KR100931012B1 - 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전후운동 및 좌우 진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔에 관한 것으로서, 이는 한 개의 모터에 의해 고속으로 전후 및 좌우 진동하는 전동칫솔 작동부위를 통해 치아세척, 치석제거, 치간 사이의 이물질 제거에 탁월한 기능을 제공하는 한편, 브러쉬가 치아보호를 위한 커버 내측에 설치된 상태로 작동함으로써 브러쉬의 고속 운동에 따른 치아손상을 방지하는 안전성을 확보하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 칫솔대(10)와 칫솔대(10)에 착탈가능하게 설치되는 브러쉬부(20)로 이루어진 전동칫솔로서, 칫솔대(10)는, 내측에 구비되는 구동모터(110)에 설치된 구동축(120)의 회전을 전후방향 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제1 작동부(100)와; 구동모터(110)의 구동축(120) 회전을 좌우방향 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제2 작동부(200);를 포함하고, 브러쉬부(20)는, 제1 및 제2 작동부(100, 200)의 전후좌우 운동을 전달받는 진동브러쉬(300)와; 진동브러쉬(300)의 외측으로 배치되는 보호커버(400);로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 양치질 시 브러쉬가 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동을 할 수 있다.

전동칫솔, 칫솔모, 브러쉬, 모터

Description

전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔{POWER TOOTHBRUSH ENABLING MIXED MOVEMENTS OF FRONT AND REAR MOTIONS AND LEFT AND RIGHT VIBRATION}

본 발명은 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 한 개의 모터에 의해 고속으로 전후운동 및 좌우진동의 복합운동하는 전동칫솔 작동부위를 통해 현재까지 보급되어 있는 여러 형태의 전동칫솔에 비해 치아세척, 치석제거, 특히 치간 사이의 이물질 제거에 탁월한 기능을 제공함과 아울러, 전동칫솔 브러쉬부가 치아보호를 위한 커버 내측에 설치되어 그 속에서 작동함으로써 안전성을 확보할 수 있는 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔에 관한 것이다.

일반적으로 현재 대부분의 사람들이 행하고 있는 양치질 방식은 칫솔 및 치약을 사용하여 치아, 치간 및 잇몸 등의 이물질을 제거한 다음 물로 입안을 헹궈내는 과정을 따르고 있다. 이러한 양치질 방식이 번거로움에 따라 근래에는 전동칫솔 을 사용하여 칫솔모를 움직일 필요없이 자동으로 치아 세척을 하는 경우도 있다.

전동칫솔이 보급되기 시작한 것은 약 30여년 전부터로, 세계적인 전자제품 제조업체인 GE, 필립스, 브라운, 소니, 내셔널 등등 여러 업체에서 이를 제조 공급하고 있으며, 그 작동방법도 모터와 솔레노이드를 이용하여 왕복운동, 좌우운동, 1/4회전형 등 다양한 칫솔모의 운동방식을 취하고 있는데, 최근의 추세는 진동모터 및 솔레노이드를 이용한 전후 혹은 좌우 진동식이 주류를 이루고 있으나, 그 작동범위가 좁아(예로써, 무부하 상태에서 최대 1mm) 실제로 치석제거나 치간의 이물질 제거에 효율적이지 못해 전동칫솔 사용 후 치실이나 워터픽 등을 별도로 사용해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전동칫솔에 구비되는 모터 및 베벨기어를 이용하여 브러쉬가 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동을 가능하게 하고 그 모터의 축에 직결된 캠을 통해 고속진동을 가능하게 하여(예로써, 부하에 관계없이 전후 왕복운동거리 4mm, 좌우 고속진동폭 3mm), 치석제거와 치간 이물질 제거에 가장 이상적인 작동형태를 구현할 수 있는 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 칫솔대와 상기 칫솔대에 착탈가능하게 설치되는 브러쉬부로 이루어진 전동칫솔에 있어서, 상기 칫솔대는, 내측에 구비되는 구동모터에 설치된 구동축의 회전을 전후방향 운동으로 변환하여 브러쉬부에 제공하는 제1 작동부와; 상기 구동모터의 구동축 회전을 좌우진동 운동으로 변환하여 브러쉬부에 제공하는 제2 작동부;를 포함하고, 상기 브러쉬부는, 상기 제1 및 제2 작동부의 전후운동 및 좌우진동의 복합운동을 전달받는 진동브러쉬와; 상기 진동브러쉬의 외측으로 배치되는 보호커버;를 포함하되, 상기 제1 작동부는, 상기 구동모터의 구동축에 고정되는 회전기어와, 구동축이 통과되어 지지되는 축통과공이 형성된 고정축과, 회전중심이 구동축과 수직으로 배치되고 회전기어에 맞물려 회전되도록 고정축 상면에 안착되는 베벨기어와, 베벨기어 상면에 고정되고 그 베벨기어와 다른 회전축부를 갖는 선회캠과, 후방에 선회캠의 회전축부가 회전가능하게 삽입되는 캠삽입홈이 형성된 연결가이드와, 연결가이드 전방에 결합되는 작동축으로 이루어지고, 상기 제2 작동부는, 상기 구동모터의 구동축 전방에 고정된 스윙캠과, 일측에 스윙캠이 삽입되는 스윙캠삽입공이 형성되고 타측에 작동축이 관통되어 고정되는 고정홀이 형성된 스윙가이드로 이루어지고, 상기 진동브러쉬는 그 일측에 칫솔모가 구비되고 타측이 상기 작동축 전방과 착탈가능하게 결합되며 그 끝단에 구비되는 탄성후크가 작동축에 형성된 체결홈에 고정되는 한편, 상기 보호커버는 하면에 개방홀이 형성되고 일측이 상기 칫솔대에 착탈가능하게 결합됨에 따라 진동브러쉬의 칫솔모만이 외측으로 돌출되도록 하며 끝단에 형성된 돌출리브를 통해 칫솔대에 끼움고정되며, 상기 칫솔대에는 구동모터의 온/오프 및 속도를 제어하는 모터제어부가 더 포함되는 것을 특징으로으로 한다.

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상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔은 전동칫솔의 구동을 제1 작동부의 전후왕복운동과 제2 작동부의 좌우 고속진동방식을 채택함과 더불어 작동폭을 부하에 관계없이 유지함으로써 치아세척, 치석제거, 치간 이물질 제거에 획기적인 작동 형태의 구현을 가능하게 한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 칫솔대를 도시한 투영도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔은 칫솔대(10)와 칫솔대(10)에 착탈가능하게 설치되는 브러쉬부(20)로 이루어진 전동칫솔로서, 칫솔대(10)는 내측에 구비된 구동모터(110)에 설치되는 구동축(120)의 회전을 전후방향 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제1 작동부(100)와, 구동모터(110)의 구동축(120) 회전을 좌우방향 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제2 작동부(200)를 포함하고, 브러쉬부(20)는 제1 및 제2 작동부(100, 200)로부터 전후좌우 운동을 전달받는 진동브러쉬(300)와, 진동브러쉬(300)의 외측으로 배치되는 보호커버(400)로 이루어진다.

상기 제1 작동부(100)는 구동모터(110)의 구동축(120)에 고정되는 회전기어(130)과, 그 구동축(120)이 통과되어 지지되는 축통과공(141)이 형성된 고정축(140)과, 회전중심이 구동축(120)과 수직으로 배치되고 회전기어(130)에 맞물려 회전하도록 고정축(140) 상면에 안착되는 베벨기어(150)와, 베벨기어(150) 상면에 고정되고 이 베벨기어(150)와 다른 회전축부(161)를 갖는 선회캠(160)과, 후방에 선회캠(160)의 회전축부(161)가 회전가능하게 삽입되는 캠삽입홈(171)이 형성된 연 결가이드(170) 및 이 연결가이드(170) 전방에 결합되는 작동축(180)으로 이루어지며, 이러한 제1 작동부(100)가 전후방향으로 운동하게 되는 원리는 하기와 같다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 제1 작동부의 동작원리를 도시한 도면이다.

상기 칫솔대(10) 내부에 배치되는 구동모터(110)는 작동축(180)과 평행하게 배치되는 구동축(120)이 전류의 흐름에 따라 회전 동작을 하게 하고, 구동축(120)에 일체로 결합된 회전기어(130)가 구동축(120)과 동일방향으로 회전함에 따라 베벨기어(150)가 수평방향으로 회전되면서 선회캠(160)의 회전축부(161)가 회전하게 되어 연결가이드(170)가 전후로 이동하게 되고, 결과적으로 작동축(180)이 전후방향으로 왕복운동하게 되는데, 연결가이드(170)의 캠삽입홈(171)은 작동축(180)과 동일선상의 직경이 선회캠(160)의 회전축부(161) 직경에 대응하여 형성되고 작동축(180)과 직각방향의 직경이 회전축부(161) 선회 반경에 대응하여 형성됨에 따라 베벨기어(150)가 회전하면서 작동축(180)이 전후방향으로만 왕복운동하게 되어 그 작동축(180)에 연결되는 진동브러쉬(300)가 전후방향으로 운동하게 되고 진동브러쉬(300)의 이동거리는 회전축부(161) 선회 반경만큼 확장될 수 있다.

상기 제2 작동부(200)는 구동모터(110)의 구동축(120) 전방에 고정된 스윙캠(210)과, 일측에 스윙캠(210)이 삽입되는 스윙캠삽입공(221)이 형성되고 타측에 작동축(180)이 관통되어 고정되는 고정홀(222)이 형성된 스윙가이드(220)로 이루어지며, 이러한 제2 작동부(200)가 좌우방향으로 운동하게 되는 원리는 하기와 같다.

도 5는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 제2 작동부의 동작원리를 도시한 도면이다.

상기 구동모터(110)의 구동축(120) 전방에 고정된 스윙캠(210)이 회전함에 따라 스윙가이드(220)가 회전되고, 결과적으로 이 스윙가이드(220)에 연결된 작동축(180)이 좌우로도 요동운동하게 되는데, 스윙캠(210)이 구동축(120)의 중심에 어긋나게 배치되도록 하여 스윙캠삽입공(221)에서 스윙캠(210)이 선회 운동하게 되고, 스윙가이드(220)는 스윙캠(210)의 선회 운동에 의해 작동축(180)을 측방향으로 왕복운동하게 한다. 작동축(180)에는 스윙가이드(220)의 고정홀(222) 부분이 끼움고정되는 끼움홈이 형성되어 있어 스윙가이드(220)가 이 끼움홈으로부터 이탈되지 않도록 할 수 있는 한편, 스윙캠삽입공(221)은 캠삽입홈(171)과 마찬가지로 스윙캠(210)이 회전가능하게 삽입되는 크기를 갖되, 가로방향의 폭이 스윙캠(210)의 직경에 대응하여 형성되고 상하 높이가 스윙캠(210)의 회전반경과 대응되는 길이로 형성되어 스윙캠(210)의 상하방향 이동은 스윙캠삽입공(221)의 내부에서만 이루어지고 좌우방향 이동은 스윙가이드(220) 전체가 측방으로 왕복 운동하게 되어, 작동축(180)이 측방향으로 왕복운동하게 된다. 이 결과, 칫솔모(310)의 운동특징은 장거리 직선운동과 요동운동이 결합된 복합동작을 일으키고 직선운동과 요동운동의 증감속비는 베벨기어(150)와 스윙캠(210)에 의해 결정된다. 특히 요동운동과 직선운동은 속도가 음파(sonic) 영역에서 동작하여 음파 진동 효과를 가미하도록 한다.

상기 진동브러쉬(300)는 그 일측에 칫솔모(310)가 구비되고 타측이 작동축(180) 전방과 착탈가능하게 결합되며, 보호커버(400)는 그 일측이 칫솔대(10)에 착탈가능하게 결합됨에 따라 진동브러쉬(300)의 칫솔모(310)만이 외측으로 돌출되도록 하고 하면에 개방홀(401)이 형성된 구조를 갖는다.

상기 진동브러쉬(300) 및 보호커버(400)가 칫솔대(10)에 고정되는 구조의 일례에 대해 살펴보면, 보호커버(400)가 그 끝단에 형성된 돌출리브(410)를 통해 칫솔대(310)에 끼움고정되고, 진동브러쉬(300)의 끝단에 구비되는 탄성후크(420)는 작동축(180)에 형성된 체결홈(181)에 고정되는 것을 들 수 있다.

상기와 같은 진동브러쉬(300) 및 보호커버(400)와 칫솔대(10)간의 체결구조를 통해, 작동축(180)에 결합된 진동브러쉬(300)가 이 작동축(180)의 전후좌우 움직임에 따라 이동하게 되고, 보호커버(400)는 진동브러쉬(300)의 이동범위 내에서 사용자가 이에 의해 잇몸이나 치아에 손상을 입지 않도록 진동브러쉬(300)의 칫솔모(310)만이 외부에 노출되도록 한다. 또한 보호커버(400)의 하면에 개방홀(401)을 형성함으로써 구강 내 세척시 또는 보호커버(400) 청소시 이물질이 쉽게 외부로 배출되도록 할 수 있다. 상기와 같은 브러쉬부(20)의 구조에 따라서는 진동브러 쉬(300)를 작동축(180)에 결합한 다음으로 보호커버(400)를 칫솔대(10)에 설치함으로써 전동칫솔로 기능하게 된다.

또한 상기 칫솔대(10)에는 구동모터(110)의 온/오프 및 속도를 제어하기 위한 모터제어부(190)가 구비되어 있어 진동브러쉬(300)의 운동 강약을 조절할 수 있는 한편, 구동모터(110)는 내부에 구비된 충전지로부터 전원을 공급받거나 칫솔대(10)를 소아가 사용하기에 편리하도록 소형화 및 경량화하기 위해 충전지 사용을 배제하도록 배선을 통해 외부로부터 전원을 공급받을 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 칫솔대를 도시한 투영도.

도 3은 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔을 도시한 단면도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 제1 작동부의 동작원리를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔 중 제2 작동부의 동작원리를 도시한 도면.

Claims (6)

1. 칫솔대(10)와 상기 칫솔대(10)에 착탈가능하게 설치되는 브러쉬부(20)로 이루어진 전동칫솔에 있어서,

   상기 칫솔대(10)는, 내측에 구비되는 구동모터(110)에 설치된 구동축(120)의 회전을 전후방향 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제1 작동부(100)와; 상기 구동모터(110)의 구동축(120) 회전을 좌우진동 운동으로 변환하여 브러쉬부(20)에 제공하는 제2 작동부(200);를 포함하고, 상기 브러쉬부(20)는, 상기 제1 및 제2 작동부(100, 200)의 전후운동 및 좌우진동의 복합운동을 전달받는 진동브러쉬(300)와; 상기 진동브러쉬(300)의 외측으로 배치되는 보호커버(400);를 포함하되,

   상기 제1 작동부(100)는, 상기 구동모터(110)의 구동축(120)에 고정되는 회전기어(130)와, 구동축(120)이 통과되어 지지되는 축통과공(141)이 형성된 고정축(140)과, 회전중심이 구동축(120)과 수직으로 배치되고 회전기어(130)에 맞물려 회전되도록 고정축(140) 상면에 안착되는 베벨기어(150)와, 베벨기어(150) 상면에 고정되고 그 베벨기어(150)와 다른 회전축부(161)를 갖는 선회캠(160)과, 후방에 선회캠(160)의 회전축부(161)가 회전가능하게 삽입되는 캠삽입홈(171)이 형성된 연결가이드(170)와, 연결가이드(170) 전방에 결합되는 작동축(180)으로 이루어지고,

   상기 제2 작동부(200)는, 상기 구동모터(110)의 구동축(120) 전방에 고정된 스윙캠(210)과, 일측에 스윙캠(210)이 삽입되는 스윙캠삽입공(221)이 형성되고 타측에 작동축(180)이 관통되어 고정되는 고정홀(222)이 형성된 스윙가이드(220)로 이루어지고,

   상기 진동브러쉬(300)는 그 일측에 칫솔모(310)가 구비되고 타측이 상기 작동축(180) 전방과 착탈가능하게 결합되며 그 끝단에 구비되는 탄성후크(420)가 작동축(180)에 형성된 체결홈(181)에 고정되는 한편, 상기 보호커버(400)는 하면에 개방홀(401)이 형성되고 일측이 상기 칫솔대(10)에 착탈가능하게 결합됨에 따라 진동브러쉬(300)의 칫솔모(310)만이 외측으로 돌출되도록 하며 끝단에 형성된 돌출리브(410)를 통해 칫솔대(310)에 끼움고정되며,

   상기 칫솔대(10)에는 구동모터(110)의 온/오프 및 속도를 제어하는 모터제어부(190)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전후 운동 및 좌우진동의 복합운동이 가능한 전동칫솔.
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