KR100576780B1 - 초음파를 이용한 구강세정장치 - Google Patents

Abstract

내부에 수용공간이 형성된 손잡이부와, 네크부를 개재하여 상기 손잡이부와 연통되는 헤드부로 이루어진 몸체, 헤드부의 일면에 장착되는 칫솔모, 칫솔모 사이에 복수개 설치되는 초음파센서, 초음파센서를 구동시키기 위한 펄스를 발생하는 펄스발생유닛 및 초음파센서와 펄스발생유닛을 제어하여 초음파 에너지로 구강을 세정하도록 하는 제어유닛을 포함하며, 초음파센서로부터 발생되는 초음파는 상호 중첩에 의한 초음파 음장효과를 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치가 제공된다.

수동식, 전동식, 초음파칫솔, 세척장치

Description

초음파를 이용한 구강세정장치 {Device for rinse of mouth using ultrasonic}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치를 보여주는 단면도이다.

도 3 및 도 4는 초음파의 음장효과를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 초음파를 이용한 구강세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 초음파센서를 칫솔에 내장하여, 치아와 잇몸에 무리를 주지 않으면서 칫솔모가 닿기 힘든 부위까지 세정이 가능한 초음파를 이용한 구강세정장치에 관한 것이다.

인구의 고령화 현상과 건강에 대한 관심 및 남녀노소를 불문한 미적 관심 등 으로 인하여, 인체의 중요한 역할을 담당함은 물론 건강관리의 기본인 치아에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이며, 건강한 치아를 관리하기 위한 여러 가지 방법이 있으나, 기본적으로 올바른 칫솔질을 필요로 한다.

종래의 수동칫솔은 저렴한 가격으로 손쉽게 구입하여 사용할 수 있으나, 사용자의 양치습관에 따라 칫솔모가 미치지 못하는 부분이 많아 깨끗한 세정효과를 기대하기 어렵고, 과도한 힘을 주어 양치를 하면 치아의 표면이 손상 및 마모되는 현상이 발생할 수 있는 우려가 있다.

또한, 일반적인 전동칫솔의 경우 치석제거, 치면 세정, 치아 세균막 제거, 니코틴 제거가 우수하고, 칫솔행정의 방향과 길이를 조절할 수 있는 장점이 있으나, 가격이 비싸고, 치아부 마모증 유발 가능성이 농후하며, 평균 6.12mg/em으로 치아 마모량이 높은 단점이 있다.

이를 보완하여, 과도한 힘을 가하지 않더라도 세척이 가능함과 함께 강한 세척력을 갖는 초음파를 적용한 다양한 형태의 칫솔들이 제시된다.

일반적으로 초음파는 사람이 들을 수 없는 영역의 소리를 일컫는데, 1초에 18,000번 이상 진동하는 일종의 음파이고, 음향 진동에 의해서 발생하는 에너지이며, 어떤 물질을 통과할 때 그 물질에 압축과 팽창을 일으키며 전파를 하는 특징이 있다.

초음파에 의해 발생되는 캐비테이션(Cavitation), 가속도, 직진류 등이 세척액과 오염물에 직ㆍ간접적으로 작용하여 오염물 층의 박탈, 분산, 유화 등에 의해 세척이 이루어진다.

종래의 초음파 칫솔을 살펴보면, 몸체 내부에 초음파진동자가 내장되고, 초음파진동자와 연결된 지그를 진동시켜 초음파를 발생시키는 칫솔이 제공되는데, 초음파발생장치가 내부에 설치되어 간접적으로 방사되므로, 탁월한 세정효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다.

구강 청결을 위한 보조기구로 물사출기를 응용한 구강 세정기가 제공되는데, 물이나 세정액을 입안에 머금은 상태에서 초음파를 발생하는 프로브를 삽입하여 구강의 세정이 이루어지는 것으로, 양치의 효과가 미약하고, 별도의 세정액을 소지하여야 함과 함께 액체를 입안에 머금은 상태에서 이루어지기 때문에 사용에 불편함이 따르는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 칫솔의 헤드부분에 복수개의 초음파센서를 장착하여 초음파의 음장효과를 이용함으로써, 칫솔모가 닿지 않는 부위 및 치아와 치아 사이 등 모든 부위의 프라그를 제거하여 구강 청결을 유지함과 함께 초음파 에너지의 진동에 의한 잇몸 마사지 효과를 수반하여 건강한 치아를 유지하도록 하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적과 특징들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 내부에 수용공간이 형성된 손잡이부와, 네크부를 개재하여 상기 손잡이부와 연통되는 헤드부로 이루어진 몸체, 헤드부의 일면에 장착되는 칫솔모, 칫솔모 사이에 복수개 설치되는 초음파센서, 초음파센서를 구동시키기 위한 펄스를 발생하는 펄스발생유닛 및 초음파센서와 펄스발생유닛을 제어하여 초음파 에너지로 구강을 세정하도록 하는 제어유닛을 포함하며, 초음파센서로부터 발생되는 초음파는 상호 중첩에 의한 초음파 음장효과를 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치가 제공된다.

또한, 칫솔모를 회전시키기 위한 회전력을 발생하는 회전유닛과, 칫솔모와 상기 회전유닛을 연결하는 회전축을 더 포함한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 내부에 수용공간이 형성된 손잡이부와, 네크부를 개재하여 상기 손잡이부와 연통되는 헤드부로 이루어진 몸체, 헤드부의 일면 일측에 복수개 설치되는 초음파발생유닛, 초음파발생유닛을 구동시키기 위한 펄스를 발생하는 펄스발생유닛, 헤드부의 일면 타측에 설치되어 세정액이 분출되는 분출구, 분출구와 연결되어 세정액을 공급하는 세정액공급부 및 세정액공급부를 제어하여 분출구로 세정액이 분출되도록 하고, 초음파발생유닛과 펄스발생유닛을 제어하여 초음파 에너지로 구강을 세정하도록 하기 위한 제어유닛을 포함하며, 초음파센서로부터 발생되는 초음파는 상호 중첩에 의한 초음파 음장효과를 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치가 제공된다.

바람직하게, 헤드부는 네크부에 대하여 25도 내지 45도의 각도를 이룰 수 있다.

또한 바람직하게, 제 1 및 제 2 실시예에 있어서 초음파센서는 500 KHz 내지 1 MHz의 주파수를 갖을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치를 보여주는 단면도이다.

몸체(10)는 내부에 수용공간이 형성된 손잡이부(12)와, 네크부(14)를 개재하여 손잡이부(12)와 연통되는 헤드부(16)로 이루어진 몸체로 이루어진다.

손잡이부(12)는 사용자가 손으로 잡고 사용하기에 편리하도록 원통형으로 구성되는 것이 바람직하고, 내부의 수용공간에 각 부품이 장착되며, 전원을 공급하기 위한 배터리 장치(미도시)나 별도의 충전장치와 접속하여 전원을 충전하기 위한 충전부(미도시)를 포함한다.

네크부(14)는 손잡이부(12)와 헤드부(16)를 연결하는 부분이고, 헤드부(16)는 일측에 칫솔모(18)와 초음파센서(20)가 장착되어 구강에 삽입되는 부분이며, 칫솔모(18)는 용도에 따라 변경이 가능하나, 원형을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.

초음파센서(20)는 칫솔모(18)의 사이에 장착되어 세척력을 갖는 초음파를 발생시키는 장치이며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상호 초음파 중첩에 의한 초음파의 음장효과를 이용하기 위해 복수개의 초음파센서(20)를 적용한다.

일반적으로 초음파는 20 KHz 이상의 주파수를 가진 음파를 말하는데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파센서(20)는 500 KHz 내지 1 MHz의 주파수와 0.5cm의 직경을 갖는다.

초음파센서(20)의 주파수와 직경은 초음파의 지향성에 영향을 준다. 지향성은 진동자가 일정방향으로 초음파를 강하게 방사하려는 성질을 말하는 것으로, 충분한 원거리에서는 중심축 상에서 가장 강하게 나타나고, 음축으로부터 멀어질수록 급격히 약해지며, 지향성을 향상시키기 위해서는 초음파센서의 직경을 크게 하거나, 주파수를 높여야 한다.

펄스발생유닛(30)은 펄스를 발생하여 초음파센서(20)를 구동시키기 위한 것으로, 초음파센서(20)와 연결되어 초음파를 발생할 수 있도록 한다.

회전유닛(40)은 칫솔모(18)를 회전시키기 위한 회전력을 발생하는 것으로, 회전축(42)을 통해 칫솔모(18)와 연결되고, 회전력을 칫솔모(18)에 전달하여 칫솔모(18)가 치아의 프라그를 제거할 수 있도록 한다.

제어유닛(50)은 회전유닛(40)을 제어하여 칫솔모(18)를 회전시키고, 펄스발생유닛(30)을 제어하여 펄스를 발생시키도록 하며, 초음파센서(20)를 제어하여 초음파를 발생시키도록 한다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치를 보여주는 단면도이다.

도 1의 제 1 실시예와 유사한 구성을 갖으며, 여기에서는 차이가 나는 구성에 대해서만 설명한다.

일반적인 칫솔의 구조와 달리, 제 2 실시예에 따른 구강세정장치는 칫솔모(18)를 포함하지 않고, 칫솔을 이용하여 양치를 한 후에 초음파 세정을 위해 사용하는 보조기구를 보인다.

세정액공급부(60)는 물 또는 세정액을 보관하는 보조탱크로, 초음파센서(20)의 동작과 함께 초음파센서(20)와 근접하게 설치된 분출구(62)를 통해 물 또는 세정액을 분출한다.

제어유닛(50)은 세정액공급부(60)를 제어하여 분출구(62)로 물 또는 세정액이 분출되도록 하고, 초음파센서(20)와 펄스발생유닛(30)을 제어하여 초음파 에너지로 구강을 세정하도록 한다.

별도의 세정액을 입안에 머금을 필요 없이, 초음파센서(20)로부터 방사된 초음파 에너지가 분출구(62)를 통해 분사된 물 또는 세정액을 매질로 이용하여 구강내로 전파되어 구강의 세정이 이루어진다.

바람직한 실시예로, 제 2 실시예에 따른 헤드부(16)는 보다 효율적인 세정효과를 거두기 위하여 네크부(14)에 대하여 25도 내지 45도의 각도를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치의 사용방법을 살펴보면, 제 1 실시예에 따른 구강세정장치는 일반적인 칫솔과 마찬가지로 치약을 사용하는 것으로, 사용자의 힘에 의해 칫솔질이 이루어지는 수동타입과, 회전유닛(40)에 의해 칫솔질이 이루어지는 전동타입으로 구성할 수 있다.

제 1 실시예에 따른 구강세정장치는 전원을 인가함과 함께 칫솔모(18)에 치 약을 일정량 도포한 후 양치를 실시한다. 이때, 초음파센서(20)는 양치시에 생성되는 타액과 치약을 매질로 사용하여 초음파를 전달하고, 칫솔질을 함과 동시에 초음파 에너지가 구강내부를 세정한다.

또한, 제 2 실시예에 따른 구강세정장치는 일반적인 칫솔을 이용하여 양치를 마친 후, 보다 청결한 구강건강을 위해 사용하는 보조기구이다. 전원을 인가하면, 분출구(62)를 통해 물 또는 세정액이 분사되고, 초음파 에너지가 물 또는 세정액을 매질로 사용하여 구강내부를 세정한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치는 초음파의 우수한 세정력을 보다 효율적으로 이용하기 위해 초음파의 음장효과를 이용한 것으로, 초음파의 세척원리 및 음장효과에 대해 보다 상세히 살펴본다.

초음파의 세척원리로 가장 중요한 요소는 캐비테이션으로, 이 현상에 의해 강력한 파괴력을 갖는 충격성 음파가 발생하여 피세척물에 부착되어 있는 오염물을 분리시킨 후 세척액 중으로 분산시킴에 따라 세척이 이루어지며, 그 외에도 가속도, 직진류 등에 의해 세척이 이루어진다.

초음파를 이용한 세척은 복잡한 형상의 물체 세척 가능, 세척물질의 균일화 가능, 간소화 및 자동화 가능, 세척시간의 절약, 광범위한 크기의 파티클 제거 가능, 세척물의 후면부위까지 세척 가능 등의 장점을 가지기 때문에, 굴곡이 있는 치아의 세척뿐만 아니라 구강 안쪽에 위치하여 일반칫솔로 닦기 어려운 치아까지 세척이 가능하여 구강세정장치에 적용이 적합하다.

도 3 및 도 4는 초음파의 음장효과를 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 하나의 초음파센서를 적용한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이고, 도 4는 복수개의 초음파센서를 적용한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

초음파의 음장효과(Ultrasound Field Effect : UFE Theory)는 두개의 초음파센서(20)에서 발생되는 두 개의 초음파 사이에서 중첩현상이 발생하여 제 3의 초음파가 발생되는 효과를 말한다.

이러한 초음파의 음장효과는 1개의 초음파센서(20)를 설치한 시뮬레이션 환경과 2개의 초음파센서(20)를 설치한 시뮬레이션 환경을 각각 설정한 후, 실험을 통해 나타나는 색상으로 초음파의 강도를 알 수 있다.

실험을 통해 나타나는 색상은 흑색, 흑적색, 적색, 황색, 연두색, 하늘색, 연파랑, 청색으로, 흑색에 가까울수록 초음파의 에너지가 강한 상태임을 나타내고, 청색에 가까울수록 에너지가 약한 상태임을 나타낸다.

첨부된 도면을 참조하여 시뮬레이션 결과를 살펴보면, 2개의 초음파센서(20)를 사용한 경우에 1개의 초음파센서(20)를 사용한 경우보다 흑색에 가까운 적색과 황색의 분포가 많은 것을 눈으로 쉽게 확인할 수 있다.

초음파의 중첩현상으로 인해 파생된 강력한 제 3 의 초음파에너지는 포커싱 포인트가 길어지고, 지향성이 향상되어 보다 원거리까지 초음파의 효과를 발생시킬 수 있으며, 최소의 에너지로 최대의 효과를 발생시킨다.

이와 같이 본 발명에 따른 구강세정장치에 복수개의 초음파센서(20)를 설치하면, 초음파의 중첩현상이 발생하여 강력한 세정효과로 인해 하나의 초음파센서(20)를 설치하였을 경우보다 더 확실한 구강 청결 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치는 칫솔질에 의한 세정효과와 더불어 초음파 음장효과를 극대화시킴으로써 얻어지는 초음파에 의한 강력한 세정효과를 거둘 수 있다.

또한, 초음파센서(20)로부터 발생되는 초음파 에너지가 잇몸 속으로 침투하여 초음파 에너지에 의한 진동이 세포에 미세한 충격을 가함으로써 발생하는 마사지효과와 온열효과로 인해 잇몸 속의 세포를 활성화시키고, 조직간의 신진대사를 강화시킨다.

마사지효과 및 온열효과와 더불어 강력한 세정효과로 인해 칫솔모가 닿지 않는 부분을 세정하고, 미세한 불순물을 제거함으로써, 구강 청결을 철저히 유지시킬 수 있으며, 건강한 치아를 유지할 수 있다.

초음파 에너지에 의한 치료효과로는 혈액순환 촉진, 림파액 순환 촉진, 조직간 신진대사 강화, 조직 재생 능력 증가, 기초대사와 신진대사의 에너지 증가, 체지방의 연소 등을 들 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지의 변형이나 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허의 청구범위에 의해 정해져야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 구강세정장치는 초음파센서가 칫솔의 헤드부분에 장착되어 초음파의 직접방사에 의해 구강의 세정작용이 이루어지고, 복수개의 초음파센서를 설치하여 초음파의 음장효과를 발생시킴에 따라 칫솔모가 닿지 않는 부위와 치아의 사이사이 및 치주낭의 프라그까지 보다 강력하고 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 잦은 칫솔질로 인해 발생할 수 있는 치아 마모증의 유발 가능성이 거의 없으며, 치아 마모량이 적어 건강한 치아를 유지할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 잇몸 속으로 침투한 초음파에너지에 의한 진동이 세포에 미세한 충격을 가하여 세포 마사지 효과를 가짐에 따라, 혈액의 순환이 촉진되고, 닳아진 잇몸이 서서히 회복될 수 있으며, 각종 구강질환을 치료할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 내부에 수용공간이 형성된 손잡이부와, 네크부를 개재하여 상기 손잡이부와 연통되는 헤드부로 이루어진 몸체;

   상기 헤드부의 일면 일측에 복수개 설치되는 초음파센서;

   상기 초음파센서를 구동시키기 위한 펄스를 발생하는 펄스발생유닛;

   상기 헤드부의 일면 타측에 설치되어 세정액이 분출되는 분출구;

   상기 분출구와 연결되어 상기 세정액을 공급하는 세정액공급부; 및

   상기 세정액공급부를 제어하여 상기 분출구로 상기 세정액이 분출되도록 하고, 상기 초음파센서와 펄스발생유닛을 제어하여 초음파 에너지로 구강을 세정하도록 하는 제어유닛을 포함하며,

   상기 초음파센서로부터 발생되는 초음파는 상호 중첩에 의한 초음파 음장효과를 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 헤드부는 상기 네크부에 대하여 25도 내지 45도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 초음파센서는 500 KHz 내지 1 MHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 구강세정장치.

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