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JP7531403B2 - 歯ブラシ - Google Patents

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JP7531403B2
JP7531403B2 JP2020562398A JP2020562398A JP7531403B2 JP 7531403 B2 JP7531403 B2 JP 7531403B2 JP 2020562398 A JP2020562398 A JP 2020562398A JP 2020562398 A JP2020562398 A JP 2020562398A JP 7531403 B2 JP7531403 B2 JP 7531403B2
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Description

本発明は、歯ブラシに関する。
本願は、2018年12月27日に、日本に出願された特願2018-246151号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
80歳で20本の歯を有する人の割合は約5割となった一方で、高齢者う蝕(根面う蝕)の割合が増加している。根面う蝕は、歯肉退縮により露出した象牙質のう蝕であるが、象牙質はエナメル質よりも有機成分の構成比率が高いため、う蝕の進行が早い。上記歯肉退縮の原因の一つとして、適正値よりも大きなブラッシング圧でブラッシングを行うオーバーブラッシングが挙げられる。
ブラッシング圧は、荷重/植毛面積で定義されるため、ブラッシング圧を小さくするには、荷重の低減と植毛面積の増大との少なくとも一方により実現できる。荷重の低減については、ネック部を植毛面上方に予め傾け、ブラッシング時にネック部が撓み、ブラッシング時にネック部がストレートになる状態の力で磨くように設計された仕様の歯ブラシ、径が細い用毛を用いた柔らかめ仕様の歯ブラシ、把持部の重心をハンドル後端部寄りに配置することで植毛部に力が掛かりにくい仕様の歯ブラシ等が市販されている。また、植毛面積の増大については、ヘッド幅が広い仕様の歯ブラシ等が市販されている。ところが、これらの仕様において、ブラッシング圧を低減することは可能であるものの、適正なブラッシング圧を全ての使用者に同じレベルで認識させ、ブラッシング圧を制御することは困難である。
また、適正なブラッシング方法については、歯科医院で指導を受けているものの、力の加減が明確に分からない等の理由で自身での対処が難しいことから、オーバーブラッシングを自覚しつつも改善に至っていない使用者が少なくないことが判明している。
そこで、適正なブラッシング圧を使用者に認識させる手段としては、例えば、特許文献1に開示された歯ブラシが挙げられる。特許文献1には、ヘッド部と把持部との間のヘッド支持部が所定の加圧力以上でのブラッシングのときにヘッド部が反り返るように反転可能なステンレススチールシート等の弾性材で形成された歯ブラシが開示されている。
特許文献1に開示された歯ブラシは、ヘッド部が反り返ることにより、適正なブラッシング圧を超えたことを使用者に認識させることができる。
特許第4118067号公報
しかしながら、上述した特許文献1に開示された歯ブラシでは、適正なブラッシング圧を超えたことを手指で認識できるだけであり、より確実に適正なブラッシング圧を超えたことを認識するには十分とは言えない。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、適正なブラッシング圧をより確実に認識することが可能な歯ブラシを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、長軸方向先端側に設けられ植毛面を有するヘッド部と、前記ヘッド部より後端側に配置された把持部と、前記植毛面と前記把持部との間に配置されたネック部とを有し、前記植毛面よりも後端側に、植毛面と直交する第1方向の外力がしきい値を超えたときの変形でクリック音を発生する音発生部を有することを特徴とする歯ブラシが提供される。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記音発生部から発生する音は、A特性音圧レベルが30dB以上であり、周波数が100Hz以上、10000Hz以下であることを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記音発生部は、前記しきい値を超えた前記外力による、前記第1方向で前記植毛面とは逆側である背面側への前記ヘッド部の変位に伴って、飛び移り座屈して反転したときに前記クリック音を発生する反転部とを備える、ことを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記音発生部は、当該音発生部よりも前記先端側の第1領域と、当該音発生部よりも前記後端側の第2領域とをつなぎ、少なくとも前記音発生部が前記クリック音を発生する前記外力までは弾性変形する弾性変形部を備える、ことを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記弾性変形部と前記反転部とは、前記第1方向及び前記長軸方向とそれぞれ直交する第2方向に隙間をあけて配置されていることを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記弾性変形部は、硬質樹脂で形成された硬質部と、軟質樹脂で形成され前記硬質部を被覆する軟質部とを有し、前記反転部は、曲げ弾性率が1500MPa以上の硬質樹脂で形成されていることを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記弾性変形部の前記第1方向の厚さは、6mm以上、12mm以下であり、前記音発生部は、前記長軸方向の両端側に前記硬質樹脂で形成され、前記弾性変形部及び前記反転部の前記長軸方向の両端を支持する支持部をそれぞれ有し、前記反転部は、前記支持部における前記第1方向の厚さの中心点同士を結ぶ線分を中心として、前記弾性変形部における前記第1方向の厚さの1%以上、30%以下の範囲で反転することを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記反転部は、前記第1方向の外力がしきい値以下のときに前記背面側に凸形状であり、前記支持部との前記背面側の交差部と、前記凸形状の頂点との前記第1方向の距離は、0.5mm以上、4.2mm以下であることを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記反転部は、前記凸形状の頂点を含む領域に、前記植毛面側と前記背面側の少なくとも一方に前記第2方向に延びる溝部を有することを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記溝部が設けられた領域の前記反転部の前記第1方向の最小厚さは、0.1mm以上、1.0mm以下であることを特徴とする。
また、上記本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記硬質部の前記第1方向の厚さは、1.0mm以上、2.0mm以下であることを特徴とする。
本発明では、適正なブラッシング圧をより確実に認識することが可能な歯ブラシを提供できる。
本発明の実施の形態を示す図であって、歯ブラシ1の正面図である。 同歯ブラシ1を幅方向の中心を含む平面で切断した断面図である。 厚さ方向及び幅方向と平行な平面で音発生部70を切断した断面図である。 厚さ方向及び長軸方向と平行な平面で音発生部70を切断した断面図である。 硬質部70Hにおける音発生部70周辺の部分的な正面図である。 硬質部70Hにおける音発生部70周辺の部分的な側面図である。 反転部が反転したことを説明するための、厚さ方向及び長軸方向と平行な平面で音発生部70を切断した断面図である。
以下、本発明の歯ブラシの実施の形態を、図1ないし図7を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。また、以下の説明においては、側面視における植毛面と直交する方を上下方向とし、植毛面側を上側、植毛面と逆側の背面側を下側として適宜説明する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、本発明における実際の位置関係や方向を限定しない。
図1は、歯ブラシ1の正面図である。図2は、歯ブラシ1を幅方向(図1における上下方向)の中心を含む平面で切断した断面図である。
本実施形態の歯ブラシ1は、長軸方向の先端側(以下、単に先端側と称する)に配置され用毛の毛束(図示せず)が植毛されたヘッド部10と、ヘッド部10の長軸方向後端側(以下、単に後端側と称する)に延設されたネック部20と、ネック部20の後端側に延設された音発生部70と、音発生部70の後端側に延設された把持部30(以下、ヘッド部10、ネック部20、把持部30及び音発生部70とを合わせてハンドル体2と称する)とを備える。
本実施形態の歯ブラシ1は、硬質樹脂で形成された硬質部Hと、軟質樹脂で形成された軟質部Eとが一体的に成形された成形体である。硬質部Hは、ヘッド部10、ネック部20、把持部30及び音発生部70のそれぞれについて少なくとも一部を構成する。軟質部Eは、把持部30及び音発生部70のそれぞれについて一部を構成する(詳細は後述)。
[ヘッド部10]
ヘッド部10は、厚さ方向(図1における紙面と直交する方向)の一方側に植毛面11を有している。なお、以後、上記厚さ方向で植毛面11側を、正面方向の正面側とし、植毛面と反対側を背面側とし、上記厚さ方向及び長軸方向と直交する方向を幅方向(または適宜、側面方向)とする。植毛面11には、植毛穴12が複数形成されている。植毛穴12には、用毛の毛束(図示せず)が植設されている。
ヘッド部10の幅、すなわち正面側において植毛面11と平行で、長軸方向と直交する幅方向の長さ(以下、単に幅と称する)は、特に限定されず、例えば、7mm以上、13mm以下が好ましい。上記下限値以上であれば、毛束を植設する面積を十分に確保でき、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高められる。
ヘッド部10の長軸方向の長さ(以下、単に長さと称する)は、特に限定されず、例えば、10mm以上、33mm以下が好ましい。ヘッド部10の長さが上記下限値以上であれば、毛束を植設する面積を十分に確保でき、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高められる。なお、本実施形態におけるネック部20とヘッド部10との長軸方向の境界は、ネック部20からヘッド部10方向に向けて、ネック部20の幅が最小値となった位置とする。
ヘッド部10の厚さ方向の長さ(以下、単に厚さと称する)は、材質等を勘案して決定でき、2.0mm以上、4.0mm以下が好ましい。ヘッド部10の厚さが上記下限値以上であれば、ヘッド部10の強度をより高められる。ヘッド部10の厚さが上記上限値以下であれば、奥歯の奥への到達性を高められるとともに、口腔内での操作性をより高められる。
毛束は、複数の用毛を束ねたものである。植毛面11から毛束の先端までの長さ(毛丈)は、毛束に求める毛腰等を勘案して決定でき、例えば、6~13mmとされる。全ての毛束は同じ毛丈であってもよいし、相互に異なっていてもよい。
毛束の太さ(毛束径)は、毛束に求める毛腰等を勘案して決定でき、例えば、1~3mmとされる。全ての毛束は同じ毛束径であってもよいし、相互に異なっていてもよい。
毛束を構成する用毛としては、例えば、毛先に向かって漸次その径が小さくなり、毛先が先鋭化された用毛(テーパー毛)、植毛面11から毛先に向かいその径がほぼ同一である用毛(ストレート毛)等が挙げられる。ストレート毛としては、毛先が植毛面11に略平行な平面とされたものや、毛先が半球状に丸められたものが挙げられる。
用毛の材質は、例えば、6-12ナイロン(6-12NY)、6-10ナイロン(6-10NY)等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)等のポリエステル、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー等のエラストマー樹脂等が挙げられる。これらの樹脂材料は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、用毛としては、芯部と該芯部の外側に設けられた少なくとも1層以上の鞘部とを有する多重芯構造を有するポリエステル製用毛が挙げられる。
用毛の横断面形状は、特に限定されず、真円形、楕円形等の円形、多角形、星形、三つ葉のクローバー形、四つ葉のクローバー形等としてもよい。全ての用毛の断面形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
用毛の太さは、材質等を勘案して決定でき、横断面が円形の場合、例えば、6~9mil(1mil=1/1000inch=0.025mm)とされる。また、使用感、刷掃感、清掃効果、耐久性等を考慮して、太さの異なる複数本の用毛を任意に組み合わせて用いてもよい。
[ネック部20]
ネック部20の長さは、操作性の点で40mm以上、70mm以下であることが好ましい。
ネック部20の幅は、一例として、最小値となる位置から後端側に漸次大きくなるように形成されている。本実施形態におけるネック部20は、幅が最小値となる位置から後端側に向かうのに従って漸次大きくなるように形成されている。また、ネック部20は、厚さが、最小となる位置から後端側に向かうのに従って漸次大きくなるように形成されている。
ネック部20は、最小となる位置における幅と厚さはいずれも3.0mm以上、4.5mm以下が好ましい。最小となる位置におけるネック部20の幅と厚みが上記下限値以上であれば、ネック部20の強度をより高められ、上記上限値以下であれば、唇が閉じやすく、また奥歯への到達性を高められるとともに、口腔内での操作性をより高められる。最小値となる位置から後端側に向かうのに従って漸次大きくなるように形成されているネック部20の幅及び厚さは、材質等を勘案して適宜決定できる。
ネック部20の側面方向視における正面側は、後端側に向かうに従って正面側に向かう方向に傾斜している。ネック部20の側面方向視における背面側は、後端側に向かうに従って背面側に向かう方向に傾斜している。ネック部20は、正面視において、幅方向中心からの距離が後端側に向かうに従って大きくなる方向に傾斜している。
本実施形態におけるネック部20と音発生部70との境界は、後述する弾性変形部90が設けられるネック側20の先端の位置とする。ここでは、ネック部20から把持部30に向けて幅が正面視及び側面視の双方で円弧状の輪郭で拡大し、当該円弧の曲率中心の位置が変化した長軸方向の位置と一致している。より詳細には、ネック部20と音発生部70との境界は、図1に示す正面視においては、曲率中心が円弧状の輪郭の外側から幅方向中心側に変化した長軸方向の位置と一致している。また、ネック部20と音発生部70との境界は、図2に示す側面視においては、曲率中心が円弧状の輪郭の外側から厚さ方向中心側に変化した長軸方向の位置と一致している。
[把持部30]
把持部30は、長軸方向に沿って配置されている。図1に示すように、把持部30の幅方向の長さは、音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に、略一定の長さで延びている。図2に示すように、把持部30の厚さ方向の長さは、音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に、略一定の長さで延びている。
本実施形態における音発生部70と把持部30との境界は、後述する弾性変形部90が設けられる把持部側30の先端の位置とする。ここでは、音発生部70から把持部側30に向けて幅が正面視及び側面視の双方で円弧状の輪郭で縮小し、当該円弧の曲率中心の位置が変化した長軸方向の位置と一致している。より詳細には、と音発生部70と把持部30との境界は、図1に示す正面視においては、曲率中心が幅方向中心側から円弧状の輪郭の外側に変化した長軸方向の位置と一致している。また、音発生部70と把持部30の境界は、図2に示す側面視においては、曲率中心が厚さ方向中心側から円弧状の輪郭の外側に変化した長軸方向の位置と一致している。
把持部30の幅方向の長さが音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さとなる長軸方向の位置と、把持部30の厚さ方向の長さが音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さとなる長軸方向の位置は同一である。
把持部30は、正面側における幅方向の中央に軟質部31Eを有している。軟質部31Eは、軟質部Eの一部を構成する。軟質部31Eは、正面視で音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さで延びている。正面視において、軟質部31Eの側縁と把持部30の幅方向外側の側縁とは略一定の距離で形成されている。
把持部30は、硬質部30Hを有している。硬質部30Hは、硬質部Hの一部を構成する。硬質部30Hは、正面側に軟質部31Eの一部が埋設される窪み31Hを有している。窪み31Hは、正面視で音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さで延びている。
軟質部31Eの一部は、正面側に露出する硬質部30Hよりも突出している。他の軟質部31Eは、正面側に露出する硬質部30Hと略面一である。
把持部30は、背面側における幅方向の中央に軟質部32Eを有している(図1、図2参照)。軟質部32Eは、軟質部Eの一部を構成する。軟質部32Eは、正面視で軟質部31Eの外形輪郭と略同一の外形輪郭を有している。すなわち、軟質部32Eは、音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さで延びている。背面視において、軟質部32Eの側縁と把持部30の幅方向外側の側縁とは略一定の距離で形成されている。
硬質部30Hは、背面側に軟質部32Eの一部が埋設される窪み32H(図2参照)を有している。窪み32Hは、背面視で音発生部70との境界から後端側に向かうのに従って漸次狭くなった後に略一定の長さで延びている。
軟質部32Eの一部は、背面側に露出する硬質部30Hよりも突出している。他の軟質部32Eは、正面側に露出する硬質部30Hと略面一である。
把持部30の正面側に軟質部31Eが設けられ、背面側に軟質部32Eが設けられているため、把持部30を把持した際のグリップ性が向上する。
[音発生部70]
音発生部70は、植毛面11と直交する第1方向の外力がしきい値を超えたときに変形してクリック音を発生させる。音発生部70は、図1に示すように、音発生部70より先端側のネック部20と、音発生部70よりも後端側の把持部30とをつなぐ反転部80及び弾性変形部90とを有している。
図3は、厚さ方向及び幅方向と平行な平面で音発生部70を切断した断面図である。図4は、厚さ方向及び長軸方向と平行な平面で音発生部70を切断した断面図である。
図3に示すように、弾性変形部90は、反転部80の幅方向両側に隙間Sをあけてそれぞれ設けられている。隙間Sは、厚さ方向に貫通する貫通孔Kで形成されている。貫通孔Kは、図1に示すように、長軸方向に延びる平面視矩形状に形成されている。
隙間Sを設けることで、周囲の構造と干渉せずに反転部80が反転可能となる(反転しやすくなる)。また、(干渉しないので)反転部80の変形が弾性変形部の変形に追従しないため、反転部80と弾性変形部90の機能的役割(後述)を独立させることができる。これにより、例えば以下の効果を得るための設計の自由度を高めることができる。例えば、後述する反転部80が反転する際の振動・音を明瞭に発生させることができる。また、例えば、しきい値に至るまでの反発力を、変位量に比例して上昇させることが可能となり、特にしきい値近傍においても前記比例関係を保つことが可能となる(反発力の上昇度合が緩くならない)。これにより、上限となる圧力に達する変位量までの領域は、使用者が想定する圧力がそのまま反発力に反映されるため、ブラッシング荷重を適切に制御することができる。もし、しきい値に至る近傍で反発力の上昇度合が徐々に緩くなる設定の場合、使用者は意図せず上限付近の圧力でブラッシングし続ける可能性がある。また、隙間Sは反転部80の厚さ方向両側にも連通させれば、前記効果がさらに向上する。隙間Sを厚さ方向に広げることで、ブラッシング時に刷毛部(用毛)に負荷する荷重のベクトルと隙間の開口する方向、さらに反転部80と弾性変形部90とが変形する方向が並行となり(図7参照)、反転による振動・音の発生をブラッシング荷重と連動させることが容易となる。更に、隙間Sを貫通孔Kによって正面側と背面側とを貫通させれば、例えば、ブラッシング時の荷重に対する、ハブラシ骨格の撓み機能を担う弾性変形部90の可動領域を更に拡大することができる(撓みに伴う、表面での引張り挙動、裏面での圧縮挙動が阻害されにくい)。弾性変形部90と反転部80との間に貫通孔Kが存在しない場合には、弾性変形部90の可動領域が狭くなる。この場合、反転部80が反転する契機を適切な荷重範囲で与えられず、適切な荷重範囲に達する前に反転部80が反転すること、あるいは適切な荷重範囲であっても反転しないという事態が想定される。これに対して、弾性変形部90と反転部80との間に貫通孔Kを設けることにより、後述する反転部80が反転する「しきい値」を、より細かい範囲で制御することができる。なお、隙間Sは厚さ方向に貫通しなくても良く、例えば弾性変形部90の内部に前記長軸方向に延びる閉鎖された空洞により形成されても良い。また、正面側または背面側に開口する窪み(後述)により形成されても良い。
各弾性変形部90は、硬質部90Hと軟質部90Eとを有している。図1に示すように、硬質部90Hと軟質部90Eは、ネック部20の後端と把持部30の前端とをつないでいる。図3及び図4に示すように、一対の弾性変形部90の間には、正面側に開口する窪み(凹部)71と、背面側に開口する窪み(凹部)72とが設けられている。窪み71及び窪み72における幅方向両端側の底部は、それぞれ貫通孔Kとつながっている。窪み71及び窪み72における幅方向中央の底部には反転部80が露出して設けられている。窪み71、72を設けることで、例えば、ブラッシング時の荷重に対する、ハブラシ骨格の撓み機能を担う弾性変形部の可動領域を更に拡大し、厚み方向への撓み異方性を向上することができる。なお、一対の弾性変形部90の間の前記窪みは厚み方向に貫通していなくても良く、厚み方向の一方のみに開口しても良い。また、例えば、弾性変形部90の内部に前記長軸方向に延びる閉鎖された空洞を形成し、前記空洞を中央に挟んで、幅方向に一対の弾性変形部を形成しても良い。
一対の弾性変形部90は、正面側及び背面側の両方において、軟質部90Eの長軸方向の端部同士が幅方向でつながっている。一対の弾性変形部90の軟質部90Eは、正面視で長円状の窪み71、72の周囲に設けられている。軟質部90Eの後端側は、把持部30の軟質部31Eと接続している。
弾性変形部90の先端側及び後端側の双方で軟質部90Eが幅方向に繋がることにより、反転を繰り返してもヒンジ構造の末端に応力が集中しにくく、折れにくくなる。また、軟質部90Eが幅方向に繋がることにより、射出成形時に軟質樹脂(エラストマー)が有する熱量が増えるため、ネック部20と音発生部70の接着性(ネック部20と弾性変形部90)が高まる。さらに、弾性変形部90の先端側及び後端側の双方で軟質部90Eが幅方向に繋がることにより音発生部70における異方性が高まり、例えば、一対の弾性変形部90はブラッシング時の動きに対して、厚さ方向に対して捻れずに撓むことが可能となる。
図5は、音発生部70における硬質部70H周辺の部分的な正面図である。図6は、音発生部70における硬質部70H周辺の部分的な側面図である。
図5に示すように、硬質部70Hは、長軸方向でヘッド部20である硬質部20Hと、把持部30の硬質部30Hとをつなぐ平面視矩形状に形成されている。
硬質部70Hは、一対の硬質部90Hの先端側の端部及び反転部80の先端側の端部を支持して幅方向に繋ぐ支持部77Hと、一対の硬質部90Hの後端側の端部及び反転部80の後端側の端部を支持して幅方向に繋ぐ支持部78Hとを有している。
図6に示すように、硬質部70H(支持部77H)における正面側の先端側は、側面視で円弧状の曲面73Hで硬質部20Hと接続されている。硬質部70H(支持部78H)における正面側の後端側は、側面視で円弧状の曲面74Hで硬質部30Hと接続されている。曲面73H、74Hの円弧中心は、側面視で硬質部70Hよりも正面側に位置する。硬質部70Hにおける背面側の先端側は、側面視で円弧状の曲面75Hで硬質部20Hと接続されている。硬質部70Hにおける背面側の後端側は、側面視で円弧状の曲面76Hで硬質部30Hと接続されている。曲面75H、76Hの円弧中心は、側面視で硬質部70Hよりも背面側に位置する。
曲面73H~76Hが存在しない場合には、硬質部70Hの先端側と硬質部20Hとの境界、および硬質部70Hの後端側と硬質部30Hとの境界に応力が集中する可能性がある。これに対して、曲面73H~76Hが存在することで集中する応力が緩和される。更に、曲面73H~76Hが存在することで、弾性変形部90、および反転部80の先端側及び後端側の双方が柔軟性をもって変形することができる(反転する契機となる弾性変形部90の変形度合いを、より細かく感知することができる)。
硬質部70Hは、反転部80の幅方向両側に設けられた貫通孔73を有している。貫通孔73は、長軸方向にそれぞれ延びている。貫通孔73の長軸方向の長さは、貫通孔73の先端側端部が硬質部20Hと離間し、貫通孔73の後端側端部が硬質部30Hと離間する長さである。図3に示すように、貫通孔73のうち、幅方向で硬質部90H寄りには軟質部90Eが設けられ、幅方向で反転部80寄りには貫通孔Kが形成される。
硬質部70Hにおいて、反転部80を中心として幅方向の両側に貫通孔73を介して90Hが配置されているため、荷重が負荷されて弾性変形部90が変形しても、反転部80の形状を維持できる。歯ブラシ1を全長に亘って構成する硬質部Hが撓んだ際に、その蓄積した歪みエネルギーを開放しようとして音発生部70の反転部80が反転する。例えば、硬質部70Hが反転部80のみでネック部20と把持部30とが繋がっている場合、そのエネルギーを蓄積できないので、すぐに反転してしまうことになる。反転部80は、後述する第1領域A1、および第2領域A2、更にはネック部20と把持部30、および硬質部70Hと一体的に射出成型すると、蓄積した歪みエネルギーを反転部に効率良く伝達することができる。
硬質部90Hは、硬質部70Hのうち、貫通孔73よりも幅方向外側に形成されている。図3に示すように、硬質部90Hは、略矩形の断面形状である。硬質部90Hは、軟質部90Eに埋設されている。硬質部90Hが軟質部90Eに埋設されているため、強度面からは硬質部90Hに負荷される応力を緩和することができる。また、荷重に対する歯ブラシ1の撓み度合いの点からは、弾性変形部90の弾性挙動のコントロールが可能になる。また、感知部70における撓み異方性が高まり、例えば、ブラッシング時の動きに対して、厚さ方向に対して捻れずに弾性変形部90を撓ませることが可能となる。
硬質部Hの素材としては、一例として、曲げ弾性率(JIS7171)が1500MPa以上、3500MPa以下である樹脂が挙げられ、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)が挙げられる。硬質部Hの曲げ弾性率としては、2000MPa以上、3500MPa以下がより好ましい。高弾性率の素材(例えば、POM)を用いることにより、形状を細く、あるいは薄くしても過剰な荷重が負荷した際に飛び移り座屈を生じ、振動および音を発現する。また、高弾性率の素材を用いることで、飛び移り座屈を生じた後に迅速に初期状態(弾性変形部90の撓みが解放される状態)に戻ることができる。
軟質部Eの素材としては、飛び移り座屈が生じる際の荷重が、推奨されるブラッシング荷重の値に近くなる点で、一例として、ショア硬度Aが90以下のものが好ましく、ショア硬度Aが50~80のものがより好ましい。軟質樹脂としては、例えば、エラストマー(例えば、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー等)、シリコーンが挙げられる。ポリアセタール樹脂との混和性に優れることからスチレン系エラストマーが好ましい。
反転部80は、図5に示すように、正面視において長軸方向に延び、硬質部70Hにおける貫通孔73よりも先端側の第1領域A1と、貫通孔73よりも後端側の第2領域A2とをつないでいる。反転部80は、ヘッド部10に背面側への外力が加わっていない(または、後述する所定のしきい値以下の外力が加わった)図4に示す第1の安定状態(以下、第1状態と称する)において、長軸方向の両端部から中央に向かうに従って漸次背面側に向かって傾斜する側面視で略V字状に形成されている。すなわち、反転部80は、第1状態において、長軸方向の中央が頂点となる背面側に凸形状に形成されている。
例えば、把持部30を把持した状態でヘッド部10に背面側への外力が加わった際に、外力の大きさが所定のしきい値以下の場合、弾性変形部90及び反転部80は、外力の大きさに応じて弾性変形する。外力が加わった際には、弾性変形部90が撓むにつれて反転部80に撓みエネルギーが蓄積される。
外力の大きさが所定のしきい値を超えた場合、弾性変形部90は、しきい値を超えた外力の大きさに応じてしなって弾性変形する。一方、外力の大きさが所定のしきい値を超えた場合、反転部80は、図7に二点鎖線で示すように、ネック部20が変形したときに飛び移り座屈して反転し、第2の安定状態(以下、第2状態と称する)となる。第2状態において、反転部80は、中央に向かうに従って漸次正面側に向かって傾斜する、側面視で略逆V字状となる向きに反転する。反転部80は、第2状態において、長軸方向の中央が頂点となる正面側に凸形状に形成されている。
すなわち、外力の大きさが所定のしきい値を超えた場合、ヘッド部10の変位に伴って弾性変形部90が弾性変形することにより、音発生部70における撓み強度が担保された状態で、反転部80が第1状態から飛び移り座屈して反転し第2状態となる。また、反転部80と弾性変形部90との間に貫通孔Kが設けられているため、反転部80と弾性変形部90とは、互いに独立して変形可能となり、反転部80を反転させやすくなる。すなわち、ブラッシング荷重が負荷した際に、貫通孔Kが設けられているため、互いの変形挙動を阻害することなく、まず弾性部材90だけが撓んだ後に反転部80が撓むことができる。なお、反転部80と弾性変形部90の間は必ずしも貫通している必要はなく、隙間Sが形成されていれば良い。
上記反転部80が飛び移り座屈して反転した際には、蓄積された撓みエネルギーが一気に解放された振動によりクリック音が生じるため、把持部30を把持した使用者は、ヘッド部10に加わる背面側への外力がしきい値を超えたオーバーブラッシング状態であることを感知できる。
反転部80は、正面側に開口する窪み71及び背面側に開口する窪み72の空間に露出して設けられているため、反転部80が反転した際に生じるクリック音は損失が少ない状態で使用者に到達可能である。そのため、使用者は、ブラッシング時にクリック音を聞きやすくなる。使用者がクリック音を聞きやすくするために、反転部80の位置は、使用者の耳に近いヘッド部10に近い方が好ましい。
人の聴感上の音の大きさは、音圧レベルと周波数の両方に依存するため、ブラッシング時に十分に音が聞こえやすくするためには、音圧レベルと周波数の両方を考慮する必要がある。
ブラッシング時に音が聞こえやすくなるために、音発生部70から発生するクリック音としては、A特性音圧レベルが30dB以上であることが好ましく、40dB以上であることがより好ましい。音圧レベルが高くなると、ヒトが可聴となる周波数が広くなり、低い周波数(例えば100Hzなど)や高い周波数(例えば10000Hzなど)でも、人が聞き取ることが可能となる。
ブラッシング時に音が聞こえやすくなるために、音発生部70から発生するクリック音の周波数としては、100Hz以上、10000Hz以下であることが好ましく、500Hz以上、6500Hz以下であることがより好ましい。音発生部70から発生するクリック音の周波数が100Hz未満の場合、又は10000Hzを超えた場合、クリック音が聞こえづらくなる可能性がある。
反転部80は、正面側における長軸方向の中央、すなわち、凸形状の頂点を含む領域に溝部81を有している。反転部80は、背面側における長軸方向の中央、すなわち、凸形状の頂点を含む領域に溝部82を有している。溝部81、82は、幅方向に延びている。溝部81は、正面側に円弧中心が配置された側面視で円弧形状に形成されている。溝部82は、背面側に円弧中心が配置された側面視で円弧形状に形成されている。反転部80に溝部81、82が設けられていない場合には、反転部80の全体に一様にひずみが生じ、飛び移り座屈を生じにくい。一方、反転部80に溝81、82が設けられることで、溝部81、82に集中的にひずみが生じ、飛び移り座屈が生じやすくなる。
側面視で円弧形状の溝部81、82の半径としては、1mm以上、2mm以下であることが好ましい。溝部81、82の半径が1mm未満の場合、反転部80が反転しない可能性がある。溝部81、82の半径が2mmを超えた場合、反転部80の反転時の振動が小さく十分なクリック音が発現されないため、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。
溝部81、82の深さとしては、溝部81が溝部82よりも深いことが好ましい。溝部82が溝部81よりも深い場合、外力の大きさが所定のしきい値を超えた場合でも反転部80が反転しにくくなる。また、溝部81が溝部82よりも深い場合には、反転部80を正面側により飛び移り座屈しやすくなるように誘導することが可能になる。
なお、溝部81、82の双方が設けられる構成ではなく、溝部82が設けられず、溝部81のみが設けられる構成であってもよい。
反転部80は、凸形状の頂点を含む領域に溝部81、82が設けられているため、凸形状の頂点を含む領域が他の領域よりも薄くなる。そのため、しきい値を超えた外力による反転部80の変形によって溜まった歪みエネルギーを溝部81、82を起点として一気に解放させて、反転部80を反転させクリック音を生じることができる。また、厚さ方向の溝部81、82の位置を調整して、反転部80が第1状態から第2状態に反転する位置を調整することが可能となる。
また、溝部81、82が側面視で円弧形状に形成されているため、例えば、交差する二つの平面でV字状に形成された場合と比較して、溝部81、82を含む反転部80の頂点が厚さ方向に移動した際にも頂点における応力集中を緩和することができる。
図4に示すように、反転部80における支持部77H、78Hとの背面側の交差部と、上記凸形状の頂点との厚さ方向の距離d1としては、0.5mm以上、4.2mm以下であることが好ましい。反転部80における支持部77H、78Hとの背面側の交差部は、反転部80における背面側の面と、支持部77H、78Hの曲面75H、76Hとが交差する位置(側面視において、反転部80の背面側の直線と、曲面75H、76Hの曲線とが交差する位置)である。厚さ方向の距離d1が0.5mm未満の場合、蓄積可能なエネルギーが小さく、しきい値以下の適正荷重でも反転部80が反転してしまう可能性がある。また、反転時に開放されるエネルギーが小さいことからクリック音が十分に発現しない可能性がある。厚さ方向の距離d1が4.2mmを超えた場合、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に反転部80が破断して可逆性がなくなる可能性がある。
厚さ方向の距離d1が上記の範囲内であることにより、歯ブラシ1に生じる撓みエネルギーが反転部80に収束され、蓄積されたエネルギーが反転部80の反転時(オーバーブラッシング時)に一気に解放される。その結果、クリック音が発現され使用者にオーバーブラッシングでることを感知させることができる。
ヘッド部10に加わる背面側への外力のしきい値としては、例えば、適正なブラッシング圧の上限値である。
長軸方向及び幅方向と平行な平面に対して、図4に示すように、反転部80が傾斜する角度θとしては、5度以上、11度以下であることが好ましい。上記傾斜角度θが5度未満の場合は、反転部80が飛び移り座屈せずクリック音を発現しないため、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。上記傾斜角度θが11度を超えた場合は、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転してクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に反転部80が破断して可逆性がなくなる可能性がある。
反転部80の厚さとしては、溝部81、82を除いて1mm以上、2mm以下であることが好ましく、1.2mm以上、1.8mm以下であることがより好ましい。反転部80の厚さが1mm未満の場合、オーバーブラッシングとなる外力が加わった際に、変形するもののエネルギーを蓄積しづらいため、クリック音が生じづらくなり、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。反転部80の厚さが2mmを超えると、外力による変形が生じづらく撓みエネルギーを解放できないため、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に反転部80が破断して可逆性がなくなる可能性がある。
溝部81、82が形成された領域における反転部80の最小厚さとしては、0.1mm以上、1.0mm以下であることが好ましく、0.3mm以上、0.8mm以下であることがより好ましい。反転部80の最小厚さが0.1mm未満の場合、オーバーブラッシングとなる外力が加わった際に、反転部80は緩やかに変形し、エネルギーを蓄積しづらいため、クリック音が生じづらくなる能性がある。反転部80の最小厚さが1.0mmを超えると、外力による変形が生じづらく撓みエネルギーを解放できないため、クリック音が生じづらくなる。
反転部80の最大厚さをT(mm)とし、音発生部70(弾性変形部90)の最大厚さをt(mm)とすると、T/tで表される値を規定することで、過剰なブラッシング荷重が負荷した際に反転部80の反転しやすさ、そのタイミング(しきい値)を制御することが可能になる。T/tで表される値としては、0.05以上、0.35以下であることが好ましく、0.10以上、0.35以下であることがより好ましい。T/tで表される値が0.05未満の場合、音発生部70(弾性変形部90)のしなりに追随する形で反転部80も変形するものの、飛び移り座屈せずクリック音を発現しないため、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。T/tで表される値が0.35を超えると、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。
すなわち、T/tを前記範囲内とすることで、弾性変形部90に対して反転部80の撓み強度が一定の割合で柔軟となり、ハンドル骨格を担う弾性変形部90の撓みに対して、遅れ気味に反転部80を作動させることが可能となる。これにより、過剰なブラッシング荷重が負荷した際にも、反転部80の反転しやすさ、および反転部80が反転する契機となるタイミング(しきい値)を制御することが可能になる。
弾性変形部90の最大厚さtとしては、6mm以上、12mm以下であることが好ましく、8mm以上、10mm以下であることがより好ましい。弾性変形部90の最大厚さtが6mm未満の場合、弾性変形部90の剛性が小さく、反転部80は変形するものの飛び移り座屈せずクリック音を発現しない可能性がある。加えて、弾性変形部90の最大厚さtが6mm未満の場合、蓄積可能なエネルギーが小さく、しきい値以下の適正荷重でも反転部80が反転してしまう可能性がある。弾性変形部90の最大厚さtが12mmを超えると、弾性変形部90の剛性が大きすぎて反転部80への撓みエネルギーの蓄積が困難になる可能性がある。
図3に示すように、反転部80の最大幅をL(mm)とし、音発生部70の最大幅をW(mm)とすると、L/Wで表される値を規定することで、例えば、過剰なブラッシング荷重が負荷した際に反転部80の反転しやすさ、そのタイミング(しきい値)を制御することが可能になる。L/Wで表される値は、0.05以上、0.35以下であることが好ましく、0.10以上、0.35以下であることがより好ましい。L/Wで表される値が0.05未満の場合、音発生部70(弾性変形部90)のしなりに追随する形で反転部80も変形するものの、飛び移り座屈しにくくクリック音を発現しにくいため、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。L/Wで表される値が0.35を超えると、通常のブラッシングの範囲で生じるハンドル体2のしなりでは反転部80が変形および反転しにくくなる。そのため、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。L/Wで表される値を前記範囲内とすることで、ハンドル骨格を担う弾性変形部90の撓みに対して、遅れ気味に反転部80を作動させることが可能となる。そのため、過剰なブラッシング荷重が負荷した際にも、反転部80の反転しやすさ、および反転部80が反転する契機となるタイミング(しきい値)を制御することが可能になる。
反転部80の最大幅Lとしては、15mm以下であることが好ましい。反転部80の最大幅Lが15mmを超えると、外力による変形が生じづらく撓みエネルギーを解放できないため、クリック音が生じづらくなる。
反転部80の長軸方向の長さとしては、15mm以上、30mm以下であることが好ましく、15mm以上、25mm以下であることがより好ましく、15mm以上、20mm以下であることがさらに好ましい。反転部80の先端側端部の位置は、貫通孔73の先端側端部の位置である。反転部80の後端側端部の位置は、貫通孔73の後端側端部の位置である。反転部80の長軸方向の長さが15mm未満の場合、通常のブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転してクリック音を発現することが困難になるとともに、飛び移り座屈してクリック音を発現するために必要な変形を生じることができない可能性がある。反転部80の長軸方向の長さが30mmを超えた場合、飛び移り座屈するまでに必要な変位が非常に大きくなるため、使用性が大きく低下するとともに、反転部80の変形挙動は弾性変形部90と同様な挙動となり、飛び移り座屈しない。
反転部80は、側面視で弾性変形部90における植毛面側11の外形輪郭と背面側の外形輪郭との間に位置する。より詳細には、反転部80の厚さ方向の位置としては、反転部80が歯ブラシの最外郭を形成しないよう、側面視で弾性変形部90の厚さからはみ出さない位置とすることで、例えば、使用時に反転部が使用者に接触することを抑止することができる。具体的には、弾性変形部90の厚さが半分となる位置よりも背面側であることが好ましい。反転部80の厚さ方向の位置が音発生部70の厚さが半分となる位置よりも背面側にある場合、反転部80が反転して第2状態となったときに、反転部80の頂点が弾性変形部90の正面側表面から突出して使用者の指に接触する可能性を低減できる。また、弾性変形部90の厚さが半分となる位置よりも背面側に反転部80が配置されることにより、反転部80が撓んだ際に正面側よりも背面側が圧縮されるので、例えば、反転の契機となるエネルギーが溜まりやすくなり、歪みエネルギーを効率よく反転部80に移行させることができる。
反転部80を構成する硬質樹脂の曲げ弾性率は、1500MPa以上、3500MPa以下であることが好ましく、2000MPa以上、3500MPa以下であることがより好ましい。硬質樹脂の曲げ弾性率が1500MPa未満の場合、反転部80は変形するものの飛び移り座屈してクリック音を発現せず、オーバーブラッシング状態であることを感知することが困難になる可能性がある。硬質樹脂の曲げ弾性率が3500MPaを超えた場合、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。また、規定された曲げ弾性率の素材を用いることで、飛び移り座屈に伴う振動が短時間に集中的に生じて鋭敏(シャープ、大きく)となり十分なクリック音が発生する。結果、使用者はオーバーブラッシングであることを感知しやすくなる。
反転部80が飛び移り座屈したときの、凸形状の頂点の厚さ方向の移動距離としては、0.2mm以上、5.0mm以下であることが好ましい。頂点の厚さ方向の移動距離が0.2mm未満の場合、飛び移り座屈したときの振動が小さくなり、クリック音が十分に発現しない可能性がある。頂点の厚さ方向の移動距離が5.0mmを超えた場合、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。飛び移り座屈したときに反転部80の移動距離が上記の範囲であれば、飛び移り座屈で発生する振動が短時間に集中的に起こり鋭敏(シャープ、大きく)なる。その結果、クリック音が発現され、使用者はオーバーブラッシングであることを感知しやすくなる。
また、反転部80が反転する厚さ方向の範囲としては、支持部77H、78Hの厚さ方向の中心点同士を結ぶ線分を中心として、弾性変形部90の最大厚さtの1%以上、30%以下であることが好ましく、3%以上、15%以下であることがより好ましい。反転部80が反転する範囲が最大厚さtの1%未満の場合、飛び移り座屈したときの振動が小さくなり、クリック音が十分に発現せず聞き取りづらくなる可能性がある。反転部80が反転する範囲が最大厚さtの30%を超えた場合、オーバーブラッシング圧で反転部80が飛び移り座屈して反転しクリック音を発現することが困難になるか、または、飛び移り座屈して反転した際に破断して反転部80の可逆性がなくなる可能性がある。
弾性変形部90における硬質部90Hの厚さとしては、1.0mm以上、2.0mm以下であり、幅が厚さよりも大きいことが好ましい。硬質部90Hの厚さが1.0mm未満の場合、蓄積可能なエネルギーが小さく、しきい値以下の適正荷重でも反転部80が反転してしまう可能性がある。また、反転時に開放されるエネルギーが小さいことからクリック音が十分に発現しない可能性がある。硬質部90Hの厚さが2.0mm以下の場合、平面応力状態となるため、硬質部90Hは、内部応力を生じにくくなる。その結果、変形しても破断しにくくなり、反転部80の反転に要するエネルギーを十分に蓄積することで効果的にクリック音を発現させることが可能となる。
また、本実施形態の歯ブラシ1においては、反転部80及び弾性変形部90が幅方向に配置されているため、音発生部70を正面側及び背面側にはより変形しやすく、長軸方向及び幅方向にはほとんど変形しない平面応力状態とすることができる。すなわち、本実施形態の歯ブラシ1においては、反転部80及び弾性変形部90が変形する方向は、幅方向に互いに離間した厚さ方向であり、同一平面上に存在しない構成となっている。換言すると、厚さ方向の外力による弾性変形部90が変形する経路と、厚さ方向の外力による反転部80が変形する経路とは、非干渉に設けられている。そのため、本実施形態の歯ブラシ1では、弾性変形部90および反転部80は互いに制約をより受けにくく、変形可能となるため、反転部80の反転に要するエネルギーを一層十分に蓄積することが可能となり、反転部80(特に溝部81、82)に集中的に応力が生じ、鋭敏な飛び移り座屈してクリック音を発現することができる。
また、実施形態の歯ブラシ1においては、幅方向にぶれることが抑制されているため、ブラッシングによる厚み方向の撓みを、ロスすることなく反転部80に伝えることができる。また、反転部80及び弾性変形部90が幅方向に配置されることで、弾性変形部90の撓みと反転部80の反転を独立させて、タイミングをずらすことが可能になる。仮に、厚さ方向に弾性変形部90と反転部80とを配置した場合は、弾性変形部90の撓みと反転部80の反転に対し、互いの役割が阻害される可能性がある。
以上説明したように、本実施形態の歯ブラシ1においては、少なくとも反転部80が飛び移り座屈して反転する外力までは弾性変形する弾性変形部90と、しきい値を超えた背面側への外力により飛び移り座屈して反転する反転部80とが幅方向に隙間をあけて配置されているため、ヘッド部10に背面側への所定のしきい値を超えた外力が加わった際に、反転部80が飛び移り座屈して反転した際の振動により、クリック音を発現できるため、把持部30を把持した使用者は、ヘッド部10に加わる背面側への外力がしきい値を超えたオーバーブラッシング状態であることを感知できる。
[実施例]
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
(実施例1~9、比較例1)
[表1]に示す仕様に従って、音発生部の有無、A特性音圧レベル、クリックの周波数、弾性変形部の数、反転部の数、弾性変形部と反転部の干渉関係、弾性変形部と反転部の位置関係(並び方向)、弾性変形部及び反転部の硬質部の曲げ弾性率が異なる歯ブラシを実施例1~9、比較例1のサンプルとした。各サンプルにおける弾性変形部の厚さは、9.8mmとした。各サンプルにおける弾性変形部の硬質部の厚さは、2.0mmとした。
実施例1~3は、上記実施形態で説明した音発生部を有する歯ブラシをサンプルとした。実施例4は、反転部を挟んだ厚さ方向の両側に隙間を介して弾性変形部が配置された歯ブラシをサンプルとした。実施例5は、厚さ方向の一方側と他方側に隙間を介して反転部と一つの弾性変形部とが配置された歯ブラシをサンプルとした。実施例6は、弾性変形部が設けられず、長軸方向に延びるとともに、幅方向及び厚さ方向を含む平面で切断した断面形状が背面側に凸形状の椀型円弧形状の、いわゆるバタフライヒンジ型の反転部を有する歯ブラシをサンプルとした。実施例7は、弾性変形部が実施例1と同一構成で、反転部の代わりに基端が音発生部の後端側に位置し先端側に延びる第1係合部と、基端が音発生部の先端側に位置し後端側に延びる第2係合部とが厚さ方向に隙間をあけて、且つ、弾性変形部と離間して配置され、厚さ方向の外力がしきい値を超えたときに互いに係合した後に、厚さ方向の位置関係が逆転する歯ブラシをサンプルとした。実施例8は、実施例1のサンプルに対して、弾性変形部と反転部とが隙間のない状態で設けられた歯ブラシをサンプルとした。実施例9は、実施例1のサンプルに対して、弾性変形部の硬質部が軟質部で覆われない歯ブラシをサンプルとした。比較例1は、音発生部(反転部及び弾性変形部)を有さない歯ブラシ(ライオン株式会社製、クリニカアドバンテージハブラシ)をサンプルとした。なお、植毛部もクリニカアドバンテージハブラシと同じ仕様とした。
[クリック音の測定方法]
各サンプルについては、ヘッド部の植毛面が水平になるように音発生部70と把持部30の境界から把持部30側を固定した。一定速度(100mm/min)でヘッド部10の中央を鉛直下方に荷重を負荷して反転部を反転させた際のクリック音を測定した。測定は、音発生部の中心から使用者の耳までの距離を想定し、サンプルから15cm(変形部から正面側方向に15cm)の距離の位置に配置したマイクロホンを用いて行った(3回測定の平均値を採用)。なお、測定は、測定音に影響がない静かな部屋で行った。
[クリック音の評価方法]
(調査方法)
実施例1~9の歯ブラシのサンプル、比較例1の歯ブラシの各サンプル1本ずつの合計10本を1週間使用した後にアンケートを実施した。調査対象は、ブラッシング荷重を適切にコントロールできる歯ブラシ専門家パネリスト8名で行った。
「クリック音の聞こえやすさ」については、「非常に良く聞こえる」を「4点」とし、「良く聞こえる」を「3点」とし、「聞こえる」を「2点」とし、「聞こえない」を「1点」とし、各サンプル毎に得られた点数の平均点を用いた(「力加減の分かりやすさ」の指標)。評点の平均値は、小数点第2位を四捨五入し、小数点第1位までの桁とした。
オーバーブラッシング荷重でのクリック音の発現しやすさについては、「オーバーブラッシング荷重時に非常に精度良く連動し、音が発現する」を「4点」とし、「オーバーブラッシング荷重に精度良く連動し、音が発現する」を「3点」とし、「オーバーブラッシング荷重時に連動し、音が発現する」を「2点」とし、「オーバーブラッシング荷重時と音が連動しない」を「1点」とし、各サンプル毎に得られた点数の平均点を用いた(「力加減の分かりやすさ」の指標)。評点の平均値は、小数点第2位を四捨五入し、小数点第1位までの桁とした。なお、本調査では、オーバーブラッシング荷重となる閾値を200gとした。
評価結果については、平均点が2.0点以上を合格(OK)とし、2.0点未満を不合格(NG)とした。
Figure 0007531403000001
[表1]に示されるように、音発生部を有する実施例1~9のサンプルは、A特性音圧レベルが30dB以上であり、周波数が100Hz以上、10000Hz以下であり、「クリック音の聞こえやすさ」、「オーバーブラッシング荷重でのクリック音の発現しやすさ」の双方が合格(OK)であった。一方、音発生部を有さない比較例1のサンプルは、クリック音を発現せず不合格(NG)であった。
また、弾性変形部および反転部の硬質樹脂の曲げ弾性率が1500MPa以上の実施例1~5、7~9のサンプルについても「クリック音の聞こえやすさ」、「オーバーブラッシング荷重でのクリック音の発現しやすさ」の双方が合格(OK)であることを確認できた。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、音発生部70がネック部20と把持部30との間に設けられる構成を例示したが、この構成に限定されない。音発生部70としては、ネック部20に設けられる構成や、把持部30に設けられる構成であってもよい。
また、上記実施形態では、音発生部70に反転部80が一つ設けられる構成を例示したが、この構成に限定されず、複数の反転部80を設ける構成であってもよい。
例えば、二つの反転部80を設ける場合、一方を適正なブラッシング荷重の上限値で反転する厚さ、傾斜角度θ等に形成し、他方を適正なブラッシング荷重の下限値で反転する厚さ、傾斜角度θ等に形成する構成とすることにより、ブラッシング荷重の上限値及び下限値の双方を容易に規定することが可能となる。
また、上記実施形態では、反転部80が厚さ方向に反転する構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、幅方向や、長軸方向と直交するとともに幅方向及び厚さ方向と交差する斜め方向に反転する構成であってもよい。反転部80が斜め方向に反転する構成を採ることにより、ローリング法でブラッシングする際のオーバーブラッシングを感知することが可能になる。
本発明は、歯ブラシに適用できる。
1…歯ブラシ、 2…ハンドル体、 10…ヘッド部、 11…植毛面、 20…ネック部、 30…把持部、 70…音発生部、 77H、78H…支持部、 80…反転部、 81、82…溝部、 E、31E、32E…軟質部、 H…硬質部、 S…隙間

Claims (6)

  1. 長軸方向の先端側に設けられ植毛面を有するヘッド部と、前記ヘッド部より後端側に配置された把持部と、前記植毛面と前記把持部との間に配置されたネック部とを有し、
    前記植毛面よりも後端側に、前記植毛面と直交する第1方向の外力がしきい値を超えたときの変形でクリック音を発生する音発生部を有し、
    前記音発生部は、
    前記しきい値を超えた前記外力による、前記第1方向で前記植毛面とは逆側である背面側への前記ヘッド部の変位に伴って、飛び移り座屈して反転したときに前記クリック音を発生する反転部とを備え、
    前記音発生部は、当該音発生部における前記先端側の第1領域と、当該音発生部における前記後端側の第2領域とをつなぎ、少なくとも前記音発生部が前記クリック音を発生する前記外力までは弾性変形する弾性変形部を備え、
    前記弾性変形部と前記反転部とは、前記第1方向及び前記長軸方向とそれぞれ直交する第2方向に隙間をあけて配置され、
    前記弾性変形部は、前記長軸方向に延び、前記反転部を挟んで前記第2方向に複数並んで配置され、
    前記第2方向に並ぶ複数の前記弾性変形部と前記反転部との間に、前記長軸方向に延びる前記隙間が配置され、
    前記反転部の前記第2方向の最大幅をLとし、前記音発生部の前記第2方向の最大幅をWとすると、L/Wで表される値は、0.05以上、0.35以下であり、
    前記反転部の前記第1方向の最大厚さをTとし、前記音発生部の前記第1方向の最大厚さをtとすると、T/tで表される値は、0.05以上、0.35以下であり、
    前記反転部は、前記第1方向の前記外力が前記しきい値以下のときに前記背面側に凸形状であり、
    前記反転部は、前記凸形状の頂点を含む領域に、前記植毛面側と前記背面側の少なくとも一方に前記第2方向に延びる溝部を有し、
    前記溝部を除く前記反転部の厚さは、1mm以上、2mm以下であり、
    前記溝部が設けられた領域の前記反転部の前記第1方向の最小厚さは、0.1mm以上、1.0mm以下である、ことを特徴とする歯ブラシ。
  2. 前記音発生部から発生する音は、
    A特性音圧レベルが30dB以上であり、
    周波数が100Hz以上、10000Hz以下である、
    請求項1に記載の歯ブラシ。
  3. 前記弾性変形部は、硬質樹脂で形成された硬質部と、軟質樹脂で形成され前記硬質部を被覆する軟質部とを有し、
    前記反転部は、曲げ弾性率が1500MPa以上の硬質樹脂で形成されている、
    請求項1または2に記載の歯ブラシ。
  4. 前記弾性変形部の前記第1方向の厚さは、6mm以上、12mm以下であり、
    前記音発生部は、前記長軸方向の両端側に前記硬質樹脂で形成され、前記弾性変形部及び前記反転部の前記長軸方向の両端を支持する支持部をそれぞれ有し、
    前記反転部は、前記支持部における前記第1方向の厚さの中心点同士を結ぶ線分を中心として、前記弾性変形部における前記第1方向の厚さの1%以上、30%以下の範囲で反転する、
    請求項3に記載の歯ブラシ。
  5. 記支持部との前記背面側の交差部と、前記凸形状の頂点との前記第1方向の距離は、0.5mm以上、4.2mm以下である、
    請求項4に記載の歯ブラシ。
  6. 前記硬質部の前記第1方向の厚さは、1.0mm以上、2.0mm以下である、
    請求項3からのいずれか一項に記載の歯ブラシ。
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