(57)【要約】電動歯ブラシが、可動キャリア及び静止キャリアを有し、これらが、独立に、歯ブラシヘッドの受け入れ部材と、受け入れ部材の表面により画定されたチャネルの中で摺動的に係合する。それらのキャリアは、キャリアを取替え又は交換するために、解放可能なように取り外し可能とすることができる。やはり開示されているのは、独特の組み立てを有する歯ブラシであって、歯ブラシの遠位端部に位置する受け入れ部材上に係合された可動毛キャリア、及びそこに固定されたブラシヘッド先端部などの静止キャリアと組み合わされる一体のハウジングを利用する。一体のハウジングにより、歯ブラシの構成要素数が減少し、製造コストが低減する。静止キャリア及び可動キャリアは、他のキャリアと取替えることができ、特定のブラッシング構成を提供するように消費者がブラシを個人的に調整することを可能にする。特定の組み立て、毛構成、及び駆動機構を有する電動歯ブラシが開示される。その組み立て、毛構成、及び駆動機構は、ブラシの操作が非常に効率的であり、現在既知の歯ブラシより経済的であるようになっている。具体的には、本体、ヘッド、及びそれらの間を延びる首部を含む電動歯ブラシが開示される。ヘッドは、受け入れ部材と、幾つかの独特及び好ましい配置の静止キャリア及び可動キャリアとを含む。キャリアは毛を有することができ、及び静止毛キャリアは可動毛キャリアの集合を少なくとも部分的に包囲することができる。モータ及び駆動伝達系が、可動キャリアに運動を付与する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル、首部、及び駆動シャフトを含む電動歯ブラシであって、
（ａ）前記ハンドルが、前記歯ブラシの第一の端部にあって、その中に配置されたモータを有し、
（ｂ）前記首部が、前記ハンドルから延びて、前記ハンドルが受け入れ部材を前記歯ブラシの第二の端部で更に含み、複数のキャリアが前記受け入れ部材と係合し、前記複数のキャリアが１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアを含み、前記１つ以上の静止キャリア及び前記１つ以上の可動キャリアが独立に前記受け入れ部材と摺動的に係合し、並びに
（ｃ）前記駆動シャフトが、前記１つ以上の可動キャリアを前記モータに作動可能に連結することを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】
ハンドル、首部、及び駆動シャフトを含む電動歯ブラシであって、
（ａ）前記ハンドルが、前記歯ブラシの第一の端部にあって、その中に配置されたモータを有し、
（ｂ）前記首部が、前記ハンドルから延びて、毛の無い受け入れ部材を前記歯ブラシの第二の端部で更に含み、前記受け入れ部材が歯ブラシヘッドを形成する複数の毛キャリアを受け入れ、前記複数の毛キャリアが１つ以上の静止毛キャリア及び１つ以上の可動毛キャリアを含み、前記１つ以上の可動毛キャリアが前記１つ以上の静止毛キャリアの中に入れ子になっており、前記１つ以上の静止毛キャリア及び前記１つ以上の可動毛キャリアが独立に前記首部の前記受け入れ部材と摺動的に係合し、並びに
（ｃ）前記駆動シャフトが、前記１つ以上の可動毛キャリアを前記モータに作動可能に連結することを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項３】
ハンドル、首部、及び駆動シャフトを含む電動歯ブラシであって、
（ａ）前記ハンドルが、前記歯ブラシの第一の端部にあって、その中に配置されたモータを有し、
（ｂ）前記首部が、前記ハンドルから延びて、上に配置された毛を有する受け入れ部材を前記歯ブラシの第二の端部で更に含み、前記受け入れ部材が歯ブラシヘッドを形成する複数のキャリアを受け入れ、前記複数のキャリアが１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動毛キャリアを含み、前記１つ以上の静止キャリア及び前記１つ以上の可動毛キャリアが独立に前記受け入れ部材と摺動的に係合し、並びに
（ｃ）前記駆動シャフトが、前記１つ以上の可動毛キャリアを前記モータに作動可能に連結することを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項４】
前記キャリアが、ブラシヘッド先端部、静止毛キャリア、可動毛キャリア、エラストマー要素、治療要素、歯石制御要素、及び歯科工具、並びにこれらの組み合わせを含む、静止キャリア及び可動キャリアからなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
前記毛キャリアが、前記受け入れ部材の表面により画定されるチャネルの中で前記受け入れ部材と係合する、好ましくは、前記キャリアが、別個のチャネルの中で前記受け入れ部材と係合する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
１つ以上の前記可動キャリアが、前記１つ以上の静止キャリアの中に入れ子になっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
１つ以上の前記静止キャリアが、前記１つ以上の静止キャリアの内側表面により画定された連結部と噛み合い可能な、前記受け入れ部材の外側表面により画定された連結部によって前記受け入れ部材の上に保持される、好ましくは前記噛み合い可能な連結部が鋸歯状歯を更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
１つ以上の前記可動毛キャリアが、突出部を開口の中へ受け入れることにより前記駆動シャフトと係合する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
１つ以上の前記可動キャリアが、前記歯ブラシの前記受け入れ部材の前記長手方向軸線に実質的に平行な方向に運動する、好ましくは前記可動キャリアが往復運動する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】
（ａ）請求項１〜９のいずれか一項に記載の歯ブラシと、
（ｂ）ブラシヘッド先端部キャリア、静止毛キャリア、可動毛キャリア、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、及び歯科工具キャリア、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上のキャリアとを含むキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互対照）
本出願は、出願番号１０／２７４，７００（２００２年１０月２１日出願）の一部継続出願であり、これは、米国仮出願６０／３８７，８４１（２００２年６月１１日出願）、同６０／４１０，８６５（２００２年９月１３日出願）、及び同６０／４１０，５５６（２００２年９月１３日出願）に対する優先権を請求しており、これらの全てを参考として本明細書に組み込む。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、電動歯ブラシに関し、特に、交換可能又は取替え可能な構成要素を有するモジュール式の電動歯ブラシ、及び高効率を有する電動歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、概ね電動歯ブラシに関する。特に、本発明は、取替え可能又は交換可能な可動及び／又は静止毛キャリアを有する、改良された電動歯ブラシに関する。種々の利点及び特徴を提供する多数の異なる電動歯ブラシが存在するが、これらの特徴は、歯ブラシに関連するコストを増加する可能性があり、製品のより高い小売価格に反映されることがある。それ故に、組み立て及び生産が比較的低コストであるが、消費者が望む洗浄効果及び歯ブラシ特徴を提供する、電動歯ブラシを供給することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブラシの特定の構成要素が、他の歯ブラシからの類似構成要素又は別個に販売される構成要素と交換又は取替え可能である電動歯ブラシも既知である。例えば、ヘッド全体及び首部の少なくとも一部が、歯ブラシ本体又はそのハウジングから取り外されて、別のヘッド及び首部組み立て体と取替えることができる、取替え可能なヘッド及び首部組み立て体を有する歯ブラシが、既知である。米国特許出願０９／８５０，６６２は、取替え可能なブラシヘッドを有する電動歯ブラシを教示する。そのようなモジュールシステムによって著しい利点を得ることができるが、歯ブラシヘッド及び首部組み立て体全体は、比較的高価である。その上、毛だけが損耗する時には、ヘッド及び首部組み立て体全体の取替えは必要でないことが多い。それ故に、消費者の特定の必要性に対して調整することができる、歯ブラシについての代替モジュール設計が必要とされる。例えば、消費者は、特定の作業に対して、又は歯ブラシヘッドの一部が損耗した場合には、歯ブラシヘッドの一部を交換及び／又は取替えることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、歯ブラシの第一の端部にあって、その中に配置されたモータを有するハンドルと；歯ブラシの第二の端部にあって、ハンドルから延びて受け入れ部材を含む首部であり、複数のキャリアが受け入れ部材と係合し、キャリアが１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアを含み、１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアが独立に歯ブラシの受け入れ部材と摺動的に係合する首部と；１つ以上の可動キャリアをモータに作動可能に連結する駆動シャフトとを含む電動歯ブラシに関する。
【０００６】
本発明はまた、前述の電動歯ブラシと、ブラシヘッド先端部キャリア、静止毛キャリア、可動毛キャリア、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、及び／若しくは歯科工具キャリア、並びに／又はこれらの組み合わせからなる群から選択されるがこれらには限定されない、１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアとを含むキットに関する。
【０００７】
本発明は、ブラシヘッド、ハンドル、ブラシヘッドとハンドルとの間を延びる首部を含むハウジング組み立て体であって、ハウジングが中空内部空洞を画定するハウジング組み立て体；ブラシヘッド上に配置された可動毛キャリア；動力を伝える回転シャフト、シャフトに固着された駆動歯車、及びモータと電気連通し中空内部空洞内に配置された電源を備えるモータ、中空内部空洞内に回転可能に支持されて、冠歯車の回転軸がモータ及び駆動歯車の回転軸に垂直であるように向けられた冠歯車であって、冠歯車はモータの１から３までの数の回転に対して冠歯車が１回転を完了するようにモータの駆動歯車と構成して係合し、冠歯車が（ｉ）冠歯車の面から延びて、冠歯車の回転軸からオフセットした中心を有する第一のカム部材と、（ｉｉ）第一のカム部材の面から延びて、冠歯車の回転軸と同一の広がりを持つ回転軸を有する第二のカム部材とを含むものである冠歯車；第一の端部及び第二の反対側の端部を有する駆動シャフトであって、第一の端部が冠歯車の第一のカム部材及び第二のカム部材と係合し、及び第二の端部が可動毛キャリアと係合する駆動シャフト；可動毛キャリアの上に保持された第一の複数の毛；並びに、ブラシヘッドの上に保持された第二の複数の固定毛を含み；モータが作動すると冠歯車が回転し、これにより駆動シャフト及びブラシヘッド上に配置された可動毛キャリアに往復運動を付与する、低エネルギー消費の電動歯ブラシに更に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々な技法、方法、又は工程の手順及び配列の形態をとることができる。参考とする図面は、実施形態を例示することだけが目的であって、必ずしも実寸には従っておらず、本発明を限定するものとして解釈してはならない。
本発明は、以下の説明に以下の添付図面を参照することで、より良く理解されると考える。
【０００９】
本発明は、静止毛及び駆動される可動毛の組み合わせを利用する歯ブラシが著しい洗浄効果につながるという発見に基づいている。可動毛は、好ましくは、駆動される時に往復運動し、最も好ましくは、歯ブラシの長手方向軸線に概ね平行な方向に往復運動する。可動毛は、長手方向軸線に概ね直角な方向に往復運動してもよいことも考慮の内である。往復運動が可動毛キャリアについての好ましいタイプの動作であるが、本発明は、可動毛キャリアについての他のタイプの動作も包含する。本明細書に記述する好ましい実施形態の全てにおいて、様々な可動毛は全て、単一の可動構成要素により駆動又は担持される。これについては、本明細書において更に詳細に説明する。本発明はまた、特に可動及び駆動される毛の組と併せて使用される時の、静止毛についての特定のパターン又は構成の発見に基づいている。更に、往復運動して少なくとも部分的に静止毛の列に包囲される可動毛キャリアを特徴とする本発明の歯ブラシは、大規模製造に特に好適である。すなわち、本明細書で説明する様々な好ましい実施形態の歯ブラシは、その注目すべき単純性及び新規な構造の結果として、製造が比較的低コストである。これら及び他の態様は本明細書にて説明する。
【００１０】
本発明はまた、一体化された首部及びブラシヘッド組み立て体を組み込んだ、電動歯ブラシ用の単一本体又はハウジングについての独特の設計に基づく。一体の本体又はハウジングによって、歯ブラシの組み立てが非常に簡単になり、ブラシに関連する製造コストが低減される。本発明はまた、ユーザーがブラシヘッド用の毛及び／又は要素を選定するのを可能にする、ブラシヘッドについての新規モジュール設計を提供する。この新規モジュール設計は、１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアを、歯ブラシの首部の遠位端部から延びる受け入れ部材と係合させることにより達成可能である。キャリアとは、受け入れ部材と係合し、並びに口腔組織及び／又は歯と相互作用する構造又は組成物を含むことができる、板のような要素である。複数の静止及び／若しくは可動キャリアは、毛キャリア、ブラシヘッド先端部キャリア、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、並びに歯科工具キャリア、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。複数の静止及び／又は可動キャリアは、キャリアが歯ブラシの受け入れ部材と係合することができる限り、多数の形状及び大きさとすることができる。一実施形態では、静止キャリアは静止毛キャリアとすることができ、及び／又は可動キャリアは可動毛キャリアとすることができる。複数のキャリアは、ブラシヘッド先端部とすることができる。ブラシヘッド先端部キャリアは、歯ブラシヘッドの最遠位部分上に位置することができる。これらのブラシヘッド先端部は、ブラシヘッドの比較的大きな部分を構成することができる。本発明のある実施形態は、ブラシヘッド上に配置されたこれらの前述のエラストマー要素又は可撓性の外向きに延びる部材を含む。歯ブラシヘッドの静止キャリア及び移動キャリアはまた、毛と共にエラストマー要素を含むことができる。静止部分及び移動部分それぞれは、歯磨き中にユーザーの歯肉を穏やかにマッサージするために使用される毛とエラストマー要素とを含むことができる。エラストマー要素は、ブラシヘッドの静止及び移動部分の周辺部に又は静止及び移動部分上の毛に混さって位置することができ、並びに、またゴムを含むもこれには限定されないいかなるエラストマー材からも形成することができる。エラストマー要素として、これらに限定されることはないが、米国特許第５，９８７，６８８号、及び第５，７３５，０１１号にて説明されるものが挙げられ、これらを参考として本明細書に組み込む。キャリアによって支持され及び／又は搬送される歯科工具には、歯肉マッサージ具、削り工具、洗浄工具、フロシング工具、磨きカップ、ゴム楊枝、及びアプリケータ類が含まれるが、これらに限定されない。例えば、白色化剤を歯に適用するように特に設計された要素及び／又は工具を使用することができる。磨きカップの例には、これに限定されないが、米国特許第５，９３０，８６０号にて説明されるものが挙げられ、これを参考として本明細書に組み込む。更に、米国特許第５，９２６，８９７号にて説明されているような歯肉及び歯間を刺激する毛配置を使用することができ、参考として本明細書に組み込む。口腔ケア組成物には、歯又は口腔組織のケア若しくは治療のためのキャリアの上／中に配置される又はキャリアによって運ばれる組成物、並びに／又は歯及び口腔組織の治療及び／若しくはケアを促進するキャリアの上／中に配置される他の組成物が挙げられるが、これらに限定されない。口腔ケア組成物の例として、歯石制御組成物、歯白色化組成物、研磨材、フッ化物、及び香味料などの口腔刺激組成物が挙げられるが、これらに限定されない。口腔ケア組成物キャリアの例には、これらに限定されないが、米国特許第５，８５１，５５１号、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０９４１３８７０Ａ１、ＷＯ９８０４１６７Ａ１にて開示される組成物が挙げられ、参考として本明細書に組み込む。
【００１１】
本発明の歯ブラシの様々な実施例を説明する前に、可動毛が受け得る様々なタイプの運動を定義することが参考になる。本明細書で使用する用語「角運動」は、任意の角度変位を指す。「直線運動」は、直線又は実質的に直線の線又は方向に沿う動作を指す。「主に直線運動」は、以下で説明する。「曲線運動」は、完全に直線状でも完全に角度を成すでもなく、その２つの組み合わせ（例えば、曲線状）の動作である。これらの運動は、一定にも又は周期的にもすることができる。一定運動は、方向又は経路を変化させない（すなわち、単一方向の）運動を指す。周期運動は、方向又は経路を逆転させる運動を指す。実質的に円の形体である一定の角運動（すなわち、３６０度以上を通じて延びる運動）は、回転運動と呼ばれる。周期角運動は、３６０度未満を通じて延びる運動であり、揺動運動と呼ばれる。曲線運動もまた、一定（すなわち単一方向）又は周期（すなわち方向逆転）のいずれかにすることができる。周期直線運動は、「往復運動」と呼ばれる。上述した運動は、毛キャリアの１つ以上の軸線に沿っても起こり得る。
【００１２】
更に、「静止」毛及び「可動」毛という用語を定義することも有用である。静止毛という用語は、ブラシヘッド又は歯ブラシ本体又はその他の構成要素に固定又は静止され、その結果、毛、特に毛の根元が使用中に歯ブラシに関して移動しない毛を指す。言い換えると、静止毛は、その根元又は取り付け点が歯ブラシに関して移動しないように歯ブラシに固定された毛を指し、及び作動可能に駆動シャフトに連結されていない。静止毛は、静止キャリアに固着することができる。これらの静止毛キャリアの１つ以上は、次に、歯ブラシの受け入れ部材と係合して、歯ブラシヘッドを形成することができる。これらのキャリア及びその上に配置された毛は静止しているにもかかわらず、毛の端部又は毛若しくは毛の群の根元から遠位にある領域は、毛の撓みの結果として移動できるが、静止毛の根元は歯ブラシに関して移動しないことがわかる。更に、その上に毛を配置することができる静止キャリアは、歯ブラシから滑らせて解放することができる。したがって、ユーザーは、必要に応じて静止キャリアを取替える及び／又は交換することができる。毛のいかなる動作も、駆動シャフトへの作動可能な連結の結果として動く可動毛とは反対に、駆動シャフト及び／又はモータへの作動可能な連結の結果によるものではない。
【００１３】
可動毛という用語は、毛の根元が歯ブラシに関して、好ましくはブラシの長手方向軸線に関して移動する毛を指す。一般に、この構成は、ブラシに関して移動可能なキャリアなどの取り付け構成要素に、毛の根元を固着又は支持することによって達成される。１つ以上の可動毛キャリアは、次に、歯ブラシの受け入れ部材と係合して、歯ブラシヘッドの形成を完成させることができる。言い換えれば、可動毛は、移動可能な、好ましくは、駆動シャフトとの作動可能な連結の結果として、ブラシの長手方向軸線に関して摺動して移動する毛である。
【００１４】
本発明の歯ブラシの新規モジュール設計は、ブラシヘッドの独特の構造により達成することができる。本明細書で使用する「歯ブラシヘッド」という句は、１つ以上の静止キャリアと、１つ以上の可動キャリアと、受け入れ部材とを含む。１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアは、受け入れ部材を介して歯ブラシと係合する。受け入れ部材は、歯ブラシの首部の遠位端部に位置し、キャリアを保持する。受け入れ部材は、毛を備えることも、備えないこともできる。
【００１５】
いずれの場合においても、歯ブラシヘッドは、１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアの、受け入れ部材に対する摺動係合により、形成することができる。一実施形態では、静止キャリアは、受け入れ部材と係合し、可動キャリアを実質的に包囲することができる。別の実施形態では、複数の静止キャリアが、受け入れ部材と係合して、その結果、複数が係合する時に、静止キャリアが可動キャリアを実質的に包囲できる。本発明のモジュール設計の実施形態は、１つ以上の静止キャリア及び１つ以上の可動キャリアが毛を含む歯ブラシを含む。１つ以上の静止毛キャリア及び１つ以上の可動毛キャリアは、独立に、歯ブラシの首部の遠位端部に位置する受け入れ部材と摺動的に係合する。この受け入れ部材は、１つ以上の静止毛キャリア及び１つ以上の可動毛キャリアに対して支持を提供することができる。更に、他のキャリアが、歯ブラシの受け入れ部材と係合可能であり、それらには、歯科工具キャリア、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、及び／又はこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００１６】
図１を参照すると、本発明による好ましい実施形態の歯ブラシ１０が示される。歯ブラシ１０は、本体３０、ヘッド２０、及び本体３０とヘッド２０との間を延びる首部４０を含む。ヘッド２０は、最遠位端部２２を画定する。ヘッド２０及び首部４０は通常、図１で軸線Ｌとして示す長手方向軸線に沿って延びる。ヘッド２０に沿って配置されているのは、複数の静止毛６０と、本明細書で説明するように可能な、内側に配置された毛５０の集合である。可動毛５０は、可動毛キャリアの上に支持されて、これにより保持される。可動毛キャリアは、上記のように種々多様な運動を受けることができる。
【００１７】
図２〜５及び１３は、本発明による静止毛及び可動毛の配置の様々な構成を示す。図２は、図１に示した歯ブラシ１０及びそのヘッド２０の詳細図である。図２で見られるように、静止毛６０は通常、可動毛５０の集合の回り全体に広がる。可動毛５０は、可動毛キャリア５２の上に配置され、位置付けられる。毛キャリア５２は、好ましくは、図２において位置Ａ及び位置Ｂとして示される２つの位置の間を移動可能である。好ましくは、毛キャリア５２は、毛キャリア５２がブラシヘッド２０の最遠位端部２２付近の位置Ａと、図２で破線により示される位置Ｂとの間を、前後に移動することができる。最も好ましくは、位置ＡとＢとの間を往復運動する時の毛キャリア５２の移動方向は、図１において軸線Ｌとして記す、ヘッド２０及び首部（図２には示さず）の長手方向軸線に実質的に平行である。
【００１８】
図３は、本発明による歯ブラシ１００のブラシヘッド１２０に沿う、毛の別の配置を示す。この実施形態では、複数の静止毛１６０が、可動毛１５０の集合の周辺又は周囲のほぼ回りに広がる。可動毛１５０は、可動毛キャリア１５２に沿って支持及び保持される。可動毛キャリア１５２は、図３に示す２つの位置ＡとＢとの間を移動可能である。この好ましい構成では、ブラシヘッド１２０に沿う領域１２５は、静止毛又は可動毛のいずれの毛も含まない。図２に関して先に説明したように、毛キャリア１５２、したがって可動毛１５０は、好ましくは、位置ＡとＢとの間を往復運動することができる。図３からわかるように、位置Ａは、ブラシヘッド１２０の最遠位端部１２２に近い。
【００１９】
図４は、本発明による歯ブラシ２００の歯ブラシヘッド２２０の別の実施形態を示す。この実施形態では、静止毛２６０の集合が、可動毛２５０の集合の回りでブラシヘッド２２０の対向する領域に位置する。可動毛２５０は、可動毛キャリア２５２に沿って支持及び保持される。可動毛キャリア２５２は、図４に示す位置Ａと位置Ｂとの間を移動可能である。毛を含まない２つの領域が、静止毛２６０の集合の間に画定されていることがわかる。これらの領域は、図４において領域２２７、２２９として表わされる。図２に関して先に記したように、毛キャリア２５２、したがって可動毛２５０は、好ましくは、位置ＡとＢとの間を往復運動することができる。位置Ａは、ブラシヘッド２２０の最遠位端部２２２に近い。
【００２０】
図５は、更に別の好ましい実施形態である、本発明による歯ブラシ３００の歯ブラシヘッド３２０を示す。この実施形態では、静止毛３６０の集合が、可動毛キャリア３５２上に支持及び保持される可動毛３５０の集合の回りを部分的にだけ広がる。可動毛キャリア３５２は、図５において位置Ａ及びＢとして示される２つの位置の間を移動可能である。領域３２９、３２７、３２５が、可動毛３５０の集合の周辺回りに画定されていることがわかる。これらの領域は、いずれの毛も、特に静止毛３６０を含まない。図２に関して先に記したように、毛キャリア３５２、したがって可動毛３５０は、好ましくは、位置ＡとＢとの間を往復運動することができる。位置Ａは、ブラシヘッド３２０の最遠位端部３２２に近い。
【００２１】
図１３は、本発明による歯ブラシ９００の歯ブラシヘッド９２０の別の実施形態を示す。この実施形態では、静止毛９６０の集合が、可動毛９５０の集合の回りでブラシヘッド２２０の対向する領域に位置する。具体的には、静止毛９６０は、ブラシヘッド９２０の側辺に沿って位置する。領域９２５及び９２７が、静止毛の群の間に、好ましくは図１３に示されるように、画定される。可動毛９５０は、可動毛キャリア９５２に沿って支持及び保持される。可動毛キャリア９５２は、図１３に示す位置Ａと位置Ｂとの間を移動可能である。図２に関して先に記したように、毛キャリア９５２、したがって可動毛９５０は、好ましくは、位置ＡとＢとの間を往復運動することができる。位置Ａは、ブラシヘッド９２０の最遠位端部９２２に近い。
【００２２】
毛の好ましい構成が、ブラシヘッドの概ね中間領域又は内側に位置する可動毛に基づくこと、及び静止毛が、中間に配置された可動毛を少なくとも部分的に包囲することがわかる。このことについては、本明細書で更に詳細に説明する。
【００２３】
特定の用途の場合、静止毛は、可動毛の集合の周囲又は周辺の１００％を包囲することが好ましい。別の用途においては、静止毛は、可動毛の周囲の約７５％〜約１００％を包囲、又はそれに沿って広がることが好ましい。更に別の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の約５０％〜約７５％に沿って広がることが好ましい。更に別の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の約２５％〜約５０％に沿って広がることが好ましい。また、他の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の２５％未満に広がるのが好ましいことがある。記述したように、静止毛は、可動毛の集合の外側周辺の少なくとも一部に沿って広がることが好ましい。特定の実施形態の場合は、静止毛が、可動毛の組の周辺周りを連続的に広がる必要はない。すなわち、本発明は、静止毛が可動毛の集合の外側周辺に沿って又はその周りを断続的に広がる毛構成を包含する。
【００２４】
「完全に取り囲んでいる（又は取り囲む）」、「実質的に取り囲んでいる（又は取り囲む）」、「部分的に取り囲んでいる（又は取り囲む）」、及び「部分的に包囲している（又は取り囲む）」という用語は、本明細書において、静止毛の特定の構成及び可動毛に関する相対位置を指すために使用される。「完全に取り囲んでいる」という用語は、静止毛が可動毛の周囲を完全に取り囲む、又は回り全体に位置する構成を指す。静止毛が可動毛の周囲又はその一部に沿って取り囲む又は広がると記述される時には、微小又は比較的小さい空間が個々の毛又は毛の群の間に存在してもよいことが理解されるであろう。これらの空間は、典型的な毛の１〜１０の直径分程度だけである。「実質的に取り囲んでいる」という用語は、静止毛が可動毛の周囲の少なくとも８０％に沿って広がる構成を指す。具体的には、実質的に取り囲むというのには、静止毛が可動毛の周囲の８０％以上、９０％以上、又は９５％以上に沿って広がる構成が含まれる。「部分的に取り囲んでいる」という用語は、静止毛が可動毛の周囲の一部に沿って広がる、好ましくは周囲に沿う距離の８０％未満の部分に沿って広がる構成を指す。「部分的に包囲している」という用語は、静止毛が可動毛を部分的に包囲し、完全に又は全体的に包囲していない構成を指す。
【００２５】
記述したように、可動毛キャリアは、種々多様な運動を受けることができる。例えば、可動毛キャリアは、角運動、直線運動、又は曲線運動を受けることができる。毛キャリアの動作は、一定でも、周期的でもよい。一般に、可動毛キャリアの好ましい運動は周期的直線運動、すなわち往復運動である。
【００２６】
可動毛キャリアは、様々な形体及び形状にすることができる。可動毛キャリアの好ましい形状は、図２〜５などの参考図に概ね示すような楕円形である。可動毛キャリアは、形状が細長い、より好ましくは楕円形、及び最も好ましくは幅に対する長さの寸法の特定の範囲の比による比率を有するのが、一般的に好ましい。最も好ましくは、可動毛キャリアは、楕円形の形状であって、長さ（楕円形の長軸に沿って測定）対幅（楕円形の短軸に沿って測定）が約４：１〜約１．２：１である。可動毛キャリアの幅（これも、その楕円形の短軸に沿って測定する）は、ブラシヘッドに沿ったその場所の、ブラシヘッドの幅に近づく。毛キャリアが楕円形であって、毛キャリアが往復運動様式で動く本発明の実施形態の場合、キャリアは、楕円形の長軸に概ね平行に動作が起きるように向けられる。好ましくは、可動毛キャリアの幅は、ブラシヘッドの幅の約５０％〜約９０％、最も好ましくは約６０％〜約８０％である。
【００２７】
図６を参照して、歯ブラシ４００用のヘッド４２０の別の好ましい実施形態をここで説明する。ヘッド４２０は、ヘッド４２０に沿って画定された溝の中に摺動的に取り付けられた内側毛キャリア４５２を含む。内側毛キャリア４５２は、複数の可動毛４５０を支持及び保持する。内側毛キャリア４５２は、ヘッド４２０の長手方向軸線と同一の一般長手方向に往復運動するように駆動される。内側毛キャリア４５２及び毛４５０は、好ましくは、図６に破線で示される静止毛の列によって少なくとも部分的に包囲される。歯ブラシ４００は、電動モータ（図示せず）及び駆動機構を含み、その駆動シャフトは、図６でシャフト４６０として示される。シャフト４６０と係合するカム４７０が、シャフト４６０を内側毛キャリア４５２と作動可能に相互連結させる。任意に、シャフト４６０は、シャフト支持体４６５により支持されることができる。シャフト支持体４６５は、シャフト４６０を受け入れるＣ形又はＵ形部分（図示せず）を含むことができる。シャフト４６０を支持体に保持する他の手段は、当技術分野で既知である。カム４７０は、シャフト４６０の上に置かれ又は成型されてこれに確実に固定されている、適切な偏心形状を有する形作られた要素又はビードを含むことができる。一実施形態では、カム４７０は、同一方向に同一の傾き角度で傾いているがカム４７０の対向する端部に配置された、一対の鋭角を成す表面４７２、４７３を有する円筒形状である。言い換えれば、角度を成す表面４７２、４７３は、カム４７０の円筒を通して斜めに切り進まれた結果生じた表面である。傾きの方向及び傾きの角度は、内側毛キャリア４５２の振動数及びストロークを変化させる要求に応じて、変えることができる。毛キャリア４５２の下側４５３に固定された又はこれから延びる、第一及び第二のカム従動子４５４、４５６が設けられる。カム従動子４５４、４５６は、オフセットする又は互いから間隔をおき、カム４７０がカム従動子４５４、４５６の間に配置されて、これらがカム４７０を跨ぐ及び／又は捕捉するようになっている。カム４７０の角度を成す表面４７２、４７３は、カム従動子４５４、４５６の自由端部と摺動的に係合する。シャフト４６０が回転すると、カム４７０の第一の鋭角を成す表面４７２が、第一のカム従動子４５４の表面と接触して、カム従動子、したがって内側毛キャリア４５２を端部４２２から離して、ヘッド４２０の長手方向軸線とほぼ同一方向へ駆動させる。内側毛キャリア４５２は、長手方向に延びる溝により案内される。シャフト４６０が引き続いて回転すると、カム４７０は、第一のカム従動子４５４から係合解除する。カム４７０の第二の鋭角を成す第二の表面４７３が、次に、第二のカム従動子４５６の表面と接触し、第二のカム従動子４５６、したがって内側毛キャリア４５２を駆動して、ヘッド４２０の端部４２２に向かって戻す。
【００２８】
図７及び８を参照して、電動歯ブラシ５００と共に使用するのに好適な歯ブラシヘッド５２０の別の実施形態をここで説明する。ヘッド５２０は、ヘッド５２０内に画定された溝（図示せず）の中に摺動的に取り付けられた内側毛キャリア５５２を含む。内側毛キャリア５５２は、複数の毛５５０を支持及び保持する。内側毛キャリア５５２は、ヘッド５２０の長手方向軸線と同一の一般長手方向に往復運動するように駆動される。歯ブラシ５００は、モータ（図示せず）と、回転する駆動シャフト５６０を含む駆動機構とを含む。ヘッド５２０は、首部５４０から延びて、最遠位端部５２２を有する。シャフト５６０上に含まれるカム５７０が、シャフト５６０を内側毛キャリア５５２と作動可能に相互連結させる。任意に、シャフト５６０は、シャフト支持体５６５により支持されることができる。シャフト支持体５６５は、シャフト５６０を受け入れるＣ形又はＵ形部分（図示せず）を含むことができる。シャフト５６０を支持体に保持する他の手段は、当技術分野で既知である。カム５７０は、シャフト５６０内の複数の曲り部５７２、５７３の形態で設けられる。曲り部は、それぞれが１つ以上の隣接する弧状部分を有するという点で、本質的に正弦状又は曲線状である。それぞれの曲り部は頂点を有し、頂点はシャフト５６０の対向する側上に配置される。半球状のカム従動子５５４は、内側毛キャリア５５２の底表面５５３に属し、カム５７０の頂点の間に配置される。シャフト５６０が回転すると、カム５７０の表面５７６が、カム従動子５５４の第一の表面５５５と接触して、カム従動子５５４、したがって内側毛キャリア５５２を、端部５２２から離して、ヘッド５２０の長手方向軸線とほぼ同一の長手方向へ駆動させる。シャフト５６０が引き続いて回転すると、カム表面５７６は、第一のカム従動子表面５５５から係合解除する。図８に示すように、カム表面５７６は、次に、カム従動子５５４の第二の表面５５６と接触し、カム従動子５５４、したがって内側毛キャリア５５２を駆動させて、端部５２２に向かって戻す。毛キャリア５５２の運動は、頂点５７２、５７３の間の間隔、及び／又は頂点５７２、５７３の振幅、形状、若しくは高さ、カム表面５７６の長さ及び傾き、並びにカム従動子５５４の表面５５５、５５６の傾きを変えることにより、変化させることができる。
【００２９】
図９を参照して、電動歯ブラシ６００用の歯ブラシヘッド６２０の別の実施形態をここで説明する。ヘッド６２０は、ヘッド６２０内に画定された溝（図示せず）の中に摺動的に取り付けられた内側毛キャリア６５２を含む。ヘッド６２０は、遠位端部６２２を含む。内側毛キャリア６５２は、複数の毛６５０を支持及び保持する。内側毛キャリア６５２は、ヘッド６２０の長手方向軸線と同一の一般長手方向で往復運動するように駆動される。歯ブラシ６００は、モータ（図示せず）と、回転する駆動シャフト６６０を含む駆動機構とを含む。シャフト６６０上に含まれるカム６７０が、シャフト６６０を内側毛キャリア６５２と作動可能に相互連結させる。任意に、シャフト６６０は、シャフト支持体６６５により支持されることができる。シャフト支持体６６５は、シャフト６６０を受け入れるＣ形又はＵ形部分（図示せず）を含むことができる。シャフト６６０を支持体に保持する他の手段は、当技術分野で既知である。カム６７０は、シャフト６６０の上に置かれ又は成型されてこれに確実に固定された、円筒形状構成要素６７４の形態で設けられる。
【００３０】
図１０に示すように、カム６７０は、円筒形状構成要素６７４の外側表面に沿って画定された、渦巻き又は螺旋状の溝６７２を含む。渦巻き又は螺旋状の溝６７２は、好ましくは構成要素６７４の円周回りを延びて、例えばシャフト６６０の長手方向軸線と一致していてもよい、構成要素６７４の長手方向軸線の周りで渦を巻く。カム６７０により（図９及び１０に示される）カム従動子６５４に付与される運動のストローク及び振動数は、溝６７２の形状及び寸法を変えて変化させることができる。例えば、構成要素６７４内に画定された溝６７２が、シャフト６６０の１回転に対して内側毛キャリア６５２の完全な１ストローク（すなわち、ヘッド６２２の端部から離れてこれに向かって戻る１周期）を提供する。
【００３１】
図１１は、数字の８の形態で提供される螺旋溝７７２を有する代替カム７７０を示す。これにより、シャフト７６０の１回転に対して１／２ストローク（すなわち、ブラシヘッド端部に向かう又はこれから遠ざかるいずれかの並進）だけが提供される。カム従動子７５４が、溝７７２内に配置されて、可動毛キャリアに対して係合する。
【００３２】
図９及び１０に戻ると、カム従動子６５４は、内側毛キャリア６５２の底表面６５３に属する。カム従動子６５４は、溝６７２内で摺動するように受け入れられる。シャフト６６０が回転すると、渦巻き溝６７２のその側壁などの第一の表面６７５は、カム従動子６５４の第一の表面と接触し、カム従動子６５４、したがって内側毛キャリア６５２を、ブラシヘッド６２０の端部６２２から離して、ヘッド６２０の長手方向軸線と概ね同一の長手方向へ駆動させる。シャフト６６０が引き続いて回転すると、カム従動子６５４が渦巻き溝６７２の頂点に到達し、渦巻き溝６７２の第一の表面６７５は、カム従動子６５４との係合を解く。次に、溝６７２の対向する側壁などの溝６７２の第二の表面６７６が、カム従動子６５４と接触し、カム従動子６７４、したがって内側毛キャリア６５２を駆動させて、ブラシヘッド６２０の端部６２２へ向かって戻す。
【００３３】
本明細書で説明する様々な往復運動をする毛キャリアは、回転するシャフトを提供する駆動機構も利用することができる。更に、他のモータ及び往復運動又は回転するシャフト配置で置き換えられ得ることがわかる。例えば、米国特許第５，２２６，２０６号、第５，５２４，３１２号、第５，３８３，２４２号、第５，４６５，４４４号、第５，５０４，９５９号、第５，８３６，０３０号、第４，８４５，７９５号、第５，４０４，６０８号、第５，３５９，７４７号、及び第５，６１７，６０１号は、好適であり得る他のモータ及び往復運動シャフト配置を開示しており、それらの要旨を参考として本明細書に組み込む。更に、図９の電動歯ブラシは、取替え可能なヘッドを提供することができる。本発明に適合可能である好適な配置が、米国特許出願０９／８５０，６６２（２００１年５月７日出願）に開示されており、その要旨を参考として本明細書に組み込む。同様に、米国特許出願１０／１１４，７８０（２００２年４月３日出願）及び１０／１２８，０１８（２００２年４月２２日出願）に開示される駆動機構を、本発明と組み合わせて使用することも考えられており、両方とも参考として本明細書に組み込む。
【００３４】
往復運動する駆動シャフトを使用する、別の好ましい実施形態の歯ブラシを図１２に示す。図１２は、歯ブラシヘッド８２０と本体又はハンドル８３０とそれらの間を延びる細長い首部８４０とを含む、電動歯ブラシ８００を示す。モータから内側毛キャリア８５２へ運動を伝達する様々なシャフト及び歯車を含む動力伝達は、米国特許第６，１７８，５７９号に記載されるものと類似しており、その要旨を参考として本明細書に組み込む。ハンドル８３０は中空であり、モータ８０２とモータへ給電する電池（図示せず）とを含む。本発明の一実施形態では、歯ブラシは、１つの電池の電源を含む。本発明の別の実施形態では、歯ブラシは、２つの電池の電源を含む。再充電可能な電源が、電池に代わることができる。電池は、導線、金属細長片、直接接触、及び／又はこれらの任意の組み合わせを介して、モータに接続させることができる。ヘッド８２０は、それを通って延びる長手方向軸線を有する。その長手方向軸線は、シャフト８６０の長手方向軸線と同一の一般長手方向に延びる。内側毛キャリア８５２は、ヘッド８２０に沿って配置されており、端部８２２がヘッド８２０の最遠位点に位置する。内側毛キャリア８５２は、楕円の形状が好ましいが、他の形状も使用可能である。更に、内側毛キャリア８５２は、ヘッド８２０の端部８２２に近接して配置されているが、キャリア８５２が端部８２２から離れて配置できること、及び静止毛などの他の機構が内側毛キャリア８５２の周囲の少なくとも一部の回りに配置できることが認識される。この実施形態においては、内側毛キャリア８５２は、往復運動だけであって揺動することはなく、又は他のいかなる回転若しくは揺動運動も行わない。
【００３５】
第一の歯車８０４が、モータ８０２に作動可能に連結されて、これにより駆動される。第二の歯車８０６が、第一の歯車８０４に作動可能に連結される。第二の歯車８０６の回転軸線は、第一の歯車８０４の歯が第二の歯車８０６の歯と噛み合うように、第一の歯車８０４の回転軸線にほぼ垂直であり、したがって、第一の歯車８０４が回転する時に、第二の歯車８０６を回転させる。
【００３６】
第一のアーム８０８は、ピン８１０又は他の締結具を介して、第二の歯車８０６に偏心して旋回可能に連結される。偏心連結のために、第二の歯車８０６の回転運動は、第一のアーム８０８の往復運動に変換される。第二のアーム８１２は、ピン８１４又は他の締結具を介して、第一のアーム８０８に旋回可能に連結される。シャフト８６０が、圧入などにより、第二のアーム８１２に固定される。シャフト８６０は、少なくとも部分的に首部８４０に内蔵される。シャフト８６０はまた、第三のアーム８１６と係合する。第三のアーム８１６は、その終末端部で、ピン８１８又は他の締結具を介して、内側毛キャリア８５２に連結される。第三のアーム８１６の終末端部は、内側毛キャリア８５２の外側周辺部に隣接してピン留めされるように、シャフト８６０の長手方向軸線からオフセットしている。このオフセット配置によって、第三のアーム８１６の往復運動が内側毛キャリア８５２の往復運動に変換され、内側毛キャリア８５２は、シャフト８６０の長手方向軸線にほぼ平行な軸線に関して往復運動する。
【００３７】
本発明の様々なブラシヘッド実施形態は、簡単化のために、毛の房又は群が延び出すヘッドの長手方向軸線に実質的に垂直の方向に延びる毛の房又は群と共に例示したが、毛は、異なる配置にして、静止毛又は可動毛の運動を補完する又は更に強化してもよいと考えられている。毛の一部又は全部は、毛キャリアの頂部表面と鋭角を形成する方向に延びてもよく、また前方向又は後ろ方向に延びてもよい。別の実施形態では、毛の一部は、ヘッドから離れて外向きに、やはり毛キャリアの頂部表面に関して鋭角を形成する別の方向に延びてもよい。米国特許意匠第３３０，２８６号及び意匠第４３４，５６３号に記載されているような、エラストマー要素若しくはマッサージ用毛、又は様々な高さの毛を使用してもよく、その要旨を参考として本明細書に組み込む。使用するのに好適な他の好ましい毛配置には、米国特許第６，００６，３９４号、第４，０８１，８７６号、第５，０４６，２１３号、第５，３３５，３８９号、第５，３９２，４８３号、第５，４４６，９４０号、第４，８９４，８８０号、及びＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／２３９１０に全部又は一部として記載される配置が挙げられ、その要旨を参考として本明細書に組み込む。
【００３８】
本発明の電動歯ブラシは、毛又はエラストマー先端部のタイプ、寸法、組み合わせ、角度、及び配置のいかなる組み合わせでも提供されることができる。毛の房は、高さが交互であってもよい。「房」とは、本明細書において、共通点においてブラシに締結された１つ以上の毛の組を意味する。一実施形態では、複数の高い房と複数のより低い房が、ブラシヘッドに沿って配置される。高い房とより低い房との長さの差は、一実施形態では約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍ、別の実施形態では約１ｍｍ〜約２ｍｍである。毛の高い房と低い房は、異なる特性を備えることができる。例えば、高い毛の房は、ユーザーの歯肉を優しく洗浄及びマッサージするために比較的柔軟にし、一方、より短い毛の房は、歯間の洗浄のためにややより固くすることができる（又はその逆）。この配置によって、より短い（且つ通常はより固い）毛が、ユーザーの歯及び歯肉に接触する前に、より長い（且つ通常はより柔軟な）毛が、ユーザーの歯肉に対して押し付けられ、曲がって、撓むことが可能になる。したがって、例えば、柔軟な毛が、より大きな力で当てられ、一方、より固い（且つおそらくは快適さがより少ない）毛が、より小さな力で当てられることが可能になる。
【００３９】
特に好ましい実施形態において、本発明が提供する毛構成では、可動毛すなわち可動毛キャリアにより支持されこれに固定された毛は、可動毛キャリア及びこれに固定された可動毛を少なくとも部分的に取り囲む又はそれに沿って広がる、静止毛の長さよりも短い全長を有する。この好ましい毛構成の更なる変形形態は、可動毛の遠位端部が、ヘッドの外側表面から延びている、より長い静止毛とほぼ同じ高さになるように、ヘッドの外側表面より上に僅かに隆起された可動毛キャリアを特徴とする。一般に、比較的短い長さの可動毛を使用することによって、（往復運動を受ける時の）可動毛キャリアの距離又はストロークが、より長い毛を使用する場合より短くなる。より短いストロークは、一般に、必要動力の低減につながる。このことは、次に電池需要を減少させ、これが得られた歯ブラシの製造可能性及び販売可能性を更に促進することができるので、有益である。その上、比較的短い長さの毛を可動毛に、及びより長い毛を静止毛に使用すると、ブラッシング負荷のより大きな割合が、静止毛によって担われる。これが、一般に、歯ブラシのモータ及び駆動機構への動力需要を更に減少させる。
【００４０】
毛の剛性もまた、ブラッシング効果、本明細書で説明する好ましい歯ブラシの動力要求、及び歯ブラシの全体的性能に影響を及ぼすことがわかったパラメータである。このパラメータは、毛の長さ又は高さに関して考慮するのに特に重要である。例えば、ある用途の場合、ブラシヘッド構成要素の移動量を減少させるために、比較的固い及び短い毛を可動ブラシヘッド構成要素上で使用することが好ましい。
【００４１】
毛は、集合的に、次の式により数値的に特徴付けることができる毛剛性を有する。
【００４２】
【数１】
2006504507.tif 000002
式中；
Ｄ＝毛の直径（インチ）
Ｅ＝湿潤時の毛材料の弾性係数
例えば、ナイロンの場合、これは定数３，１７１，５８８ｋＰａ（４６０，０００ｐｓｉ）である。
【００４３】
Ｘ＝ブラシヘッドの端から端までの毛の平均長さ（インチ）
Ｎ＝ブラシヘッド上の毛の総本数
本発明のブラシ用の毛の剛性は、上式で決定すると、約０．２〜約０．８の範囲であるのが好ましい。しかしながら、本発明の電動歯ブラシは、この好ましい範囲外の剛性値を有する毛を使用してもよい。
【００４４】
個々の毛についての最初の剛性計算
【００４５】
【数２】
2006504507.tif 000003
は、歯ブラシの剛性（The Stiffness of Toothbrushes）、Ｄ．Ｗ．マクファーレン（D.W.MacFarlane）、ブリティッシュデンタルジャーナル（Brit.Dent.Jour.）、１９４５年１０月５日によれば、単一の毛を撓ませるのに必要な最小の力により作り出される圧力の度合いであり、これは参考として本明細書に組み込まれる。毛の剛性は、この単一の毛の剛性値にブラシヘッド上の毛の総数を乗算することにより得られる。前式の分母で使用された因数１×１０6は、比較を容易にするために全体的毛剛性値を合理的に小さな数に縮小する、任意に選定された定数である。毛剛性の詳細説明は、米国特許第５，５１１，２７５号に提示されており、これを参考として本明細書に組み込む。
【００４６】
毛の本数を増加することによって一般に剛性を増大し得ることは、先に記した式で見ることができる。この式を毛の個々の房に適用すると、毛の個々の房の剛性は、その房の中の毛の数、すなわち房密度を増加又は減少させることにより調整可能であることが示唆される。この技法を使用して、独特及び選択的に調整したブラッシング特性を有する、ブラシヘッドの毛構成を容易に提供することができる。
【００４７】
本明細書で説明する歯ブラシの好ましい実施形態の別の態様は、毛又は房の密度、並びに特に毛のサイズ及び材料と組み合わされた密度に関係する。本明細書で使用する毛は、当技術分野で周知のどの材料からでも作ることができる。本明細書で好適な毛の材料には、デュポン（Dupont）タイネックス（Tynex(）６１２及びＳＴＰからのスタイロン（Stylon(）６１２などの、ポリエステル及びナイロンが挙げられる。好適なタイプのナイロンとして、ナイロン６／６、ナイロン１０／１０、ナイロン１２／１２などが挙げられるが、これらに限定されない。毛は、円形断面であるのが好ましいが、他の断面も使用することができ、それには方形断面、六角形断面、及び３室断面などが挙げられるが、これらに限定されない。更に、毛の直径及び長さは、当業者には既知の普通の寸法内で変化させることができる。好ましい実施形態では、毛は、円形断面であって、直径が０．１〜０．２５ｍｍ、長さが７〜１５ｍｍ、好ましくは９〜１２ｍｍであり、それぞれの房は約１０〜約５０本の毛を含む。本発明のブラシヘッド部分の毛の総本数は、好ましくは約１，２００本〜約５，０００本、より好ましくは約１，６００本〜約３，５００本である。そのような実施形態では、それぞれの房は、一般に、直径約１〜約２ｍｍの円である。異なる直径又は径間を有する毛及び／又は毛房をブラシヘッド上で共に使用することも考慮の内である。
【００４８】
毛房のブラシヘッドへの締結は、融着、ステープル留め、及び射出成形などの、当技術分野で既知の方法のいずれかを使用して実施することができる。本明細書で好ましいプロセスは、ステープル留め及び融着である。それぞれの房は、根元及び自由端部を有し、房の自由端部が、歯を洗浄するのに使用される作業面を形成する。本明細書で使用する房の「根元」は、ブラシヘッド又は可動毛キャリアの面と接する房の部分である。房の一部は、房をヘッド又はキャリアへしっかりと固定するために、根元の下へ延びてブラシヘッド又はキャリアの中へ入ることが理解されよう。ヘッドは、房のその部分をこの方法で収容するための事前成型した房穴を含むのが好ましい。房穴は、正方形及び長方形を含むいかなる断面にすることもできるが、円形が好ましい。それらの深さ及び直径は、その中に挿入される房に適するように当業者により選定される。共通の房穴に挿入される毛は、共通点で締結されて、同一房の一部になっていると考えられる。
【００４９】
ブラシヘッドの長さは、歯ブラシの長手方向軸線に沿って、一般に、ブラシヘッドの遠位端部から、ハンドルに最も近い、房又は房列の根元の点で、ハンドルに最も近い房又は房列にちょうど接触するヘッド上の位置までで測定される。このブラシヘッドの長さは、一般に、約１５ｍｍ〜約３５ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である。
【００５０】
歯ブラシ全体の長さは、歯ブラシの長手方向軸線に沿って、一般に、歯ブラシヘッドの遠位端部から歯ブラシハンドルの近位端部まで、エンドキャップを含んで測定される。この歯ブラシ長さは、一般に、約１０ｃｍ、約１２ｃｍ、約１４ｃｍ、約１６ｃｍ、約１８ｃｍより長く、及び／又は約２０ｃｍ、約２２ｃｍ、約２４ｃｍ、約２６ｃｍより短い。
【００５１】
可動毛キャリア上の毛又は房の密度が、静止毛の群又は領域の毛密度より大きいことが最も好ましい。
【００５２】
本発明はまた、静止毛の幾つかの特に好ましい構成を提供する。好ましい構成は、ブラシヘッドの指定された領域において特定の列数を使用する。これらの好ましい構成によって、ブラシヘッドの内側に配置された毛、特に可動毛キャリア上でこれに支持された毛の負荷及び損耗が低減されることが判明した。図１４は、歯ブラシ１０００のブラシヘッド１０２０の上に配置された静止毛の群についての好ましい構成を示す。この特定の構成では、少なくとも単一の列の毛が、ブラシヘッドの内部領域、すなわち可動ブラシヘッドが配置される位置を取り囲む、又は実質的に取り囲む。具体的には、静止毛１０６０についての様々な好ましい構成は、ブラシヘッドの様々な領域を区分として指し示し、それぞれのそれら区分における静止毛の好ましい配置を記述して、便利に説明することができる。図１４は、区分Ｄ、Ｅ、Ｆ、及びＧにより包囲された、中央に位置する区分Ｃ（この中に可動毛キャリアが滞留）を有するブラシヘッド１０２０を示す。区分Ｄ及びＥは、ブラシヘッドの横で対向する側辺に沿って画定される。具体的には、区分Ｄは、ブラシヘッドの第一の側辺１０３１と区分Ｃとの間に位置する。区分Ｅは、ブラシヘッドの第二の側辺１０３３と区分Ｃとの間に位置する。区分Ｆは、ブラシヘッド１０２０の第一の側辺１０３１と第二の側辺１０３３との間、且つブラシヘッド１０２０の最遠位先端すなわち端部１０２２と区分Ｃとの間に位置する。区分Ｇは、ブラシヘッド１０２０の第一の側辺１０３１と第二の側辺１０３３との間、且つ区分Ｃと首部１０４０との間に画定される。静止毛が位置してもよいそれぞれの区分は、以下のような特定の列数の静止毛を含むことができる。それぞれの区分が好ましくは含む列数を述べる前に、静止毛の「列」により何を意味するかを定義することが参考になる。毛の列は、本明細書において、線又はある方向に概ね沿って広がる毛の配列又は群として定義される。区分Ｄにおける列は、好ましくは、側辺１０３１にほぼ平行な方向に広がる。同様に、区分Ｅにおける列は、好ましくは、側辺１０３３にほぼ平行な方向に広がる。区分Ｆにおける列は、以下のような幾つかの方法で広がることができる。区分Ｆにおける列は、側辺がブラシヘッド１０２０の遠位端部１０２２に近づいた時の側辺１０３１及び１０３３の湾曲にほぼ従う、弧又は他の曲線に沿って広がってもよい。あるいは、区分Ｆにおける列は、ブラシヘッド１０２０及び首部１０４０の長手方向軸線にほぼ直角な方向に広がってもよい。この後者の好ましい列の構成が図１４に示される。区分Ｇにおける列は、区分Ｃの外側周辺に従う線に沿って広がるなど、弧又は他の曲線に沿って広がってもよい。あるいは、区分Ｇにおける列は、ブラシヘッド１０２０及び首部１０４０の長手方向軸線にほぼ直角な方向に広がってもよい。区分Ｇにおける列のこの後者の好ましい列の配置が、図１４に示されており、またそのような列は区分Ｆにおける列に平行であるのが好ましい。
【００５３】
区分Ｄ、Ｅ、Ｆ、及びＧにおける静止毛の好ましい列数は、０〜４又はそれ以上の範囲にある。しかしながら、本発明に従えば、好ましい列の特定の組み合わせが特に好ましい。これらの特に好ましい組み合わせを表１に示す。
【００５４】
【表１】
2006504507.tif 000004
【００５５】
図１３は、先に記したように、静止毛及び可動毛の好ましい構成を示す。この構成では、静止毛の列は、可動毛キャリアの向い合う側辺に沿って位置する。それぞれの列内には、毛の群又は房がある。好ましくは、毛キャリアのそれぞれの側辺に沿う毛の列数は、１〜６の範囲にある。最も好ましくは、可動毛キャリアそれぞれの側辺上の列数は、１又は２〜６いずれかである。
【００５６】
図１５は、表１に記された好ましい静止毛構成の１つ（毛構成識別名ａ）を示す。具体的には、図１５は、予め定められた列数及び組み合わせで配置された複数の静止毛１１６０を有する、歯ブラシ１１００のブラシヘッド１１２０を示す。図１５に示される列は、特に区分Ｆ及びＧにおいて、ほぼ真っ直ぐ又は直線として示されるが、列は、側辺１１３１及び１１３３の一部に沿って広がるなど、ブラシヘッド１１２０の外側周辺の形状又は湾曲に従ってもよいことに気付くであろう。
【００５７】
房の各区分内では、隣接する房の根元間の距離は、１．３ｍｍ未満、好ましくは０．６〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍ〜１．１ｍｍである。本明細書でいう房の根元間の距離は、毛を支える面において房の中心間に引かれた直線に沿って、房の縁部から房の縁部までで測定される。本明細書でいう房の自由端部間の距離は、短い方の房の自由端部から、房を支える表面に平行に房の中心間で引かれた直線に沿って、房の縁部から房の縁部までで測定される。特に異なって定義しない限り、房間の距離は、隣接する房間の距離を指す。「隣接する房」とは、最も近い隣の房を意味する。
【００５８】
近隣の群の中に隣接する房の根元の間、すなわち群の間のすきまを横切って測定される距離は、約１．３ｍｍ〜約５ｍｍ、好ましくは約１．５ｍｍ〜約３．５ｍｍ、より好ましくは約１．７ｍｍ〜約３ｍｍの範囲である。房の個々の対を横切ると幾分の変化はあり得るが、各対の要素が異なる群に属する場合、全ての対は、それらの根元で少なくとも１．３ｍｍ離れている。
【００５９】
隣接する群の房の間で比較的長い距離を有することにより、房の群は、互いに独立に動作可能になる。すなわち、１つの群の房は、隣接する群の房を実質的に妨害しない。これによって、特に群の縁の房が、隣接歯間のすきま及び他の割れ目に更に良く入り込むことが可能になる。それにもかかわらず、群内の房の間の比較的小さな距離により、ブラシヘッド上の比較的高い全体的な房密度が維持される。このことによって、特に、個々の歯の表面上を毛が良好に覆うことが可能になる。
【００６０】
追加の態様並びに毛及び房のパラメータが、米国特許第６，３１４，６０５号に記載されており、参考として本明細書に組み込む。
【００６１】
本発明の別の実施形態が図１６及び１７に示され、これは、１つ以上のエラストマー要素を使用する。本明細書で説明するような電動歯ブラシのヘッドが示されている。ハンドル、モータなどを含むブラシの残りの部分は、先に記述した実施形態のいずれかに対して説明したものと同じである。図１６に示すように、ヘッド１２１６は、長手方向軸線Ｌと、円形部分又は移動部分又はブラシヘッド１２２０と、静止部分又は領域１２２２とを含む。ヘッド１２１６は、細長い本体部分の第一の端部１２２８に隣接して位置する。静止部分１２２２は、移動部分１２２０の対向する側辺に置かれる。移動部分１２２０は、ブラシヘッド１２１６の中心に位置する。円形部分１２２０は、ブラシヘッドの長手方向軸線Ｌに対してほぼ垂直の軸線周りで、回転、旋回、揺動、又は往復運動する。円形部分１２２０は、３６０度回転若しくは部分的に回転、又は揺動、又は前後に往復運動してもよい。
【００６２】
移動部分１２２０は、毛１２２４及びエラストマー要素１２２５を含む。静止部分１２２２は、毛１２２６及びエラストマー要素１２２７を含む。エラストマー要素１２２５、１２２７は、ユーザーが自分の歯を磨くと同時に、歯肉をマッサージする。エラストマー要素１２２５、１２２７は、ゴム、柔軟なプラスチック、又は同様の材料で作ることができる。エラストマー要素は、好ましくは、エラストマー材で形成される。エラストマー要素１２２５、１２２７は、長手方向軸線Ｌに沿って測定して、ヘッド１２１６から基本的に垂直に延びる。好ましい実施形態においては、エラストマー要素１２２５、１２２７は、円形部分１２２０及び静止部分１２２２の周囲回りに位置するが、移動部分１２２０及び静止部分１２２２の毛に混ざってどの場所にも位置できることを理解すべきである。エラストマー要素１２２５、１２２７の長さは、毛１２２４、１２２６とほぼ同じ長さである。エラストマー要素１２２５、１２２７は、毛１２２４、１２２６より僅か上に、僅か下に、又はこれらと同じ高さに延びてもよい。
【００６３】
図１８及び１９に示すようなエラストマー要素を有する電動歯ブラシの更に好ましい実施形態では、ヘッド１３８６が、長手方向軸線Ｌと、円形部分又は移動部分又はブラシヘッド１３０６と、ブラシヘッドの静止部分１３０２と、第一の端部１３０４と、第二の端部１３００とを含む。第一の端部１３０４は、細長い本体の第一の端部１３８２に隣接して位置する。第二の端部１３００は、第一の端部１３０４の反対側に位置する。移動部分１３０６は、好ましくは、ブラシヘッド１３８６の第二の端部１３００に位置する。静止部分１３０２は、好ましくは、移動部分１３０６に隣接してブラシヘッド１３８６の第一の端部１３０４に位置する。しかしながら、移動部分１３０６及び静止部分１３０２は、異なる向きにも配置できることを認識すべきである。移動部分１３０６は、ブラシヘッド１３８６の長手方向軸線Ｌに対してほぼ垂直の軸線周りで、回転、旋回、揺動、又は往復運動することができる。
【００６４】
移動部分１３０６は、毛１３１０及びエラストマー要素１３１１を含む。静止部分１３０２は、毛１３１２及びエラストマー要素１３１３を含む。エラストマー要素１３１１、１３１３は、ユーザーが自分の歯を磨く間に、歯肉をマッサージする。エラストマー要素１３１１、１３１３は、ゴム、柔軟なプラスチック、又は同様の材料で作ることができる。エラストマー要素は、好ましくは、エラストマー材で形成される。エラストマー要素１３１１、１３１３は、長手方向軸線Ｌに沿って測定して、ヘッド１３８６から基本的に垂直に延びる。好ましい実施形態においては、エラストマー要素１３１１、１３１３は、移動部分１３０６及び静止部分１３０２の周囲回りに位置するが、移動部分１３０６及び静止部分１３０２の毛に混ざってどの場所にも位置できることを理解すべきである。エラストマー要素１３１１、１３１３の長さは、毛１３１０、１３１２とほぼ同じ長さである。エラストマー要素１３１１、１３１３は、毛１３１０、１３１２より僅か上に、僅か下に、又はこれらと同じ高さに延びてもよい。
【００６５】
本発明はまた、一体化された首部とヘッドとの組み立て体を組み込んだ、電動歯ブラシ用の一体の本体又はハウジングについての独特の設計に基づく。一体の本体又はハウジングによって、歯ブラシの組み立てが非常に簡単になり、またブラシに関連する製造コストが低減される。本発明はまた、多様な毛の組を歯ブラシと併せて使用することを可能にする、ブラシヘッドのための新規モジュール設計を提供する。
【００６６】
図２０を参照すると、本発明の歯ブラシ１４００の一実施形態が示される。歯ブラシ１４００は、本体１４８０と、ヘッド１４３３と、本体１４８０及びヘッド１４３３の間を延びてこれらと一体に形成された中間部分又は首部１４４０とを含む。ヘッド１４３３の上には、本明細書で更に詳細に説明される可動毛キャリア上に支持された毛の集合１４５０が移動可能に保持されている。やはりヘッド１４３３の上に配置されているのは、静止毛の集合１４６０である。好ましくは、静止毛１４６０は、ヘッド１４３３の周辺の回りを広がる。静止毛１４６０は、歯ブラシのヘッド１４３３により支持及び保持され、これは、本明細書で更に詳細に説明及び図示される。
【００６７】
図２１は、図２０に示す歯ブラシ１４００の実施形態の一部分解図である。図２１は、歯ブラシ１４００で使用される構成要素の組み立て及び構成を示し、そこでは、別個の静止毛及び可動毛のキャリアが独立に受け入れ部材と係合して、歯ブラシのヘッドを形成する。静止毛及び可動毛のキャリアは、独立に、同一チャネル内又は別個のチャネル内で受け入れ部材と係合することができる。図２１に示す歯ブラシ１４００は、本体１４８０の端部にパチンと嵌る又は他の方法で解放可能に固定されるエンドキャップ又は基部１４８２を更に含む。エンドキャップ又は基部１４８２は、様々な異なる形状及び構成で提供されてもよく、それには円形、楕円形、正方形、及び／又は長方形が挙げられるが、これらに限定されない。本体１４８０はまた、好ましくは歯ブラシ１４００の本体１４８０の中に配置された、モータ、電池、及び駆動伝達系又は機構（図示せず）の作動を制御するための、スイッチ又は他の作動装置組み立て体１４８６を保持するように適合された領域を含む。このスイッチ領域は、図２１において領域１４８４として示される。スイッチ又は作動装置１４８６は、領域１４８４に受け入れられて保持される。本体１４８０は、中空内部空洞又はチャンバを有し、この中にモータ及び駆動機構が配置される。作動すると、駆動機構は、好ましくは、歯ブラシ１４００の長手方向軸線にほぼ平行な方向に往復運動する駆動シャフトを提供する。図２１中の歯ブラシ１４００の受け入れ部材１４２０を参照すると、受け入れ部材は、（図２０に示されているような）毛１４５０、１４６０なしに示されていることに気付く。これは、歯ブラシ１４００の組み立てをより明瞭に示すためである。受け入れ部材１４２０の１つの面が、ほぼ平らな表面１４２２を含むように構成され、この面が、静止毛１４６０用の複数の取り付け位置又は開口１４２４を画定しているのを見ることができる。好ましくは、この平らな領域１４２２及びその複数の開口１４２４は、図２１に示すように、受け入れ部材１４２０の外側周辺の周りで広がる。最も好ましくは、この平らな領域２２は、図２１に示すようにＵ形に延びる。受け入れ部材１４２０の内部又は中間領域に沿って画定されているのは、２つの内向きに面する受け入れ表面又はチャネル１４２６及び１４２７の間を通常延びる、受け入れ表面又はチャネル１４２５である。これらのチャネルは、一般に対になっており、表面１４２５、１４２６、及び１４２７によって画定され、並びに、次のような構成要素１４５２及び１４３０を受け入れるような大きさに通常決められている。
【００６８】
歯ブラシ１４００の実施形態に含まれる可動毛キャリア１４５２は、受け入れ部材と係合すると、受け入れ部材１４２０に沿って保持され、並びに好ましくは、受け入れ部材の表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定される１対のチャネル内に保持される。可動毛キャリア１４５２は、図２１に示すように複数の開口１４５４を画定する。毛キャリア１４５２はまた、歯ブラシ１４００の本体１４８０及び首部１４４０の中に配置された駆動機構（図示せず）と係合するためのピン又は他の部材を受け入れるように大きさが決められ適合された、開口１４５３を画定する。本発明は、可動毛キャリア１４５２と駆動シャフトとの間の他の係合も含み、スナップタイプの係合などが含まれるが、これに限定されない。歯ブラシ１４００は、ブラシヘッド先端部１４３０などの静止キャリアを更に含み、これも、可動毛キャリア１４５２をヘッド１４３３の上に組み立てた後で、ヘッド１４３３に沿って受け入れられ固定されることができる。ブラシヘッド先端部１４３０もまた、図２０に示すように、複数の静止毛１４６０を保持するように適合された複数の開口１４３４を画定する。
【００６９】
図２２〜２４は、受け入れ部材１４２０と共に可動毛キャリア１４５２及びブラシヘッド先端部１４３０を組み立てて、歯ブラシ１４００の実施形態のヘッド１４３３を形成する順序を示す。図２２は、具体的には、歯ブラシ１４００の実施形態の受け入れ部材１４２０及び首部１４４０を示す。受け入れ部材１４２０は、可動毛キャリア１４５２を受け入れるように向けられている。具体的には、可動毛キャリア１４５２は、好ましくは、受け入れ部材１４２０内の表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定されるチャネルの中で、歯ブラシヘッドと摺動的に係合することができる。歯ブラシヘッド１４３３は、通路１４２８を含む。通路１４２８により、歯ブラシヘッド１４３３と本体１４８０及び首部１４４０の内部との間のアクセスが得られる。この通路１４２８は、駆動機構のシャフト又は他の構成要素を囲んで保持するように適合させることができる。駆動シャフト（図示せず）の遠位端部は、キャリア１４５２の開口１４５３への取り付けなどにより、可動毛キャリア１４５２に固定させることができる。それ故に、毛キャリア１４５２は、受け入れ部材１４２０の上に画定された対のチャネルの中で、開口１４５３が通路１４２８に近接するような向きになることができる。先に記したように、スナップ嵌め連結が、毛キャリア１４５２と駆動シャフトの遠位端部との間で使用可能である。
【００７０】
図２３は、ブラシ１４００の実施形態のヘッド１４３３の中に摺動的に係合された可動毛キャリア１４５２を示す。可動毛キャリア１４５２の受け入れ部材１４２０への係合の後で、ブラシヘッド先端部１４３０は、受け入れ部材１４２０の遠位端部に沿って固定することができる。ブラシヘッド先端部１４３０もまた、好ましくは、受け入れ部材１４２０内に、具体的には、表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定されるチャネルの中に、摺動的に係合される。１つ以上の保持溝又はチャネルが、好ましくは、先端部１４３０、又は表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定されるチャネルいずれかの外側表面に沿って画定され、その中に、対向する表面上で画定され外向きに延びる突出部が滞留し、先端部１４３０を受け入れ部材１４２０内に固定する。多様なチャネル構成を本発明に従って使用してもよい。可動毛キャリアのブラシヘッドへの保持を助けるためにチャネル及び対応するチャネル構成要素を使用しているが、他の保持組み立て体又は構成を使用することができると考えられる。先に記したように、本発明の歯ブラシは、可動毛キャリアについての特定の運動又は運動の方向に限定されない。
【００７１】
図２４は、受け入れ部材１４２０の遠位端部に沿う先端部１４３０の最終組み立てを示す。これらの図に記される様々な構成要素は、毛１４５０、１４６０を含むことが理解される。歯ブラシ１４００の主な構成要素の組み立て、具体的には受け入れ部材１４２０及び歯ブラシヘッド１４３３に沿う組み立てをより明瞭に示すために、毛はこれらの図から省略した。更に、ブラシヘッド先端部は様々な形状及び構成に形成できることが理解される。場合によっては、弧又はＵ形を有するブラシヘッド先端部を提供することが好ましいことがある。あるいは、先端部は、ブラシヘッドの比較的大きな部分を構成するように形成されてもよい。あるいは、弧又はＵ形が、可動毛キャリアを実質的に包囲してもよい。
【００７２】
図２１ａは、本発明に従って作られた歯ブラシの別の実施形態の一部分解図を示す。図２１ａは、歯ブラシ１４０１の実施形態で使用される構成要素の組み立て及び構成を示す。歯ブラシヘッドが、受け入れ部材及び毛キャリアを含むのが見える。複数の毛キャリアは、歯ブラシ１４０１の組み立てをより明瞭に示すために、毛無しで示されている。図２２ａは、毛が挿入される複数の取り付け位置又は開口１４３７を画定するほぼ平らな表面１４３５を含むように、毛キャリアの１つの表面が構成されることを示す。図２１ａ〜２４ａに示す歯ブラシの受け入れ部材１４３１は、首部からの延長部であって、毛キャリアが係合することができる表面を提供する。
【００７３】
歯ブラシのこの実施形態では、ヘッドは、受け入れ部材１４３１、可動毛キャリア１４０５、及び静止毛キャリア１４０３を含む。受け入れ部材１４３１は、図２１ａに示されるほぼ平らな表面１４３９を含むように構成される。このほぼ平らな領域は、好ましくは、毛キャリアと係合して保持する、案内要素を含む。案内要素の例として、図２１ａ及び２７ａに示すような対のチャネル１４１１及び１４１３、並びに図２５ａ及び２６ａに示すようなレール１４０７及び１４１９が含まれるが、これらに限定されない。静止毛キャリア及び可動毛キャリアは、独立に、対のチャネル１４１１及び１４１３を、それぞれレール１４０７及び１４０９と摺動的に係合させることができる。静止毛キャリア及び可動毛キャリアは、別個のチャネルに独立に係合するように本明細書で示されるが、同一のチャネルに独立に係合できることが考えられている。チャネルは、受け入れ部材１４２１の表面によって画定され、図２２ａ〜２４ａに示すように、レール１４０７及び１４１９を受け入れるような大きさに通常決められている。また、歯ブラシの別の実施形態では、ブラシヘッドは、可動毛キャリア１４０５及び静止毛キャリア１４０３をスナップ留め（図示せず）又は他の方法で取り外し可能に取り付ける領域を含む。
【００７４】
歯ブラシ１４０１の実施形態は、受け入れ部材１４３１と係合する、好ましくは受け入れ部材の表面により画定される一対のチャネル１４１１内で係合する、１つ以上の可動毛キャリア１４０５を含む。可動毛キャリアの表面は、受け入れ部材１４１１の表面により画定されるチャネルの中で可動毛キャリアを方向付けて係合させる案内体としての役割をすることができる。好ましくは、これらの案内体は、チャネル１４１１に嵌るような大きさにされたレール１４０７である。案内体は、受け入れ部材の表面により画定されるチャネルに嵌る大きさのいかなる形状にもすることができ、これにはＩ形、Ｔ形、Ｃ形、及び／又はＵ形が挙げられるが、これらに限定されない。図２６ａに示される案内体は、Ｔ形のレール１４０７である。好ましくは、可動毛は、静止毛キャリア１４０３上に配置された静止毛により実質的に取り囲まれる。この好ましい歯ブラシヘッドを形成するために、１つ以上の静止毛キャリア１４０５が、受け入れ部材と、好ましくは一対のチャネル１４１３内で係合する。静止毛キャリアの表面は、対のチャネル１４１３に嵌る大きさのレール１４１９などの案内体を含むことができる。レール１４１９は、対のチャネル１４１３の中で静止毛キャリアを方向付けてこれと係合し、歯ブラシのヘッドを形成する。更に、歯ブラシヘッドを形成するための静止毛キャリア及び／又は可動毛キャリアの受け入れ部材への係合は、解放可能なように取り外し可能にして、毛キャリアを新しい又は異なる毛キャリアと取替え又は交換可能なようにすることができる。
【００７５】
図２１ａ〜２７ａに示す実施形態では、歯ブラシのヘッドは、歯ブラシ首部から延びる受け入れ部材１４３１の表面により画定される対１４１１及び対１４１３などの、対のチャネルの中で受け入れ部材と係合する毛キャリアにより形成することができる。受け入れ部材は、毛キャリアとの係合の前には、毛が全くない。好ましくは、静止毛キャリア１４０３及び可動毛キャリア１４０５は、独立に、入れ子配置のままで、受け入れ部材と別個のチャネル内で摺動的に係合する。この入れ子配置は、静止毛キャリア１４５１の開口の中へ可動毛キャリアを取り込むことにより形成することができる（図２２ａ〜２４ａ）。好ましくは、静止毛は、可動毛を実質的に取り囲む。毛キャリアは、入れ子配置１４２３ではあるが、相互に永久的な結合はないので、分離したままである。一実施形態では、入れ子配置１４２３は、１つ以上の可動毛キャリアを１つ以上の静止毛キャリアの開口１４５１の中へ摺動的に係合させ、次に入れ子にした毛キャリアを歯ブラシの首部から延びる受け入れ部材と摺動的に係合させることにより達成される（図２２ａ〜２４ａ）。毛キャリアは同時に受け入れ部材と係合するが、可動毛キャリアと静止毛キャリアは、互いに独立に受け入れ部材と係合する。歯ブラシのこの実施形態のヘッドは、入れ子配置の毛キャリアが受け入れ部材と係合すると、形成される（図２３ａ）。この（図２２ａ〜２７ａに示す）独立した係合は、静止毛キャリアが静止毛キャリア１４０３の表面により画定されるレール１４１９を介して受け入れ部材の表面により画定される対のチャネル１４１３内で受け入れ部材と係合すること、及び可動毛キャリアが可動毛キャリア１４０５の表面により画定されるレール１４０７を介して受け入れ部材の表面により画定される対のチャネル１４１１内で受け入れ部材と係合することにより達成される。入れ子の毛キャリア片は、永久的結合がされてないので、受け入れ部材に連結されるまで、分離可能のままである。これにより、可動毛キャリアが駆動シャフト３２０５に作動可能に連結される時、可動毛キャリアの往復運動が助長される。この入れ子配置によって、可動毛キャリアは、静止毛により実質的に取り囲まれるが、歯ブラシの操作時に可動のままであることができる。２つ以上の可動毛キャリアを、静止毛キャリアの中に入れ子にすることができる。更に、２つ以上の静止毛キャリアを使用して、可動毛キャリアを実質的に取り囲むことができる。それぞれの毛キャリアは、歯ブラシの受け入れ部材と別個のチャネル内で係合することができ、又は２つ以上の毛キャリアが、受け入れ部材と同一チャネル内で係合することができる。図２４ａは、歯ブラシ１４０１のこの実施形態の受け入れ部材と摺動的に係合した可動毛キャリア及び静止毛キャリアを示す。可動毛キャリア及び静止毛キャリアは、同一チャネル内で受け入れ部材と係合してもよい。別の実施形態では、可動毛キャリア及び静止毛キャリアは、受け入れ部材上にスナップ留めされる。可動毛キャリアは、駆動シャフトとの作動可能な係合により、受け入れ部材上で保持が可能である。好ましくは、静止毛キャリア及び可動毛キャリアの両方は、受け入れ部材と長手方向に係合することができる。しかしながら、それらのキャリアは、受け入れ部材の表面に垂直な方向にも受け入れ部材と係合することができる。
【００７６】
多様なチャネル構成を使用して、入れ子にした毛キャリア１４２３を歯ブラシ１４０１の受け入れ部材１４３１と摺動的に係合させることができる。これらのチャネルは、毛キャリアの上に位置するレール又は他の案内部材を方向付ける、及び／又は案内するために必要な大きさに決められるべきである。そのチャネルは、図示される以外の様々な形状及び大きさとすることができる。更に、そのチャネルは、毛キャリア上に位置するレール又は他の案内部材を受け入れ又は案内するようなサイズである限り、３側面、２側面、又は１側面にさえもすることができる。受け入れ部材は、係合する毛キャリアと同じ数のチャネルを含むことができる。チャネルは、受け入れ部材の中心に向かって位置する表面により画定される内側の組のチャネルと、受け入れ部材の外側縁部に向かって位置する表面により画定される外側の組のチャネルとに、可動毛キャリアが係合するように構成されることができる。それぞれの毛キャリアは、個々のチャネルを有することができ、又は毛キャリア（複数）は、受け入れ部材と同一チャネル内で係合することができる。別の方法では、受け入れ部材の表面は、毛キャリアを適切な場所に案内するレールに形成することができる。毛キャリアを受け入れ部材の上に案内するために使用されるチャネルとレールとの組み立て体に加えて、他の組み立て体を使用して、毛キャリアを受け入れ部材の上に保持してもよい。一実施形態では、毛キャリアは、静止毛キャリアの内側表面により画定される連結体と結合可能な受け入れ部材の外側表面により画定される連結体によって、歯ブラシの受け入れ部材の上に保持される。そのような連結体には、セレーションと歯、窪み部とタブ、並びに溝と突出部が含まれるが、これらに限定されない。歯ブラシの一実施形態では、連結体は、静止毛キャリアの内側表面に沿って画定された１つ以上の保持溝と、受け入れ部材１４１７の外側表面に沿って画定された突出部とであり、突出部が溝の中に滞留して、静止毛キャリアを受け入れ部材の上に固定する。別の実施形態（図示せず）では、突出部が静止毛キャリアの内側表面に沿って画定され、また溝が受け入れ部材の外側表面に沿って画定され、突出部が溝の中に滞留して、静止毛キャリアを固定する。毛キャリアは、スナップ型係合（図示せず）にて受け入れ部材と係合することもできる。別の実施形態では、１つ以上の静止キャリア及び／又は１つ以上の可動キャリアは、米国特許出願１０／３６１，６５３にて開示されているような、ラッチフックを有する可撓性の舌と、対向する取り付け部分の中の対応する固定アンダーカット又は窪みとで、受け入れ部材と係合する。
【００７７】
１つ以上の可動毛キャリアが静止毛キャリア内に入れ子になっている時、可動毛キャリアのレールは静止毛キャリアの下側に延びることができ、その結果、可動毛キャリアのレールが歯ブラシの受け入れ部材と係合することができる。入れ子になった毛キャリアが受け入れ部材と係合する時には、可動毛キャリアは、歯ブラシヘッドの中間及び／又は中央に配置することができる。
【００７８】
本発明の別の実施形態では、入れ子配置は、全ての毛キャリアが受け入れ部材と係合した時だけに生じる（図示せず）。この実施形態では、受け入れ部材の一部は、受け入れ部材の表面の上に永久的に直接固着された静止毛を含む。毛を設けられた受け入れ部材が１つ以上の可動毛キャリア及び次に１つ以上の静止毛キャリアを受け入れる時に、静止毛は、可動毛キャリアを実質的に包囲することができる。
【００７９】
可動毛キャリアはまた、作動可能にモータと係合する。この作動可能な係合は、首部１４４０の一部の中及び受け入れ部材１４３１に画定された通路１４２８を貫通して延びる駆動シャフトに、毛キャリアを連結することにより達成することができる。駆動シャフトは、通路１４２８内で回転可能に又は摺動するように配置してもよい。毛キャリアと受け入れ部材との係合によりブラシヘッドが形成されると、通路１４２８が、ブラシヘッド１４２１、首部１４４０、及び本体１４８０の内部の間のアクセスを提供する。駆動シャフトの遠位端部は、好ましくは、可動毛キャリア１４０５上に位置するピン１４０９を、駆動シャフト（図示せず）の先端部に位置する開口に係合させることにより、可動毛キャリアに固定される。シャフトの先端は可撓性であることができ、撓んで可動毛キャリア上のピンを駆動シャフト先端部上の開口に受け入れるのを容易にする。本発明は、駆動シャフトを可動毛キャリアに固着させるピン、突出部、又は他の締結具を使用する係合組み立て体を含む。スナップ嵌め連結を可動毛キャリアと駆動シャフトの遠位端部との間に使用することができる。スナップ嵌め連結の例として、歯の上のセレーション、及び圧入係合が挙げられるが、これらに限定されない。本発明はまた、電動歯ブラシを作動させるのに好適な全てのタイプのモータ及び歯車配列を含み、これには本明細書で説明する本発明の高効率モータが含まれるが、これに限定されない。これらのモータが駆動シャフトを動かすことができる。駆動シャフトと可動キャリアとの作動可能な連結により、可動キャリアの動作が助長される。駆動シャフト、したがって可動キャリアは、前述したいかなる運動も受けることができる。しかしながら、一実施形態では、駆動シャフト及び可動キャリアは往復運動する。
【００８０】
本発明には、記された図に示される先端部１４３０に類似したブラシヘッド先端部などの解放可能なように取り外し可能な静止キャリア、及び／又は解放可能なように取り外し可能な可動キャリアを特徴とする組み立て体が含まれることが理解されるであろう。取り外し可能な静止キャリア及び／又は可動毛キャリアにより、ユーザーが望むようにブラシを選択的に調整しカスタマイズすることが可能になる。例えば、静止及び／又は可動キャリアの様々な組み合わせとして、毛キャリア、ブラシヘッド先端部キャリア、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、及び歯科工具キャリア、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、白色化剤を歯に適用するために特に設計された要素を含むキャリアを使用してもよい。エラストマー要素又は「クッション」要素を、本発明の歯ブラシと共に提供及び／又は使用してもよいことが考えられる。そのようなエラストマー要素は、全体的又は部分的に熱可塑性エラストマーで形成される。エラストマー要素は、エラストマーで形成された１つ以上の他の領域又は構成要素を利用する歯ブラシに組み込むのに特に好ましい。例えば、本発明は、エラストマー要素を有する本明細書に記述するような歯ブラシであって、且つ１つ以上のエラストマーをハンドルに沿う把持領域で、又はブラシヘッドに沿う「バンパー」若しくはクッション領域として使用する歯ブラシを含む。そのようなエラストマーは、ブラシを形成する時に共押出してもよく、又は上にコーティングしてもよい。
【００８１】
キャリアの解放可能な態様は、解放部材をブラシヘッドの下側に沿って組み込んで、これが押される又は他の方法で係合される時に、キャリアが取り外される、及び他のキャリアがその場所へ配置されるように、提供されてもよい。解放可能な態様は、受け入れ部材からキャリアを選択的に解放する工具又は他の構成要素の使用により達成できることも更に想定している。そのような工具は販売されているか、又は別の方法で歯ブラシと共に商品化することができる。代替方法又は追加として、そのような工具は販売されているか、又は別の方法で本発明の歯ブラシと共に使用するためのキットとして販売される１つ以上のキャリアと共に商品化することができる。更に具体的には、そのようなキットは、以下の構成要素の１つ以上を含んでもよく、したがって以下のどの構成要素の組み合わせを組み込んでもよい：（１）毛キャリア、ブラシヘッド先端部、エラストマー要素キャリア、口腔ケア組成物キャリア、及び歯科工具キャリア、（ｉｉ）１つ以上の歯ブラシ、（ｉｉｉ）全ての構成要素を格納するためのパッケージ又は他のハウジング、（ｉｖ）キャリアを取替える、置き換える、又は他の方法で変える時に有用であり得る１つ以上の工具、並びに（ｖ）キャリア及び歯ブラシと共に使用するための１つ以上の歯磨剤又は他の組成物。そのようなキットは、歯ブラシと共に使用するための電池、使用しない時に歯ブラシを保持するためのベース又は他の「スタンド」、歯ブラシの外観を変化させるために使用される取替え可能なハンドル構成要素、並びに歯ブラシ、スタンド、及び／又はキットハウジングの上に置いてもよい装飾的なステッカー又は他のタイプのラベルを含んでもよいことが更に想定される。
【００８２】
図２５ａ〜２７ａは、静止毛キャリア（図２５ａ）、可動毛キャリア（図２６ａ）、及び受け入れ部材（図２７ａ）の実施形態を更に示す。図２５ａは、静止キャリア１４０３の表面により画定されるレール１４１９の端面図を示す。本発明のこの実施形態はまた、毛を受け入れる開口１４３５を有する。更に、この実施形態は、受け入れ部材１４３１が静止キャリアと係合する空洞１４４１を有する。図２６ａは、可動キャリア１４０５、並びに可動キャリアの表面により画定されるレール１４０７の端面図を示す。図２７ａは、本発明の歯ブラシ、及び特に受け入れ部材１４３１の端面図を示す。静止キャリア１４０３は、チャネル１４１３を介して受け入れ部材と係合する。可動キャリア１４０５は、チャネル１４１１を介して受け入れ部材と係合する。静止キャリアは、静止キャリア１４０３の内側表面上の溝の中に受け入れられる突出部１４１７によって、受け入れ部材上に保持可能である。
【００８３】
多様な毛構成が、本発明の歯ブラシと組み合わせて、及び特に取り外し可能な又は別個に形成されたブラシヘッド先端部を利用する実施形態と組み合わせて、使用可能である。例えば、可動毛と等しい高さ又は長さを有する静止毛を使用することができる。静止毛及び可動毛の、先に記した（参考図に示した、本明細書に記述した、又は表１に記した）どの構成も、使用することができる。具体的には、図２５及び２６は、ブラシ１４００の一実施形態の歯ブラシヘッド１４３３及び首部１４４０を示し、これらは、歯ブラシヘッド１４３３の遠位端部において先端部１４３０上に配置された静止毛の集合１４６０と、（破線で示す）可動毛キャリア１４５２上に配置された可動毛の集合１４５０とを有する。好ましくは、図２５において寸法Ｃとして示す、歯ブラシヘッド１４３３に沿う可動毛１４５０の高さは、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。一般に、毛の高さは、外方に向く表面、すなわち通常はその根元又は取り付け構成要素の表面から、毛の端部又は先端までで測定される、毛の距離である。上記した毛の取り付け構成要素の外方に向く表面は、本明細書で一般に、ブラシに面する表面と呼ぶ。図２５には示さないが、歯ブラシヘッド１４３３上に直接支持及び保持される複数の静止毛が、好ましくは可動毛１４５０の回りに配置されることが理解されるであろう。そのような静止毛は、明瞭化のために、これらの図（図２７〜３０）には示されていないことがわかる。（可動毛１４５０の回り及び先端部１４３０の上に配置された）静止毛の好ましい高さも、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。
【００８４】
様々な高さを有する、及び特に傾いたブラッシング表面を提供するような方法で配置された静止毛を提供することも、顧慮の内である。これは図２７〜３３に示される。本明細書で使用する「ブラッシング表面」という用語は、歯磨き中にユーザーの歯又は歯肉に接触する毛又はエラストマー要素の遠位端部を指す。
【００８５】
具体的には、図２７及び２８は、本発明による歯ブラシ１５００の別の実施形態の歯ブラシヘッド１５２０及び首部１５４０を示す。ブラシヘッド１５２０は、（破線で示す）可動毛キャリア１５５２を含み、これに支持及び保持された複数の可動毛１５５０を有する。ブラシヘッド１５２０は、先端部１５３０も含み、その上に支持又は保持された静止毛又は固定毛の集合１５６０を有する。複数の固定毛１５６０が、可動毛１５５０を包囲、又は少なくとも部分的に包囲するのが好ましいことを理解されよう。明瞭化のために、ブラシヘッド１５２０上に直接支持された毛の部分は、図２７では示されない。先端部１５３０は、好ましくは、異なる長さを有して傾いたブラッシング表面を提供するように配置された固定毛１５６０を含む。図２７に具体的に示すような傾いたブラッシング表面を提供する時、首部１５４０及びヘッド１５２０の長手方向軸線に対する傾き表面の角度である角Ａは、約５度〜約８５度、好ましくは約２０度〜約７０度の範囲とすることができる。最も好ましくは、長い方の毛がヘッド１５２０の遠位端部に隣接して配置される。図２７において寸法Ｄとして示される可動毛１５５０の高さは、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。静止毛１５６０の高さは、約３ｍｍ〜約１８ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。静止毛１５６０の最大高さ、及び特にヘッド１５２０の遠位端部に配置される毛は、約１８ｍｍである。その寸法は、図２７において寸法Ｅとして示される。
【００８６】
図２９及び３０は、毛構成の更に別の好ましい構成を示す。これらの図は歯ブラシ１６００の実施形態を示し、これは、首部１６４０と、歯ブラシヘッド１６２０と、可動毛１６５０を有する（破線で示す）可動毛キャリア１６５２と、歯ブラシヘッド先端部１６３０と、歯ブラシヘッド１６２０の端部に配置された端部先端部１６３０上に位置する静止毛の集合１６６０とを有する。この実施形態では、先端部１６３０上の静止毛の集合１６６０は、傾いたブラッシング表面を提供するように配置されている。図２９において寸法Ｆとして示される可動毛１６５０の高さは、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。静止毛１６６０の高さは、約３ｍｍ〜約１８ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。静止毛１６６０の最大高さ、及び特にヘッド１６２０の遠位端部に配置される毛は、約１８ｍｍである。その寸法は、図２９において寸法Ｇとして示される。図２９及び３０に示す実施形態は、第一に、ブラシヘッド先端部１６３０上に配置された静止毛１６６０が、図２７の毛１５０のように、先端部２３０の一端部から他端部まで高さが直線的に変化していないという点で、図２７及び２８に示す実施形態とは異なる。言い換えれば、図２７の毛１５０の遠位端部により画定されて得られる表面はほぼ真っ直ぐであるが、図２９の毛１６６０の遠位端部により画定されて得られる表面はほぼ弧状である。
【００８７】
図３１〜３３に示すように、ブラシヘッドの幅を横切って様々な傾き及び毛の高さを提供する様々な毛構成を、歯ブラシヘッド先端部において利用することも考慮されている。具体的には、図３１は、ブラシヘッド１７２０及び複数の静止毛１７６０を有する歯ブラシ１７００の実施形態を示す。毛１７６０は、ブラシヘッド１７２０及び首部（図３１には示さず）の長手方向軸線と同じ方向の線に沿って見る時、角度を成す谷を形成する傾いたブラッシング表面を提供する。好ましくは、毛１７６０の遠位端部により形成される谷のそれぞれの側は左右対称であって、ブラシヘッド１７２０及び首部（図示せず）の長手方向軸線に垂直な縦の線に対して角Ｂを形成するように延びる。角Ｂは、約１０度〜約８０度、好ましくは約３０度〜約６０度の範囲にすることができる。
【００８８】
図３２は、ブラシヘッド１８２０及びそこから延びる複数の静止毛１８６０を有する、歯ブラシ１８００の別の実施形態を示す。毛１８６０の遠位端部により提供される輪郭を描く又は弧状のブラッシング表面は、凹領域又は図３２に示すような表面の形態とすることができる。
【００８９】
図３３は、ブラシヘッド１９２０及びそこから延びる複数の静止毛１９６０を有する、歯ブラシ１９００の別の実施形態を示す。毛１９６０は、示すような不規則なブラッシング表面を提供してもよい。
【００９０】
図３４は、歯ブラシ２０００の別の実施形態の一部を示す。この歯ブラシは、ブラシヘッド２０２０と、首部又は中間部分２０４０と、（破線で示す）可動毛キャリア２０５２と、（破線で示す）ブラシヘッド先端部２０３０と、複数の毛２０５０及び複数のエラストマー要素２０６０とを含む。毛２０５０は、本明細書で説明するように、可動毛、静止毛、又は両方を含んでもよい。エラストマー要素２０６０は、ユーザーが自分の歯を磨くと同時に、歯肉をマッサージする。エラストマー要素は、ゴム、柔軟なプラスチック、又は同様の材料で作ることができる。エラストマー要素は、好ましくは、エラストマー材で形成される。エラストマー要素は、歯ブラシ６００の長手方向軸線に沿って測定して、歯ブラシヘッド２０２０から基本的に垂直に延びる。歯ブラシ２０００の実施形態の１つでは、エラストマー要素２０６０は、歯ブラシヘッド２０２０の遠位端部に近接して位置し、最も好ましくは、本明細書で説明するようにブラシヘッド先端部２０３０に沿って配置される。しかしながら、エラストマー要素は、移動毛及び静止毛に混ざってどこにでも位置することができることを理解すべきである。エラストマー要素２０６０の高さは、毛２０５０とほぼ同じ高さである。エラストマー要素２０６０は、毛２０５０より僅か上に、僅か下に、又は同じ高さに延びてもよい。
【００９１】
図３５は、歯ブラシヘッド２１２０と、（破線で示す）可動毛キャリア２１５２と、首部又は中間部分２１４０とを含む、歯ブラシ２１００の別の実施形態を示す。歯ブラシ７００は、複数の毛２１５０と、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部２１３０上に配置された第二組の毛２１６０とを含む。この実施形態では、毛２１５０は房の群で配置され、それぞれの房は、様々な長さ又は高さの毛を含む。様々な高さの毛は、毛の遠位端部がブラシヘッド２１２０のほぼ平らな表面又はブラシに面する表面に対して傾いた表面を形成するように、それぞれの房の中で配置されている。好ましくは、この傾いた表面は、ブラシヘッド２１２０の平らな面に対して角Ｈを形成する。角Ｈは、約１０度〜約９０度、好ましくは約２０度〜約４５度の範囲である。
【００９２】
ブラシヘッド先端部２１３０上に配置された第二組の毛２１６０も、好ましくは、群又は房で配置される。毛２１６０の好ましい高さは、毛２１５０の最大の毛の高さにほぼ等しい。図３５は、本発明の歯ブラシの特に好ましい特徴を示しており、ブラシヘッド先端部２１３０の構成に関係する。ブラシヘッド先端部２１３０は、比較的大きい厚さを有する領域２１３２をを備えており、その結果、その平らなブラシに面する表面は、一般に、キャリア２１５２のブラシに面する表面より上に延びる。毛２１５０の領域のブラシに面する表面と毛２１６０の領域のブラシに面する表面とのこの高さの差は、図３５において寸法Ｐとして示される。好ましくは、Ｐは約１〜約５ｍｍである。
【００９３】
図３６は、ヘッド２２２０と、（破線で示す）可動毛キャリア２２５２と、首部２２４０とを有する、歯ブラシ２２００の実施形態の別の図である。ブラシヘッド２２２０の上に配置されているのは、複数の上向きに延びる毛２２５０である。歯ブラシ２２００はまた、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部２２３０を含んでおり、これは、ブラシの遠位端部に配置されて、ブラシヘッド２２２０及びキャリア２２５２の平らなブラシに面する表面より上に延びる領域２２３２を有する。複数の毛２２５０は、好ましくは、図３６に示すような平面で見る時、その最も外側の端部が弧状のブラッシング表面を画定する、好ましくは図３６においてＩとして示すような共通半径を有するように構成されている。ブラシヘッド先端部２２３０は、隆起領域２２３２を含み、隆起領域は、好ましくはブラシヘッド２２２０及びキャリア２２５２の平らなブラシに面する表面に対して傾斜する表面を画定するように形成される。この傾斜角度は、図３６において角Ｎとして示される。角Ｎは、約１０度〜約８０度の範囲としてもよいが、１５度〜４５度が好ましい。毛２２６０の高さは、毛２２５０のどの高さより高くても低くてもよい。図３６に示す毛の構成は、代表例である。
【００９４】
図３７は、本発明による歯ブラシ２３００の別の実施形態を示す。歯ブラシ２３００は、ブラシヘッド２３２０、（破線で示す）可動毛キャリア２３５２、及び首部２３４０を含む。歯ブラシ２３００は、複数の毛２３５０と、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部２３３０上に配置された別の組の毛２３６０とを含む。ブラシヘッド先端部は、ブラシヘッド２３２０及びキャリア２３５２のブラシに面する表面より上へ延びる隆起領域２３３２を含む。ブラシヘッド先端部２３３０の隆起領域２３３２の最も外側の表面は、好ましくは、図３７に示す角Ｋで傾斜する。角Ｋは、約１０度〜約８０度の範囲としてもよいが、１５度〜４５度が好ましい。毛２３５０もまた、それらの最も外側又は遠位端部が凹ブラッシング表面を画定するように、好ましくは図３７に示す共通半径Ｊを有するように特に構成されている。毛２３６０の高さは、毛９５０のどの高さより高くても低くてもよい。しかしながら、幾つかの用途においては、毛２３６０の配置は、それらの遠位端部がブラシヘッド先端部２３３０の隆起領域２３３２の傾斜表面に平行な平面内を一般に延びるようにするのが好ましいことがある。この角Ｍは、好ましくは角Ｋに対応し、約１０度〜約８０度の範囲としてもよいが、１５度〜４５度が好ましい。
【００９５】
図３８は、歯ブラシ２４００の別の実施形態であって、これは、ブラシヘッド２４２０と、（破線で示す）可動毛キャリア２４５２と、（やはり破線で示す）ブラシヘッド先端部２４３０と、首部２４４０とを有する。歯ブラシ２４００は、複数の毛２４５０と、ブラシヘッド先端部２４３０上に配置された第二組の毛２４６０と、複数のエラストマー要素２４５４を含む。毛２４５０、２４６０、及びエラストマー要素２４５４の配置、高さ、及び構成は、他の実施形態のいずれかに関して本明細書で説明するようにしてもよい。
【００９６】
図３９は、ブラシヘッド２５２０と、（破線で示す）可動毛キャリア２５５２と、首部２５４０を有する、歯ブラシ２５００の別の実施形態を示す。歯ブラシ２５００は、好ましくは互いに反対の角度で配置された、複数の毛２５５０及び複数のエラストマー要素２５５４を含む。すなわち、エラストマー要素２４５４は、好ましくは図３９に示すように角Ｏで延びる。毛２５５０の集合は、好ましくは、反対方向であるが同様の角度で延びる。歯ブラシ２５００はまた、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部２５３０から延びる複数の毛２５６０を含む。ブラシヘッド先端部はまた、ブラシヘッド２５２０の平らなブラシに面する表面より上へ延びる領域２５３２を含むことができる。この隆起領域２５３２は、図３９に示す半径Ｑなどの共通半径により画定できる、弧状の外側表面を更に提供してもよい。毛２５５０、２５６０、及びエラストマー要素２５５４の配置、高さ、及び構成は、他の実施形態のいずれかに関して本明細書で説明するようにしてもよい。
【００９７】
図４０は、ブラシヘッド２６２０と、（破線で示す）可動毛キャリア２６５２と、首部２６４０とを有する、歯ブラシ２６００の更に別の実施形態を示す。歯ブラシ２６００は、（やはり破線で示す）ブラシヘッド先端部２６３０を含み、これから延びる複数の毛２６６０を有する。別の組の毛２６５０が、ブラシヘッド２６２０の上、具体的には可動毛キャリア２６５２の上に提供される。この実施形態では、毛２６６０の高さは、毛２６５０の高さより著しく高い。本明細書で既に説明したように、毛２６５０、２６６０は、群又は房で配置されることができるが、特定の房の中の毛は異なる長さであってもよい。
【００９８】
図４１は、歯ブラシ２７００の更に別の実施形態を示し、これは、ブラシヘッド２７２０と、首部２７４０と、（部分的に破線で示す）可動毛キャリア２７５２と、毛キャリア２７５２から延びる複数の毛２７５０と、（破線で示す）ブラシヘッド先端部２７３０から延びる別の組の毛２７６０とを有する。この実施形態では、毛キャリア２７５２は、比較的大きな厚さを有しており、その平らなブラシに面する表面が、一般にブラシヘッド先端部２７３０及びブラシヘッド２７２０の他の部分のブラシに面する表面より上に隆起している、又は歯磨き中にユーザーにより近づくように配置されている。ブラシヘッド２７２０及びブラシヘッド先端部２７３０の隣接領域を過ぎて延びる毛キャリア２７５２の隆起部分は、図４１にて２７４５と表わされる。毛２７５０及び２７６０の遠位端部又はブラッシング表面が一般に共通平面に沿って延びる毛構成の場合、毛２７５０が結果的により短いので、それらの毛の剛性が増す。増大厚さ領域２７４５の隆起程度は、図４１において寸法Ｒとして示される。Ｒは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲としてよい。
【００９９】
図４２は、ブラシヘッド２８２０及び首部２８４０を有する、歯ブラシ２８００の別の実施形態を示す。複数の毛２８５０が、ブラシヘッドの上に提供されて、ヘッド２８２０に対して好ましくは移動可能である（部分的に破線で示す）毛キャリア２８５２から延びる。歯ブラシ２８００はまた、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部２８３０から延びる別の複数の毛２８６０を含む。この実施形態では、毛キャリア２８５２のブラシに面する表面は、図４２に示すように、好ましくは斜面、より好ましくは弧状、最も好ましくは凸面である。この表面が凸面の場合、図４２に示すように、半径Ｓにより更に画定される。毛キャリア２８５２の上向きに向くブラシに面する表面もまた、好ましくは、図４２に示す寸法Ｔだけ、ブラシヘッド２８２０の比較的平らなブラシに面する表面より上に隆起する。寸法Ｔは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲とすることができる。ブラシヘッド２８２０の隣接領域を過ぎて延びる毛キャリア２８５２の隆起部分は、２８４５として表わされる。ブラシヘッド先端部２８３０のブラシに面する表面は、好ましくは弧状、より好ましくは凹面である。ブラシヘッド２８２０の隣接領域を過ぎて延びる毛キャリア２８３０の隆起部分は、２８３２として表わされる。毛２８５０及び２８６０の配置、高さ、及び構成は、他の実施形態のいずれかに関して本明細書で説明するようにしてもよい。
【０１００】
図４３は、歯ブラシ２９００の別の実施形態を示し、これは、ブラシヘッド２９２０と、（部分的に破線で示す）可動毛キャリア２９５２と、（破線で示す）ブラシヘッド先端部２９３０と、首部２９４０とを有する。毛の集合２９５０が毛キャリア２９５２から延びる。また、別の毛の集合２９６０がブラシヘッド先端部２９３０から延びる。毛２９５０は、好ましくは、可動毛キャリア２９５２の上に配置及び保持される。毛キャリア２９５２は、図４３にて凹面として示される、上向きに向くブラシに面する表面を提供する。好ましくは、この凹表面は、共通半径Ｕにより画定される。ブラシヘッド２９２０の隣接領域を過ぎて延びる毛キャリア２９５２の隆起部分は、領域２９４５として示される。毛２９５０及び２９６０の配置、高さ、及び構成は、他の実施形態のいずれかに関して本明細書で説明するようにしてもよい。
【０１０１】
図４４は、本発明による歯ブラシ３０００の更に別の実施形態を示す。歯ブラシ３０００は、ブラシヘッド３０２０及び首部３０４０を含む。歯ブラシ３０００は、ブラシヘッド３０２０上に移動可能に配置された、（部分的に破線で示す）毛キャリア３０５２から延びる複数の毛３０５０を含む。また、歯ブラシ３０００は、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部３０３０から延びる別の組の毛３０６０を含む。毛キャリア３０５２の最も外側の表面は、図４４に示す如く、隆起表面３０４５に沿って画定される１つ以上の傾斜表面を有するように提供されてもよい。これらの斜面は、毛３０５０の最遠位端部がこの同じ斜面又は別の若しくは異なる斜面を反映するように達成できる。同様に、毛３０６０の最も外側の端部も、ブラシヘッド端部３０３０の隆起領域３０３２の傾斜表面を反映してもよい。好ましくは、毛キャリア３０５２は、斜めのブラシに面する表面を有する少なくとも１つの領域を提供する。その斜面は、好ましくは、図４４に示すような角Ｖに沿って延びる。角Ｖは、好ましくは約１０度〜約６０度、より好ましくは約２０度〜約３０度である。同様に、ブラシヘッド先端部３０３０は、好ましくは、角Ｗに沿って延びる斜めのブラシに面する表面を提供する。角Ｗは、好ましくは、約１０度〜約４５度の範囲である。
【０１０２】
図４５は、ブラシヘッド３１２０及び首部３１４０を有する、歯ブラシ３１００の別の実施形態である。歯ブラシ３１００は、（部分的に破線で示す）ブラシヘッド先端部３１３０から延びる複数のエラストマー要素３１６２を含む。歯ブラシ３１００はまた、可動毛キャリア３１５２から延びる複数の毛３１５０を含む。毛キャリア３１５２は、ブラシヘッド３１２０の隣接領域に比較して隆起した領域３１４５を含む。同様に、ブラシヘッド先端部３１３０は、ブラシヘッド３１２０の隣接領域に比較して隆起した領域３１３２を含む。毛キャリア３１５２及びブラシヘッド先端部３１３０の外方に向くブラシに面する表面のいずれか又は両方は、平らでも、斜めでも、弧状でも、凸型でも、又は凹型でもよい。更に、毛３１５０及びエラストマー要素３１６２の配置、高さ、及び構成は、他の実施形態のいずれかに関して本明細書で説明するようにしてもよい。
【０１０３】
別の好ましい毛構成は、図３６及び４５に示す構成と類似、すなわち隣接する毛より「上」に延びる又はそれより高い毛の内部群を有するが、段付き又は台地形状を特徴とする。この構成では、毛の高さの変化は、徐々に又は図３６及び４５に示すように変化するのではなく、その代わりに段が付いている。すなわち、中間に配置されたより高い毛の回りに配置されたより短い毛からの高さの変化は、かなり急激である。これら２つの毛の群の高さの差は、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、より好ましくは約０．７５ｍｍ〜約１．５ｍｍである。
【０１０４】
本明細書で図示し説明する様々な毛キャリアを参照すると、本明細書で一般にブラシに面する表面と呼ばれる、キャリアの外向きに面する表面の輪郭又は構成は、様々な形態及び形状が可能であることがわかる。１つの特に好ましい形状は、（歯ブラシの長手方向軸線と通常同じ方向に沿って延びる側面から毛キャリアを見る時）凹形状である。凹形状により、歯磨き中に使用することができる歯磨剤又は研磨剤の保持が強化される。同様に、凸表面により、ブラシヘッドに沿う毛の領域内での歯磨剤の放散が促進される。本発明による毛キャリアは、非平面のブラシに面する表面を利用するのが最も好ましい。
【０１０５】
ブラシヘッドのデザインにおける関心の別の面は、毛キャリア、ブラシヘッド先端部、及びブラシヘッドに沿う毛の、選定、設置、及び構成である。一般に、毛又は毛房の剛性は、毛の長さが減少するにつれて増加する。したがって、毛の剛性の変更は、対象の毛の長さを変えることにより達成可能である。この特性は、非平面のブラシに面する表面を有する毛キャリアを提供する際に考えることが重要である。毛の剛性が毛キャリアに沿って異なる位置で変化するのは、それから延びる毛の長さ又は高さが変化するからであることがわかる。あるいは、等しい高さの毛の剛性は、通常同じである。本発明は、毛キャリアの形状、及び構成、並びに毛の長さ、材料、及び構成の多様な異なる組み合わせを含む。これらの好ましい構成の多くは、参考図の中で例示されている。更に、幾つかの実施形態では、可動毛キャリア上の毛の直径及び／又は毛房の直径には、ブラシヘッド先端部上に配置された毛又は毛房の対応する直径より太いものを使用することが好ましい。更に別の実施形態では、キャリア上の毛／房の直径には、先端部上の対応する毛／房より細いものを使用するのが望ましいことがある。
【０１０６】
図４６及び４７は、本発明による歯ブラシ３２００の実施形態の好ましいブラシヘッド３２２０を更に詳細に示す。歯ブラシ３２００は、ブラシヘッド３２２０と、それと一体に形成されてそれから延びる首部３２４０とを含む。歯ブラシ３２００は、可動毛キャリア３２４５を更に含み、これは、毛又は毛房（図示せず）を受け入れて保持するように適合された複数の穴又は開口３２５４を画定する。毛キャリア３２４５は、外方に向くブラシに面する表面３２５２を提供する。反対向きの面に沿って画定されているのは、下側表面３２５３である。受け入れ開口３２５４が、やはり下側表面３２５３に沿って画定され、また移動可能な駆動シャフト３２０５の遠位端部３２０６を受け入れて係合するように大きさを決められ適合されている。理解されるように、駆動シャフト３２０５は、首部３２４０の中で往復運動して、同様の往復型運動を毛キャリア３２４５に付与する。歯ブラシ３２００はまた、ブラシヘッド先端部３２３０を含み、これは、外方に向くブラシに面する表面３２３２と、毛又は毛房（図示せず）を受け入れて保持するように適合された１つ以上の開口３２３４とを画定する。ブラシヘッド３２２０はまた、ヘッド３２２０の領域３２２２内に画定された開口３２２４などの、ヘッド３２２０のブラッシング面に沿って位置する１つ以上の開口を画定してもよい。
【０１０７】
毛キャリア３２４５をシャフト３２０５に係合するためには、図４７に示す組み立て、すなわち開口３２５４内に受け入れられるノッチ付きの遠位端部３２０６の使用が一般的に好ましいが、可動毛キャリアを駆動シャフトと係合するための他の組み立ても使用可能である。例えば、本発明は、ピン又は駆動シャフトをキャリアに固着させる他の締結具を使用する係合組み立てを含む。あるいは、スナップ嵌め連結、解放可能な係合組み立て、解放不可能な組み立てなどの他の組み立てを使用してもよい。係合組み立ての構成要素に使用する材料は、ポリマー、金属、又は好適な強度及び耐久特性を有する他のいかなる材料とすることもできる。
【０１０８】
図４８は、本発明による歯ブラシ３３００の実施形態の部分分解図である。本発明の歯ブラシ３３００のこの実施形態は、本体又はハウジング３３１２及びエンドキャップ３３２０を含む。本体３３１２は、本質的に一体の本体であって、首部３３１６及び端部３３１８と、首部３３１６から延びるブラシヘッド３３１４とを含む主部分を有する。好ましくは、ブラシヘッド３３１４と首部３３１６と本体３３１２は、一般に連続的であり互いに一体に形成される。本体３３１２と首部３３１６及びヘッド３３１４の一部は、中空内部領域を画定し、これが駆動機構を内蔵する。本体３３１２の主部分はまた、その外側表面に沿って窪み領域又は１つ以上の開口を画定し、これは、本明細書で更に詳細に説明する電動歯ブラシの駆動機構を操作するための電気スイッチ（図示せず）を受け入れる。保護カバー３３１３が、好ましくは、この窪み領域の中に嵌る。エンドキャップ３３２０は、閉鎖端部３３２２及び反対側の開放端部３３２４を含む。開放端部３３２４は、ハウジング３３１２の端部３３１８と係合して概ねシールする大きさに決められる。Ｏリング又は他のシール部材３３１９を、ハウジング構成要素の端部３３１８と３３２４の界面に使用してもよい。
【０１０９】
歯ブラシの実施形態の１つは、駆動シャフト３３５２を有する駆動モータ３３５０を更に含む。モータ３３５０は、当業者に既知のモータに類似のＤＣモータであり、様々なスイッチング回路及び電池又は他の電源（図示せず）を含む。これらの構成要素は、本体３３１２の中、及び任意にエンドキャップ３３２０内に画定された、中空内部領域に内蔵され保持される。駆動歯車３３５４が、駆動シャフト３３５２と係合する。下部モータ取り付け台３３３０が提供される。上部モータ取り付け台３３４０も提供されて、下部モータ取り付け台３３３０と共に、一般に、モータ３３５０を載せ、保持して、ハウジング３３１２及びキャップ３３２０の内部に固定する。下部モータ取り付け台３３３０は、内側及び外側それぞれの駆動シャフト支持部３３３２及び３３３４を含む。下部モータ取り付け台３３３０はまた、本明細書で更に詳細に説明する駆動歯車用の取付部又は軸３３５８を受け入れるための基部又は開口３３３６を含む。上部モータ取り付け台３３４０は、内側駆動シャフト支持部３３４２及び駆動シャフトハウジング３３４４を含み、これらが、好ましくは、下部モータ取り付け台３３３０の内側取付部３３４２及び任意に外側取付部３３３４と係合する。上部モータ取り付け台３３４０は、追加として複数の係合脚部３３４６を含み、これが、好ましくは下部モータ取り付け台３３３０と係合して、２つの組み立て体の間に配置されたモータ３３５０を保持する。上部及び下部のモータ取り付け台を使用する代わりに、単一の一体取り付け台又は保持構造を使用できることがわかる。
【０１１０】
駆動歯車３３５４は、冠歯車３３５６と係合する。冠歯車３３５６は、その中心３３５７で軸又は旋回部材３３５８により回転可能に支持される。冠歯車３３５６は、オフセット係合部材３３５５を含み、これに駆動シャフト３３６０のピニオン端部３３６２が取り付けられる。駆動シャフト３３６０は、上記ピニオン端部３３６２を含み、これは、オフセット部材３３５５と係合するための受け入れ開口又は他の係合部材を含む。駆動シャフト３３６０は、更に遠位端部３３６４を含み、これは、本明細書で更に詳細に説明する可動毛キャリアと係合し、したがってこれを駆動するために使用される。駆動シャフト３３６０は、ハウジング３３１２の内部中空空洞の中を、好ましくは首部３３１６の少なくとも一部を貫いて延びる。駆動シャフト３３６０の遠位端部３３６４は、以下で説明する毛キャリア３３７０と係合する。端部３３６４は、ブラシヘッド３３１４内の開口を通ってアクセスできる。
【０１１１】
歯ブラシ３３００のこの実施形態は、可動毛キャリア３３７０を更に含み、これは、歯ブラシ３３００内で組み立てられると、ブラシヘッド３３１４に沿って往復運動する。好ましくは、可動毛キャリア３３７０は、ブラシヘッド３３１４に沿って画定されたチャネル３３１１の中を往復運動し、最も好ましくは、歯ブラシ３３００の長手方向軸線に平行な方向へ往復運動する。毛キャリア３３７０の下側に沿って配置されているのは、隆起部材３３７２である。この隆起部材３３７２は、チャネル３３１１の中を移動するが、しかしチャネルにより保持されるように構成されている。毛キャリア３３７０は、複数の開口３３７４を画定し、複数の毛又は毛房（図示せず）がこの中に配置される。毛キャリア３３７０は第一の端部３３７５を含み、これは、ブラシヘッド３３１４と共に組み立てられると、好ましくは、本体又はハウジング３３１２の首部３３１６とブラシヘッド３３１４との間に画定された領域又は縁部３３１５に隣接して配置される。可動毛キャリア３３７０の反対側の端部は端部３３７６であって、図４８に示すように、好ましくは曲線状である。
【０１１２】
歯ブラシ３３００のこの実施形態は、固定毛キャリア先端部３３８０を更に含み、これは、毛又は毛房（図示せず）を保持するための複数の開口３３８４を画定し、その第一の端部３３８５が可動毛キャリア３３７０の端部３３７６と係合又は隣接して配置され、及び隆起部材３３８２が先端部３３８０の下側に沿って配置される。「固定」により、キャリア先端部３３８０が、ブラシヘッド３３１４と共に組み立てられて係合すると、ブラシヘッド３３１４に概ね固定されて、毛キャリア３３７０と共に移動しないことを意味する。好ましくは、隆起部材３３８２は、毛キャリア３３７０の隆起部材３３７２と同様の方法及び構成で寸法が決められている。隆起部材３３７２及び３３８２両方は、好ましくは、ブラシヘッド３３１４内に画定されたチャネル３３１１の中に保持される。
【０１１３】
１つ以上のネジ付き締結具３３９０及び３３９２を使用して、本体３３１２をエンドキャップ３３２０に固着してもよい。他の技法又は構成要素も、ハウジングを共に組み立てるために使用可能であることが理解されるであろう。
【０１１４】
歯ブラシ３３００のこの実施形態を操作すると、電気回路が、電池などの電源とモータ３３５０の間に完成する。モータの電源及び電気的動作特性についての詳細は、本明細書に提供されている。駆動歯車３３５４の回転が、冠歯車３３５６の回転を引き起す。好ましくは、冠歯車３３５６の回転軸は、駆動歯車３３５４の回転軸に垂直又は横断方向である。冠歯車３３５６の回転が、本体３３１２と首部３３１６と任意にヘッド３３１４内とに画定された中空内部領域の中を延びる、駆動シャフト３３６０に往復運動を付与する。駆動シャフトの遠位端部３３６４が、可動毛キャリア３３７０と係合し、対応する往復運動をキャリア３３７０に付与する。
【０１１５】
図４９は、本発明による歯ブラシ３４００の別の実施形態を示す。歯ブラシ３４００は、本体部分３４１２、首部分３４１６、及びエンドキャップ３４２０を含む。本体部分３４１２は、第一の端部３４１８と、好ましくはねじ部材又はねじ付き領域を含む反対側の端部３４０４とを画定する。エンドキャップ３４２０は、閉鎖端部３４２２及び反対側の開放端部３４２４を画定する。開放端部３４２４は、本体部分３４１２の端部３４１８と解放可能に係合するように大きさが決められ構成されている。好ましくは、Ｏリング又は他のシール部材３４１９が、端部３４２４と３４１８の間との界面に使用される。首部３４１６は、端部３４１７と、好ましくは端部３４１７に反対側の首部３４１６の端部に一体に形成された、ブラシヘッド３４１４とを含む。端部３４１７は、好ましくは、本体部材３４１２の端部３４０４に画定されたねじ部材と解放可能に係合するための対策を含む。ブラシヘッド３４１４は、好ましくは、第一のチャネル部材３４１１と、開口３４０３とを含み、開口３４０３は、ブラシヘッド３３１４及び首部領域３４１６の中を延びる中空領域へのアクセスを提供する。任意の第二のチャネル３４０２が、ブラシヘッド３４１４に沿って画定されてもよく、これは、本明細書でより詳細に説明する可動毛キャリア用の案内を更に提供する。案内壁３４１５が、好ましくはブラシヘッド３４１４に沿って画定され、ブラシヘッド表面の周辺の一部の回りを延びてもよい。
【０１１６】
歯ブラシ３４００のこの実施形態は、動力を備えた駆動シャフトを提供するモータ３４５０を更に含む。電気スイッチング回路及び電源は、図示されないが、好ましくは、本体３４１２及びエンドキャップ３４２０内に画定された中空領域の中に保持される。下部モータ取り付け台３４３０及び上部モータ取り付け台３４４０が、好ましくは、本体３４１２及びエンドキャップ３４２０内に画定された内部中空領域の中でモータ３４５０を載せて保持する。内部中空領域は、首部３４１６の中、及び任意にブラシヘッド３４１４の一部の中を延びる。下部モータ取り付け台３４３０は、本明細書で更に詳細に説明する駆動歯車用の旋回又は軸部材３４５８を受け入れるための基部又は開口３４３６を含む。下部モータ取り付け台３４３０は、図示するような、内側駆動支持部３４３２及び外側駆動支持部３４３４を含む。上部モータ取り付け台３４４０は、駆動支持部３４４２を含み、これは、好ましくは、下部モータ取り付け台３４３０の内側及び／又は外側駆動支持部３４３２及び３４３４と係合する。駆動ハウジング３４４４も備えられて、好ましくはモータ取り付け台３４４０と係合する。複数の係合脚部３４４６が、好ましくは上部モータ取り付け台３４４０から形成されて、下部取り付け台３４３０と係合する。図４８に関して先に記したように、一体のモータ取付構成要素を使用してもよいことがわかる。
【０１１７】
モータ３４５０の駆動シャフト３４５２に固定された駆動歯車３４５４は、好ましくは、冠歯車３４５６と係合する。冠歯車は、軸又は旋回部材３４５８により回転可能に支持され、これが今度は、下部モータ取り付け台３４３０の基部３４３６内に受け入れられる。冠歯車３４５６は、中央に位置する案内部材３４５７と、オフセット部材３４５５とを含む。オフセット部材３４５５は、駆動シャフト構成要素３４６１のピニオン端部３４６２と係合する。駆動シャフト構成要素３４６１は、ピニオン部材３４６２の反対側に画定された端部３４６３を含む。やはり提供されているのは、端部３４６５及び反対側端部３４６４を含む、別の駆動シャフト部材３４６６である。端部３４６５は、好ましくは、駆動シャフト構成要素３４６１の端部３４６３と係合する。駆動シャフト構成要素３４６６の反対側の端部３４６４は、好ましくは、本明細書で更に詳しく説明する可動毛キャリアと係合する。駆動シャフト構成要素３４６６及び３４６１は、好ましくは、本体３４１２及び首部３４１６の内部中空領域の中に滞留する。解放可能であり保護用のカバー３４１３は、好ましくは、本体３４１２内に画定された窪み領域又は１つ以上の開口に沿って取り付けられる。カバー３４１３は、スイッチ用の保護ハウジング又はカバーとしての役目をし、スイッチの位置は、カバー３４１３を通して変えてもよい。
【０１１８】
歯ブラシ３４００のこの実施形態はまた、可動毛キャリア３４７０と、固定毛キャリア先端部又は端部３４８０とを含む。可動毛キャリア３４７０は、複数の毛及び毛房（図示せず）を受け入れて保持するための複数の開口３４７４を画定する。毛キャリア３４７０は、第一の端部３４７５及び反対側の第二の端部３４７２を含む。端部３４７５は、好ましくは、ブラシヘッド３４１４に沿って画定され及び好ましくは案内壁３４１５と類似する構成を有する、チャネル３４１１の中に嵌るような形状及び大きさである。可動毛キャリア３４７０はまた、ブラシヘッド３４１４に沿って画定されたチャネル３４１１と係合する大きさにされた隆起部材３４７６を、キャリアの下側に沿って含む。駆動シャフト構成要素３４６６の遠位端部３４６４は、毛キャリア３４７０と係合する。好ましくは、端部３４６４は、ブラシヘッド３４１４内に画定された開口３４０３を通ってアクセスすることができる。
【０１１９】
毛キャリア先端部３４８０は、毛又は毛房（図示せず）を受け入れて保持するように適合された複数の開口３４８４を含む。毛キャリア先端部３４８０はまた、可動毛キャリア３４７０の端部３４７２及びブラシヘッド３４１４の案内壁３４１５の一部に面するように適合された第一の端部３４８５を含む。毛キャリア先端部３４８０は、反対側の端部３４８２も含み、ブラシヘッド３４１４内に画定されたチャネル３４１１の中に係合して滞留するための隆起部材１８３を、先端部の下側に沿って更に含んでもよい。隆起部材３４８３は、好ましくは、毛キャリア３４７０の隆起部材３４７６と同様のやり方で構成される。毛キャリア先端部３４８０は、組み立てられると、ブラシヘッド３４１４の遠位端部に固定される。
【０１２０】
歯ブラシ３４００のこの実施形態は、先に説明した歯ブラシ３３００の実施形態と同様のやり方で操作される。モータ３４５０と電源との間の電気回路が完成すなわち閉じられると、駆動シャフト３４５２及び駆動歯車３４５４が回転する。そのような回転は、冠歯車３４５６を回転させて、駆動シャフト部材又は構成要素３４６１及び３４６６に往復運動を付与する。駆動シャフト構成要素３４６６と毛キャリア３４７０との間の係合によって、並進又は往復運動が、キャリア３４７０に付与される。
【０１２１】
本発明の歯ブラシ、特に歯ブラシ３３００及び３４００の実施形態は、著しく少量の電力の使用で稼動することが判明した。また驚くべきことに、これらの電動歯ブラシは、他の市販されている歯ブラシと同等のブラッシング効果及び性能を提供する。これらの劇的な利得は、次の要因の１つ以上の組み合わせに起因すると考えられる：（１）本発明の歯ブラシの稼動中、可動毛キャリア用に並進又は往復運動を使用すること、（２）毛キャリアの運動の程度又は範囲、すなわちその「ストローク」の選定、（３）歯ブラシで使用される特定の型のモータ、（４）モータが使用する運転速度、（５）本発明の歯ブラシの駆動機構で使用するモータ駆動歯車と冠歯車との間の歯車比、（６）駆動機構で使用する特定の組み立ての構成要素及び比較的少数の構成要素、（７）可動毛と組み合わせた静止毛の使用、並びに（８）ブラシヘッドに沿って使用する特定の毛構成。
【０１２２】
複数の毛に運動を付与するのに並進プレートを使用するという本発明の方法は、現在既知の電動歯ブラシ組み立て体と比較して、エネルギー消費、並びに稼動電流及び電圧必要条件の低減において著しい改善を提供することが判明した。例えば、（ｉ）揺動スピンヘッドを使用する、譲受人の比較的エネルギー効率が良く莫大な人気のクレストスピンブラシ（Crest(Spin Brush(）と、（ｉｉ）本発明による並進又は往復運動する毛キャリアとの間の比較試験により、次のことが明らかになる：
【０１２３】
【表２】
2006504507.tif 000005
表２に提示されるデータにより、本発明による歯ブラシの実施形態は、並進するプレート又は毛キャリアを利用するので、揺動又はスピンヘッド構成を利用する市場で好成績の先導的な歯ブラシよりも、顕著に少ない（約２８％）電圧及び少ない（約３７％）電流を必要とするだけであることが示される。
【０１２４】
本発明による高効率駆動機構の別の態様は、毛キャリア３３７０及び３４７０などの可動毛キャリアのストローク長さに関係する。往復運動する毛キャリアの好ましい動作パラメータは、次の通りである。好ましくは、往復運動するキャリアのストローク長さは、少なくとも約０．５ｍｍ、より好ましくは少なくとも約１．０ｍｍ、より好ましくは少なくとも約１．２５ｍｍ、及び最も好ましくは少なくとも約１．５ｍｍであり、且つ約５ｍｍ未満、より好ましくは３．５ｍｍ未満、より好ましくは２．５ｍｍ未満、及び最も好ましくは１．７ｍｍ未満である。本発明の駆動機構は、これらの様々な好ましい値より長い又は短いストロークを使用してもよいことが認識される。特定のいずれか理論に縛られることは望まないが、ストローク長さが過度に大きい時には、電力、すなわち電池電力の過大な量が消費されると考えられている。また、ストローク長さが短過ぎる場合は、ブラッシング効果が大きく低下する。先に記したように、毛キャリアの運動方向は、歯ブラシの長手方向軸線に平行である。
【０１２５】
本明細書で説明する歯ブラシの実施形態に使用するモータは、好ましくは、駆動機構に高効率動力源を提供するように特別に適合されている。標準的なモータは、巻き線を少なくし、電圧必要条件を約１．５Ｖに下げることにより、修正することができる。典型的な標準モータは、次のような一般電流引き込み特性を示す：無負荷時に、約１．０６Ａの引き込みを必要とし、負荷時には、少なくとも１．０Ａの引き込みを必要とする。本明細書で説明する電動歯ブラシの実施形態で使用される好ましい実施形態のモータは、無負荷時には０．３Ａ未満、負荷時には約０．４〜約０．６Ａを引き込む。ここでいう「負荷」とは、本明細書で記述する歯ブラシの実施形態を日常的なブラッシング中に操作する時にモータにかかる通常の運転負荷である。
【０１２６】
本明細書で説明する歯ブラシの実施形態で使用するモータの好ましい運転速度は、約１５００ｒｐｍ〜約３５００ｒｐｍの範囲であり、最も好ましくは約２５００ｒｐｍである。本明細書で説明する好ましい実施形態の駆動機構を使用する時、２５００の毎分回転数により、往復運動する毛キャリアで測定して、１分間当り約１２５０ストロークの周期が得られる。これらの運転速度は、毛キャリアにかかるブラッシング負荷がない時に、駆動機構に係合しているモータに関して与えられるものである。モータに負荷がかかると、モータの運転速度が、約３０％〜３５％低下することがあるのが認識される。これらの値は推定値であって、運転速度低下の程度は多数の要因によって決まる。
【０１２７】
モータ運転速度と毛キャリアストローク速度とのこの関係は、モータの駆動シャフトに係合する（図４８中の駆動歯車３３５４又は図４９中の駆動歯車３４５４などの）駆動歯車と、駆動シャフトがオフセット部材にて係合する（図４８中の冠歯車３３５６又は図４９中の冠歯車３４５６などの）冠歯車との間の、好ましい歯車比の表示である。好ましい比は、約１：１〜約３：１、最も好ましくは約２：１である。したがって、この最も好ましい比では、モータ駆動シャフトの２回転毎に、冠歯車が１回回転する。上記の好ましい歯車比２：１により、毛キャリアにおいて測定する時、運動の範囲と速度との望ましい組み合わせが提供されて、受容可能なレベルの動力消費と併せて優れたブラッシング特性が提供されることが判明した。
【０１２８】
本明細書で説明する好ましい実施形態の駆動機構中に上記冠歯車を使用することは、そのタイプの駆動構成要素及び参考図に示すその向きが比較的少ない構成要素しか必要とせず、並びに得られる駆動機構の全体容積が小さいことから比較的小さなハウジングを使用することが可能になるので、特に望ましい。本明細書で説明する駆動機構中で使用される好ましい冠歯車は、約８又は１０〜約４０までの歯を使用する。最も好ましくは、冠歯車は、約２０歯を有する。これは、冠歯車の所与の大きさ及び用途に対して比較的小さな歯数である。このことにより、冠歯車（brown gear）の歯については比較的高い輪郭になる。それ故に、本発明の好ましい冠歯車は、歯の高さより上に延びなければならないオフセット部材を使用する。これは、十分なすきまを冠歯車の歯に提供するために必要である。冠歯車は、オフセット部材と係合する駆動シャフトが毛キャリアと整列するような高さの軸によって、回転可能に支持される。構成要素のこの特定の配置及び組み合わせは、著しく少数の構成要素を使用する駆動機構を提供する。構成要素の数が少なければ少ない程、運動の伝達がより効率的になり、及び組み立て及び生産の容易さがより大きくなる。
【０１２９】
図５０を参照すると、好ましい実施形態の駆動機構の一部が示されている。モータ３５５０が、動力を備えた駆動シャフト３５５２及びシャフト３５５２に固定された駆動歯車３５５４を備えて、冠歯車３５５６と係合する。冠歯車３５５６は、その中心３５５７で軸３５５８により回転可能に支持される。外向きに延びるオフセット部材３５５５が、冠歯車３５５６の外側面３５５１に沿って提供される。部材３５５５は、冠歯車３５５６の中心３５５７から半径方向に外に配置される。駆動シャフト３５６０が、その端部３５６２においてオフセット部材３５５５と係合する。駆動シャフト３５５２及び歯車３５５４が回転すると、冠歯車３５５６が軸３５５８の周りで回転する。その動作が、今度は、駆動シャフト３５６０に往復運動を付与する。
【０１３０】
図５１は、図５０に示した好ましい実施形態の駆動機構の一部の側立面図である。図５１は、好ましい実施形態の駆動機構の機構、すなわち冠歯車に関して立ち上がった向きで往復運動する駆動シャフトの機構を示す。具体的には、冠歯車３５５６の歯が、高さＧとして示される輪郭又は全高を有するのを見ることができる。オフセット部材３５５５は、シャフト３５６０と歯との間に距離Ｓを維持するように、駆動シャフト３５６０と係合する。最も好ましくは、距離Ｓはまた、オフセット部材３５５５とブラシヘッド上に配置された毛キャリアとの間の整列を維持するのに必要な距離である。最も好ましくは、駆動シャフト３５６０は、それらの構成要素の間を延びてそれらと係合する唯一の駆動構成要素である。
【０１３１】
先に記したように、本発明による歯ブラシの実施形態、及び特に本明細書で説明する駆動機構の実施形態の別の態様は、比較的少数の駆動構成要素が使用される。これは、図４８及び４９の分解図から容易にわかる。この設計方針により、駆動構成要素間の相互連結及び係合の数が減少して、駆動構成要素のより多くの直接組み立てが達成される。この方法によって、組み立てが大幅に簡単になり、生産の全コストが低減し、及び商業的に成功する可能性がより高い消費者製品につながる。
【０１３２】
その上、複数の可動毛と組み合わせた静止毛の使用が、往復運動する毛キャリアの全体負荷を低減させる助けとなる。図５２〜５４は、この特徴を更に詳細に示す。図５２は、本発明による歯ブラシ３６００の実施形態の一部を示し、これは、ブラシヘッド３６１４、首部３６１６、可動毛キャリア３６７０、及び端部構成要素３６８０を含む。可動毛キャリア３６７０は、ここで可動毛として指定される複数の毛３６５０を支持及び保持する。これらは、明瞭化のために破線で示されている。端部構成要素３６８０は、ここで固定毛として指定される複数の毛３６６２を支持及び保持する。更に、ブラシヘッド３６１４は、ここでやはり固定毛として指定される、複数の毛３６６０を支持及び保持しており、これらは、好ましくは、可動毛キャリア３６７０及びその上に配置された毛３６５０の周辺に沿って配置される。固定毛３６６２及び３６６０も、破線で示されている。
【０１３３】
図５２に示す毛構成は、固定された複数の毛、すなわち毛３６６０及び３６６２が可動毛キャリア３６７０上に保持された可動毛３６５０を本質的に包囲又は部分的に包囲するという点で、非常に重要である。この構成が、歯磨き中及び歯ブラシ３６００の稼動中に、毛３６５０及び可動毛キャリア３６７０に別のやり方でかかる負荷を減少させることがわかった。この特性は、別のやり方で毛３６５０及びキャリア３６７０にかかる、ブラッシング負荷の一部を引き受ける固定毛３６６０及び３６６２に起因すると考えられている。固定毛３６６０及び３６６２と可動毛３６５０との間のブラッシング負荷の分配は：（ｉ）固定毛及び可動毛の相対高さ、（ｉｉ）固定毛及び可動毛を形成する材料、（ｉｉｉ）固定毛及び可動毛の遠位端部により生じるブラッシング表面の輪郭、（ｉｖ）固定毛及び可動毛それぞれの密度（すなわち単位面積当りの毛）、並びに（ｖ）固定毛及び可動毛の配置を含む多数の要因によって決まるが、これらに限定されない。これらの要因の１つ以上を調節することにより、例えば、固定毛の相対高さを増大させる又は可動毛の高さを減少させることにより、歯磨き中に可動毛キャリアにかかる負荷を減少させることができる。可動毛キャリアにかかる負荷は、可動キャリアの回りに配置される固定毛の密度の増大によっても減少させることができる。負荷はまた、可動毛に比べて高い程度の剛性を固定毛について示す、特定の材料の選定によっても減少させることができる。
【０１３４】
図５３は、本発明による歯ブラシ３７００の別の実施形態を示し、これは、ブラシヘッド３７１４と、首部３７１６と、可動毛キャリア３７７０と、キャリア３７７０上に支持及び保持される複数の可動毛３７５０と、ブラシヘッド３７１４上に配置された第一の複数の固定毛３７６０と、ブラシヘッド３７１４の端部の上に配置された第二の複数の固定毛３７６２とを含む。この歯ブラシの実施形態３７００は、３７６０及び３７６２などの多数の固定毛が可動毛３７５０の回り又は実質的に回りに配置される毛配置を利用する。固定毛３７６２の群が、主としてブラシヘッド３７１４の端部に沿って配置されていることに気付くであろう。また、固定毛３７６０の他の群が、可動毛キャリア３７７０の残りの周辺の回りに概ね広がっている。この配置によって、良好なブラッシング効果と、別の方法で毛３７５０、したがって毛キャリア３７７０にかかるブラッシング負荷の著しい低減とが得られることがわかった。
【０１３５】
図５４は、本発明による歯ブラシ３８００の別の実施形態を示し、これは、ブラシヘッド３８１４と、首部３８１６と、可動毛キャリア３８７０と、その上に支持及び保持された複数の可動毛３８５０と、毛キャリア３８７０の周辺の回りに概ね広がった複数の固定毛３８６０とを含む。この実施形態では、固定毛３８６０は、毛キャリア３８７０の外側周辺の少なくとも大部分に広がっている。好ましくは、毛３８６０は、可動毛キャリア３８７０及びその上に配置された可動毛３８５０の回りを連続的に、又は実質的に連続的に広がっている。固定毛３８６０が、ブラシヘッド３８１４の遠位端部の反対側の可動毛キャリアに隣接する領域内に配置されることは必要としない。この領域は、図５４において領域３８６４として示される。この特定の毛配置によって、良好なブラッシング性能と、別の方法で毛３８５０、したがって毛キャリア３８７０にかかるブラッシング負荷の著しい低減とが得られることがわかった。
【０１３６】
図５３及び５４はまた、図４８の先端部３３８０などの毛キャリア先端部の領域内のような、それらの遠位端部に沿って異なる毛密度を利用するブラシヘッドを示す。これらの領域は破線で示される。図５３の破線領域は単位面積当り６つの毛房を含むが、図５２は単位面積当り５つの毛房を含む。
【０１３７】
本発明が提供する別の重要な態様は、電動歯ブラシモータにより駆動される歯車と、１つ以上の可動毛キャリアに動力を供給する駆動シャフトとを含む、独特の係合組み立て体である。この係合組み立て体が、歯車の回転運動を駆動シャフトの往復運動に効率的に変換する。その組み立て体は、上記変換を著しく静かで滑らかな方法で操作及び実行する。
【０１３８】
この好ましい係合組み立て体が、図５５〜６０に示される。図５５は、駆動シャフト４１００及び歯車４２００を含む、好ましい実施形態の組み立て体４０００を示す。駆動シャフト４１００は、シャフト部分４１１０と、部分的に囲まれた細長端部４１２０を有する遠位端部とを含み、遠位端部は、以下で説明するように、歯車４２００のカム表面と係合するための独特の表面の組を提供する。より具体的には、図５５は、部分的に囲まれた細長端部４１２０の中央領域内に画定された楕円形開口４１２５を示す。部分的に囲まれた端部４１２０は端部カバー４１２２を含み、これが開口４１２５を画定する。端部カバー４１２２の周辺に配置されているのは、端部壁４１２６である。カバー４１２２及び壁４１２６は共に、半密閉（図５５には示さず）を提供し、これが駆動歯車４２００の特定の構成要素を受け入れる。
【０１３９】
図５５はまた、組み立て体４０００の好ましい歯車４２００を示す。歯車４２００は、図１２に示される歯車８０６、図４８に示される歯車３３５６、図４９に示される歯車３４５６、並びに図５０及び５１に示される歯車３５５６に類似している。すなわち、歯車４２００の取り付け及び機能は、それらの上記歯車の取り付け及び機能に類似している。しかしながら、歯車４２００は、カム表面の独特な集合を利用する。具体的には、歯車４２００は、その周辺部に配置された複数の歯４２１０を含む。電動モータに固着された駆動歯車が、好ましくは、歯車４２００と、具体的には歯４２１０と係合又は他の方法で結合する。円形の中間台座４２２０が、歯車４２００の外向き面に沿って、及び歯４２１０の対向する領域の間で延びる。台座４２２０の上に配置されてそこから外向きに延びているのは、第一のカム４２３０であって、これがカム４２３０の周辺の周りに広がる円形のカム表面４２３２を提供する。第一のカム４２３０から延びるのは、第二のカム４２４０である。第二のカム４２４０は、第二のカム４２４０の周辺の周りに広がる円形のカム表面４２４２を提供する。第二のカム４２４０の中心は、台座４２２０の中心及び歯車４２００の中心と一致していることが理解されるであろう。したがって、図５５に示す回転軸線Ａの周りなどで歯車４２００が回転すると、第二のカム４２４０及び台座４２２０は、同一軸線、すなわち軸線Ａの周りで回転する。第一のカム４２３０の中心は、図５５において軸線Ｂとして示され、好ましくは軸線Ａに平行であるが、これから間隔が離れている。
【０１４０】
図５６は、歯車４２００の上面図である。図５６は、第一のカム４２３０及び第二のカム４２４０の相互に関する配置、並びに歯車４２００の回転中心Ａを示す。再び、図５６において中心Ｂとして示される円形の第一のカムの中心は、中心（又は回転軸線）Ａから間隔が離れていることに気付くであろう。
【０１４１】
図５７は、歯車４２００の側立面図を示す。図５７は、歯４２１０、台座４２２０、第一のカム４２３０及びそのカム表面４２３２、第二のカム４２４０及びそのカム表面４２４２の構成及び配置を更に示す。
【０１４２】
図５８は、部分的に断面にした組み立て体４０００の側面図であって、歯車４２００と係合している駆動シャフト４１００の細長端部４１２０を示す。具体的には、第二のカム４２４０が、端部４１２０内に画定された開口４１２５の中に配置されているのを見ることができる。また、第一のカム４２３０が、端部４１２０により囲まれて、その中に受け入れられている。好ましくは、第二のカム４２４０のカム表面４２４２は、細長端部４１２０の表面の、開口４１２５を画定する部分に係合及び接触する。また好ましくは、第一のカム４２３０のカム表面４２３２は、細長端部４１２０の内部の一部に、具体的にはその内部に沿って画定された内壁４１２２の一部に係合及び接触する。
【０１４３】
図５９は、駆動シャフト４１００の細長端部４１２０の下側、すなわち歯車４２００の台座４２２０に面する側を示す。図５９は、内壁４１２２を更に示し、これには、歯車４２００と駆動シャフト４１００が係合して組み立て体４０００を形成する時に、第一のカム４２３０のカム表面４２３２が係合する。図５９はまた、開口４１２５の向きを示す。図５９は、次のような２つの寸法Ｓ及びＴを更に示す。
【０１４４】
寸法Ｓは、開口４１２５の最小スパン又は入口寸法である。第二のカム４２４０は開口４１２５の中に受け入れられるので、カム４２４０の直径は、寸法Ｓより僅かに小さくなければならない。あるいは、寸法Ｓは、カム４２４０の直径より僅かに大きくなければならない。
【０１４５】
寸法Ｔは、楕円形の内壁４１２２の最小スパン又は入口寸法である。第一のカム４２３０は概ね内壁４１２２に境を接する領域内に受け入れられるので、カム４２３０の直径は寸法Ｔより僅かに小さくなければならない。あるいは、寸法Ｔは、カム４２３０の直径より僅かに大きくなければならない。
【０１４６】
図５９はまた、端部４１２０内の開口４１２５の好ましい向きを示す。見られるように、軸線Ｄとして示される楕円形開口４１２５の長軸は、軸線Ｃとして示される駆動シャフト４１００のシャフト部分４１１０の長手方向軸線と好ましくは平行であり、最も好ましくは同一の広がりを持つ。
【０１４７】
図５９は、開口４１２５が好ましくは楕円形であり、また内壁４１２２により画定される楕円形内部領域に直角に向けられていることを更に示す。すなわち、楕円形開口４１２５の長軸は、好ましくは、壁４１２２により画定される楕円形内部領域の長軸に垂直である。
【０１４８】
図６０は、組み立て体４０００の上面図であり、駆動シャフト４１００及び歯車４２００の配置、向き、構成を更に示す。歯車４２００が軸線Ａの周りを矢印Ｅの方向などに回転すると、第一のカム４２３０の中心は、軸線Ａの周りを概ね円形経路Ｇに沿って回転する。円形経路Ｇは、歯車４２００が回転するにつれて、第一のカム４２３０が軸線Ａの周りで変位することにより生じる。円形経路Ｇの半径は、図５５に示される中心点ＡとＢの間のオフセット量又は間隔に対応することがわかる。
【０１４９】
歯車４２００が回転すると、したがって第一のカム４２３０が軸線Ａの周りを円形経路Ｇに沿って変位すると、第一のカム４２３０のカム表面４２３２の一部が、内壁４１２２の様々な領域と係合する。これによって、端部４１２０が、歯車４２００の中心点及び軸線Ａに対して前後に直線的に並進運動させられることになる。言い換えれば、このことは、第二のカム４２４０を開口４１２５内で前後に直線的に並進運動させる効果を有する。しかしながら、歯車４２００は本質的にその回転地点、すなわち軸線Ａに定置されているので、前後に並進運動させられるのは端部４１２０、したがって駆動シャフト４１００であることがわかる。図６０に示す矢印Ｅ方向への歯車４２００の回転により、駆動シャフト４１００の矢印Ｆ方向への往復運動が引き起される。
【０１５０】
好ましい実施形態の組み立て体４０００は、歯車４２００の回転運動を１００％又は実質的に１００％駆動シャフト４１００の往復運動に効率的に変換する。すなわち、駆動シャフト４１００の長手方向軸線Ｃに沿う以外の方向の運動は全く、又は非常に微少量しか存在しない。この特性は、高速度で操作しても、組み立て体の振動が最小限である、又は少なくとも受容可能なレベルに維持されるという点で有益である。
【０１５１】
本明細書で説明する歯ブラシの実施形態は、その高い動作効率特性に加えて、比較的大きいブラッシング力も提供する。この表れは、重い負荷がかかった時でさえも、本明細書で説明する歯ブラシの実施形態が、駆動された比較的一定の往復ストローク運動をそのブラシヘッドで提供することである。例えば、本発明による歯ブラシは、ブラシヘッド及び往復運動する毛キャリアに３０ｌｂ（１４ｋｇ）もの大きな負荷がかかる下でも作動可能である。
【０１５２】
本明細書で説明する好ましい実施形態の駆動機構の比較的高い効率及び低い動力消費の例は、電池の使用法に関係する。殆ど全ての同等の現在利用可能な電動歯ブラシは、その操作に２つのＡＡ電池を必要とする。本明細書で説明する電動歯ブラシの実施形態は、好ましくは、１つのＡＡ電池だけを必要とする。本発明の歯ブラシが、そのブラシヘッドすなわち毛端部で測定して、同等の市販ブラシと同一又は実質的に同一の力及び動力特性を提供し、尚かつ、それらの同じブラシが必要とする動力又は電池の約半分しか必要としないのは、注目すべきことであり驚くべきことである。本発明の歯ブラシは、単一のＡＡ電池を使用するように決して制限されているのではないことが理解されるであろう。本発明の歯ブラシは、種々多様な電池、電池構成、及び電源を利用することができる。（ＡＡ）電池に言及したのは、理解の容易さ、並びに本発明の歯ブラシ及びその低エネルギー消費特性を更に説明するためである。一般に、本発明の歯ブラシは、好ましくは、約０．５Ｖ〜約２．５Ｖの電圧源で操作される。より好ましくは、本発明の歯ブラシは、１．５Ｖを供給する電源で操作される。最も好ましくは、そのような電源は、再充電可能である。もちろん、本発明の歯ブラシは、使い捨て電池を使用してもよい。この「低エネルギー消費」の特徴は、販売可能性の観点から特に魅力的な本発明の歯ブラシの一態様である。
【０１５３】
本発明の歯ブラシのこの低エネルギー消費特徴の表れが、歯ブラシの総運転時間に示される。試験装置を組み立てて、固定台及び１ｌｂ（０．４５ｋｇ）の重りをハウジング内に入れた。試験する歯ブラシを、毛を上に向けて、固定台に固定する。次に、１ｌｂ（０．４５ｋｇ）の重りを、ブラシのブラッシング表面、すなわち上を向く毛の遠位端部の上に置く。重りの表面は、典型的な歯の表面に相当する。次に、歯ブラシを始動させて、歯ブラシが動作を停止するまでの総経過時間を測定する。一般に、本発明による歯ブラシは、好ましくは少なくとも約１００分、より好ましくは少なくとも１２０分、より好ましくは少なくとも１４０分、より好ましくは少なくとも１６０分、及びより好ましくは少なくとも１８０分は作動する。本発明の歯ブラシは、記述条件下で、２１０〜２２０分及びそれ以上まで作動可能であると考えられる。前記試験条件では、単一の（ＡＡ）電池を使用する。一般に、これらの総運転時間は、少なくとも約０．９Ｖ〜約２．５Ｖの電圧源、並びに前記ストローク長さ及び速度を有し往復運動する毛キャリアを使用して測定する。
【０１５４】
先に記したように、本明細書で説明する歯ブラシの実施形態の追加的な利益は、比較的簡単な組み立てである。これは、製造コストの低減につながる。更に、本明細書で説明する好ましい実施形態の駆動組み立て体が、その簡単ですっきりした設計のために、信頼性を増すと考えられる。その上、これらの駆動組み立て体に使用される構成要素数が比較的少ないので、それらの相互連結部における故障の可能性が更に減少する。
【０１５５】
ピンによる係合組み立てを使用する場合、可動毛キャリアが、図４７に示す開口３２５４と同様に、その下側からアクセス可能な開口を画定するのが最も好ましい。そのような開口は、（図４７に示すように）毛キャリアの厚さを部分的にだけ通して延びてもよく、又はキャリアの他方の上面側までその厚さを完全に貫いて延びてもよい。駆動シャフト、及び具体的には図４７に示す端部３２０６などの遠位端部は、その遠位端部からのピン若しくはピン様の延長部を有するか、又は別個のピン構成要素と係合するように適合されるかのいずれかに形成される。そのピン（別個の構成要素又はシャフトの一部として形成されたもののいずれか）が、毛キャリア内に画定された開口に嵌り込む。他の係合組み立てを、本発明と組み合わせて使用するように考えられており、複数ピンの係合組み立て、ラッチ機構、ねじ付き締結具、及び接着剤又は超音波溶接で共に固着される組み立てなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１５６】
本明細書で説明する様々なキャリアは、容易に取替え可能、及び好ましくは他のキャリアと交換可能であると考えられる。したがって、ユーザーは、種々のタイプ及び構成の取り合わせの中から特定のキャリアを選定することができる。選定すると、ユーザーは、そのキャリアを所望の歯ブラシに容易に取り付けることができる。更に、様々なタイプのキャリアをそれぞれが含むいわゆる詰め合わせパック又はサンプルパックが、電動歯ブラシと別個に又は組み合わせて提供できることも想定している。例えば、本明細書で説明する可動毛キャリアが容易に解放可能な係合機構を駆動機構への連結のために使用する場合、可動キャリアの集合品又は取り合わせ品を、電動歯ブラシと別個に又は組み合わせて販売促進することができる。
【０１５７】
本明細書で説明する歯ブラシのいかなる実施形態のどの機構及び態様も、本明細書で説明する他の実施形態の機構及び態様の１つ以上と組み合わせることができることが理解されるであろう。
【０１５８】
本発明は、次の公開された特許出願又は発行された特許：ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／２９１２８、米国特許第６，０００，０８３号、米国意匠特許第４３２，３１２号、米国意匠特許第４３３，８１４号、米国特許第６，１７８，５７９号、米国特許第６，１８９，６９３号、米国特許第６，３１１，８３７号、米国公開特許出願２００２／００３２９４１、米国特許第６，３６０，３９５号、及び米国特許第６，３７１，２９４号の１つ以上からの機構、態様、構成要素、材料、及び特徴を利用することができ、これらの全てを参考として本明細書に組み込む。
【０１５９】
本明細書で記す又は説明する特定の材料以外に、歯ブラシ及び任意の構成要素の様々な実施形態は、電動歯ブラシの生産に通常使用される従来型の材料で形成されてもよい。一般に、ハンドル、首部、ブラシヘッド、及び他の構造部品又は構成要素は、ポリプロピレンで形成される。これらの部品又は構成要素用のポリマーブレンドとして、例えば、ＡＢＳと、セルコン（Celcon：登録商標）、アセタール（Acetal：登録商標）、及び／又はデルリン（Delrin：登録商標）の１つ以上とのブレンドなどを使用してもよい。多様な自己潤滑材料が、動力伝達系構成要素を形成するのに特に好ましい。
【０１６０】
本発明は、特定の実施形態に関して記述してきた。この明細書を読んで理解すれば、変更及び改造が他にも思いつくであろう。静止毛及び可動毛についてある特定の配置を示し説明したが、本発明は、様々な他の構成を含む。全てのそのような変更及び改造が、添付の特許請求又はそれに等しい範囲内にある限りにおいて含まれることを意図する。
【０１６１】
本発明の詳細な説明にて引用した全ての文献は、その関連部分を参考として本明細書に組み込むが、いずれの文献の引用もそれが本発明に関する先行技術として容認したと解釈されるべきではない。
本発明の特定の実施形態を例示及び説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々なその他の変形及び変更が可能であることは、当業者に明らかである。したがって、本発明の範囲内にある全てのそのような変形及び変更を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【図１】
2006504507.tif 000006
【図２】
2006504507.tif 000007
【図３】
2006504507.tif 000008
【図４】
2006504507.tif 000009
【図５】
2006504507.tif 000010
【図６】
2006504507.tif 000011
【図７】
2006504507.tif 000012
【図８】
2006504507.tif 000013
【図９】
2006504507.tif 000014
【図１０】
2006504507.tif 000015
【図１１】
2006504507.tif 000016
【図１２】
2006504507.tif 000017
【図１３】
2006504507.tif 000018
【図１４】
2006504507.tif 000019
【図１５】
2006504507.tif 000020
【図１６】
2006504507.tif 000021
【図１７】
2006504507.tif 000022
【図１８】
2006504507.tif 000023
【図１９】
2006504507.tif 000024
【図２０】
2006504507.tif 000025
【図２１】
2006504507.tif 000026
2006504507.tif 000027
【図２２】
2006504507.tif 000028
【図２３】
2006504507.tif 000029
【図２４】
2006504507.tif 000030
2006504507.tif 000031
2006504507.tif 000032
2006504507.tif 000033
【図２５】
2006504507.tif 000034
【図２６】
2006504507.tif 000035
【図２７】
2006504507.tif 000036
【図２８】
2006504507.tif 000037
【図２９】
2006504507.tif 000038
【図３０】
2006504507.tif 000039
【図３１】
2006504507.tif 000040
【図３２】
2006504507.tif 000041
【図３３】
2006504507.tif 000042
2006504507.tif 000043
2006504507.tif 000044
2006504507.tif 000045
【図３４】
2006504507.tif 000046
【図３５】
2006504507.tif 000047
【図３６】
2006504507.tif 000048
【図３７】
2006504507.tif 000049
【図３８】
2006504507.tif 000050
【図３９】
2006504507.tif 000051
【図４０】
2006504507.tif 000052
【図４１】
2006504507.tif 000053
【図４２】
2006504507.tif 000054
【図４３】
2006504507.tif 000055
【図４４】
2006504507.tif 000056
【図４５】
2006504507.tif 000057
【図４６】
2006504507.tif 000058
【図４７】
2006504507.tif 000059
【図４８】
2006504507.tif 000060
【図４９】
2006504507.tif 000061
【図５０】
2006504507.tif 000062
【図５１】
2006504507.tif 000063
【図５２】
2006504507.tif 000064
【図５３】
2006504507.tif 000065
【図５４】
2006504507.tif 000066
【図５５】
2006504507.tif 000067
【図５６】
2006504507.tif 000068
【図５７】
2006504507.tif 000069
【図５８】
2006504507.tif 000070
【図５９】
2006504507.tif 000071
【図６０】
2006504507.tif 000072
【国際調査報告】
2006504507.tif 000073
2006504507.tif 000074
2006504507.tif 000075
2006504507.tif 000076