KR101069518B1

KR101069518B1 - 전기 기능 요소들을 포함하는 칫솔 제조 방법

Info

Publication number: KR101069518B1
Application number: KR1020057005312A
Authority: KR
Inventors: 필립 페니거; 프란츠 피셔; 비트 휴버
Original assignee: 트리사 홀딩 아게
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2011-09-30
Also published as: CN100439071C; US20110024944A1; EP1542848B1; AU2003273808A1; RU2322940C2; KR20050065561A; CA2497733A1; ES2299722T3; EP1542848A1; EP1772248A1; DE10245086A1; HK1083327A1; RU2005112751A; CN1692007A; JP2006500258A; US8307488B2; MXPA05002931A; US7713461B2; AU2003273808B2; BR0314740A

Abstract

본 발명은 핸들부(10), 헤드부(14) 그리고 핸들부(10)와 헤드부(14) 사이에 위치되는 목 부분(12)을 포함하는 몸체(16, 18)를 구비하고, 그리고 몸체(16, 18) 내의 적어도 일 부분에 배치되고 그리고 전기로 작동되는 기능 유닛(22, 22′), 및 에너지 저장소(24)를 가지고 그리고 기능 유닛(22, 22′)에 제공되는 전기 공급 장치(26)를 포함하는 기능 요소들을 구비하는 칫솔을 제조하는 방법에 관련된다. 몸체는 사출 성형에 의해 강화재로서 사용되는 적어도 하나의 경질 성분(16)에서, 그리고 적어도 하나의 연질 성분(18)에서 제조된다. 상기 몸체(16, 18)의 제조 동안에, 기능 요소들의 적어도 하나는 연질 성분(18)을 형성하는 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화되는 칫솔을 제조하는 방법에 관련된다.

칫솔, ＬＥＤ, 진동 장치, 음향 장치, 탄력 성분

Description

전기 기능 요소들을 포함하는 칫솔 제조 방법{METHOD FOR THE PRODUCTION OF A TOOTHBRUSH COMPRISING AN ELECTRIC FUNCTIONAL COMPONENT}

본 발명은 핸들부, 헤드부 그리고 핸들부와 헤드부 사이에 위치되는 목 부분을 포함하는 몸체를 구비하고, 그리고 전기로 작동되는 기능 유닛, 및 에너지 저장소를 가지고 그리고 기능 유닛에 제공되는 전기 공급 장치를 포함하고 그리고 몸체 내의 적어도 일 부분에 배치되는 기능 요소들을 구비하는 칫솔을 제조하는 방법에 관련된다.

이러한 칫솔들은 대체로 잘 알려져 있다.

국제 특허 공개 공보 ＷＯ 99/63859 Ａ1호는 발광 다이오드(ＬＥＤ)와 그리고 배터리, 플렉시블 접촉 전극(flexible contact electrode) 및 플렉시블 박막(flexible membrane)을 포함하는 ＬＥＤ 온/오프 교환용 스위치 유닛이 광통로(light guide)로 설계된 칫솔 핸들에 통합되는 일 실시형태를 따른 칫솔을 기술한다. 스위치 유닛의 박막 부분에서, 칫솔 핸들의 재료는 돌출부를 형성할 수 있도록 형성되는 얇은 재료층이다.

국제 특허 공개 공보 ＷＯ 00/07482 Ａ1호는 치아 위의 침전물의 탐지에 관련된다. 이 명세서는 광통로 요소들이 통합된 칫솔을 제공한다. 이 경우에, 광통 로 요소들은 사출 성형에 의해 칫솔 핸들로부터 독립적으로 제조되고 그리고 그 후 칫솔 핸들과 연결되는 칫솔 헤드에 통합된다.

마찬가지로 국제 특허 공개 공보 ＷＯ 99/59462 Ａ1호는 치아 위의 침전물의 탐지를 기술한다. 비록 이 문서에서 칫솔은 단지 중요하지 않은 역할을 하는 상태일지라도, 문서들은 광통로 요소들이 통합된 칫솔을 또한 기술한다.

국제 특허 공개 공보 ＷＯ 01/47392 Ａ1호는 칫솔을 사용할 때 칫솔질 테크닉의 제공 및 감시를 가능하게 하는 수단이 제공되는 칫솔을 기술한다.

이러한 칫솔들의 제조 동안에, 주된 관심사는 몸체 내에 배치되는 기능 요소들이 정확하게 위치되고 그리고 신뢰할 수 있는 기능이 보장되는 것이다. 대체로 이러한 칫솔들은 다량으로 생산되므로, 더욱 비용-효과적으로 구성되고 그리고 능률적인 대량 생산이 가능하도록 한다. 게다가, 칫솔의 외관은 칫솔을 구매하기 위한 의사 결정 과정에서 점점 더 사소하지 않은 부분으로서 활동하므로, 칫솔에 관한 최대한의 설계의 자유가 가능하고, 그리고 이는 칫솔의 생산 동안에 고려되어야 한다. 인체 공학적으로 유리한 잡기 편한 칫솔을 형성하는 것을 연구하는 것 뿐만 아니라; 칫솔에 사용하기에 편하고, 사용하는 동안에 안전하게 잡을 수 있고 그리고 기분 좋은 촉감을 가지는 만족스러운 표면을 구비하는 것 또한 필요하다.

셸의 포장 그리고 설비의 정밀도 및 방수(water-tightness)에 관한 문제가 발생하는 두 개의 분리된 하프셸(half-shells)들이 사용되므로, 국제 특허 공개 공보 ＷＯ 01/58306 Ａ1호에 기술된 칫솔 생산은 비교적 높은 경비를 수반한다. 게다가, 한편으로는 다수의 사출 금형들(injection molds) 또는 다수의 다른 공동들 (cavities)이 셸들에 필요하고, 그리고 다른 한편으로는 부가적으로 캡슐화가 필요하다. 게다가, 기능 요소들을 설비하는 작업은 상대적으로 높은 경비에 연관된다.

국제 특허 공개 공보 ＷＯ 02/054906 Ａ1호에 기술된 생산 방법의 경우에, 사출 성형 작업 후에 제거되는 금형 코어(mold core)를 사용하므로, 성형(shaping)은 본질적으로 원통형 기하로 한정되는 결과, 오직 제한된 설계 가능성만이 존재한다. 특히, 성분들(components)이 후부(rear)로부터 밀려 들어오는 것을 허용하기 위해 오직 곧은 목 부분을 가지는 칫솔을 생산하는 것만이 가능하다.

국제 특허 공개 공보 ＷＯ 01/28452 Ａ1호는 두 개 이상의 성분들을 가지는 사출 성형을 통한 칫솔의 생산을 기술한다. 진동 설비(vibration arrangement), 연결선들(connecting lines) 그리고 부가의 전자 공학적 성분들은 제 1 재료 성분으로 사출 성형된 금형 내의 유닛에 위치되고 그리고 그 후 비록 전체가 캡슐화될 필요가 없을지라도, 제 2 재료 성분 또는 부가의 재료 성분들에 의해 캡슐화된다. 미적인 효과를 달성하려는 결과로 몇몇의 부분들은 노출될 수 있다. 사출 성형 공정 또는 재료 성분들에 관련된 부가의 상세는 이 문서에 제공되지 않는다.

본 발명의 목적은 도입부에서 기술된 요구를 만족시키고, 그리고 특히 최소 개수의 필수 사출 금형 및 조립 단계들을 가지고, 휘어진 목 부분의 생산을 가능하게 하는 설계의 최대 자유가 동시에 획득되는 칫솔의 생산을 가능하게 하는 것이다.

이러한 목적은 독립항 1에 따른 방법의 특징, 더욱 상세하게, 몸체는 사출 성형에 의해 강화재로서 사용되는 적어도 하나의 경질 성분으로, 그리고 적어도 하나의 연질 성분으로 제조되고, 그리고 몸체의 제조 동안에, 기능 요소들의 적어도 몇몇은 연질 성분을 형성하는 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 직접 캡슐화되는 것에 의해 달성된다.

본 발명은 적어도 몇몇의 기능 요소들은 칫솔 몸체의 연질 성분을 형성하는 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 직접 캡슐화되는 청구항 16에 따른 칫솔에 또한 관련된다.

본 발명의 바람직한 실시형태들은 종속항들, 상세한 설명 및 도면에서 기술된다.

적어도 하나의 경질 성분 및 적어도 하나의 연질 성분으로 칫솔 몸체를 제조하는 것은 안정성 및 내구력이 동시에 만족하는 칫솔의 요건들을 가지는 높은 수준의 설계 자유를 허용한다.

플라스틱에 의해 기능 요소들이 직접 캡슐화되는 본 발명에 따라 제공되는 작업의 덕택으로, 기능 요소들은 최적 방식으로 칫솔 몸체에 통합된다. 이에 따라서, 동일한 몸체의 제조 동안에, 기능 요소들이 각각의 설계에 적합한 몸체의 위치에 배치되는 것이 가능하고, 그 결과로 설계자는 칫솔 구성의 최대 자유를 가진다. 게다가, 사출 성형 및 조립 단계들은 동시에 또는 연속적으로 신속하게 발생하기 때문에, 칫솔 생산은 본 발명에 따른 방법에 의해 상당한 정도로 단축되고 그리고 단순화된다. 게다가, 플라스틱에 의해 직접 캡슐화되는 것에 의해 기능 부분들은 자동으로 칫솔 몸체에 고정되는 것이 유리하고, 이는 아마도 필요할 수 있는 부가의 생산 단계들의 실행 작업을 단순화한다.

게다가, 캡슐화 및 특히 방수 방식으로 캡슐화되는 것의 결과로 기능 요소들은 외부의 영향들에 대항해 최적 방식으로 보호되는 것이 특히 유리하다.

본 발명은 한편으로는 사출 성형 단계들 및 다른 한편으로는 조립 단계들이 매우 많이 분할되는 공지의 칫솔 생산 절차의 발전이다. 요소들에 기능상 악영향이 미칠 가능성 없이, 기능 요소들은 플라스틱 사출 성형 동안에 발생하는 압력 및 온도에 종속될 수 있다는 것은 본 발명에 따라 대체로 발견된다. 연질 성분의 사출 압력이 경질 성분의 사출 압력보다 낮기 때문에, 연질 성분에 적어도 몇몇의 기능 요소들을 끼워넣는 것은 사출 성형 작업이 기능 요소들 위에서 더 용이(geltle)하다는 이점을 또한 가진다. 연질 성분은 또한 높은 유동성(flowability)을 가지고, 이에 따라서 기능 요소들은 비록 그들이 복잡한 형태일지라도 확실하게 밀봉된다. 부가의 이점은 기능 요소들이 대부분의 칫솔에 존재하는 부가의 유연한 요소들, 예를 들면 칫솔모들(bristles)의 배열의 유연한 청소 요소들 또는 목 부분의 탄력있는 구역을 가지는 하나의 작업에서 사출 성형 될 수 있다는 것이다. 이는 부가의 작업 단계에 대한 요구를 제거한다.

본 발명에 따른 칫솔은, 연질 성분이 기능 요소들을 끼워넣고, 보호하며 그리고 선택적으로 밀봉하고, 그러나 탄력있는 특성들 때문에 외부로부터의 그들의 작용 및 전달 또는 외부 세계와의 상호작용(예를 들면 작용, 정보 전달, 에너지 전달)을 허용한다는 부가의 이점을 가진다. 하기에서 더 설명되는 본 발명의 유리한 발전에서, 기능 요소들은 또한 기계적인 센서로서, 예를 들면 청소 압력을 감시하는 연질 성분과 함께 활동한다.

본 발명에 따른 생산 방법의 특히 바람직한 변형예에서, 우선 제 1 성분, 바람직하게는 경질 성분은 기능 요소들 없이 사출 성형된다. 이는 캡슐화 이전에 쉽게 채워질 수 있는 기능 요소들에 대한 개방부(opening), 예를 들면 칫솔 후면의 Ｕ형태 단면을 가지는 홈(recess)을 가지는 것이 바람직하다. 제 1 성분이 사출 성형된 이후에, 적어도 몇몇의 기능 요소들은 제 1 성분에 위치 및 고정되고, 제 1 성분 및 기능 요소들을 포함하는 유닛은 적어도 일 부분에서 적어도 하나의 부가의, 바람직하게는 연질 성분에 의해 뒤이어 캡슐화된다. 이 변형예의 경우에서, 캡슐화되는 기능 요소들이 사출 금형에서 안전하게 보호되기 위해 어떤 특정한 측정이 이용될 필요 없다는 것은 유리하다. 특히, 사출 성형된 제 1 성분이 경질 성분이고 그리고 사출 성형된 부가의 성분이 연질 성분일 때, 적어도 대부분의 경우에서, 연질 성분들은 경질 성분과 비교해서 낮은 압력 및 낮은 온도에서 사출 성형 될 수 있기 때문에, 이 변형예는 특히 완만한 처리(gentle treatment)에 종속되는 연질 성분에 의해 캡슐화되는 기능 요소들의 부가의 이점을 제공한다.

선택적인 변형예에 따라서, 제 1 성분의 사출 성형 이전에, 적어도 몇몇의 기능 요소들은 사출 금형에 위치되고, 그리고 그 후 제 1 성분에 의해 캡슐화되고, 제 1 성분 및 캡슐화된 기능 요소들을 포함하는 유닛은 뒤이어 적어도 하나의 부가의 성분에 의해 캡슐화된다. 이 변형예의 경우에, 기능 요소들은 우선 사출 금형에 위치되고 이에 따라서 동일 장소에 유지되기 위해 금형은 기능 요소들에 작용하고, 한번 사출 성형된 제 1 성분은 이전에 위치된 기능 요소들의 연결점들을 위한 틈들(clearances)을 제공한다. 이러한 틈들은 완성된 제품에서 더 이상 보이지 않는 결과로, 부가의 성분의 사출 성형 동안에 폐쇄된다.

게다가 기능 요소들이 종속되는 적재(loading)를 최소로 하기 위해서, 본 발명의 부가의 전형적인 실시형태는 적어도 하나의 성분의 경우에, 우선 제 1단계에서 기능 요소들은 사출 성형에 의해 낮은 사출 압력에서 덮여지고 그리고 그 후 적어도 하나의 부가의 단계에서 이 성분은 높은 사출 압력에서 완성되는 것을 제공할 것이다.

게다가 부가의 성분의 사출 성형 이전에, 적어도 하나의 제 1 성분 및 캡슐화되는 기능 요소들을 포함하는 유닛에 고정되는 캡슐화되는 적어도 하나의 부가의 기능 요소가 본 발명의 변형예에 제공된다. 이 부가의 기능 요소는 특히 예를 들면, 두 개 이상의 다른 기능 요소들 사이의 전기 접속을 형성하는 핀, 클램프 또는 클립과 같은 접촉 요소이다.

본 발명의 부가의 바람직한 실시형태에 따라, 만약 나중 단계에 삽입되는 하나 이상의 기능 요소들을 위해 제공되는 제 1 성분의 적어도 하나의 공동(cavity)이 제 1 성분에 의해 캡슐화되는 적어도 하나의 기능 요소에 의해 부가의 성분에 대해 밀봉되고 그리고/또는 적어도 하나의 부가의 성분에 의해 캡슐화되면, 기능 요소들은 부가의 목적으로 사용되는 것이 유리할 수 있다.

본 발명의 부가의 전형적인 실시형태는 적어도 하나의 기계적 기능 요소를 작동시키려는 목적으로, 이전에 사출 성형된 경질 성분의 공동 안으로 압박될 수 있는 활동부(actuating region)를 형성하는 연질 성분의 사출 성형을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 칫솔 몸체에 배치되고 그리고 칫솔의 온/오프(on/off) 교환용 스위치 요소를 작용하기 위한 활동부를 제공하기 위해 연질 성분의 탄력있는 특성들을 사용하는 것이 유리하다.

본 발명에 따라 특히 몸체의 목 부분에 또는 목 부분과 핸들부 사이의 트랜지션(transition) 부분에 위치되는 진동-감쇠 부분(vibration-damping region)은 사출 성형된 적어도 두 개의 다른 성분들로 제조되는 것을 부가적으로 제시한다. 이는 감쇠 부분의 감쇠 특성이 각각의 요구에 정확하게 적합하게 되는 것이 가능하게 한다. 만약 진동-감쇠 부분이 경질 성분의 특정의 약한 부분을 통해 연질 성분에 의해 형성된다면 이는 특히 바람직하다.

진동-감쇠 부분을 형성하기 위해, 우선 경질 성분의 사출 성형 동안에, 경질 성분에 홈들의 패턴이 제조되고 그리고 그 후, 연질 성분의 사출 성형 동안에, 홈들은 적어도 하나의 부가의 성분, 특히 연질 성분으로 채워지는 것이 바람직하다.

한편으로는 헤드부 또는 목 부분에 배치된 진동 장치와 다른 한편으로는 핸들부에 배치된 에너지 저장소 사이의 전기 접속은 두 개의 안정한 상태를 갖는 스위치 요소(즉, 쌍 안정 스위치 요소; bistable switching element)에 의해 생성되거나 단절되고, 상기 스위치 요소는 접합 부분(articulation region)의 양쪽 대향측에 위치된 두 개의 다리의 작동에 의해 적어도 두 개의 형태적으로 안정한 상태들(dimensionally stable states) 사이에서 본질적으로 변화가능한 것이 바람직하다.

또한, "나비형체"로 참조되는 이러한 쌍 안정 스위치 요소는, 특히 사출 성형된 연질 성분에 의해 형성되고 그리고 나비형체가 배치된 공동 안으로 사용자에 의해 압박되는 스위치 부분에 의해 작동될 수 있다.

적어도 하나의 플라스틱 성분에 의해 직접 캡슐화되는 기능 요소들은 다음의:

- 전기 모터 그리고 편심기(eccentric) 또는 전기로 구동되는 진동 아마추어(armature)로 구성된 설비를 포함하는 진동 장치,

- 진동 장치에 연결된 전기선들,

- 다른 기능 요소들 사이의 전기 연결들을 형성하는 분리된 접촉 요소들과 같다.

또한, 캡슐화되는 기능 요소들이 칫솔의 각각의 설계에 의존하는 센서(예를 들면 압력 및 시간 측정용 센서들, 치석 탐지용, 위치 결정용, 위치 확정용, 동작 확정용 그리고 화학 물질 또는 합성물 탐지용 센서), 발광(light-emitting) 요소들, 레지스터들, 집적회로들(ICs), 스위치 장치들 및 음향 요소들을 포함하는 것은 대체로 가능하다. 게다가, 플러그인(plug-in) 접촉들(소켓들), 예를 들면 에너지원의 충전용 또는 동력 또는 정보 전달용 정보 운반체들(carriers), 예를 들면 마이크로칩들(전자칩; Radio Frequency Identification Chip; RFID Chip), 또는 예를 들면 절도(theft)에 대항하여 보호에 사용될 수 있는 수동 송신기(passive transmitter)는 존재할 수 있다. 어떤 응용들의 경우에, 예를 들면 수동 송신기가 사용될 때, 에너지원이 칫솔에 통합될 필요가 없다.

제 2 성분을 가지는 캡슐화는 기능 요소들이 의도된 위치에 고정되고, 만약 필요하다면 유연한 성분이 사용될 때 유연하게 장치되고 그리고 캡슐화된 부분의 수분 침투(water penetration)에 대항하여 밀봉되는 효과를 가진다. 외부 세계와의 접촉을 확립하는 가능성은 기능 요소들의 캡슐화가 전도성 연결의 확립을 위해 관통될 수 있는 연질 성분의 얇은 층(thin layer)으로 수행되는 것이다. 탄성의(elastomeric) 연질 성분은 뾰족한 접촉기(pointed contact-maker)가 제거된 후에 그 자체를 다시 방수 방식으로 밀봉하는 특성이 있다. 유사한 원리는 칫솔 내의 서로에 대해, 예를 들면 브러시를 구부리는 것에 의해 이동 가능한 성분들 사이의 전도성 연결을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

따라서 기능 요소들은 외부의 영향에 대해 비교적 높은 수준의 민감도를 가질 수 있는 전자 공학적 성분들이 된다. 예를 들면 플라스틱, 세라믹 재료 또는 금속으로 제조된 보호용 덮개(protective sheath)가 기능 요소들에 제공될 수 있다. 또한, 기능 요소들이 수지(resin) 또는 몇몇의 다른 보호재(protective material)에 의해 캡슐화되는 것이 가능하다.

캡슐화되는 기능 요소들의 적재량을 최소로 감소시키기 위해, 만약 본 발명에 따라 비교적 낮은 사출 압력에서 사용된다면, 각각의 사출 성형 내의 동종의(homogeneous) 재료의 배치는 동시에 보장된다. 특히 용이하게 흐르는 플라스틱들이 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 재료는 MVR 4 내지 25의 용융 흐름 지수(melt flow index)를 가지는 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 특히 MVR 20의 용융 흐름 지수를 가지는 PP로 제조되는 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명에 따라 비교적 낮은 공정 온도들이 제공되는 것이 바람직하다. 특히 위에서 기술된 바람직한 변형예에 따라, 우선 제 1 성분은 기능 요소들 없이 사출 성형되고, 사용되는 재료는 170℃ 내지 250℃의 범위, 바람직하게는 대략 200℃의 온도에서 정밀한 열가소성 탄성 중합체(TPE, thermoplastic elastomer)인 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 성분들의 사출 성형 동안에, 각각의 경우에서 단일의 주입점(injection point) 또는 다수의 주입점들을 사용하는 것이 가능하다. 단일 주입점의 경우에, 상기 기능 요소의 가능한 한 가장 긴 플라스틱-충전 거리를 덮어야 하기 때문에, 대부분의 민감한 기능 요소는 주입점으로부터 가능한 한 가장 먼 거리에 위치시키는 방식으로 단일 주입점(latter)의 위치는 선택되는 것이 바람직하다. 만약 단일 주입점 및 다수의 주입점들이 사용되면, 사출 압력이 시간에 걸쳐 변화하는 경우에 작업하는 것이 또한 가능하다. 여기서 압력 프로파일(pressure profile)은 특히 각각의 상태에 적합할 것이다. 특히 대부분의 민감한 기능 요소에 가장 가까이 위치되는 주입점에서, 600바(bar)보다 낮은, 그리고 바람직하게는 200바보다 낮은 비교적 낮은 홀딩 압력(holding pressure)으로 작업하는 것이 가능하다.

사용된 플라스틱 재료들, 예를 들면 칫솔 몸체의 경질 성분을 위해 사용된 아크릴로부타디엔스티렌(acrylobutadienestyrene; ABS), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET), 스티렌 아크릴로니트릴(styrene acrylonitrile; SAN), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리아미드(polyamide; PA) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA)에 관한 한, 폴리프로필렌(PP) 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 연질 성분에 대해, 특히 적절한 유연성 및/또는 탄성 특성을 획득 가능한 결과로서, 각각의 경질 성분에 친화성을 가지는, 즉 경질 성분과 결합하는 열가소성 탄성 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.

적어도 하나의 칫솔 몸체에 투명한 또는 적어도 반투명 플라스틱을 제공하는 것이 가능하다. 이런 목적에 대해 특히 메틸메타크릴레이트 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(Methylmathacrylate Acrylonitrile Butadiene Styrene; MABS), SAN, PA, PC, PMMA, PS 또는 PET들이 가능하다. 투명 플라스틱의 제조 동안에, 기능 요소들 없이 사출 성형되는 상술된 변형예에 특히 적합하기 위해, 우선 제 1 성분은 비교적 높은 사출 압력을 사용하는 것이 바람직하다.

칫솔 몸체의 특정 위치에서 또는 적어도 비교적 큰 힘, 특히 굽힘(bending) 및 비틀림(torsional) 힘에 종속되는 칫솔 몸체의 부분에서, 본 발명에 따라 제공되는 플라스틱 벽의 두께가 소정 최소값 밑으로 내려가지 않는 것이 더 바람직하다. 경질 성분의 경우에, 이런 최소 벽 두께는 대략 0.5㎜ 아래로 내려가지 않는 것이 바람직하고, 최소 벽 두께는 1 내지 5㎜의 범위인 것이 바람직하다. 벽 두께가 최소값 아래로 내려가는 부분은 진동 장치가 배치되는 목 부분인 것이 바람직하다.

캡슐화된 연질 성분의 최소 층 두께는 0.5㎜이다. 그러나 만약 연질 성분이 연한 색이라면 기능 요소들이 시각적으로 보이지 않게 하기 위해 그리고 치아 세척 동안에 때때로 (예를 들면 금속성의) 경질의 기능 요소들을 고려하여 감쇠기(damper)를 제공하기 위해 두께는 1과 6㎜ 사이인 것이 바람직하다.

본 발명의 부가의 바람직한 실시형태는 적어도 몇몇의 기능 성분들은 이전에 사출 성형된 플라스틱 성분, 상세하게는 경질 성분에 배치되고, 이러한 기능 요소들의 적어도 특정 부분은 부가의 플라스틱 성분, 상세하게는 여전히 사출 성형되는 연질 성분의 흐름의 방향에 관하여, 경질 성분의 적어도 하나의 보호 부분(protected section)에 인접하여 위치되는 것을 제공한다.

따라서 뒤이어 사출 성형되는 성분 또는 성분들의 압력 및 온도의 특별한 영향에 대항하여, 캡슐화되는 기능 요소들은 효과적임에도 불구하고 특히 단순한 방식으로 보호되는 것이 가능하다. 기능 요소들의 상류에 위치된 부분들, 특히 명확하게 제공되거나 또는 설계의 부분으로서 존재하는 돌출부들 또는 장해물들은 이전에 사출 성형된 성분이다.

게다가 본 발명에 따른 칫솔을 위해 사출 성형되는 플라스틱 몸체는 특히 노치 효과(notch effect)에 의해 야기되는 파손의 위험을 제거하거나 또는 적어도 최소로 감소시키기 위해, 기능 요소들의 부분에서 뾰족한 돌출부들, 가장자리들 그리고 모서리들을 피하도록 설계되는 것이 바람직하다.

전기 에너지를 가지는 기능 요소들을 제공하기 위해, 다른 양극들의 선들이 서로 안내될 때, 전기 절연 덮개가 제공되는 금속성 선의 형태인 전기선들을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 덮개는 특히 적절한 선들이 개별적으로 안내되고 그리고 서로 충분히 큰 거리로 간격을 둘 때 사용되지 않는다. 전기적 연결들을 사출 성형된 전기 전도성 플라스틱들의 형태, 천공된 금속판들의 형태, 사출 성형된 플라스틱 성분의 금속적으로 압인된(embossed) 전도체 트랙들(conductor tracks) 또는 사출 성형된 플라스틱 성분에 전기 도금(electroplating)에 의해 적용된 전도체 트랙들의 형태로 제공하는 것은 선택적으로 가능하다.

게다가, 칫솔의 이러한 부분들, 특히 탄력있게 변형되는 목 부분을 따라 안내되는 전기 연결에서, 그들은 한편으로는 가능한 한 유연하고 그리고 선택적인 굽힘에 관련된 파손 저항(fracture-resistant)을 가지고, 그리고 다른 한편으로는 관련 칫솔 부분의 부가의 강화를 발생하지 않도록 구성된다.

본 발명에 따라 칫솔의 플라스틱 몸체는 동력원과 동력 소비 유닛 사이의 전기적 연결들이 가능한 한 곧은 선들을 따라 가동되도록 설계되는 것이 바람직하다. 따라서 조립 동안에 전기선들이 특히 직접 제거되는 것은 가능하다. 이런 목적으로, 전기적으로 연결하는 선들을 위한 적어도 본질적으로 곧은 통로(channel)는 칫솔 몸체의 사출 성형된 성분들의 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 도면을 참조해, 실시예의 방식으로 하기에서 기술된다.

도 1 내지 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 칫솔 생산용 방법의 개개의 단계들을 보여주는 도;

도 8은 본 발명에 따른 선택적인 생산 방법에서의 단계를 보여주는 도;

도 9는 본 발명에 따른 칫솔의 스위치 요소의 배치 및 기능의 확대도;

도 10은 본 발명에 따른 칫솔의 전기적 연결을 형성하는 가능한 방법의 확대도;

도 11은 본 발명에 따라 완성된 칫솔의 다양한 관점을 보여주는 도;

도 12a 내지 12d는 본 발명에 따른 칫솔을 위한 기능 요소들의 미리 성형된 조립체의 가능한 실시형태들을 보여주는 도;

도 13은 본 발명에 따라 커버를 잠그는 것을 설명하기 위해 칫솔을 보여주는 도;

도 14는 본 발명에 따른 칫솔의 부가의 실시형태의 다양한 관점을 보여주는 도;

도 15는 본 발명에 따른 칫솔의 부가의 실시형태의 다양한 관점을 보여주는 도;

도 16은 본 발명에 따른 생산 방법의 경우에 사용되는 배치대(placement pallet)의 일례를 보여주는 도;

도 17은 본 발명에 따른 칫솔의 생산용 조립 설비의 일례를 개략적으로 보여주는 도;

도 18a 내지 18d는 광학 기능 그룹을 가지는 칫솔의 예들을 보여주는 도;

도 19는 압력 센서와 같은 스위치 성분의 실시형태를 보여주는 도;

도 20은 칫솔의 후방 핸들부를 보여주는 도이다.

특히 본 발명에 따른 칫솔 몸체의 플라스틱으로 이루어진 경질 성분(16)은 우선 기능 요소들 없이 사출 성형되는 생산 방법에 관련된 도 1 내지 도 8을 참조해 변형예들은 우선 하기에서 기술될 것이다.

도 1은 핸들부(10), 목 부분(12) 및 헤드부(14)가 미리 형성된, 사출 성형된 경질 성분(16)을 도시한다. 헤드부(14)와 핸들부(10) 사이에서 서로 간격을 두는 목 부분(12)은 30㎜ 내지 70㎜의 범위, 특히 대략 50㎜의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 후방 관점을 보여주는 도 1의 윗부분에 도시되듯이, 핸들부(10)와 헤드부(14)를 서로 연결하는 목 부분(12)은 핸들부(10) 및 헤드부(14)에 대하여 점진적으로 가늘어진다.

경질 성분(16)은 목 부분(12)에 형성되고 그리고 진동 장치를 가지는 Ｕ형태의 단면인 홈(50; recess)을 더 포함한다. 홈들(34)은 목 부분(12)과 핸들부(10) 사이의 트랜지션 부분(transition region)에 형성되고 그리고 진동-감쇠 부분(32)의 부품을 형성한다. 전방의 공동(50; cavity)에서 후방 단부의 부분까지 연장하고 그리고 전기 연결 선들을 가지는 통로(52), 배터리 또는 AAA타입의 재충전 가능한 저장 배터리의 형태인 에너지 저장소를 가지는 후방 공동(28), 그리고 스위치 요소(도시되지 않음)의 작동을 위한 공동(29)이 또한 존재한다. 마지막으로 기술된 공동(29)은 관통 도관(56; through-passage)에 의해 이 부분에서 팽창되는 통로(52)에 연결된다.

특히 측 단면도를 도시하는 아랫부분에 도시되듯이, 통로(52)는 칫솔의 바닥을 지난다.

경질 성분(16)은 또한 후방 단부의 Ｕ형태의 접촉 클립(contact clip)을 위한 홈(58)을 가진다.

본 발명에 따라 상술된 칫솔의 경질 성분(16) 및 기능 요소들의 형상은 본문의 다른 곳에서 보다 상세하게 기술될 것이다.

다음 단계의 도 2를 따르면, 이전의 개개의 요소들에서 서로 결합한 기능 서브어셈블리(82; functional subassembly)는 경질 성분(16)에 고정된다. 이 서브어셈블리(82)는 진동 장치(22), 전기 모터(20) 그리고 전기 모터(latter)에 의해 구동될 수 있고 그리고 1.5 내지 5㎜의 길이 및 4 내지 10㎜의 최대 직경을 가지는 편심기(21; eccentric)를 포함하고, 전기 모터 및 편심기는 보호 슬리브(23)와 같은 보호 요소에 배치된다. 상기 진동 장치(22)에 의해, 칫솔의 헤드부(14)는 수천㎐, 바람직하게는 10000㎐ 내지 20000㎐의 진동수로 진동할 수 있다. 슬리브(23)는 한편으로는 뒤이어 사출 성형되는 플라스틱 성분의 압력 및 온도의 영향에 대항해 진동 장치(22)를 보호하고 그리고 다른 한편으로는 상기 성분의 플라스틱 재료의 편심 자유(eccentric free)를 유지한다. 사출 압력에 저항하는 슬리브(23)는 플라스틱, 세라믹 재료 또는 바람직하게는 금속, 특히 니켈 도금된 황동 합금(nickelized brass alloy)으로 제조된다. 보호 슬리브(23)는 뒤이어 사출 성형되는 플라스틱 성분의 온도보다 높은 용융점을 가지는 플라스틱으로 선택적으로 형성될 수 있다. 강화 플라스틱들, 예를 들면 유리 섬유들로 강화된 플라스틱들이 사용되는 것이 바람직하다. 슬리브(23)의 외측 길이는 대략 10 내지 25㎜, 바람직하게는 21㎜이고, 그리고 슬리브(23)의 직경은 대략 2 내지 10㎜, 바람직하게는 7㎜이고, 그리고 3㎜에 이를 수 있는 슬리브(23)의 벽 두께는 0.5㎜인 것이 바람직하다. 선택적으로 또한 첨가될 수 있는 커버는 보호 요소(슬리브 및 커버)의 길이에서 1 내지 4㎜, 바람직하게는 3.5㎜로 연장한다. 만약 커버가 존재한다면, 수지로 채워질 필요는 없다. 일단 편심기(21) 및 모터(20)가 삽입되면, 슬리브(23)는 모터의 동력 공급용 통로에 제공된 커버에 의해 폐쇄되고 또는 액체로 적용되고 그리고 그 후 경화되는 물질(예를 들면 수지, 니스(varnish) 또는 2성분 아교(two-component glue))로 채워진다. 조립 동안에 편심기(21)가 너무 멀리 전진하는 것에서 방지되는 결과로, 모터(20)의 단부와 같은 위치의 슬리브(23)에서 멈추는 것이 바람직하다. 편심기의 자유 회전은 그에 따라 보장된다.

슬리브 대신에, 슬리브 및 커버의 기능을 가지는 두 개의 조개 형태의 플라스틱 부분들 또한 사용될 수 있다. 조립체는 이런 구성으로 단순화될 수 있다. 진동 장치는 경질 성분의 홈에 정지 마찰(static friction) 또는 가벼운 끼워 맞춤(press fit)에 의해 고정된다. 이러한 부속품은 뒤이어 주입되는 연질 성분에 의해 기능 요소가 의도된 위치에서 밀려 내려가지 않는 방식으로 배치된다.

두 개의 전기 연결선들(42, 44)은 진동 장치(22)에 연결된다. 이 연결선들은 구리로 제조된 스트랜드 피복(sheathed stranded)선 또는 단일 선 형태로 제공되는 것이 바람직하고, 1㎜에 이를 수 있는 선 직경은 0.3㎜인 것이 바람직하다. 피복의 두께는 0.1 내지 0.5㎜의 범위이고, 0.2㎜인 것이 바람직하다. 이는 피복이 세척에 대항해 확실하게 보호된다는 것, 말하자면 플라스틱에 의해 캡슐화되는 동안에, 전기선들(42, 44)이 사출 압력에 의해 이동될 때 어떤 회로의 단락(short)도 발생하지 않는다는 것을 의미한다.

전기선(42)은 비교적 짧은 형상을 가지고 그리고 통로(52)의 확장된 부분과 중앙 공동(29) 사이의 관통된 도관(56)에서 연장한다(도 1에 도시). 이러한 이유로 이 전형적인 실시형태에서, 짧은 선(42)에 선(42)의 축 방향으로 연장하도록 설 계된 핀 형태(도 9)의 또는 판 형태(도 2)의 접촉 요소(46)가 제공된다. 접촉 요소(46)는 금속, 바람직하게는 니켈 도금된 황동 합금으로 제조된다. 본문의 다른 곳에서 보다 상세하게 기술되는 스위치 요소에 의해서, 접촉 요소(46)가 후방 공동(28)에 배치된 에너지 저장소의 하나의 폴(pole)에 연결되는 것이 가능하다. 접촉 요소(46)는 짧은 케이블(42)에 견고하게(예를 들면 납땜질로) 결합하는 것이 바람직하고 그리고 이에 따라서 모터 조립체의 일 부분이 된다.

에너지 저장소의 다른 폴까지의 접촉-연결(contact-connection)에 있어서, 후방 부분(도 1에 도시)에 형성된 홈(58)에서 연장하는 더 긴 연결선(44)이 사용된다.

미리 제조된 서브어셈블리(82)의 구성 부품들인 전기선들(42, 44)은 각각의 경우에서 요구되는 길이로 미리 만들어지는 것이 바람직하다. 게다가, 특히 솔더 연결들(solder connections)이 아닌 힘 끼워 맞춤 연결들(force-fitting connections)이 부가의 전기 기능 요소들의 접촉-연결에 제공될 때, 선들(42, 44)의 자유 단부들은 미리 피복이 제거되고 그리고 주석으로 도금되는(tin-plated) 것이 유리하다. 이것은 하기에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.

기능 유닛은 칫솔 몸체 안으로 삽입되기 이전에 그리고 연질 성분으로 캡슐화되기 이전에 이미 조립되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접촉 요소(46) 및 Ｕ형태의 접촉 클립(48)은 미리 견고하게, 특히 납땜 결합으로 케이블 단부들에 연결된다. 결과적으로, 생산의 불안정은 제거된다.

선들(42, 44)을 경질 성분(16)에 고정하기 위해, 진동 감쇠 부분(34)과 확장 된 통로 부분 사이의 통로(52)는 전기 연결들의 요소들을 고정하게 설계된다. 예를 들면 래버린스(54; labyrinth), 특히 3점 래버린스(three-point labyrinth)로 설계되는 이런 지지부(retaining region)는 추락 및 팽창(tension)에 대항해 선들(42, 44)을 보호한다. 선택적으로, 통로의 수축(channel constrictions), 금속 또는 플라스틱으로 제조된 밑이 잘린(undercuts) 또는 분리된 요소들(separate elements)은 고정용으로 사용될 수 있다. 선택적으로, 전기 성분들은 열 및/또는 기계적으로 경질 성분과 융합될 수 있다.

중앙 부분에 위치된 공동(29)이 뒤이어 사출 성형되는 성분의 플라스틱의 관통에 대항하여 아래에서 밀봉되는 것과 같이, 접촉 핀(46) 및 관통-통로(56)(도 1에 도시)는 서로 통합된다.

다음의 성분, 바람직하게는 연질 성분의 사출 성형 이전에, 이미 기술된 Ｕ형태의 접촉 클립은 특히 힘 끼워 맞춤 방식으로 눌려져 후방 단부에 형성된 홈(58) 안으로 삽입되고, 이런 결과 긴 연결선(44)은 또한 그것의 자유 단부에 고정되고 그리고 게다가 선(44)의 자유 단부와 접촉 클립 사이의 전기 접촉은 납땜 결합 없이 형성된다. 접촉 클립은 금속, 바람직하게는 니켈 도금된 황동 합금으로 제조된다. 접촉 클립은 본문의 다른 곳에서 도 10과 연계하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 3은 연질 성분(18)의 사출 성형 이후의 본 발명에 따른 칫솔을 도시한다. 연질 성분(18)의 사출 성형은 경질 성분(16)에 위치되는 상술된 기능 요소들(슬리브(23)를 포함하는 진동 장치(22), 전기선들(42, 44), 접촉 핀(46) 및 접촉 클립(48))로 채워진 사출 금형의 제 2 공동에서 발생한다.

연질 성분(18)은 경질 성분(16)에 배치된 기능 요소들을 전체에 걸쳐 덮고, 즉 상기 기능 요소들은 연질 성분(18)을 형성하는 플라스틱에 의해 바로 캡슐화된다.

중앙 부분에 제공된 공동(29)은 위쪽 방향의 연질 성분(18)의 사출 성형에 의해 폐쇄된다. 연질 성분(18)의 유연한 플라스틱은 외부에서의 작용에 의해 공동(29) 안으로 압박되고 그리고 그것의 내부에 공동(29) 안으로 돌출하는 두 개의 스위치 돌출부들(31)을 제공하는 스위치 부분(30)을 여기에 형성한다. 또한, 스위치 박막(switching membrane)으로 참조되는 이 스위치 부분(30)은 사출 금형의 금형 코어(도시되지 않음)의 보조로 형성되고, 상기 금형 코어는 연질 성분(18)의 사출 성형 동안에 공동(29) 안으로 돌출된다. 스위치 부분(30)의 유연성은 후방 방향으로 물러나는 금형 코어에 의해 전진하는 이형(demolding)을 허용하고, 이런 결과로 유연한 스위치 부분(30)은 스위치 돌출부(31)에 의해 외부로 향하고 그리고 그 후 그것의 탄력성 때문에 도 3에 도시되는 정상 위치로 다시 되돌아 간다.

스위치 부분(30)의 쇼어 경도(A; shore hardness)는 70 이하, 바람직하게는 40 이하, 특히 대략 35인 것이 바람직하다. 이 부분에서, 연질 성분은 감쇠 요소들, 유연한 세척 요소들 및 밀봉 요소들의 기능에 대해 그리고 또한 스위치 부분의 스위치의 작용에 대해 최적의 특성을 갖는다.

게다가, 경질 성분(16)의 대응하는 홈들(34)은 연질 성분(18)의 플라스틱으로 채워진다는 점에서, 진동 감쇠 부분(32)은 연질 성분(18)의 사출 성형에 의해 완성된다.

도 3에서 도시되듯이, 연질 성분의 사출 성형이 손가락 및/또는 손의 받침 부분에 부가의 감쇠 부분들로서 설계되는 것이 바람직하고 그리고 예를 들면 리브들(ribs), 소형 패드들 또는 어떤 희망하는 형상의 기본적으로 반복하는 패턴의 형태로 제공되는 부가의 기능 부분들(60)을 형성하는 것이 또한 가능하다.

게다가, 연질 성분(18)의 사출 성형의 결과로서, 원형 밀봉 립(64; encircling sealing lip)은 칫솔 몸체의 단부면을 향하는 후방 방향으로 형성되고, 상기 밀봉 립은 방수 방식으로 설비되고 본문의 다른 곳에서 보다 상세하게 기술되는 폐쇄 커버를 허용한다.

연질 성분(18)은 짧은 전기선(42ｂ; 도 2에 도시)의 단부에 연결되고 그리고 관통-통로(56; 도 1에 도시)를 폐쇄하는 접촉 핀(46)에 의해, 밑에서부터 중앙 공동(29) 안으로의 관통으로부터 방지된다. 접촉 핀(46)은 연질 성분의 사출 성형 동안에 상술된 사출 금형의 금형 코어에 의해 지지되고, 상기 금형 코어는 공동 안으로 돌출된다.

유연한 재료의 기능들(기능 요소들, 진동 감쇠, 스위치 부분, 표면 조직, 밀봉, 탄성 세척 요소 등의 캡슐화)은 적어도 하나의 주입점으로부터 정확히 하나의 재료로 달성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 그리고 비용상의 이유로 다른 기능들은 예를 들면, 다른 주입점을 통해 다른 쇼어 경도(A) 또는 색채를 가지는 다른 재료들로 달성되는 것이 바람직하다.

그 후, 도 4와 일치하는 바와 같이, 스위치 요소(36; 나비형체)는 후방에서 공동(29) 안으로 삽입된다. 나비형체(36)는 경질 성분(16)의 운반체 부분(69;carrier section)에 간단하게 밀어넣어져 고정된다. 이것은 하기에서 도 9와 연계하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 5에 따라 다음 단계에서, 배터리(24), 특히 (1.5Ｖ) ＡＡＡ타입의 배터리는 후방에서 이런 목적으로 제공되는 공동(28) 안으로 삽입된다. 나비형체(36)의 후방 단부에 형성된 스프링 부분(66)과 하나의 배터리 폴의 접촉-연결을 위한 길이-보충 수단(length-compensating means)이 사용된다. 스프링 부분의 수평 위치에서, 배터리(24)의 정지를 나타내는 적어도 하나, 바람직하게는 3 내지 4개인 요소들(130; 도 19에 도시)은 경질 성분의 내부면에 성형된다. 이런 형상에서, 배터리(24)의 스프링 왕복(excursion)은 정확하게 설정될 수 있다. 만약 칫솔이 비교적 높은 높이에서 떨어지면, 요소들(130)은 배터리에 의한 스프링 요소(66)의 과도한 굽힘(overbending)을 방지한다.

도 6에 따라 다음 단계에서, 커버(70)는 칫솔 몸체의 후방 단부에 위치된다. 커버(70)는 조립된 상태에서, 한편으로는 경질 성분(16; 도 1에 도시)의 홈(58) 안으로 미리 삽입되고 그리고 그 후 연질 성분(18; 도 3에 도시)에 의해 캡슐화되는 접촉 클립(48)과 배터리(24)의 다른 폴 사이에 형성되는 전기 연결에 의한 전기 전도성 접촉부(72)를 포함하는 미리 조립된 서브어셉블리이고 그리고 그로 인해 관련된 모든 기능 요소들의 전기 연결은 완료된다.

연질 성분의 사출 성형에 의해 형성된 밀봉 립(64)의 개재물(도 3에 도시)을 가지는 커버(70)와 칫솔 몸체의 후방 단부 사이의 연결은 도 10 그리고 특히 도 13과 연계하여 더욱 상세하게 기술될 베이오넷 폐쇄(bayonet closure)의 방식으로 발생하는 것이 바람직하다. 예를 들면 다른 적합한 수단, 예를 들면 걸쇠(latching)에 의한 연결이 발생하는 것은 선택적으로 가능하다.

도 7에 도시되듯이, 미리 제조된 브러시 헤드(76)는 그 후 설비된다. 헤드(76)는 경질 성분(16)의 헤드부(14)에 특히 어떤 요구되는 적합한 수단, 예를 들면 래칭, 접착 접합(adhesive bonding) 또는 용접, 특히 초음파 용접(ultrasonic welding)에 의해 고정될 것이다.

칫솔모들(80)이 미리 제공된 밑판(78)을 포함하는 완전하게 미리 제조된 헤드(76)를 설치하는 상술된 작업은 다른 헤드들(76)이 경질 성분(16)의 헤드부(14)에 설비될 수 있는 이점을 가진다. 이에 따라서 설치되는 헤드(76)에 세척 요소들이 아닌 마사지 요소들(massage elements)이 선택적으로 제공되는 것이 가능하다. 헤드의 마사지 및 세척 요소들의 결합은 본 발명에 따라 또한 가능하다. 칫솔들의 교환 가능한 헤드들의 개념은 국제 특허 공개 공보 ＷＯ 98/01055 Ａ1호 및 유럽 특허 제0 910 258 Ｂ호에 기술된다.

대체로, 칫솔모들을 적합한 칫솔모-커버 방법(bristle-covering process)에 의해 브러시의 경질 성분에 직접 부착하는 것은 마찬가지로 가능하다. 브러시는 전기 기능 요소들로 채워지고 그리고 연질 성분의 캡슐화 이전에 칫솔모들로 덮여지는 것이 바람직하다. 기능 요소들의 캡슐화 동안에, 부가의 유연한 세척 및/또는 마사지 요소들은 브러시 헤드에 연질 성분에 의해 뒤이어 직접 설비될 수 있다. 칫솔모-커버 방법, 즉 헤드에 세척 및/또는 마사지 요소들을 설비하는 작업은 어떤 요구되는 칫솔모-커버 방법(예를 들면 ＩＭＴ 또는 ＡＦＴ)에 의해 대체로 발생할 수 있다.

도 8은 위에서 이미 기술된, 짧은 전기선(42)과 스위치 요소(36; 나비형체) 사이의 전기 전도성 연결을 형성하는 변형예를 도시한다. 이전에 미리 제조된 서브어셈블리(82)는 경질 성분(16)에 설비되고 그리고 이 변형예의 경우에서, 연질 성분의 사출 성형 이전에 경질 성분(16)의 사출 성형 동안에 형성된 홈 안으로 삽입되는, 짧은 전기선(42)의 자유 단부에 견고하게 연결된 접촉 요소(46; 도 2에 도시) 대신에, 이 변형예는 미리 제조된 상태에서 분리된 접촉 핀(46′)을 제공하고, 그 결과로 전기 전도성 연결은 접촉 핀(46′)과 짧은 전기선(42)의 자유 단부 사이에 형성된다. 스위치 요소(36)는 접촉 핀(46′)에 의해 짧은 전기선(42)에 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 이 변형예에서 접촉 핀(46′)의 삽입은 이전에 기술된 Ｕ형태의 접촉 클립(48)을 삽입하는 작업과 함께 발생하는 부가의 생산 단계("2.1.)")를 구성한다.

연질 성분(18)의 사출 성형 동안에 필요한, 접촉 핀(46′)을 고정하는 작업은 사출 금형의 특정 활주면(slide)에 의해 발생하고, 상기 활주면은 접촉 핀(46′)을 그 위치에 안전하게 지지한다. 이 지지 장치는 사출 성형 작업 동안에 작업 위치 안으로 이동되고 그리고 상부 공동(29)에 관계되는 관통-통로(56)의 경계에 대항하고 그리고/또는 상부 공동(29)을 경질 성분(16)의 수용부(accommodating region)에서 분리하는 벽에 대항하는, 유입되는 플라스틱 집합의 힘에 반대 방향으로, 접촉 핀(46′)을 밀봉 운동으로 압박하도록 그리고 접촉 핀(46′)을 위한 개방부를 가지도록 제어되는 활주면일 수 있다. 접촉 핀(46′)은 연질 성분(18)의 사출 성형 동안에 공동(29)에 배치된 상술된 금형 코어에 의해 지지될 수 있다.

그러나, 접촉 핀(46′)은 활주면에 의해서가 아니라 힘 끼워 맞춤 방식으로 압박되어 간단하게 고정되는 것이 바람직하다. 이런 목적을 위해, 접촉 핀(46′)에 예를 들면 널링(knurling), 거친 표면 또는 후방-결합 수단(rear-engagement means) 형태의 지지 수단(retaining means)이 제공될 수 있고, 이런 결과로 효과적인 힘 끼워 맞춤 연결은 더 용이하게 형성된다. 또한, 유사하게도, 접촉 핀(48)은 홈(58) 안으로 삽입되고 그리고 힘 끼워 맞춤 방식으로 압박되어 고정되는 것이 바람직하다.

짧은 전기선(42)에 견고하게 연결된 접촉 핀(46)을 사용하는 것보다 분리된 접촉 핀(46′)을 사용하는 것이 더 바람직하다.

도 9의 아랫부분은 스위치 요소(36; 나비형체)가 배치된 칫솔 몸체의 부분을 확대된 비율로 도시한다. 나비형체는 금속, 바람직하게는 스프링 강(spring steel)으로 구성된다. 나비형체(36)는 접합 부분(38)에서 분절된 방식으로 서로 연결되는 두 개의 다리들(40)을 가진다. 도 9의 좌측에 도시된 다리(40)는 위에서 설명된(도 8에 도시) 분리된 접촉 핀(46′) 또는 통합된 접촉 요소(46; 특히 도 2 및 도 4에 도시)의 접촉-연결에 이용되고, 예를 들면 도 4로부터 관찰되듯이 나비형체(36)의 관련된 다리(40)가 이런 목적에 의해 수정되는 것은 가능하다. 접촉 핀은 모터 조립체의 통합된 성분인 것이 바람직하다.

나비형체(36)의 다른 다리(40)는 그것의 단부에서 경질 성분(16)의 횡단면이 장부 맞춤 형태(dovetail-like)인 운반부(69; carrying section)에 의해 눌려지는 나비형체(36)에 의해 플러그인 부분(68)을 제공하고(도 9의 우측에 확대된 상세도를 도시), 이런 결과로 나비형체(36)는 칫솔 몸체에 고정된다. 나비형체의 플러그인 부분의 치아 형태의 돌출부들은 경질 성분에 의해 형성된 운반체 부분으로 고정된다. 나비형체(36)의 플러그인 부분(68)은 이전에 기술된 스프링 부분(66)에 의해 배터리(24)의 하나의 폴의 접촉-연결에 인접한다.

스위치 박막(30)에 형성된 스위치 돌출부(31)들에 의해 작동되는 다리들(40)에 의해, 칫솔의 온/오프를 교환하기 위해서, 나비형체(36)가 두 개의 형태적으로 안정한 상태들(two dimensionally stable states) 사이에서 변화되는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 9에 도시된 온 상태에서 시작하면, 도 9의 우측편의 다리(40)의 작동은 접합 부분(38)을 아래쪽으로 움직이고, 이런 결과로 나비형체(36)의 깊이는 일정한 압력에 의해 갑자기 변하고 그리고 이에 따라서 도 9의 좌측편의 다리(40)는 위로 튀어오르고 그리고 이에 따라 접촉 핀(46′또는 46)과의 접촉을 깨뜨린다. 칫솔의 스위치를 켜기 위해, 도 9의 좌측편의 다리(40)의 작동은 동일하게 적용된다. 나비형체(36)의 갑작스런 전환(changeover)은 도 9의 우측편의 다리(40)에 평행하고 그리고 다른 다리(40)에 연결되는 암들(67; arms)에 의해 보조된다. 동일한 이유로, 램프는 나비형체의 아래의 운반체 부분의 연장에 경질 성분에 의해 부가적으로 형성된다(도 9에 도시되지 않음).

도 9의 우측에 도시된 확대된 상세도는 특히 접촉 핀(46′)에 의해 형성된 짧은 전기선(42)의 자유 단부와 나비형체(36)의 다리(40) 사이의 전기 연결을 도시한다. 접촉 핀(46′)을 지나서 헤드까지 안내되는 긴 전기선(44)을 보는 것은 또한 가능하다.

도 10은 칫솔 몸체의 후방 단부의 측면도 및 평면도를 도시한다. 우측에 도시된 평면도는 특히 Ｕ형태의 접촉 클립(48)에 제공된 홈(58)의 위치를 도시하고, 반면 좌측에 도시된 측면도는 홈(58) 안으로 삽입된 접촉 클립(48)에 의해, 긴 전기선(44)의 자유 단부와 여기에 도시되지 않는 커버(70)의 접촉부(72)(도 6에 도시) 사이의 전기 연결이 어떻게 형성되는지 도시한다.

커버(70)의 접촉부(72)는 바람직하게는 배터리(24)와의 접촉-연결을 위해 커버에 대해서 튀어오르는 접촉 헤드(73), 그리고 원통형 운반부(71; 도 13에 도시) 끝에서 방사상으로 돌출하고, 접촉부(72)를 지지하는 접촉 플렌지(74; contact tongue)를 포함한다. 접촉 플렌지(74)는 한편으로는 접촉 플렌지(74)가 Ｕ형태의 클립(48)의 다리들의 뒤에 맞물린다는 점에서 접촉 클립(48)의 접촉-연결을 돕고 그리고 다른 한편으로는 칫솔 몸체의 커버를 베이오넷 폐쇄 방식으로 잠그는 것을 돕는다. 접촉 헤드 및 접촉 플렌지를 포함하는 접촉부는 한 부품으로 형성되고 그리고 금속, 바람직하게는 스프링 강으로 구성되는 것이 바람직하다. 접촉 헤드가 오직 한정된 스프링 왕복만을 수행하는 방법으로 접촉부는 커버에서 천공된다. 특정의 허용된 스프링 왕복 이후에, 배터리는 커버에 기댄다. 따라서, 나비형체의 경우에, 만약 비교적 높은 높이에서 브러시가 떨어지면 스프링 헤드가 과도하게 변형되는 가능성을 방지하는 스프링 왕복의 제한이 여기에 또한 존재한다.

분리된 접촉 핀(46′; 도 8 및 도 9에 도시) 및 분리된 접촉 클립(48) 양자에 의해서, 필수 전기 연결들은 이에 따라서 납땜 결합 없이 형성되고, 이는 본 발명에 따른 칫솔의 생산 방법을 상당한 정도로 단순화한다.

도 11은 본 발명의 방법에 의해 생산된 본 발명에 따른 칫솔의 바람직한 설계의 다양한 관점들을 도시한다. 위쪽의 후방 관점에서, 이미 설계된 형상은 별개로 하고, 연질 성분(18)의 사출 성형에 의해 형성된 기능 부분들(60)은 특히 본 발명에 따른 칫솔의 진동 감쇠를 돕고 그리고/또는 만족스런 그립(grip)을 보장한다. 도시된 실시형태에서, 손 및/또는 손가락의 받침 부분에 제공되는 기능 부분들(60)은 헤드부(14)와 목 부분(12) 사이의 트랜지션 부분의 후방(ⅰ)에, 진동-감쇠 부분(32)과 스위치 부분(30) 사이의 중간 부분과 동일한 위치의 핸들부(12; ⅱ)에, 그리고 핸들부(10)의 후방 단부 부분(ⅲ)에 위치된다. 부가의 기능 부분(60)은 정면의 두 개의 스위치 포인트들(switching points)을 감싼다.

또한 도 11에 도시되는 것은 연질 성분과 더불어 경질 성분에 의해 핸들부(10)와 목 부분(12) 사이의 트랜지션 부분에 형성된 진동-감쇠 부분(32)이고, 이 실시예에서 진동-감쇠 부분은 격자 형태의 기하를 가지도록 설계되는 것이 바람직하다. 특히 우수한 비틀림(torsional), 유연성 및 감쇠 특성들은 이러한 구성에 의해 획득될 수 있다.

하부의 평면도는 특히 사출 성형된 연질 성분에 의해 형성되고, 칫솔의 온(스위치 포인트(86))/오프(스위치 포인트(88)) 교환용의 두 개의 스위치 포인트들(86, 88)을 가지는 스위치 부분(30)을 도시한다.

도 11의 실시예에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 칫솔은 비록 전기적으로 작동되는 칫솔일지라도, 어떤 파괴되는 두꺼운 부분들(disruptive thickened portions) 및 보기 흉한 부분들(awkward regions) 없이 만족스럽고 그리고 세련된 방식으로 형성된다. 특히, 본 발명에 따른 칫솔은 핸들부에 대해서 점진적으로 가늘어지고 그리고 미학의 관점에서 특히 매력적인 휘어진 목 부분(12)을 제공한다. 이런 점진적으로 가늘어지는 설계는 본 발명에 따른 생산 방법에 의해 가능하고, 이것 없이는 칫솔의 생산에 요구되는 경비 및 상당한 시간에 대해 승인되어야 한다.

도 12ａ 및 도 12ｂ 각각은 상술된 전형적인 실시형태에서 연질 성분(18; 도 2에 도시)의 사출 성형 이전에 미리 사출 성형된 경질 성분(16)에 배치되는 미리 제조된 서브어셈블리(82)를 도시한다. 이 경우에, 도 12ａ는 짧은 전기선(42)의 자유 단부에 접촉 핀이 설비되지 않는 변형예, 즉, 위에서 설명된 분리된 접촉 핀(46′)과 연계하여 사용되는 변형예를 도시하고, 한편 도 12ｂ는 도 2 내지 도 7에 도시된 전기선(42)에 납땜 결합된 접촉 핀(46)을 가지는 변형예를 도시한다.

도 12ｃ는 캡슐화 이전에 완전하게 구성된 모터 조립체(82)의 부가의 실시예를 도시한다. 편심기 및 모터들은 커버(23′)에 의해 폐쇄되는 보호 슬리브(23)에 배치된다. 선들(42, 44)은 커버(23′)의 틈들을 통해 외부에 다다른다. 접촉 핀(46′)은 짧은 선(42)에 특히 납땜 결합으로 견고하게 연결된다. 긴 선(44)은 접촉 클립(48)에 특히 납땜 결합으로 견고하게 연결된다. 도 12ｄ는 방향(Ａ)에서 모터 조립체의 측면도를 도시한다.

양쪽 모두의 경우에서, 진동 장치(22)는 편심기(21) 및 모터(20)가 배치되고 그리고 일단 상기 기능 요소들이 삽입되면 수지로 채워지고 또는 선택적으로 커버로 폐쇄되는 보호 슬리브(23)를 포함한다.

도 13의 상부에 커버(70)에 의해 폐쇄된 상태의 본 발명에 따른 칫솔이 도시되고, 한편 하부에는 커버(70)에 의해 폐쇄되기 이전의 본 발명에 따른 칫솔이 도시된다.

도 10과 연계하여 이전에 기술되고, 도시된 전형적인 실시형태에서, 커버(70)는 칫솔 몸체에서 베이오넷 폐쇄에 의해 잠겨진다. 칫솔을 폐쇄하기 위해서, 커버(70)는 칫솔 몸체에 대해서 커버(70)의 접촉부(72)의 접촉 플랜지(74)가 Ｕ형태의 접촉 클립(48)의 다리들에 대해 기울어지는 각도로 위치되고, 커버(70)의 원통형 운반부(71)에 대해 서로 반대편의 위치에서 방사상 돌출하는 접촉 플랜지(74)는 다리들을 지나서 칫솔 몸체 안으로 삽입되고, 그리고 접촉 헤드(73)는 배터리(24)의 후방 폴에 접촉된다. 그 후 칫솔 몸체에 대해서 예를 들면 (후방에서 보았을 때) 시계 방향으로 90°로 회전되는 커버(70)에 의해, 접촉 플랜지(74)는 두 개의 방사상 돌출하는 단부 부분들을 지나서 Ｕ형태의 접촉 클립(48)의 다리들 뒤에 맞물린다. 결과적으로, 한편으로는 커버(70)는 안전하게 잠기고 그리고 다른 한편으로는 접촉 플렌지(74)와 접촉 클립(48) 사이에 그리고 긴 전기선(44), 접촉 헤드(73) 및 배터리(24) 사이에 전기 접촉이 형성된다. 나비형체 및 접촉부 그리고 보호 립의 스프링 요소들은 커버의 폐쇄 또는 개방을 위한 조절 가능한 폐쇄 힘을 제공한다.

도 20에 도시된 바와 같이, 커버(70)를 더 잘 고정시키고 그리고 칫솔의 핸들 단부의 공동을 더 잘 밀봉시키기 위해서, 커버(70)의 대응하는 그루브(102)에 맞물리는 원형 링(100)은 경질 성분으로 성형 될 수 있다. 향상된 밀봉을 위해, 이 그루브(102)는 Ｏ-링을 포함할 수 있다. 간소화된 개방 및 폐쇄를 위해, 커버(70)는 그것의 외측 활주면에 돌출부들, 리브들 또는 홈들을 가질 수 있다(도시되지 않음). 이들은 회전 동안에 미끄러짐을 방지한다.

도 14는 본 발명에 따른 칫솔의 부가의 실시형태를 도시하고, 이 경우에 제어 유닛(90)은 진동 장치(22)에 제공되고, 상기 제어 유닛은 경질 성분의 사출 성형 이후에 경질 성분의 수용부(97)에 배치되고 그리고 그 후 연질 성분에 의해 캡슐화되거나 또는 전체적으로 덮여진다.

제어 유닛(90)은 특히 두 개의 배터리들(24), 예를 들면 상업상 유용한 버튼 전지들(button cells), 통합 회로(92) 그리고 스위치(91)가 배치되는 운반체(93)를 포함하는 인쇄 회로 기판으로 설계되고, 이는 또한 개별적으로 확대된 비율로 도 14에 도시된다.

도시된 바람직한 변형예에서, 스위치(91)는 펄스 스위치(pulse switch)이고, 그에 의해서 못 형태의(spike-like) 스위치 요소(95)의 뾰족한 전기 전도성 단부가 운반체의 전기 전도성 접촉쌍(94; mating contact) 또는 인쇄 회로 기판(93)과 자유롭게 접촉할 때마다 스위치 작업은 시동된다.

스위치 작업은 스위치 요소(95)가 고정되고 그리고 운반체(93)에 설비되는 전기 전도성의 변형가능한 마운트(98; deformable mount)가 아래로 압박되는 것에 의해 시동된다.

연질 성분의 사출 성형 동안에, 스위치(91)는 스위치 요소(95)를 감싸는 마운트(98) 내의 공간도 또한 연질 성분의 플라스틱 재료로 채워지도록 설계된다. 결과적으로, 스위치 요소(95)의 자유 접촉 단부와 접촉쌍(94) 사이의 간격은 플라스틱으로 채워지고, 상기 간격은 스위치(91)의 교체 거리(switching distance)에 대응한다. 스위치(91)가 처음으로 작동될 때, 이 재료는 접촉 못(95; contact spike)에 의해 관통되고 그리고 첫 번째 스위치 작업은 시동된다. 스위치 요소(95)는 연질 성분의 탄성력 때문에 자동으로 복구되고, 즉 연질 성분의 복원력의 반대 방향으로 발생하는 스위치 작업을 시동시키기 위해 스위치 요소(95)는 마운트(98)에 의해 아래로 압박된다.

이전에 기술된 진동 장치에 대응하는 구성을 가지는 진동 장치(22)는 제어 유닛(90)에 공급선(96)을 통해 연결된다. 통합 회로(92)는 다른 제어 기능들의 폭 넓은 범위를 인식하기 위해서 설계될 것이다. 이에 따라서 예를 들면, 스위치(91)에 의해 연속하는 스위치 작업들을 시동시키는 활동이 진동 장치(22)의 온/오프를 선택적으로 교체하는 것을 제공하는 것이 가능하다. 예를 들면 스위치(91)의 단일 작동에 의해 진동 장치(22)가 가동되는 것 그리고 스위치(91)가 다시 가동됨이 없이 소정 길이의 시간 이후에 회로(92)가 진동 장치(22)가 자동으로 종료되는 것을 보장하는 것은 선택적으로 제공된다.

선택적인 구성에서, 배터리들(24)이 개별적으로 제어 유닛(90)에 배치되고 그리고 예를 들면 핸들부의 후방에 위치되며 그리고 부가의 공급선들에 의해 제어 유닛에 연결되는 것은 가능하다.

도 14와 관련하여 위에서 기술된 칫솔들은 일단 배터리들(24)이 다 소모되면 처분되는 일회용 칫솔들로 설계되는 것이 바람직하다. 칫솔이 제거 가능한 커버 부분으로 구성되는 것은 선택적으로 가능하고, 이것에 의해서 배터리들(24)은 접근하기 용이하고 그리고 이런 방법으로 칫솔을 더욱 자주 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 교환될 수 있다.

도 14에 도시된 실시형태에서, 스위치(91)를 작동시키기 위한 스위치 부분(30)은 칫솔의 엄지 손가락 받침 부분에 제공된다. 선택적인 변형예에서, 스위치 부분이 칫솔의 후방 단부 부분에 배치되고 그리고 예를 들면 칫솔 몸체의 후방 단부 부분 또는 커버(70)에 통합되는 것이 또한 가능하다. 본 발명에 따라 커버(70)가 회전식 스위치로 설계되고 그리고 스위치 작업을 가동시키기 위해 칫솔 몸체에 대해 소정의 각 범위를 통해 회전되는 것은 더 가능하다.

부가의 선택적인 구성에서, 도 14에 따른 실시형태와 대조적으로, 진동 장치(22)는 제어 유닛(90)의 운반체(93)에 직접 설비될 수 있다. 이 구성은 한편으로는 핸들부에 진동을 또한 야기할 수 있고, 그러나 다른 한편으로는 진동 장치(22)와 제어 유닛(90) 사이의 공급선들을 제거할 수 있어 유리하다.

도 14에 따라 진동 장치(22)가 칫솔 헤드의 근처에 위치되고, 진동-감쇠 부분(32)은 칫솔의 핸들부의 진동을 방지하는 것이 바람직하다.

도 15에 도시되는 본 발명에 따른 칫솔의 부가의 선택적인 실시형태는 도 14의 실시형태와 근본적으로 일치하고, 단 하나의 차이점은 진동 장치(22) 대신에 다 른 기능 요소, 즉 ＬＥＤ 또는 백열전구(lightbulb) 형태의 조명 장치(22′)가 제어 유닛(90)에 연결되는 것이다. 도 15에 따른 조명 장치(22′)가 단지 부가의 기능 유닛의 바람직한 실시예를 구성하는 것은 여기서 명백하게 지시되어야 하고, 그리고 각자 희망하는 사용 목적에 대해 설계된 센서 형태의 기능 유닛을 제공하는 것은 선택적으로 또한 가능하다.

연질 성분에 의해 캡슐화되는 광원(22′; light source)은 요구되는 바와 같이 가동 및 종료될 수 있고 가동된 상태에서 지속적으로 활동하고 그리고 구강(oral cavity)을 비추는 광원일 수 있다. 광원(22′)은 선택적으로 예를 들면 2분의 기간 동안 가동된 이후에 섬광을 일으키고 그리고 그 후 자동으로 종료되는 타이머로서 사용될 수 있다. 사용자에게 칫솔의 사용기간이 끝나는 것을 알려주는 지시기로 사용되는 선택적인 또는 부가의 기능은, 예를 들면 소정의 스위치 온 작업의 횟수, 예를 들면 200회 이후에, 광원(22′)은 더 이상 밝아지지 않고, 그리고 다른 섬광 빈도로 작동되고 또는 지속적으로 조명되는 것으로 광원(22′)에 존재하고, 즉 사용기간의 종료는 표준 작업 상태와 다른 상태에서 작동하는 광원(22′)에 의해 지시된다.

도 14에 따른 실시형태의 경우에, 모든 전기 성분들은 칫솔의 기본 몸체를 형성하는 경질 성분의 사출 성형 이후에, 고정 수단에 의해 기본 몸체에 고정되는 운반체(93)에 연결된다.

도 15와 대조적으로, 광원(22′)은 운반체(93)에 바로 설비될 수 있다. 스위치 요소(95)의 자유 단부와 접촉쌍(94) 사이의 틈새(gap)는 5㎜ 이하인 것이 바 람직하고, 상기 틈새는 스위치 요소(95)에 대한 교체 거리를 구성한다. 스위치 요소(95)를 제공하고 그리고 금속, 예를 들면 스프링 강, 황동 또는 구리로 제조되는 것이 바람직한 마운트(98)는 사출 압력에 의한 변형을 방지하기 위해 적어도 0.5㎜의 재료 두께를 가지는 것이 바람직하다.

배터리들(24)은 운반체 판(93)에 사출 용접(injection welding)에 의해 고정되는 것이 바람직하고, 그런 결과에 의해 연질 성분의 사출 성형 동안에, 배터리들(24)과 운반체 판(93) 사이의 전기 접촉은 확실하게 유지되는 것이 바람직하다. 각각의 경우에 요구되는 전압(power/voltage) 값들에 종속되어, 하나 이상의 배터리들(24)이 병렬로 또는 연속하여 설비되는 것이 가능하다.

탄력있는 또는 유연한 재료로 형성되는 연질 성분의 사출 성형 동안에 열 및 압력에 대항하여 보호되기 위해, 통합 회로(92)는 수지의 층에 의해 덮여지는 것이 바람직하다.

위에서 기술된 제어 유닛(90)은 도 14에 도시된 실시형태의 제어 유닛(90)에 대하여 대응하여 적용되고 그리고 광원(22′) 대신에 진동 장치(22)를 포함한다.

만약 광원(22′)이 기능 유닛으로서 사용되면, 투명한 또는 반투명한 탄력있는 또는 유연한 재료가 연질 성분으로 사용되는 것이 바람직하고, 이 재료는 방사원(22′; radiation source)에 의해 가능한 한 방해(obstruction) 없이 통과하도록 방출되는 방사(radiation)를 허용한다.

도 14 및 도 15에 도시된 본 발명에 따른 두 개의 칫솔들 사이의 하나의 차 이점을 비교하면, 진동 장치(22)를 가지는 변형예의 경우에 칫솔의 핸들부와 목 부분 사이의 트랜지션 부분에 제공되는 진동-감쇠 부분(32)을 광원(22′)을 가지는 변형예는 구성하지 않는 것이다.

도 16은 본 발명에 따른 자동제어된 칫솔의 대량 생산에 사용되는 배치대(84)의 실시예를 도시한다. 이 배치대(84)에 의해서, 서브어셈블리(82)가 기계에 의해 배치대(84)에 제공되는 저기압(depression)으로부터 용이하게 이동될 수 있는 것과 같이, 미리 제조된 서브어셈블리(82; 특히 도 12b에 도시)는 제공된다.

도 17은 본 발명에 따라 설계되는 칫솔의 본 발명에 따른 생산에 사용되고, 그것에 의해 자동제어된 대량의 조정 및 개개의 성분들 및 요소들의 조립/설비는 단지 개략적으로 도시된 조립체 설비의 평면도를 도시한다. 여기서 회전 테이블 및 이동-설비 장치(transfer-installation arrangement)를 제공하는 것은 가능하다. 칫솔 몸체의 경질 성분 및/또는 연질 성분을 사출 성형하기 위한 수직 서브어셈블리들(vertical subassemblies)을 제공하는 두 개 이상의 사출 성형 기기들이 사용되는 것이 바람직하다.

바람직한 구성에서, 하나 또는 두 개의 회전 테이블 및/또는 이동-설비 장치들은 제공되고, 한편 사출 성형에 요구되는 사이클 타임(cycle time)이 회전 테이블 및/또는 이동-설비 장치의 사이클 타임보다 더 길기 때문에, 사출 성형 기기들(4, 6 또는 8)이 제공된다.

도 17에 따른 생산 단계들은 미리 조립된 접촉 핀(46) 대신에 사용되는 분리된 접촉 핀(46′)은 별개로 하고, 도 1 내지 도 8에서 명기된 생산 단계 번호에 일 치하는 번호를 여기서 또한 사용하고, 이는:

1. 경질 성분(16)의 사출 성형

2. 미리 제조된 서브어셈블리(82)를 경질 성분(16)에 배치

2.1 접촉 핀(46′)을 압박

3. 연질 성분(18)의 사출 성형

4. 스위치 요소(36; 나비형체)를 설비

4.1 성능 실험의 수행

5. 배터리(24)를 설비

5.1 폐쇄 커버(70)를 미리 조립

6. 폐쇄 커버(70)를 설비

7. 미리 제조된 브러시 헤드(76)를 설비

8. 포장

도 17에 관련되어 기술된 절차와 대조적으로, 특히 현재의 칫솔 구성에 종속되어, 다른 순서의 생산 단계들을 제공하는 것은 또한 가능하다. 게다가, 이 생산 단계들의 몇몇, 특히 도 14 및 도 15에 관련되어 기술된 일회용 변형예의 경우에서, 예를 들면 상술된 배터리의 삽입 단계(5)를 제거하는 것은 가능하다.

도 18a 내지 18d는 본 발명에 따른 칫솔의 부가의 변형예들 또는 조명 장치(22′)를 가지는 그것의 헤드부를 도시한다. 칫솔의 구조 및 기능은 도 15의 실시예에 일치하고, 조명 수단(118; 예를 들면 ＬＥＤ 또는 백열전구)은 헤드부(14)에 배치되는 차이점을 가진다. 조명 수단(118)의 배치 및 연질 및 경질 성분들의 광학 특성 그리고 칫솔모들의 임의성은 빛의 다양한 분포를 달성할 수 있도록 다양할 수 있다. 광학 기능 요소는 그것의 광 방향이 칫솔모 헤드(14)로부터 45°와 90°사이에서 방사하고 그리고 대략 칫솔모-커버 표면의 무게중심에 놓여지는 방법으로 배치되는 것이 바람직하다. 만약 다수의 광학 요소들(118)이 사용된다면, 그들은 또한 칫솔모 헤드 구역이 고르게 조명되는 방법으로 분배되는 것이 바람직하다.

도 18a 및 확대된 도 18b에서 보여지는 실시예의 경우에, 경질 성분(16) 및 연질 성분(18)은 매우 불투명하고(opaque), 그러나 칫솔모 운반체(120) 및 칫솔모들(80)은 적어도 부분적으로 투명하다. 조명 수단(118)은 바람직하게는 2㎜ 이하의 간격으로 칫솔모 운반체(120)의 바로 밑의 공동(126)에 위치된다. 결과적으로 조명의 고른 분배는 달성된다.

ＡＦＴ(Anchor Free Tufting) 공정에 의해 생산된 칫솔모 헤드는 특히 적합하다. 이 경우에, 개개의 칫솔모들 또는 칫솔모들의 다발들(tufts)은 칫솔모 운반체의 구멍들을 통해 인도되고 그리고 칫솔모 운반체의 안에서 용융 결합된다. 칫솔모 용해물(122; bristle melt)은 칫솔모 팁들(124; bristle tips)에 빛을 고르게 분배하고, 따라서 칫솔모들은 광통로 기능을 수행한다. 선택적으로 현재의 유연한 세척 요소들(132)은 마찬가지로 빛을 안내하는 것에 이용될 수 있다.

도 18c는 조명 수단(118)이 부가적으로 헤드부(14)의 후면(15)으로 방사하는 칫솔을 도시한다. 이 경우에, 조명 수단(118)은 유연한 성분(18)에 의해 오직 부분적으로 캡슐화된다. 칫솔모 헤드 후면의 투명한 개방부(128)는 잇몸(gums) 및 구강에 빛을 가하기 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 광원은 치료되는 위치에 바로 배치될 수 있다. 따라서 빛은 구강 내에서 그것의 완전한 광학 효과로 활동한다. 탄력있는 연질 성분은 칫솔모 운반체(120) 밑의 공동(126) 및 개방부(128)를 밀봉한다.

도 18d의 실시예의 경우에, 칫솔모 헤드(15)의 후면의 조명 수단(118)은 오직 유연한 재료(18)의 얇은 층으로 코팅된다. 그러므로 이 방향으로 방사되는 빛은 적어도 부분적으로 투명한 연질 성분(18)의 색채를 가진다.

도 18c 및 18d에 따른 칫솔들의 경우에, 칫솔모들은 교환 가능한 헤드(해칭되지 않은 부분)에 관련된다.

광학 기능 유닛들을 가지는 칫솔의 사용은 예를 들면, 항균성 효과, 광선 요법(light therapy) 또는 아구창 치료(combating of aphthae) 등의 가능성을 갖는다. 특히 광선 요법의 사용에 있어서, 그들의 색채를 변화할 수 있는 광학 기능 요소들이 사용될 것이다. 게다가, 특히 색채를 가지는 발광 또는 섬광에 의해 아이들이 양치질을 재미있게 하는 칫솔을 생산하는 것은 또한 가능하다. 후자의 형상에서, 하기에서 더 기술되는, 예를 들면 세척 운동이 수행될 때에만 오직 섬광이 발생하는 센서를 가지는 결합이 또한 고려될 수 있다.

만약 분리되어 생산된 칫솔모 운반체(120)가 사용되면, 그것의 경질 성분은 적어도 부분적으로 투명해야 한다. 적절한 색채를 조절하기 위해, 다른 색채들의 다른 칫솔 헤드들은 동일한, 특히 흰색 광원으로 생산될 수 있다.

칫솔모 헤드 위의 투명한 또는 반투명한 탄력적인 구성물들(132) 또는 세척 요소들은 빛을 광학 요소에서 사용될 장소까지 안내하는 것으로 사용될 수 있다.

도 19는 수동으로 작동되는 스위치(여기에 도시되지 않음) 대신에 또는 그것에 더하여, 특히 과압(overpressure) 센서로 사용될 수 있는 동작 또는 압력 센서(106)를 장비하는 칫솔의 실시예를 도시한다. 센서(106)는 목 부분(12)과 핸들부(10) 사이에 위치되고, 조명 수단 또는 음향 요소(114)의 에너지 공급을 차단 또는 확립할 수 있고, 그리고 그에 따라서 상술된 스위치 요소(36)를 대신한다. 센서(106)는 공급 선(42, 44)에 각각 연결된 접촉 팁(110) 및 접촉 판(108)을 포함한다. 접촉 요소들(108, 110) 양자는 서로에 대해 이동 가능하고 그리고 경질 성분(16) 안으로 한 점으로 돌출하고 그리고 접촉 팁(110)이 파고드는 탄력있는 재료 부분(116)에 의해 서로 분리된다. 칫솔모 헤드(14)에 강한 압력이 존재할 때, 목 부분(12)은 핸들부(10)에 대해서 구부러지고, 그리고 접촉 팁(110)은 탄력있는 재료 부분(116)을 통해 관통하고, 이에 따라서 전기 전도성 연결은 확립되고 그리고 회로는 닫힌다. 따라서 음향 요소(114)는 목 부분이 특정한 임계 굽힘을 느끼면 소리를 낸다. 여기서 선(44)은 운반체(93)에 바로 연결된다. 이 구성의 변형예에서, 스위치는 칫솔에 대한 칫솔 헤드의 접촉 압력에 대해 과압 센서로 사용된다. 음향 요소(114)는 여기서 캡슐화되는 것이 아니라 나비형체 및 배터리와 같이 연질 성분의 사출 성형 이후에 장착된다.

또한, 스프링(66)의 과도한 연장을 방지하기 위해, 배터리(24)를 위한 정지부(stop)를 형성하는 상술된 부가의 요소들(130)은 도 19에 도시된다.

본 발명에 따르면 몸체 내의 적어도 일 부분에 배치되고 그리고 전기로 작동 되는 기능 유닛 및 에너지 저장소를 가지고 그리고 기능 유닛에 제공되는 전기 공급 장치를 포함하는 기능 요소들을 구비하는 칫솔을 제조할 수 있다.

Claims

핸들부(10), 헤드부(14) 그리고 상기 핸들부(10)와 상기 헤드부(14) 사이에 위치되는 목 부분(12)을 포함하는 몸체(16, 18)를 구비하고, 그리고 상기 몸체(16, 18) 내의 적어도 일 부분에 배치되고 그리고 전기로 작동되는 기능 유닛(22, 22′), 및 에너지 저장소(24)를 가지고 그리고 상기 기능 유닛(22, 22′)에 제공되는 전기 공급 장치(26)를 포함하는 기능 요소들을 구비하는 칫솔의 제조 방법에 있어서,

- 상기 몸체는 강화재로서 사용되는 적어도 하나의 경질 성분(16), 그리고 적어도 하나의 연질 성분(18)으로 사출 성형에 의해 제조되고, 그리고

- 상기 몸체(16, 18)의 제조 동안에, 상기 기능 요소들의 적어도 몇몇은 연질 성분(18)을 형성하는 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화되며,

상기 기능 요소들은 경질 성분(16)과 연질 성분(18) 사이의 경계부에 배치되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
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제1항에 있어서, 캡슐화된 기능 유닛은 상기 헤드부(14)에 진동을 형성하고 그리고 전기 구동 장치(20)를 가지는 진동 장치(22)인 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 캡슐화된 기능 유닛은 적어도 하나의 광원인 LED를 가지는 조명 장치(22′)인 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 우선 경질 성분(16)은 상기 기능 요소들 없이 사출 성형되고 그리고 그 후 적어도 몇몇의 기능 요소들은 상기 경질 성분(16)에 위치 및 고정되고, 상기 경질 성분(16) 및 상기 기능 요소들을 포함하는 유닛은 적어도 하나의 부가의 연질 성분(18)에 의해 적어도 일 부분에서 뒤이어 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 경질 성분(16)의 사출 성형 이전에, 적어도 몇몇의 기능 요소들은 사출 금형에 위치되고, 그리고 그 후 상기 경질 성분(16)에 의해 캡슐화되고, 상기 경질 성분(16) 및 캡슐화된 기능 요소들을 포함하는 유닛은 적어도 하나의 부가의 연질 성분(18)에 의해 뒤이어 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 경질 및 연질 성분(16, 18)의 경우에, 우선 제 1단계에서, 기능 요소들은 낮은 사출 압력으로 덮여지고 그리고 그 후 적어도 하나의 부가의 단계에서, 경질 및 연질 성분(16, 18)은 높은 사출 압력으로 완성되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 적어도 몇몇의 기능 요소들은 이전에 사출 성형된 플라스틱 성분으로 이루어진 경질 성분(16)에 배치되고, 이러한 기능 요소들의 적어도 특정 부분은 부가의 플라스틱 성분으로 이루어진 사출 성형되는 연질 성분(18)의 흐름의 방향에 관하여, 상기 경질 성분(16)의 적어도 하나의 보호 부분에 인접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 기능 요소 또는 상기 몸체(16, 18) 길이 부분에 걸쳐 연장하는 상기 기능 요소들의 서브어셈블리는 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 경질 성분(16)은 사출 성형 동안에 하나 이상의 전기 선들(42, 44)을 위한 지지부 또는 고정부(34)를 제공하는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 부가의 연질 성분(18)의 사출 성형 이전에, 적어도 하나의 경질 성분(16) 및 캡슐화된 기능 요소들을 포함하는 유닛은 기능 요소들 사이의 전기 접속을 형성하기 위한 접촉 요소로 이루어진 캡슐화된 적어도 하나의 부가의 기능 요소들(46, 46′, 48)에 고정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 경질 성분(16)의 적어도 하나의 공동(29)에서, 다음 단계에서 삽입되는 하나 이상의 기능 요소들을 위해 제공되는 상기 공동은 부가의 연질 성분(18)에 대해, 경질 성분(16)에 의해 캡슐화되고 그리고/또는 적어도 하나의 부가의 연질 성분(18)에 의해 캡슐화되는 적어도 하나의 기능 요소(46, 46′)에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 스위치 요소(36)를 작동시키기 위해, 연질 성분(18)은 이전에 사출 성형된 경질 성분(16)의 공동(28) 안으로 압박 가능한 작동 부분(30)인 칫솔의 온/오프 교환용 스위치 요소를 작동하기 위한 스위치 부분을 사출 성형에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제1항에 있어서, 목 부분(12)에 또는 목 부분(12)과 핸들부(10) 사이의 트랜지션에 위치되는 몸체의 진동-감쇠부(32)는 사출 성형된 적어도 두 개의 다른 경질 및 연질 성분(16, 18)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
제14항에 있어서, 진동-감쇠부(32)를 형성하기 위해, 우선 경질 성분(16)의 사출 성형 동안에, 경질 성분은 홈들(34)의 패턴을 형성하고 그리고 그 후, 적어도 하나의 부가의 연질 성분(18)의 사출 성형 동안에, 홈들(34)은 연질 성분으로 채워지는 것을 특징으로 하는 칫솔 제조 방법.
핸들부(10), 헤드부(14) 그리고 핸들부(10)와 헤드부(14) 사이에 위치되는 목 부분(12)을 포함하는 몸체(16, 18)를 구비하고, 그리고 몸체(16, 18) 내의 적어도 일 부분에 배치되고 그리고 전기로 작동되는 기능 유닛(22, 22′) 및 에너지 저장소(24)를 가지고 그리고 상기 기능 유닛(22, 22′)에 제공되는 전기 공급 장치(26)를 포함하는 기능 요소들을 구비하는 칫솔에 있어서, 몸체는 사출 성형에 의해 제조되고 그리고 강화재로서 사용되는 적어도 하나의 경질 성분(16), 사출 성형에 의해 제조된 적어도 하나의 연질 성분(18), 그리고 연질 성분(18)을 형성하는 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화되는 적어도 몇몇의 기능 요소들을 포함하며,

상기 기능 요소들은 경질 성분(16)과 연질 성분(18) 사이의 경계부에 배치되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
제16항에 있어서, 한편으로는 헤드부(14) 또는 목 부분(12)에 배치된 기능 유닛(22)과 다른 한편으로는 핸들부(10)에 배치된 에너지 저장소(24) 사이의 전기 접속은 두 개의 안정한 상태를 갖는 스위치 요소(36)에 의해 생성되거나 단절되고, 상기 스위치 요소는 접합 부분(38)의 양쪽 대향측에 위치된 두 개의 다리들(40)의 작동에 의해 두 개의 형태적으로 안정한 상태들 사이에서 변화가능한 것을 특징으로 하는 칫솔.
제16항 또는 제17항에 있어서, 제1항 및 제3항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 칫솔.