KR101242379B1 - 전동 칫솔 및 전동 칫솔 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 세정 헤드, 핸드피스, 및 세정 헤드와 핸드피스 사이에 배치되는 목부를 구비하는 전동 칫솔에 관한 것으로, 핸드피스는 듀티 스위치를 갖는 하우징, 에너지 공급원, 구동 유닛, 제어 장치 및 광원을 포함한다. 광원은 소정의 작동 상태의 달성시 제어 장치에 의해 작동가능하고, 광원은 듀티 스위치와 목부 사이에서 핸드피스의 상부 영역에 배치되며, 광원은 50 내지 2,500 ㎼/sr의 방사 강도 및/또는 20 내지 500 mcd의 광도를 갖는 광을 방출하도록 구성된다.

Description

전동 칫솔 및 전동 칫솔 제조 방법{Electric Toothbrush and Method of Manufacturing an Electric Toothbrush}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 전동 칫솔과, 이러한 칫솔을 제조하는 방법에 관한 것이다. 전동 칫솔은 칫솔의 소정 작동 상태에 대해 사용자에게 알리도록 설계되는 광원을 핸드피스(handpiece)의 하우징 섹션 내에 흔히 구비한다. 예를 들어, 핸드피스 내의 저장 배터리의 충전 상태를 표시하기 위해 하우징 상의 LED를 점등시키는 것이 공지되어 있다.

국제특허 공개 WO 92/13499호는 핸드피스의 상부 영역에 광원을 구비하는 전동 칫솔을 개시한다. 이 경우에 광원은 전동 칫솔의 핸드피스의 하우징 내에 직접 체결되는 LED이다.

미국 특허 제6,954,961호는 핸드피스의 주변 주위로 조명을 하기 위해 복수의 LED를 사용하는, 처음에 언급된 유형의 전동 칫솔을 개시한다. 그러나, 이러한 개념은 그 기계적, 전기적 및 광학적 구현 면에서 실현하기 매우 어렵다. 미국 특허 제6,954,961호에 대한 변형예에서, 치아를 닦는 동안 소정의 인가력이 브러시 헤드에 가해질 때 광원이 작동되는 것이 알려져 있다.

브라운(Braun)사로부터, 치아를 닦는 동안 칫솔의 다양한 작동 상태 및 그 조작을 시각화하기 위해 외부 표시 장치를 구비하는 전동 칫솔이 또한 알려져 있다. 마찬가지로 이는 기호가 그 위에 나타나는 LCD를 제공하고, 치아를 닦는 동안 브러시 헤드의 소정의 인가 압력이 검출되자마자 발광 다이오드가 작동된다. 치아에 인가되는 브러시 헤드의 압력이 너무 높다는 것을 경고하기 위한 이들 장치는 사용자가 치태(plaque)를 제거하는 데 필요한 것보다 높은 인가 압력을 가하지 못하게 하도록 의도된다.

그러나, 상당한 전동 칫솔 사용자 군은 치아를 닦는 동안 편히 하기 위해 눈을 감은 상태에서 치아의 적어도 일부 영역을 닦는다. 치아를 닦는 동안 작동 상태를 표시하는 알려진 가능성은 눈을 감은 이러한 사용자 군에 의해 간과되는 것으로 나타났다. 유사하게는, 시각 장애를 갖는 사람도 인가 압력이 너무 높다는 것을 시각적으로 표시하는 이들 경고를 거의 인지할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 눈을 감은 상태에서도 치아를 닦는 동안 쉽게 인지될 수 있고 핸드피스 내에 방진 및 복잡하지 않은 방식으로 제공되는 시각적 디스플레이 장치를 포함하는 처음에 언급된 유형의 전동 칫솔을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 그러한 칫솔을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

전동 칫솔에 관한 이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징으로 달성된다. 50 내지 2,500 ㎼/sr의 방사 강도(radiant intensity) 및/또는 20 내지 500 mcd의 광도(luminous intensity)를 갖는 광을 방출하도록 광원을 구성함으로써, 핸드피스의 상부 영역에 위치된 광원이 눈을 감은 상태에서도 상기 칫솔로 치아를 닦는 동안 모든 통상의 취급 위치에서 작동될 때 여전히 명확하게 인지될 수 있는 것이 보장된다. 측정된 값은 LED의 광축 상에서 핸드피스에 인접하게 광원 위로 5 ㎝의 측정 거리와 관련된다(또한, 도 1 참조). 공지된 칫솔은 그 LED로 동일 측정 조건 하에서 2 내지 10 ㎼/sr의 눈부시지 않은 방사 강도 및 0.2 내지 6 mcd의 광도를 방출한다.

유리한 추가 태양에서, 광원은 (광의 임의의 가시 색을 갖고서) 150 내지 2,000 ㎼/sr의 방사 강도 및/또는 100 내지 450 mcd의 광도를 방출하도록 구성된다. 이들 값은 마찬가지로 방사 강도 및 광도에 대해 동일한 측정 위치와 관련된다. 광원의 그러한 구성은 눈을 감은 상태에서의 최적의 인지를 가능하게 한다.

다른 유리한 실시예에서, 광원, 특히 LED의 광축은 구동축, 특히 구동 샤프트 또는 구동 유닛과 바람직하게는 0° 내지 80°, 특히 30° 내지 60°, 또는 더욱 바람직하게는 40° 내지 50°의 예각을 형성한다. 따라서, 치아를 닦는 동안 대부분의 위치에서 사용자의 눈과 칫솔의 세정 헤드 단부를 향하는 조명 방향이 규정된다.

다른 실시예에서, LED 및 도광 요소가 광원으로서 제공된다. 특히, 하우징 상의 도광 요소와 상호 작용하도록 작동하는 단일 LED만을 제공하는 것은 여전히 핸드피스 주위의 비교적 큰 영역에서 광이 방사될 수 있게 하는 전기적으로 그리고 기계적으로 덜 복잡한 구성을 제공한다.

다른 유리한 실시예에서, 광원, 특히 LED는 듀티 스위치(duty switch) 반대 쪽의 하우징 측에 배치된다. 듀티 스위치 - 이는 일반적으로 온/오프 스위치 또는 푸시버튼 또는 전동 칫솔의 다양한 작동 모드가 작동될 수 있게 하는 사용자 제어부임 - 는 바람직하게는 브러시 헤드와 동일한 전동 칫솔 측에 배치된다. 대조적으로, LED 또는 광원은 반대측, 즉 브러시 헤드로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측에 배치된다. 한편으로 이는 마찬가지로 눈을 감은 상태에서의 광원의 작동의 더욱 우수한 인지를 보장하고, 다른 한편으로 그것은 또한 사용자가 거울 앞에서 눈을 뜬 상태로 자신의 치아를 닦는 경우에 더욱 우수한 인지를 허용한다.

다른 유리한 실시예에서, 도광 요소는 투명 또는 반투명 플라스틱 몸체를 포함하도록 구성된다. 도광 요소를 LED와 독립적으로 플라스틱 몸체로서 별개로 구성하는 것은 LED의 전기 리드(electric lead)가 진동하는 구동 유닛으로부터의 진동 영향에 덜 노출되도록 하는, 도광 요소와 LED에 대한 유리한 체결 옵션을 초래할 뿐만 아니라, 또한 핸드피스 상의 광원으로부터 넓은 입체각의 방사를 가능하게 하는 도광 요소 설계를 가능하게 한다.

다른 유리한 실시예에서, 도광 요소는 바람직하게는 U자형 또는 바나나 형상의 긴 만곡된 몸체를 포함하도록 구성된다. 도광 요소의 그러한 기하학적 형상은 도광 요소 내로의 광의 유리한 전달을 가능하게 하여, 상기 광이 핸드피스의 수 개의 측면으로부터 인지가능하도록 한다. 사용자의 얼굴 바로 근처에서 핸드피스를 사용할 때에도 단일 LED만을 사용하여 핸드피스의 수 개의 측면으로부터 광원을 검출할 수 있는 것이 바람직하며, 설령 이것이 도광 요소 없이 단일 LED만으로 달성될 수 없는 경우에도 그러하다.

다른 유리한 실시예에서, LED의 광학 외부 방사체는 부분적으로 내향 형상화된 윤곽을 갖는다. 그러한 외부 윤곽은 확산 방사 표면을 형성하며, 이 표면 상에서 LED로부터 방출된 광이 확산되고 광축을 따라서는 물론 측방향으로, 특히 광축에 수직한 방향으로 소정의 빔 각도로 방사된다. 이는 도광 요소의 그 측면으로의 더 효율적인 도입 및 조명을 가능하게 한다. 이러한 효과는 LED 바로 위의 그리고 그 광축의 연장부 내의 도광 요소 상의 영역이 이에 인접한 도광 요소의 영역보다 덜 반투명한 경우에 더욱 심화될 수 있다.

다른 유리한 실시예에서, LED는 핸드피스의 내부 모듈에 체결된다. 유리하게는, LED는 하우징에 직접 체결되지 않는다. 이와 같이 LED를 외부 하우징으로부터 분리되는 방식으로 체결하는 것은 LED를 핸드피스 상에 더욱 우수하게 장착할 수 있게 하고, 전동 칫솔 상에서 일반적으로 아주 강하게 진동하여 LED로부터 제어 장치/인쇄 회로 기판으로의 전기 접속 리드를 손상시키기 쉬운 구동 유닛으로부터의 진동에 관하여 상기 체결이 분리될 수 있게 한다.

다른 유리한 실시예에서, 내부 모듈은 제1 섀시 부품 및 제2 섀시 부품을 포함한다. 제1 섀시 부품은 에너지 공급원, 구동 유닛 및 제어 장치를 수용한다. 제2 섀시 부품은 LED 및 LED로의 전기 리드를 포함한다. 그러한 설계는 내부 모듈로의 제2 섀시 부품의 더욱 유연한 접속에 의해 LED에 대한 더욱 유연한 장착 배열을 가능하게 한다. 이는 LED로의 전기 리드가 구동 유닛의 진동에 의해 손상되지 않는 것과, 특히 LED 및 제어 장치에 대한 전기 리드의 접속점이 손상되지 않고 유지되는 것을 보장한다.

다른 유리한 실시예에서, 제2 섀시 부품은 제어 장치의 전기 인쇄 회로 기판에 기계적으로 그리고 전기적으로 접속가능하다. 바람직하게는, 제2 섀시 부품은 스냅 끼워맞춤(snap-fit) 또는 래칭(lathcing) 접속에 의해 제어 장치의 전기 인쇄 회로 기판에 직접 기계적으로 연결되며, 이때 LED의 전기 리드는 전기 접점에 아주 근접하여 전기 인쇄 회로 기판에 고정된다. 전기 접속은 LED의 상기 전기 리드를 전기 인쇄 회로 기판에 납땜함으로써 신뢰성 있게 이루어진다.

다른 유리한 실시예에서, LED는 제2 섀시 부품으로서 제공되는 플라스틱 사출 성형물에 체결된다. 플라스틱 사출 성형물은 예를 들어 POM 또는 몇몇 다른 경질 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 이러한 목적을 위해 연질 플라스틱 재료가 또한 제공될 수 있다. 플라스틱 사출 성형물은 LED 또는 전기 리드가 진동으로부터의 손상을 받지 않고도 섀시 부품 내로 도입될 수 있는 임의의 진동을 유연하게 흡수하는 가요성 섀시 부품을 형성한다.

다른 유리한 실시예에서, 제2 섀시 부품은 내부 모듈 상의 상부 제2 체결구로서 작동하도록 구동 유닛을 둘러싸는 환형 클립을 포함한다. 따라서, 섀시 부품은 바람직하게는 상부 영역에서 구동 샤프트 주위에 환형 방식으로 연결되는 것에 더하여 하부 영역에서 전기 인쇄 회로 기판에 스냅 끼워맞춤된다. 이는 하부 영역의 스냅 끼워맞춤 접속 없이 또는 전기 납땜된 접속이 진동에 의해 탈착되는 일 없이 섀시 부품이 유연하게 장착될 수 있게 한다.

다른 유리한 실시예에서, 광원, 특히 도광 요소는 연질 플라스틱 재료와 경계를 이루거나 그에 의해 하우징에서 측방향으로 둘러싸인다. 바람직하게는, 도광 요소는 경질 플라스틱 몸체 상에 제공되고, 그 주위에 연질 플라스틱 재료를 사출 성형함으로써 측방향으로 밀봉된다. 특히, 탄성중합체, 예를 들어 열가소성 탄성중합체(TPE)가 적합한 연질 플라스틱 재료이다.

본 발명의 전술된 목적은 또한 특허청구범위 제15항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 이러한 방법은 우선 제1, 바람직하게는 경질 플라스틱 구성요소를 사용하여 사출 성형함으로써 핸드피스의 하우징을 제조하는 단계를 포함한다. 별개로 사출 성형된 도광 요소는 하우징의 제1 플라스틱 구성요소의 지지 구조체 상에 장착된다. 제3 단계에서, 핸드피스의 이와 같이 제조된 하우징이 다시 사출 금형 내에 배치되고, 제2 플라스틱 구성요소, 특히 연질 플라스틱 구성요소가 하우징 상에 성형된다. 따라서, 도광 요소의 에지는 연질 플라스틱 구성요소, 즉 제2 플라스틱 구성요소에 의해 완전히 둘러싸인다. 그 결과, 도광 요소가 하우징 내에 밀봉 매립되는 것이 보장된다.

대안적인 실시예에서, 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 전동 칫솔을 제조하기 위해, 핸드피스의 하우징의 제1 플라스틱 구성요소, 바람직하게는 경질 플라스틱 구성요소가 사출 성형된다. 이어서, 제2 투명 또는 반투명 구성요소가 도광 요소로서 제1 구성요소 상에 성형된다. 제3 사출 성형 단계에서, 다른 플라스틱 구성요소가 선택적으로 경질 플라스틱 또는 연질 플라스틱으로서 핸드피스의 하우징 상에 성형된다. 마찬가지로 다른 특징에 독립적으로 청구할 수 있는 이러한 대안적인 실시예도 또한 단지 2개의 구성요소만을 포함할 수 있다.

본 발명의 목적은 추가적으로 특허청구범위 제17항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 이러한 방법은 다음의 제조 단계, 즉 도광 요소를 구비한 하우징을 제조하고 구동 유닛, 에너지 공급원 및 LED를 구비한 내부 모듈을 하우징 내에 삽입하는 단계를 포함한다. 이러한 공정에서, LED 및 도광 요소가 조합되어 광원을 형성하도록 LED가 도광 요소 아래에 위치되게 내부 모듈이 관형 하우징 내에 삽입된다. 하우징은 사출 성형 기술을 사용하여 제조되며, 이때 도광 요소는 중간 단계에서 장착되었거나 또는 대안적으로 성형되었다. 이러한 접근법은 LED 또는 그 전기 리드 중 어느 것도 손상되는 일 없이 전동 칫솔이 조립될 수 있게 한다.

본 발명의 추가 목적, 이점, 특징 및 적용 가능성은 첨부 도면을 참조하여 실시예의 후속 설명으로부터 명백해질 것이다. 예시적으로 설명되고/설명되거나 표현된 임의의 특징은 단독으로 또는 임의의 의미있는 조합으로 사용될 때, 또한 특허청구범위의 개요 또는 그 후-참조(back-reference)에 관계 없이 본 발명의 요지를 형성한다는 것이 이해될 것이다.

<도 1>

도 1은 본 발명의 전동 칫솔의 측면도이다.

<도 2>

도 2는 도 1의 칫솔의 핸드피스의 내부 모듈의 사시도이다.

<도 3>

도 3은 도 1의 칫솔의 제2 섀시 부품의 사시도이다.

<도 4>

도 4는 도 1의 칫솔의 광원의 평면도이다.

<도 5>

도 5는 도 4의 선 A-A를 따라 취한 광원의 단면도이다.

<도 6>

도 6은 도 1의 칫솔의 LED의 발광 거동의 개략도이다.

<도 7>

도 7은 도 1의 칫솔의 비조립 상태의, 핸드피스 하우징 및 도광 요소 부품의 사시도이다.

<도 8>

도 8은 조립 상태의, 도 1의 칫솔의 도광 요소를 구비한 핸드피스 하우징의 사시도이다.

<도 9>

도 9는 도 1의 칫솔의 핸드피스의 부분 정면도이다.

<도 10>

도 10은 사용자가 눈을 감고 광원이 작동된 상태에서 치아 세정 중 도 1의 칫솔의 개략도이다.

<도 11>

도 11은 사용자가 눈을 감고 광원이 작동된 상태에서 제2 치아 세정 위치에서의 도 1의 칫솔의 개략도이다.

<도 12>

도 12는 사용자가 눈을 감고 광원이 작동된 상태에서 제3 위치에서의 도 1의 칫솔의 개략도이다.

도 1은 하부 단부로부터 인접 목부(2)로 연장되는 (도 1의 핸드피스의 길이 X 참조) 핸드피스(1)를 구비한 전동 칫솔을 도시한다. 목부(2) 및 그 상부 단부 상에 세정 헤드(3)를 구비한 교환가능한 교체 브러시(4)가 핸드피스(1) 상에 연결된다. 목부(2)는 도 1의 길이 Y에 걸쳐 연장된다. 핸드피스(1)는 칫솔이 켜지고 꺼질 수 있게 하고 해당되는 경우 상이한 작동 모드로 절환될 수 있게 하는 듀티 스위치(5; duty switch)를 또한 구비한다. 듀티 스위치(5)는 세정 헤드(3)와 동일한 전동 칫솔 측에 배치된다. 듀티 스위치(5)와 세정 헤드(3) 반대측에서 광원(6)이 핸드피스(1) 상에 배치된다. 광원(6)은 듀티 스위치(5) 위에서 교체 칫솔(4)에 바로 인접하게 핸드피스(1)의 상부 영역에 배치된다. 도 1은 단지 도시된 쪽의 그리고 듀티 스위치로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측의 광원의 연장부만을 도시하고 있다. 그러나, 대칭으로 구성되기 때문에, 광원(6)은 마찬가지로 칫솔의 도시되지 않은 후측에도 제공된다. 광원(6)은 핸드피스(1)의 내부에 위치되고 그 자체가 핸드피스 밖으로 돌출되지 않는 LED(10)를 포함한다. 도 1은 또한 구동 유닛의 종축 또는 그 구동축(8)에 대해 대략 45°의 각도로 경사지는 LED(10)의 광축(7)을 도시한다. 각도(α)는 0° 내지 80° 범위에서 변할 수 있다. 따라서, 핸드피스(1)를 파지하는 손으로부터 사용자의 얼굴 쪽으로 연장되는 광원의 방사 방향이 제공된다. LED(10)의 광축(7)을 따라 광원(6)으로부터 방출되는 광의 출사점에서, 광도계(9)가 5 센티미터의 거리(z)에서 방사 강도 및 광도를 측정하도록 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 도 1에 도시된 광도계 위치에서 330 mcd의 광도를 측정하는 것이 가능하다. 이러한 실시예에 따른 LED는 632 ㎚의 적색 파장으로 광을 방출한다. 이러한 실시예의 경우 측정점에서 측정된 방사 강도는 1,600 ㎼/sr가 된다. LED(10)로부터 방출된 광 방사(luminous radiation)의 색과 광도 및 방사 강도 모두는 변할 수 있다 (광도 및 방사 강도에 대한 (그리고 서로 독립적인) 변화 옵션 범위와 관련하여 청구된 데이터 참조). 핸드피스(1)는 경질 플라스틱 구성요소(12; 도면에 백색으로 도시됨) 및 TPE(11; 도면에 회색으로 도시됨)로 제조된 연질 플라스틱 구성요소를 포함한다. TPE 구성요소는 광원(6)이 수밀식으로 둘러싸이도록 광원(6)의 윤곽에 바로 인접하게 성형된다.

도 2는 핸드피스(1)의 관형 하우징(13) 내에 삽입되는 내부 모듈(14)을 도시한다. 내부 모듈(14)은 에너지 공급원(17; 이러한 경우 축전지(storage battery cell)) 형태) 및 구동 유닛(18)이 내부에 수용되는 제1 섀시 부품(15)을 포함한다. 칫솔의 전자 제어부가 그 위에 제공되는 전기 인쇄 회로 기판 형태의 제어 장치(19)는 상기 장치가 후방의 반대 측에 배치되기 때문에 도 2의 도면으로부터는 명확하지 않다. 구동 유닛(18)에 의해 움직이도록 설정된 구동 샤프트(20)가 내부 모듈(14)의 상부 단부 상에 배치된다. LED는 제2 섀시 부품(16)의 상부 섹션에 체결되며, 이때 LED(10)와 제어 장치 또는 인쇄 회로 기판(19) 사이의 전기 접속 리드(21)는 바이어스 수단(biasing means)에 의해 제2 섀시 부품에 체결된다. 제2 섀시 부품은 구동 샤프트(20) 및 그 인클로저(enclosure) 주위에 체결되는 환형 클립(22)을 포함한다. 제2 섀시 부품을 스냅 끼워맞춤 접속에 의해 인쇄 회로 기판(19)의 하부 섹션에만 그리고 환형 클립(22)에 의해 상부 단부에 체결하는 것은 구동 유닛(18)의 진동이 제2 섀시 부품에 의해 유연하게 흡수되어 LED(10) 및 인쇄 회로 기판(19)으로의 그 접속부의 전기 리드가 손상되지 않는 것을 보장한다.

도 3은 LED(10)와 전기 리드(21)가 분리된 제2 섀시 부품(16)을 도시한다. 제2 섀시 부품(16)은 바람직하게는 POM으로 제조된 플라스틱 사출 성형물이고, 인쇄 회로 기판(19)에 체결하기 위한 스냅 끼워맞춤 러그(lug)를 구비한 2개의 클램핑 아암(23)을 그 하부 섹션에 포함한다. LED를 체결하기 위한 섹션(24)은 제2 섀시 부품(16)으로 전달되는 진동을 흡수하기 위해 특히 유연하게 구성된다. 환형 클립(22) 및 인쇄 회로 기판(19)에 대한 하부 체결도 또한 진동 감쇠(damping)에 기여한다. 추가적으로, 제2 섀시 부품(16)은 복수의 요홈을 포함하고 높은 고유 가요성(intrinsic flexibility)을 위해 슬림 프레임(slim frame)으로서 구성된다. LED 대신에, 이러한 더 유연한 제2 섀시 부품에 다른 전기 구성요소를 체결하는 것도 가능하다. 제2 섀시 부품의 다른 기능은 전기 리드(21)를 안내하는 것이다.

가요성 제2 섀시 부품의 개념은, 움직이는 지지체 상의 움직이지 않는 회로가 다른 전기 구성요소에 연결되고 상기 구성요소가 예를 들어 진동 장치 또는 요동 구동장치에 의해 서로 분리되거나 또는 이들 영향을 견디는 모든 기구에 적용될 수 있는 것에 주목하여야 한다. 이러한 방식으로, 구동 모듈로부터 기계식으로 분리된 전기 구성요소는 예를 들어 LED 및 디스플레이를 통해 장치 정보를 표시하거나 또는 데이터를 전송하는 데 사용될 수 있다. 다른 전동 칫솔, 면도 기구 또는 가전 제품에의 사용이 마찬가지로 가능하다.

도 4는 광원(6)의 평면도를 도시한다. 광원(6)은 도광 요소(25) 및 LED(10)로 구성된다. 도광 요소(25)는 이미 기술된 바와 같이 핸드피스(1)의 하우징(13) 내에 형성되거나 체결된다. LED(10)는 제2 섀시 부품(16) 상에, 따라서 내부 모듈(14) 상에 제공되고 체결된다. LED(10)는 도광 요소(25) 내의 장착 개구에 의해 거의 간극 없이 둘러싸인다. 내부 모듈(14)이 핸드피스 하우징(13) 내에 삽입된 후, LED는 도광 요소(25)의 이러한 장착 공간 내에 유지된다. 도광 요소(25)는 대체로 U자형의 긴 구성이지만 상이한 연장부를 또한 가질 수 있으며, 이 연장부는 바람직하게는 단품(single-piece) 구성요소로 핸드피스 하우징의 적어도 일 측면을 그 폭을 가로질러 커버(coverage)할 수 있다. 이러한 경우에, 핸드피스 하우징의 3개의 측면은 도광 요소에 의해 둘러싸이며, 이때 LED(10)로부터의 광은 대략 그 대칭축에 대응하는 도광 요소의 중심점에서 도광 요소(25) 내로 도입된다.

도 5는 화살표의 방향으로 선 A-A를 따른 도광 요소의 단면도를 도시한다(도 4 참조). LED(10)는 도광 요소(25) 내로의 광의 도입이 최적이 되도록 도광 요소(25)의 수개의 측부에 의해 둘러싸인다.

도 6은 LED(10)로부터의 광의 방출을 개략적으로 도시한다. LED(10)의 방사체의 상부 단부는 외향으로 볼록한 구성이 아니라 내향으로 볼록한 구성으로 형상화된다. 그 결과, LED로부터 상향으로 방출된 광 빔은 이러한 상부의 내향으로 볼록한 표면 상에서 부분적으로 측방향으로 외부로 그리고 부분적으로 수직방향으로 상향으로 확산된다. 광 빔은 도 6에 수 개의 화살표로 도시된다. LED의 이러한 설계는 또한 도광 요소(25)의 측부 레그를 향한 도광 요소의 더 우수한 조명을 생성한다.

도 7은 핸드피스(1)의 하우징(13)을 도시한다. 제1 사출 성형 단계 후의 결과가 도 7에 도시된다. 이러한 관형 하우징은 PP와 같은 경질 플라스틱 구성요소에 의해서 단독으로 형성된다. 아직 끼워맞춤되지 않은 도광 요소(25)가 이 하우징 부품(12) 위에 도시된다.

도 8은 하우징(13)의 경질 플라스틱 구성요소(12)와 조립된 도광 요소(25)를 도시한다. 도광 요소를 하우징의 경질 플라스틱 구성요소에 끼워맞추는 이러한 단계 후에, 이 하우징은 사출 금형 내로 재삽입되고 연질 플라스틱 구성요소(11)는 하우징(13) 상에 성형된다. 이 공정에서, 연질 플라스틱(11)은 도광 요소(25)를 하우징(13) 내에 밀봉 관계로 매립하기 위해 도광 요소의 모든 측부 윤곽선을 둘러싼다.

이러한 경우에, 연질 플라스틱 재료는 마찬가지로 손잡이의 전방 영역의 섹션에 걸쳐 연장되며, 이때 듀티 스위치(5)를 위한 제어 버튼의 하우징 섹션은 2-성분사출 성형 기술을 사용하여 부분적으로 경질 플라스틱 구성요소로부터 그리고 부분적으로 연질 플라스틱 구성요소로부터 형성된다. 제1 사출 성형 단계에서, 듀티 스위치를 위한 제어 버튼은 경질 플라스틱 부품으로서 탭(27)과 함께 탄성적으로 사출 성형되고(도 7 및 도 8 참조); 제2 사출 성형 단계에서, 상기 버튼은 이어서 내부 모듈(14) 내에 위치된 스위치 상으로 탭(27)이 탄성 항복 방식으로 가압될 수 있도록 연질 플라스틱 재료로 충전되고 그 안에 매립된다. 또한, 연질 플라스틱 재료는 스위칭 심볼(symbol)을 제공하도록 사용된다. 이는 이러한 제어 요소의 기능을 설명하기 위해 추가 인쇄 작업을 제공할 필요성을 없앤다. 이러한 듀티 스위치의 구성 및 2-성분 사출 성형 기술을 사용한 그 제조는 또한 다른 특징에 독립적으로 또는 이와의 임의의 다른 조합으로 청구할 수 있다.

도 10, 도 11 및 도 12는 마지막으로 사용자에 의한 전동 칫솔의 사용을 도시한다. 치아를 닦는 동안 통상 채용되는 전동 칫솔의 3가지 위치가 예로서 도시된다. 칫솔 조작의 모든 위치에서, 광원은 사용자가 눈을 감은 상태에서도 명확하게 인지될 수 있어, 느긋한 자세로 치아를 닦을 때에도 치아 상의 압력을 감소시키라는 경고 신호가 사용자에 의해 인지가능하다.

Claims (17)

1. 세정 헤드, 핸드피스(1), 및 세정 헤드(3)와 핸드피스(1) 사이에 배치되는 목부(2)를 구비하며, 핸드피스는 듀티 스위치(5)를 갖는 하우징(13), 에너지 공급원(17), 구동 유닛(18), 제어 장치(19) 및 광원(6)을 포함하고, 상기 광원(6)은 소정의 작동 상태의 달성시 제어 장치(19)에 의해 작동가능하며, 상기 광원(6)은 듀티 스위치와 목부(2) 사이에서 핸드피스의 상부 영역에 배치되는 전동 칫솔에 있어서, 광원(6)은 50 내지 2,500 ㎼/sr의 방사 강도 및/또는 20 내지 500 mcd의 광도를 갖는 광을 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
2. 제 1 항에 있어서, 광원에 의해 방출되는 광이 150 내지 2,000 ㎼/sr의 방사 강도 및/또는 100 내지 450 mcd의 광도를 갖도록 광원이 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 광원의 광축(7)은 구동 유닛의 구동축(8)과 0° 내지 80°의 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, LED 및 도광 요소가 광원으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 광원(6)은 듀티 스위치(5) 반대쪽의 하우징(13) 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 도광 요소는 투명 또는 반투명 플라스틱 몸체를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 도광 요소는 긴 만곡된 몸체를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, LED의 광학 방사체는 부분적으로 내향으로 형상화된 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, LED는 핸드피스의 내부 모듈에 체결되고/되거나 하우징에 대해 체결되지 않는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 내부 모듈은 제1 섀시 부품 및 제2 섀시 부품을 포함하고, 상기 제1 섀시 부품은 에너지 공급원, 구동 유닛 및 제어 장치를 수용하며, 상기 제2 섀시 부품은 LED 및 LED로의 전기 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제2 섀시 부품은 제어 장치의 전기 인쇄 회로 기판에 기계적 및 전기적으로 접속가능한 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, LED는 제2 섀시 부품으로서 제공되는 플라스틱 사출 성형물에 체결되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제2 섀시 부품은 내부 모듈 상의 상부 체결구로서 작용하도록 구동 유닛을 둘러싸는 환형 클립을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 광원은 연질 플라스틱 재료와 경계를 이루는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전동 칫솔을 제조하는 방법에 있어서,
    - 하우징의 제1 플라스틱 구성요소를 사출 성형하는 단계와;
    - 제1 플라스틱 구성요소 상에 광원 또는 도광 요소를 장착하는 단계와;
    - 광원 또는 도광 요소에 인접하게 하우징의 제2 플라스틱 구성요소를 사출 성형하는 단계를 특징으로 하는 전동 칫솔 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 경질 플라스틱 재료로서 제1 플라스틱 구성요소를 그리고 연질 플라스틱 재료로서 제2 플라스틱 구성요소를 사출 성형하는 단계를 특징으로 하는 전동 칫솔 제조 방법.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전동 칫솔을 제조하는 방법에 있어서,
    - 광원의 도광 요소를 끼워맞춘 상태로 하우징을 사출 성형하는 단계와;
    - 구동 유닛, 에너지 공급원 및 광원의 LED를 구비한 내부 모듈을 하우징 내에 삽입하는 단계를 특징으로 하는 전동 칫솔 제조 방법.

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