JP6921938B2 - ブラシヘッド及び電動歯ブラシ - Google Patents

Description

本開示は、フィラメントからなる複数のタフトを含むブラシヘッドに関し、こうしたブラシヘッドを含む電動歯ブラシに関する。

電動歯ブラシのブラシヘッドは、通常、フィラメントからなる複数のタフトを含み、タフト形状、タフト寸法、及びフィラメントの種類には高い多様性があるため、タフトの配置は様々な形態を取り得ることが知られている。このため、例えば、最適な洗浄のため、最適な歯肉マッサージのため、敏感なユーザのため、歯間洗浄のためなど、異なるブラッシング対象に対する様々なタフト配置が提案されている。

各ユーザは、極めて敏感な歯肉、又は中度から硬質のブラシヘッドに伴うエナメル質の摩耗及び歯肉への刺激に対する一般的な恐れを有し得るため、高い割合のユーザが軟質のブラシヘッドを好む。軟質ブラシヘッドはこのようなものとして知られているが、軟質ブラッシングの印象と良好な洗浄効果とを結びつけることには困難がある。

このため、本開示の目的は、既知のブラシヘッドから改善された、又は少なくとも既知のブラシヘッドの代替となるブラシヘッドを含み、ブラシヘッドが使用時に穏やかでありながら、なお良好な洗浄効果を有するタフト配置を含む、ブラシヘッド及び電動歯ブラシを提供することである。

一態様によれば、電動歯ブラシ用のブラシヘッド、具体的には交換式ブラシヘッドであって、（ａ）電動歯ブラシのハンドルに着脱可能なハウジングと、（ｂ）取付側、具体的には円形、楕円形、又は長円形の取付側を有するキャリアであって、キャリアの取付側上の中心点を通って延在する回転軸を中心として駆動される振動回転運動のためにハウジングに取り付けられる、キャリアと、を含み、（ｃ）タフトはそれぞれ少なくとも約２．０ｍｍ^２、具体的には少なくとも約２．８０ｍｍ^２のタフティング面積を有し、タフトのそれぞれのフィラメントは、１４０μｍ〜１０２μｍの範囲、具体的には約１２７μｍの直径を有する円形断面積に対応する、これらの長さ伸長方向に対して垂直の断面積を有し、具体的にはブラシヘッドは既定の種類のタフトのみを含む、ブラシヘッドが提供される。

一態様によれば、こうしたブラシヘッドを含む電動歯ブラシが提供される。

本開示を、例示的実施形態の詳細な説明及び図面の参照によって更に明らかにする。図中、
具体的には交換式ブラシヘッドであってもよいブラシヘッドを含む、提案される電動歯ブラシの概略図である。 本開示による、例示的な交換式ブラシヘッドの概略図である。 例示的な非テーパ状フィラメントの図である。 例示的なテーパ状フィラメントの図である。 タフトがキャリアの取付側上に取り付けられた、フィラメントからなる例示的なタフトの概略図である。 図４Ａに示すタフトの平面Ｂ−Ｂに沿って取った細長い（ここでは長円形）断面形状の図である。 例示的な細長い断面形状及び関連する近似楕円の図である。 複数のタフトのタフティング面積が示される、キャリアの例示的な取付側の平面図である。 円形セグメントによって画定されるタフトの例示的な細長い断面形状の図である。

本明細書で提案される電動歯ブラシのブラシヘッド、具体的には交換用ブラシヘッド（すなわち電動歯ブラシのハンドルに繰り返し着脱可能なブラシヘッド）は、１４０μｍ（５．５ｍｉｌ）〜１０２μｍ（４．０ｍｉｌ）（任意で、下範囲値は１１４μｍ（４．５ｍｉｌ）である）の範囲の、具体的には１３５μｍ未満、より具体的には約１２７μｍ（５ｍｉｌ）の、特定の細い直径のフィラメントを有するタフトを含む。具体的には、提案されるブラシヘッドは、フィラメントが所定の直径範囲にあるタフトのみを含む。いくつかの実施形態では、ブラシヘッドのタフトの少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％は、提案された範囲内のフィラメントからなる。本開示の一対象は、上記の細いフィラメントからなるタフトのみを含むブラシヘッドであるが、一般には更なるエラストマ要素もブラシヘッド上に配置されることは除外されない（その場合、エラストマ要素はタフトとはみなされない）。エラストマ要素は、穏やかな印象を支持することができ、また、歯肉マッサージ機構などのブラシヘッドの更なる利点を追加することができる。

歯ブラシ（例えばＤｕＰｏｎｔ（Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ）から入手可能なもの）に使用されるフィラメントは、円形の断面形状を有する場合が多いため、断面積は直径から直接算出することができるが、他の形状も可能であり、同様に用いられており（例えば花様断面形状、三角形状など）、その場合、これらの非円形フィラメントの断面積は上記の対応する円形フィラメントと同じ値を有し、すなわち、断面積は約１５，３９４μｍ^２未満となる（この面積は直径１４０μｍの円形フィラメントに関連する）。このように細いフィラメントは、ブラッシング中に穏やかな印象を生じさせることが判明している。これは、本質的には、曲げ剛性が円形フィラメントの半径の第４の力に依存しているために、直径が減少すると劇的に減少するフィラメントの曲げ剛性によってもたらされる。本開示に関連して、細いフィラメントを含むタフトは、各フィラメントの低減した曲げ剛性を相殺するために比較的大きなタフティング面積（すなわち、取付側の水準におけるタフトの高さ伸長方向に対して垂直の平面でのタフトの面積）を有するべきであることが判明している。標準的な歯ブラシの一般的なタフティング面積は、直径１．５ｍｍの円形のタフトで約１．７７ｍｍ^２であることが多い。上記の範囲内の細いフィラメントのみを有するタフトは、少なくとも約２．０ｍｍ^２、具体的には少なくとも約２．２ｍｍ^２、少なくとも約２．４ｍｍ^２、少なくとも約２．６ｍｍ^２、更に具体的には少なくとも約２．８ｍｍ^２の断面積を有するべきであることが判明している。タフトのタフティング面積を増加させることによって、個々の細いフィラメントの低い曲げ剛性は、穏やかな感覚を維持するが、タフトの安定性を増加させ、したがって効果的な洗浄を支援するような方法で相殺される。このため、約１４０μｍ未満（具体的には約１２７μｍ）のフィラメントを含むタフトのみを有し、各タフトが少なくとも約２．０ｍｍ^２（具体的には少なくとも約２．８ｍｍ^２）の断面積を有するブラシヘッドは、細いフィラメントの低い曲げ剛性を相殺するタフトの大きなタフティング面積のために、良好な洗浄効果と組み合わせられた良好な穏やかさの印象を提供する（すなわち、ユーザは「軟質な」ブラシであると体験する）。具体的には、このため、ブラシヘッドは提案されるタフティング面積及び提案されるフィラメント直径を有するタフトのみを含む。これは、エラストマ要素などの他の洗浄要素も存在することを除外するものではないが、一部の実施形態では、提案されるブラシヘッドの複数の洗浄要素は、提案されるタフトのみからなる。いくつかの実施形態では、ブラシヘッドのタフトの少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％は、提案されたタフトである（細いフィラメント及び大面積）。

キャリアの取付側とその自由端部との間のフィラメントの長さは５．０ｍｍ〜１２．０ｍｍの範囲、具体的には７．５ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内にあってよい。多くの標準的ブラシヘッドが８．０ｍｍ未満の平均フィラメント長さを有するが、（例えばＯｒａｌ−Ｂ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｌｅａｎ（ＥＢ１７）ブラシヘッドはフィラメント長さが７．５ｍｍの１８個のタフトを有し、６個のタフトのみがフィラメント長さが８．２ｍｍの歯間洗浄用であり、そのため７．６７５ｍｍの平均フィラメント長さが達成された）ブラシヘッドの穏やかさは少なくとも約８．０ｍｍ、具体的には少なくとも８．２ｍｍ、より具体的には少なくとも８．４ｍｍの平均フィラメント長さで改善することができる。フィラメントの曲げ剛性は長さが増すと低下するため、ブラシの穏やかな感覚はフィラメントの長さを増すことによって向上させることができるが、非常に長いフィラメントは離れるように容易に屈曲して良好な洗浄性能を提供しなくなるため、長さを自由に増加させることはできない。いくつかのタフトは長さの異なるフィラメントを含むことができ、いくつかのタフトは同じ長さのフィラメントのみを含むことができる。長さの異なるフィラメントを有するタフトは、フィラメントの自由端部が共通の面上に置かれるように配置することができる（すなわち、傾斜した平面対キャリアの取付側面）。具体的には、少なくともブラシヘッドの周囲に配設されたサブ複数のタフトは、少なくとも８．５ｍｍのフィラメント長さを有してよい。一部の実施形態では、各タフトは少なくとも約１３０本のフィラメント、具体的には少なくとも約１４０本のフィラメントを有する。本明細書で提案される細いフィラメント及びタフトの大きな面積のために、標準サイズのブラシヘッドは少なくとも２０００本のフィラメント、具体的には少なくとも２５００本のフィラメント、更に具体的には約２７００本のフィラメントを含むことができる（例えば上記のＯｒａｌ−Ｂ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｌｅａｎブラシヘッドは１２４８本のフィラメントを有していた）。本明細書で提案されるフィラメントは既知のブラシヘッドに使用されているものよりも細いが、これらはそれぞれブラッシング中に歯の表面に作用してプラークを除去する先端をなお提供し、その結果、フィラメント先端部の量が増えるために洗浄効果が改善される。

いくつかの実施形態では、タフトはキャリアの中心に配置され（「中心タフト」）、少なくとも約４．０ｍｍ^２、少なくとも約４．５ｍｍ^２、又は少なくとも約５．０ｍｍ^２のタフティング面積を有する。ブラシヘッドの中心は、一般にはブラッシングされている歯の中心に配置されることが分かっている。副作用（例えば歯肉の刺激）なしに最適な洗浄を行うためには、ユーザが特定の力を歯に適用することが推奨されている。例えば約２ｍｍ^２のタフティング面積を有する中心タフトは、細いフィラメントの低い曲げ剛性のために印加力下で本質的に崩壊し得る（すなわち、タフトのフィラメントが個々に離れる方向に屈曲する）。こうして、中心タフトのタフティング面積がより大きいと、こうした傾向を少なくとも部分的に克服することが判明した。中心タフトは、具体的には、少なくとも約２５０本のフィラメント又は少なくとも約３００本のフィラメントを含むことができる。いくつかの実施形態では、中心タフトは、直径が１４０μｍ超、例えば約１５２μｍ（６ｍｉｌ）のフィラメントからなる。振動回転するブラシヘッドの中心タフトのフィラメントは最小の運動経路を作るので、全体的な穏やかさの印象は中心タフトのフィラメントの厚さに大きく影響されないため、より厚いフィラメントで中心タフトの安定性を改善することができる。取付側の中心点まで３．０ｍｍ以下（任意で２．０ｍｍ、又は１．０ｍｍ、又は０．５ｍｍ、又は０．２ｍｍ以下）の距離にその面積の中心を有するタフトは、中心タフトとみなすことができる。

更に、テーパ状自由端部（すなわち、キャリアに接続されていないフィラメントの端部であり、後者の端部は「取付端部」となる）を有するフィラメントは、穏やかさの印象を強化するということが判明した（テーパ状自由端部を備えるフィラメントは「テーパ状フィラメント」とも称することができる）。このため、一部の実施形態では、キャリアに取り付けられた少なくともサブ複数のタフトは、それぞれ少なくとも１つのテーパ状フィラメントを含む（少なくとも１つのテーパ状フィラメントを有するこうしたタフトは「テーパ状タフト」と称される）。テーパ状フィラメントは、自由端部からフィラメントの取付端部に向かうテーパリング長さを１．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲で有し得、具体的には少なくとも２．０ｍｍ、少なくとも３．０ｍｍ、少なくとも４．０ｍｍ、少なくとも５．０ｍｍ、又は少なくとも６．０ｍｍのテーパリング長さを有し得る。フィラメントの残部は一定の厚さ（又は断面積）を有する。

しかし、ユーザは、テーパ状自由端部を有するフィラメントの洗浄効果をその穏やかさのために過小評価する傾向もあり、こうしたブラシヘッドを使用する時に過剰な圧力を加える場合があるということが判明した。過剰な圧力下では、テーパ状フィラメントは歯茎に対して弱々しい（poky）と知覚される場合がある。このため、サブ複数のテーパ状タフトの少なくとも１つのタフトがテーパ状フィラメントのみを含むこと（「完全テーパ状タフト」とも称される）は除外しないが、別の方法でテーパ状フィラメントを含むタフトが１％〜２０％のわずかな割合の非テーパ状フィラメント、すなわち、その自由端部が本質的に平坦なフィラメントを含むこと（「混合テーパ状タフト」とも称される）も検討される（フィラメントの略半球状の自由端部をもたらす可能性のあるいわゆる端部丸みつけ（end-rounding）は、本願の目的におけるテーパリングであるとはみなされず、平坦であるとみなされる）。混合されたテーパ状タフト中における比較的低い割合の非テーパ状フィラメントの組み合わせ（もう一方のフィラメントはテーパ状フィラメントである）は、完全テーパ状タフトと比較して穏やかさの印象を大きく低減させないが、洗浄効果の感覚を増大させるため、ユーザは完全テーパ状タフトでのような大きな力を適用しないということが判明した。非テーパ状フィラメントの割合は、具体的には２％〜１０％の範囲、更に具体的には４％〜８％の範囲であり得る。具体的には、混合テーパ状タフトは、取付側の周囲に配設することができる（例えば、混合テーパ状タフトの外側環配置形態で）。

本開示に記載されるタフトは、アンカー技術（「ステープリング」技術とも称され、長いフィラメントがその中心の周りで折り曲げられ、取付穴を包囲するキャリア材料内に打ち込まれるアンカーワイアによって取付穴を有するキャリアに接続される）によって、又はアンカー不使用技術（「ホットタフティング」技術とも称され、フィラメントのタフトが典型的には取付端部上で一体に溶融され、及び／又はキャリアが取付端部の周囲で射出成形される）によって、キャリアに接続することができるものと考えられる。ステープルされたタフトの折り曲げられたフィラメントは２つの自由端部を有すると言うこともできるが、本開示の目的のために、折り曲げられたフィラメントがそれぞれ自由端部とキャリアに接続される取付端部とを有する２本のフィラメントを表すことを検討すべきである。アンカー技術はホットタフティング技術と比べていくらかの制約を有するが、複雑な形状のタフトは、アンカー技術により、取付穴を互いに近接して配置することによって、また取付穴の形状を付与することによって製造することができ、穴はそれぞれ穴に取り付けられるフィラメントの群の形状を誘導し、取付穴の群は一体で複雑な形状のタフトの形状を誘導する。

いくつかの実施形態では、ブラシヘッドの複数のタフトは、本質的に環状配置で配置されるサブ複数のタフトを含み（すなわち、取付側の水準上のサブ複数のタフトのそれぞれのタフティング面積の中心点の位置は、本質的に円、又は楕円、又は長円上に置かれるか、あるいは、環から、環の平均半径の約２０％未満、具体的には１５％未満、又は１０％未満、又は５％未満の距離でこうした環上に位置することから外れる）、具体的には環状配置の中心点はキャリアの取付側の中心点と本質的に一致する。「環」の偏心は０．９４未満であってもよい。いくつかの実施形態では、２つ以上のこうした環状配置がキャリア上に取り付けられ、具体的には第２の環状配置が第１の環状配置の内側に完全に置かれ、具体的には第１の環のタフトの中心点を接続する線から形成される多角形（すなわち第１のサブ複数のタフトからの）（その多角形構造は環形状に近似する）は、第２の環のタフトの対応する折れ線（すなわち第２のサブ複数のタフトからの）を完全に包囲する。

いくつかの実施形態では、タフトの高さ伸長方向に対して垂直の平面内のタフトの断面形状は細長く、すなわちタフトの断面形状は、楕円形であるか近似楕円に適合し、近似楕円はその中にタフトの細長い断面形状が適合する最小面積を含む楕円である。断面形状が楕円である場合は、この楕円もまたこのタフトの近似楕円である。近似楕円は長軸と短軸とを有する。いくつかの実施形態では、サブ複数のタフトのうちのタフトは本質的に環状に配置され、各タフトは取付側の水準上に細長い断面形状を有し、それぞれの近似楕円の長軸は取付側の中心点から近似楕円の中心まで放射状線に対して傾斜し、傾斜は±５°〜±８５°の範囲であり、これは、角度は５度〜８５度の範囲又は−５°〜−８５°の範囲に位置することを意味する。これらの実施形態のいくつかの変形では、全ての傾斜角は正又は負のいずれかである。これらの実施形態のいくつかの変形では、全ての傾斜角は同一であるか、最大２０度、又は最大１５度、又は最大１０度、又は最大５度の幅を有する範囲内に置かれ、例えば傾斜角は全て正であってもよく、また、３５度〜５５度の範囲内に置かれてもよい（範囲幅は２０度である）。ブラシヘッドの振動回転するキャリア上に取り付けられた、このように傾斜した細長いタフトは、その広い側面を歯表面のプラークに接触させて運動し、傾斜しているために、緩んだプラークを細長いタフトの端部に向けて誘導する。

用語「細長い断面形状」は、その中に細長い形状が適合する近似楕円の参照を除いては上記で特定されていないが、細長い形状はいくつかの実施形態で星状領域として定義することができ、星状領域の領域では、星状領域の全ての他の点が可視である少なくとも一点を見出すことができる。具体的には、バナナ型、腎臓型、楕円形、矩形、又は菱形状であるこうした星状領域は、本開示の目的の範囲内では細長い断面形状とみなすべきである。

いくつかの実施形態では、サブ複数のタフトの２つの環状配置はキャリアの取付側に取り付けられ、１つの環状配置（タフトの「内側環」）がタフトの別の環状配置（タフトの「外側環」）の内側に位置する。これらの実施形態の変形では、少なくとも外側（あるいは内側）環のタフトは細長い断面形状を有し、また上記のパラグラフで説明したとおりに傾斜しており、具体的には環のタフトはそれぞれ正又は負に傾斜している。上記の実施形態のいくつかの変形では、内側（あるいは外側）環のタフトもまた細長い断面形状を有して傾斜し、具体的には２つの環の全てのタフトが正又は負に傾斜してよく、更に具体的には内側環のタフトが外側環のタフトと同じ一般的傾斜方向（すなわち正又は負の傾斜）を有してよい。これらの実施形態の変形では、外側環のサブ複数のタフトは全て混合テーパ状タフトであり、内側環のサブ複数のタフトは全て非テーパ状自由端部を有するフィラメントのみから製造されている（非テーパ状タフト）。追加の中心タフトが取付側の中心内に取り付けられてもよく、具体的には中心タフトは少なくとも約５．０ｍｍ^２のタフティング面積を有する。続いて、各近似楕円の長軸に沿って延在する線が中心タフトのタフティング面積と交差しないように内側環及び／又は外側環のタフトの傾斜を選択することができる。続いて、タフトの近似楕円の長軸に沿ってブラッシングする間に作用する力は、本質的にタフトを中心タフトと衝突するように屈曲させることができなくなる。

いくつかの実施形態では、環状配置を形成するサブ複数のタフトのうちのタフトは全て同じ断面形状を有してもよい。

本開示に従うキャリアの取付側は、細いフィラメントを備えた大面積のタフトを含み、具体的にはブラシヘッドのタフトは全て上記の大面積及び上記の細いフィラメントを有する。フィラメントは、上記で説明したように少なくとも８．０ｍｍの平均長さを有することができる。取り付けられたタフト周囲に必要なタフト保持力に耐えるキャリア壁を提供するために、隣接するタフトの境界線間（又はタフト境界線とキャリア縁部との間）の典型的な距離は約０．８ｍｍである。大面積のタフトのため、小面積のタフト（例えば約１．７７ｍｍ^２又は更に小面積のタフト）の場合よりも少ない数のタフトがキャリアに取り付けられるが、これはまた、上記の安定性のため、かつ高い保持力を提供するために必要な面積が、小面積のタフトを備えるブラシヘッドの場合よりも小さいことを意味する。したがって、本明細書で提案されるキャリア上のフィラメント密度は、１平方ミリメートル当たり少なくとも１５フィラメント、具体的には１平方ミリメートル当たり少なくとも１８フィラメントの値を有し得る。キャリアが外側タフトの縁部よりも０．８ｍｍ大きくてもよいことを考慮すると、提案されるブラシヘッドのタフト面積は取付側の面積の２５％超、具体的には２８％超、更に具体的には３０％超であってもよく、約３５％に達する場合もある。取付側の面積は、１２０ｍｍ^２〜２００ｍｍ^２の範囲、具体的には１４０ｍｍ^２〜１８０ｍｍ^２の範囲であってもよい。

一態様では、電気歯ブラシは本開示の交換用ブラシヘッドを含む。いくつかの実施形態では、ブラシヘッドは、少なくとも１つのテーパ状、混合テーパ状、又は完全テーパ状のタフトを含む。続いて、電動歯ブラシを、キャリアを駆動して振動角度を有する振動回転を実施させ、テーパ状フィラメントの取付端部が各振動周期の半サイクル当たり３．０ｍｍ超、具体的には少なくとも３．１ｍｍ、更に具体的には少なくとも３．２ｍｍ、又は少なくとも３．３ｍｍ、又は少なくとも３．４ｍｍの経路に沿って移動するように構成することができる。

図１は、本開示に従う例示的な電動歯ブラシ１の正面概略図である。電動歯ブラシ１は、ブラシヘッド１０及びハンドル２０を含む。ブラシヘッド１０は、具体的には交換用ブラシヘッド、すなわち、ハンドル２０と繰り返し着脱するために構成されるブラシヘッドとして構成することができる。ブラシヘッド１０は、ブラシヘッド１０のハウジング１９に対して駆動される振動回転運動のために取り付けられたキャリア１１を備える。回転軸Ｒ１はキャリア１１の取付側１２の中心点１３を通って延在する（中心点１３は取付側１２領域の中心に位置する必要はなく、そこから逸脱してもよい）。キャリア１１は細いフィラメントから製造された複数のタフトを含む。示される実施形態では、例えばエラストマ要素などの更なる洗浄要素はブラシヘッド１０の取付側１２上に取り付けられていないが、上記で説明したとおり、いくつかの実施形態ではこうしたエラストマ要素は存在する。電動歯ブラシ１は、駆動部がキャリアを動かして偏角値α１／２（すなわち角度値α１の最大偏向）を有する振動回転運動を行わせるように配置される。最大偏角値α１は、１０°〜９０°、具体的には１５°〜６０°の範囲内に、更に具体的には２０°〜５０°の範囲内にあってよい。

図２は、ブラシヘッド１０Ａが交換用ブラシヘッドとして実現されている、本開示による例示的なブラシヘッド１０Ａの概略斜視図である。ブラシヘッド１０Ａは、回転軸Ｒ２を中心に駆動される振動回転運動のためにブラシヘッド１０Ａのハウジング１９Ａに取り付けられたキャリア１１Ａを含む。回転軸Ｒ２はキャリア１１Ａの取付側１２Ａの中心点１３Ａを通って延在する。ブラシヘッド１０Ａのハウジング１９Ａは本質的に中空である（ハンドル（例えば図１に示すハンドル２０）の駆動軸とキャリア１１Ａとを連結するために、運動トランスミッタが中空のハウジング１９Ａ内に配設されてもよい）。このため、ハウジング１９Ａは、ハンドルの駆動軸部分を受容するための開口部１８Ａを有する。

図３Ａは、キャリアの取付側１２Ｂに取付端部３２が取り付けられたフィラメント３０の概略図である。示されるフィラメント３０は、本質的に平坦である（フィラメント３０は自由端部３１で切断されていてもよい）か、又は自由端部３１の位置でわずか若しくは大幅に丸みがついている（いわゆる端部丸みつけ）かのいずれかの自由端部３１を有する非テーパ状フィラメントである。丸端部は、平坦な自由端部３１の周辺縁部を単にバリ取り（又は面取り）する場合もあるが、自由端部３１は相当な端部丸みつけの後で本質的に半球形であり得る（当該技術分野で一般に知られるように、端部丸みつけのためには、フィラメントの自由端部をサンドペーパーなどの研磨面上で研ぐ）。図３Ａに示すフィラメント３０は高さ伸長方向Ｈ１に垂直な平面内に円形の断面形状を有し（この平面は線Ａ−Ａで示される）、フィラメント３０はフィラメント３０の取付端部３２とフィラメント３０の自由端部３１との間を高さＨ１に沿って延在する。よって、フィラメント３０は本質的に円筒形状であり、ここで円筒は、平面Ａ−Ａ内でフィラメント３０の断面形状を示す詳細で示されるように直径ｒ１を有する。本願で検討されるフィラメントは１４０μｍ（５．５ｍｉｌ）未満〜１０２μｍ（４．０ｍｉｌ）（任意で、下範囲値は１１４μｍ（４．５ｍｉｌ）である）、具体的には１３５μｍ未満、又は１３０μｍ未満、より具体的には約１２７μｍ（５ｍｉｌ）の範囲の直径ｒ１を有する。図３Ａは円形の断面形状を有するフィラメント（「円形フィラメント」）を示すが、他の断面形状（例えば長円形、三角形、四角形、正方形、花形、楕円形、細長形、Ｘ字形、四葉形（quadrilobal）など）も同様に可能である。フィラメントは更に空洞を有してもよく、例えばフィラメントは三室（trilocular）又は四室（tetralocular）の断面形状を有してもよい。その結果、これらの非円形フィラメントの断面積は、円形フィラメントの面積と同じ範囲で存在すると理解される（すなわち８，１７１μｍ^２〜１５，３９４μｍ^２）。フィラメントは、平坦な端部の代わりに他の自由端部を有してもよく、例えば自由端部がつなぎ合わせされてもよい。フィラメントは更に、単純な円筒形状から逸脱してもよく、捲縮化若しくはディンプル化、又はねじれ若しくは他の構造化がなされていても
よい。フィラメントは単一の材料（例えば熱可塑性材料）から製造されてもよく、又は２つの材料から製造されてもよい（例えば共押出し又はコーティングによって）。歯ブラシ用のフィラメントを製造するための典型的な材料は、ポリアミド（例えば、ＰＡ６．１２、又はＰＡ６．１０、又はＰＡ６．６）、又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、及びポリウレタンもまた可能なフィラメント材料である。更なる材料としては熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が挙げられる。多種多様な合成フィラメントが、例えばＤｕＰｏｎｔ（Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ）から入手可能である。

図３Ｂは、その自由端部３１Ａに向かってテーパ状になり（「テーパ状フィラメント」）、その取付端部３２Ａでキャリアの取付側１２Ｃ上に取り付けられるフィラメント３０Ａの概略図である。テーパ状フィラメントは、高さ伸長方向Ｈ２に沿って延在し、長さｈｔを有し、ここでテーパ状フィラメント３０Ａは、最初に一切のテーパリングなしに高さｈ３に沿って取付端部３２Ａから自由端部３１Ａに向かって延在し、続いてテーパ状フィラメントのテーパ状部分が長さｈ２に沿って延在するため、ｈｔ＝ｈ２＋ｈ３である。テーパ状長さｈ２は、典型的には１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲、具体的には３．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲、更に具体的には５．０ｍｍ〜７．０ｍｍの範囲に位置する。テーパ状フィラメントは、機械的研磨によってそのテーパリングを受けることができるが、通常は化学的テーパリングがより一般的なプロセスである。化学的テーパリングにおいては、フィラメントはフィラメント材料をエッチング処理で除去する化学溶液に浸漬される。様々な形態のテーパ状フィラメントが達成可能であるが、テーパ状フィラメントは、自由端部で相当な細化を有して使用時に穏やかな感触となるのが一般的である。明らかに、テーパ状フィラメントの曲げ特性は、非テーパ状フィラメントとは異なるものである。テーパ状フィラメントは略円形の断面形状を有してもよいが、非テーパ状フィラメントに関して説明される他の断面形状も同様に可能である。本開示がフィラメントの直径又は断面積を画定する範囲で、これらはテーパ状フィラメントの非テーパ状部分に対して画定されるということを理解されたい。

図４Ａはフィラメント５０から製造されるタフト４０の概略図である。本明細書では、異なるフィラメント５０間の区別は存在しないものの、タフト４０は異なるフィラメントの種類、例えば、円筒形非テーパ状フィラメントと円筒形テーパ状フィラメントとの組み合わせを含み得るが、他の組み合わせも同様に可能であり、具体的にはタフト４０は含まれるフィラメントの数だけ異なるフィラメントを含むことができることが理解される（これはまた、本明細書で説明するあらゆるタフトで同様である）。これは、全てのフィラメント５０が同一であることを除外するものではない（図４Ａに示す具体例でのこれらの長さに加えて）。フィラメント５０はそれぞれ自由端部５１と取付端部５２とを有する。タフト４０はキャリア１１Ｄの取付側１２Ｄ上に取り付けられる。タフト４０は高さ伸長方向Ｈ３に沿って延在するが、タフト４０のフィラメント５０は全て異なる高さを有するため、フィラメントの自由端部５１は、例えば図４Ａに示すように高さ伸長方向Ｈ３に対して傾斜している共通の端面４５上に位置する。示されるように平坦な端面４５の代わりに、平滑な端面が得られないように、タフトの端面が湾曲していてもよく、あるいはタフト４０のフィラメント５０が全てランダムに分布した異なる高さを有していてもよい。示される例示的な実施形態では、タフト４０は傾斜した平滑な端面４５を有するため、タフト４０は、タフト４０の一方の端部上で達成される最大高さｈ４と、タフトの反対側の端部上で達成される最小高さｈ５と、を有する。タフト４０は、フィラメント５０の自由端部５１によって形成される自由端部４１と取付端部４２とを有する。

図４Ｂは、図４Ａに示すタフト４０の例示的断面形状Ｑ１の図である。本明細書では、断面形状Ｑ１は図４Ａに示される高さ伸長方向Ｈ３に対して垂直の平面Ｂ−Ｂに沿って取られている。本明細書では、断面形状Ｑ１は、細長く、かつ細長い形状の一例として具体的に長円形である。長円形の断面形状Ｑ１は、互いに垂直な長軸Ａ１及び短軸Ａ２を有する。長軸Ａ１は長軸延在方向Ｌ１に沿って延在し、短軸Ａ２は短軸延在方向Ｌ２に沿って延在している。

図５は、タフトの別の例示的断面形状Ｑ２の図であり、断面形状Ｑ２は本質的に細長く、すなわち形状は他の全ての方向の延在長さよりも大きい延在長さを一方向に有している。図５に示す断面形状Ｑ２は本質的にバナナ状である。図５はまた、細長い断面形状Ｑ２を含む全ての楕円のうちで最小の面積を有する楕円である近似楕円Ｅ２を示す（近似楕円は数値最適化法によって発見することができる）。近似楕円Ｅ２に関して、細長い断面形状Ｑ２の長軸Ａ３及び短軸Ａ４を画定することもまた可能となる。ここでも、近似楕円Ｅ２の長軸Ａ３は長軸延在方向Ｌ３に沿って延在し、短軸Ａ４は短軸延在方向Ｌ４に沿って延在している。

図６は、複数のタフト２１０、２２０、２３０が取り付けられた例示的キャリア１００の取付側１０１の上面図である。平易さのために、複数のタフトのタフティング面積のみが示されている。複数のタフト２１０、２２０、２３０は、第１のサブ複数のタフト２１０と、第２のサブ複数のタフト２２０と、中心タフト２３０と、を含む。第１のサブ複数のタフト２１０は、全が、細長く、本質的にバナナ状形状の同じ断面形状を有する、８つのタフト２１１〜２１８を含む（示される断面形状は、半円形又は丸い小側部を備えるアニュラス状セクタと説明することもできる）。第１のサブ複数のタフト２１０のタフト２１１〜２１８は、本質的に環状配置で取り付けられる。第２のサブ複数のタフト２２０は、全てが、長円形の同じ断面形状を有する、８つのタフト２２１〜２２８を含む。第２のサブ複数のタフト２２０のうちのタフト２２１〜２２８は、本質的に環状配置で取り付けられる。中心タフト２３０は、その中心点がキャリア１００の取付側１０１の中心点１０２と一致するように取付側１０１上に取り付けられる。

第１のサブ複数のタフト２１０のタフト２１１〜２１８は、全て本質的にバナナ状形状の同じ断面形状を有する。タフト２１１〜２１８は最大長さＷ１を有する。タフト２１１〜２１８は、キャリア１００の他のタフトのいずれとも交差していないアニュラス２１９内に位置する。

第２のサブ複数のタフトのタフト２２１〜２２８は、それぞれ長軸延在方向に長さＷ２と、短軸延在方向に幅Ｗ３と、を有する。例えば、タフト２２８の場合、長軸延在方向Ｚ８が中心タフト２３０のタフティング面積と交差しないように、長軸延在方向Ｚ８は、キャリア１００の取付側１０１の中心点１０２で始まり、タフティング面積の中心点（すなわち、長円形状の中心、又はより一般的には近似楕円の中心）を通過する放射状線に対して傾斜している。

いくつかの実施形態では、第１のサブ複数のタフト２１０のタフト２１１〜２１８のそれぞれのタフティング面積は、２．８２ｍｍ^２であり、これらのタフトのそれぞれの周辺は７．８０ｍｍであり、第２のサブ複数のタフト２２０のうちのタフト２２１〜２２８のそれぞれのタフティングリア（tufting rea）は、２．８９ｍｍ^２であり、これらのタフトのそれぞれの周辺は６．７１ｍｍであり、中心タフトのタフティング面積は５．３８ｍｍ^２であり、周辺は８．４８ｍｍである。本実施形態では、タフト２１１〜２１８の幅Ｗ１は３．３５ｍｍである（すなわち、タフト２１１〜２１８の最大延伸）。キャリア１００の周辺縁部とタフト２１１〜２１８のそれぞれの対応する最近点との間の距離ｄは約０．８ｍｍであり得る。

いくつかの実施形態では、具体的には上記のパラグラフに記載される実施形態では、第１のサブ複数のタフト２１０のタフト２１１〜２１８は全て混合タフトであって（例えば、非テーパ状フィラメントの平均割合が５％〜１０％の範囲である）、名目上約１４０〜１５０本のフィラメントをそれぞれ含み、フィラメントは全て１２７μｍの直径を有し、また、第２のサブ複数のタフト２２０のタフト２２１〜２１８及び中心タフト２３０は全て非テーパ状タフトであって、タフト２２１〜２２８は名目上約１４０〜１５０本のフィラメントを含み（製造許容差のために、名目数が１５０である場合は、タフト当たりの個別のフィラメント数は、例えば１４５フィラメント〜１５５フィラメントの範囲内になり得る）、中心タフトは名目上約３００フィラメントを含み、全てのフィラメントは１２７μｍの直径を有する。本実施形態における全てのタフトは直線状タフトであり、すなわちその高さ伸長はキャリアの平坦な取付側に対して垂直である。これは、他の実施形態では、タフトのうちの少なくとも１つが傾斜している、すなわち取付側の法線に対して鋭角を形成する高さ伸長方向を有することを除外するものではなく、鋭角は１度〜３０度、具体的には５度〜２０度、更に具体的には１０度〜１８度の範囲内にあってよい。

いくつかの実施形態では、具体的には上記の２パラグラフの一方又は両方に記載される実施形態では、外側タフト２１１〜２１８の高さは８．６５ｍｍであり（平坦な非プロファイル面を有するタフト）、内側タフト２２１〜２１８の高さは楕円の遠位端（取付面１０１上の中心点１０２に対して遠位）における８．２５ｍｍから楕円の近位端（自由端部面が図４Ａに示すような平坦な傾斜面である）における８．６５ｍｍまで変化し、中心タフト２３０の高さは７．８０ｍｍであり、すなわち中心タフト２３０は、周辺の内側タフト２２１〜２２８及び外側タフト２１１〜２１８に対していくらか引っ込んでいる。続いて、２つの環のより速く移動するタフト（「より速く」とは、キャリアの中心点を通って延在する回転軸を中心にしたキャリアの回転又は振動回転運動について意味する）が、最初に歯面と接触するか、又は歯間領域内に侵入し得る（具体的にはより高い割合でテーパ状フィラメントを含む外側混合タフト２１１〜２１８）。

図７は、細長く、本質的にバナナ状の（又は、半円形の小側部を備えるアニュラス状セクタ）のタフト断面形状の仕様の一例示的実施形態の図である（例えば、図６に示す外側タフト２１１〜２１８）。この仕様では、細長い断面形状は、４つの円形セグメントＳ１〜Ｓ４によって画定される。外側の凸状セグメントＳ１は、例えば３．９７ｍｍの第１の直径を有する円からのセグメントであり、内側の凹状セグメントＳ２は、具体的には第１の直径とはわずかに異なる場合がある、例えば３．９０ｍｍの第２の直径を有する円からのセグメントである。最終的に、外側セグメントＳ３及びＳ４はそれぞれ、具体的には第１及び第２の直径のうちの少なくとも１つとは異なる、例えば０．６６ｍｍの第３の直径を有する小円からのセグメントである。

特許請求の範囲には含まれないが、本明細書で検討される更なる例示的な交換式ブラシヘッドは以下のとおりである。
本開示の一態様によれば、電動歯ブラシのハンドルに着脱可能な管状ハウジングと、取付側、具体的には円形、楕円形、又は長円形の取付側を有するキャリアであって、キャリアの取付側上の中心点を通って延在する回転軸を中心として駆動される振動回転運動のためにハウジングに取り付けられる、キャリアと、フィラメントを含む複数のタフトであって、キャリアの取付側上に取り付けられる、タフトと、を含む電動歯ブラシ用の交換用ブラシヘッドであって、タフトの第１のサブ複数のタフトは、これらの高さ伸長方向に対して垂直の細長い断面形状を有し、具体的には、第１のサブ複数のタフトのうちのタフトのそれぞれの細長い形状の長軸は取付側の中心点から始まり、取付側の水準上でそれぞれのタフトの中心点を通過する放射状線に対して±５°〜±８５°、具体的には±３０°〜±６０°の範囲に位置する角度を有し、キャリアの取付側上に本質的に環状配置で取り付けられ、第２のサブ複数のタフトは、これらの高さ伸長方向に対して垂直の細長い断面形状を有し、具体的には、第２のサブ複数のタフトのうちのタフトのそれぞれの細長い形状の長軸は取付側の中心点から始まり、取付側の水準上でそれぞれのタフトの中心点を通過する放射状線に対して±５°〜±８５°、具体的には±３０°〜±６０°である角度を有し、キャリアの取付側上の第１のサブ複数のタフトの環状配置内に本質的に環状配置で取り付けられる、ブラシヘッド。

上記の態様でまだ言及されていない、本開示で既に説明されている全ての更なる特徴、例えば、１４０μｍ〜１０２μｍのフィラメント直径、少なくとも２．０ｍｍ^２のタフティング面積、少なくとも８．０ｍｍの平均フィラメント高さ、又は混合タフトの存在（具体的には、第１のサブ複数のタフトは全て混合タフトであってもよく、第２のサブ複数のタフトは全て非テーパ状タフトであってよい）、中心タフトの存在などは、独立して上記の態様に加えることができる。

本開示の一態様によれば、電動歯ブラシのハンドルに着脱可能な管状ハウジングと、取付側、具体的には円形、楕円形、又は長円形の取付側を有するキャリアであって、キャリアの取付側上の中心点を通って延在する回転軸を中心として駆動される振動回転運動のためにハウジングに取り付けられる、キャリアと、フィラメントを含む複数のタフトであって、キャリアの取付側上に取り付けられる、タフトと、を含む電動歯ブラシ用の交換用ブラシヘッドであって、複数のタフトの第１のサブ複数のタフトはキャリアの取付側上に本質的に環状配置で取り付けられ、第１のサブ複数のタフトのうちのタフトはそれぞれ対応するタフトの高さ伸長方向に対して垂直の平面に概してバナナ状の断面形状を有し、バナナ状断面は外側円形セグメント及び内側円形セグメントによって形成され、円形セグメントはそれらの端部で接続され、バナナ形状のタフトはその凹面を中心点に向けて配置され、具体的にはバナナ状のタフトはそれぞれ中心点に対して傾斜して配置される、ブラシヘッド。

上記の態様でまだ言及されていない、本開示で既に説明されている全ての更なる特徴、例えば、１４０μｍ〜１０２μｍのフィラメント直径、少なくとも２．０ｍｍ^２のタフティング面積、少なくとも８．０ｍｍの平均フィラメント高さ、又は混合タフトの存在（具体的には第１のサブ複数のタフトは全て混合タフトであってよい）、タフトの第２の環状配置の存在、中心タフトの存在などは、独立して上記の態様に加えることができる。

本明細書にて開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に指示がない限り、このような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図される。例えば「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

Claims (13)

1. 電動歯ブラシ用ブラシヘッドであって、
   電動歯ブラシのハンドルに着脱可能なハウジングと、
   取付側を有するキャリアであって、前記キャリアの前記取付側上の中心点を通って延在する回転軸を中心として駆動される振動回転運動のために前記ハウジングに取り付けられる、キャリアと、
   フィラメントからなる複数のタフトであって、前記キャリアの前記取付側上に取り付けられる、タフトと、を備え、
   前記タフトはそれぞれ２．０ｍｍ^２以上のタフティング面積を有し、前記タフトのそれぞれの前記フィラメントは、１４０μｍ〜１０２μｍの範囲の直径を有する円形断面積に対応する、これらの長さ伸長方向に対して垂直の断面積を有し、
   前記複数のタフトは、それぞれがテーパ状自由端部を有するフィラメントを含む第１のサブ複数のタフトを含み、
   前記第１のサブ複数のタフトのうちの前記タフトは、これらの高さ伸長方向に対して垂直の平面に細長い近似楕円の断面形状を有し、前記第１のサブ複数のタフトのうちの前記タフトのそれぞれの前記細長い近似楕円の断面形状の長軸は、前記取付側の前記中心点から始まり、前記取付側の水準上で前記それぞれのタフトの中心点を通過する放射状線に対して±５°〜±８５°の範囲に位置する角度を有する、ブラシヘッド。
2. 前記複数のタフトの前記フィラメントの平均フィラメント長さは、８．０ｍｍ以上である、請求項１に記載のブラシヘッド。
3. 前記第１のサブ複数のタフトの少なくとも１つの混合されたテーパ状タフトは非テーパ状自由端部を有する少なくとも１つのフィラメントを含み、一方で前記混合されたテーパ状タフトの他のフィラメントはテーパ状自由端部を有するフィラメントであり、前記混合されたテーパ状タフトの前記フィラメントの１％〜２０％が非テーパ状自由端部を有し、一方で前記混合されたテーパ状タフトの前記他のフィラメントはテーパ状自由端部を有するフィラメントである、請求項１に記載のブラシヘッド。
4. 前記第１のサブ複数のタフトのうちの前記タフトは前記キャリアの前記取付側上に本質的に環状配置で取り付けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブラシヘッド。
5. 前記複数のタフトは、非テーパ状自由端部を有するフィラメントを備えるタフトのみを含む第２のサブ複数のタフトを含む、請求項４に記載のブラシヘッド。
6. 前記第２のサブ複数のタフトのうちの前記タフトは、これらの高さ伸長方向に対して垂直の平面に細長い近似楕円の断面形状を有し、前記第２のサブ複数のタフトのうちの前記タフトのそれぞれの前記細長い近似楕円の長軸は、前記取付側の前記中心点から始まり、前記取付側の水準上で前記それぞれのタフトの中心点を通過する放射状線に対して±５°〜±８５°の角度を有する、請求項５に記載のブラシヘッド。
7. 前記第２のサブ複数のタフトのうちの前記タフトは前記キャリアの前記取付側上に本質的に環状配置で取り付けられ、前記第２のサブ複数のタフトのうちの前記タフトの環は前記第１のサブ複数のタフトのうちの前記タフトの環の内側に配置される、請求項６に記載のブラシヘッド。
8. 前記複数のタフトは、前記キャリアの前記取付側の水準上に、前記取付側の前記中心点と本質的に一致する中心点を有する中心タフトを含み、前記中心タフトの前記タフティング面積は５．０ｍｍ^２以上である、請求項６〜７のいずれか一項に記載のブラシヘッド。
9. 前記第２のサブ複数のタフトの前記近似楕円の前記長軸のそれぞれの仮想延長線は、前記中心タフトの前記タフティング面積と交差しない、請求項８に記載のブラシヘッド。
10. 細長い断面形状を有する前記タフトは、３．２ｍｍ以上の最大幅を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のブラシヘッド。
11. 前記複数のタフトの前記タフティング面積は、前記取付側の面積の２５％以上である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のブラシヘッド。
12. 前記キャリア上の単位面積当りのフィラメント数は１５／ｍｍ^２以上である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のブラシヘッド。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のブラシヘッドを含む電動歯ブラシであって、前記電動歯ブラシは前記キャリアを駆動するように構成される、電動歯ブラシ。

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