專利名稱：電動牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動牙刷。
背景技術(shù)：
作為電動牙刷，具備經(jīng)由曲柄機構(gòu)、或齒輪機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等將電動機旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動變換為輸出軸的軸向的往復(fù)直線運動的變換裝置，并廣泛地采用在該變換裝置的輸出軸上可自由裝卸地安裝替換刷的型式(例如，參照專利文獻1)。通常，在這種電動牙刷上，輸出軸的毛束移動距離設(shè)定為3～7mm，輸出軸在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為1000～3000次左右。
另外，近來，通過利用線性驅(qū)動或磁力等使輸出軸的毛束移動距離為1mm左右、輸出軸在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)為15000次左右的電動牙刷也被實用化。
專利文獻1日本專特開平4-364806號公報上述專利文獻1中所述的電動牙刷，可以使用由電池等驅(qū)動的通用的直流電動機，因此能以低成本制造電動牙刷，而且在牙斑去除性能上也很優(yōu)異，但毛束移動距離過大，因而當牙齦炎等的患者使用時，存在反向傷及牙齦致使癥狀惡化的問題。
另一方面，在使用線性驅(qū)動或磁力等的電動牙刷上，輸出軸的毛束移動距離小到1mm左右，傷及牙齦的情況減少，但與通常的電動牙刷相比存在牙斑去除性能降低的問題。而且，必需使用特殊的部件，因而還存在使制造成本提高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種牙斑去除性能優(yōu)異、能以低的成本制造、且即使是牙齦炎患者也可以適當使用的電動牙刷。
本申請人，考慮口腔衛(wèi)生用具的各種使用，對即使是牙齦炎患者也能適當使用，而且可以提高牙斑去除性能的電動牙刷進行了專心的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過適當?shù)卦O(shè)定植毛部的毛束移動距離和往復(fù)振動次數(shù)可以達到上述目的，完成本發(fā)明。在本說明書中，所謂往復(fù)振動次數(shù)，其含意為將植毛部的往復(fù)直線運動的1個來回的運動計數(shù)為1次的次數(shù)。另外，所謂毛束移動距離，意味著在電動牙刷的植毛部進行往復(fù)直線運動時，以mm為單位表示去行程或返行程的植毛部的直線移動距離(振幅)。
本發(fā)明的第一電動牙刷，通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，上述植毛部的毛束移動距離(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在3000～9000的范圍內(nèi)。
該第一電動牙刷，可以在從低振動到高振動的寬范圍內(nèi)將牙斑去除性能保持在最適當?shù)臓顟B(tài)。
此處，作為上述植毛部的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積的更適當?shù)姆秶?，可以設(shè)定為4500～7500。
本發(fā)明的第二電動牙刷，通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，上述植毛部的毛束移動距離x(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y(次)設(shè)定在滿足下式的范圍內(nèi)y＝ax+b式中，a＝-3000、10000≤b≤12500、x＞0。
這種電動牙刷，可以在從低振動到高振動的寬范圍內(nèi)將牙斑去除性能保持在最適當?shù)臓顟B(tài)。
此處，上述植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，上述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次等是其實施例。
本發(fā)明的第三電動牙刷，通過上述植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，上述植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，上述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次。
該第三電動牙刷，由于植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，即使是牙齦炎患者也可以不傷及牙齦地使用，而且，由于植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次，可以有效地去除牙斑。另外，由于往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次，作為電動機可以采用能以低價得到的通用品，因而可以減低電動牙刷的制造成本。
此處，對于第一和第二電動牙刷，作為栽植在上述植毛部上的絲狀刷毛，采用將所栽植的刷毛的根數(shù)的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式，作為上述植毛部的往復(fù)運動裝置采用直流電動機是優(yōu)選實施例。
按照本發(fā)明的第一電動牙刷，植毛部的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在3000～9000的范圍內(nèi)，因此可以在從低振動到高振動的寬范圍內(nèi)將牙斑去除性能保持在最適當?shù)臓顟B(tài)。
此處，如上述植毛部的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在4500～7500的范圍內(nèi)，可以更進一步地提高牙斑去除率。
按照本發(fā)明的第二電動牙刷，通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，上述植毛部的毛束移動距離x(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y(次)設(shè)定在滿足y＝ax+b、式中a＝-3000、10000≤b≤12500的范圍內(nèi)，因此可以在從低振動到高振動的寬范圍內(nèi)將牙斑去除性能保持在最適當?shù)臓顟B(tài)。
此處，如植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，可以在提高牙斑去除性能的同時使牙齦炎患者也能使用而不傷及牙齦。
如植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次，在提高牙斑去除性能的同時，作為電動機還可以采用能以低價得到的通用品，因而可以減低電動牙刷的制造成本。
按照本發(fā)明的第三電動牙刷，植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，上述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次，因此可以提高去除牙斑的性能，同時使牙齦炎患者也能使用而不傷及牙齦，而且，作為電動機還可以采用能以低價得到的通用品，因而可以減低電動牙刷的制造成本。
作為栽植在上述植毛部上的絲狀刷毛，如采用將所栽植的刷毛的根數(shù)的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式，則使毛束的根部變得牢固，所以可以跟蹤振動并能將振動充分地傳遞到毛尖，因而是優(yōu)選的。
如采用直流電動機作為上述植毛部的往復(fù)運動裝置，可以實現(xiàn)以低的成本制造的電動牙刷。


圖1是電動牙刷的縱截面圖。
圖2是電動牙刷的變換裝置的說明圖。
圖3是試驗裝置的正面圖。
圖4是試驗裝置的俯視圖。
圖5是進行試驗的牙齒的說明圖。
圖6是牙齒的轉(zhuǎn)角部的說明圖。
圖7是表示轉(zhuǎn)角部的往復(fù)運動次數(shù)和毛束移動距離之間關(guān)系的曲線圖。
符號說明1齒，2轉(zhuǎn)角部，3牙齦，4基準圖像，5框，6縮小圖像，7劃分直線，10電動牙刷，11上部殼體，12下部殼體，13殼體，14電池，15電動機，16旋轉(zhuǎn)軸，17變換裝置，18輸出軸，19封蓋構(gòu)件，20替換刷，21第1錐齒輪，21齒輪，22第2錐齒輪，23軸部，24嚙合銷，25凸輪孔，30植毛底座，31植毛部，32刷柄，40試驗裝置，41操作裝置，42頜骨模型，43保持裝置，44測定裝置，45自應(yīng)變儀，46保持座，47支承框具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明，在通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭的電動牙刷中，如植毛部的毛束移動距離(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在3000～9000的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在4500～7500的范圍內(nèi)，則可以適用于任意結(jié)構(gòu)的電動牙刷。另外，在通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭的電動牙刷中，如植毛部的毛束移動距離x(mm)和植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y(次)設(shè)定在滿足下式的范圍內(nèi)，則可以適用于任意結(jié)構(gòu)的電動牙刷y＝ax+b式中，a＝-3000、10000≤b≤12500、x＞0。
植毛部的毛束移動距離x(mm)可以任意地設(shè)定，但若過小則牙斑去除率降低，若過大則很容易傷及牙齦，因此優(yōu)選設(shè)定為0.3～0.7mm。
上述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)可以任意地設(shè)定，但若過小則得不到理想的刷牙效果，若過大則必須使用特殊的高價部件，因此優(yōu)選設(shè)定為8000～13000次。
但是，即使毛束移動距離(mm)和往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積不在上述數(shù)值內(nèi)時，或即使是不適合上述式y(tǒng)＝ax+b的范圍，植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次也仍然是本發(fā)明的范疇。
作為電動牙刷，只要能使植毛部進行往復(fù)直線運動就可以采用任意的結(jié)構(gòu)，例如可以采用具備經(jīng)由曲柄機構(gòu)，將電動機的旋轉(zhuǎn)運動變換為可自由裝卸地安裝有替換刷的輸出軸的往復(fù)直線運動的變換裝置的型式的電動牙刷，或具備經(jīng)由齒輪機構(gòu)和凸輪機構(gòu)，將電動機的旋轉(zhuǎn)運動變換為可自由裝卸地安裝有替換刷的輸出軸的往復(fù)直線運動的變換裝置的型式的電動牙刷等各種結(jié)構(gòu)的電動牙刷。
以下，簡單地說明電動牙刷的具體的一例。
如圖1、圖2所示，如對電動牙刷10進行說明，則設(shè)置有分割為上部殼體11和下部殼體12構(gòu)成的兼作刷柄使用的殼體13，上下殼體11、12可自由裝卸地螺合連接。
在殼體13的下部內(nèi)裝有可更換的電池14，在殼體13的中間部分內(nèi)組裝直流電動機15，電動機15由組裝在殼體13內(nèi)的未圖示的配線和開關(guān)切換為ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)。
在殼體13的上部內(nèi)，設(shè)置有將電動機15的旋轉(zhuǎn)軸16的旋轉(zhuǎn)運動變換為輸出軸18的上下方向的往復(fù)直線運動的變換裝置17，輸出軸18以其中間部分貫通殼體13的上壁部并設(shè)置成可沿上下方向自由移動，在殼體13的上端部設(shè)置有橡膠制的封蓋構(gòu)件19，用于防止水等從輸出軸18和殼體13的滑動部分浸入，在從殼體13向上方伸出的輸出軸18的上半部，可自由裝卸地安裝有替換刷20。
對變換裝置17進行說明，第一錐齒輪21固定在電動機15的旋轉(zhuǎn)軸16上，與第一錐齒輪21嚙合的第2錐齒輪22，以軸部23為中心旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置在上部殼體11的內(nèi)壁部。在輸出軸18的下端部沿水平方向設(shè)置有細長的凸輪孔25，在第2錐齒輪22的偏心位置以伸出狀設(shè)置有延伸到凸輪孔25內(nèi)的嚙合銷24。此外，構(gòu)成為，通過第一和第二錐齒輪21、22將電動機15的旋轉(zhuǎn)軸16環(huán)繞上下方向軸心的旋轉(zhuǎn)運動變換為軸部23環(huán)繞水平方向軸心的旋轉(zhuǎn)運動，并經(jīng)由凸輪孔25和嚙合銷24將該旋轉(zhuǎn)運動變換為輸出軸18的沿上下方向的往復(fù)直線運動。
齒輪21、22的齒數(shù)，設(shè)定為使輸出軸18在1分鐘內(nèi)的上下方向的往復(fù)直線運動(往復(fù)振動次數(shù))在上述往復(fù)振動次數(shù)的范圍內(nèi)，而且，嚙合銷24對第二錐齒輪22的軸部23的偏心量，設(shè)定為使替換刷20的上下方向的移動距離(毛束移動距離)在上述毛束移動距離的范圍內(nèi)。
替換刷20具有通過在植毛底座30上栽植毛束，而在刷柄32的前端部形成植毛部31的眾所周知的結(jié)構(gòu)。植毛底座30的形狀、毛束的個數(shù)和排列可以任意設(shè)定。另外，作為毛束的栽植固定方法，可以適當采用將捆扎絲狀刷毛構(gòu)成的毛束平行地栽入植毛底座所設(shè)置的多個植毛孔內(nèi)，加熱粘接的方法等。此外，絲狀刷毛的材質(zhì)、直徑和長度、尖端形狀可以任意設(shè)定采用。進而，作為絲狀刷毛，可以采用單一原料或由復(fù)合原料構(gòu)成。如采用僅在尖端分成多枝的絲狀刷毛，將使根部變得牢固，所以可以跟蹤振動，并能將振動充分地傳遞到毛尖，因而是優(yōu)選的。而且，這種將毛尖分枝的絲狀刷毛，還能提高牙斑去除性能，因此優(yōu)選設(shè)置為所栽植的刷毛的根數(shù)的至少30％以上。
以下，說明為進行牙斑去除率的評價試驗而使用的試驗裝置。該試驗裝置40與日本專利特開平10-239304號公報中所述的試驗裝置的結(jié)構(gòu)相同。
如圖3、圖4所示，電動牙刷10的試驗裝置40具備在進行試驗的電動牙刷10保持朝向X軸方向(左右方向)的狀態(tài)下使該電動牙刷10在X軸方向、Y軸方向(上下方向)、Z軸方向(前后方向)的3個方向上移動、和沿環(huán)繞X軸的θ方向進行旋轉(zhuǎn)操作的操作裝置41，和控制操作裝置41以使由操作裝置41所保持的電動牙刷10按所期望的刷牙方法進行刷拭運動的控制裝置(圖中省略)，和可切換姿勢地保持頜骨模型42以使頜骨模型42的所期望的牙齒與操作裝置41所保持的電動牙刷10的植毛部31相對的保持裝置43，和測定電動牙刷10對頜骨模型42的刷拭壓力的測定裝置44。
測定裝置44根據(jù)來自應(yīng)變儀45的輸出測定作用于電動牙刷10的植毛部31的壓力(刷拭壓力)。該應(yīng)變儀45具有由金屬或半導(dǎo)體等的阻抗體構(gòu)成的眾所周知的結(jié)構(gòu)，因此附設(shè)在用于將電動牙刷10可自由裝卸地固定保持在操作裝置41上而設(shè)置的保持座46的支承框47的正面。
以下，說明電動牙刷的評價試驗方法。
作為電動牙刷，使用植毛部的往復(fù)直線運動的毛束移動距離設(shè)定為0.5mm、1.0mm、3.0mm的三種電動牙刷。而且，作為替換刷采用如下的型式，即毛束3列×8行、植毛孔23個、植毛孔孔徑1.6mm、絲狀刷毛直徑φ0.160mm、毛長10mm，絲狀刷毛的尖端部進行圓頭加工并將毛束裁平。
然后，對上述三種電動牙刷，將植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)按1000次、2000次、5000次、7000次、10000次、11000次的六檔進行切換，按下述要領(lǐng)對頜骨模型42進行刷拭，并測定對附著于頜骨模型42的牙齒上的人工牙斑的去除率。此處，往復(fù)振動次數(shù)是指將植毛部的1個來回計數(shù)為1次的往復(fù)直線運動的反復(fù)次數(shù)。往復(fù)振動次數(shù)的調(diào)整通過對電動牙刷的電壓控制進行。
如圖5所示，在頜骨模型42中所要刷拭的上頜頰側(cè)的第一小臼齒A、第二大臼齒B和第一大臼齒C上涂敷人工牙斑，同時以規(guī)定的往復(fù)振動次數(shù)驅(qū)動電動牙刷10，一邊以150g的刷拭壓力將植毛部依次壓接在A、B、C上，一邊以3.16mm/sec的移動速度從第一大臼齒C向第一小臼齒A側(cè)(前側(cè))移動并進行刷拭。
這樣，在對頜骨模型42的3個齒A、B、C進行刷拭后，通過圖像分析求出按如下方式設(shè)定的齒A、B、C的轉(zhuǎn)角部區(qū)域的牙斑去除率。其結(jié)果示于表1。
這里說明齒1的轉(zhuǎn)角部2的設(shè)定方法，如圖6所示，首先用攝像裝置對從牙齦3向下側(cè)伸出的齒1的外側(cè)面進行攝影，并求出與該齒1的基準圖像4的外形相切的四角形的框5的中心P。然后，生成將基準圖像4縮小到80％的縮小圖像6，并將兩圖像4、6重疊而使其中心P重合。接著，用與縮小圖像6相切的上下方向的劃分直線7劃分基準圖像4，并將劃分直線7的外側(cè)的由陰影線表示的區(qū)域設(shè)定為轉(zhuǎn)角部2。
(表1)

判定基準○去除率50％以上△去除率36％以上不到50％×去除率不到36％如表1所示，當植毛部的毛束移動距離(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積為10000以上時與2500以下時，牙斑去除率在35％以下，不能確保足夠的牙斑去除性能，并判明在不到10000與超過2500的范圍內(nèi)可以得到最適當?shù)臓顟B(tài)。另外，對于牙齦炎患者，必須減小毛束束移動距離，例如在毛束移動距離設(shè)定為0.5mm時，優(yōu)選1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定在10000～11000左右的較窄的范圍內(nèi)。
另外，牙斑的去除率，在毛束移動距離(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)分別為0.5mm時10000次、1.0mm時7000次、3.0mm時2000次的情況下優(yōu)異，因此，將這三種情況下的毛束移動距離x(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y的關(guān)系用一次方程式近似后得到下式。
y＝-3000x+10833(相關(guān)系數(shù)R2＝0.9643)另外，以牙斑去除率在42％以上為條件設(shè)定范圍后得到下式y(tǒng)＝ax+b式中，a＝-3000、10000≤b≤12500、x＞0。
圖7中示出該式的曲線。從圖7可以看出，牙斑去除率受毛束移動距離和往復(fù)振動次數(shù)的影響而變化，至少在毛束移動距離為0.5mm～3.0mm、往復(fù)振動次數(shù)為2000～10000次的范圍內(nèi)，優(yōu)選毛束移動距離越大，往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定得越低，優(yōu)選毛束移動距離越小，往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定得越高。另外，對于牙齦炎患者，在通過減小毛束移動距離以避免傷及牙齦等問題的同時，適當?shù)卦O(shè)定往復(fù)振動次數(shù)，可以與通常的電動牙刷同樣地充分確保牙斑去除率。
權(quán)利要求
1.一種電動牙刷，通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，其特征在于所述植毛部的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在3000～9000的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動牙刷，其特征在于所述植毛部的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定為4500～7500。
3.一種電動牙刷，通過植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，其特征在于所述植毛部的毛束移動距離x(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y(次)設(shè)定在滿足下式的范圍內(nèi)y＝ax+b式中，a＝-3000、10000≤b≤12500、x＞0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項所述的電動牙刷，其特征在于所述植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項所述的電動牙刷，其特征在于所述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次。
6.一種電動牙刷，通過所述植毛部的往復(fù)直線運動而進行刷拭，其特征在于所述植毛部的毛束移動距離設(shè)定為0.3～0.7mm，所述植毛部在1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)設(shè)定為8000～13000次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中的任一項所述的電動牙刷，其特征在于作為栽植在所述植毛部上的絲狀刷毛，采用將所栽植的刷毛的根數(shù)的至少30％以上的刷毛的毛尖部分分成多枝的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中的任一項所述的電動牙刷，其特征在于作為所述植毛部的往復(fù)運動裝置采用直流電動機。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種牙斑去除性能優(yōu)異，能以低成本制造，并且即使是牙齦炎患者也可以適當使用的電動牙刷。在通過植毛部(31)的往復(fù)直線運動而進行刷拭的電動牙刷(10)中，該植毛部(31)的毛束移動距離(mm)與1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)(次)的乘積設(shè)定在3000～9000的范圍內(nèi)。此外，該植毛部(32)的毛束移動距離x(mm)和1分鐘內(nèi)的往復(fù)振動次數(shù)y(次)設(shè)定在滿足下式的范圍內(nèi)y＝ax+b，式中，a＝－3000、10000≤b≤12500、x＞0。
文檔編號A61C17/16GK1809300SQ200480017248
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者森豐一, 喜多正治, 上崎圣子 申請人:太陽星光齒磨公司