KR100607583B1 - 쌍방향 발광 칫솔 - Google Patents

Abstract

본원의 칫솔은 쌍방향 발광으로 손잡이의 일 단부 내부에 LED(light emitting diode)와 같은 광원을 설치한 것이다. 일 실시예에서, 칫솔은 투명한 또는 반투명한 플라스틱재로 성형되며, 복수개의 서로 떨어져 위치한 광-방출점을 제외한 모든 부분이 불투명한 덮개 층으로 덮어진다. 성형 몸체상에도 반사 층을 제공할 수 있다. 빛은 발광 지점까지 몸체의 길이부를 따라서 내부 반사되어 도달한다. 상기 발광 지점에서의 칫솔의 표면은 은은하게 확산되는 광을 방출하도록 울퉁불퉁하게 처리된다. 다른 실시예에서는, 복수개의 광 파이버 또는 광 파이프가 광원 근처에 위치한 입력 단부와 광-방출 구역까지 이어지는 출력 단부를 가지고, 칫솔의 몸체에 성형된다. 상기 몸체는 불투명한 엘라스토머 또는 고무질로된 플라스틱재로 성형된다. 밧데리와 절환장치는 칫솔 손잡이의 파지 단부에 LED를 가지고 성형 된다. 절환장치는 칫솔의 파지 단부를 사용자가 파지함으로서 눌러지는 가요성 막과 접점으로 형성된다.

Description

쌍방향 발광 칫솔{LIGHT INTERACTIVE TOOTHBRUSH}

본 발명은 쌍방향 발광성(light interactive: 칫솔질을 하는 중에만 발광)을 가진 몸체로 이루어진 칫솔에 관한 것으로서, 상기 칫솔은 손잡이 부분 또는 머리 부분 또는 손잡이와 머리 양 부분의 표면에서 서로 떨어져서 있는 복수의 발광점에서 빛을 발하는 광을 생성하는 광원(光源)과 광원에서 나온 빛이 지나가는 광 통로를 구비하는 것이다.

당 기술분야에서 알려진 발광 칫솔의 구성은, 칫솔면에 복수 발광점을 형성하도록 손잡이 벽에 설치된 소형 전구에 전기를 공급하는 회로를 수용한 확장 손잡이로 이루어진 것이다. 이러한 것의 예로는 리만(Lyman)에게 허여된 미국특허 제 5,339,479호와 모슬리(Mosley)에게 허여된 미국특허 제 4,845,796호에 것이 있다. 상기 특허의 구성은 적어도 어느 정도 어린이가 칫솔질을 하는 중에 아주 작은 발광점에서 나오는 빛 또는 임의 영역의 산란 빛으로 호기심과 신기함을 유발하여, 칫솔질에 흥미를 갖게 하기 위한 목적을 갖는 것이다. 그런데, 이러한 흥미를 유발시키는 의도가 외관 면에서 상기 목적을 달성한 것이기는 하지만, 현재 알려진 칫솔은 체적이 어느 정도 커지게 되어 조작에 어려움이 있으며, 일반적인 칫솔 구성과 상이하여, 사실상 소비자가 상기 칫솔을 구매하는데 거부감이 있는 것이다.

종래 칫솔은 현재 이용하는 여러 기술 중의 어느 한 기술로 제조된다. 몸체 자체는 단단계 또는 다단계 과정으로 사출성형 된다. 칫솔모(毛)는 종래 방식으로 스테이플(staples)에 의해 칫솔 머리부에 부착 고정되지만, 칫솔모 바아(bristle bars), 스크푸(scoops) 및 다른 밀집 팩 칫솔모들은 일반적으로 접합 또는 사출성형과 같은 새로운 스테이플-프리 기술(staple-free technology)을 사용하여 부착한다. 현재, 칫솔 몸체의 제조는 사출성형(injection molding)을 양호한 작업으로 채택하고 있다. 칫솔 몸체를 연성으로 사전 형성하고, 다발의 칫솔모를 용해하여 연성 칫솔 몸체에 접합하는 접합 기술도 유용하다.

사출성형은 다음의 특허에서 공고된 바와 같은 종래 장치로 실행된다. 즉, 본원에 참고문헌으로 기재된 1984년 2월 7일자 허여된 미국특허 4,430,039호; 1986년 4월 8일자 허여된 미국특허 4,580,845호; 1992년 9월 1일자 허여된 미국특허 5,143,425호; 1995년 2월 21일자 허여된 미국특허 5,390,984호.

가열성형, 접합, 용접, 및 그와 같은 것으로 몸체에 칫솔모를 부착시키기 위한 다른 유용한 기술로는 본원에 참고문헌으로 기재된 다음의 특허에서 설명된 것이 있다. 즉, 1978년 8월 29일자 허여된 미국특허 4,109,965호; 1986년 10월 28일자 허여된 미국특허 4,619,485호; 1987년 1월 20일자 허여된 미국특허 4,637,660호; 1987년 3월 3일자 허여된 미국특허 4,646,381호; 1990년 1월 9일자 허여된 미국특허 4,892,698호; 1991년 9월 3일자 허여된 미국특허 5,045,267호; 1991년 1월 29일자 허여된 미국특허 4,988,146호; 1993년 7월 6일자 허여된 미국특허 5,224,763호.

스테이플-프리 방식 부착은, 물이 고여져서 박테리아 및 미생물이 성장하게 되는 홀(holes)을 칫솔 몸체에 만들지 않는 것이다. 칫솔모를 사출성형부에 공급하는 것이 가장 양호하며, 그리고 사출로 칫솔모 둘레에 칫솔 몸체를 성형한다. 고무 파지부는 몸체 위에 주입 성형된다. 다른 변형으로는 머리부가 2.25cm 보다 크지 않은 콤팩트한 머리 변형부를 구비하며, 머리부는 대체로 짧게 되는 것이다. 또한, 약2.5 내지 3.5cm의 머리부를 가지는 전체 머리부 변형예를 고려할 수 있고, 그외 다양한 길이, 적층, 경성 및 두께의 칫솔모를 고려할 수 있다.

본 발명에 따르는 쌍방향 발광체를 가진 칫솔은 일반적인 종래 형태와 모양으로 형성된다. 손잡이에는 칫솔을 파지하는 손잡이의 두터운 파지부분의 단부에 LED(light emitting diode)와 같은 소광원이 내부에 설치된다. 실시예에서, 칫솔에는, 투명한 또는 반(半)투명한 플라스틱재로 된 공동 내부와, 그 표면에서 서로 떨어져서 있는 구멍 또는 창(windows)을 가진 불투명한 외부 층이 형성된다. 구멍은, 은은한 확산 빛이 상기 창을 통해 방출되도록 울퉁불퉁하게 처리된 플라스틱 내부 몸체의 면 하부를 노출시키는 구조이다.

손잡이에는, LED에서 나온 빛이 손잡이의 길이방향으로 전해지고 그리고 내부 반사되어 불투명한 외부 층을 통해 노출된 울퉁불퉁한 창에 부딪치어 반사되는 광선을 방출하는, 필요에 따라서 머리부에도 설치되는, 서로 떨어져 위치한 발광점이 있다. 이 실시예는, 불투명한 외부 코팅 층 밑에 그리고 플라스틱 공동 내부면에 가해진 고 반사성 코팅 층을 구비하여, 칫솔이 불투명한 외부 코팅 층, 광-전달 공동 내부, 및 고 반사성 내부 코팅 층으로 이루어진다. 확실하게, 대부분의 빛이 손잡이의 길이방향으로 그 내부에서 반사되고 그리고 불투명한 외부 코팅층에 의해 흡수되지 않도록, 발광점 또는 창이 칫솔로부터 소망하는 빛을 방출하는데 사용된 영역을 제외하고, 광-전달 공동 내부의 전부를 고 반사성 코팅 층으로 덮는다. 다르게는, 반사 패치(reflective patches)가 손잡이 면에 있는 창 쪽으로 빛을 모아서 방향지게 하는 위치에 있는 손잡이 영역에 작용할 수 있다.

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도1은 제1실시예에 따르는 본 발명의 칫솔을 부분 절취하여 상부를 평면으로 나타낸 도면.

도2는 도1의 칫솔을 부분 절취하여 측면을 입면으로 나타낸 도면.

도3은 도1의 3-3단면을 따라 절취하여, 이를 개략적으로 나타낸 단면도.

도4는 도1과 유사한, 제2실시예의 상부를 평면으로 나타낸 도면.

도5는 도4의 5-5단면을 따라 절취하여, 이를 개략적으로 나타낸 단면도.

도6은 칫솔의 제1실시예의 층 구조를 단면으로 나타낸 도면.

도7은 칫솔에 성형된 LED와 스위치와 밧데리를 함유한 절환 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따라 형성된 칫솔(10)을 나타낸 도면이다. 칫솔은 머리부(12)와 손잡이(14)로 이루어진다. 손잡이에서 다른 부분보다 더 두터운 두께로 이루어진 사용자가 파지하는 손잡이(14)의 단부 부분에는, LED와 같은 광원(40)이 밧데리와 같은 전원과 빛을 개폐(온/오프)하는 절환 장치가 형성된다. 도2와 도3을 통하여 보다 명료하게 볼 수 있는 바와 같이, 손잡이는 투명한 또는 반투명한 재료로 손잡이 내부 공동부에 형성된 내부(18)와, 경성 고무 또는 고무질 플라스틱 코팅재와 같은 불투명재로 층을 이루는 외부 덮개 층(16)을 갖는다. 광원에서 나온 빛은, 중공으로 이루어진 내부(18)의 길이부를 따라서 내부 반사된다. 덮개 층(16)에는, 그 각각이 덮개 층(16)을 통해 광투과성 플라스틱제 내부 면을 노출시키는 복수개의 구멍 또는 창(20)이 설치된다. 플라스틱제 내부의 노출 면(22)은 양호하게 울퉁불퉁하게 형성하여, 은은한 확산 빛을 소망 발광점에서 손잡이 표면을 통해 방출한다.

제1실시예에서, 알루미늄 호일 또는 금속 코팅된 고 반사성의 층(26)이, 창(20) 영역을 제외하고, 불투명한 외부 코팅 덮개 층(16) 바로 밑에 플라스틱제 내부(18)의 표면 상에 가해진다. 반사 코팅 층은 손잡이 길이부를 따라서 LED(40)에서 나오는 빛을 대체로 모두 반사시키는 역활을 하여, 대체로 불투명한 외부 층에 흡수되어 손실되는 빛은 거의 없다. 선택적으로, 불투명한 외부 덮개 층(16)에, 그 안에 산개된 미세한 반사 미립자를 적용하는 식으로 내면 층(26)을 반사성으로 형성할 수도 있다.

LED(40)에서 나온 빛은 광-전달성 공동 내부(18)로 진행되고, 도2에서 화살표로 나타낸 바와 같이 반사성 층(26)에서 내부 반사에 의해 반사 전진된다. 반사성 층(26)으로 코팅되지 않고, 머리부(12)의 덮여지지 않은 칫솔 영역과 마찬가지로 불투명한 코팅 덮개 층(16)으로 덮여지지 않은 구멍(20)에서는, 내부에서 반사 전달된 빛이 '31'로 나타낸 바와 같이 방출된다. 머리부(12)에는 강모 다발(30)이 설치된다. 도2는, 중공의 칫솔 내부 몸체를 따라서 반사된 광원(40)에서 나온 일부 반사 광이 머리부(12)에 유입하여, 투명한 또는 광투과성 강모 다발(30)의 기부를 통하여 유출되는 것을 나타낸 도면이다.

도4 및 도5를 참고로, 제1실시예와 유사한 기능을 하는 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 제2실시예는, 중공 내부에서 반사 또는 산개된 빛이 손잡이에 있는 노출 구멍을 통해 방출되는 방식을 대신에, 불투명한 플라스틱재로 형성된 손잡이 내의 적소에 '광 파이프(light pipe)'로 언급할 수 있는 복수의 광 파이버(optic fiber)(44)를 설치한 것이다. 상기 파이버는 도1 내지 도3의 광투과성 내부 공동의 면을 형성하는데 사용된 것과 같은 동일한 투명한 또는 반투명한 플라스틱재로 형성된다. 상기 파이버의 각각의 입력 단부는 도4에서 설명되는 바와 같이 광원(40) 옆에 배치되고 그리고 출력 단부(46)는 선택된 구역에서 손잡이 면과 동일한 높이로 이루어진다. 일반적으로, 광 파이버의 출력 단부(46)는 방출 광의 확산에 도움을 주도록 울퉁불퉁하게 처리된다. 실시예에서, 칫솔은 엘라스토머 또는 고무 또는 불투명한 플라스틱과 같은 불투명한 재료로 형성할 수 있다. 이러한 재료를 공지된 오버-몰딩 공정(over-molding process)으로 광 파이버 둘레에 성형한다.

도6은, 양호한 제1실시예의 층 구조를 확대하여 상세하게 나타낸 도면이다. 공동 내부(18)는 광-투과성 플라스틱재를 성형하여 형성된다. 반사 층(26)은 외부 덮개 층(16)의 하측 반사면으로 또는 공동 내부의 표면에 적용된 코팅 층으로 형성된다. 반사 층은, 공지된 압출 기술로 구성된 기판에 매립된 반사성 미립자를 가진 층으로, 또는 금속 코팅으로, 또는 금속 호일 층으로 형성된다. 외부 덮개 층(16)과 반사성 층(26)은, 창(20)이 형성되는 영역에 적용된 방재(防材) 둘레에 공동 내부의 표면을 오버-몰딩하여 형성된다. 방재(resist material)를 제거한 후에, 내부 표면(22)은 창을 통해 노출되고 그리고 방출되는 광의 확산을 위해 기계적 또는 화학적 작용제를 사용하여 울퉁불퉁하게 처리한다.

상기 실시예에서, 밧데리 전원과 절환 장치는 LED가 있는 칫솔 손잡이 내에 매립된다. 도7은 양호한 일 예의 절환 장치를 개략적으로 설명하는 도면이다. 절환 장치(50)는 칫솔 손잡이 파지부 단부 부근에 있는 중공 내부(18)에 형성한다. 절환 장치(50)는 절환 장치의 전방과 마주하는 단부에 장착된 LED(40)에 더하여, 밧데리(51), 절연 하우징(52), 가요성 상부 막(53), 및 가요성 전기 접점(54), 그리고 고정 전극(55)도 구비한다. 밧데리는 LED(40)의 일 단자에 결합된 고정 전극(55)과 전기적 접촉하는 일 단자를 가진 하우징(52) 내의 고정 위치에 설치된다. 가요성 전기 접점(54)은 밧데리의 다른 단자 위에 공간을 두고 위치하며 그리고 LED의 다른 단자와 결합한다.

칫솔 손잡이를 형성하는 재료를 장치(50)의 가요성 상부 막(53)의 영역 위에서 낮은 두께로 성형하여, 돌출된 압력 파지 영역(14a)을 형성한다. 칫솔 손잡이를 파지하는 사용자의 손에 의해 발생된 압력(G)이 파지 영역(14a)을 누름으로서, 파지 영역(14a)과 가요성 상부 막(53) 위에 칫솔 손잡이의 외피부분이 탄력을 갖고 하방향으로 변위되어, 밧데리 단자와 전기적 접촉부로서의 전기 접점(54)을 가압하여, LED(40)를 발광시키는 전기가 흐르게 된다. 따라서, 사용자가 칫솔질을 하는 동안에, 강모 영역과 칫솔의 외부면에 형성된 발광점에서 빛을 은은하게 발광함으로서, 사용자가 오랜시간 칫솔질을 보다 많이 하게 하는 동기부여를 제공한다.

사용되는 표준형 초소형 밧데리는 대략 칫솔의 정상적 사용 수명에 해당하는 6개월 내지 12개월 동안 칫솔질을 하는 중에 칫솔에서 LED를 발광시키기에 충분한 전기를 제공하는 것으로 선택 한다. 그리고, 밧데리 교환식 칫솔을 제안하 경우에는, 접근 래치(access latch)를 칫솔 손잡이에 압력 파지 구역(14a)의 하측부와 같은 장소에 설치하여 이룰 수 있다.

지속식 일방향 발광 칫솔과는 다르게, 본원의 쌍방향 발광 칫솔은 칫솔질을 하는 동안에만 발광되는 활성 구조의 것이다. 그 일 예로는 본원에 참고문헌으로 기재된 1997년 1월 21일자 라이사라(Rapisarda)에게 허여된 미국특허 제 5,595,437호에서 칫솔에 합체된 활성 동작식 광 디바이스가 있다. 상기 디바이스는 밧데리 단자와 접촉하는 칫솔 동작에 의한 단속적인 동작으로 빛을 발생하는 스프링을 구비한 것이다.

본 발명을 양호한 실시예를 통하여 상술하였지만, 본원은 첨부 청구범위가 한정하고 있는 개시된 발명의 범위 및 정신 내에서 상술된 내용 이외에 다양한 변 경 및 개조가 가능한 것임을 당 분야의 기술인은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 복수개의 강모 다발(30)이 연장 형성되는 면을 가진 머리부(12)를 일 단부에서 구비하고, 길이방향 축선을 가진 손잡이(14)가 형성된 몸체를 포함하는 쌍방향 발광 칫솔에 있어서:

   상기 몸체는 그 안에 광 생성 수단을 갖춘 중공형으로, 외부 층(16), 공동 내부면(18) 및 반사 층(26)으로 구성되고;

   상기 외부층(16)은 불투명재로 이루어지며, 광-전달 플라스틱재로 성형된 내부 몸체(18)의 외부 면을 노출하는 복수 구멍(20)을 갖고;

   상기 반사 층(26)은, 불투명재의 외부층(16)에 있는 복수개의 구멍(20)과 대응하게 위치한 노출 표면(22)의 영역을 제외하고, 노출 표면(22)과 구멍(20)의 영역이 몸체 내에서 발생된 빛이 공동 내부(18)를 통해 전달되어 칫솔(10)에서 빛을 방출하도록, 내부(18)의 내면에 고 반사성 재료를 적용한 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
2. 제 1항에 있어서, 불투명한 외부 층(16)에 있는 구멍(20)에 의해 노출된 상기 내부(18)는, 그를 통해 방출된 빛이 은은하게 확산되는 빛으로 방출되도록 울퉁불퉁한 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
3. 제 1항에 있어서, 반사 층은 금속 호일(foil) 또는 금속성 코팅 층인 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
4. 제 1항에 있어서, 광 생성 수단은 LED광원(40), 밧데리 전원(51), 및 절환 수단을 함유하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
5. 제 4항에 있어서, 상기 절환 수단은, 사용자가 칫솔 손잡이(14)를 파지할 때에만 LED 광원(40)이 동작하도록 전기 회로를 개폐하는 접촉을 하는 전기 접점(54)으로 칫솔 손잡이(14)에 형성된 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
6. 삭제
7. 복수개의 강모 다발(30)이 연장 형성되는 면을 가진 머리부(12)를 일 단부에서 구비하고, 길이방향 축선을 가진 손잡이(14)가 형성된 몸체를 포함하는 쌍방향 발광 칫솔에 있어서:

   상기 몸체는 그 안에 광 생성 수단을 갖춘 중공형으로, 외부 층(16), 공동 내부(18) 및 반사 층(26)으로 구성되고;

   상기 외부 층(16)은 불투명재로 이루어지며, 광-전달 플라스틱재로 성형된 내부(18)의 일 부분을 노출시키는 복수개 구멍(20)을 갖고;

   상기 반사 층(26)은, 고 반사성 재료가 광원에서 나온 빛이 모아져서 불투명 재료로 이루어진 외부층에 있는 광 방출 구멍으로 바로 향하게 하는 위치에 적용되도록, 내부(18)의 내면에서 서로 떨어져서 있는 부분에 고 반사성 재료를 적용한 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
8. 제 1항에 있어서, 상기 외부 층(16)은 경성 고무 또는 고무질 코팅으로 구조되는 것을 특징으로 하는 쌍방향 발광 칫솔.
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