JP6318544B2 - 歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、ヘッド部の植毛台に有底の植毛穴を形成し、その植毛穴に平線を用いて複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束を植設した歯ブラシに関する。

従来より、歯ブラシは口腔内、特に頬側面や臼歯、智歯などをブラッシングする際の使い勝手を良くする観点から、植毛台をより薄く作製することが求められている（特許文献１参照）。

しかし、平線を用いて毛束を植毛穴に植設した歯ブラシにおいては、植毛台を薄くすることにより、毛束を構成するフィラメントの一部が植毛穴から抜け易くなるという問題や、平線を打ち込んで毛束を植設する際の衝撃力により割れ易くなるという問題が生じる。このため、植毛台にある程度の厚みが必要であり、平線を用いて毛束を植設する歯ブラシの場合、少なくとも４．５〜５ｍｍ程度の厚みを有する植毛台が用いられているが、このような厚みの植毛台では使い勝手の点で十分満足できるものではなかった。

毛束や毛束を構成するフィラメントの植毛穴からの抜けを抑制することを目的とした歯ブラシは種々提案されている。特許文献２の歯ブラシの植毛穴は、植毛台の植毛面に開口し、大きい径を有する上部領域と、上部領域から同軸状に深さ方向に延びる、小さい径を有する下部領域とからなり、小さい径を有する下部領域にて毛束の充填率を高め、毛束の抜けを抑制すると共に、充填率を高めることで植毛台から突出するフィラメントが広がろうとするのを大きい径の上部領域により防止することを特徴とする。

しかしながら、このように小さな径の下部領域に無理矢理植毛すると、植毛台の植毛穴における植毛穴周辺（特に下部領域周辺）の残留応力が過大となり、製造時乃至使用時に植毛台の割れ等が生じ易く、特に安全上の問題から植毛穴底側の植毛台厚さがある程度必要になり、また毛束の抜け防止に寄与しない上部領域も必要になることから、このような歯ブラシでは植毛台の薄肉化には一定の限界がある。

特開平１０−５２３１９号公報 特開平４−２６１６０５号公報

本発明の目的は、有底の植毛穴に平線を用いて毛束を植設した歯ブラシにおいて、毛束の抜けや、毛束を植設する際の衝撃力や残留応力による植毛台の割れを防止しつつ、植毛台の更なる薄肉化が可能になる歯ブラシを提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するべく、毛束の植毛穴からの抜け落ちや毛束植設時の植毛台の割れと植毛穴との関連性について検討を重ねた。

図１０（ａ）は、平坦な底面と、該底面の周縁から該底面に対してほぼ垂直に立ち上がる内周面とからなるほぼ円柱状の従来タイプの植毛穴１００の形状を示している。このように底面が平坦であると、毛束を平線により植毛穴１００に打ち込んで植設する際の衝撃力が、植毛穴１００の底面の所定領域に集中して図中矢印Ａのようにほぼ垂直な方向に付加されるので、植毛台の割れを防止するためには、植毛穴１００の底面と植毛台における植毛面とは反対側の背面との間の肉厚をある程度大きくして強度を維持しなければならない。また、毛束の植毛穴１００からの抜けを防止するためには、平線の打ち込み位置を出来るだけ深くする必要があるが、そうすると平線を打ち込む際に植毛台に割れを生じ易い。したがって、植毛穴１００を有する植毛台を薄肉化することは難しい。

また、植毛穴１００の底面の隅部に毛束が接触しない空間が生じ、毛束の折り返した屈曲部の深さ方向側先端部分がこの空間において変形することにより、植毛穴１００内部と毛束を構成するフィラメントとの摩擦抵抗が大きくなり、毛束中のフィラメントが部分的に抜けることが抑制される傾向にある。しかし、植毛穴１００の内周面のようなストレート面では、変形部分がアンカー効果を発揮することはほとんどないので、個々のフィラメントの抜けを抑制できても、毛束の抜け強度が低くなることは避けられない。

図１０（ｂ）は、底面が断面視ほぼ半円状の凹曲面である従来タイプの植毛穴１０１の形状を示している。この半円状の凹曲面は、毛束の屈曲部の曲率半径にほぼ対応する曲率半径を有している。これによれば、毛束植設の際の衝撃は図中矢印Ｂに示すように凹曲面により力と方向が分散され、残留応力の集中による植毛台の割れは生じにくくなり、植毛穴１０１の底面と植毛台背面との間の肉厚を薄くすることができる。しかし、底面を前記のような凹曲面とするためには、植毛穴１０１の底部が所定の深さを有していることが必要になるので、その分だけストレート状の内周面の深さ寸法は小さくなる。一方、毛束の抜け強度は、例えば、毛束の外周面と植毛穴１０１の内周面との接触面積にも依存しているので、ストレート状内周面の深さ寸法が小さくなると、毛束は抜け易くなる。このようにストレート状内周面の深さと凹曲面を構成する底部の深さとを合わせると、植毛台の薄肉化には限界がある。

また、底面が前記のような断面視ほぼ半円状の凹曲面であると、毛束の屈曲部の植毛穴深さ方向側先端部分はほとんど変形することがなく、毛束を構成するフィラメントと植毛穴１０１内部との摩擦抵抗が小さくなるので、個々のフィラメントの抜けも発生し易くなる。すなわち、植毛穴１０１を有する植毛台を薄肉化した場合には、毛束の抜けだけでなく、フィラメントの抜けも発生し易くなるので、植毛台の薄肉化には限界がある。

本発明者らは、上記知見に基づいて更に研究を重ねた結果、植毛穴の底面を、毛束の折り返しによる屈曲部に対応した凹曲面とするのではなく、毛束の屈曲部の曲率半径よりも大きな曲率半径の凹曲面とすると共に、これに植毛穴の内周面に形成される縮径段差部を組み合わせることにより、毛束の植設時の衝撃力をある程度分散および緩和して植毛台の割れを防止することができ、当該凹曲面の軸方向の寸法（すなわち深さ寸法）を小さくすることができ、さらに毛束の抜け強度を高めることができるので、植毛台の薄肉化にも対応可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記（１）〜（５）の歯ブラシを提供する。

（１）植毛台に単又は複数の有底の植毛穴を設け、該植毛穴に複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束を平線を用いて植設してなる歯ブラシであって、植毛穴の内周面における毛束の折り返しによる屈曲した外周面に対面する所定の深さ位置に、前記外周面に食い込む縮径段差部を設けるとともに、植毛穴の底面に、毛束の折り返しの曲率半径よりも大きな曲率半径の凹曲面よりなる当接面を設けてなることを特徴とする歯ブラシ。
（２）毛束の屈曲した外周面が、平線の植毛方向先端側の端面の位置から先端側の領域に形成され、縮径段差部を、平線の端面に対応する位置よりも底側の所定の深さ位置に設けてなる上記（１）の歯ブラシ。
（３）縮径段差部における植毛穴開口側の面を深さ方向に沿って次第に縮径する傾斜面とし、該傾斜面を、植毛穴の軸に対する傾斜角が、対応する毛束外周面の位置の接線の植毛方向に対する傾斜角よりも大きな部分円錐面、部分凸球面、部分凹球面、又はこれらの組み合わせとしてなる上記（１）又は（２）の歯ブラシ。
（４）縮径段差部における植毛穴開口側の傾斜面に連続する底側の面を、軸平行なストレート面としてなる上記（３）の歯ブラシ。
（５）植毛穴の開口面積（Ｓ）と、植毛穴内周面における縮径段差部の頂部により囲まれた穴領域の面積（Ｓ１）との比（Ｓ１／Ｓ）が０．３５〜０．８の範囲である上記（１）〜（４）のいずれかの歯ブラシ。

本発明によれば、有底の植毛穴に複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束を平線を用いて植設してなる歯ブラシにおいて、植毛穴の内周面における毛束の折り返しによる屈曲部の外周面に対面する所定の深さ位置に、該外周面に食い込む縮径段差部を設けるとともに、植毛穴の底面に、毛束の折り返しの曲率半径よりも大きな曲率半径の凹曲面よりなる当接面を設けるように構成されている。

植毛穴の内周面の所定深さ位置に設けられた縮径段差部は、毛束植設時の平線の打ち込みによる衝撃力を底面に達する前に緩和することができる。また、植毛穴の底面に設けられた、毛束の折り返しによる屈曲部の曲率半径よりも大きな曲率半径の凹曲面よりなる当接面は、該衝撃力を該凹曲面の曲率に沿って多方向に分散させることにより緩和することができる。したがって、毛束植設時の衝撃力はまず縮径段差部により緩和され、弱められた衝撃力は次に凹曲面によりさらに緩和される。このため、平線により毛束を打ち込む際の衝撃力により植毛台に割れが発生するのを顕著に防止できる。また、底面に前記のような凹曲面を有する当接面を設けることにより、該凹曲面ひいては該凹曲面を含む底面の軸方向の寸法（深さ寸法）を小さくすることができると共に、該底面と植毛台背面との間の肉厚を、断面視がほぼ半円状の底面に比べて全体的にほぼ均一にかつ薄くすることが可能になるので、植毛台を薄肉化することが可能になる。

また、毛束の折り返しによる屈曲部の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する前記のような凹曲面を有する当接面を底面に設けることにより、毛束の屈曲部の主に植毛穴深さ方向側の先端部分の変形を促進して植毛穴内周面への密着度を高めることができる。これと共に、植毛穴の内周面における毛束の屈曲部の外周面に対面する所定の深さ位置に、前記外周面に食い込む縮径段差部を設けているので、毛束の屈曲部先端の変形した部分が、縮径段差部によりアンカー効果を発揮し、毛束の抜けを防止することができる。また、毛束の屈曲部の主に植毛穴深さ方向側の先端部分の変形により、毛束の密着性だけでなく、毛束を構成するフィラメントの密着性ひいてはフィラメントと植毛穴内周面との摩擦抵抗が高まるので、毛束の抜けだけでなくフィラメントの部分的な抜けも防止できる。

すなわち、前述の構成を有する当接面を底面に設け、かつ内周面の所定深さ位置に縮径段差部を設けることにより、毛束植設時の平線の打ち込みによる衝撃力で植毛台が割れるのを防止するとともに、毛束の抜け強度を高めて毛束の抜けを防止し、フィラメントの植毛台内部との摩擦抵抗を高めてフィラメントの抜けを防止し、植毛台を薄肉化することができる植毛穴が得られる。

また、本発明によれば、毛束の屈曲部の外周面が、平線の植毛方向先端側の端面の位置から先端側の領域に配置され、かつを、平線の端面に対応する位置よりも底側の所定の深さ位置に縮径段差部を設けるように構成することにより、毛束の屈曲部先端の変形部分と縮径段差部との協働による毛束の抜けを防止する効果を一層高めることができる。

また、本発明によれば、縮径段差部における植毛穴開口側の面を、深さ方向に沿って次第に縮径する傾斜面とすることにより、毛束植設時の平線打ち込みによる衝撃力の緩和効果が大きくなり、さらに該傾斜面を、植毛穴の軸に対する傾斜角が、対応する毛束の屈曲部の外周面の位置の接線の植毛方向に対する傾斜角よりも大きな部分円錐面、部分凸球面、部分凹球面、又はこれらの組み合わせとなるように構成することにより、縮径段差部による毛束の屈曲部の外周面への食い込みの度合いが大きくなるので、毛束の抜けを抑制する効果をより一層高めることができる。

また、本発明によれば、縮径段差部における植毛穴開口側の傾斜面に連続する底側の面が、軸平行なストレート面となるように構成することにより、毛束の屈曲部の植毛穴深さ方向側先端部分が変形し易くなるので、縮径段差部と毛束の屈曲部先端の変形部分との協働による毛束の抜けを防止する効果を更に高めることができる。

また、本発明によれば、植毛穴の開口面積（Ｓ）と、植毛穴内周面における縮径段差部の頂部により囲まれた穴領域の面積（Ｓ１）との比（Ｓ１／Ｓ）が０．３５〜０．８の範囲となるように構成することにより、毛束の抜けを抑制する効果や植毛台の割れを抑制する効果をほとんど損なうことなく、植毛台のさらなる薄肉化を図ることができる。

本発明の第１実施形態である歯ブラシの外観を示す平面図である。 図１に示す歯ブラシの植毛台を拡大して示す平面図である。 図２に示す植毛台に形成された植毛穴の構成を模式的に示す断面図である。 図３の植毛穴に平線を用いて毛束を植設した状態を示す断面図である。 縮径段差部における傾斜面の傾斜角、および毛束における屈曲部外周面の傾斜角を示す断面図である。 植毛台の変形例を示す断面図である。 植毛台の別の変形例を示す断面図である。 植毛台のさらに別の変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態である歯ブラシの外観を示す斜視図である。 代表的な従来タイプの植毛穴の構成を模式的に示す断面図である。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である歯ブラシ１の外観を示す平面図である。図２は、図１に示す歯ブラシ１の植毛台１０を拡大して示す平面図である。図３は、図２に示す植毛台１０に形成された植毛穴１１の構成を模式的に示す断面図である。図４は、図３の植毛穴１１に平線１４を用いて毛束１２を植設した状態を示す断面図である。図５は、縮径段差部１５における傾斜面３３、および毛束１２における屈曲部２０の外周面３０のそれぞれの傾斜角α、βを示す断面図である。

図１に示す本実施形態の歯ブラシ１は、複数の毛束１２を植設した植毛台１０を有するヘッド部２と、持ち手としての柄部３と、ヘッド部２と柄部３とを連結する首部４と、からなる。なお、柄部３および首部４には、従来から公知の種々の変更を施すことができる。また、首部４を設けることなく、ヘッド部２と柄部３とを直接連結することもできる。

以下、ヘッド部２を構成する植毛台１０について、詳しく説明する。

植毛台１０の植毛面１０ａには、複数の、断面視がほぼ円形である有底の植毛穴１１が形成されている。より具体的には、図１および図２に示すように、植毛台１０の長手方向に所定の間隔を空けて複数の植毛穴１１がほぼ直線状に並ぶ植毛穴１１の列が、植毛台１０の幅方向にほぼ平行に３列配置されている。なお、植毛穴１１の列における植毛穴１１の個数、および植毛穴１１の列の数は本実施形態に限定されず、植毛台１０の材質や縦横厚み寸法、植毛穴１１の開口径および深さ、毛束１２を構成するフィラメント１３の本数や材質など、種々の条件に応じて適切な範囲から選択される。また、本実施形態では植毛穴１１は断面視がほぼ円形に形成されているが、これに限定されず、矩形、六角形、八角形などの多角形や楕円形、長円などでも良い。なお、植毛台１０の厚さ寸法の一例を挙げれば、例えば、２．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

図４に示すように、各植毛穴１１には、複数本のフィラメント１３を束ねて二つ折りにした毛束１２が平線１４を用いて植設されている。植毛穴１１の内径および断面積（植毛穴１１の深さ方向にほぼ垂直な方向の円領域の面積）は、一般的な毛束１２を平線１４により植設できる寸法であれば良いが、その一例を挙げれば、内径が１．２〜２．４ｍｍ程度、及び断面積が１．０〜４．６ｍｍ²程度である。植毛穴１１に植設された毛束１２は、二つ折り（折り返し）により屈曲した屈曲部２０と、屈曲部２０から植毛穴１１の開口１１ａを経て毛束１２の遊端部（不図示）に至る、ほぼ直線状に延びるストレート部２１と、からなる。

本実施形態では、屈曲部２０は、その外周面３０が、平線１４における植毛方向（植毛穴１１の深さ方向）先端側の端面１４ａの位置よりも植毛方向先端側の領域に位置するように構成されている。ここで、フィラメント１３の材質は特に限定されず、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンなどの樹脂材料からなる人工毛でもよく、豚毛などの天然毛でもよい。平線１４の材質および寸法も特に限定されず、一般的な歯ブラシにおいて用いられる公知の平線と同様でよい。

植毛穴１１は、図３および図４に示すように、植毛穴１１の深さ方向に延び、主に毛束１２のストレート部２１の外周面３１に接触する内周面２２と、内周面２２における毛束１２の屈曲部２０の外周面３０に対面する所定の深さ位置に設けられている縮径段差部１５と、縮径段差部１５の傾斜面３３に連続する底側内周面３４と、底側内周面３４に連続し、毛束１２の屈曲部２０の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する凹曲面よりなる、毛束１２の屈曲部２０（主にその先端部分）が当接する当接面が設けられた底面２３と、からなることを特徴とする。

内周面２２は、本実施形態では、植毛穴１１の軸にほぼ平行なストレート面となっている。

縮径段差部１５は、平線１４により毛束１２を打ち込む際の衝撃力を緩和する効果を有しており、縮径段差部１５により弱められた該衝撃力がさらに底部２３において分散および緩和されるので、植毛台１０における割れやクラックの発生を顕著に防止できる。本実施形態において、縮径段差部１５が設けられる位置は、植毛穴１１の内周面２２において、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０に対面し、かつ平線１４の植毛方向先端側（植毛穴１１の深さ方向側）の端面１４ａに対応する位置よりも底側（植毛穴１１の深さ方向側）の所定の深さ位置である。縮径段差部１５は、その底側端部（頂部３２）において内周面２２よりも径が小さくなった底側内周面３４に連続し、底側内周面３４はその底側端部において底面２３に連続している。

縮径段差部１５は、その断面視がほぼ直角三角形の形状を有する円環状の突出部分であり、該直角三角形において、植毛穴１１の内周面２２に沿う辺と、植毛穴１１の内周面２２に対してほぼ垂直方向に延びる底辺とが成す角の角度がほぼ９０度であり、かつ該底辺と面３３を示す斜辺とが鋭角で交わっている。該底辺の内周面２２に対してほぼ９０度の角度で延びる先端が、縮径段差部１５における植毛穴１１の内部空間に対して最も突出した頂部３２となっている。

頂部３２で周囲を囲まれた円領域の面積は、植毛穴１１の内部空間において最も面積の小さな領域となっている。該円領域の面積は特に限定されないが、毛束１２又はフィラメント１３に適度に引っ掛かり、これらの植毛穴１１からの抜けを抑制し、植毛穴１１内部の乾燥性を向上させるという観点から、例えば、０．４〜２．９ｍｍ²程度とすることができる。

また、縮径段差部１５のほぼ直角三角形状の断面形状において、斜辺で示される面３３は、植毛面１０ａにおける植毛穴１１の開口１１ａを臨む円環状の傾斜面である。本明細書では、面３３を傾斜面３３と呼ぶことがある。また、植毛穴１１の内部空間における、傾斜面３３で周囲を囲まれた空間領域は、その径が植毛穴１１の深さ方向に沿って次第に縮径するほぼ逆円錐台状の形状を有しているので、本明細書では、傾斜面３３を円錐面と呼ぶことがある。

本実施形態では、傾斜面３３を円錐面として構成しているが、これに限定されず、傾斜面３３の少なくとも一部を、円錐面、植毛穴１１の内部空間に向けて突出した凸曲面である凸球面または植毛穴１１の内周面２２に向けて凹んだ凹曲面である凹球面で構成した、部分円錐面、部分凸球面または部分凹球面としてもよい。或いは、円錐面、凸球面、凹球面などの２種以上を組み合わせた面として傾斜面３３を構成してもよい。傾斜面３３を前記のような面で構成することにより、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への傾斜面３３の食い込みが大きくなり、毛束１２の抜けを防止する効果を更に高めることができる。

前記のような傾斜面３３を有する縮径段差部１５を前記所定の深さ位置に設け、かつ、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０が平線１４の前記端面１４ａの位置よりも植毛方向先端側の領域に位置し、外周面３０の少なくとも一部が縮径段差部１５の傾斜面３３特に頂部３２に当接するように構成することにより、縮径段差部１５、特に縮径段差部１５の頂部３２が毛束１２の屈曲部２０の外周面３０に食い込み、後述する底面２３による毛束１２の屈曲部２０の主に底側先端部分を変形させる作用と相俟って、毛束１２の抜けを防止する効果が発揮される。

本実施形態では、図５に示す傾斜面３３の植毛穴１１の軸Ａに対する傾斜角αが、毛束１２における屈曲部２０の外周面３０の傾斜角βよりも大きくなるように構成することが好ましい。なお、図５における毛束１２は、植毛穴１１に植設される前のものであり、傾斜角βは、毛束１２を植毛穴１１に植設した場合に対応する外周面３０の位置Ｘ（すなわち傾斜面３３特に頂部３２に接触する位置）における接線Ｙの、植毛方向Ｚに対する角度である。ここで、植毛方向は、植毛穴１１の軸をその深さ方向に延ばした方向とほぼ同じである。このように構成することにより、傾斜面３３、特に頂部３２が毛束１２の屈曲部２０の外周面３０に食い込む度合いを大きくすることができる。このとき、傾斜面３３を部分円錐面、部分凸球面、部分凹球面またはこれらの組み合わせとすることにより、傾斜面３３および／または頂部３２による毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込み効果を一層高めることができる。

本実施形態では、縮径段差部１５は、断面視ほぼ直角三角形状に設けられているが、これに限定されず、断面視がほぼ１／４円状、ほぼ１／４半楕円状、方形状などであってもよい。また、本実施形態では、縮径段差部１５は植毛穴１１の内周面２２に円環状に設けられているが、これに限定されず、一部に１または複数の切り欠きが設けられていても良い。

縮径段差部１５の傾斜面３３に連続する植毛穴１１の底側内周面３４は、その内径が内周面２２よりも小さい、植毛穴１１の軸にほぼ平行なストレート面として構成されている。本明細書では、底側内周面３４は、植毛穴１１の開口側において縮径段差部１５の傾斜面３３に連続し、かつ植毛穴１１の底側において前記構成を有する底面２３の周縁に連続している。

植毛穴１１の底面２３は、前述のように、毛束１２の屈曲部２０の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する凹曲面よりなる、毛束１２の屈曲部２０（主に屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分および／またはその近傍部分）が当接する当接面となるように構成されている。本実施形態では。屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分およびその近傍部分が底面２３に当接するように構成されているが、これに限定されず、屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分が底面２３に接触しかつその近傍部分が底面２３に近接するように構成してもよく、さらに屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分およびその近傍部分が共に底面２３に近接するように構成してもよい。

底面２３を構成する該凹曲面の曲率半径は、毛束１２の屈曲部２０の曲率半径よりも大きければ特に限定されないが、毛束１２を植設する際の衝撃力を多方向にほぼ均一に分散させるという観点や、底面２３および底側内周面３４で囲まれた空間領域において毛束１２の屈曲部２０に変形の余地を与える観点などから、植毛穴１１の内周面２２で囲まれる領域の穴径をｄ、該凹曲面の曲率半径をＲとした場合に、Ｒは０．５ｄ＋０．０５〜２ｄの範囲とすることが好ましい。

該凹曲面を有する底面２３は、縮径段差部１５により緩和され弱められた平線１２を打ち込む際の衝撃力をさらに分散および緩和する。すなわち、該凹曲面を有する底面２３を設けることにより、縮径段差部１５により弱められた衝撃力を、底面２３に対してほぼ垂直な方向だけでなく、該凹曲面の曲率に沿って多方向にほぼ均一に分散および緩和させることができるので、平線１４により毛束１２を打ち込む際の衝撃力により植毛台１０に割れやクラックが発生するのを顕著に防止できる。また、底面２３に前記のような凹曲面を有する底面２３を設けることにより、該凹曲面ひいては該凹曲面を含む底面２３の軸方向の寸法を小さくすることが可能になると共に、該底面２３と植毛台１０の背面１０ｂとの間の肉厚を、断面視がほぼ半円状の底面に比べて全体的にほぼ均一にかつ薄くすることが可能になるので、植毛台１０を薄肉化することが可能になる。

さらに、該凹曲面を有する底面２３を設けることにより、植毛穴１１における底面２３とストレート面である底側内周面３４とで囲まれた空間領域において、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分が適度に変形する余地が生じ易くなり、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０が植毛穴１１の底面２３及び底面２３近傍の底側内周面３４に接触しながら、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分が、曲率半径の相対的に小さい状態（二つ折りにした状態）から曲率半径の相対的に大きな状態（やや丸みを帯びた状態）に変形し易くなる。すなわち、毛束１２の屈曲部２０が底面２３に当接する位置では、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分が変形してやや膨らんだ状態が生じるように構成することができる。

そして、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端の変形部分は、毛束１２が植毛穴１１から抜ける方向への動きが縮径段差部１５により制限されるので、該変形部分がアンカー効果を発揮し、毛束１２の植毛穴１１からの抜けを顕著に防止することができる。また、個々のフィラメント１３は、前記のような変形部分が生じることにより、植毛穴１１内部との接触面積ひいては植毛穴１１の内部との摩擦抵抗が大きくなるので、部分的なフィラメント１３の抜けも抑制できる。

本実施形態では、底面２３全体を毛束１２の屈曲部２０よりも曲率半径の大きな凹曲面として構成しているが、毛束１２の屈曲部２０における縮径部分よりも底側の部分が変形して拡径部分が生じるスペースを確保できるのであればこの構成に限定されず、底面２３の一部を毛束１２の屈曲部２０よりも曲率半径の大きな凹曲面としてもよい。

本実施形態の歯ブラシ１において、植毛穴１１の植毛面１０ａにおける開口１１ａの面積（Ｓ）と、植毛穴１１の内周面２２における縮径段差部１５の頂部３２により囲まれた穴領域の面積（Ｓ１）との比（Ｓ１／Ｓ）が、毛束１２又はフィラメント１３の植毛穴１１からの抜けのより一層の抑制や植毛穴１１内部の乾燥性といった観点から、０．３５〜０．８の範囲であることが好ましい。比Ｓ１／Ｓが０．３５未満では、植毛穴１１内部の乾燥性が低下するおそれがあり、一方比Ｓ１／Ｓが０．８を超えると、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０およびストレート部２１の外周面３１と、植毛穴１１の内周面２２、３４との接触面積が低下したり、または毛束１２やフィラメント１３の縮径段差部１５への引っ掛かりが弱くなったりすることから、毛束１２又はフィラメント１３が植毛穴１１から抜け易くなるおそれがある。

また、本実施形態の歯ブラシ１において、植毛穴１１の植毛面１０ａにおける開口１１ａの開口径（Ｄ）と、植毛穴１１の内周面２２における縮径段差部１５の頂部３２により囲まれた穴領域の内径（Ｄ１）との比（Ｄ１／Ｄ）が、毛束１２又はフィラメント１３の植毛穴１１からの抜けのより一層の抑制や植毛穴１１内部の乾燥性といった観点から、０．６〜０．８の範囲であることが好ましい。比Ｄ１／Ｄが０．６未満では、植毛穴１１内部の乾燥性が低下するおそれがあり、一方比Ｄ１／Ｄが０．８を超えると、毛束１２やフィラメント１３の縮径段差部１５への引っ掛かりが弱くなったりすることなどから、毛束１２又はフィラメント１３が植毛穴１１から抜け易くなるおそれがある。

図６は、植毛穴４０〜４２の構成を模式的に示す断面図である。図６（ａ）は植毛穴４０、図６（ｂ）は植毛穴４１、および図６（ｃ）は植毛穴４２をそれぞれ示す。植毛穴４０〜４２は、植毛穴１１の変形例であるので、植毛穴１１と共通する部分に関しては図１〜５と同じ参照符号を付して説明を省略する。

図６（ａ）に示す植毛穴４０は、植毛穴４０の内周面２２における所定の深さ位置に設けられた縮径段差部１６の、植毛穴４０の植毛面１０ａにおける開口４０ａに臨む傾斜面５０が、植毛穴４０の内周面２２に向けて凹んだ凹曲面である凹球面として構成されている。このような構成では、特に縮径段差部１６の頂部３２による毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込み度合いが比較的大きくなるので、縮径段差部１６による食い込みと、所定の曲率半径を有する底面２３および底側内周面３４に囲まれた空間領域における毛束１２の屈曲部２０の底側先端の変形との協働による、毛束１２の植毛穴４０からの抜けを抑制する効果が十分に発揮される。

図６（ｂ）に示す植毛穴４１は、植毛穴４１の内周面２２における所定の深さ位置に設けられた縮径段差部１７の、植毛穴４１の植毛面１０ａにおける開口４１ａに臨む傾斜面５１が、植毛穴４１の内周面２２から開口４１ａを臨む方向に突出する凸曲面である凸球面として構成されている。このような構成では、特に縮径段差部１７の傾斜面５１による毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込み度合いが比較的大きくなるので、縮径段差部１７による食い込みと、所定の曲率半径を有する底面２３および底側内周面３４に囲まれた空間領域における毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形との協働による、毛束１２の植毛穴４１からの抜けを抑制する効果が十分に発揮される。

図６（ｃ）に示す植毛穴４２は、底側内周面３５が植毛穴４２の軸に対して傾斜角を有するように形成され、植毛穴４２の内部空間における底側内周面３５で周囲を囲まれた空間領域が、植毛穴４３の深さ方向に向けて次第に縮径するほぼ逆円錐台状の形状を有している。本実施形態では、縮径段差部１５の傾斜面３３の植毛穴４２の軸に対する傾斜角が、底側内周面３５の植毛穴４２の軸に対する傾斜角よりも大きくなるように構成されている。本実施形態では、縮径段差部１５の頂部３２による、毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込みが十分に機能するので、毛束１２の植毛穴４２からの抜けを抑制する効果が得られる。

なお、植毛穴４０〜４２において、縮径段差部１５〜１７による毛束１２の植設時の衝撃力を緩和する効果と、所定の曲率半径を有する底面２３による、毛束１２の植設時の衝撃力を底面２３の曲率に沿ってほぼ均一に分散させて、底面２３と植毛台１０の背面１０ｂとの間に付加される力を和らげる効果とが発揮され、植毛台１０におけるクラックの発生や植毛台１０の割れを抑制する効果が得られる点は、植毛穴１１の場合とほぼ同じである。また、植毛穴４０〜４２も所定の底面２３を有しているので、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形による植毛穴４０〜４２の内部とフィラメント１３との摩擦抵抗の高まりにより、フィラメント１３の部分的な抜けが防止される効果も、植毛穴１１とほぼ同じである。

図７は、植毛穴４３、４４の構成を模式的に示す断面図である。図７（ａ）は植毛穴４３、および図７（ｂ）は植毛穴４４をそれぞれ示す。植毛穴４３、４４は、植毛穴１１、４０〜４２の変形例であるので、これらの植毛穴と共通する部分に関しては図１〜６と同じ参照符号を付して説明を省略する。

図７（ａ）に示す植毛穴４３は、植毛面１０ａにおける植毛穴４３の開口４３ａを臨む面５２が傾斜面ではなく、開口４３ａに対してほぼ平行な平らな面であり、頂部３７がほぼ直角である縮径段差部１８が、植毛穴４３の内周面２２における所定の深さ位置に設けられている。このような構成でも、縮径段差部１８の頂部３７による毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込み、および所定の曲率半径を有する底面２３と底側内周面３４とで囲まれる空間領域における毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形との協働により、毛束１２の植毛穴４３からの抜けを抑制する効果が十分に発揮される。

図７（ｂ）に示す植毛穴４４は、その内周面２２における所定の深さ位置に設けられ、かつ植毛面１０ａにおける植毛穴４４の開口４４ａを臨む面５２が傾斜面ではなく、該植毛面１０ａに対してほぼ平行な平らな面であり、頂部３７が鈍角である縮径段差部１８と、縮径段差部１８の面５２に連続し、植毛穴４４の軸に対して傾斜角を有する底側内周面３６とを有している。植毛穴４５の内部空間における底側内周面３６で周囲を囲まれた空間領域は、植毛穴４４の深さ方向に向けて次第に縮径するほぼ逆円錐台状の形状を有している。本実施形態においても、縮径段差部１８の頂部３７による毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込みと、所定の曲率半径を有する底面２３および底側内周面３６とで囲まれる空間領域における毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形との協働により、毛束１２の植毛穴４４からの抜けを抑制する効果が発揮される。

なお、植毛穴４３、４４において、縮径段差部１５〜１７による毛束１２の植設時の衝撃力を緩和する効果と、所定の曲率半径を有する底面２３による、毛束１２の植設時の衝撃力を底面２３の曲率に沿ってほぼ均一に分散させて、底面２３と植毛台１０の背面１０ｂとの間に付加される力を和らげる効果とが発揮され、植毛台１０におけるクラックの発生や植毛台１０の割れを抑制する効果が得られる点は、植毛穴１１の場合とほぼ同じである。また、植毛穴４３、４４も所定の底面２３を有しているので、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形による植毛穴４３、４４の内部とフィラメント１３との摩擦抵抗の高まりにより、フィラメント１３の部分的な抜けが防止される効果も、植毛穴１１とほぼ同じである。

図８は、植毛穴４５の構成を模式的に示す断面図である。植毛穴４５は、植毛穴１１、４０〜４４の変形例であるので、これらの植毛穴と共通する部分に関しては図１〜７と同じ参照符号を付して説明を省略する。

植毛穴４５は、その内周面２２における所定の深さ位置に設けられた縮径段差部１５と、縮径段差部１５の傾斜面３３に続き、植毛穴４５の軸に対してほぼ平行なストレート面として設けられた底側内周面３９と、底側内周面３９に続くように設けられた、所定の曲率半径を有する底面２４と、を有している。図３に示す植毛穴１１と植毛穴４５とを比較すると、底側内周面３４、３９はいずれもストレート面であるが、底側内周面３９の植毛穴４５の深さ方向寸法が、底側内周面３４の植毛穴１１の深さ方向寸法よりも小さくなるように設定されている。また、底面２４の曲率半径は、底面２３の曲率半径よりも小さく、かつ毛束１２の屈曲部２０の曲率半径よりも大きくなるように設定されている。

本実施形態のように、底面２４の曲率半径が毛束１２の曲率半径に近づくように設定しても、底側内周面３９の深さ寸法を調整することにより、縮径段差部１５の毛束１２の屈曲部２０の外周面３０への食い込みと、底面２４と底側内周面３９とで囲まれた空間領域における毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分の変形との協働による、毛束１２の植毛穴４５からの抜けを抑制する効果を得ることができる。

なお、植毛穴４５において、底面２４が所定の曲率半径を有することによる、毛束１２の植設時の衝撃力を底面２４の曲率に沿ってほぼ均一に分散させて、底面２４と植毛台１０の背面１０ｂとの間に付加される力を和らげ、植毛台１０におけるクラックの発生や植毛台１０の割れを抑制する効果は、植毛穴１１の場合とほぼ同じである。さらに、底面２４と底側内周面３９とを設けることにより、毛束１２の屈曲部２０の植毛穴深さ方向側先端部分が変形して、植毛穴４５内部とフィラメント１３との摩擦抵抗が高まり、フィラメント１３の部分的な抜けが防止される効果も、植毛穴１１とほぼ同じである。

以上で説明した植毛穴４０〜４５には、植毛穴１１に関して説明した種々の変更を施すことができる。

図９は、本発明の第２実施形態である歯ブラシ５の要部の構成を模式的に示す斜視図である。歯ブラシ５はシングルタフトタイプの歯ブラシであり、ヘッド部である植毛台６０の植毛面６０ａに１個形成された有底の植毛穴６１を有し、複数本のフィラメント１３を束ねて二つ折りにした毛束１２が平線（不図示）を用いて植毛穴６１に植設されている。植毛穴６１は、本実施形態では植毛穴１１と同じ構成を有しているが、さらに植毛穴４０〜４５の何れか一つの構成を有していても良い。歯ブラシ５には、植毛台６０に植毛穴６１を１個形成する以外は、歯ブラシ１と同様の変更を施すことができる。

なお、植毛穴６１の内径および断面積（植毛穴６１の深さ方向にほぼ垂直な方向の円領域の面積）は、一般的な毛束１２を平線１４により植設できる寸法であれば良いが、その一例を挙げれば、内径が３．０〜４．０ｍｍ程度、及び断面積が７．０〜１２．６ｍｍ²程度である。

下記表２に示す穴断面を有する本発明品、および比較品１〜２について、毛束植設時の衝撃力（荷重）の穴内部における応力分布、および応力変位を、コンピュータシミュレーションソフト（商品名：ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ、Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｃｏｒｐｏｒｔｉｏｎ社製、米国）を用いて求めた。結果を表２に示す。なお、比較品１〜２は、それぞれ、縮径段差部と、平坦な底面またはＣ面に相当する底面（図１０（ｂ）に示す底面形状がＣ面である。本形態では断面において、底面と内周面との境界が直角ではなく曲線になっている。）と、の組み合わせたものである。

なお、本発明品、および比較品１〜２の植毛穴を下記表１（ａ）に示す立方体にそれぞれ１個形成したサンプルを用い、底面の形状を除く植毛穴の各寸法（ｍｍ）は共通仕様とし、表１（ｂ）に示した。また、応力分布は、２５０ｇの荷重を植毛穴の軸方向に各縮径段差部に掛けて求めた。応力変位は、２５０ｇの荷重を植毛穴の軸方向に植毛穴の底面に掛けて求めた。

表２から、本発明品では、縮径段差部に掛かる応力が大きくなり、かつ穴底に掛かる応力が小さくなったのに対し、比較品１および２では、縮径段差部に掛かる応力と穴底に掛かる応力とがほぼ等しくなり、縮径段差部による応力の緩和効果が少ないことが分かる。また、穴底における最大変位も本発明品が最も少なかった。これらのことから、単に縮径段差部を設けるだけでは衝撃力を緩和する効果は不十分であり、所定の曲率半径を有する凹曲面を含む底面と、縮径段差部とを組み合わせて設けることが衝撃力の緩和には必要であることが明らかである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１、５ 歯ブラシ
２ ヘッド部
３ 柄部
４ 首部
１０、６０ 植毛台
１０ａ 植毛面
１０ｂ 背面
１１、４０、４１、４２、４３、４４、４５、６１ 植毛穴
１２ 毛束
１３ フィラメント
１４ 平線
１５、１６、１７、１８、１９ 縮径段差部
２０ 屈曲部
２１ ストレート部
２２ 内周面
２３、２４ 底面
３０、３１ 外周面
３２、３７、３８ 頂部
３３、５０、５１ 傾斜面
３４、３５、３６、３９ 底側内周面

Claims (4)

1. 植毛台に単又は複数の有底の植毛穴を設け、該植毛穴に複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束を平線を用いて植設してなる歯ブラシであって、
   前記植毛穴の内周面における前記毛束の折り返しによる屈曲した外周面に対面する所定の深さ位置に、前記植毛穴の開口を臨む円環状の傾斜面を有し、前記外周面に食い込む縮径段差部を設けるとともに、
   前記植毛穴の底面に、前記毛束の折り返しの曲率半径よりも大きな曲率半径の凹曲面よりなる当接面を設け、
   前記凹曲面の曲率半径Ｒが（０．０５ｄ＋０．０５）〜２ｄ（式中、ｄは前記植毛穴の前記内周面で囲まれた領域の穴径を示す。）の範囲であり、
   前記毛束の屈曲した外周面が、平線の植毛方向先端側の端面の位置から先端側の領域に形成され、前記縮径段差部を、前記平線の端面に対応する位置よりも底側の所定の深さ位置に設けてなることを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記縮径段差部における植毛穴開口側の面を深さ方向に沿って次第に縮径する傾斜面とし、
   該傾斜面を、植毛穴の軸に対する傾斜角が、対応する前記毛束外周面の位置の接線の植毛方向に対する傾斜角よりも大きな部分円錐面、部分凸球面、部分凹球面、又はこれらの組み合わせとしてなる請求項１記載の歯ブラシ。
3. 前記縮径段差部における前記植毛穴開口側の傾斜面に連続する底側の面を、軸平行なストレート面としてなる請求項２記載の歯ブラシ。
4. 前記植毛穴の開口面積（Ｓ）と、前記植毛穴内周面における前記縮径段差部の頂部により囲まれた穴領域の面積（Ｓ１）との比（Ｓ１／Ｓ）が０．３５〜０．８の範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯ブラシ。
   

Images