国特許出願公開第２００６／０１５６４９６号に記載されている）、モータのない手動歯ブラシ上にも設けることができると考えられている。
【００５１】
更に別の実施形態では、本発明の複合要素は、図３７及び３８に示されるように、回転又は振動する支持部材の上に設けることができると考えられている。本発明と共に使用されてもよい支持部材の一般的な説明は、米国特許出願公開第２００５／００６０８２２号；同第２００４／０１５４１１２号；米国特許第５，８６７，８５６号；同第５，８６２，５５８号；同第５，９７４，６１５号；米国特許出願公開第１００３／０１３１４２７号；米国特許第５，９７４，６１３号；同第６，１９５，８２８号；及び同第６，３６７，１０８号に提示されている。図３７及び３８に示されるように、ヘッド１６１は、複数のブリストルタフト１６４と複数の複合構造体１１０とを支える、回転又は振動する支持部材１６２を含む。複合構造体１１０は、フィンの形態の第一の立上り要素１１２と第二の立上り要素１１４とを含んでもよい。支持部材１６２は、歯車を含んでも含まなくてもよい、首部１６５内のシャフト（図示せず）に、作動可能に連結されてもよい。シャフトは、当該技術分野において既知のように、シャフトを駆動するための、ハンドル内のモータに作動可能に連結される。複合構造体１１０は、１つ以上の中央ブリストルタフト１６６を包囲していてもよい。複合構造体は、先の説明のように、中枢的に孔１３４の中に取り付けられてもよい。
【００５２】
図３９及び４０に示されるように、中央ブリストルタフトは、カップ形状部材１６８により置き換えることができる（複合構造体１１０は、明瞭化のために削除されている）。ヘッド１６７のカップ形状部材１６８は、先に説明された複合構造体１１０のいずれかの１つ以上によって、実質的に全体に又は部分的に、包囲されていてもよい。カップ形状部材１６８は、中央区域１７２を画定する側壁１７０を含む。側壁は、種々の形状及び寸法で設けられてもよく、円筒形、円錘形、円錐台形などが挙げられる。中央オープン区域１７２は、一般に、カップ形状部材のへりの最高点から中央オープン区域の最低点まで測定される、約２〜５ｍｍの深さを有する。一実施形態では、カップ形状部材１６８には複数のリブ１７４も含み、オープン区域１７２の中へ内向きに延びている。カップ形状部材１６８は、好ましくは、エラストマー（例えば、熱可塑性エラストマー）などの弾力性材料で形成される。そのような構造体の材料硬さは、好ましい硬さ選択がカップ形状部材の設計及び寸法に依存するものであり、１０から７０ショアＡまで変動してもよい。支持部材１６２は、カップ形状部材１６８が回転又は振動できるように、回転可能に取り付けられてもよい。
【００５３】
図４０及び４１を参照すると、カップ形状部材１６８の別の実施形態が、ヘッド１７３の上に示されている。中央区域１７２は、オープンでも閉じられていてもよいが、中央区域１７２から上向きに延びる、複数の概ね円筒形の要素又は細ブリストル１７６を有する。円筒形要素は、様々な材料で形成されてもよく、エラストマー材などが挙げられる。それらはカップ形状部材１６８の側壁１７０を形成するものと同一の材料で形成されてもよい。一実施形態では、図３９及び４０のヘッド１６７及び１７３は、エラストマー材だけで形成された清掃要素を利用していて、従来の（例えば、ナイロン又はＰＢＴで形成された）ブリストルのタフトを含有しない。エラストマーの清掃要素は、種々の形状及び寸法で設けられてもよく、及びエラストマーのカップ形状部材を部分的又は全体的に包囲してもよい。エラストマーの清掃要素は、本明細書で説明されたような形態（例えば、複合構造体１１０又はフィン８０）で設けられてもよく、あるいは他の形態で設けられてもよく、その幾つかの例が米国特許第６，８８６，２０７号及び同第５，９８７，６８８号に記載されている。別の実施形態では、図３９及び４０に示されるヘッド１６７及び１７３には、従来ブリストルの複数のタフトが設けられてもよく、これらは、１つ以上の複合構造体１１０、旋回タフト３０（図９）、及び／又は旋回フィン８０（図１７）との組み合わせで設けられても、そうでなくてもよい。使用に好適な可能性のある他のカップ形状部材１６８が、米国特許出願公開第２００４／０１５４１１２号に更に記載されている。
【００５４】
本発明の歯ブラシはまた、ヘッドの裏面上に組織清掃要素が組み込まれてもよい。例えば、図４１を参照すると、歯ブラシヘッド１７８が、半球形要素として示される、１つ以上の軟組織処置要素１８０をヘッド１７８の裏面１８２上に有している。軟組織処置構造体を使用して、舌の表面をこする、かきとる、刺激する、及び／又はマッサージすることができる。軟組織処置要素１８０は、種々の形状及び寸法で設けることができ、円錘形、角錘形、半球形、円錐台形などが挙げられる。他の組織処置すなわち舌処置要素の幾つかの例が、米国特許出願公開第２００６／０１９５９９５号及び同第２００６／０１２９１７１号に記載されている。ヘッド１７８にはまた、任意に、先に説明された又は当技術分野において既知の、１つ以上の複合構造体１１０（図４１に示される）、旋回タフト３０、旋回フィン８０、及び／又は従来のブリストルタフトが組み込まれてもよい。これらの表面又は要素が、ヘッド１７８上に重ね成型されて、ヘッド１７８の裏面１８２の一部又は全てを形成してもよい。
【００５５】
図４８に関して、複合構造体１１０の一部分がヘッド１０５の孔１３４を貫いて延びるという実施形態が、考えられている。図示されるように、幾つかの実施形態では、アンカー１３２の末端部４５０が、ヘッド１０５の孔１３４を貫いて延びて、軟組織処置要素１８０（図４６及び４７に示される）の部分を形成してもよい。アンカー１３２の末端部４５０は、フラップ、ボール、うねり、弧、又はいずれか好適な形状で終了してもよい。それに加えて、先述のように、複合構造体１１０が、ヘッド１０５に関して中枢的に配置されてもよい。そのようになっているので、幾つかの実施形態では、末端部４５０も同様に、ヘッド１０５に関して旋回可能であってもよい。
【００５６】
歯ブラシハンドルに取り付けられたヘッドと共に、様々な歯清掃要素、歯肉処置要素、及び軟組織清掃要素が、本明細書で例示されたが、これらの機構の１つ以上が、交換可能な歯ブラシヘッドに組み込まれて、対応する歯ブラシハンドルなしで包装又は流通されてもよいことも考えられている。
【００５７】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明された。しかしながら、変形及び修正が、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者によりもたらされ得ることを、理解するであろう。
【００５８】
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参照により組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを容認するものと解釈されるべきではない。本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における用語のいずれかの意味又は定義と相反する範囲では、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【００５９】
本発明の特定の実施形態を例示し説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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