JP2005528954A - 高効率電動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

特定のアセンブリ、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。そのアセンブリ、毛構成、及び駆動機構は、ブラシの動作が非常に効率的であり、現在既知の歯ブラシよりもより経済的であるようなものである。具体的には、本体と、ヘッドと、それらの間に延在するネックとを具備する電動歯ブラシが開示される。ヘッドは、幾つかの静止毛及び可動毛の独特で好ましい配置の１つを利用する。静止毛は、可動毛キャリアの上に設けられる可動毛の集合体を少なくとも部分的に包囲する。モータ及び駆動トレインは、可動毛の集合体に運動を付与する。また、単純で改良されたアセンブリを有する歯ブラシも開示される。歯ブラシは、歯ブラシのブラシヘッド上で係合する可動毛キャリア及びそれに固定される固定ブラシヘッド先端部と単一体のハウジングとを組み合わせて利用する独特のアセンブリを包含する。単一のハウジングにより、歯ブラシの構成要素数が低減し、製造コストが低下する。ブラシヘッド先端部は、別の先端部と交換してもよく、消費者が、必要であれば特定のブラッシング構成を得るために個々にブラシを調整することを可能にする。

Description

本発明は電動歯ブラシに関し、より詳細には、電力消費要件が低減された高効率電動歯ブラシに関する。

電動歯ブラシの洗浄効果について、数多くの検討、調査及び比較がなされてきたが、電動歯ブラシの実際の電力消費又はエネルギー効率に関する研究はほとんどなされていなかった。

１９９８年、コトミン（Kotomin）らは、「ポリマーブラシラビングの実験的な研究に対するマクロモデル的アプローチ（Macromodel Approach to Experimental Study of Polymer Brushes Rubbing）」（Ｗｅａｒ ２２２（１９９８），ｐｐ．２１−２８）において、様々なポリマーブラシにかかる摩擦現象及び作用に対するマクロモデル的なアプローチを報告した。有益ではあるが、その文献のほとんどは、ブラッシングの技巧並びに毛の剛性及び振動数が電力又はエネルギー要件に与える効果の理論面を扱っている。

特許文献においては、知られている限り、電動歯ブラシの電力需要に関して報告されてきた開発は、歯ブラシに過度の負荷がかかると警告を発する負荷センサーモニターに関するもののみである。例えば、米国特許第５，７８４，７４２号を参照のこと。更に、他の特許は、音波歯ブラシについての洗浄及び歯茎マッサージの有効性が、かかるブラシにより利用されるトルク及び電力レベルによって変わることを記載している。例えば、米国特許第５，９３４，９０８号を参照のこと。
満足いくものではあるが、公開された文献又は特許はいずれも、電動歯ブラシの電力消費を実際に低減し、そのエネルギー効率を増大させるための新たなアプローチを対象にはしていない。

歯ブラシは、従来から、歯ブラシのヘッド又は端部に固定されるか、さもなければ取り付けられる１以上の毛の群を利用してきた。機械的又は電気的に動力を供給される可動毛セットを利用する歯ブラシも既知である。典型的には、電動モータと駆動機構が歯ブラシ本体内に保持され、可動毛セットに連結される。モータ及び駆動機構が始動すると、毛セットは様々な異なる種類の運動を行うことができる。

各種の歯ブラシは幾つかの利点を付与し、特定の特性を呈し、そのうちの幾つかは、他の種類が付与しないものである。従って、静止毛の特性及び態様と、可動又は動力毛の特性及び態様とを組み合わせることが望ましい。

可動又は動力毛セットを静止毛セットと組み合わせて利用する歯ブラシは、従来技術において既知であるが、洗浄効果及び製造可能性の更なる改良も達成可能であると考えられている。従って、活発な洗浄効果を付与し、経済的で、大量生産によく適した１以上の可動及び動力毛セットと１以上の静止毛セットを併せて有する歯ブラシに対する要望がある。

現在既知である電動歯ブラシは比較的複雑であり、冗長で複雑なアセンブリを必要とする。理解されるように、これらの特性は、歯ブラシにかかる費用を増大させ、製品の販売価格の上昇に反映される。従って、比較的安価にアセンブリ及び製造された電動歯ブラシを提供することが望ましい。

ブラシの幾つかの構成要素を、他の歯ブラシからの同様の構成要素又は別個に販売されている構成要素と取り替えるか、又は交換してもよいモジュール式電動歯ブラシも既知である。例えば、ヘッド全体及び少なくともネックの一部を歯ブラシ本体又はそのハウジングから取り外し、別のヘッド及びネックアセンブリと交換することができる、交換可能なヘッド及びネックアセンブリを有する歯ブラシが既知である。かかるモジュール式システムにはかなりの利点があるが、歯ブラシヘッド及びネックアセンブリ全体は比較的高価である。更に、前のアセンブリから毛だけが磨耗しているとき、ヘッド及びネックアセンブリ全体を新たなアセンブリと交換することが不必要な場合も多い。従って、消費者の特定の要望に応じることができる歯ブラシの代替的なモジュール式設計が必要とされている。

第一の態様において、本発明は低エネルギー消費の電動歯ブラシを提供し、この電動歯ブラシは、ブラシヘッドと、ハンドルと、ブラシヘッド及びハンドル間に延在するネックとを有するハウジングアセンブリを具備する。ハウジングは、中空の内部空洞を包含する。低エネルギー消費の電動歯ブラシはまた、ブラシヘッド上に配置された可動毛キャリアを具備する。歯ブラシはまたモータを包含し、このモータは、動力回転シャフトと、このシャフトに固定された駆動ギアと、モータに電気的に接続され、ハウジングの中空内部空洞内に位置する電源とを備える。歯ブラシは、ハウジングの空洞内に支持され、特定の様式及び特定のギア比で構成され、モータの駆動ギアと係合するクラウンギアを更に包含する。クラウンギアはまた、２つのカム部材を包含する。歯ブラシは、クラウンギアのカム部材及び可動毛キャリアと係合する駆動シャフトを更に具備する。歯ブラシはまた、可動毛キャリア上に保持された第一の毛集合体と、ブラシヘッド上に保持された第二の毛集合体とを包含する。モータが作動すると、クラウンギアが回転し、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。

別の態様において、本発明は、ハンドルと、ブラシヘッドとを有し、中空の内側領域が内部に画定されたハウジングを具備する電動歯ブラシを提供する。歯ブラシはまた、ブラシヘッド上に位置する可動毛キャリアを包含する。歯ブラシは、毛キャリア上に支持され、保持された第一の毛集合体を更に包含する。歯ブラシは、毛キャリア近傍に、ブラシヘッド上に支持され、保持された第二の毛集合体を更に包含する。歯ブラシはまた電動モータを具備し、この電動モータは、モータと選択可能に電気連通する回転シャフト及び電源を備え、ハウジングの中空内側領域内に位置する。歯ブラシはまた、モータのシャフトに固着された第一駆動ギアを包含する。歯ブラシは、第一ギアと係合し、その回転軸が第一ギアの回転軸に対して垂直であるように配向された第二ギアを更に包含する。第二ギアは、第二ギアの中心から半径方向外側に位置するオフセット部材を包含する。歯ブラシはまた駆動シャフトを包含し、この駆動シャフトは、毛キャリアとオフセット部材との間に延在して、毛キャリアをオフセット部材と連結し、それにより、第二ギアが回転すると、毛キャリアに往復運動が付与される。毛キャリアがストロークサイクルを完了する度に、モータのシャフトは数回、例えば１〜３回回転する。作動中、モータは約１５００ｒｐｍ〜約３５００ｒｐｍの速度で作動する。

更に別の態様において、本発明は、ハンドルと、ブラシヘッドと、ハンドル及びブラシヘッド間に延在するネックとを有するハウジングを具備する電動歯ブラシを提供する。ハウジングは中空内部空洞を画定する。電動歯ブラシはまた、ブラシヘッド上に運動可能に配置された毛キャリアを具備する。歯ブラシは、毛キャリアに連結され、それと共に運動可能である可動式駆動シャフトを更に包含する。駆動シャフトは、ハウジング内に画定された中空内部空洞の少なくとも一部分内に延在する。歯ブラシはまた、キャリア上に配置され、それと共に運動可能である第一の毛セットを具備する。歯ブラシは、ハウジングの中空内部空洞内に配置されたモータ及び電源を包含し、モータは動力出力シャフトを更に備える。電動歯ブラシはギアリングアセンブリを更に具備し、このギアリングアセンブリは、中空内部空洞に配置され、モータのシャフト及び駆動シャフトと係合し、それにより、モータが作動すると、駆動シャフト及び毛キャリアに往復運動が付与される。歯ブラシはまた、ブラシヘッド上に配置された第二の固定毛集合体を具備する。モータは以下の電流引き込み特性を呈する：（ｉ）負荷なしで約０．３アンペア、及び（ｉｉ）典型的なブラッシング負荷下で約０．４アンペア〜約０．６アンペア。モータは、約１５００ｒｐｍ〜約３５００ｒｐｍの速度で作動する。

更なる態様において、本発明は、ブラシヘッドと、ハンドルと、ブラシヘッド及びハンドル間に延在するネックとを包含するハウジングアセンブリを具備する低エネルギー消費の電動歯ブラシを提供する。ハウジングは、中空内部空洞を画定する。電動歯ブラシは、ブラシヘッド上に配置された可動毛キャリアを更に具備する。歯ブラシはまたモータを具備し、このモータは、動力回転シャフトと、このシャフトに固着された駆動ギアと、単一の（ＡＡ）バッテリの形状をなす電源とを備える。電源は、モータと電気的連通をなし、中空内部空洞内に配置される。電源は、約０．９ボルト〜約２．５ボルトの電圧源を付与する。歯ブラシはまた、中空内部空洞内に回転可能に支持され、モータの駆動ギアと係合するクラウンギアを具備する。クラウンギアは、クラウンギアの回転軸から半径方向外側に配置されたオフセット部材を包含する。電動歯ブラシは、第一端部と第二対向端部とを有する駆動シャフトを更に具備する。第一端部はクラウンギアのオフセット部材と係合し、第二端部は可動毛キャリアと係合する。歯ブラシはまた、可動毛キャリア上に保持された第一の複数の毛と、ブラシヘッド上に保持された第二の複数の固定毛とを具備する。モータが作動すると、クラウンギアが回転され、そ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。歯ブラシは、１ポンド（４５４ｇ）の負荷をブラシヘッド上の第一毛集合体及び第二毛集合体に印加するときの総実行時間として少なくとも１００分を呈する。

更に別の態様において、本発明は、ブラシヘッドとハンドルとを有するハウジングを具備する電動歯ブラシを提供する。ハウジングは、内部中空空洞を画定する。電動歯ブラシはまた、ブラシヘッド上に配置された可動毛キャリアを具備する。電動歯ブラシはまた、中空空洞内に配置された単一の（ＡＡ）バッテリの形状をなす電源を具備する。バッテリは、約０．９ボルト〜約２．５ボルトの電圧源を付与する。歯ブラシはまた、電源と選択的に電気接触するモータを具備する。モータは、中空内部空洞内に配置される。電動歯ブラシはまた、駆動トレインを具備し、この駆動トレインは、中空空洞内に配置され、モータ及び可動毛キャリアと係合し、それにより、モータが作動すると、毛キャリアは往復運動を行う。

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、又は手順及び工程の構成にて具体化してもよい。参照図面は、好ましい実施形態を図示する目的だけであり、寸法には従っておらず、本発明を限定するものと解すべきではない。
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、よりよく理解されると考えられている。

本発明は、静止毛と動力可動毛との組み合わせを利用する歯ブラシから著しい洗浄効果が生じるという発見に基づいている。好ましくは、可動毛は、動力を供給されると往復運動し、最も好ましくは、可動毛は歯ブラシの長手方向軸にほぼ平行な方向に往復運動する。可動毛はまた長手方向軸にほぼ垂直な方向に往復運動してもよいことが考慮される。往復運動は、可動毛ホルダの好ましいタイプの運動であるが、本発明は可動毛ホルダの他の種類の運動も包含する。本明細書に記載され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動力式であるか、又は単一の可動構成要素により担持される。これは、本明細書において更に詳細に記載される。本発明はまた、特に動力可動毛セットと共に利用されるときの静止毛の特定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、少なくとも部分的に静止毛アレイによって包囲される可動毛ホルダを特徴とする本発明の歯ブラシは、特に大量生産によく適している。即ち、本明細書に記載される様々な好ましい実施形態のブラシは、それらの顕著な単純性及び新規な構造の結果として、比較的安価に製造される。これら及び他の態様は、本明細書に記載される。

本発明はまた、一体型ネック及びブラシヘッドアセンブリを組み込んだ電動歯ブラシ用の単一体又はハウジングの独特な設計に基づいている。単一体又はハウジングは、歯ブラシのアセンブリを大いに単純化し、ブラシにかかる製造コストを低減する。本発明はまた、歯ブラシと共に使用される毛セットの広範なアレイを可能とするブラシヘッドの新規なモジュール式設計を提供する。

更に、本明細書に記載されるように、幾つかの好ましい実施形態は、ブラシヘッド上に配置されるエラストマー先端部又は外方に延在する可撓性部材を包含する。ブラシヘッドの静止部分及び運動部分はまた、毛と共にエラストマー先端部を包含してもよい。静止部分及び運動部分はそれぞれ、毛と、エラストマー先端部とを包含することができ、これらはブラッシング中にユーザーの歯茎をやさしくマッサージするのに使用される。エラストマー先端部は、ブラシヘッドの静止部分及び運動部分の周辺か、又はその静止部分及び運動部分上の毛の間に配置され得る。

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が図示されている。歯ブラシ１０は、本体３０と、ヘッド２０と、本体３０及びヘッド２０の間に延在するネック４０とを具備する。ヘッド２０は最遠位端部２２を画定する。ヘッド２０及びネック４０は、一般に、図１に軸Ｌとして図示される長手方向軸に沿って延在する。ヘッド２０に沿って配置されるのは、複数の静止毛６０と、内部に配置された毛５０の集合体であり、毛５０は本明細書に記載されるように運動可能である。毛５０は、可動毛ホルダ上に支持され、それにより保持される。可動式毛ホルダは、以下に述べるように多種多様な運動を行ってもよい。

様々な好ましい実施形態について記載する前に、可動毛が行い得る様々な種類の運動を定義するのが有益である。本明細書で使用するとき、用語「角運動」とは、あらゆる角変位を指す。「線状運動」とは、まっすぐ若しくは実質的にまっすぐな線又は方向に沿った運動である。「第一線状運動」とは、以下で説明する。「曲線状運動」とは、完全に線状でもなければ完全に角をなしてもいないが、その２つの組み合わせ（例えば、曲線）である運動である。これらの運動は、一定又は周期的であり得る。一定運動は、方向又は経路を変えない（つまり、一方向性）運動を指す。周期運動は、方向又は経路を反転させる運動を指す。実質的に円形である一定の角運動（つまり、３６０度以上にわたって延びる運動）は、回転運動と称される。周期的な角運動は、３６０度未満にわたって延びる運動であり、振動運動と称される。曲線状運動も一定（つまり、一方向性）又は周期的（つまり、方向を反転させる）であり得る。周期的な線状運動は、「往復運動」と称される。上述の運動はまた、毛ホルダの１以上の軸に沿って生じ得る。

更に、用語「静止」毛及び用語「可動」毛を定義するのが有用である。静止毛という用語は、毛、特定的には毛の基部が歯ブラシに対して動かないように、歯ブラシのブラシヘッド若しくは本体、又は歯ブラシの他の構成要素に固定されるか、又は静止している毛を指す。言い換えれば、静止毛は、それらの基部又は取り付け点が歯ブラシに対して動かないように、歯ブラシに固定される毛を指す。毛若しくは毛群の先端部、又はその基部から離れた領域は、毛の屈曲の結果として動くこともあることが認識される。しかしながら、静止毛の基部はブラシに対して動かない。可動毛という用語は、毛の基部が歯ブラシに対して、好ましくはブラシの長手方向軸に対して動く毛を指す。一般には、この構成は、取り付け要素、即ち、ブラシに対して運動可能な毛キャリア又はホルダに対して毛の基部を固着するか、又は支持することにより達成される。言い換えると、可動毛は、好ましくは、ブラシの長手方向軸に対して運動可能な毛である。

図２〜図５及び図１３は、静止毛及び可動毛の配置に関する様々な好ましい実施形態の構成を図示している。図２は、図１に示す歯ブラシ１０及びそのヘッド２０の詳細図である。図２から分かるように、静止毛６０は、一般に、可動毛５０の集合体の周囲全体に延在する。可動毛５０は、可動毛ホルダ５２上に配置され、位置する。毛ホルダ５２は、好ましくは、図２に位置Ａ及び位置Ｂとして示す２つの位置の間で運動可能である。好ましくは、毛ホルダ５２は、毛ホルダ５２がブラシヘッド２０の最遠位端部２２に近接している位置Ａと、図２に点線で示す位置Ｂの間で前後に運動してもよい。最も好ましくは、毛ホルダ５２が位置Ａ及び位置Ｂ間で往復運動する際のその運動方向は、図１に軸Ｌとして示されるヘッド２０及びネック（図２では図示せず）の長手方向軸にほぼ平行である。

図３は、好ましい実施形態の歯ブラシ１００のブラシヘッド１２０に沿った毛の好ましい別の配置を図示している。この実施形態において、複数の静止毛１６０は、実質的に可動毛１５０の集合体の周辺又は周囲に延在する。可動毛１５０は、可動毛ホルダ１５２に沿って支持され、保持される。毛ホルダ１５２は、図３に示す２つの位置Ａ及びＢの間で運動可能である。この好ましい構成において、ブラシヘッド１２０に沿った領域１２５はいかなる毛、即ち、静止毛も可動毛も包含しない。図２に関して先に記載したように、毛ホルダ１５２、及び可動毛１５０は、好ましくは、位置Ａ及び位置Ｂ間で往復運動してもよい。図３から分かるように、位置Ａは、ブラシヘッド１２０の最遠位端部１２２に近接している。

図４は、本発明による歯ブラシ２００の別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッド２２０を図示している。この実施形態において、静止毛２６０の集合体は、可動毛２５０の集合体を中心としてブラシヘッド２２０の相対する領域に位置する。可動毛２５０は、可動毛ホルダ２５２に沿って支持され、保持される。可動毛ホルダ２５２は、図４に示す位置Ａと位置Ｂの間で運動可能である。いかなる毛も包含しない２つの領域が、静止毛２６０の集合体間に画定されることが分かる。これらの領域は、図４では領域２２７及び２２９として示されている。図２に関して先に示したように、毛ホルダ２５２、及び可動毛２５０は、好ましくは、位置Ａ及び位置Ｂ間で往復運動してもよい。位置Ａは、ブラシヘッド２２０の最遠位端部２２２に近接している。

図５は、本発明による歯ブラシ３００の更に別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッド３２０を図示している。この実施形態において、静止毛３６０の集合体は、可動毛ホルダ３５２上に支持され、保持された可動毛３５０の集合体の周囲の一部にしか延在していない。毛ホルダ３５２は、図５に位置Ａと位置Ｂとして示す２つの位置の間で運動可能である。領域３２９、３２７及び３２５は、可動毛３５０の集合体の周辺に画定されることが分かる。これらの領域は、いかなる毛も包含せず、特に、いかなる静止毛３６０も包含しない。図２に関して先に記したように、毛ホルダ３５２、及び可動毛３５０は、好ましくは、位置Ａ及び位置Ｂ間で往復運動してもよい。位置Ａは、ブラシヘッド３２０の最遠位端部３２２に近接している。

図１３は、本発明による歯ブラシ９００の別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッド９２０を図示している。この実施形態において、静止毛９６０の集合体は、可動毛９５０の集合体を中心としてブラシヘッド２２０の相対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の両側部に沿って位置する。領域９２５及び９２７は、好ましくは、図１３に示されるように、静止毛群間に画定される。可動毛９５０は、可動毛ホルダ９５２に沿って支持され、保持される。可動毛ホルダ９５２は、図１３に示す位置Ａと位置Ｂの間で運動可能である。図２に関して先に記したように、毛ホルダ９５２、及び可動毛９５０は、好ましくは、位置Ａ及び位置Ｂ間で往復運動してもよい。位置Ａは、ブラシヘッド９２０の最遠位端部９２２に近接している。

好ましい毛構成は、一般にはブラシヘッドの中央領域又は内部に位置する可動毛と、中間に配置される可動毛を少なくとも部分的に包囲する静止毛とに基づいていることが分かる。これは、本明細書において更に詳細に説明される。

幾つかの用途のためには、静止毛は、可動毛の集合体の周囲又は周辺の１００％を包囲するのが好ましい。他の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の約７５％〜約１００％を包囲するか、又はそれに沿って延在するのが好ましい。更に他の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の約５０％〜約７５％に沿って延在するのが好ましい。更なる用途では、静止毛は、可動毛の周囲の約２５％〜約５０％に沿って延在するのが好ましい。他の用途では、静止毛は、可動毛の周囲の２５％未満に延在するのが好ましいこともある。分かるように、静止毛は、好ましくは、可動毛の集合体の外周の少なくとも一部に沿って延在する。幾つかの実施形態には、静止毛が、可動毛のセットの周囲に連続して延在する必要はない。即ち、本発明は、静止毛が可動毛の集合体の外周に沿って、又はその周りに断続的に延在する毛構成を取り囲む。

用語「完全に取り巻いている（又は、取り巻く）」、「実質的に取り巻いている（又は、取り巻く）」、「部分的に取り巻いている（又は、取り巻く）」及び「部分的に包囲している（又は、包囲する）」とは、本明細書において、静止毛の特定構成及び静止毛の可動毛に対する相対的な配置を示すために使用される。用語「完全に取り巻いている」とは、静止毛が、可動毛の周囲を完全に取り巻くか、又はその周囲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を取り巻くか、又はそれに沿って延在するものとして記載されるとき、個々の毛又は毛群の間に、ごく僅かな、又は比較的小さな空間が存在してもよいことが理解される。これらの空間は、典型的な毛の直径のおよそ１〜１０個分程度でしかない。用語「実質的に取り巻いている」とは、静止毛が可動毛の周囲の少なくとも８０％に沿って延在する構成を指す。具体的には、「実質的に取り巻く」とは、静止毛が可動毛の周囲の８０％以上、９０％以上、又は９５％以上に沿って延在する構成を包含する。用語「部分的に取り巻いている」とは、静止毛が可動毛の周囲の一部に沿って延在し、好ましくは、その周囲に沿った範囲の８０％未満である部分に沿って延在する構成を指す。用語「部分的に包囲している」とは、静止毛が可動毛を部分的に包囲し、完全に又は全体的には包囲していない構成を指す。

分かるように、可動毛ホルダは、多種多様な運動を行ってもよい。例えば、可動毛ホルダは、角運動、線状運動、又は曲線状運動を行ってもよい。毛ホルダの動きは、一定でも周期的でもよい。一般に、可動毛ホルダの好ましい運動は、周期的な線状運動か、又は往復運動である。

可動毛ホルダは、様々な形態及び形状をなしてもよい。可動毛ホルダの好ましい形状は、参照図面、例えば図２〜図５に一般に示すような楕円形である。可動毛ホルダは伸長形状であり、より好ましくは楕円形であり、最も好ましくはある一定範囲の長さ対幅寸法比に従った比率を有することが一般には好ましい。最も好ましくは、可動毛ホルダは楕円形状であり、その長さ（楕円形状の長軸に沿って測定される）対幅（楕円形状の短軸に沿って測定される）は約４：１〜約１．２：１である。可動毛ホルダの幅（繰り返すが、楕円形状の短軸に沿って測定される）は、ブラシヘッドに沿った位置ではブラシヘッドの幅に近づく。毛ホルダが楕円形状であり、且つ往復運動を行う本発明の実施形態の場合、ホルダは、楕円形状の長軸に対してほぼ平行に動きが生じるように配向される。好ましくは、可動毛ホルダの幅は、ブラシヘッド幅の約５０％〜約９０％であり、最も好ましくは約６０％〜約８０％である。

ここで、図６を参照して、歯ブラシ４００のヘッド４２０の別の好ましい実施形態を説明する。ヘッド４２０は、ヘッド４２０に沿って画定されたスロットに滑動可能に取り付けられる内側毛ホルダ４５２を包含する。内側毛ホルダ４５２は、複数の可動毛４５０を支持し、保持する。内側毛ホルダ４５２は、ヘッド４２０の長手方向軸とほぼ同じ長手方向に往復運動するように駆動される。内側毛ホルダ４５２及び毛４５０は、好ましくは、図６に点線で示す静止毛アレイ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）と、駆動機構とを包含し、その駆動シャフトは、図６ではシャフト４６０として図示されている。シャフト４６０と係合するカム４７０は、シャフト４６０と内側毛ホルダ４５２とを動作可能に相互接続する。任意には、シャフト４６０は、シャフト支持体４６５により支持され得る。シャフト支持体４６５は、シャフト４６０を受容するＣ又はＵ字形部分（図示せず）を包含してもよい。シャフト４６０を支持体に保持する他の手段は、当該技術分野において既知である。カム４７０は、適当な偏心構成を有し、シャフト４６０上に配置されるか又は成形され、シャフト４６０にしっかりと固定された成形要素又はビーズを具備し得る。１つの構成において、カム４７０は、一対の鋭角をなす表面４７２及び４７３を備えた円筒形状であり、これらの表面は同じ方向に同じ傾斜角度で傾斜しているが、カム４７０の両端に配置されている。換言すれば、角をなす表面４７２及び４７３は、カム４７０の円筒を斜め方向にスライスした結果、生じる表面である。内側毛ホルダ４５２の振動数及びストロークを変更するために、傾斜方向及び傾斜角度を必要に応じて変えることができる。毛ホルダ４５２の下側４５３に固定されるか、又はそこから延在する第一カムフォロア４５４及び第二カムフォロア４５６が設けられる。カム４７０を跨ぐ及び／又は捉えるカムフォロア４５４及び４５６間にカム４７０が配置されるように、カムフォロア４５４及び４５６は、互いにオフセットされるか、又は離間している。カム４７０の角をなす表面４７２及び４７３は、カムフォロア４５４及び４５６の自由端部と滑動可能に係合する。シャフト４６０が回転すると、カム４７０の第一鋭角表面４７２は、第一カムフォロア４５４の表面と接触して、カムフォロアを駆動し、従って、内側毛ホルダ４５２は、ヘッド４２０の長手方向軸の方向とほぼ同じ方向に端部４２２から離れる。内側毛ホルダ４５２は、長手方向に延在するスロットにより案内される。シャフト４６０が回転し続けると、カム４７０と第一カムフォロア４５４との係合が解除される。次いで、カム４７０の第二鋭角第二表面４７３が第二カムフォロア４５６の表面と接触し、第二カムフォロア４５６を駆動し、従って、内側毛ホルダ４５２は、ヘッド４２０の端部４２２の方へ戻る。

ここで、図７及び図８を参照して、電動歯ブラシ５００と共に使用するのに適した歯ブラシヘッド５２０の別の実施形態について記載する。ヘッド５２０は、ヘッド５２０に画定されたスロット（図示せず）に滑動可能に取り付けられる内側毛ホルダ５５２を包含する。内側毛ホルダ５５２は、複数の毛５５０を支持し、保持する。内側毛ホルダ５５２は、ヘッド５２０の長手方向軸とほぼ同じ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、回転駆動シャフト５６０を包含する駆動機構とを包含する。ヘッド５２０は、ネック５４０から延在し、最遠位端部５２２を有する。シャフト５６０上に包含されるカム５７０は、シャフト５６０と内側毛ホルダ５５２とを動作可能に相互接続する。任意には、シャフト５６０は、シャフト支持体５６５により支持され得る。シャフト支持体５６５は、シャフト５６０を受容するＣ又はＵ字形部分（図示せず）を包含してもよい。シャフト５６０を支持体に保持する他の手段は、当該技術分野において既知である。カム５７０は、シャフト５６０における複数の屈曲部５７２及び５７３の形状で設けられる。それら屈曲部は、それぞれが１以上の隣接弓形部分を有するという点において、事実上は正弦波形又は曲線状である。屈曲部はそれぞれ頂点を有し、それら頂点はシャフト５６０の相対する側に配置される。半球形状のカムフォロア５５４は、内側毛ホルダ５５２の底面５５３から垂下し、カム５７０の頂点間に配置される。シャフト５６０が回転すると、カム５７０の表面５７６は、カムフォロア５５４の第一表面５５５と接触して、カムフォロア５５４を駆動し、従って、内側毛ホルダ５５２は、ヘッド５２０の長手方向軸とほぼ同じ長手方向に端部５２２から離れる。シャフト５６０が回転し続けると、カム表面５７６と第一カムフォロア表面５５５との係合が解除される。図８に示すように、カム表面５７６は、次いで、カムフォロア５５４の第二表面５５６と接触し、カムフォロア５５４を駆動し、従って、内側毛ホルダ５５２は端部５２２の方へ戻る。毛ホルダ５５２の運動は、頂点５７２及び頂点５７３間の間隔及び／又は頂点５７２及び頂点５７３の振幅、形状若しくは高さ、カム表面５７６の長さ及び傾斜、並びにカムフォロア５５４の表面５５５及び５５６の傾斜を変更することにより変えることができる。

図９を参照して、ここで、電動歯ブラシ６００の歯ブラシヘッド６２０の別の実施形態を記載する。ヘッド６２０は、ヘッド６２０に画定されたスロット（図示せず）に滑動可能に取り付けられる内側毛ホルダ６５２を包含する。ヘッド６２０は遠位端部６２２を包含する。内側毛ホルダ６５２は、複数の毛６５０を支持し、保持する。内側毛ホルダ６５２は、ヘッド６２０の長手方向軸とほぼ同じ長手方向に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、回転駆動シャフト６６０を包含する駆動機構とを包含する。シャフト６６０上に包含されるカム６７０は、シャフト６６０と内側毛ホルダ６５２とを動作可能に相互接続する。任意には、シャフト６６０はシャフト支持体６６５により支持され得る。シャフト支持体６６５は、シャフト６６０を受容するＣ又はＵ字形部分（図示せず）を包含してもよい。シャフト６６０を支持体に保持する他の手段は、当該技術分野において既知である。カム６７０は、シャフト６６０上に配置されるか又は成形され、シャフト６６０にしっかりと固定された円筒形状の構成要素６７４の形状で設けられる。

図１０に示すように、カム６７０はスパイラル又はヘリカル溝６７２を包含し、この溝は円筒形状の構成要素６７４の外側表面に沿って画定される。スパイラル又はヘリカル溝６７２は、好ましくは、構成要素６７４の周辺に延在し、例えば、シャフト６６０の長手方向軸と一致してもよい構成要素６７４の長手方向軸の周りに螺旋形状をなす。カム６７０によってカムフォロア６５４（図９及び図１０に示す）に付与される運動のストローク及び頻度は、溝６７２の形状及び寸法を変更することにより変えることができる。例えば、構成要素６７４に画定された溝６７２は、シャフト６６０の１回転につき、内側毛ホルダ６５２の完全な１ストローク（即ち、ヘッド６２２の端部から離れ、それに向かって戻る１サイクル）を付与する。

図１１は、８字形状をなすヘリカル溝７７２を有する代替カム７７０を図示している。これは、シャフト７６０の１回転につき、２分の１ストローク（即ち、ブラシヘッドの端部に向かうか、又はそこから離れるかのいずれかの並進運動）しか付与しない。カムフォロア７５４は、溝７７２に配置され、可動毛ホルダに係合する。

図９及び図１０に戻ると、カムフォロア６５４は、内側毛ホルダ６５２の底面６５３から垂下する。カムフォロア６５４は、溝６７２内に滑動可能に受容される。シャフト６６０が回転すると、スパイラル溝６７２の第一表面６７５、例えば、その側壁が、カムフォロア６５４の第一表面と接触し、カムフォロア６５４を駆動し、従って、内側毛ホルダ６５２は、ヘッド６２０の長手方向軸とほぼ同じ長手方向に、ブラシヘッド６２０の端部６２２から離れる。シャフト６６０が回転し続けると、カムフォロア６５４はスパイラル溝６７２の頂点に達し、スパイラル溝６７２の第一表面６７５とカムフォロア６５４との係合が解除される。次いで、溝６７２の第二表面６７６、例えば、溝６７２の反対側の側壁が、カムフォロア６５４と接触し、カムフォロア６７４を駆動し、従って、内側毛ホルダ６５２は、ブラシヘッド６２０の端部６２２に向かって戻る。

本明細書に記載された様々な往復運動を行う毛ホルダはまた、回転するシャフトを備える駆動機構を利用してもよい。更に、他のモータ、及び往復運動するか、又は回転するシャフト構成を代用できることが理解される。例えば、米国特許第５，２２６，２０６号、同第５，５２４，３１２号、同第５，３８３，２４２号、同第５，４６５，４４４号、同第５，５０４，９５９号、同第５，８３６，０３０号、同第４，８４５，７９５号、同第５，４０４，６０８号、同第５，３５９，７４７号及び同第５，６１７，６０１号（これら文献の実質部分を参照として本明細書に組み込まれる）は、好適であり得る他のモータ及び往復運動するシャフト構成を開示している。更に、図９の電動歯ブラシは、交換可能なヘッドを備えてもよい。本発明に適合し得る好適な構成が、米国特許出願第０９／８５０，６６２号（２００１年５月７日出願）に開示されており、この文献の実質部分を参照として本明細書に組み込まれる。同様に、米国特許出願第１０／１１４，７８０号（２００２年４月３日出願）及び同第１０／１２８，０１８号（２００２年４月２２日出願）（これら両文献を参照として本明細書に組み込まれる）に開示された駆動機構も、本発明と共に用いられるものと考えられる。

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が、図１２に図示されている。図１２は電動歯ブラシ８００を図示しており、この電動歯ブラシ８００は、歯ブラシヘッド８２０と、本体又はハンドル８３０と、それらの間に延在する伸長ネック８４０とを具備する。駆動トレインは、モータからの運動を内側毛ホルダ８５２に伝達する様々なシャフト及びギアを包含しており、米国特許第６，１７８，５７９号（この文献の実質部分を参照として本明細書に組み込まれる）に記載されるものと同様である。ハンドル８３０は中空であり、モータ８０２と、モータに動力を付与するバッテリ（図示せず）とを包含する。充電式電源をバッテリの代わりに使用することができる。ヘッド８２０は、そこを通って延在する長手方向軸を有する。長手方向軸は、シャフト８６０の長手方向軸とほぼ同じ長手方向に延在する。内側毛ホルダ８５２はヘッド８２０に沿って配置され、端部８２２はヘッド８２０の最遠位点にある。内側毛ホルダ８５２は、好ましくは、楕円形状であるが、他の形状も利用できる。更に、内側毛ホルダ８５２はヘッド８２０の端部８２２に近接して配置されるが、ホルダ８５２は端部８２２から離れたところに配置することもでき、静止毛のような他の機構は内側毛ホルダ８５２の周囲の少なくとも一部に配置され得ることが理解される。この実施形態において、内側毛ホルダ８５２は往復運動だけを行い、振動もしないし、いかなる他の回転運動又は振動運動も行わない。

第一ギア８０４は、モータ８０２に動作可能に接続され、モータ８０２により動力を供給される。第二ギア８０６は、第一ギア８０４に動作可能に接続される。第二ギア８０６の回転軸は、第一ギア８０４の歯が第二ギア８０６の歯と噛合うように、第一ギア８０４の回転軸に対してほぼ垂直であり、従って、第一ギア８０４が回転すると、第二ギア８０６を回転させる。

第一腕部８０８は、ピン８１０又は他の締結具を介して、偏心的且つ旋回可能に第二ギア８０６に接続される。偏心的な接続により、第二ギア８０６の回転運動は第一腕部８０８の往復運動に変換される。第二腕部８１２は、ピン８１４又は他の締結具を介して、旋回可能に第一腕部８０８に接続される。シャフト８６０は、例えば、圧入により第二腕部８１２に固定される。シャフト８６０は、少なくとも部分的にネック８４０内に収容される。シャフト８６０はまた、第三腕部８１６と係合する。第三腕部８１６は、ピン８１８又は他の締結具を介して、その末端部で内側毛ホルダ８５２に接続される。第三腕部８１６の末端部は、内側毛ホルダ８５２の外周に近接してピンで留められるように、シャフト８６０の長手方向軸からオフセットされる。このオフセット配置は、第三腕部８１６の往復運動を内側毛ホルダ８５２の往復運動に変換し、その際、内側毛ホルダ８５２は、シャフト８６０の長手方向軸にほぼ平行な軸を中心として往復運動する。

簡略化のために、毛が延在するヘッドの長手方向軸と実質的に垂直な方向に延在する毛のタフト又は群を備えた本発明の様々なブラシヘッドの実施形態を図示してきたが、静止毛又は可動毛の運動を補足するか、又は更に強化するために、これらの毛を異なる配置にしてもよいことが考慮される。毛の一部又は全部は、毛ホルダの上面と鋭角を形成する方向に延在してもよいし、前又は後ろ方向に延在してもよい。別の実施形態において、毛の一部は、ヘッドから別の方向に外方に離れるように延在し、更に毛ホルダの上面に対して鋭角を形成してもよい。また、米国特許第３３０，２８６号及び同第４３４，５６３号（これら文献の実質部分を参照として本明細書に組み込まれる）に記載されるようなエラストマー先端部又はマッサージ毛若しくは様々な高さの毛を使用してもよい。使用に適する他の好ましい毛の配置としては、米国特許第６，００６，３９４号、同第４，０８１，８７６号、同第５，０４６，２１３号、同第５，３３５，３８９号、同第５，３９２，４８３号、同第５，４４６，９４０号、同第４，８９４，８８０号及びＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／２３９１０（これら文献の実質部分を参照として本明細書に組み込まれる）に全体的又は部分的に記載された配置が挙げられる。

本発明の電動歯ブラシは、毛又はエラストマー先端部の種類、寸法、組み合わせ、角度及び配置のあらゆる組み合わせで設けることができる。毛のタフトの高さを変えてもよい。本明細書において、「タフト」とは、共通の点でブラシに固定された１以上の毛のセットを意味する。１つの実施形態において、複数の背の高いタフト及び複数のより短いタフトがブラシヘッドに沿って配置される。背の高いタフトとより短いタフトの長さの差は、１つの実施形態においては約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍ、別の実施形態においては約１ｍｍ〜約２ｍｍである。背の高い毛のタフト及び短い毛のタフトは、異なる特性を備え得る。例えば、背の高い毛のタフトは、ユーザーの歯茎をやさしく洗浄し、マッサージするために比較的柔らかいが、より短い毛タフトは、歯間洗浄するために幾らか硬くてもよい（又はその逆）。この構成により、より長い（及び典型的にはより柔らかい）毛は、ユーザーの歯茎に対して押圧され、屈曲されて偏向され、その後、より短い（及び典型的にはより硬い）毛がユーザーの歯及び歯茎に接触する。従って、例えば、柔らかい毛にはより大きな力が印加されるが、一方、より硬い（及びおそらくはあまり快適ではない）毛にはより小さな力が印加され得る。

特に好ましい実施形態において、本発明は、可動毛、即ち、可動毛キャリアにより支持され、それに固定された毛の総毛長は、可動毛キャリア及びそれに固定された毛の少なくとも一部を取り巻くか、又はそれに沿って延在する静止毛の長さよりも短い毛構成を提供する。この好ましい毛構成の更なる変形は、可動毛の遠位先端部が、ヘッドの外側表面から延在するより長い静止毛とほぼ同じ高さであるように、ヘッドの外側表面より僅かに高くなった可動毛キャリアを特徴とする。一般に、比較的長さが短い可動毛を利用することにより、（往復運動を行うときの）可動毛キャリアの距離又はストロークは、より長い毛を使用する場合よりも小さい。一般には、ストロークがより短くなると、電力要件が低減される。これは、バッテリ要求が低減され、結果として生じる歯ブラシの製造可能性及び市販可能性を更に促進し得るので有利である。更に、可動毛に比較的長さが短い毛を利用し、静止毛により長い毛を利用することにより、静止毛が、より大きな比率のブラッシング負荷を担う。一般には、これは、歯ブラシのモータ及び駆動機構への電力要求を更に低減する。

毛の剛性はまた、本明細書に記載される好ましい歯ブラシのブラッシング効果、電力要件、及び歯ブラシ全体の性能に影響を及ぼすことが分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が特に重要である。例えば、幾つかの用途の場合、ブラシヘッド構成要素の移動量を低減するべく、可動ブラシヘッド構成要素上に比較的硬く短い毛を利用するのが好ましい。

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の剛性を有する。

ここで、
Ｄ＝毛の直径（インチ）
Ｅ＝濡れたときの毛材料の弾性係数
例えば、ナイロンの場合、これは定数３，１７２ＭＰａ（４６０，０００ｐｓｉ）である。
Ｘ＝ブラシヘッド全体の平均毛長さ（インチ）
Ｎ＝ブラシヘッド上の毛の総数
本発明のブラシの毛の剛性は、上記式により決定されるように、好ましくは約０．２〜約０．８の範囲である。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利用してもよい。

（個々の毛についての初期剛性算出）

は、「歯ブラシの剛性（The Stiffness of Toothbrushes）」（D.W.MacFarlane,Brit.Dent.Jour.、１９４５年１０月５日：この文献を参照として本明細書に組み込まれる）によれば、１本の毛を偏向するのに必要な最低限の力により生成された圧力の測定である。毛の剛性は、この１本の毛の剛性値とブラシヘッド上の毛の総数とを乗算することにより得られる。上記式の分母に用いられたファクター１×１０⁶は任意に選択された定数であり、この定数は、比較を容易にするために、全体の毛剛性値をかなり小さい数に減少させる。毛剛性についての詳細な検討は、参照として本明細書に組み込まれる米国特許第５，５１１，２７５号に提示されている。

一般に、剛性は毛の数を増加させることにより増大し得ることが上記式から分かる。この式を個々の毛タフトに適用することは、タフト内の毛の数、即ち、タフト密度を増減することにより個々の毛タフトの剛性を調整し得ることを示唆している。この技術は、独特且つ選択的に調製され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ために使用することができる。

本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシの別の態様は、特に、毛のサイズ及び材料と組み合わせた毛又はタフト密度に関する。本発明で使用する毛は、当該技術分野で周知のあらゆる材料から作成することができる。本発明における好適な毛材料としては、デュポンタイネックス（Dupont Tynex）(６１２及びＳＴＰ社製のスチロン（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は、ナイロン６／６、ナイロン１０／１０、及びナイロン１２／１２が挙げられるが、これらに限定されない。毛の断面は、好ましくは、円形であるが、矩形、六角形及び三室形状を含むがこれらに限定されない他の断面形状であってもよい。更に、毛の直径及び長さは、当業者に既知の通常の寸法内で変更可能である。好ましい実施形態において、毛は、直径０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ及び長さ７ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは９ｍｍ〜１２ｍｍの、円形断面を有するものであり、タフトはそれぞれ約１０〜約５０本の毛を含む。本発明のブラシのヘッド部分における毛の総数は、好ましくは約１，２００〜約５，０００、更により好ましくは約１，６００〜約３，５００である。かかる実施形態において、各タフトは、直径が約１ｍｍ〜約２ｍｍのほぼ円形である。ブラシヘッド上で異なる直径又はスパンを有する毛及び／又は毛タフトを共に利用することも考慮される。

溶融、ステープリング及び射出成形などの当該技術分野で既知のあらゆる方法を用いて、毛タフトをブラシヘッドに締結することができる。本発明において好ましい方法は、ステープリング及び溶融である。各タフトは基部と自由端部とを有し、タフトの自由端部は、歯を洗浄するのに使用される作用表面を形成する。本明細書で使用するとき、タフトの「基部」とは、それがブラシヘッド又は可動毛ホルダの面と接するタフトの部分である。タフトをヘッド又はホルダに固定するために、タフトの一部が基部の下を通ってブラシヘッド又はホルダに延在することが理解される。このようにタフトの部分を収容するための予め成形されたタフト孔を具備することが、ヘッドには好ましい。タフト孔は、方形及び矩形を含むあらゆる断面のものであってもよいが、好ましくは、円形である。それらの深さ及び直径は、タフトを挿入するのに適するように、当業者により選択される。共通のタフト孔に挿入された毛は、共通する点で締結され、同じタフトの一部になると考えられる。

ブラシヘッドの長さは、歯ブラシの長手方向軸に沿って、一般には、ブラシヘッドの遠位端部から、ハンドルに最も近いそれらの基部の点でハンドルに最も近いタフト又はタフト列にちょうど接触するヘッド上の位置まで測定される。一般に、このブラシヘッドの長さは、約１５ｍｍ〜約３５ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍ〜約３０ｍｍの範囲である。
可動毛ホルダ上の毛又はタフトの密度は、静止毛の群又は領域の毛密度よりも高いのが最も好ましい。

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領域に特定数の列を使用する。これらの好ましい構成は、ブラシヘッドの内部に配置される毛、特に、可動毛ホルダ上に支持され、毛の負荷及び磨耗を低減することが分かった。図１４は、歯ブラシ１０００のブラシヘッド１０２０上に配置された静止毛群の好ましい構成を図示する。この特定構成において、少なくとも１つの毛列がブラシヘッドの内側領域、即ち可動ブラシヘッドが配置される位置を取り巻くか、又は実質的に取り巻く。具体的に、静止毛１０６０の様々な好ましい構成は、ブラシヘッドの様々な領域をセクタとして称し、それら各セクタにおける静止毛の好ましい配置を説明することにより便宜的に記載されてもよい。図１４はブラシヘッド１０２０を図示しており、このブラシヘッド１０２０は、セクタＤ、Ｅ、Ｆ及びＧにより包囲される中央に配置されたセクタＣ（その中に可動毛キャリアがある）を有する。セクタＤ及びＥは、ブラシヘッドの相対する横側部に沿って画定される。具体的には、セクタＤは、ブラシヘッドの第一側部１０３１とセクタＣとの間に位置する。セクタＥは、ブラシヘッドの第二側部１０３３とセクタＣとの間に位置する。セクタＦは、ブラシヘッド１０２０の第一側部１０３１と第二側部１０３３の間、及びブラシヘッド１０２０の最遠位先端部又は端部１０２２とセクタＣの間に位置する。セクタＧは、ブラシヘッド１０２０の第一側部１０３１と第二側部１０３３の間、及びセクタＣとネック１０４０の間に画定される。静止毛が配置されてもよい各セクタは、以下のような一定数の静止毛列を含んでもよい。各セクタが含むのが好ましい列の数を扱う前に、静止毛の「列」が何を意味するかを定義するのが有益である。毛の列は、本明細書において、一般には、線に沿って又はある方向に延在する毛のアレイ又は群として定義される。セクタＤの列は、好ましくは、側部１０３１とほぼ平行な方向に延在する。同様に、セクタＥの列は、好ましくは、側部１０３３とほぼ平行な方向に延在する。セクタＦの列は、以下のように幾つかの様式にて延在してもよい。セクタＦの列は、側部がブラシヘッド１０２０の遠位端部１０２２に近づくと、側部１０３１及び１０３３の曲率にほぼ追従する円弧又は他の曲線に沿って延在してもよい。あるいは、セクタＦの列は、ブラシヘッド１０２０及びネック１０４０の長手方向軸にほぼ垂直な方向に延在してもよい。この後者の好ましい列構成が図１４に示されている。セクタＧの列は、円弧又は他の曲線に沿って延在してもよく、例えば、セクタＣの外周に追従する線に沿って延在してもよい。あるいは、セクタＧの列は、ブラシヘッド１０２０及びネック１０４０の長手方向軸にほぼ垂直な方向に延在してもよい。この後者の好ましいセクタＧの列構成が図１４に示されており、かかる列は、好ましくはセクタＦの列と平行である。

セクタＤ、Ｅ、Ｆ及びＧの静止毛列の好ましい数は、０〜４又はそれ以上の範囲である。しかしながら、幾つかの好ましい列の組み合わせが、本発明によれば特に好ましい。これらの特に好ましい組み合わせを表１に示す。

前述の図１３は、静止毛及び可動毛の好ましい構成を図示する。この構成において、静止毛列は、可動毛ホルダの相対する側部に沿って配置される。各列内には、毛の群又はタフトがある。好ましくは、毛ホルダの各側部に沿った毛列数は、１〜６の範囲である。最も好ましくは、可動毛ホルダの各側部上の列数は、１又は２〜６のいずれかである。

図１５は、表１に記した好ましい静止毛構成の１つ（毛構成識別子ａ）を図示している。具体的には、図１５は、複数の静止毛１１６０を所定の列数及び列の組み合わせで配置した歯ブラシ１１００のブラシヘッド１１２０を示している。図１５に示す列は、特にセクタＦ及びＧにおいてはほぼ直線状又は線状であるが、ブラシヘッド１１２０の外周の形状又は曲率を追従してもよく、例えば側部１１３１及び１１３３の一部に沿って延在してもよいことが分かる。

各タフトのセクタ内では、隣り合うタフトの基部間の間隔は１．３ｍｍ未満、好ましくは０．６ｍｍ〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍ〜１．１ｍｍである。本明細書で述べるように、タフトの基部間の間隔は、毛支持面に沿ってタフトの中心間に描いた直線に沿って、タフト縁部からタフト縁部までを測定する。本明細書で述べるように、タフトの自由端部間の距離は、より短いタフトの自由端部から、毛支持表面に平行に、タフトの中心間に描いた直線に沿って、タフト縁部からタフト縁部までを測定する。特記しない限り、タフト間の間隔は隣り合うタフト間の間隔を指す。「隣り合うタフト」とは、最も近くにあるタフトを意味する。

隣接する群の隣り合うタフトの基部間の間隔、即ち、群間の間隙幅を測定した間隔は、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。個々のタフト対全体にある種の変形があり得るが、全ての対は、各対の部材が異なる群に属する場合、それらの基部で少なくとも１．３ｍｍ離れている。

隣接する群のタフト間の間隔を比較的大きくすることにより、タフト群は、互いに独立して作用することができる。即ち、ある群からのタフトは、隣接する群からのタフトを実質的に妨害しない。これにより、群の縁部にあるタフトは、特に隣接歯間間隙及び他の隙間により良好に達することができる。さもなければ、群内のタフト間の間隔を比較的小さくすることにより、ブラシヘッド上のタフトの比較的高い全体密度が維持される。これは、特に、個々の歯表面上での毛の適用範囲を良好にする。
毛及びタフトの更なる態様及びパラメータは、参照として本明細書に組み込まれる米国特許第６，３１４，６０５号に記載される。

本発明の別の実施形態が図１６及び図１７に示され、この実施形態は１以上のエラストマー先端部を利用する。本明細書に記載される電動歯ブラシヘッドが図示されている。ハンドル、モータなどを包含するブラシの残部は、前述の実施形態のいずれかについて記載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Ｌと、円形又は運動部分又はブラシヘッド１２２０と、静止部分又は領域１２２２とを包含する。ヘッド１２１６は、伸長本体部分の第一端部１２２８に隣接して配置される。静止部分１２２２は、運動部分１２２０の相対する側部上に配置される。運動部分１２２０は、ブラシヘッド１２１６の中心に配置される。円形部分１２２０は、ブラシヘッドの長手方向軸Ｌにほぼ垂直な軸を中心として、回転するか、旋回するか、振動するか又は往復運動する。円形部分１２２０は３６０度回転してもよいし、又は部分的に回転若しくは振動してもよいし、又は前後に往復運動してもよい。

運動部分１２２０は、毛１２２４と、エラストマー先端部１２２５とを包含する。静止部分１２２２は、毛１２２６と、エラストマー先端部１２２７とを包含する。ユーザーが歯を磨くと同時に、エラストマー先端部１２２５及び１２２７は歯茎をマッサージする。エラストマー先端部１２２５及び１２２７は、ゴム、可撓性プラスチック又は同様の材料から作成することができる。エラストマー先端部は、好ましくは、エラストマー材料から形成される。エラストマー先端部１２２５及び１２２７は、長手方向軸Ｌに沿って測定されるとき、ヘッド１２１６から本質的には垂直に延在する。好ましい実施形態において、エラストマー先端部１２２５及び１２２７は、円形部分１２２０及び静止部分１２２２の周囲に配置されるが、エラストマー先端部は運動部分１２２０及び静止部分１２２２の毛の間のあらゆるところに配置され得ることを理解すべきである。エラストマー先端部１２２５及び１２２７の長さは、毛１２２４及び１２２６の長さとほぼ同じである。エラストマー先端部１２２５及び１２２７は、毛１２２４及び１２２６より僅かに上に、僅かに下に、又はそれと同じ高さに延在してもよい。

図１８及び図１９に示すようなエラストマー先端部を有する電動歯ブラシの更なる好ましい実施形態において、ヘッド１３８６は、長手方向軸Ｌと、円形又は運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、第一端部１３０４と、第二端部１３００とを包含する。第一端部１３０４は、伸長本体の第一端部１３８２に隣接して位置する。第二端部１３００は第一端部１３０４の反対側に位置する。運動部分１３０６は、好ましくは、ブラシヘッド１３８６の第二端部１３００に位置する。静止部分１３０２は、好ましくは運動部分１３０６に隣接するブラシヘッド１３８６の第一端部１３０４に位置する。しかしながら、運動部分１３０６及び静止部分１３０２は、異なる配向で配置され得ることを理解すべきである。運動部分１３０６は、ブラシヘッド１３８６の長手方向軸Ｌにほぼ垂直な軸を中心として回転するか、旋回するか、振動するか、又は往復運動することができる。

運動部分１３０６は、毛１３１０と、エラストマー先端部１３１１とを包含する。静止部分１３０２は、毛１３１２と、エラストマー先端部１３１３とを包含する。ユーザーが歯を磨く間に、エラストマー先端部１３１１及び１３１３は歯茎をマッサージする。エラストマー先端部１３１１及び１３１３は、ゴム、可撓性プラスチック又は同様の材料から作成することができる。エラストマー先端部は、好ましくは、エラストマー材料から形成される。エラストマー先端部１３１１及び１３１３は、長手方向軸Ｌに沿って測定されるとき、ヘッド１３８６から本質的には垂直に延在する。好ましい実施形態において、エラストマー先端部１３１１及び１３１３は、運動部分１３０６及び静止部分１３０２の周囲に位置するが、エラストマー先端部は運動部分１３０６及び静止部分１３０２の毛の間のあらゆるところに位置し得ることを理解すべきである。エラストマー先端部１３１１及び１３１３の長さは、毛１３１０及び１３１２の長さとほぼ同じである。エラストマー先端部１３１１及び１３１３は、毛１３１０及び１３１２より僅かに上に、僅かに下に、又は同じ高さに延在してもよい。

本発明はまた、一体型ネック及びブラシヘッドアセンブリを包含する電動歯ブラシ用の単一体又はハウジングの独特な設計に基づいている。単一体又はハウジングは、歯ブラシのアセンブリを大いに単純化し、ブラシにかかる製造コストを低下させる。本発明はまた、歯ブラシと共に使用される毛セットの広範なアレイを可能とするブラシヘッドの新規なモジュール式設計を提供する。

図２０を参照すると、好ましい実施形態の歯ブラシ１４００が図示されている。歯ブラシ１４００は、本体１４８０と、ヘッド１４２０と、本体１４８０及びヘッド１４２０の間に延在し、本体１４８０及びヘッド１４２０と一体的に形成された中間部分又はネック１４４０とを具備する。ヘッド１４２０に運動可能に保持されているのは、本明細書中により詳細に記載される可動毛キャリア上に支持される毛１４５０の集合体である。また、ブラシヘッド１４２０上に更に配置されるのは、静止毛１４６０の集合体である。好ましくは、静止毛１４６０は、ヘッド１４２０の周囲に延在する。静止毛１４６０は、本明細書により詳細に記載され、図示されたヘッド１４２０か、又は遠位に位置するブラシヘッド先端部のいずれかの上に支持され、保持される。

図２１は、図２０に示す好ましい実施形態の歯ブラシ１４００の部分分解図である。図２１は、歯ブラシ１４００で利用される構成要素の好ましいアセンブリ及び構成を図示している。具体的には、歯ブラシ１４００は、本体１４８０の端部にスナップ係合するか、さもなければ解放可能に固定される、端部キャップ又は基部１４８２を更に具備する。端部キャップ又は基部１４８２は、様々な異なる形状及び構成で設けられてもよい。本体１４８０はまた、好ましくは、歯ブラシ１４００の本体１４８０内に配置されるモータ、バッテリ、及び駆動トレイン又は機構（図示せず）の動作を制御するためのスイッチ又は他の起動アセンブリ１４８６を保持するように適合された領域を包含する。このスイッチ領域は、図２１では領域１４８４として図示される。スイッチ又はアクチュエータ１４８６は、領域１４８４にて受容され、保持される。本体１４８０は、中空の内部空洞又はチャンバを提供し、その中には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、駆動シャフトを歯ブラシ１４００の長手方向軸にほぼ平行な方向に往復運動させる。図２１の歯ブラシ１４００のブラシヘッド１４２０を参照すると、ブラシヘッドが（図２０に示されているような）毛１４５０及び１４６０を持たずに示されていることが分かる。これは、歯ブラシ１４００のアセンブリをより明瞭に図示するためである。ブラシヘッド１４２０の１つの面が、静止毛１４６０用の複数の取り付け位置又は開口１４２４を画定するほぼ平坦な表面１４２２を包含するように構成されていることが分かる。好ましくは、この平坦な領域１４２２及びその複数の開口１４２４は、図２１に示すように、ブラシヘッド１４２０の外周の周りに延在する。最も好ましくは、この平坦な領域２２は、図２１に示すように、Ｕ字形に延在する。ブラシヘッド１４２０の内側領域又は中間領域に沿って画定されるのは、一般には、２つの内側に向いている表面１４２６及び１４２７間に延在する受容表面１４２５である。表面１４２５、１４２６及び１４２７により画定されたチャネルは、一般には、以下のように構成要素１４５２及び１４３０を受容するような大きさに設定される。

好ましい実施形態の歯ブラシ１４００はまた可動毛キャリア１４５２を具備し、この可動毛キャリア１４５２はブラシに取り付けられ、アセンブリされると、好ましくは、表面１４２５、１４２６及び１４２７により画定されたチャネル内にブラシヘッド１４２０に沿って保持される。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はまた開口１４５３を画定し、この開口１４５３は、歯ブラシ１４００の本体１４８０及びネック１４４０に配置される駆動機構（図示せず）との係合用ピン又は他の部材を受容するような大きさに設定され、適合される。本発明は、可動毛キャリア１４５２と駆動シャフトとの他の係合としては、スナップタイプの係合を含むが、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を更に具備し、このブラシヘッド先端部１４３０はまた、ヘッド１４２０上に可動毛キャリア１４５２をアセンブリした後、ヘッド１４２０に沿って受容され、固定されてもよい。固定ブラシ先端部１４３０はまた、図２０に示すように、複数の毛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。

図２２〜図２４は、好ましい実施形態の歯ブラシ１４００のブラシヘッド１４２０と、可動毛キャリア１４５２及びブラシヘッド先端部１４３０との一連のアセンブリを図示する。具体的には、図２２は、好ましい実施形態の歯ブラシ１４００のブラシヘッド１４２０及びネック１４４０を図示する。ブラシヘッド１４２０は、可動毛キャリア１４５２を受容するように配向される。具体的には、毛キャリア１４５２は、好ましくは、ブラシヘッド１４２０における表面１４２５、１４２６及び１４２７により画定されたチャネル内に滑動可能に係合する。ブラシヘッド１４２０は、ヘッド１４２０及びネック１４４０の一部内に画定された通路１４２８を包含する。通路１４２８は、ブラシヘッド１４２０と、本体１４８０及びネック１４４０の内部との間にアクセスを設ける。この通路１４２８は、駆動機構のシャフト又は他の構成要素を包含し、保持するように適合される。駆動シャフト（図示せず）の遠位端部は、好ましくは、キャリア１４５２の開口１４５３での取り付けなどによって、可動毛キャリア１４５２へ固定される。従って、毛キャリア１４５２は、開口１４５３が通路１４２８に近接するように、ヘッド１４２０上に画定されたチャネル内に配向される。前述のように、毛キャリア１４５２と駆動シャフトの遠位端部との間には、スナップ嵌合による接続を利用してもよい。

図２３は、好ましい実施形態のブラシ１４００のヘッド１４２０内に滑動可能に係合した可動毛キャリア１４５２を図示する。ヘッド１４２０内に可動毛キャリア１４５２を係合した後、ブラシヘッド先端部１４３０は、ブラシヘッド１４２０の遠位端部に沿って固定されてもよい。ブラシヘッド先端部１４３０はまた、好ましくはヘッド１４２０内に、具体的には表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定されたチャネル内に滑動可能に係合される。１以上の保持溝又はチャネルは、好ましくは、先端部１４３０か、又は表面１４２５、１４２６、及び１４２７により画定されたチャネルの外側表面に沿って画定され、その中には、反対側表面上に画定された外方に延在する突出部がヘッド１４２０内に先端部１４３０を固定するように存在する。チャネル構成の広範なアレイを、本発明に従って利用してもよい。チャネル及び相当するチャネル構成要素は、可動毛キャリアをブラシヘッドに保持するのを補助するように使用されるが、他の保持アセンブリ又は構成を利用してもよいことが考慮される。前述のように、本発明の歯ブラシは、可動毛キャリアについて、特定の運動又は運動方向に限定されない。

図２４は、ブラシヘッド１４２０の遠位端部に沿って先端部１４３０を最終的にアセンブリしたところを図示している。これらの図で述べた様々な構成要素が毛１４５０及び１４６０を包含することが理解される。歯ブラシ１４００の主要な構成要素の、具体的にはブラシヘッド１４２０に沿ったアセンブリをより明瞭に図示するために、これらの図から毛を省略した。更に、ブラシヘッドの先端部が様々な形状及び構成で形成されてもよいことが理解される。幾つかの例では、弓形又はＵ字形のブラシヘッド先端部を提供することが好ましいこともある。あるいは、先端部は、ブラシヘッドの比較的多くの部分を構成するように形成されることもある。

本発明では、前述の図に示す先端部１４３０と同様の解放可能に取り外しできるブラシヘッド先端部を特徴とするアセンブリを包含することが理解される。取り外し可能な先端部により、ユーザーは必要であれば選択的にブラシを調整して、カスタマイズすることができる。例えば、１以上のエラストマー先端部、マッサージ部材、様々な毛構成又は他の歯科用具を包含する先端部を、本発明の歯ブラシに取り付けることができる。例えば、漂白剤を歯に塗布するために特定的に設計される先端部を用いてもよい。他の例としては、歯石制御又は除去用に設計された先端部、歯茎のマッサージ又は他の治療処置用に設計された先端部などが挙げられる。エラストマー先端部又は「クッション」先端部を、本発明の歯ブラシに付与する及び／又は本発明の歯ブラシと共に使用してもよいことも考慮される。かかるエラストマー先端部は、熱可塑性エラストマーから全体的に又は部分的に形成される。エラストマー先端部は、エラストマーから形成される１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まれるのに特に好ましい。例えば、本発明は、エラストマー先端部を備え、且つハンドルに沿ったグリップ領域に、又はブラシヘッドに沿った「バンパー」又はクッション領域として、１以上のエラストマーを利用する本明細書に記載の歯ブラシを包含する。かかるエラストマーは、ブラシを形成するときに共射出成形されてもよいし、又はブラシ上にコーティングされてもよい。

ブラシヘッド先端部の解放可能な態様は、ブラシヘッドの下側に沿って解放部材を組み込むことによって付与されてもよく、この解放部材が押圧されるか、別の方法で係合すると、ブラシヘッドの先端部が取り外され、別の先端部がその位置に置かれる。解放可能な態様は、先端部をブラシヘッドから選択的に解放するためのツール又は他の構成要素を使用することにより達成することができるということが更に想起される。かかるツールは、歯ブラシと共に販売されるか、さもなければ商品化され得る。別の方法として又は加えて、かかるツールは、本発明の歯ブラシと共に使用されるキットとして１以上の先端部と共に販売されるか、さもなければ商品化され得る。より具体的には、かかるキットは、１以上の以下の構成要素を包含し、従って、以下の構成要素のいずれかの組み合わせを組み込んでもよい：（ｉ）１以上の交換可能なブラシヘッド先端部、（ｉｉ）１以上の歯ブラシ、（ｉｉｉ）全ての構成要素を保管するためのパッケージ又は他のハウジング、（ｉｖ）先端部を交換するか、又は代用するか、又は別の方法で変更する際に、有用であり得る１以上のツール、及び（ｖ）１以上の先端部及び歯ブラシと共に使用される１以上の歯磨き剤又は他の組成物。かかるキットは、歯ブラシと共に使用するバッテリと、使用していないときに歯ブラシを保持しておくための台又は他の「スタンド」と、歯ブラシの外観を変更するのに使用される交換可能なハンドル要素と、歯ブラシ、そのスタンド及び／又はキットハウジング上に置かれてもよい装飾ステッカー又は他のタイプのラベルとを包含してもよいことが更に想起される。

毛構成の広範なアレイは、本発明の歯ブラシ、及び具体的には、取り外し可能か、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共に利用されてもよい。例えば、可動毛と同じ高さ又は長さを有する静止毛が利用されてもよい。参照図面に示すか、本明細書に記載するか、又は表１に示した静止毛及び可動毛の前述の構成のいずれを利用してもよい。具体的には、図２５及び図２６は、ブラシヘッド１４２０の遠位端部の先端部１４３０上に配置された静止毛１４６０の集合体と、可動毛キャリア１４５２（点線で示されたキャリア１４５２）上に配置された可動毛１４５０の集合体とを供える好ましい実施形態のブラシ１４００のブラシヘッド１４２０及びネック１４４０を図示している。好ましくは、図２５に寸法Ｃとして示す歯ブラシヘッド１４２０に沿った可動毛１４５０の高さは、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。一般には、毛の高さは、外側に向いた表面、即ち典型的には、その基部又は取り付け構成要素の表面から毛の端部又は先端部までを測定したときの毛の範囲である。前述の毛の取り付け構成要素の外側に向いた表面は、本明細書においては、一般に、ブラシに面する表面と称される。図２５には示していないが、ブラシヘッド１４２０上に直接支持され、保持された複数の静止毛は、好ましくは、可動毛１４５０の周囲に配置されることが理解される。かかる静止毛は、明瞭にするために、これらの図（又は図２７〜図３０）には示していないことが理解される。静止毛（可動毛１４５０の周囲に配置される毛及び先端部１４３０上に配置される毛）の好ましい高さはまた、約３ｍｍ〜約１４ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲である。

様々な長さを有する静止毛を、具体的には、傾斜したブラッシング表面を付与するような方法で配置させることも考慮される。これは、図２７〜図３３に示されている。本明細書で使用するとき、用語「ブラシッング表面」とは、ブラッシング中にユーザーの歯又は歯茎と接触する毛の遠位端部又はエラストマー先端部を指す。

具体的には、図２７及び図２８は、本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシ１５００の歯ブラシヘッド１５２０及びネック１５４０を図示している。ブラシヘッド１５２０は、複数の可動毛１５５０を有する可動毛キャリア１５５２（点線で示されるキャリア１５５２）を包含し、この複数の可動毛１５５０は、可動毛キャリア１５５２に支持されるか、又は保持される。ブラシヘッド１５２０はまた、静止毛又は固定毛１５６０の集合体を有する先端部１５３０を包含し、この静止毛又は固定毛１５６０の集合体は、先端部１５３０上に支持されるか、又は保持される。複数の固定毛１５６０は、好ましくは可動毛１５５０を包囲するか、又は少なくとも部分的に包囲することが理解される。明瞭にするために、ブラシヘッド１５２０上に直接支持された毛の部分は、図２７には示されていない。先端部１５３０は、好ましくは、異なる長さを有し、傾斜したブラッシング表面を付与するように配置された固定毛１５６０を包含する。例えば、図２７に具体的に示されるように、傾斜したブラッシング表面を付与するとき、ネック１５４０及びヘッド１５２０の長手方向軸に対する傾斜表面の角度である角度Ａは、約５度〜約８５度、好ましくは約２０度〜約７０度の範囲であってもよい。最も好ましくは、長い方の毛は、ヘッド１５２０の遠位端部に隣接して配置される。図２７に寸法Ｄとして示す可動毛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、具体的にはヘッド１５２０の遠位端部に配置された毛の最大高さは、約１８ｍｍである。その寸法は、図２７に寸法Ｅとして示される。

図２９及び図３０は、毛構成に関する更に別の好ましい構成を図示する。これらの図は、ネック１６４０と、歯ブラシヘッド１６２０と、可動毛１６５０を有する可動毛キャリア１６５２（点線で示す）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先端部１６３０上に位置する静止毛１６６０の集合体とを有する好ましい実施形態の歯ブラシ１６００を図示している。この実施形態において、先端部１６３０上の静止毛１６６０の集合体は、傾斜したブラッシング表面を付与するように配置される。図２９に寸法Ｆとして示す可動毛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、具体的にはヘッド１６２０の遠位端部に配置された毛の最大高さは、約１８ｍｍである。その寸法は、図２９に寸法Ｇとして示される。図２９及び図３０に図示された実施形態と図２７及び図２８に示された実施形態との相違点は、主に、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の一端から他端まで線状にその高さを変えないという点である。換言すると、図２７の毛１５０の遠位端部により画定された結果として生じる表面は一般にはまっすぐであるが、図２９の毛１６６０の遠位端部により画定された結果として生じる表面は一般には弓形である。

また、図３１〜図３３に示すように、歯ブラシヘッド先端部において、ブラシヘッドの幅全体にわたって傾斜が変化し、毛の高さが変わる様々な毛の構成を利用することが考慮される。具体的には、図３１は、ブラシヘッド１７２０と、複数の静止毛１７６０とを有する好ましい実施形態の歯ブラシ１７００を図示している。毛１７６０は、ブラシヘッド１７２０及びネック（図３１では図示せず）の長手方向軸と同じ方向の線に沿って見たときに、角をなす谷部を形成する傾斜したブラッシング表面を付与する。好ましくは、毛１７６０の遠位端部により形成された谷部の各側部は対称的であり、ブラシヘッド１７２０及びネック（図示せず）の長手方向軸に垂直な垂直線に対して角度Ｂを形成するように延在する。角度Ｂは、約１０°〜約８０°、好ましくは約３０°〜約６０°の範囲であってもよい。

図３２は、ブラシヘッド１８２０と、そこから延在する複数の静止毛１８６０とを有する別の好ましい実施形態の歯ブラシ１８００を図示している。毛１８６０の遠位端部により付与された曲線状又は弓形のブラッシング表面は、図３２に示すように凹形領域又は表面の形状であってもよい。

図３３は、ブラシヘッド１９２０と、そこから延在する複数の静止毛１９６０とを有する別の好ましい実施形態の歯ブラシ１９００を図示している。毛１９６０は、示すように不規則なブラッシング表面を付与してもよい。

図３４は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ２０００の一部を図示している。この歯ブラシは、ブラシヘッド２０２０と、ネック又は中間部分２０４０と、可動毛キャリア２０５２（点線で示す）と、ブラシヘッド先端部２０３０（点線で示す）と、複数の毛２０５０及び複数のエラストマー先端部２０６０とを具備する。毛２０５０は、本明細書に記載されるように、可動毛、静止毛、又はその両方を包含してもよい。ユーザーが歯を磨くと同時に、エラストマー先端部２０６０が歯茎をマッサージする。エラストマー先端部は、ゴム、可撓性プラスチック又は同様の材料から形成することができる。エラストマー先端部は、好ましくは、エラストマー材料から形成される。エラストマー先端部は、歯ブラシ６００の長手方向軸に沿って測定されるとき、歯ブラシヘッド２０２０から本質的には垂直に延在する。好ましい実施形態の歯ブラシ２０００において、エラストマー先端部２０６０は、歯ブラシヘッド２０２０の遠位端部に近接して、最も好ましくは本明細書に記載され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、エラストマー先端部は可動毛及び静止毛の間のあらゆるところに配置され得ることを理解すべきである。エラストマー先端部２０６０の高さは、毛２０５０とほぼ同じ高さである。エラストマー先端部２０６０は、毛２０５０より僅かに上に、僅かに下に、又はそれと同じ高さに延在してもよい。

図３５は、歯ブラシヘッド２１２０と、可動毛キャリア２１５２（点線で示す）と、ネック又は中間部分２１４０とを具備する別の好ましい実施形態の歯ブラシ２１００を図示している。歯ブラシ７００は、複数の毛２１５０と、ブラシヘッド先端部２１３０（部分的に点線で示す）上に配置された第二の毛セット２１６０とを包含する。この好ましい実施形態において、毛２１５０はタフトの群をなして配置され、各タフトは、様々な長さ又は高さの毛を含有する。様々な高さの毛は、毛の遠位端部がブラシヘッド２１２０のほぼ平坦な表面又はブラシに面する表面に対して傾斜した表面を形成するように、各タフト内に配置される。好ましくは、この傾斜した表面は、ブラシヘッド２１２０の平坦な表面に対して角度Ｈを形成する。角度Ｈは、約１０°〜約９０°、好ましくは約２０°〜約４５°の範囲である。

ブラシヘッド先端部２１３０上に配置された第二の毛セット２１６０はまた、好ましくは群又はタフトをなして配置される。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性を図示しており、ブラシヘッド先端部２１３０の構成に関する。ブラシヘッド先端部２１３０は、その平坦なブラシに面する表面が一般にはキャリア２１５２のブラシに面する表面よりも上に延在するような、比較的厚さの大きい領域２１３２を備える。毛２１５０と毛２１６０の領域のブラシに面する表面の高さの差は、図３５においては寸法Ｐとして図示されている。好ましくは、Ｐは約１ｍｍ〜約５ｍｍである。

図３６は、ヘッド２２２０と、可動毛キャリア２２５２（点線で示す）と、ネック２２４０とを具備する好ましい実施形態の歯ブラシ２２００の別の図である。ブラシヘッド２２２０上に配置されるのは、上方に延在する複数の毛２２５０である。歯ブラシ２２００はまた、ブラシの遠位端部に配置され、ブラシヘッド２２２０とキャリア２２５２の平坦なブラシに面する表面よりも上に延在する領域２２３２を有するブラシヘッド先端部２２３０（部分的に点線で示す）を包含する。複数の毛２２５０は、それらの最も外側の先端部が、図３６に示すように平面的に見たときに、好ましくは、図３６にＩとして示す共通の半径を有する弓形のブラッシング表面を画定するように構成されるのが好ましい。ブラシヘッド先端部２２３０は、立ち上がった領域２２３２を包含し、この領域２２３２は、好ましくはブラシヘッド２２２０及びキャリア２２５２の平坦なブラシに面する表面に対して傾斜した表面を画定するように形成される。この傾斜の角度は、図３６では角度Ｎとして示されている。角度Ｎは、約１０°〜約８０°の範囲であり、１５°〜４５°が好ましい。毛２２６０の高さは、毛２２５０の高さのいずれよりも大きくても、又は小さくてもよい。図３６に示す毛の構成は、代表的なものである。

図３７は、本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシ２３００を図示している。歯ブラシ２３００は、ブラシヘッド２３２０と、可動毛キャリア２３５２（点線で示す）と、ネック２３４０とを具備する。歯ブラシ２３００は、複数の毛２３５０と、ブラシヘッド先端部２３３０（部分的に点線で示す）上に配置された別の毛２３６０のセットとを包含する。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も上に延在する立ち上がった領域２３３２を包含する。ブラシヘッド先端部２３３０の立ち上がった領域２３３２の最も外側の表面は、好ましくは、図３７に示すように角度Ｋで傾斜している。角度Ｋは、約１０°〜約８０°の範囲であってもよく、１５°〜４５°が好ましい。毛２３５０はまた、それらの最も外側又は遠位端部が、好ましくは、図３７に示すように共通の半径Ｊを有する凹形のブラッシング表面を画定するように、特定的に構成される。毛２３６０の高さは、毛９５０の高さのいずれよりも高くても、又は低くてもよい。しかしながら、幾つかの用途において、それらの遠位端部が一般にはブラシヘッド先端部２３３０の立ち上がった領域２３３２の傾斜表面と平行である平面内に延在するように、毛２３６０を配置するのが好ましいこともある。この角度Ｍは、好ましくは角度Ｋに対応し、従って約１０°〜約８０°の範囲にあってもよく、約１５°〜４５°が好ましい。

図３８は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ２４００であり、この歯ブラシ２４００は、ブラシヘッド２４２０と、可動毛キャリア２４５２（点線で示す）と、ブラシヘッド先端部２４３０（これも点線で示す）と、ネック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の毛２４６０のセットと、複数のエラストマー先端部２４５４とを包含する。毛２４５０及び２４６０並びにエラストマー先端部２４５４の配置、高さ、及び構成は、他の好ましい実施形態のいずれかについて本明細書に記載される通りであってもよい。

図３９は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ２５００を図示しており、この歯ブラシ２５００は、ブラシヘッド２５２０と、可動毛キャリア２５５２（点線で示す）と、ネック２５４０とを有する。歯ブラシ２５００は、好ましくは、互いに相対する角度で配置された、複数の毛２５５０及び複数のエラストマー先端部２５５４とを包含する。即ち、エラストマー先端部２５５４は、好ましくは、図３９に示すように角度Ｏで延在する。毛２５５０の集合体は、好ましくは、反対方向ではあるが、同様の角度で延在する。歯ブラシ２５００はまた、ブラシヘッド先端部２５３０（部分的に点線で示す）から延在する複数の毛２５６０を含む。ブラシヘッド先端部はまた、ブラシヘッド２５２０の平坦なブラシに面する表面よりも上に延在する領域２５３２を包含する。この立ち上がった領域２５３２は、図３９に示す半径Ｑのような共通の半径により画定されてもよい弓形の外側表面を更に付与してもよい。毛２５５０及び２５６０並びにエラストマー先端部２５５４の配置、高さ、及び構成は、他の好ましい実施形態のいずれかについて本明細書に記載される通りであってもよい。

図４０は、更に別の好ましい実施形態の歯ブラシ２６００を図示しており、この歯ブラシ２６００は、ブラシヘッド２６２０と、可動毛キャリア２６５２（点線で示す）と、ネック２６４０とを有する。歯ブラシ２６００はブラシヘッド先端部２６３０（これも点線で示す）を包含し、このブラシヘッド先端部２６３０は、そこから延在する複数の毛２６６０を有する。別の毛２６５０のセットは、ブラシヘッド２６２０上、具体的には、可動毛キャリア２６５２上に設けられる。この好ましい実施形態において、毛２６６０の高さは、毛２６５０の高さよりもかなり大きい。本明細書で先に記載されたように、毛２６５０及び２６６０は、群又はタフトとして配置されてもよく、特定のタフト内の毛の長さは異なっていてもよい。

図４１は、更に別の好ましい実施形態の歯ブラシ２７００を図示しており、この歯ブラシ２７００は、ブラシヘッド２７２０と、ネック２７４０と、可動毛キャリア２７５２（部分的に点線で示す）と、毛キャリア２７５２から延在する複数の毛２７５０と、ブラシヘッド先端部２７３０（点線で示す）から延在する別の毛２７６０のセットとを包含する。この好ましい実施形態において、毛キャリア２７５２は、その平坦なブラシに面する表面が、一般には、ブラシヘッド２７２０のブラシヘッド先端部２７３０及びその他の部分のブラシに面する表面よりも高くなっているか、又はブラッシング中、ユーザーに対してより近くに配置されるような、比較的大きい厚さを有する。ブラシヘッド２７２０及びブラシヘッド先端部２７３０の隣接領域を通過して延在する毛キャリア２７５２の高くなった部分は、図４１では２７４５として示されている。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の平面に沿って延在する毛の構成に関して、結果として毛２７５０の長さがより短くなることにより、それらの毛の剛性が増大する。厚さが増大した領域２７４５の高さの範囲は、図４１では寸法Ｒとして示されている。Ｒは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲であってもよい。

図４２は、ブラシヘッド２８２０と、ネック２８４０とを有する別の好ましい実施形態の歯ブラシ２８００を図示している。複数の毛２８５０はブラシヘッド上に設けられ、好ましくは、ヘッド２８２０に対して運動可能である毛ホルダ２８５２（部分的に点線で示す）から延在する。歯ブラシ２８００はまた、ブラシヘッド先端部２８３０（部分的に点線で示す）から延在する別の複数の毛２８６０を包含する。この好ましい実施形態において、毛キャリア２８５２のブラシに面する表面は、好ましくは傾斜しており、より好ましくは弓形であり、最も好ましくは図４２に示すように凸形である。この表面が凸形の場合、それは更に図４２に示すように、半径Ｓにより画定される。毛キャリア２８５２の上方に向いたブラシに面する表面はまた、ブラシヘッド２８２０の比較的平坦なブラシに面する表面よりも、好ましくは図４２に示す寸法Ｔ分だけ高い。寸法Ｔは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲であってもよい。ブラシヘッド２８２０の隣接する領域を通過して延在する毛キャリア２８５２の高くなった部分は、２８４５として示されている。ブラシヘッド先端部２８３０のブラシに面する表面は、好ましくは弓形であり、より好ましくは凹形である。ブラシヘッド２８２０の隣接する領域を通過して延在する毛キャリア２８３０の高くなった部分は、２８３２として示されている。毛２８５０及び２８６０の配置、高さ、及び構成は、他の好ましい実施形態のいずれかについて本明細書で記載される通りであってもよい。

図４３は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ２９００を図示しており、この歯ブラシ２９００は、ブラシヘッド２９２０と、可動毛キャリア２９５２（部分的に点線で示す）と、ブラシヘッド先端部２９３０（点線で示す）と、ネック２９４０とを有する。毛２９５０の集合体は、毛キャリア２９５２から延在する。また別の毛２９６０の集合体は、ブラシヘッド先端部２９３０から延在する。毛２９５０は、好ましくは、可動毛キャリア２９５２上に配置され、保持される。毛キャリア２９５２は、上方に向いたブラシに面する表面を付与し、この表面は図４３では凹形として示されている。好ましくは、この凹形表面は、共通の半径Ｕにより画定される。ブラシヘッド２９２０の隣接する領域を通過して延在する毛キャリア２９５２の高くなった部分は、領域２９４５として示されている。毛２９５０及び２９６０の配置、高さ、及び構成は、他の好ましい実施形態のいずれかについて本明細書で記載される通りであってもよい。

図４４は、本発明による更に別の好ましい実施形態の歯ブラシ３０００を図示している。歯ブラシ３０００は、ブラシヘッド３０２０と、ネック３０４０とを具備する。歯ブラシ３０００は、ブラシヘッド３０２０上に運動可能に配置される毛キャリア３０５２（部分的に点線で示す）から延在する複数の毛３０５０を包含する。歯ブラシ３０００はまた、ブラシヘッド先端部３０３０（部分的に点線で示す）から延在する別の毛３０６０のセットを包含する。毛キャリア３０５２の最も外側の表面は、それが図４４に示すように、立ち上がった領域３０４５に沿って画定された１以上の傾斜した表面を有するように設けられてもよい。これらの傾斜は、毛３０５０の遠位端部がこれと同じ傾斜、又は別の若しくは異なった傾斜を反映するようになされてもよい。同様に、毛３０６０の最も外側の端部はまた、ブラシヘッド端部３０３０の立ち上がった領域３０３２の傾斜した表面を反映してもよい。好ましくは、毛キャリア３０５２は、少なくとも傾斜したブラシに面する表面を有する領域を付与する。その傾斜は、好ましくは、図４４に示すように角度Ｖに沿って延在する。角度Ｖは、好ましくは約１０°〜約６０°、より好ましくは約２０°〜約３０°である。同様に、ブラシヘッド先端部３０３０は、好ましくは、角度Ｗに沿って延在する傾斜したブラシに面する表面を付与する。角度Ｗは、好ましくは約１０°〜約４５°の範囲である。

図４５は、ブラシヘッド３１２０と、ネック３１４０とを有する別の好ましい実施形態の歯ブラシ３１００を図示している。歯ブラシ３１００は、ブラシヘッド先端部３１３０（部分的に点線で示す）から延在する複数のエラストマー先端部３１６２を包含する。歯ブラシ３１００はまた、可動毛キャリア３１５２から延在する複数の毛３１５０を具備する。毛キャリア３１５２は、ブラシヘッド３１２０の隣接する領域に対して立ち上がった領域３１４５を包含する。同様に、ブラシヘッド先端部３１３０は、ブラシヘッド３１２０の隣接する領域に対して立ち上がった領域３１３２を包含する。毛キャリア３１５２とブラシヘッド先端部３１３０の外方に向いたブラシに面する表面のいずれか、又は両方は、平坦であるか、傾斜しているか、弓形であるか、凸形であるか、又は凹形であってもよい。更に、毛３１５０及びエラストマー先端部３１６２の配置、高さ、及び構成は、他の好ましい実施形態のいずれかについて本明細書に記載される通りであってもよい。

別の好ましい毛構成は、図３６及び図４５に示す構成と同様である、即ち、隣接する毛よりも「上に」延在するか、又はそれよりも高さが高い内側毛群を有するが、階段状又はプラトー構成を特徴とする。この構成において、毛の高さの変化は、図３６及び図４５に示すように漸次的でも変化するものでもないが、その代わりに段階的である。つまり、真中に配置された背の高い毛の周囲に配置された短い方の毛からの高さの変化はかなり急激である。これら２つの毛群間の高さの差は、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、より好ましくは約０．７５ｍｍ〜約１．５ｍｍである。

本明細書中に図示され、記載される様々な毛キャリアを参照すると、本明細書中で一般にブラシに面する表面と称されるキャリアの外方に面する表面のプロファイル又は構成は、様々な形態及び形状であってもよいことが分かる。１つの特に好ましい形状は凹形である（その側部から毛キャリアを見るときであって、その側部は一般に歯ブラシの長手方向軸と同じ方向に沿って延在する）。凹形は、ブラッシング中に使用され得る歯磨き剤又は研磨材料の保持を促進する。同様に、凸形表面は、ブラシヘッドに沿った毛の領域における歯磨き剤の消散を促進する。最も好ましくは、本発明による毛キャリアは、平坦でないブラシに面する表面を利用する。

ブラシヘッドの設計における別の目的とする態様は、毛キャリア、ブラシヘッド先端部、及びブラシヘッドに沿った毛の選択、配置、及び構成である。一般に、毛又は毛タフトの剛性は、１以上の毛の長さが減少するにつれて増大する。従って、毛の剛性の変化は、対象の毛の長さを変えることにより達成され得る。この特性は、平面でないブラシに面する表面を有する毛キャリアを提供するときに考慮するのが重要である。毛の剛性は、毛キャリアから延在する毛の長さ又は高さが様々であるので、毛キャリアに沿った様々な位置において異なることが理解される。あるいは、高さが等しい毛の剛性は、一般には同じである。本発明は、毛キャリアの形状及び構成、並びに毛の長さ、材料及び構成の様々な組み合わせの広範なアレイを包含する。これら好ましい構成の多くが参照図面に例示されている。更に、幾つかの実施形態において、ブラシヘッド先端部上に配置される毛又は毛タフトの対応する直径よりも大きい可動毛キャリア上の毛の直径及び／又は毛タフトの直径を利用するのが好ましい。更に他の実施形態においては、先端部上の対応する毛／タフトよりも小さいキャリア上の毛／タフトの直径を利用するのが望ましいこともある。

図４６及び図４７は、本発明による好ましい実施形態の歯ブラシ３２００の好ましいブラシヘッド３２２０をより詳細に図示している。歯ブラシ３２００は、ブラシヘッド３２２０と、それと一体成形され、そこから延在するネック３２４０とを具備する。歯ブラシ３２００は、複数の孔又は開口３２５４を画定する可動毛キャリア３２４５を更に具備し、これらの孔又は開口３２５４は、毛又は毛タフト（図示せず）を受容し、保持するように適合される。毛キャリア３２４５は、外方に向いたブラシに面する表面３２５２を付与する。反対側を向いた面に沿って画定されるのは、下面３２５３である。受容開口３２５４はまた、下面３２５３に沿って画定され、可動駆動シャフト３２０５の遠位端部３２０６を受容し、それと係合するように大きさを設定され、適合される。理解されるように、駆動シャフト３２０５は、ネック３２４０内で往復運動し、同様の種類の往復運動を毛キャリア３２４５に付与する。歯ブラシ３２００はまた、外方を向いたブラシに面する表面３２３２と、毛又は毛タフト（図示せず）を受容し、保持するように適合された１以上の開口３２３４とを画定するブラシヘッド先端部３２３０を具備する。ブラシヘッド３２２０はまた、ヘッド３２２０の領域３２２２に画定された開口３２２４のような、ヘッド３２２０のブラッシング面に沿って配置された１以上の開口を画定してもよい。

毛キャリア３２４５をシャフト３２０５と係合させるための図４７に示すアセンブリ、即ち、開口３２５４に受容される切欠き付きの遠位端部３２０６、を使用するのが一般には好ましいが、可動毛キャリアを駆動シャフトと係合させる他のアセンブリを利用してもよい。例えば、本発明は、駆動シャフトをキャリアに固着するピン又は他の締結具を使用する係合アセンブリを包含する。あるいは、スナップ嵌合による接続、解放可能な係合アセンブリ、及び解放できないアセンブリなどの他のアセンブリを使用してもよい。係合アセンブリの構成要素に用いられる材料は、好適な強度及び耐久特性を有するポリマー材料、金属材料、又は他のあらゆる材料であってもよい。

図４８は、本発明による好ましい実施形態の歯ブラシ３３００の部分分解図である。好ましい実施形態の歯ブラシ３３００は、本体又はハウジング３３１２と、端部キャップ３３２０とを具備する。本体３３１２は、本質的には、ネック３３１６、端部３３１８、及びネック３３１６から延在するブラシヘッド３３１４を含む主要部分を有する単一体である。好ましくは、ブラシヘッド３３１４、ネック３３１６、及び本体３３１２は、一般には連続しており、互いに一体成形されている。本体３３１２並びにネック３３１６及びヘッド３３１４の一部は、駆動機構を収容する中空内側領域を画定する。本体３３１２の主要部分はまた、その外側表面に沿って陥凹領域又は１以上の開口を画定し、これは、本明細書中においてより詳細に記載される電動歯ブラシの駆動機構を作動するための電気スイッチ（図示せず）を受容する。保護カバー３３１３は、好ましくは、この陥凹領域内に適合する。端部キャップ３３２０は、閉鎖端部３３２２と、反対側の開放端部３３２４とを包含する。開放端部３３２４は、ハウジング３３１２の端部３３１８と係合し、一般には、端部３３１８を封止するような大きさに設定されている。ハウジング構成要素の端部３３１８及び３３２４の境界部には、Ｏリング又は他の封止部材３３１９を使用してもよい。

好ましい実施形態の歯ブラシは、駆動シャフト３３５２を有する駆動モータ３３５０を更に具備する。モータ３３５０は、当業者に既知のモータと同様のＤＣモータであり、様々なスイッチ回路と、バッテリ又は他の電源（図示せず）とを包含する。これらの構成要素は、本体３３１２内に画定された中空内側領域内に、任意には端部キャップ３３２０内に収容され、保持される。駆動ギア３３５４は、駆動シャフト３３５２に係合する。下部モータ取り付け台３３３０が提供される。また、下部モータ取り付け台３３３０と共に、一般には、ハウジング３３１２及びキャップ３３２０の内部にてモータ３３５０を支え、保持し、固定する上部モータ取り付け台３３４０が提供される。下部モータ取り付け台３３３０は、内部駆動シャフト３３３２及び外部駆動シャフト３３３４をそれぞれ包含する。下部モータ取り付け台３３３０はまた、本明細書中でより詳細に記載される駆動ギア用の取り付け台又は軸３３５８を受容するための基部又は開口３３３６を包含する。上部モータ取り付け台３３４０は、内部駆動シャフト支持体３３４２と、駆動シャフトハウジング３３４４とを包含し、これは、好ましくは、下部モータ取り付け台３３３０の内部取り付け台３３４２及び任意には外部取り付け台３３３４と係合する。上部モータ取り付け台３３４０は複数の係合脚部３３４６を更に包含し、これら係合脚部３３４６は、好ましくは、２つのアセンブリ間に配置されたモータ３３５０を保持するために下部モータ取り付け台３３３０と係合する。上部モータ取り付け台及び下部モータ取り付け台を用いる代わりに、単一体の取り付け台又は保持構造体を用いることができることが理解される。

駆動ギア３３５４は、クラウンギア３３５６と係合する。クラウンギア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。クラウンギア３３５６は、オフセット係合部材３３５５を包含し、このオフセット係合部材３３５５には、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は前述のピニオン端部３３６２を包含し、このピニオン端部３３６２はオフセット部材３３５５と係合するための受容開口又は他の係合部材を包含する。駆動シャフト３３６０は遠位端部３３６４を更に包含し、この遠位端部３３６４は、本明細書中でより詳細に記載される可動毛ホルダと係合し、それにより可動毛ホルダ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の内部中空空洞内に、好ましくは、ネック３３１６の少なくとも一部を通って延在する。駆動シャフト３３６０の遠位端部３３６４は、下記に述べる毛キャリア３３７０と係合する。端部３３６４は、ブラシヘッド３３１４の開口を通ってアクセス可能である。

好ましい実施形態の歯ブラシ３３００は可動毛キャリア３３７０を更に包含し、この可動毛キャリア３３７０は、好ましい実施形態の歯ブラシ３３００にアセンブリされると、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内で、最も好ましくは、歯ブラシ３３００の長手方向軸と平行な方向に往復運動する。毛キャリア３３７０の下側に沿って配置されるのは、リッジ付き部材３３７２である。このリッジ付き部材３３７２は、チャネル３３１１内で運動するが、そのチャネル３３１１により保持されるように構成される。毛キャリア３３７０は複数の開口３３７４を画定し、これら開口内には、複数の毛又は毛タフト（図示せず）が配置される。毛ホルダ３３７０は第一端部３３７５を包含し、この第一端部３３７５は、ブラシヘッド３３１４とアセンブリされると、好ましくは、本体又はハウジング３３１２のネック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の反対端部は端部３３７６であり、好ましくは、図４８に示すように曲線状である。

好ましい実施形態の歯ブラシ３３００は、毛又は毛タフト（図示せず）を保持するための複数の開口３３８４を画定する固定毛キャリア先端部３３８０と、可動毛キャリア３３７０の端部３３７６と係合するか、又はその端部３３７６に隣接して配置される第一端部３３８５と、先端部３３８０の下側に沿って配置されたリッジ付き部材３３８２とを更に具備する。「固定」とは、キャリア先端部３３８０が、一旦ブラシヘッド３３１４とアセンブリされ、係合されると、一般にブラシヘッド３３１４に固定されて、毛キャリア３３７０と共に運動しないことを意味する。好ましくは、リッジ付き部材３３８２は、毛キャリア３３７０のリッジ付き部材３３７２と同様の様式及び構成で大きさを設定される。リッジ付き部材３３７２及び３３８２の両方は、好ましくは、ブラシヘッド３３１４内に画定されたチャネル３３１１内に保持される。

１以上のねじ付き締結具３３９０及び３３９２を使用して、本体３３１２を端部キャップ３３２０に固着してもよい。共にハウジングをアセンブリするのに他の技法又は構成要素を利用してもよいことが理解される。

好ましい実施形態の歯ブラシ３３００が作動すると、バッテリなどの電源とモータ３３５０との間で電気回路が完成される。モータの電源及び電気的な作動特性についての詳細が本明細書に記載される。駆動ギア３３５４の回転により、クラウンギア３３５６が回転する。好ましくは、クラウンギア３３５６の回転軸は、駆動ギア３３５４の回転軸に対して垂直であるか、又は横断方向である。クラウンギア３３５６の回転により、本体３３１２、ネック３３１６、及び任意にはヘッド３３１４内に画定された中空内側領域内に延在する駆動シャフト３３６０に往復運動が付与される。駆動シャフトの遠位端部３３６４は、可動毛キャリア３３７０と係合し、それにより、キャリア３３７０に対応する往復運動を付与する。

図４９は、本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシ３４００を図示している。歯ブラシ３４００は、本体部分３４１２と、ネック部分３４１６と、端部キャップ３４２０とを包含する。本体部分３４１２は、第一端部３４１８と、反対端部３４０４とを画定し、この反対端部３４０４は、好ましくは、ねじ部材又はねじ付き領域を包含する。端部キャップ３４２０は、閉鎖端部３４２２と、反対側の開放端部３４２４とを画定する。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に設定され、構成されている。Ｏリング又は他の封止部材３４１９が、好ましくは、端部３４２４と３４１８との境界部で使用される。ネック３４１６は、端部３４１７と、ブラシヘッド３４１４とを包含し、このブラシヘッド３４１４は、端部３４１７と反対側のネック３４１６の端部で一体成形されるのが好ましい。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手段を包含する。ブラシヘッド３４１４は、好ましくは、第一チャネル部材３４１１と、開口３４０３とを包含し、この開口３４０３は、ブラシヘッド３４１４及びネック領域３４１６内に延在する中空領域にアクセスしている。任意の第二チャネル３４０２は、ブラシヘッド３４１４に沿って画定されてもよく、更に本明細書中でより詳細に記載される可動毛キャリア用の案内装置となる。案内壁３４１５は、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囲の一部に延在してもよい。

好ましい実施形態の歯ブラシ３４００は、動力駆動シャフト３４５２を備えるモータ３４５０を更に包含する。電気スイッチ回路及び電源は図示されていないが、好ましくは、本体３４１２及び端部キャップ３４２０内に画定された中空領域内に保持される。下部モータ取り付け台３４３０及び上部モータ取り付け台３４４０は、好ましくは、本体３４１２及び端部キャップ３４２０内に画定された内部中空領域内で、モータ３４５０を支えて、保持する。内部中空領域は、ネック３４１６内、任意には、ブラシヘッド３４１４の一部内に延在する。下部モータ取り付け台３４３０は、本明細書中により詳細に記載される駆動ギア用の旋回部材又は軸部材３４５８を受容するための基部又は開口３４３６を包含する。下部モータ取り付け台３４３０は、示すように、内部駆動支持体３４３２と、外部駆動支持体３４３４とを包含する。上部モータ取り付け台３４４０は駆動支持体３４４２を包含し、この駆動支持体３４４２は、好ましくは、下部モータ取り付け台３４３０の内部駆動支持体３４３２及び／又は外部駆動支持体３４３４と係合する。好ましくは、モータ取り付け台３４４０と係合する駆動ハウジング３４４４も設けられる。複数の係合脚部３４４６は、好ましくは、下部取り付け台３４３０と係合する上部モータ取り付け台３４４０から形成される。図４８に関して先に述べたように、単一体のモータ取り付け構成要素を利用してもよいことが理解される。

モータ３４５０の駆動シャフト３４５２に固定される駆動ギア３４５４は、好ましくは、クラウンギア３４５６と係合する。クラウンギアは、軸又は旋回部材３４５８により回転可能に支持され、この軸又は旋回部材３４５８は、次いで、下部モータ取り付け台３４３０の基部３４３６に受容される。クラウンギア３４５６は、中心に位置する案内部材３４５７と、オフセット部材３４５５とを包含する。オフセット部材３４５５は、駆動シャフト要素３４６１のピニオン端部３４６２と係合する。駆動シャフト要素３４６１は、ピニオン部材３４６２の反対側に画定された端部３４６３を包含する。また、別の駆動シャフト部材３４６６も設けられており、この駆動シャフト部材３４６６は、端部３４６５と、反対端部３４６４とを包含する。端部３４６５は、好ましくは、駆動シャフト要素３４６１の端部３４６３と係合する。駆動シャフト要素３４６６の反対端部３４６４は、好ましくは、本明細書中により詳細に記載される可動毛キャリアと係合する。駆動シャフト要素３４６６及び３４６１は、好ましくは、本体３４１２及びネック３４１６の内部中空領域内に存在する。取り外し可能な保護カバー３４１３は、好ましくは、本体３４１２内に画定された陥凹領域又は１以上の開口に沿って取り付けられる。カバー３４１３は、スイッチ用保護ハウジング又はカバーとしての役割を果たし、スイッチの位置は、カバー３４１３内で変更されてもよい。

好ましい実施形態の歯ブラシ３４００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とを具備する。可動毛キャリア３４７０は、複数の毛及び毛タフト（図示せず）を受容し、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、第一端部３４７５と、反対側の第二端部３４７２とを包含する。端部３４７５は、ブラシヘッド３４１４に沿って画定されるチャネル３４１１内に適合するように成形され、大きさを設定されるのが好ましく、また好ましくは、案内壁３４１５と同様の構成を有する。可動毛キャリア３４７０はまた、その下側に沿ってリッジ付き部材３４７６を包含し、このリッジ付き部材３４７６は、ブラシヘッド３４１４に沿って画定されたチャネル３４１１と係合するように大きさを設定される。駆動シャフト要素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を通してアクセス可能である。

毛キャリア先端部３４８０は、毛又は毛タフト（図示せず）を受容し、保持するように適合された複数の開口３４８４を包含する。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端部３４８５を包含する。毛キャリア先端部３４８０はまた、反対端部３４８２を包含し、その下側に沿ってリッジ付き部材１８３を更に包含してもよく、このリッジ付き部材１８３は、ブラシヘッド３４１４内に画定されたチャネル３４１１と係合して、その内部に存在する。リッジ付き部材３４８３は、好ましくは、毛キャリア３４７０のリッジ付き部材３４７６と同様の様式で構成される。アセンブリされると、毛キャリア先端部３４８０は、ブラシヘッド３４１４の遠位端部に固定される。

好ましい実施形態の歯ブラシ３４００は、前述の好ましい実施形態の歯ブラシ３３００と同様の様式で作動する。モータ３４５０と電源との間の電気回路の完成又は閉鎖により、駆動シャフト３４５２及び駆動ギア３４５４が回転する。かかる回転により、クラウンギア３４５６が回転し、駆動シャフト部材又は構成要素３４６１及び３４６６に往復運動が付与される。駆動シャフト要素３４６６及び毛キャリア３４７０間の係合により、並進運動又は往復運動がキャリア３４７０に付与される。

本発明の歯ブラシ、特に好ましい実施形態の歯ブラシ３３００及び３４００は、かなり少ない電力量を利用して作動することが分かった。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に匹敵するブラッシング効果及び性能をもたらす。これらの劇的な利益は、以下の要因の１以上の組み合わせから生じるものと考えられている：（１）本発明の歯ブラシの作動中、可動毛キャリアに対して並進運動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度合い、即ち、その「ストローク」の選択、（３）特定タイプのモータを歯ブラシに利用すること、（４）モータに採用された作動速度、（５）本発明の歯ブラシの駆動機構で使用されるモータ駆動ギアとクラウンギアとのギア比、（６）駆動機構で使用される構成要素の特定アセンブリと、比較的少ない構成要素の数、（７）可動毛と共に静止毛を使用すること、及び（８）ブラシヘッドに沿って採用された特定の毛構成。

複数の毛に運動を付与するために並進運動プレートを使用するという本発明のアプローチは、現在既知の電動歯ブラシアセンブリと比較して、エネルギー消費並びに動作電流及び電圧要件を低減するという点において著しい向上をもたらすことが分かった。例えば、（ｉ）譲受人の比較的エネルギー効率的で極めて普及している、振動スピンヘッドを使用したクレストスピンブラシ（Crest Spin Brush）と、（ｉｉ）本発明による並進運動するか、又は往復運動する毛キャリアとの比較試験は、以下のことを示す。

表２に提示するデータは、本発明による、並進運動プレート又は毛キャリアを利用する好ましい実施形態の歯ブラシが、振動又はスピンヘッド構成を利用する商業的に成功している優れた歯ブラシよりも、かなり低い電圧（およそ２８％）と低いアンペア数（およそ３７％）しか必要としないということを図示している。

本発明による高効率な駆動機構の別の態様は、毛キャリア３３７０及び３４７０のような可動毛キャリアのストローク長に関する。往復運動する毛キャリアの運動の好ましいパラメータは以下の通りである。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、最も好ましくは少なくとも約１．５ｍｍであり；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、最も好ましくは１．７ｍｍ未満である。本発明の駆動機構は、これら様々な好ましい値よりも大きいか、又は小さいストローク長を利用してもよいことが理解される。いかなる理論にも束縛されることを望まないが、過剰量の電力、即ち、バッテリ電力は、ストローク長が過度に長いときに消費されると考えられている。また、ストローク長が短すぎると、ブラッシング効果は大幅に低減される。前述のように、毛キャリアの運動方向は、歯ブラシの長手方向軸と平行である。

本明細書中に記載される好ましい実施形態の歯ブラシで使用されるモータは、好ましくは、駆動機構に高効率電源を付与するのに特に適合される。標準のモータは、使用する巻線の数を減らし、電圧要件を約１．５ボルトに低下させることにより改善されてもよい。典型的な標準のモータは、以下のような一般的な電流引き込み特性を呈する：負荷がない場合、約１．０６アンペアの引き込みが必要とされ、負荷がある場合、少なくとも１．０アンペアの引き込みが必要とされる。本明細書に記載され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、負荷がない場合には、０．３アンペア未満を、負荷下ではおよそ０．４アンペア〜約０．６アンペアを引き込む。言及される「負荷」とは、通常のブラッシング中、本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシを作動するときに、モータにかかる典型的な動作負荷である。

本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシで使用されるモータの好ましい作動速度は、約１５００ｒｐｍ〜約３５００ｒｐｍの範囲であり、最も好ましくは約２５００ｒｐｍである。２５００のｒｐｍは、本明細書で記載される好ましい実施形態の駆動機構を利用する際に往復運動する毛キャリアで測定すると、１分あたり約１２５０ストロークサイクルを付与する。これら作動速度は、駆動機構と係合するモータに対して与えられているが、ブラッシング負荷は、毛キャリアにはかからない。モータに負荷をかけると、モータの作動速度は約３０％〜約３５％低下し得ることが理解される。これらの値は推測値であり、作動速度の低下の度合いは多数の要因によって変化する。

このモータの作動速度と毛キャリアのストローク速度との関係は、モータの駆動シャフトに係合する駆動ギア（例えば、図４８の駆動ギア３３５４又は図４９の駆動ギア３４５４）と、オフセット部材にて駆動シャフトが係合するクラウンギア（例えば、図４８のクラウンギア３３５６又は図４９のクラウンギア３４５６）との好ましいギア比を示す。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。故に、この最も好ましい比で、モータ駆動シャフトが２回転する毎に、クラウンギアは１回転する。既述した好ましいギア比２：１は、毛キャリアで測定される運動の範囲と速度との望ましい組み合わせを付与し、それにより、許容可能なレベルの電力消費と共に優れたブラッシング特性が得られることが分かった。

本明細書に記載される好ましい実施形態の駆動機構に既述のクラウンギアを使用するのが特に望ましく、その理由は、参照図面に示されるタイプの駆動構成要素及びその配向が、比較的少ない構成要素しか必要とせず、結果として全体的な駆動機構の大きさが小さくなるため、比較的小さなハウジングの利用が可能となるからである。本明細書に記載される駆動機構で使用される好ましいクラウンギアは、約８本又は１０本〜約４０本のギア歯を利用する。最も好ましくは、クラウンギアは、約２０本のギア歯を有する。これは、クラウンギアの所与のサイズ及び用途にしては比較的少ない歯数である。この結果として、ブラウンギア（brown gear）のギア歯のプロファイルが比較的高くなる。従って、本発明の好ましいクラウンギアは、ギア歯の高さよりも上に延在しなければならないオフセット部材を利用する。これは、十分な間隙をクラウンギアのギア歯に与えるために必要である。クラウンギアは、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を有する軸によって回転可能に支持される。この構成要素の特定の配置及び組み合わせにより、駆動機構が利用する構成要素の数が顕著に少なくなる。構成要素の数が少ないと、運動の伝達効率が高くなり、アセンブリや製造がより容易になる。

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。動力駆動シャフト３５５２と、このシャフト３５５２に固定された駆動ギア３５５４とを備えるモータ３５５０は、クラウンギア３５５６と係合する。クラウンギア３５５６は、その中心３５５７で軸３５５８により回転可能に支持される。外方に延在するオフセット部材３５５５は、クラウンギア３５５６の外側表面３５５１に沿って設けられる。部材３５５５は、クラウンギア３５５６の中心３５５７から半径方向外側に配置される。駆動シャフト３５６０は、その端部３５６２でオフセット部材３５５５と係合する。駆動シャフト３５５２及びギア３５５４が回転すると、クラウンギア３５５６は軸３５５８を中心として回転する。次いで、その運動が駆動シャフト３５６０に往復運動を付与する。

図５１は、図５０に示す好ましい実施形態の駆動機構の一部の側部正面図である。図５１は、好ましい実施形態の駆動機構の形体と、往復運動する駆動シャフトがクラウンギアに対して高く配向された形体を図示している。具体的には、クラウンギア３５５６のギア歯は、高さＧとして示すプロファイル又は全高を有することが分かる。オフセット部材３５５５は、間隔Ｓがシャフト３５６０とギア歯の間で維持されるように、駆動シャフト３５６０と係合する。最も好ましくは、間隔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間隔である。最も好ましくは、駆動シャフト３５６０は、それら構成要素間に延在し、それらと係合する唯一の駆動構成要素である。

前述のように、特に、本明細書に記載される駆動機構の好ましい実施形態の歯ブラシの別の態様は、比較的少ない数の構成要素が利用されるということである。これは、図４８及び図４９の分解図から容易に明らかである。この設計計画により、駆動構成要素間の相互接続及び係合の数が低減され、それにより、駆動構成要素のより直接的なアセンブリが達成される。このアプローチは、アセンブリを著しく簡略化し、全体的な製造コストを低減し、より商業的に価値ある消費者製品に至る。

更に、複数の可動毛と静止毛を併用することは、往復運動する毛キャリア上にかかる負荷全体を低減するのを補助する。図５２〜図５４は、この機構をより詳細に示す。図５２は、ブラシヘッド３６１４と、ネック３６１６と、可動毛キャリア３６７０と、端部構成要素３６８０とを具備する好ましい実施形態の歯ブラシ３６００の部分を図示している。可動毛キャリア３６７０は、本明細書に可動毛として示されている複数の毛３６５０を支持し、保持する。これらは、明瞭にするために点線で示されている。端部構成要素３６８０は、本明細書に固定毛として示されている複数の毛３６６２を支持し、保持する。更に、ブラシヘッド３６１４は、これもまた本明細書に固定毛として示され、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複数の毛３６６０を支持し、保持する。固定毛３６６２及び３６６０も、点線で示されている。

図５２に示す毛構成は、複数の固定毛、即ち、毛３６６０及び３６６２は、可動毛キャリア３６７０上に保持された可動毛３６５０を本質的に包囲するか、又は部分的に包囲するという点において重要である。この構成は、ブラッシング及び歯ブラシ３６００の作動中、毛３６５０及び可動毛キャリア３６７０にさもなければ印加される負荷を低減することが分かった。この特性は、毛３６５０及びキャリア３６７０上にさもなければ印加されるブラッシング負荷の一部を固定毛３６６０及び３６６２が受けることに起因するものと考えられている。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配分は、（ｉ）固定毛及び可動毛の相対的な高さ、（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から生じるブラッシング表面のプロファイル、（ｉｖ）固定毛及び可動毛の各密度（又は単位面積あたりの毛）、並びに（ｖ）固定毛及び可動毛の配置を含むが、これらに限定されない多数の要因により決定される。これら要因の１以上を調節することにより、ブラッシング中に可動毛キャリアに印加される負荷は、例えば、固定毛の相対的な高さを高くするか、又は可動毛の高さを低くすることによって低減され得る。可動毛キャリアに印加される負荷はまた、可動キャリアの周囲に配置された固定毛の密度を高めることにより低減され得る。負荷はまた、可動毛と比較して固定毛の剛性度が高い特定の材料を選択することにより低減され得る。

図５３は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ３７００を図示しており、この歯ブラシ３７００は、ブラシヘッド３７１４と、ネック３７１６と、可動毛キャリア３７７０と、キャリア３７７０上に支持され、保持された複数の可動毛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の端部上に配置された第二の複数の固定毛３７６２とを具備する。この歯ブラシの実施形態３７００は、３７６０及び３７６２のような多数の固定毛が可動毛３７５０の周囲に配置されるか、又は実質的に配置される毛構成を利用する。固定毛３７６２の群は主にブラシヘッド３７１４の端部に沿って配置されることが分かる。また、他の固定毛３７６０群は、一般に、可動毛キャリア３７７０の残りの周囲に延在する。この配置は、優れたブラッシング効果をもたらし、毛３７５０、及び毛キャリア３７７０にさもなければ印加されるブラッシング負荷を著しく低減することが分かった。

図５４は、別の好ましい実施形態の歯ブラシ３８００を図示しており、この歯ブラシ３８００は、ブラシヘッド３８１４と、ネック３８１６と、可動毛キャリア３８７０と、キャリア３８７０上に支持され、保持された複数の可動毛３８５０と、一般には毛キャリア３８７０の周囲に延在する複数の固定毛３８６０とを具備する。この実施形態において、固定毛３８６０は、毛キャリア３８７０の外周の少なくとも大部分に延在する。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の周囲に連続して延在するか、又は実質的に延在する。固定毛３８６０が、ブラシヘッド３８１４の遠位端部の反対側にある可動毛キャリアに隣接する領域に配置されることは必要ではない。この領域は、図５４では領域３８６４として示されている。この特定の毛の配置は、優れたブラッシング性能を付与し、毛３８５０、及び毛キャリア３８７０にさもなければ印加されるブラッシング負荷を著しく低減することが分かった。

図５３及び図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などにおいて、それらの遠位端部に沿って様々な毛密度を用いるブラシヘッドを図示している。これらの領域は、点線で示されている。図５３の点線領域は、単位面積あたり６つの毛タフトを包含するが、図５２では、単位面積あたり５つの毛タフトを包含する。

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ギアと、１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具備する独特の係合アセンブリである。この係合アセンブリは、ギアの回転運動を駆動シャフトの往復運動へと効果的に変換する。このアセンブリは、顕著に静かで円滑な方法で作動し、上述の変換を行う。

この好ましい係合アセンブリは、図５５〜図６０に図示されている。図５５は、駆動シャフト４１００と、ギア４２００とを具備する好ましい実施形態のアセンブリ４０００を図示している。駆動シャフト４１００は、シャフト部分４１１０と、部分的に包囲された伸長端部４１２０を有する遠位端部を包含し、この伸長端部４１２０は、独特な表面のセットを付与してギア４２００のカム表面と係合する。より詳細には、図５５は、部分的に包囲された伸長端部４１２０の中央領域内に画定された楕円形開口４１２５を図示している。部分的に包囲された端部４１２０は、開口４１２５を画定する端部カバー４１２２を包含する。端部カバー４１２２の周囲に配置されるのは端部壁４１２６である。カバー４１２２及び壁４１２６は、共に、駆動ギア４２００の幾つかの構成要素を受容する部分的な包囲（図５５には図示せず）を形成する。

図５５はまた、アセンブリ４０００の好ましいギア４２００も図示している。ギア４２００は、図１２に示すギア８０６、図４８に示すギア３３５６、図４９に示すギア３４５６、並びに図５０及び図５１に示すギア３５５６と同様である。即ち、ギア４２００の取り付け及び機能は、それら既述のギアの取り付け及び機能と同様である。しかしながら、ギア４２００は、独特なカム表面の集合体を利用する。具体的には、ギア４２００は、その周囲に配置された複数のギア歯４２１０を包含する。電動モータに固着されるような駆動ギアは、好ましくはギア４２００、具体的にはギア歯４２１０と係合するか、さもなければそれに連結される。円形の中央基部４２２０は、ギア４２００の外側面に沿って、ギア歯４２１０の相対する領域の間に延在する。基部４２２０上に配置され、そこから外方に延在しているのは第一カム４２３０であり、この第一カム４２３０は、カム４２３０の周囲に延在する円形のカム表面４２３２を備える。第一カム４２３０から延在しているのは第二カム４２４０である。第二カム４２４０は、第二カム４２４０の周囲に延在する円形のカム表面４２４２を備える。第二カム４２４０の中心は、基部４２２０の中心及びギア４２００の中心と一致することが理解される。従って、ギア４２００が、例えば、図５５に示す回転軸Ａを中心として回転すると、第二カム４２４０及び基部４２２０は、同じ軸、即ち、軸Ａを中心として回転する。第一カム４２３０の中心は、図５５では軸Ｂとして示され、軸Ａから離間しているが、好ましくは軸Ａと平行である。

図５６は、ギア４２００の上面図である。図５６は、第一カム４２３０及び第二カム４２４０の互いに対する配置と、ギア４２００の回転中心Ａとを図示している。やはり、図５６では中心Ｂとして示されている円形の第一カムの中心は、中心（又は回転軸）Ａから離間していることが分かる。

図５７は、ギア４２００の側部正面図である。図５７は、ギア歯４２１０と、基部４２２０と、第一カム４２３０及びそのカム表面４２３２と、第二カム４２４０及びそのカム表面４２４２の構成及び配置を更に図示している。

図５８は、アセンブリ４０００の部分断面側面図であり、駆動シャフト４１００の伸長端部４１２０がギア４２００と係合しているところを図示する。具体的には、第二カム４２４０が端部４１２０に画定された開口４１２５内に配置されているのが分かる。また、第一カム４２３０は、端部４１２０によって包囲され、端部４１２０内に受容される。好ましくは、第二カム４２４０のカム表面４２４２は、開口４１２５を画定する伸長端部４１２０の表面の一部分と係合し、接触する。また、好ましくは、第一カム４２３０のカム表面４２３２は、内側の一部、具体的には、伸長端部４１２０の内側に沿って画定された内側壁４１２２の一部と係合し、接触する。

図５９は、下側、即ち、ギア４２００の基部４２２０に面する駆動シャフト４１００の伸長端部４１２０の側を図示している。図５９は、ギア４２００及び駆動シャフト４１００が係合してアセンブリ４０００を形成するときに、第一カム４２３０のカム表面４２３２が係合する内部壁４１２２を更に図示している。図５９はまた、開口４１２５の配向を図示している。図５９は、以下のような２つの寸法Ｓ及びＴを更に図示している。

寸法Ｓは、開口４１２５の最小スパン又は入口寸法である。第二カム４２４０は開口４１２５内に受容されるので、カム４２４０の直径は、寸法Ｓよりも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の直径よりも僅かに大きくなければならない。

寸法Ｔは、楕円形の内部壁４１２２の最小スパン又は入口寸法である。第一カム４２３０は、一般に内部壁４１２２によって境界を画定された領域内に受容されるので、カム４２３０の直径は、寸法Ｔよりも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の直径よりも僅かに大きくなければならない。

図５９はまた、端部４１２０内の開口４１２５の好ましい配向を図示している。分かるように、軸Ｄとして示されている楕円形の開口４１２５の長軸は、軸Ｃとして示されている駆動シャフト４１００のシャフト部分４１１０の長手方向軸と、好ましくは平行であり、最も好ましくはそれと同一の広がりを持つ。

図５９は、開口４１２５が好ましくは楕円形状であり、内部壁４１２２により画定された楕円形の内側領域に対して直角に配向されることを更に図示している。即ち、楕円形の開口４１２５の長軸は、好ましくは、内部壁４１２２により画定された楕円形の内側領域の長軸に対して垂直である。

図６０は、アセンブリ４０００の上部平面図であり、駆動シャフト４１００及びギア４２００の配置、配向、及び構成を更に図示している。ギア４２００が矢印Ｅの方向などに軸Ａを中心として回転すると、第一カム４２３０の中心は、一般には円形路Ｇに沿って軸Ａを中心として回転される。円形路Ｇは、ギア４２００が回転すると、第一カム４２３０は軸Ａを中心として変位することにより生じる。円形路Ｇの半径は、図５５に示す中心点Ａ及びＢ間のオフセット量又は空隙に対応することが理解される。

ギア４２００が回転すると、それにより、第一カム４２３０が円形路Ｇに沿って軸Ａを中心として変位し、第一カム４２３０のカム表面４２３２の一部が内部壁４１２２の様々な領域と係合する。この結果、端部４１２０は、ギア４２００の中心点及び軸Ａに対して線状に前後に並進する。換言すると、これは、第二カム４２４０を開口４１２５内で線状に前後に並進させる効果を有する。しかしながら、ギア４２００は本質的にはその回転点、即ち、軸Ａで固定されるので、前後に並進されるのは端部４１２０、及び駆動シャフト４１００であることが理解される。矢印Ｅの方向にギア４２００が回転すると、それにより、図６０に示す矢印Ｆの方向に駆動シャフト４１００が往復運動する。

好ましい実施形態のアセンブリ４０００は、ギア４２００の回転運動を駆動シャフト４１００の１００％又は実質的に１００％の往復運動へと効果的に変換する。即ち、駆動シャフト４１００の長手方向軸Ｃに沿った方向以外の方向への運動は、全くないか、又は過度に少ない度合いでしかない。この特性は、高い作動速度においてアセンブリの振動が最小化されるか、又は少なくとも許容可能なレベルに維持されるという点で有利である。

その高い動作効率特性に加えて、本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシはまた、比較的高いブラッシング力も付与する。これは、本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシが、重負荷を印加されても、それらのブラシヘッドに動力による比較的一定の往復ストローク運動を付与するということを示す。例えば、本発明による歯ブラシは、それらのブラシヘッド及び往復運動する毛キャリアに印加された３０ｌｂｓ（１３．６ｋｇ）もの高い負荷下で作動し得る。

本明細書に記載され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電力消費の例は、バッテリ使用に関する。匹敵する現在入手可能な電動歯ブラシのほとんど全ては、それらの作動に２つのＡＡバッテリを必要とする。本明細書に記載される好ましい電動歯ブラシは、ＡＡバッテリを１つしか必要としない。本発明の歯ブラシが、匹敵する市販のブラシと同じか、又は実質的に同じである、それらのブラシヘッド力及び電力特性（即ち、毛端部で測定される）を付与するが、それら同ブラシのおよそ２分の１の電力又はバッテリ要件しか必要としないということは注目に値する驚くべきことである。本発明の歯ブラシが、１つの（ＡＡ）バッテリのみを利用することに何ら限定されるものではないことが理解される。本発明の歯ブラシは、広範なバッテリ、バッテリ構成、及び電源を利用してもよい。本発明の歯ブラシ及びその低エネルギー消費特性を理解し易くするために、並びにそれらを更に説明するために、（ＡＡ）バッテリについて述べる。一般に、本発明の歯ブラシは、好ましくは約０．５ボルト〜約２．５ボルトの電圧源から作動する。より好ましくは、本発明の歯ブラシは、１．５ボルトの電源から作動する。最も好ましくは、かかる電源は充電式である。勿論、本発明の歯ブラシは、使い捨てバッテリを利用してもよい。この「低エネルギー消費」特性は、市販の可能性の見地から特に魅力ある本発明の歯ブラシの態様である。

本発明の歯ブラシの低エネルギー消費特性の指示は、歯ブラシの総実行時間に図示されている。固定具と１ポンド（４５４ｇ）の錘をハウジング内に含む試験装置をアセンブリした。試験される歯ブラシを、その毛が上方に向いた状態で固定具に固定する。次いで、１ポンド（４５４ｇ）の錘をブラシのブラッシング表面、即ち、上方を向いた毛の遠位端部上に置く。錘の表面は、典型的な歯の表面に対応する。次いで、歯ブラシを起動し、歯ブラシの作動が停止するまでの総経過時間を測定する。好ましくは、本発明の歯ブラシは、一般に少なくとも約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、より好ましくは少なくとも１８０分作動する。本発明の歯ブラシは、最大２１０〜２２０分もの間、更にはそれよりも長く、記載した条件下で作動し得ることが考慮される。前述の試験条件は、単一の（ＡＡ）バッテリを利用する。一般に、これら総実行時間は、少なくとも約０．９ボルト〜約２．５ボルトの電源を使用し、記載したストローク長及び速度を有する往復運動毛キャリアを使用することにより測定される。

前述のように、本明細書に記載される好ましい実施形態の歯ブラシの更なる利点は、それらの比較的単純なアセンブリである。この結果、製造コストが低下する。更に、本明細書に記載される好ましい実施形態の駆動アセンブリは、その単純で簡単な設計により、信頼性が向上することが考慮される。また、これらの駆動アセンブリにおいて比較的少ない数の構成要素を使用することで、更にそれら構成要素の相互接続での失敗の可能性が低減される。

ピン留めされた係合アセンブリが利用される場合、可動毛キャリアが、図４７に図示された開口３２５４と同様の、その下側からアクセス可能な開口を画定することが最も好ましい。かかる開口は、（図４７に示すように）毛キャリアの厚さの一部だけを通って延在してもよいし、キャリアの他の上面まで、その厚さ全体を貫通して延在してもよい。駆動シャフト、及び具体的には図４７に示す端部３２０６のような遠位端部は、その遠位端部からピン若しくはピン様延長部を有するか、又は別個のピン構成要素と係合すべく適合するように形成される。ピン（別個の構成要素か、又はシャフトの一部として形成される）は、毛キャリアに画定された開口内に適合される。複数のピン係合アセンブリ、ラッチ機構、ねじ付き締結具、及び接着剤又は音波溶接で共に固着されるアセンブリを包含するが、これらに限定されない他の係合アセンブリが、本発明と共に使用するために考慮される。

本明細書に記載される様々なブラシヘッド先端部は、他のブラシヘッド先端部と容易に交換可能であり、好ましくは、それらと取り替え可能であってもよいことが考えられる。従って、ユーザーは、様々なタイプ及び構成の集まりの中から特定のブラシヘッド先端部を選択することができる。選択すると、ユーザーは、所望の歯ブラシにその先端部を容易に取り付けることができる。更に、それぞれが様々なタイプのブラシヘッド先端部を含むいわゆるバラエティパック又はサンプルパックが、電動歯ブラシとは別個に、又は電動歯ブラシと共に提供され得ることが想定される。同様に、本明細書に記載される可動毛キャリアが、駆動機構への接続のために容易に解放可能な係合機構を利用する場合、同様の毛キャリアの集合体又は集まりが電動歯ブラシとは別個に、又は電動歯ブラシと共に奨励され得る。

本明細書に記載されるあらゆる好ましい実施形態の歯ブラシの特性及び態様は、本明細書に記載される他の好ましい実施形態の１以上の特性及び態様と組み合わせてもよいことが理解される。

本発明は、以下の公開特許出願又は発行特許の１以上からの機構、態様、構成要素、材料及び特性を利用してもよい：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、同第４３３，８１４号、米国特許第６，１７８，５７９号、同第６，１８９，６９３号、同第６，３１１，８３７号、米国公開特許出願第２００２／００３２９４１号、米国特許第６，３６０，３９５号及び同第６，３７１，２９４号（これらの全てを参照として本明細書に組み込まれる）。

本明細書に示されるか、又は記載される特定の材料以外に、様々な好ましい実施形態の歯ブラシ及びそれらの構成要素は、電動歯ブラシを製造するために典型的に利用される従来の材料から形成されてもよい。一般に、ハンドル、ネック、ブラシヘッド及び他の構造部品又は構成要素は、ポリプロピレンから形成される。例えば、ＡＢＳのブレンド及びセルコン（Celcon）（商標）、アセタール（Acetal）（商標）及び／又はデルリン（Delrin）（商標）の１以上のようなこれら一部又は構成要素用のポリマーブレンドを使用してもよい。自己潤滑材料の広範なアレイは、駆動トレイン構成要素を形成するのに特に好ましい。

本発明を、特定の好ましい実施形態を参照して記載してきた。この明細書を読んで理解すれば、他者にも変形及び変更が浮かぶであろう。静止毛及び可動毛の幾つかの配置を示し、記載してきたが、本発明は様々な他の構成を包含する。全てのそのような変形及び変更は、添付の請求項又はそれに等しい範囲内にある限りにおいて、含まれることが意図される。

本発明による好ましい実施形態の歯ブラシの斜視図。 本発明による様々な毛のタイプの好ましい実施形態の配置を示す詳細図。 本発明による毛の配置の好ましい構成の別の好ましい実施形態。 本発明による毛の配置の別の好ましい実施形態。 本発明による毛の配置の更に別の好ましい実施形態。 本発明による好ましい実施形態のブラシヘッドを示す部分断面図。 本発明による別の好ましい実施形態のブラシヘッドを示す部分断面図。 本発明による更に別の好ましい実施形態のブラシヘッドを示す部分断面図。 本発明による更なる好ましい実施形態のブラシヘッドの部分断面図。 本発明の好ましい実施形態によるカムアセンブリの詳細な斜視図。 本発明による別の好ましい実施形態のカム構造の詳細な斜視図。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシのアセンブリの一部を示す斜視図。 本発明による毛の配置の好ましい構成を示す詳細図。 本発明による毛の配置の別の好ましい実施形態であり、幾つかの毛の配置を示す方法の図示。 本発明による毛の配置の別の好ましい実施形態。 本発明による好ましい実施形態のブラシヘッドの詳細図。 図１６に示すブラシヘッドの側面図。 本発明による別の好ましい実施形態のブラシヘッドの詳細図。 図１８に示すブラシヘッドの側面図。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシの斜視図。 図２０に図示される好ましい実施形態の歯ブラシの部分的な分解斜視図であり、好ましい実施形態の歯ブラシを形成する幾つかの構成要素及びそれらのアセンブリの図示。 図２１及び図２２に示す好ましい実施形態のブラシの、好ましい実施形態の歯ブラシヘッドのアセンブリを図示している詳細図。 図２２の歯ブラシヘッドの別の詳細図であり、その構成要素の更なるアセンブリの図示。 図２２及び図２３の歯ブラシヘッドの別の詳細図であり、またその構成要素の更なるアセンブリの図示。 好ましい実施形態のブラシの歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、本発明による１つの可能な毛構成の図示。 図２５の線２６−２６に沿って切り取った歯ブラシヘッドの端面図。 別の好ましい実施形態の歯ブラシの歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、本発明による別の毛構成の図示。 線２８−２８に沿って切り取った図２７の歯ブラシヘッドの端面図。 別の好ましい実施形態の歯ブラシの部分的な側部正面図であり、本発明による更に別の好ましい毛構成の図示。 線３０−３０に沿って切り取った図２９の歯ブラシヘッドの端面図。 別の好ましい実施形態の歯ブラシベッドの端面図であり、本発明による別の毛構成の図示。 本発明による更なる好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの端面図であり、更に別の好ましい毛構成の図示。 本発明による更に別の好ましい実施形態の歯ブラシベッドの端面図であり、別の毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシヘッドの部分的な側部正面図であり、別の好ましい毛構成の図示。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシの歯ブラシヘッド（毛はない）の詳細な平面図。 線４７−４７で切り取った、図４６に図示する歯ブラシヘッドの断面図。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシの部分分解図。 本発明による別の好ましい実施形態の歯ブラシの部分分解図。 本発明による好ましい実施形態の駆動機構の一部の斜視図。 図５０に図示する好ましい実施形態の駆動機構の一部の側部正面図。 本発明による歯ブラシの好ましい実施形態のブラシヘッド及びネックの斜視図。 本発明による歯ブラシの別の好ましい実施形態のブラシヘッド及びネックの平面図。 本発明による歯ブラシの更に別の好ましい実施形態のブラシヘッド及びネックの平面図。 好ましくは本発明の歯ブラシで使用される、回転運動を往復運動に変換するための好ましい実施形態の係合アセンブリの部分分解図。 図５５に示す好ましいアセンブリのギアの上面図。 図５６に示すギアの側部正面図。 図５５の好ましいアセンブリの部分断面図であり、駆動シャフトとギアとが係合しているところの図示。 図５５のアセンブリの駆動シャフトの端部の下側の図示。 図５５のアセンブリの上面図であり、そのアセンブリの動作の図示。

Claims (10)

1. 本体と、
   前記本体から延在するネックと、
   前記ネックに取り付けられ、第一側部と、前記第一側部の反対側にある第二側部と、毛を供える可動毛ホルダと、前記可動毛ホルダを実質的に取り巻く複数の静止毛とを有するヘッドと、
   前記本体内に配置され、前記可動毛ホルダを運動させるために前記可動毛ホルダに動作可能に接続されたモータとを有する電動歯ブラシ。
2. 前記可動毛ホルダは往復運動するか、回転するか、又は振動する請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 前記静止毛は、前記可動毛ホルダを完全に取り巻く請求項１又は２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記静止毛の一部は、複数列で配置されるタフトにグループ分けされ、前記複数列は、前記ヘッドの第一側部及び第二側部の一部分に沿って配置された少なくとも１つの列を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記ヘッドの前記第一側部及び第二側部の一部分に沿って配置される前記列は、前記可動毛ホルダの長手方向にも延在する請求項４に記載の電動歯ブラシ。
6. 前記複数の静止毛の一部の自由端部は、傾斜したブラッシング表面を形成する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
7. 前記可動毛ホルダの前記毛の一部の自由端部は、傾斜したブラッシング表面を形成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
8. 前記傾斜したブラッシング表面を形成する前記可動毛ホルダの前記毛は、複数のタフトにグループ分けされ、共に前記傾斜した表面を形成する請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
9. 前記可動毛キャリアの前記毛の一部の前記自由端部は、弓形の表面を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動歯ブラシ。
10. 前記弓形の表面を形成する前記可動毛ホルダの前記毛は、複数のタフトにグループ分けされ、共に前記弓形表面を形成し、前記可動毛ホルダは長手方向軸を有し、前記弓形表面は、前記可動毛ホルダの前記長手方向軸に沿って延在する谷部を有する請求項９に記載の電動歯ブラシ。

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