KR102467272B1

KR102467272B1 - 공기 구동식 자동칫솔

Info

Publication number: KR102467272B1
Application number: KR1020210181274A
Authority: KR
Inventors: 전성규
Original assignee: 전성규
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-11-16
Also published as: WO2023113569A1

Abstract

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은, 칫솔바디(2) 및 복수 개의 회전솔들을 포함하고, 상기 칫솔바디(2)는, 복수 개의 제3 및 제4회전솔(13, 14)을 포함한 전치부(130); 오른쪽의 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되며 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제1구치부(110); 왼쪽 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되고 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제2구치부(120); 내부에 공기가 통과할 수 있는 공기유로들이 형성된 전장부(2a); 상기 전장부(2a)의 좌우 양측에 한쪽 모서리 부분들이 각각 결합되고 상호 마주보는 면들에는 상기 제3 및 제4회전솔들(13, 14)의 양 단부가 각각 회전 가능한 방식으로 결합되는 제1 및 제2 조인트부들(5a, 5b); 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 다른 쪽 모서리 부분들을 서로 연결하여 전치부(130)의 회전솔 안착공간을 완성하는 제1내측실드(7); 제1조인트부(5a)의 또 다른 모서리 부분들과 한쪽 단부들이 각각 결합됨으로써 제1회전솔들(11)을 혀쪽과 볼쪽에서 각각 둘러싸게 되는 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a); 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합되는 제1엔드판(6a); 상기 제2조인트부(5b)의 또 다른 모서리 부분들과 각각 결합되는 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b); 및 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합되는 제2엔드판(6b);을 포함한다.

Description

공기 구동식 자동칫솔 {Air driven type automatic toothbrush}

본 발명은 공기 구동식 자동칫솔에 관한 것으로, 특히 공기펌프로부터의 압력공기로 복수 개의 회전솔들을 동시에 회전시켜 칫솔모들이 치아 표면을 직접 문질러 닦도록 함으로써 입안에 넣고 사용하게 되면 짧은 시간 안에 모든 치아들을 깨끗이 양치하는 것이 가능한 공기 구동식 자동칫솔에 관한 것이다.

일반적으로 음식물을 섭취한 후 치아 사이에 낀 음식찌꺼기, 플라그, 치석 등을 제거하기 위해 사용되는 칫솔은 구강위생용 용구로서 충치, 치주질환, 치은염 등을 방지하는데 큰 역할을 해왔다. 하지만 양치질하기 어려운 입 깊숙한 곳의 치아는 세심하게 닦지 못해서 쉽게 충치가 생기고, 치석의 침착으로 치주염이 발생하는 단점이 있었다. 또한, 사용자가 칫솔모를 상하좌우로 이동시킴에 따라 치아가 닦여지도록 되어 있어서 빠른 시간 내에 양치질을 마치기 어려운 문제가 있었다. 그리고 체력적으로 약한 어린이나 노약자는 수 분간 양치질을 하기가 어려워서, 양치질을 완벽히 마치기 어려운 문제도 있었다.

뿐만 아니라 지금은 소위 5G시대라고 하는 초고속 정보화 사회이므로, 모든 사람들이 다 바쁘고, 특히 수 분 동안 정성들여 칫솔질을 할 만한 여유를 갖기가 어렵게 되었다. 우리는 평소 아무리 열심히 칫솔질을 했다고 하더라도 매번 치과에 가면 칫솔질을 제대로 하지 못했다고 타박을 받게 되는 일을 경험하는데, 결국 일반인의 입장에서 칫솔질을 정확하게 하는 것 자체가 사실상 불가능하다는 것을 의미하는 것이다.

이러한 여러 가지 이유들로 인해서 예전부터 사용해온 수동칫솔과 더불어 최근에는 전동칫솔에 관한 관심이 많아지게 되었는데, 기존의 전동칫솔들 중 대표적인 것으로는 필립스 사(社)의 초음파 칫솔이 있다. 이 제품은 칫솔모 부분에 미세한 진동을 주어 플라그를 제거하는 효과가 있다고 하는데, 실제로는 칫솔모 부분이 작고 손으로 직접적인 모션을 가해야만 플라그가 제거된다는 점에서 효과가 제한적이었다.

그리고 '쿨샤'라는 제품도 인기를 끌고 있는데, 이 제품은 현재 시판되고 있는 전동칫솔 중에서는 제일 성능이 나은 것으로 보이지만, 모터를 동력원으로 사용하기 때문에 직선 형태로만 제작이 가능하며, 1개~2개 정도의 치아만을 목적으로 하기 때문에 제 위치에 정확히 사용하지 않으면 의미가 없게 되는 문제가 있었다.

한편, 입안에 물고 있기만 하면 양치질이 된다는 제품들도 있지만, 이런 제품들은 회전하는 칫솔모에 의해서 치아를 닦는 것이 아니고, 고정된 칫솔모 부분에 진동을 주어서 치아를 닦도록 한다는 방식이어서 사실상 양치질하는 효과가 별로 없었다.

결국 치아를 제대로 닦기 위해서는, 마치 자동세차기의 브러시로 자동차의 표면을 문질러 닦듯이, 회전하는 칫솔모에 의해서 치아의 표면을 직접 문질러 닦는 방식을 취하지 않을 수 없는 것이다.

본 발명자는 현대인들의 매우 바쁜 라이프 패턴을 감안해서 10~20초 정도의 짧은 시간 동안 입에 물고 있기만 하면 사용자가 손으로 별도의 양치 동작을 하지 않더라도 자동적으로 양치가 깨끗하게 완료되게끔 할 수 있는 새로운 타입의 자동칫솔을 개발하고자 하였다.

본 발명은 상기 문제점을 극복하기 위하여, 공기펌프의 압력공기를 이용해서 복수 개의 회전솔들을 동시에 돌릴 수 있도록 하여 치아의 표면을 직접 문질러 닦는 방식으로 양치질을 자동적으로 수행할 수 있는 공기 구동식 자동칫솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기존의 전동칫솔들이 부품의 교체가 쉽지 않아서 한번 사놓은 후에 지속적으로 사용하기 어려웠던 문제를 극복하기 위하여, 회전솔 등의 소모품들을 리필 개념으로 쉽게 추가 구입해서 소비자가 스스로 교체할 수 있도록 함으로써 사용자의 편의성을 높인 공기 구동식 자동칫솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 칫솔의 대부분의 부품들을 분리 가능한 방식으로, 마치 레고 블록완구를 조립하듯이, 조립할 수 있도록 하여, 수시로 분해 및 세척이 가능하도록 함으로써 칫솔의 오염을 막고 항상 청결한 상태에서 사용할 수 있도록 하는 공기 구동식 자동칫솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 공기 구동식 자동칫솔은, 사람의 치아 배열 구조에 대응한 형상을 갖고 입안에 삽입될 수 있는 칫솔바디(2); 및 상기 칫솔바디(2) 안에 회전가능하게 장착되며, 회전할 때 칫솔모(101)가 치아의 표면을 닦을 수 있는 복수 개의 회전솔들;을 포함하고, 상기 칫솔바디(2)는, 사람의 입안에 삽입되었을 때 앞니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되며, 앞니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제3 및 제4회전솔(13, 14)을 포함한 전치부(130); 사람의 입안에 삽입되었을 때 그 사람을 기준으로 오른쪽의 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되며, 오른쪽의 어금니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제1구치부(110); 상기 전치부(130)를 기준으로 상기 제1구치부(110)에 대해 대칭적으로 형성되며, 사람의 왼쪽 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되고, 왼쪽의 어금니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제2구치부(120); 상기 전치부(130)의 앞쪽에 형성되며, 상기 칫솔바디(2)가 입안에 삽입되었을 때 사람의 입 앞에 위치하게 되고, 내부에 공기가 통과할 수 있는 공기유로들이 형성된 전장부(2a); 상기 전장부(2a)의 좌우 양측에 한쪽 모서리 부분들이 각각 결합되고, 내부에는 상기 전장부(2a) 내의 공기유로와 연결된 공기유로가 형성되어 있으며, 상호 마주보는 면들에는 상기 제3 및 제4회전솔들(13, 14)의 양 단부가 각각 회전 가능한 방식으로 결합되는 제1 및 제2 조인트부들(5a, 5b); 상기 전장부(130) 와 결합되지 않은 상기 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 다른 쪽 모서리 부분들을 서로 연결하여 상기 전치부(130)의 회전솔 안착공간을 완성하는 제1내측실드(7); 상기 제1조인트부(5a)의 또 다른 모서리 부분들과 한쪽 단부들이 각각 결합됨으로써, 상기 칫솔바디(2)가 사람의 입안에 삽입되었을 때를 기준으로, 상기 제1구치부(110)의 제1회전솔들(11)을 혀쪽과 볼쪽에서 각각 둘러싸게 되는 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a); 상기 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합됨으로써 상기 제1구치부(110)의 회전솔 안착공간을 완성하고, 내부에는 공기유로가 형성되어 있으며, 상기 제1조인트부(5a)를 향하는 면에는 제1회전솔들(11)의 일단부들이 결합되는 제1엔드판(6a); 상기 제2조인트부(5b)의 또 다른 모서리 부분들과 각각 결합됨으로써, 상기 칫솔바디(2)가 사람의 입안에 삽입되었을 때를 기준으로, 상기 제2구치부(120)의 제1회전솔들(11)을 혀쪽과 볼쪽에서 각각 둘러싸게 되는 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b); 및 상기 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합됨으로써 상기 제2구치부(120)의 회전솔 안착공간을 완성하고, 내부에는 공기유로가 형성되어 있으며, 상기 제2조인트부(5b)를 향하는 면에는 제1회전솔들(11)의 일단부들이 결합되는 제2엔드판(6b);을 포함하고, 상기 전치부(130), 제1구치부(110) 및 제2구치부(120)에 설치된 회전솔들은 그 내부에 공기통로(103a)가 형성되어 있으며, 압력을 가진 공기가 회전솔들 내부의 공기통로(103a)를 통과함에 의해서 상기 회전솔들이 회전하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 공기 구동식 자동칫솔에 있어서, 상기 회전솔은, 다수개의 칫솔모(101)가 방사방향으로 식재되어 있으며, 내부에는 그 길이방향을 따라서 공기통로(103a)가 마련된 외부 파이프(105); 상기 외부 파이프(105)의 내부에서 외부 파이프와 동심(同心)을 이루어 연장되어 형성된 내부 파이프(106); 상기 공기통로(103a) 안에서 내부 파이프(106)와 외부 파이프(105) 사이를 연결하며, 공기통로(103a)안으로 공기가 들어오면 공기의 압력을 회전력으로 전환시킬 수 있는 바람맞이부(104); 및 상기 내부 파이프(106) 안쪽의 코어 삽입홀(106a)을 관통하여 설치된 코어 와이어(102);를 포함하며, 상기 회전솔의 한쪽 끝에는 플러그 끼움단부(10a)가 형성되고, 다른 쪽 끝에는 소켓 끼움단부(10b)가 형성되어서, 상기 회전솔이 전치부(130), 제1구치부(110) 및 제2구치부(120) 중의 적어도 어느 하나에 장착될 때에는 서로 대향하는 2개의 면들 사이에 거치되는 방식으로 설치될 수 있으며, 이때 상기 2개의 면들 중 어느 하나의 면에는 플러그가 돌출 형성되고, 다른 하나의 면에는 소켓이 형성되어서, 상기 회전솔의 플러그 끼움단부(10a)에는 상기 플러그가 삽입되어서 결합되고, 상기 소켓에는 회전솔의 소켓 끼움단부(10b)가 삽입되어서 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 공기 구동식 자동칫솔은, 상기 플러그가, 회전솔의 플러그 끼움단부(10a)가 안착되는 면으로부터 돌출되어 형성된 돌출원통; 상기 돌출원통의 내부에 존재하는 내부링; 및 상기 돌출원통의 내벽면과 상기 내부링을 연결함으로써 내부링의 위치를 지지하는 복수 개의 스트러트들;을 포함하고, 상기 소켓은, 회전솔의 소켓 끼움단부(10b)가 안착되는 면에 함몰되어 형성된 끼움구멍; 상기 끼움구멍의 내부에 존재하는 내부링; 및 상기 끼움구멍의 내벽면과 상기 내부링을 연결함으로써 내부링의 위치를 지지하는 복수 개의 스트러트들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 공기 구동식 자동칫솔은, 상기 전치부(130) 안의 회전솔들 사이에 위치하며 상기 칫솔바디(2)를 사람의 입안에 삽입하였을 때 위아래 앞니들로 물 수 있게 된 바이트 블록(bite block, 40)을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2구치부(110, 120)는 위아래 어금니들의 교합면들을 동시에 닦을 수 있는 제2회전솔을 더 포함한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 공기 구동식 자동칫솔은, 상기 전장부(2a)로 유입된 압력공기가 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 내의 공기유로로 전달되며, 이어서 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에 결합된 제1회전솔들(11) 내부의 공기통로를 지나 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)으로 들어가고, 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)에 결합된 제2회전솔(12) 내부의 공기통로를 지나 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 다시 복귀하게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 공기펌프를 연결하여 회전솔들을 작동시키므로 압력공기가 공급되는 동안 10~20초 동안만 입에다 물고 있으면 회전솔들이 회전하면서 치아를 깨끗이 닦아줄 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 칫솔의 전 구성부분들이 마치 레고의 블록조립완구처럼 분리 가능한 방식으로 조립될 수 있도록 함으로써 청소 및 세척을 위해서 사용자가 쉽게 분리하였다가 다시 조립할 수 있고, 특히 회전솔과 같은 소모품들은 추후에 얼마든지 새로 구입하고 리필 개념으로 갈아 끼울 수 있어서 자동칫솔의 성능을 항상 최적의 상태로 유지 관리할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔을 사용할 때에는 사용자가 먼저 치약을 자동칫솔의 회전솔이나 치아에 적당히 바른 후에 자동칫솔을 입에다 물고서 사용하거나 또는 내외측 실드들에 치약을 저장할 수 있는 구성을 더 포함하는 경우 치약이 배출되어 치아에 묻혀지도록 할 수도 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 구강청결제 등을 분출하도록 할 수도 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 기존의 전동칫솔들과는 다르게 공기를 이용해서 롤링(rolling) 방식으로 직접적으로 치아를 문질러 닦는 것으로, 최고의 양치 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 공기를 사용해서 회전솔들을 회전시킬 수 있을 뿐만 아니라, 물을 사용해서도 회전시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 사용자는 공기펌프 대신에 간단한 형태의 물펌프를 연결함에 의해서 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔을 물로 구동시켜 양치질을 수행할 수도 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전체적인 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2)로부터 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 분리한 상태를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도3은 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전체적인 분해 사시도로서, 공기 구동식 자동칫솔(1)의 각 구성품들의 결합 관계를 설명한다.
도4는 도1의 X1-X1 선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1)의 중앙 부분을 종방향으로 절단한 상태를 보이는 단면도이고, 도5는 도4의 단면도에서 앞니들보다 안쪽의 위치에 있게 되는 전방 내측 회전솔들(13, 14)의 장착 위치가 변형된 예를 도시한다.
도6은, 도5에 도시된 단면도를 기준으로 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 넣고 사용할 때에, 회전솔들(13, 14)의 작동에 의해서 앞니들(211, 221)이 닦이는 장면을 나타낸 것이다.
도7은 도1의 X2-X2선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1)의 제1구치부(110)를 횡방향으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 어금니들(214, 224)에 접촉한 상태를 함께 나타내었는데, 어금니들(214, 224)을 둘러싸고 있는 5개의 회전솔들(11, 12)이 회전함으로써 어금니들(214, 224)이 닦이는 모습이 나타나 있다.
도8은 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)을 위에서 내려다본 평면도이다.
도9 및 도10은 사람의 치아 배열 구조를 기준으로 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 효과적으로 사용될 수 있음을 설명하는 도면들로서, 이 중 도9는 사람의 아래턱 치아 배치도(210)와 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평면구조도를 분리해서 도시한 것이고, 도10은 공기 구동식 자동칫솔(1)이 입안에 끼워졌을 때 치아들이 공기 구동식 자동칫솔(1)의 회전솔들(11, 13, 14)과 접촉해서 잘 닦일 수 있다는 것을 보인다.
도11은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평단면도로서, 특히 외부에서 공기펌프에 의해 제공된 공기가 칫솔바디(2) 내부의 공기유로들을 경유해서 각각의 회전솔들(11, 12, 13, 14)에 공급되는 과정과 회전솔들(11, 12, 13, 14)에서 모두 사용이 완료된 공기가 다시 취합되어서 외부로 배출되는 과정을 도시한다.
도12는 도2에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 일부 분해 사시도 중에서 칫솔바디(2)만을 따로 확대하여 도시한 것이다.
도13은 도12에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2)를 각 부품별로 분리해서 도시한 일부 분해 사시도로서, 특히 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 외측 실드(8a, 8b) 및 제2 내측실드(9a, 9b), 그리고 엔드판(6a, 6b)이 서로 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 설명한다.
도14는 도13에서 서로 결합된 상태로 도시되어 있는 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전장부(2a)와 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b), 그리고 제1내측실드(7)를 각각 분리시켜서 도시한 것으로서, 이들이 서로 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 점을 설명한다.
도15는 도14에 도시된 제1조인트부(5a)의 확대 사시도로서, 내부의 공기흐름 경로를 도시하는데, 설명의 편의상 제1촉부(51a)에 형성된 공기입구(550)로부터 구치부(110, 120)의 4개의 제1회전솔들(11)쪽으로 공기가 투입되는 경로만을 도시하였다.
도16은 도14에 도시된 제2조인트부(5b)의 확대 사시도로서, 내부의 공기흐름 경로를 도시하는데, 설명의 편의상 제1촉부(51a)에 형성된 공기입구(550)로부터 어금니들을 위한 4개의 제1회전솔들(11)쪽으로 공기가 투입되는 경로만을 도시하였다.
도17은 도15에 도시된 제1조인트부(5a)를 아래쪽에서 올려다 본 모습으로 도시한 것이다.
도18은 도16에 도시된 제2조인트부(5b)를 아래쪽에서 올려다 본 모습으로 도시한 것이다.
도19는, 도15에 도시된 제1조인트부(5a)의 사시도에 추가하여, 어금니를 위한 중앙의 제2회전솔(12)을 거쳐서 복귀한 공기가 앞니들을 위한 제3회전솔들(13) 쪽으로 전달되는 내부의 공기흐름경로를 더 표시한 도면이다.
도20은, 도16에 도시된 제2조인트부(5b)의 사시도에 추가하여, 어금니를 위한 중앙의 제2회전솔(12)을 거쳐서 복귀한 공기가 앞니들을 위한 제4회전솔들(14) 쪽으로 전달되는 내부의 공기흐름경로를 더 표시한 도면이다.
도21은 도15에 도시된 제1조인트부(5a)를 반대쪽의 ⓑ방향에서 바라볼 경우의 모습으로, 즉 제1구치부(110) 쪽에서 바라보았을 때의 모습으로 도시한 것이다.
도22는 도21에 도시된 제1조인트부(5a)에 제1구치부(110)의 회전솔들(11, 12)과 제1외측실드(8a) 및 제2-1내측실드(9a)가 분리 가능한 방식으로 결합되는 것을 설명하며, 아울러 제1외측실드(8a)와 제2-1내측실드(9a)에 대해서 제1엔드판(6a)이 또한 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 설명한다.
도23은 도22에 도시된 내용 중 제1조인트부(5a)와 5개의 회전솔들(11, 12)만을 떼어내서 더 자세하게 도시한 것으로서, 제1조인트부(5a)와 회전솔들(11, 12)간의 결합관계 및 공기전달경로를 표시하였다.
도24는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 채택하고 있는 회전솔(10)의 내부 구조를 보인 것으로서, 그림<a>는 도23의 D-D선을 따라 회전솔(10)을 그 직경방향으로 잘랐을 때의 단면도이고, 그림는 회전솔(10) 내부의 나선형 블레이드(104a)가 보이게끔 그 내부 모습을 사시도 형태로 나타낸 것이다.
도25는 도24의 그림에 도시된 "H"부분을 확대하여 도시한 것이다.
도26은 도24의 회전솔(10) 내부로 공기가 투입되었을 때 회전솔(10)이 회전하게 된다는 점을 설명하는 도면으로서, 이 중 그림<a>는 도24의 그림<a>의 X3-X3선을 따라서 회전솔(10)을 길이방향으로 절단하였을 때 내부가 보이는 상태로 도시한 것이고, 그림는 회전솔(10)을 직경방향으로 절단한 단면도로서 회전솔(10)이 돌아가는 모습을 나타낸다.
도27은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에 있어서 회전솔(10)의 내부 구조를 변형한 예를 도시한 것인데, 바람맞이부(104)가 로터 블레이드(104b) 방식으로 제작된 것이 도시되어 있다. 여기서 그림<a>는 회전솔(10)을 길이방향으로 절단하였을 때 내부가 보이는 상태로 도시한 것이고, 그림는 상기 회전솔(10)을 직경방향으로 절단한 단면도로서 회전솔(10)이 돌아가는 모습을 나타낸다.
도28 및 도29는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에 있어서 회전솔(10) 내부에 끼워지는 코어 와이어(102)가 삼각형의 단면 이외에도 사각형, 원형 등과 같은 다양한 모양의 단면들을 가질 수 있다는 것을 나타낸다.
도30은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2) 중 일부인 제1엔드판(6a)의 사시도이고, 도31은 도30의 ⓖ방향에서 바라본 정면도이다.
도32는 도30에 도시된 제1엔드판(6a)의 회전솔 안착면(6d)에 형성된 플러그(611)를 확대한 사시도이고, 도33은 소켓(612)의 확대 사시도이다.
도34는 도30에 도시된 제1엔드판(6a)의 사시도에 있어서 제1엔드판(6a) 내부에 형성된 공기흐름 경로들을 점선으로 더 표시한 것이다.
도35는 도31에 도시된 제1엔드판(6a)의 정면도에 있어서 제1엔드판(6a) 내부에 형성된 공기흐름 경로들을 점선으로 더 표시한 것이다.
도36은 도31에 도시된 X4-X4선을 따라서 제1엔드판(6a)을 수평방향으로 절단한 단면도이다.
도37은 도8의 A-A선을 따라서 제1조인트부(5a)와 회전솔(11) 및 제1엔드판(6a)을 수직방향으로 절단한 단면도이다.
도38은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 내부의 공기흐름 통로를 정리해서 표시한 것이다.
도39는 도14의 ⓐ방향에서 칫솔바디(2)를 바라보았을 때의 전장부(2a)와 입술보호커버(4) 및 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 간의 결합관계를 보이는 분해 사시도이다.
도40은 도3 및 도39에 도시된 입술보호커버(4)의 사시도이다.
도41의 그림<a>는 도40에 도시된 입술보호커버(4)를 ⓒ방향에서 바라본 정면도이고, 그림는 ⓓ방향에서 바라본 우측면도이다.
도42 내지 도44는 도22의 C-C선을 따라서 제1조인트부(5a), 제2-1내측실드(9a) 및 제1엔드판(6a)이 결합되는 관계를 순차적으로 설명하는 도면들이다.
도45는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평면도로서, 상기 제1실시예(도1 내지 도44)와 비교하여 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)이 보다 직선적이고 날렵한 형태로 도시되어 있다.
도46 및 도47은 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 별도의 공기펌프(900)와 연결됨으로써 회전솔들(10, 11, 12, 13, 14)의 구동을 위한 공기를 제공받을 수 있음을 나타낸다.
도48은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 사시도이다.
도49는 도48에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 부품들을 분리하여 도시함으로써 서로간의 결합관계를 나타낸 분해 사시도이다.
도50 내지 도52는 도48의 X5-X5선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 칫솔바디(2')를 종방향으로 절단한 단면도들로서, 이 중 도50과 도51에는 앞니의 안쪽에 위치하게 되는 제4회전솔(14')의 설치 위치가 서로 약간 다르게 표시되어 있고, 도52에는 사람의 치아가 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 물고 있는 상태가 도시되어 있다.
도53은 도48의 X6-X6선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 제1구치부(110)를 횡방향으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 아래 어금니(214)에 접촉한 상태를 함께 나타낸 것인데, 아래 어금니(214)를 둘러싸고 있는 3개의 회전솔들(11, 12)이 회전함으로써 아래 어금니(214)가 닦이는 모습이 나타나 있다.
도54는 도52에 도시된 모습과 반대되게 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 상하방향으로 뒤집어서 위쪽 앞니(221)를 닦도록 한 상태를 도시한다.
도55 및 도56은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)에 있어서 입술보호커버(400)의 평면실드부(405)와 제1내측실드(7)의 모서리 부분들(405b, 73)이 서로 맞물려서 결합되는 구조를 설명한다.
도57은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 내부의 공기흐름 통로를 정리해서 표시한 것이다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전체적인 사시도이다. 도1을 참고하면, 상기 공기 구동식 자동칫솔(1)은 칫솔바디(2) 안에 각각 회전가능하게 장착되는 총 14개의 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 포함하는데, 공기 구동식 자동칫솔(1)이 사람의 입안에 삽입되었을 때, 위 14개의 회전솔들(11, 12, 13, 14) 중 전방에 위치하는 4개의 회전솔들(13, 14)은 앞니들을 닦게 되고, 좌우측에 위치한 각각 5개씩의 회전솔들(11, 12)은 좌우측의 어금니들을 닦게 된다.

공기 구동식 자동칫솔(1)의 형체를 만드는 칫솔바디(2)는 위에서 내려다 봤을 때 마치 새총처럼 좌우 양측이 Y자 모양으로 벌어져 있으며, 중앙에는 내부에 공기전달 경로들이 형성되어 있는 전장부(2a)가 위치하고, 상기 전장부(2a)에 결합된 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 사이에는 사람의 앞니를 닦기 위한 4개의 회전솔들, 즉 제3 및 제4 회전솔들(13, 14)이 설치되어 있다. 그리고 상기 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 각각과 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)의 사이에는 5개씩의 회전솔들, 즉 제1 및 제2 회전솔들(11, 12)이 설치되어 있다.

본 명세서에서 상기 제1조인트부(5a) 및 제2조인트부(5b)는, 좌우로 대칭되게 마련되어 있는 2개의 조인트부들을 편의상 구분해서 부르기 위한 명칭 부여이다. 즉, 도1과 같이 전장부(2a)의 앞쪽에서 바라보았을 때 좌측에 위치한 부분을 제1조인트부(5a)라고 명명하고, 우측에 위치한 부분을 제2조인트부(5b)라고 명명하였다. 그리고 제2내측실드(9a, 9b)와 외측실드(8a, 8b) 및 엔드판(6a, 6b)의 경우에도 좌우 대칭적인 구성이기는 하지만, 설명의 편의상 도면에서 좌측에 위치한 구성들에 대해 "제1~"의 명칭을 부여하고, 우측에 위치한 구성들에 대해 "제2~"의 명칭을 부여하였다.

도1에 도시된 구성에서의 좌우의 개념은, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔을 실제로 착용한 사람의 입장에서 보면, 정반대가 된다. 즉, 본 발명의 자동칫솔을 사람의 입안에 넣었다고 했을 때, 그 사람의 입장에서 보면 제1조인트부(5a), 제2-1내측실드(9a), 제1외측실드(8a) 및 제1엔드판(6a)은 모두 오른쪽 치아들에 관한 것이며, 제2조인트부(5b), 제2-2내측실드(9b), 제2외측실드(8b) 및 제2엔드판(6b)은 모두 왼쪽 치아들에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)은 사람의 입안에 끼워질 수 있는 형태로 제작되어 있으며, 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 사이에 사람의 치아들이 각각 위치하게끔 되어 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의상, 회전솔들(11, 12, 13, 14)이 설치된 곳들을 전치부(130), 제1구치부(110) 및 제2구치부(120)의 3부분으로 나눠서 부르기로 한다. 상기 전치부(130)는 앞니들을 닦기 위한 4개의 회전솔들(13, 14)이 설치된 곳이며, 제1구치부(110)는 도1의 도시 상태를 기준으로 할 때 왼쪽 가지(branch) 부분을 가리키는 것으로서 어금니들을 닦기 위한 5개의 회전솔들(11, 12)이 설치되어 있고, 제2구치부(120)는 상기 제1구치부(110)에 대칭되게 오른쪽 가지 부분을 가리키는 것으로서 역시 어금니들을 닦기 위한 5개의 회전솔들(11, 12)이 설치되어 있다.

제1구치부(110) 및 제2구치부(120)에 관한 좌우의 개념 역시 도1 등의 도면에도시된 것과 실제 자동칫솔을 입안에 착용한 사람의 입장에서 보면 정반대가 된다. 즉, 제1구치부(110)는 실제로는 자동칫솔을 입안에 넣은 사람의 입장에서 보면 오른쪽 어금니들을 닦기 위한 구성이고, 제2구치부(120)는 왼쪽의 어금니들을 닦기 위한 구성이 된다.

상기 전치부(130)에 속한 제3 및 제4 회전솔들(13, 14)은 각각의 축을 중심으로 회전함으로써 위아래 앞니들을 닦게 되고(도6 참조), 좌우측의 제1 및 제2구치부(110, 120)에 각각 속한 제1 및 제2 회전솔들(11, 12)이 각각의 축을 중심으로 회전하게 되면 위아래 어금니들을 닦게 된다(도7 참조). 본 발명에서 회전솔들(11, 12, 13, 14)이 치아를 닦는 모습은 마치 세차장에서 회전 브러시들이 차를 닦는 모습과 유사하게 될 수 있는데, 바로 이와 같은 롤링(rolling) 모션 및 회전솔들로 치아 표면을 직접 문질러 닦는다는 개념이 본 발명의 가장 주요한 특징이라고 할 수 있다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)은 회전솔들(11, 12, 13, 14)이 공기의 압력에 의해서 회전하게 된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 즉, 상기 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 내부 공간 안에는 바람개비를 연상하게 하는 바람맞이부(104, 도4 및 도7 참조)가 회전솔들(11, 12, 13, 14)과 일체로 형성되어 있어서, 각각의 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 내부 공간 안으로 공기가 들어가게 되면, 그 공기의 흐름이 바람맞이부(104)에 힘으로 작용해서 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 돌리게 되는 것이다.

상기 회전솔들(11, 12, 13, 14)은 마치 빨대를 연상시키는 가늘고 긴 관체(管體)의 표면에 다수의 칫솔모(101)들이 부착된 형체를 갖고 있는데, 상기 칫솔모(101)들이 치아의 표면을 마찰하면서 닦아낼 수 있다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2)는 마치 레고(Lego) 완구처럼 서로 분리 가능한 방식으로 끼워 맞춰 결합되는 구성요소들로 이루어져 있으며, 상기 칫솔바디(2) 안에 장착되는 회전솔들(11, 12, 13, 14) 역시 소모품으로서 다 쓰고 나면 새것으로 리필(refill)이 가능하도록 분리 가능한 방식으로 장착된다.

상기 전장부(2a)는 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 끼웠을 때 입 앞에 위치하게 되는 부분으로 사람이 손으로 잡기에 적합한 형상을 갖고 있고, 그 내부에는 공기가 흐를 수 있는 복수개의 경로들이 형성되어 있다. 상기 전장부(2a)의 앞부분은 돼지 코처럼 돌출된 형상으로 된 노즈부(3)가 형성되어 있는데, 상기 노즈부(3)의 전면에는 후술하는 공기펌프(900, 도46 참조)와의 연결을 위한 소켓부(30)가 마련되어 있다.

상기 소켓부(30)는, 공기펌프의 연결부(910, 도46 참조)와 억지끼움 방식으로 결합될 수 있도록, 노즈부(3)의 접촉단부(3a)로부터 단차를 갖고 파여진 형태로 제작하는 것이 바람직하다. 도1에서 도면부호 3b는 상기 접촉단부(3a)로부터 단차를 갖고 함몰되어 들어간 면을 가리키고, 3c는 접촉단부(3a)와 함몰된 면(3b) 사이에 있는 함몰턱면을 가리킨다.

상기 소켓부(30)의 함몰된 면(3b)에는 공기투입구(31)와 공기배출구(32)가 형성되어 있는데, 공기투입구(31)는 전체 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 회전시키기에 충분한 압력과 유량의 공기가 투입되는 구멍이고, 공기배출구(32)는 상기 공기가 칫솔바디(2)의 모든 부분을 다 돌아다닌 후에 밖으로 배출되기 위한 구멍이다.

도1을 참고하면, 상기 전장부(2a)와 전치부(130)의 사이에는 입술보호커버(4)가 돌출된 형태로 설치되어 있다. 사람의 입안에서 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)이 회전하게 될 때 입술이 곧바로 회전솔들과 닿게 되면 칫솔모(101)와의 마찰에 의해 입술 안쪽이 상처를 입을 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 입술보호커버(4)를 두어서 입술이 회전솔들에 직접 닿지 않도록 한 것이다.

마찬가지로, 상기 전치부(130)의 안쪽에는 제3 및 제4회전솔들(13, 14)에 혀가 직접 닿아서 상처 입는 일이 없도록 제1내측실드(7)가 형성되어 있다. 또한, 같은 목적으로 좌우측의 제1 및 제2구치부(110, 120)에는 볼쪽과 혀쪽에 각각 외측실드(8a, 8b)와 제2내측실드(9a, 9b)가 설치되어 있어서, 회전솔들(11, 12)이 볼과 혀에 직접 닿는 것을 방지하고 있다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 모든 구성요소들, 즉 제1 내지 제4 회전솔들(11, 12, 13, 14)과 그 회전솔들을 지탱하는 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 제1 및 제2엔드판들(6), 그리고 내외측의 실드들(7, 8a, 8b, 9a, 9b은 레고(Lego)완구처럼 쉽게 분리 및 결합이 가능한 방식으로 결합되어 있다.

우선, 제1조인트부(5a) 및 제2조인트부(5b)는 전장부(2a)와 강제 끼움 결합방식으로 연결되어 있는데, 예를 들어 '주먹장 이음'을 사용하는 것이 바람직하다. '주먹장 이음'이란 우리나라의 전통적인 한옥 건축방식에서 많이 사용되는 이음결합 방식 중 하나로, 주먹처럼 끝이 넓고 안으로 좁게 된 긴 장부촉과 그에 대응되는 긴 장부구멍을 만들어서 장부촉을 장부구멍에 끼워서 잇게끔 된 방식을 말한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에서는 상기 '주먹장 이음'의 방식을 칫솔바디(2)의 각 구성요소들간의 결합에 적극 활용하고 있다. 즉, 전장부(2a)와 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)간의 결합에는 제1주먹장이음(51)이 사용되고 있으며, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 제1내측실드(7)간의 결합에는 제2주먹장이음(52)이 사용되고 있고, 상기 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 외측실드(8a, 8b)간의 결합에는 제3-1주먹장이음(53)이 사용되고 있으며, 상기 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 제2내측실드(9a, 9b)간의 결합에는 제3-2주먹장이음(54)이 사용되고 있다. 그리고 상기 엔드판(6a, 6b)과 외측실드(8a, 8b)간의 결합에는 제4-1주먹장이음(61)이, 그리고 상기 엔드판(6a, 6b)과 제2내측실드(9a, 9b)간의 결합에는 제4-2주먹장이음(62)이 사용되고 있다. 상기 제1 내지 제4-2 주먹장이음들(51, 52, 53, 54, 61, 62)이 실제로 구현되는 모습은 본 명세서에 첨부된 다수의 도면들에 자세히 예시되어 있다.

상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)는 사람의 양측 송곳니 부분에서 상기 구치부(110, 120)와 전치부(130)를 연결해주는 구조물인데, 전치부(130)의 회전솔 장착구조와 구치부(110, 120)의 회전솔 장착구조가 서로 달라서 반드시 필요하다. 즉, 본 발명은 전치부(130)에 4개의 회전솔이 장착되고, 구치부(110, 120)에 5개의 회전솔이 장착되어 각각의 장착면의 구조가 서로 다르므로, 이들 사이를 매개해 줄 수 있는 구조물로 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)가 기능하게 된다.

한편, 사람의 치아 구조에 있어서 앞니 부분과 어금니 부분의 사이에 송곳니가 위치하고 있고, 치아들 사이에 빈틈이 없으므로, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 사람의 입안에 들어가서 치아들이 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 사이에 끼워지도록 하기 위해서는 칫솔바디(2) 자체에 치아들이 들어갈 수 있는 홈을 마련하는 것이 필요하다. 그래서 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)은 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)에 치아들이 들어갈 수 있도록 오목한 형태의 홈들(501, 601)을 마련하였다.

도2는 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2)로부터 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 분리한 상태를 도시한 일부 분해 사시도이고, 도3은 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전체적인 분해 사시도로서, 공기 구동식 자동칫솔(1)의 각 구성요소들의 결합 관계를 설명한다. 도2 및 도3을 참고하면, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 회전솔 설치방식을 쉽게 이해할 수 있다.

우선, 도2를 참고하면, 상기 칫솔바디(2)는 전장부(2a), 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b), 제1내측실드(7), 제2-1 및 제2-2내측실드(9a, 9b), 제1 및 제2외측실드(8a, 8b)와 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)으로 구성되어 있는데, 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 사이에는 전치부(130)로서 4개의 제3 및 제4회전솔들(13, 14; 도3 참조)이 설치되고, 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 각각과 엔드판(6a, 6b)의 사이에는 구치부(110, 120)를 구성하는 5개씩의 제1 및 제2회전솔들(11, 12)이 각각 설치된다.

본 발명에서 채용하고 있는 모든 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 구조는 실질적으로 동일하고, 다만 설치되는 위치에 따라서 그 길이가 약간씩 다를 뿐이다. 상기 회전솔들의 전체적인 형체는 부드럽고 말랑말랑하면서 유연한 물성을 갖는 합성수지 재질로 제작하는 것이 바람직한데, 예를 들어 실리콘으로 제작할 수 있고, 칫솔모(101)는 실리콘 또는 기타의 합성수지 재질을 사용해서 제작할 수 있다.

도2를 참고하면, 엔드판(6a, 6b)에는 5개의 회전솔을 끼워 설치할 수 있도록 플러그(611)와 소켓(612)이 마련되어 있다. 상기 엔드판(6a, 6b)은 어금니 맨 뒤쪽에서 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)을 잡아주고 뒤쪽의 구강 구조물을 보호하는 역할을 담당한다.

본 발명에서 채용하고 있는 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 한쪽 끝은 플러그 끼움단부(10a)로 형성되어 있고, 다른 쪽 끝은 소켓 끼움단부(10b)로 형성되어 있으며, 회전솔들이 각각 설치되어야 하는 엔드판(6a, 6b) 및 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 해당 위치들에도 그에 맞게 플러그(611) 또는 소켓(612)이 형성되어 있다. 도2 및 도3에 도시된 바에 의하면, 엔드판(6a, 6b)의 가운데 중앙에는 1개의 플러그(611)가 돌출 형성되어 있고, 그 주위의 네 지점에는 소켓들(612)이 파여진 형태로 형성되어 있다. 상기 플러그(611)는 압력공기가 밖으로 나오는 곳이고, 상기 소켓(612)은 회전솔을 통과한 압력공기가 들어가는 곳이다.

도3을 참고하면, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)은 전장부(2a)를 중심으로 좌우측이 서로 대칭을 이루고 있다. 우선, 상기 제1조인트부(5a)와 제2조인트부(5b)는 전체적인 외형이 대체로 동일하고, 다만 플러그(511)와 소켓(512)의 위치만 서로 반대로 되어 있다(도14 참조). 그리고 그 내부의 공기가 흐르는 통로들에 있어서도, 외부의 공기펌프(900, 도46 및 도47 참조)로부터 제공받은 공기가 구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11) 쪽으로 전달되는 통로에 관해서는 서로 완전히 대칭되고 동일하되, 다만 제2회전솔(14)을 통해서 되돌아온 공기를 전치부(130)의 제3회전솔(13) 또는 제4회전솔(14) 쪽으로 보내는 통로에 관해서만 약간의 차이가 있다.

다음으로, 제1 및 제2외측실드(8a, 8b), 제2-1 및 제2-2내측실드(9a, 9b)와 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)에 대해서는 좌측의 구성과 우측의 구성이 서로 완벽히 대칭을 이루고 있다. 상기 외측실드(8a, 8b) 및 제1, 2내측실드(7, 9a, 9b)는 회전솔이 작동할 때 구강내의 다른 구조물을 보호하는 기능을 하는데, 이에 더하여 부가적으로 치약 및/또는 구강 청결제 같은 물질을 분무할 수 있는 구성을 갖출 수도 있다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 넣었을 때, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에는 송곳니가 위치하게 되는데, 송곳니가 들어가 있을 수 있도록 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 상면과 하면에는 각각 제1-1오목부(501a)와 제1-2오목부(501b)가 움푹 파여진 형태로 마련되어 있다. 그리고 엔드판(6a, 6b)에도 어금니들 중에서 가장 깊숙이 위치한 어금니 또는 사랑니가 들어가 있을 수 있도록, 엔드판(6a, 6b)의 상하면에 각각 제2-1오목부(601a)와 제2-2오목부(601b)가 형성되어 있다.

도2 및 도3을 참고하면, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전치부(130)는, 아래쪽에 2개의 제3회전솔들(13)을 두어서 각각 아래 앞니(211)의 안쪽 면과 바깥쪽 면을 닦도록 하고 있고, 위쪽에도 2개의 제4회전솔들(14)을 두어서 각각 위 앞니(221)의 안쪽 면과 바깥쪽 면을 닦도록 하고 있다(도6 참조). 그리고 제1 및 제2구치부(110, 120)에는 어금니들의 안쪽 면과 바깥쪽 면을 닦기 위한 4개의 제1회전솔들(11)이 설치되어 있고, 그 중앙에는 위아래 어금니들(214, 224)의 교합면(214e, 224e)을 동시에 닦는 1개의 제2회전솔(12)이 설치되어 있다(도7 참조).

도3에 도시된 바와 같이, 상기 입술보호커버(4)는 전장부(2a)의 안쪽 벽면에 끼워져서 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그러한 구상의 일례로, 상기 입술보호커버(4)는 전장부(2a)의 벽면에 끼워지기 위한 끼움봉(4a)과 걸림편(4b)을 가질 수 있다.

상기 전장부(2a)에 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)이 결합되는 방식은 앞서 설명한대로 주먹장이음 방식인데, 상기 제1주먹장이음(51)을 위하여 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)에는 제1촉부(51a, 도14 참조)가 돌출되어서 형성되어 있고, 그에 대응되게 전장부(2a)의 귀퉁이 부분에는 제1홈부(21a)가 형성되어 있다.

그리고 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 제1내측실드(7)간의 제2주먹장이음(52)을 위하여 제1내측실드(7)의 양단에는 제2홈부(71, 도14 참조)가 형성되어 있고, 그에 대응되게 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)에는 제2홈부(52a)가 형성되어 있다.

또한, 외측실드(8a, 8b)와 제2내측실드(9a, 9b) 역시 같은 주먹장이음 방식으로 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)에 결합된다. 상기 외측실드(8a, 8b)의 양단에는 제3-1촉부(81) 및 제4-1촉부(82)가 돌출 형성되어 있고, 상기 제2내측실드(9a, 9b)의 양단에는 제3-2촉부(91) 및 제4-2촉부(92)가 돌출 형성되어 있다. 외측실드(8a, 8b) 및 제2내측실드(9a, 9b)의 촉부들(81, 82, 91, 92)에 대응되게 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 엔드판(6a, 6b)에는 홈부들이 형성되어 있어서 억지끼움 방식으로 결합될 수 있는데, 상기 각 구성요소들은 공기 구동식 자동칫솔(1)을 청소하거나 회전솔의 교체가 필요할 때 쉽게 분리할 수 있다.

도4는 도1의 X1-X1 선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1)의 중앙 부분을 종방향으로 절단한 상태를 보이는 단면도이고, 도5는 도4의 단면도에서 앞니들보다 안쪽의 위치에 있게 되는 전방 내측 회전솔들(13, 14)의 장착 위치가 변형된 예를 도시한다.

도4를 참고하면, 전장부(2a)의 안쪽면에 결합된 입술보호커버(4)와 제1내측실드(7) 사이의 공간은 전치부(130)를 구성하고, 이곳에는 4개의 회전솔들(13, 14)이 설치되는데, 설명의 편의상 아래쪽에 위치한 2개의 내외측 회전솔들을 제3회전솔(13)이라고 하고, 위쪽에 위치한 2개의 내외측 회전솔들을 제4회전솔(14)이라고 한다. 상기 제3회전솔들(13) 2개는 아래 앞니(211, 도6 참조)를 안쪽과 바깥쪽에서 동시에 닦아주고, 상기 제4회전솔들(14) 2개는 위 앞니(221)를 안쪽과 바깥쪽에서 동시에 닦아준다.

본 명세서에서 제3회전솔(13)과 제4회전솔(14)을 구분해서 명칭을 부여하는 이유는, 그 회전솔들을 회전시키기 위해 공급되는 공기의 전달경로가 서로 다르기 때문이다. 즉, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 도4에서 아래쪽에 위치한 2개의 회전솔들(13)은 좌측에 위치한 제1조인트부(5a)로부터 전달받은 압력공기에 의해서 회전되는 것이고, 위쪽에 위치한 2개의 회전솔들(14)은 우측에 위치한 제2조인트부(5b)로부터 전달받은 압력공기에 의해서 회전되는 것이기 때문에, 이들 회전솔들을 각각 제3회전솔(13) 및 제4회전솔(14)이라고 도면부호를 다르게 표시한 것이다.

상기 제3 및 제4회전솔들(13, 14)은 설치된 위치에 따라서 길이가 약간씩 다를 뿐이고, 그 실제적인 구조는 동일하다. 도4 내지 도6에는 제3 및 제4회전솔들(13, 14)의 단면 구조가 나타나 있는데, 원형의 단면을 가진 외부 파이프(105)의 표면에 다수의 칫솔모(101)들이 식재되어 있고, 상기 외부 파이프(105)의 내부에 작은 직경을 가진 내부 파이프(106)가 외부 파이프(105)와 동심(同心)으로 형성되어 있다. 상기 내부 파이프(106)와 외부 파이프(105)의 사이는 바람맞이부(104)로 연결되어 있다. 즉, 상기 내부 파이프(106)를 외부 파이프(105) 내에 고정시키는 수단은 상기 바람맞이부(104)인 것이다(도24 참조). 그리고 상기 내부 파이프(106)는 그 안쪽의 공간이 비어 있는데, 내부 파이프(106) 안의 빈 공간에는 길이방향 전체에 대해서 코어 와이어(core wire, 102)가 삽입되어 있다. 코어 와이어(102)는 탄성력이 좋은 금속 재질로 만드는 것이 바람직하다. 그리고 상기 외부 파이프(105)와 내부 파이프(106)는 모두 실리콘과 같은 말랑말랑하고 유연한 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 회전솔들(11, 12, 13, 14)은 자동칫솔(1)의 사용시 맞닿게 되는 치아의 배열 구조에 따라서 약간씩 휘어질 수 있으나, 그 내부의 코어 와이어(102)가 발휘하는 탄성력에 의해서 지탱되고 있으므로, 회전솔들을 굽어지게 한 외력이 제거되면 다시 원래의 똑바로 된 직선 형태로 완벽히 복원될 수 있다.

상기 회전솔들(13, 14)의 외부 파이프(105)와 내부 파이프(106)의 사이에는 솔 내부공간(103)이 존재하는데, 상기 솔 내부공간(103)안에 바람맞이부(104)가 마련되어 있는 것이므로, 상기 솔 내부공간(103) 안으로 압력공기가 공급되면 바람맞이부(104)를 돌리는 힘으로 작용하게 되어 회전솔(13, 14) 전체가 회전할 수 있다.

한편, 도4 내지 도6에 도시된 회전솔들(13, 14)은 그 내부에 관통 설치된 코어 와이어(102)의 단면 모양이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 후술하는 바와 같이 코어 와이어(102)의 단면 모양은 반드시 사각형인 것에 한정되지 않으며, 삼각형, 원형 등과 같은 다양한 단면 모양을 가질 수 있다.

도4에서 입술보호커버(4)의 안쪽면에는 연결편(41)이 돌출 형성되어 있고, 상기 연결편(41)에는 바이트 블록(bie block, 40)이 형성되어 있다. 상기 바이트 블록(40)은, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 착용했을 때 위아래 앞니들로 물 수 있게 된 부분으로, 상기 바이트 블록(40)의 두께만큼 위아래 앞니들(211, 221, 도6 참조)의 간격이 벌어져서 그만큼 입이 벌어지게 된다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)은 사람의 입안에 넣어졌을 때 앞니, 송곳니 및 어금니들이 회전솔들의 사이에 들어가야 하고, 또 위아래 어금니들의 교합면 사이에도 회전솔이 위치해야 하기 때문에, 위아래 턱들의 치아들이 일정한 간격으로 벌어져 있어야만 한다. 이런 목적을 달성하기 위해 바이트 블록(40)이 설치되어 있는데, 위아래 앞니들(211, 221)은 바이트 블록(40)의 상하 표면에 약간 움푹하게 파여져 형성된 앞니 안착홈(40a)과 접촉해서 안정된 자세로 물고 있을 수 있다(도6 참조).

상기 입술보호커버(4)는 앞니의 앞쪽에 위치한 회전솔들(13, 14)을 일부 덮는 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 즉, 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 입술보호커버(4)는 앞니의 앞쪽에 위치한 회전솔들(13, 14)을 감싸는 부분이 원호 형태로 제작될 수 있다. 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)을 입안에 장착했을 때, 사람의 입술은 입술보호커버(4)의 바깥면에 닿은 상태로 유지되므로, 입술이 회전솔들에 의해 상처를 입는 일이 원천적으로 방지된다(도6 참조).

도4에서 전장부(2a)의 안쪽 공간에 점선으로 표시된 부분들은 끼움봉(4a)과 걸림편(4b)의 모습을 나타낸다. 도4에서는 바이트 블록(40)을 입술보호커버(40)와 연결시키는 연결편(41)을 별도의 부재로 나타냈지만, 이와 달리 바이트 블록(40) 자체가 곧바로 입술보호커버(40)와 연결되도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 입술보호커버(4)을 전장부(2a)와는 별도의 구성으로 예시하였지만, 입술보호커버(4)의 기능 자체를 전장부(2a)에서 직접 수행하도록 전장부(2a)의 안쪽 면의 형상을 만드는 것도 가능하다. 한편, 회전솔의 설치 위치에 의하여 입술과 닿을 가능성을 원천적으로 제거한 경우에도, 입술보호커버(4)가 필요치 않을 수 있다.

상기 전장부(2a)는, 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사용자가 다룰 때, 손으로 파지하는 부분으로서의 역할을 할 수 있다. 즉, 사용자는 전장부(2a)를 한손으로 파지하고, 전장부(2a) 이외의 칫솔바디(2)를 입안에 밀어 넣을 수 있으며, 이때 공기펌프에서 만들어진 압력공기가 노즈부(3)의 공기투입구(31)를 통해서 전장부(2a) 내의 공기유로들(310, 311, 312)로 공급되고(도11 참조), 이어 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)내의 공기유로들(330, 340)을 통해서 구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)로 공급된다.

도4와 도5의 차이는 앞니들(211, 221)의 안쪽면을 닦기 위한 회전솔들(13, 14)의 위치가 약간 다르게 표시되었다는 것인데, 도4와 같이 안쪽에 위치하는 회전솔들을 바깥쪽에 위치하는 회전솔들과 같은 위치(높이)에 설치하는 것도 가능하고, 또는 인체공학적인 측면을 고려하여 앞니들의 안쪽에 위치하는 회전솔들간의 상하간 이격거리를 좀 더 가깝게 설정하는 것도 가능하다. 즉, 앞니의 형상을 고려할 때 앞니의 안쪽 면에서 노출된 면적이 앞니의 바깥쪽 면에 노출된 면적보다는 작게 되므로, 도5와 같이 안쪽에 설치된 회전솔들간의 이격거리를 더 작게 만드는 것이 실제 구강 및 치아 구조에 더 부합할 수 있다.

도6은, 도5에 도시된 단면도를 기준으로 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 넣고 사용할 때에, 회전솔들(13, 14)의 작동에 의해서 앞니들(211, 221)이 닦이는 장면을 나타낸 것이다.

도6에 도시된 것과 같이, 전치부(130)를 구성하는 제3 및 제4회전솔들(13, 14)의 회전방향은 위아래 각 앞니들(211, 221)을 기준으로 할 때 각각 칫솔모(101)가 잇몸(201, 202) 쪽으로부터 치아의 끝 쪽을 향해 지나가도록 설정하는 것이 바람직하다. 만약 반대로, 즉 칫솔모(101)가 치아의 끝 쪽으로부터 잇몸(201, 202) 쪽을 향해 지나가는 식으로 회전방향을 설정한다면 잇몸을 상하게 할 우려가 있기 때문에, 각각의 회전솔들(13, 14)의 회전방향은 반드시 잇몸(201, 202) 쪽으로부터 치아의 끝 쪽을 향해 회전하도록 해야 한다.

한편, 상기 회전솔들의 회전방향은 상기 바람맞이부(104)의 형상에 의해서 정해질 수 있다. 즉, 바람맞이부(104)는 1개의 연속된 블레이드 또는 복수 개의 로터 블레이드들로 제작될 수 있는데(도24 및 도27 참조), 그 블레이드의 형성 방향에 따라서 회전솔의 회전방향이 정해지게 된다.

도7은 도1의 X2-X2선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1)의 제1구치부(110)를 횡방향으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 어금니들(214, 224)에 접촉한 상태를 함께 나타내었는데, 어금니들(214, 224)을 둘러싸고 있는 5개의 회전솔들(11, 12)이 회전함으로써 어금니들(214, 224)이 닦이는 모습이 나타나 있다.

도7에서 도면부호 B는 볼쪽(buccal)을 의미하고, L은 혀쪽(lingual)을 의미한다. 앞서 도6에서 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)에 대해 설명했던 것과 마찬가지로, 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12) 역시 실리콘 재질로 된 외부 파이프(105)와 내부 파이프(106)를 갖고 그 사이의 솔 내부공간(103)에 바람맞이부(104)가 설치되어 있으며, 상기 바람맞이부(104)에 가해지는 공기의 압력에 의해 회전솔(13, 14)이 회전할 수 있게끔 되어 있다.

구치부(110, 120)의 회전솔들은 각각 5개로 구성되는데, 이 중에서 4개는 제1회전솔(11)이고, 나머지 1개는 제2회전솔(12)이다. 제1회전솔들(11)은 위아래 어금니들(214, 224)의 안쪽 면과 바깥쪽 면을 닦아주고, 제2회전솔(12)은 위아래 어금니들(214, 224)의 사이에 위치하여 그 교합면들(214e, 224e)을 동시에 닦아준다. 앞서, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)의 경우(도4 내지 도6 참조)와 마찬가지로, 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)의 경우에도 그 명칭과 도면부호를 달리하는 기준은 각각의 회전솔들을 돌리는 압력공기가 어디에서 나왔는가이다. 즉, 위아래 어금니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 위치한 4개의 제1회전솔들(11)은 모두 그 회전솔들을 돌리는 압력공기가 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로부터 직접 나오기 때문에, 각각의 설치위치가 다름에도 불구하고, 하나의 명칭과 도면부호를 부여한 것이며, 반면 중앙에 위치한 1개의 회전솔(12)은 그것을 돌리는 압력공기가 엔드판(6a, 6b)으로부터 나오는 것이기 때문에 제1회전솔들(11)과는 구분해서 표시하게 된 것이다.

한편, 구치부(110, 120)안의 4개의 제1회전솔들(11)의 회전방향 역시, 전술한 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)의 경우와 동일하게, 잇몸 쪽으로부터 치아의 끝 쪽을 향하도록 하는 것이 바람직하다. 반면, 제2회전솔(12)은 위아래 어금니들(214, 224)의 교합면(214e, 224e)을 닦는 역할을 하기 때문에, 그 회전방향을 어느 방향으로 하더라도 무방하다. 상기 제2회전솔(12)이 위아래 어금니들(214, 224)의 사이에 안정적으로 위치할 수 있는 이유는, 바이트 블록(40, 도4 참조)이 사용자의 윗턱과 아래턱을 일정 간격으로 벌려주기 때문이다.

도8은 도1에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)을 위에서 내려다본 평면도이다. 도8을 참고하면, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)의 사이에는 바이트 블록(40)이 보이는데, 사용자는 공기 구동식 자동칫솔(1)을 입안에 넣고 위아래 앞니들로 바이트 블록(40)을 물고 있음으로써 자동칫솔을 사용할 준비를 마치게 된다.

도8에는 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 평면 모양이 약간 복잡하게 되어 있는데, 이는 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)과 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)이 최대한 앞니들과 송곳니 및 어금니들의 배치 구조를 고려하여 설치될 수 있도록 하기 위함이다. 도9에서 후술하는 바와 같이 사람의 치아 배열 구조는 곡선 형태로 되어 있기 때문에, 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)과 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)이 각각 그 설치된 자리에서 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위해서는, 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 간, 그리고 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 엔드판(6a, 6b)간에서 회전솔들이 최대한 직선 형태로, 즉 꺾이지 않은 상태로 설치될 수 있도록, 각 회전솔들의 양 단부들이 고정되는 지점들을 최대한 정면으로 마주보도록 해 둘 필요가 있다.

본 발명자는 엔드판(6a, 6b)과 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)간에, 그리고 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 사이에서, 각각의 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 양 단부들이 각각 안착되는 지점들이 최대한 서로 정면으로 마주 볼 수 있게끔, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 형상을 디자인하였으며, 그러한 결과물 중 하나를 도8에 도시한 것이다.

도8에 도시된 바와 같이, 회전솔들(11, 12, 13, 14)의 길이는 그 설치되는 각 위치에 따라 서로 다르게 된다. 즉, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)의 경우에는, 앞니들의 바깥쪽 면을 닦는 회전솔들이 안쪽 면을 닦는 회전솔들보다 길이가 더 길고, 구치부(110, 120)의 회전솔들(11)의 경우에도 어금니들의 바깥쪽 면을 닦는 회전솔들이 안쪽 면을 닦는 회전솔들보다 더 길게 되어 있다.

도9 및 도10은 사람의 치아 배열 구조를 기준으로 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 효과적으로 사용될 수 있음을 설명하는 도면들로서, 이 중 도9는 사람의 아래턱 치아 배치도(210)와 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평면구조도를 분리해서 도시한 것이고, 도10은 공기 구동식 자동칫솔(1)이 입안에 끼워졌을 때 치아들이 공기 구동식 자동칫솔(1)의 회전솔들(11, 13, 14)과 접촉해서 잘 닦일 수 있다는 것을 보인다.

사람의 치아는 성인의 경우 아래턱에 총 16개가 나 있으며, 위턱에도 같은 형태로 총 16개가 나 있어서, 모두 32개가 된다. 우선, 아래턱에 형성된 치아들을 살펴보면, 앞니(211)가 4개이고, 송곳니(견치, 212)가 좌우 1개씩 총 2개이며, 앞어금니(213)는 좌우 2개씩 총 4개이고, 뒤어금니(214)는 좌우 3개씩 총 6개이다. 상기 앞니들(211)은 중앙에 나 있는 중절치(211a)들과 그 옆에 나 있는 측절치(211b)들로 구분된다. 그리고 앞어금니(213)는 제1소구치(213a)와 제2소구치(213b)로 구분되며, 뒤어금니(214)는 제1대구치(214a), 제2대구치(214b) 및 제3대구치(214c)로 구분되는데, 상기 제3대구치(214c)는 속칭 사랑니라고도 부르는 치아로서 입안 가장 깊숙한 곳에 위치한다. 도9에서 도면부호 201은 아랫잇몸을 가리킨다.

한편, 도9에서 도면부호 502는 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)에서 엔드판(6a, 6b)과 대향된 면에 돌출 형성된 돌출지지부를 가리킨다. 상기 돌출지지부(502)에는 소켓(512, 도21 참조)이 함몰된 형태로 형성되어 있어서 제2회전솔(12; 도 2 및 도3 참조)의 소켓 끼움단부(10b)가 끼워질 수 있고, 이와 대응되게 엔드판(6a, 6b)에는 플러그(611)가 돌출 형성되어 있어서 제2회전솔(12)의 플러그 끼움단부(10a)가 끼워질 수 있다.

도10은 도9에 도시된 아래턱의 치아 배치도(210)와 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평면도를 서로 겹쳐서 그린 것으로, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 실제로 사람의 입안에 장착되었을 때 회전솔들(11, 13)이 앞니(211) 및 어금니들(213, 214)을 잘 닦을 수 있는 형태로 배치되었다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)은 어금니들(213, 214)의 안쪽과 바깥쪽에 잘 접촉하고 있으며, 전치부(130)의 제3회전솔(13)은 앞니들의 안쪽과 바깥쪽에 잘 접촉하고 있다.

도10을 참고하면, 송곳니(212)는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)가 있는 곳에 위치하게 되는데, 이때 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 상하면에는 각각 제1오목부(501a, 501b)가 형성되어 있어서, 송곳니들(212)과 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)가 서로 간섭을 일으키는 것을 피할 수 있다. 마찬가지로, 어금니들 중 가장 안쪽에 위치한 제3대구치(214c) 역시 엔드판(6a, 6b)이 있는 곳에 위치하는데, 이 경우에도 제3대구치(214c)는 엔드판(6a, 6b)의 상하면에 각각 형성된 제2오목부(601a, 601b)안에 들어갈 수 있으므로, 제3대구치들(214c)과 엔드판들(6a, 6b)이 서로 간섭을 일으키는 것을 피할 수 있다.

여기서 "간섭을 일으킨다"라는 말의 의미는, 송곳니(212)나 제3대구치(214c)가 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)을 그대로 물고 있게 됨으로 인해서, 바이트 블록(40)에 의한 의도된 입 벌림 효과와 상관없이, 입이 더 크게 벌려지는 것을 말하는데, 이렇게 되면 송곳니(212)나 제3대구치(214c) 이외의 치아들도 회전솔들(11, 12, 13, 14) 사이로 들어갈 수가 없어서, 회전솔들로 치아를 닦는다는 본 발명의 구상 자체가 실현될 수 없게 되는 문제가 발생한다. 따라서 앞니들(211)과 어금니들(213, 214)이 회전솔들(11, 13, 14)의 사이에 충분히 들어갈 수 있을 정도로, 송곳니들(212)과 제3대구치들(214c)이 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 엔드판(6a, 6b)의 두께 안으로 들어갈 필요가 있으며, 이를 위하여 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 엔드판(6a, 6b)에 각각 오목부들(501, 601)을 형성한 것이다.

한편, 도10에 도시된 것과 같이, 비록 송곳니들(212)이 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 위치와 겹쳐져서 기본적으로는 회전솔들(11, 13, 14)에 의해 닦이지 않는다고 하더라도, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)은 사람의 입안에 넣었을 때 반드시 그 위치가 고정된 것이 아니고 입안에서 어느 정도는 좌우로 움직일 수 있는 여유를 갖고 있기 때문에, 사람이 전장부(2a)를 손으로 잡고 칫솔바디(2)를 좌측 혹은 우측으로 약간 이동시키면, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)이나 구치부(110, 120)의 회전솔들(11)로 송곳니들(212)을 닦을 수 있게 된다.

그리고 이러한 사용상의 요령(tip)은 제3대구치(214c)에 대해서도 그대로 적용될 수 있다. 즉, 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사용 중에 좌우로 약간 움직이는 동작에 의해서 엔드판(6a, 6b)의 제2오목부(601) 안에 들어가 있는 제3대구치들(214c)도 구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)과 접촉하는 기회를 가질 수 있으며, 그 결과 모든 어금니들을 다 닦는 것이 가능하게 된다.

도11은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평단면도로서, 특히 외부의 공기펌프에 의해 제공된 공기가 칫솔바디(2) 내부의 공기유로들을 경유해서 각각의 회전솔들(11, 12, 13, 14)에 공급되는 경로와 회전솔들(11, 12, 13, 14)에서 모두 사용이 완료된 공기가 다시 취합되어서 외부로 배출되는 경로를 도시한다.

도11을 참고하면, 공기펌프(900, 도46 참조)에서 만들어져서 공급되는 압력공기는 소켓부(30)의 공기투입구(31)를 통해 전장부(2a) 내의 메인 공기투입유로(310)로 들어가며, 이어 제1분기점(313)에서 제1공기투입유로(311)와 제2공기투입유로(312)로 분기되어 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 각각 전달된다.

전장부(2a) 내의 제1공기투입유로(311)는 제1조인트부(5a)내의 제1공기전달유로(330)와 이어지며, 상기 제1공기전달유로(330)는 제2-1분기점(333)에서 상하 2가닥으로 분기되어 각각 제1-1분기유로(331)와 제1-2분기유로(332, 도15 참조)로 나눠지고, 이 중에서 상기 제1-1분기유로(331)는 제1구치부(110)의 아래쪽에 위치한 2개의 제1회전솔들(11)에 압력공기를 공급하고, 상기 제1-2분기유로(332, 도15 참조)는 제1구치부(110)의 위쪽에 위치한 2개의 제1회전솔들(11)에 압력공기를 공급한다.

이러한 제1조인트부(5a) 내의 공기유로 구성과 대칭적으로, 제2조인트부(5b)내에도 제1회전솔들(11)에 압력공기를 공급하기 위한 공기유로들이 형성되어 있다. 즉, 전장부(2a) 내의 제2공기투입유로(312)는 제2조인트부(5b)내의 제2공기전달유로(340)와 이어지며, 상기 제2공기전달유로(340)는 제2-2분기점(343)에서 상하 2가닥으로 분기되어 각각 제2-1분기유로(341)와 제2-2분기유로(342, 도16 참조)로 나눠지고, 이 중에서 상기 제2-1분기유로(341)는 제2구치부(120)의 아래쪽에 위치한 2개의 제1회전솔들(11)에 압력공기를 공급하고, 상기 제2-2분기유로(342, 도16 참조)는 제2구치부(120)의 위쪽에 위치한 2개의 제1회전솔들(11)에 압력공기를 공급한다.

즉, 외부에서 공기 구동식 자동칫솔(1)안으로 공급된 압력공기는, 1차적으로 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 전달되어서 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)을 돌리는데 사용되는 것이다.

도11을 참고하면, 각각의 회전솔들(11, 12, 13)의 솔 내부공간(103)으로 압력공기가 흐르는 방향이 작은 화살표들로 표시되어 있다. 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)의 경우에는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로부터 엔드판(6a, 6b)쪽으로 압력공기가 흐르며, 이렇게 제1회전솔들(11)을 통해서 엔드판(6a, 6b)으로 들어간 압력공기는 엔드판(6a, 6b)내에 마련된 제5공기전달유로(350)를 통해 하나로 모이고, 그렇게 모인 압력공기가 이번에는 거꾸로 제2회전솔(12)의 솔 내부공간(103)을 통해 흘러서 다시 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 각각 들어가게 된다.

이렇게 제1 및 제2구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)을 구동시키는데 1차적으로 사용된 압력공기가 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 다시 돌아온 다음에는, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)을 구동시키는 용도로 2차적으로 사용되게 된다.

즉, 도11에서 제1구치부(110)의 제2회전솔(12)을 거쳐 제1조인트부(5a)의 제3공기전달유로(370, 도19 참조)로 들어온 압력공기는, 제1조인트부(5a) 내에서 다시 2가닥으로 분기된 다음, 전치부(130)의 아래쪽에 위치한 2개의 제3회전솔들(13)로 각각 투입되어 제3회전솔들(13)을 회전시키는데 사용되고, 상기 제3회전솔들(13)을 통과한 압력공기는 이번에는 제2조인트부(5b) 내에 마련된 제2공기배출유로(322, 도20 참조)로 들어간다. 상기 제2공기배출유로(322)는 제1주먹장 이음부(51)를 거쳐 전장부(2a)안에까지 이어져 있는데, 목적하는 용도로 사용이 모두 끝난 압력공기는 제2공기배출유로(322)를 따라 진행하다가 제1집속점(323)에서 제1공기배출유로(321, 도38 참조)와 만나 합쳐진 후에는 메인 공기배출유로(320)로 흐르게 되며, 최종적으로는 소켓부(30)의 공기배출구(32)를 통해 외부로 배출되게 된다.

이와 대칭적으로, 도11에서 제2구치부(120)의 제2회전솔(12)을 거쳐 제2조인트부(5b)의 제4공기전달유로(380, 도20 참조)로 들어온 압력공기는, 제2조인트부(5b) 내에서 다시 2가닥으로 분기된 다음, 전치부(130)의 위쪽에 위치한 2개의 제4회전솔들(14)로 각각 투입되어 제4회전솔들(14)을 회전시키는데 사용되고, 상기 제4회전솔들(14)을 통과한 압력공기는 이번에는 제1조인트부(5a) 내에 마련된 제1공기배출유로(321, 도19 참조)로 들어간다. 상기 제1공기배출유로(321)는 제1주먹장 이음부(51)를 거쳐 전장부(2a)안에까지 이어져 있는데, 목적하는 용도로 사용이 모두 끝난 압력공기는 제1공기배출유로(321, 도38 참조)를 따라 진행하다가 제1집속점(323)에서 제2공기배출유로(322)와 만나 합쳐진 후에는 메인 공기배출유로(320)로 흐르게 되며, 최종적으로는 소켓부(30)의 공기배출구(32)를 통해 외부로 배출되게 된다.

상술한 내용을 요약하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 회전솔들(11, 12, 13, 14)을 회전시키기 위해 압력공기가 흐르는 경로는 다음과 같다.

(1) 공기펌프로부터 유입된 압력공기는 1차적으로 전장부(2a)와 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 공기공급유로들(310, 311, 312, 330, 340)을 거쳐 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)을 통과하고,

(2) 이렇게 제1회전솔들(11)을 통과한 압력공기는 엔드판(6a, 6b)에서 각각 모여 하나로 합쳐진 다음 제2회전솔(12)을 통과하며,

(3) 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제2회전솔(12)을 통과한 압력공기는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 다시 회수되어서 2차적으로 전치부(130)의 제3 및 제4회전솔들(13, 14)을 통과하는데, 이때 제1조인트부(5a)로 회수된 압력공기는 전치부(130)의 아래쪽에 배치된 제3회전솔들(13)을 통과하게 되고, 제2조인트부(5b)로 회수된 압력공기는 전치부(130)의 위쪽에 배치된 제4회전솔들(14)을 통과하게 된다.

(4) 그리고 전치부(130)의 제3 및 제4회전솔들(13, 14)까지 모두 통과한 압력공기는, 각각 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 전장부(2a)내에 형성된 공기배출유로들(321, 322, 320)을 거쳐서 공기배출구(32)로 나가게 되는 것이다.

본 발명 이전에 출시된 수많은 전동칫솔들은 모두 전기에 의해 작동하는 모터의 힘을 이용해서 칫솔의 회전솔들을 돌리는 방식들뿐이었다. 그러나 본 발명은 이러한 기존의 전동칫솔들과는 기본적인 발상을 달리해서 압력공기를 이용하여 회전솔들을 회전 구동시킨다는 점에서 큰 차이가 있다. 전동칫솔은 모터와 동력전달을 위한 부품들이 기계적으로 완벽히 연결되어 있어야만 작동할 수 있으므로, 구성이 복잡하고 각 구성품들간의 정밀도가 매우 높은 정도로 요구되지만, 공압을 이용하여 회전솔들을 돌리는 방식을 취하면 부품들간에 직접 고정되고 연결되는 방식이 아니라 끼워 맞추거나 걸치는 방식으로도 충분히 공압의 전달과 회전솔들의 작동이 가능하기 때문에 부품들을 제작, 가공하는 작업이 상대적으로 쉽게 된다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 제품 전체를 분리 가능한 방식으로 조립해서 만드는 것이 가능하고, 회전솔과 같은 소모품들의 교체가 매우 용이하게 되므로, 소비자들의 제품 활용도와 만족도를 크게 올릴 수 있는 장점이 있다.

도12는 도2에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 일부 분해 사시도 중에서 칫솔바디(2)만을 따로 확대하여 도시한 것이다. 도12를 참고하면, 제1 및 제2구치부(110, 120)의 회전솔 안착공간(15) 안에 4개의 제1회전솔들(11)과 1개의 제2회전솔(12)이 분리 가능한 방식으로 설치될 수 있다. 엔드판(6a, 6b)의 회전솔 안착면(6d)에는 각각의 회전솔들이 안착되는 지점마다 소켓(612) 또는 플러그(611)가 설치되어 있다. 상기 플러그(611)는 엔드판(6a, 6b)으로부터 압력공기가 바깥쪽으로 토출되는 부분이며, 상기 소켓(612)은 제1회전솔들(11)을 지나온 압력공기가 엔드판(6a, 6b)안의 공기유로로 들어가는 부분이다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 플러그와 소켓은 엔드판(6a, 6b) 뿐만 아니라 조인트부(5a, 5b)에도 회전솔의 개수만큼 설치되는데, 그 설치된 지점들은 달라도 플러그와 소켓의 형상은 모두 동일하게 제작하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 회전솔들(11, 12, 13, 14) 자체가 전체적인 구조는 모두 동일하되, 사용되는 위치에 따라 각각의 길이와 그 내부의 바람맞이부(104)의 회전방향만을 다르게 하고 있을 뿐이므로, 회전솔들의 양 단부가 각각 끼워지는 플러그들과 소켓들의 구조 역시 하나의 사양으로 동일하게 제작하는 것이 바람직하다.

앞서 도11에서 설명한 바와 같이, 압력공기는 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)로부터 제1회전솔들(11)을 거쳐서 엔드판(6a, 6b) 쪽으로 1차적으로 통과하게 되므로, 제1회전솔들(11)의 소켓 끼움단부(10b, 도2 및 도3 참조)가 결합되는 엔드판(6a, 6b)의 해당 지점들에는 소켓들(612)이 형성되어 있다. 그리고 엔드판(6a, 6b) 안으로 들어간 압력공기가 모여져서 다시 토출되어 나오는 플러그(611)에는 제2회전솔(12)의 플러그 끼움단부(10a)가 결합되게 된다.

도13은 도12에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2)를 각 구성요소별로 분리해서 도시한 일부 분해 사시도로서, 특히 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)과 외측 실드(8a, 8b) 및 제2 내측 실드(9a, 9b), 그리고 엔드판(6a, 6b)이 서로 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 설명하고 있다. 그리고 도14는 도13에서 서로 결합된 상태로 도시되어 있는 공기 구동식 자동칫솔(1)의 전장부(2a)와 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b), 그리고 제1내측실드(7)를 각각 분리시켜서 도시한 것으로서, 이들이 서로 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 점을 설명한다.

우선, 도13을 참고하면, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 외측실드(8a, 8b)간의 분리 가능한 방식으로의 결합을 가능하게 하는 제3-1주먹장 이음부(53, 도1 참조)는 외측 실드(8a, 8b)의 한쪽 단부에 돌출 형성된 제3-1촉부(81)와 그에 대응되게 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 해당 지점에 형성된 제3-1홈부(53a)로 구성된다. 그리고 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 제2내측실드(9a, 9b)간의 분리 가능한 방식으로의 결합을 가능하게 하는 제3-2주먹장 이음부(54, 도1 참조)는 제2내측실드(9a, 9b)의 한쪽 단부에 돌출 형성된 제3-2촉부(91)와 그에 대응되게 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 해당 지점에 형성된 제3-2홈부(54a)로 구성된다. 같은 방식으로, 외측실드(8a, 8b)와 엔드판(6a, 6b)간의 결합을 위한 제4-1주먹장 이음부(61, 도1 참고)는 외측실드(8a, 8b)의 다른쪽 단부에 돌출 형성된 제4-1촉부(82)와 그에 대응되게 엔드판(6a, 6b)의 일측 단부에 형성된 제4-1홈부(61a)로 구성되고, 제2내측실드(9a, 9b)와 엔드판(6a, 6b)간의 결합을 위한 제4-2주먹장 이음부(62, 도1 참조)는 제2내측실드(9a, 9b)의 다른쪽 단부에 돌출 형성된 제4-2촉부(92)와 그에 대응되게 엔드판(6a, 6b)의 타측 단부에 형성된 제4-2홈부(62a)로 구성된다.

다음으로, 도14를 참고하면, 전장부(2a)와 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)간의 분리 가능한 방식으로의 결합을 가능하게 하는 제1주먹장 이음부(51, 도1 참조)는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 한쪽 모서리 부분에 돌출 형성된 제1촉부(51a)와 그에 대응되게 전장부(2a)의 해당 지점에 형성된 제1홈부(21a)로 구성된다. 그리고 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 제1내측실드(7) 간의 분리 가능한 방식으로의 결합을 가능하게 하는 제2주먹장 이음부(52, 도1 참조)는 제1내측실드(7)의 양단에 돌출 형성된 제2촉부(71)와 그에 대응되게 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 다른쪽 모서리 부분에 형성된 제2홈부(52a)로 구성된다.

본 발명에서 각 부재들간의 분리 가능한 방식으로의 결합을 위해 채택하고 있는 '주먹장 이음' 방식은 단면이 사다리꼴로 되어 있고 바깥쪽이 더 큰 너비를 갖고 있는 촉부를 어떤 부재에 돌출시켜서 형성하고, 그와 결합되는 다른 부재에는 상기 촉부에 꼭 맞는 홈부를 형성해서, 촉부를 홈부 안에다 슬라이딩 방식으로 밀어 넣어서 끼워 맞출 수 있도록 된 이음 방식을 말한다. 본 발명의 각 부재들, 즉 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 제1 및 제2내측실드(7, 9a, 9b), 외측실드(8a, 8b), 그리고 엔드판(6a, 6b)은 각각 분리 가능한 방식으로 서로 결합되어야 하는 것이므로, 상기 '주먹장 이음' 방식을 활용해서 서로 결합시키면, 마치 레고 완구를 결합시키듯이 서로 분리 가능하면서도 충분히 안정된 결합을 이룰 수 있다. 즉, 각 부품들이 일단 결합된 상태에서는 각 부품들간의 이격이 발생하지 않아 자동칫솔로서의 사용에 필요한 기구적 안정성을 충분히 확보할 수 있다.

그리고 상기 각 주먹장 이음부(51, 52, 53, 54, 61, 62)에 있어서는 촉부(51a, 71, 81, 82, 91, 92)가 그에 대응되는 홈부들(21a, 52a, 53a, 54a, 61a, 62a)에 일방향으로만 삽입이 되고, 결합이 완료되면 더 이상 지나가지 못하도록 안전장치를 마련해 두는 것이 바람직하다.

이를 위해, 제1내측실드(7)의 양 단부에 돌출 형성된 제2촉부(71)의 하단부(71a)가 제1내측실드(7) 자체의 하단부 보다 높은 위치에서 마감되어 있고, 상기 제2촉부(71)가 결합되는 제2홈부(52a)의 역시 그 홈의 끝(521)이 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 하단부 보다 높은 위치에서 막혀 있도록 하는 것이 바람직하다. 이처럼 상기 제2촉부(71)의 하단부(71a)와 제2홈부(52a)의 홈끝(521)은, 제2촉부(71a)가 제2홈부(52a)안에서 슬라이딩 결합될 때 최대로 삽입될 수 있는 한도를 설정하므로 일종의 스톱퍼(stopper)로서의 기능을 담당하게 된다. 이러한 제2촉부(71)의 하단부 스톱퍼(71a)와 제2홈부(52a)의 홈끝(521)에 관한 구성은 다른 주먹장 이음부들(51, 53, 54, 61, 62)에도 모두 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 각 촉부들(51a, 71, 81, 82, 91, 92)은 그 촉부가 형성되는 부재의 상단면으로부터 시작해서 연장되되, 하단면까지 다 연장되지는 않고, 대신 하단면으로부터 소정의 길이만큼 떨어진 위치까지만 연장 형성되도록 하여 촉부의 하단부가 '스톱퍼'가 되도록 할 수 있으며, 상기 각 홈부들(21a, 52a, 53a, 54a, 61a, 62a) 역시 상기 촉부들에 대응되는 형상으로 제작하되 그 홈이 형성되는 부재의 하단면까지 다 연장되지는 않고, 대신 하단면으로부터 소정의 길이만큼 떨어진 위치까지만 연장 형성되도록 하여 홈끝이 자동적으로 '스톱퍼'로서의 기능을 담당하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 촉부(51a, 71, 81, 82, 91, 92)와 홈부(21a, 52a, 53a, 54a, 61a, 62a)의 구성에 의해서 전장부(2a), 제1 및 제2조인트부(5a, 5b), 제1 및 제2내측실드(7, 9a, 9b), 외측실드(8a, 8a)와 엔드판(6a, 6b)은 서로 슬라이딩 방식으로 끼워 맞춰질 때 안정적인 결합위치를 확보할 수 있다.

한편, 본 발명의 도면들에서는 주먹장 이음부들(51, 52, 53, 54, 61, 62)의 체결 방식을 도면들에 나타내었으나, 이는 하나의 실시 가능한 예를 제시한 것일 뿐이다. 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)을 실제로 제작할 때에 서로 분리 가능한 방식으로 결합되어야 하는 2개의 부재들 중 어떤 부재에 촉부를 형성하고 어떤 부재에 홈부를 형성할지는 설계에 따라서 얼마든지 변경될 수 있는 것이다. 따라서 실 제품에서 주먹장 이음부들의 체결방식이 본 명세서에 첨부된 도면들에 제시된 것과 다르게 구현되더라도, 그러한 변경사항으로 인해 본 발명의 보호범위를 벗어나게 되는 것은 아님을 밝혀둔다.

도13에서 도면부호 8d는 외측실드(8a, 8b)의 볼쪽 벽면을 가리키고, 9e는 제2내측실드(9a, 9b)의 내벽면을 가리킨다.

도14에서 도면부호 71a는 제2촉부(71)의 표면에서 돌출되어 형성된 걸림돌기선을 가리키는데, 상기 걸림돌기선(71a)은 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에 존재하는 제2홈부(52a) 안의 걸림홈선(522, 도15 및 도16 참조)에 대응되는 것으로, 제2촉부(71)가 제2홈부(52a) 안에 완전히 삽입되었을 때 상기 걸림돌기선(71a)이 걸림홈선(522)안에 끼워져 걸림으로써 잠금 기능을 수행할 수 있게 된다. 즉, 어느 정도의 직접적인 힘과 충격에 의하지 않고서는 걸림돌기선(71a)이 걸림홈선(522) 밖으로 이탈될 수 없도록 하여 제2촉부(71)와 제2홈부(52a)간의 안정적인 결합력을 확보할 수 있게 한다. 이러한 제2주먹장 이음부(52)에서의 걸림돌기선(71a)과 걸림홈선(522)에 관한 구성 역시, 다른 주먹장 이음부들(51, 53, 54, 61, 62)에도 모두 공통적으로 적용될 수 있다.

도14를 참고하면, 제1조인트부(5a)에서 전치부(130)의 제3 및 제4회전솔들(13, 14)이 설치되는 면에는 아래쪽에 플러그(511)가 돌출 형성되어 있고, 위쪽에 소켓(512)이 형성되어 있다. 그리고 제2조인트부(5b)에서 전치부(130)의 제3 및 제4회전솔들(13, 14)이 설치되는 면에는 위쪽에 플러그(511)가 돌출 형성되어 있고, 아래쪽에 소켓(512)이 형성되어 있다.

도15는 도14에 도시된 제1조인트부(5a)의 확대 사시도로서, 내부의 공기흐름 경로를 도시하는데, 설명의 편의상 제1촉부(51a)에 형성된 공기입구(550)로부터 구치부(110, 120)의 4개의 제1회전솔들(11)쪽으로 공기가 투입되는 경로만을 도시하였다.

도15를 참고하면, 제1조인트부(5a)의 제1촉부(51a)는 사다리꼴 모양의 단면을 가지며, 바깥쪽 면(554)의 너비가 크게 되어 있어서 '주먹장 이음' 방식을 채택하고 있음을 알 수 있다. 상기 제1촉부(51a)에 형성된 공기입구(550)는 제1조인트부(5a) 내부에 마련된 제1공기전달유로(330)와 이어지며, 상기 제1공기전달유로(330)는 제2-1분기점(333)에서 상하 2개의 경로(331, 332)로 분기되는데, 여기서 아래 방향으로 분기된 제1-1분기유로(331)는 제1구치부(110)의 아래편에 배치된 2개의 제1회전솔들(11)과의 연결을 위한 플러그들(511, 도22 참조)쪽으로 이어지고, 위 방향으로 분기된 제1-2분기유로(332)는 제1구치부(110)의 위편에 배치된 2개의 제1회전솔들(11)과의 연결을 위한 또 다른 플러그들(511) 쪽으로 이어진다.

도15에서 도면부호 335는 제1-1분기유로(331) 및 제1-2분기유로(332)와 각각의 플러그들(511)을 이어주는 제1공기적용유로를 가리킨다. 그리고 도면부호 551은 제1촉부(51a)에 형성된 공기 출구를 가리키는데, 상기 공기 출구(551)는 제1공기배출유로(321)의 일부를 구성한다. 여기서, 상기 제1공기배출유로(321)는 제1조인트부(5a)내에서 전치부(130) 쪽의 소켓(512)으로 들어온 압력공기를 전장부(2a) 쪽으로 전달하는 통로이다.

도15에서 상기 제1촉부(51a)는 전진면(554)의 너비가 후진면(555)에 있는 목 부분의 너비 보다 크게 되어 있어서 전체적으로 사다리꼴의 단면 모양을 갖고 있으며, 제1촉부(51a)의 하단부(553)는 제1조인트부(5a)의 하면(5a-2, 도17 참조)으로부터 일정 길이만큼 떨어진 위치에서 마감되어 있어서 상술한 '스톱턱'으로서 기능을 담당할 수 있다. 그리고 제1촉부(51a)의 표면에는 걸림돌기선(552)이 돌출 형성되어 있다.

한편, 상기 제2홈부(52a)의 홈 안에는 걸림홈선(522)이 파여진 모양이 형성되어 있으며, 홈의 하단(521a)이 제1조인트부(5a)의 하면(5a-2, 도17 참조)으로부터 일정 길이만큼 이격된 위치에서 막혀 있어서 상술한 '스톱턱'으로서의 기능을 수행할 수 있게 되어 있다.

도15를 참고하면, 제1조인트부(5a)의 전방솔 안착면(56a)에는 아래위 앞니들의 바깥쪽을 닦는 제3회전솔(13)과 제4회전솔(14)이 하나씩 설치될 수 있고, 후방솔 안착면(56b)에는 아래위 앞니들의 안쪽 면을 닦는 제3회전솔(13)과 제4회전솔(14)이 하나씩 설치될 수 있다. 상기 전방솔 안착면(56a)과 후방솔 안착면(56b)의 사이에는 상하면(5a-1, 5a-2)이 오목하게 파여진 브릿지(bridge, 55)가 존재하는데, 상기 브릿지(55)는 위아래로 제1-1오목부(501a) 및 제1-2오목부(501b)가 형성되어 있음으로써, 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 착용했을 때, 아래위 송곳니들을 그 오목부들(501a, 501b)안에 일부 수용할 수 있게 된다.

도15에서 미설명 도면부호 5a-3은 제1조인트부(5a)의 외측면을 가리킨다.

도16은 도14에 도시된 제2조인트부(5b)의 확대 사시도로서, 내부의 공기흐름 경로를 도시하는데, 설명의 편의상 제1촉부(51a)에 형성된 공기입구(550)로부터 어금니들을 위한 4개의 제1회전솔들(11)쪽으로 공기가 투입되는 경로만을 도시하였다.

도16에 도시된 제2조인트부(5b)는, 도15의 제1조인트부(5a)와 전체적인 외형이 대칭될 뿐만 아니라, 그 내부에 형성된 공기유로들 중 제1회전솔들(11) 쪽으로 압력공기를 보내기 위한 공기유로들에 있어서도 서로 완벽히 대칭되어 동일하게 되어 있다. 즉, 제1촉부(51a)의 공기입구(550)로부터 이어진 제2공기전달유로(340)는 제2-2분기점(343)에서 제2-1분기유로(341) 및 제2-2분기유로(342)로 갈라지는데, 이 중에서 아래쪽으로 분기되어 형성된 제2-1분기유로(341)는 제2구치부(120)의 아래편에 배치된 2개의 제1회전솔들(11)과의 연결을 위한 플러그(511) 쪽으로 이어지고, 위 방향으로 분기되어 형성된 제2-2분기유로(342)는 위편에 배치된 2개의 제1회전솔들(11)과의 연결을 위한 또 다른 플러그들(511) 쪽으로 이어진다.

도16에서 도면부호 345는 제2-1분기유로(341) 및 제2-2분기유로(342)와 각각의 플러그들(511)을 이어주는 제2공기적용유로를 가리킨다.

제2조인트부(5b)의 공기유로들은, 제2구치부(120)의 제1회전솔들(11) 쪽으로 압력공기를 보내는 경로에 관해서는, 제1조인트부(5a)의 공기유로들과 완벽히 동일하지만, 제2회전솔(12)을 거쳐서 제2조인트부(5b)로 돌아온 압력공기를 전치부(130)의 제4회전솔들(14) 쪽으로 전달하는 제4공기전달유로(380)의 설치 구조에 관해서는 도15에 도시된 제1조인트부(5a)의 경우와 차이가 나고, 또 전치부(130)의 제3회전솔(13)을 거쳐서 제2조인트부(5b)로 들어온 압력공기를 공기 출구(551)쪽으로 전달하는 제2공기배출유로(322)의 설치구조에 관해서도 도15에 도시된 제1조인트부(5a)의 경우와는 차이가 난다. 이렇게 제1조인트부(5a)와 제2조인트부(5b)가 그 구성에 있어 약간 차이가 나는 이유는, 구치부(110, 120)의 제2회전솔(12)을 거쳐 되돌아온 압력공기를 처리하는 구성이 서로 상보적(相補的)인 형태를 이루고 있기 때문이다. 즉, 제1조인트부(5a)는 제1구치부(110)의 제2회전솔(12)을 거쳐 되돌아온 압력공기를 전치부(130)의 아래 앞니들을 닦기 위한 제3회전솔들(13)로 보내는데 반해, 제2조인트부(5b)는 제2구치부(120)의 제2회전솔(12)을 거쳐 되돌아온 압력공기를 전치부(130)의 위 앞니들을 닦기 위한 제4회전솔들(14)로 보내야 하기 때문에, 비록 공기유로들의 설치 원리는 동일하다 하더라도, 실제적인 설치 구조는 상호 보완적인 형태가 되어서 서로 차이가 나는 것이다.

도16에 도시된 바와 같이, 제2조인트부(5b)의 전방솔 안착면(56a)과 후방솔 안착면(56b)의 위편에는 플러그(511)가 돌출 형성되어서 압력공기가 전치부(130)의 제4회전솔들(14)쪽으로 투입될 수 있게 되어 있고, 아래편에는 소켓(512)이 형성되어서 전치부(130)의 제3회전솔들(13)을 거친 압력공기가 소켓(512) 안으로 들어갈 수 있게 되어 있다.

도16에서 도면부호 5b-1은 제2조인트부(5b)의 상면을 가리키고, 5b-3은 하면을 가리킨다.

도17은 도15에 도시된 제1조인트부(5a)를 아래쪽에서 올려다 본 모습으로 도시한 것이고, 도18은 도16에 도시된 제2조인트부(5b)를 아래쪽에서 올려다 본 모습으로 도시한 것이다.

도17에서 도면부호 5a-2는 제1조인트부(5a)의 하면을 가리키고, 도18에서 도면부호 5b-2는 제2조인트부(5b)의 하면을 가리킨다.

도19는, 도15에 도시된 제1조인트부(5a)의 사시도에 추가하여, 어금니를 위한 중앙의 제2회전솔(12)을 거쳐서 복귀한 공기가 앞니들을 위한 제3회전솔들(13) 쪽으로 전달되는 내부의 공기흐름경로를 더 표시한 도면이다.

도19를 참고하면, 돌출 지지부(502)에는 소켓(512)이 형성되어서 제1구치부(110)의 제2회전솔(12)로부터 들어오는 압력공기를 받아들이게 되는데, 상기 소켓(512)은 제1조인트부(5a)안에 형성된 제3공기전달유로(370)와 연결되어 있다. 상기 제3공기전달유로(370)는 2가닥으로 분기되어서 각각 제3-1분기유로(371)와 제3-2분기유로(372)로 이어지며, 상기 제3-1분기유로(371)는 전방솔 안착면(56a)에 돌출 형성된 플러그(511)로 이어지고, 상기 제3-2분기유로(372)는 후방솔 안착면(56b)에 돌출 형성된 플러그(511)로 이어진다. 즉, 제1조인트부(5a)내에는, 제1구치부(110)의 제2회전솔(12)을 거쳐서 되돌아온 압력공기가 전치부(130)의 아래 앞니들을 닦기 위한 제3회전솔들(13)을 돌리는데 사용되게끔 제3공기전달유로(370)가 형성되어 있는 것이다. 그리고 도면부호 375는 상기 제3-1분기유로(371) 및 제3-2분기유로(372)와 각각의 플러그(511)를 이어주는 제3공기적용유로를 의미한다.

한편, 도19에서는 도면이 너무 복잡하게 되는 것을 피하기 위하여 생략하였지만, 전치부(130) 쪽의 소켓들(512)은 제1공기배출유로(321)로 연결되며, 상기 제1공기배출유로(321)는 제1촉부(51a)에 형성된 공기 출구(551)로 이어진다. 제2조인트부(5b)로부터 제4회전솔들(14)로 공급되어서 제4회전솔들(14)을 돌리는데 사용되고 난 후의 압력공기는 제1조인트부(5a)의 전방솔 안착면(56a) 및 후방솔 안착면(56b)에 마련된 소켓들(512)로 들어가게 되며, 제1공기배출유로(321)를 거쳐 공기 출구(551)로 나오게 된다.

도20은, 도16에 도시된 제2조인트부(5b)의 사시도에 추가하여, 어금니를 위한 중앙의 제2회전솔(12)을 거쳐서 복귀한 공기가 앞니들을 위한 제4회전솔들(14) 쪽으로 전달되는 내부의 공기흐름경로를 더 표시한 도면이다.

도20을 참고하면, 돌출 지지부(502)에는 소켓(512)이 형성되어서 제2회전솔(12)로부터 들어오는 압력공기를 받아들이게 되는데, 상기 소켓(512)은 제2조인트부(5b)안에 형성된 제4공기전달유로(380)와 연결되어 있다. 상기 제4공기전달유로(380)는 2가닥으로 분기되어서 각각 제4-1분기유로(381)와 제4-2분기유로(382)로 이어지며, 상기 제4-1분기유로(381)는 전방솔 안착면(56a)에 돌출 형성된 플러그(511)로 이어지고, 상기 제4-2분기유로(382)는 후방솔 안착면(56b)에 돌출 형성된 플러그(511)로 이어진다. 즉, 제2조인트부(5b)내에는, 제2구치부(120)의 제2회전솔(12)을 거쳐서 되돌아온 압력공기가 전치부(130)의 위 앞니들을 닦기 위한 제4회전솔들(14)을 돌리는데 사용되게끔 제4공기전달유로(380)가 형성되어 있는 것이다. 그리고 상기 제4-1분기유로(381) 및 제4-2분기유로(382)와 각각의 플러그(511)는 제4공기적용유로(385)에 의해 연결된다.

한편, 도20에서는 도면이 너무 복잡하게 되는 것을 피하기 위하여 생략하였지만, 전치부(130) 쪽의 소켓들(512)은 제2공기배출유로(322)로 연결되며, 상기 제2공기배출유로(322)는 제1촉부(51a)에 형성된 공기 출구(551)로 이어진다. 제1조인트부(5a)로부터 제3회전솔들(13)로 공급되어서 제3회전솔들(13)을 돌리는데 사용되고 난 후의 압력공기는 제2조인트부(5b)의 전방솔 안착면(56a) 및 후방솔 안착면(56b)에 마련된 소켓들(512)로 들어가게 되며, 제2공기배출유로(322)를 거쳐 공기 출구(551)로 나오게 된다.

도21은 도15에 도시된 제1조인트부(5a)를 반대쪽의 ⓑ방향에서 바라볼 경우의 모습으로, 즉 제1구치부(110) 쪽에서 바라보았을 때의 모습으로 도시한 것이다.

도21을 참고하면, 제1조인트부(5a)의 외측솔 안착면(56c)과 내측솔 안착면(56d)에는 각각 플러그들(511)이 돌출 형성되어 있으며, 상기 외측솔 안착면(56c)과 내측솔 안착면(56d)의 중간에는 돌출지지부(50c)가 형성되어 있고, 상기 돌출지지부(50c)의 중앙솔 안착면(56e)에는 소켓(512)이 함몰된 형태로 형성되어 있다.

상기 4개의 플러그들(511)에는 각각 제1회전솔들(11)의 플러그 끼움단부(10a, 도22 참조)가 결합되게 되고, 중앙에 있는 소켓(512)에는 제2회전솔(12)의 소켓 끼움단부(10b, 도22 참조)가 결합되게 된다.

도21에 도시된 상기 플러그들(511)은 모두 동일한 형상과 사양으로 제작되는 것이 바람직하다. 플러그(511)는 돌출된 원통(511b)의 내부에 내부링(511d)을 갖는데, 상기 내부링(511d)은 스트러트들(struts, 511e)에 의해서 돌출 원통(511b)의 내벽면과 연결되어서 지지되고 있다. 상기 내부링(511d)의 안쪽은 삽입홀(511c)이 마련되어 있으며, 상기 삽입홀(511c) 안에는 제1회전솔(11)의 코어 와이어(102, 도7 참조)의 끝 부분이 끼워질 수 있다. 그리고 상기 플러그(511)의 돌출 원통(511b) 자체는 제1회전솔(11)의 외부 파이프(105, 도7 참조) 안쪽으로 삽입될 수 있다. 이러한 방식에 의해서 제1회전솔(11)의 플러그 끼움단부(10a)는 플러그(511)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 상기 플러그(511)의 돌출 원통(511b)과 내부링(511d) 사이에는 스트러트들(511e)이 3~4개 정도의 적은 개수로만 설치되고 그 사이의 공간 대부분이 개방되어서 공기통로(511a)를 이루고 있다. 상기 공기통로(511a)를 통해서 압력공기가 배출되고, 배출된 압력공기는 제1회전솔들(11)의 내부로 들어가게 된다(도23 참조).

제1조인트부(5a)의 중앙솔 안착면(56e)에 마련된 소켓(512)은 일정 깊이만큼 함몰되어서 제2회전솔(12)의 소켓 끼움단부(10b, 도22 참조)가 일부 들어갈 수 있도록 되어 있다. 상기 소켓(512)도 플러그(511)의 경우와 마찬가지로 그 내부에 내부링(512d)이 존재하며, 상기 소켓(512)의 구멍 벽면과 내부링(512d) 사이에는 스트러트들(512e)이 설치되어서 내부링(512d)을 지지하고 있다. 또한, 소켓(512)의 내부링(512d) 안에도 삽입홀이 형성되어 있어서, 그 삽입홀 안에 제2회전솔(12)의 코어 와이어(102)의 끝 부분이 끼워질 수 있다. 소켓(512) 안에는 제2회전솔(12)의 소켓 끼움단부(10b)가 삽입되는데, 제2회전솔(12)의 코어 와이어(102)가 상기 소켓(512)의 내부링(512d)에 의해 지지된 상태이므로, 제2회전솔(12)은 압력공기를 제공받으면 회전할 수 있다.

한편, 제1조인트부(5a)의 외측면(5a-3, 도15 참조) 근처에는 제3-1홈부(53a)가 형성되어 있고, 그 반대편의 내측면 근처에는 제3-2홈부(54a)가 형성되어 있는데, 상기 제3-1 및 제3-2홈부(53a, 54a)는 모두 그 홈 형태가 제1조인트부(5a)의 하면(5a-2, 도17 참조)으로부터 일정거리만큼 떨어진 위치에서 끝나 있어서, 외측실드(8a, 8b) 및 제2내측실드(9a, 9b)의 촉부들(81, 91)이 끼워져 결합될 때 상기 홈끝면(521a)이 촉부(81, 91)가 더 삽입되지 못하도록 막는 '스톱퍼'의 역할을 한다. 그리고 상기 제3-1홈부(53a) 및 제3-2홈부(54a)에는 걸림홈선(522)이 파여진 형태로 형성되어 있어서, 그에 대응되는 촉부들(81, 91)의 걸림돌기선(801, 도22 참조)과 결합되었을 때 잠금 기능을 담당하게 된다. 이러한 걸림돌기선(801)과 걸림홈선(522)의 잠금 기능에 의해서, 어느 정도의 직접적인 힘과 충격에 의하지 않고서는 걸림돌기선(801)이 걸림홈선(522) 밖으로 이탈될 수 없도록 하였으므로, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)은 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 외측실드(8a, 8b) 및 제2내측실드(9a, 9b)간의 안정적인 결합력을 확보할 수 있다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에 있어서 제1조인트부(5a)와 제2조인트부(5b)는 구치부(110, 120)의 회전솔 장착 구조에 관해서 완벽히 대칭적으로 동일하게 되어 있으므로, 도21에 도시된 제1조인트부(5a)의 모습을 수평방향으로 반전시키면 제2조인트부(5b)의 모습이 된다.

한편, 도21에서 도면부호 5a-5는 제1조인트부(5a)를 위 파트와 아래 파트로 구분해서 제작한 후에 접합함으로써 생긴 접합선을 가리킨다. 전장부(2a), 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)과 같이 그 내부에 공기유로를 갖고 있는 부품들을 제작함에 있어서는, 적어도 2개 이상의 파트들(parts)로 나누어 제작하고 그 파트의 내부공간에다가 공기유로를 형성한 다음에 합체시키는 방법으로 제작할 수 있는데, 이런 경우에는 각 부품마다 파트들 간의 접합선이 존재한다. 즉, 하나의 부품을 이루는 세부 파트들을 사출성형 등의 방법으로 생산하고 각 파트의 빈 내부공간 안에 공기유로를 형성한 다음, 해당 파트들을 합체시켜서 하나의 개별 부품을 만들 수 있는 것이다. 이런 경우에는 각 세부 파트 안에 합성수지 재질로 된 소구경의 파이프들을 배치하는 방법으로 상기 공기유로들을 만들 수 있으며, 공기유로들의 끝에다 플러그(511, 611) 및 소켓(512, 612)을 결합시킬 수 있다.

한편, 최근 각광받고 있는 3D 프린팅의 방식으로 각각의 부품들을 일체형으로 제작하는 것도 가능하다. 이런 경우에는 3D 프린터의 챔버 안에서 합성수지가 적층되는 방식에 의해 각 부품들이 일체형으로 만들어지게 되는데, 그 내부의 공기유로들과 플러그 및 소켓 등과 같은 구성들도 모두 일체형으로 제작될 수 있다.

도22는 도21에 도시된 제1조인트부(5a)에 제1구치부(110)의 회전솔들(11, 12)과 외측실드(8a, 8b) 및 제2내측실드(9a, 9b)가 분리 가능한 방식으로 결합되는 것을 설명하며, 아울러 외측실드(8a, 8b)와 제2내측실드(9a, 9b)에 대해서 엔드판(6a, 6b)이 또한 분리 가능한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 설명한다.

도22를 참고하면, 중앙의 제2회전솔(12)을 제외한 나머지 4개의 제1회전솔들(11)은 플러그 끼움단부(10a)가 제1조인트부(5a)의 외측솔 안착면(56c) 및 내측솔 안착면(56d)을 향하고 있어서 각각의 플러그들(511)에 결합되고, 그 반대편의 소켓 끼움단부(10b)가 엔드판(6a, 6b)의 소켓들(612, 도12 참조)에 삽입되어서 결합된다. 그리고 중앙에 위치한 제2회전솔(12)은, 상기 제1회전솔들(11)과는 반대로, 소켓 끼움단부(10b)가 제1조인트부(5a)의 중앙솔 안착면(56e)에 마련된 소켓(512)에 삽입되어서 결합되고, 플러그 끼움단부(10a)가 엔드판(6a)의 중앙에 돌출 형성된 플러그(611, 도12 참조)에 끼워진다.

도22에서 미설명 도면부호 6e는 제1엔드판(6a)의 뒷면을 가리키고, 65는 제1엔드판(6a)의 브릿지를 가리킨다.

도23은 도22에 도시된 내용 중 제1조인트부(5a)와 제1구치부(110)의 회전솔들(11, 12)만을 떼어내서 더 자세하게 도시한 것으로서, 제1조인트부(5a)와 회전솔들(11, 12)간의 결합관계 및 공기전달경로를 표시하였다. 도23에서 점선으로 표시된 공기전달경로들은 제1조인트부(5a)내에 배치된 소구경의 합성수지 재질로 된 파이프들을 의미할 수도 있고, 또는 3D 프린팅에 의해서 제1조인트부(5a) 내에 일체형으로 형성된 빈 통로들을 의미할 수도 있다.

도24는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 채택하고 있는 회전솔(10)의 내부 구조를 보인 것으로서, 그림<a>는 도23의 D-D선을 따라 회전솔(10)을 그 직경방향으로 잘랐을 때의 단면도이고, 그림는 회전솔(10) 내부의 나선형 블레이드(104a)가 보이게끔 그 내부 모습을 사시도 형태로 나타낸 것이다.

본 발명에서 사용하고 있는 제1 내지 제4회전솔들(11, 12, 13, 14)은 그 구조가 모두 동일하고 다만 설치되는 곳에 따라서 길이만이 다를 뿐이므로, 도24 및 그와 유사한 도면들에서는 회전솔을 도면부호 10으로 묶어서 표시하였다.

도24의 그림를 참고하면, 회전솔(10)은 외부 파이프(105)와 그 안쪽 공간에 동심(同心)으로 설치된 내부 파이프(106)로 구성되며, 상기 외부 파이프(105)와 내부 파이프(106)의 사이는 나선형 블레이드(104a)가 연결하고 있다. 즉, 나선형 블레이드(104a)에 의해서 내부 파이프(106)는 외부 파이프(105) 내에서 위치가 지지되는 것이다. 상기 나선형 블레이드(104a)는 회전솔(10)의 공기통로(103a)안에 존재하는 바람맞이부(104)의 일 형태로서, 회전솔(10)의 한쪽 단부로부터 압력공기가 들어오면, 그 압력공기가 다른 쪽 단부로 빠져나가는 과정에서 회전솔(10)을 회전시키게 된다.

한편, 상기 회전솔(10)의 내부 파이프(106)는 그 안쪽 공간이 코어 삽입홀(106a)로 비어 있어서 코어 와이어(102)가 관통하여 끼워질 수 있다. 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)을 사람의 입안에 장착했을 때, 회전솔(10)은 치아와 맞닿아서 어느 정도 휘어질 수밖에 없고, 그렇게 휘어진 상태에서도 압력공기에 의한 강제회전이 가능해야 하므로, 코어 와이어(102)는 외력에 의한 휘어짐을 충분히 수용하면서 탄성 복원력이 우수한 특성을 가질 것이 요구된다. 그리고 상기 회전솔(10)의 내부 파이프(106)는 그 안쪽의 코어 삽입홀(106a)에 설치된 코어 와이어(102)와 항시 접촉한 상태에서 회전하는 것이 최대한 수월하도록 해야만 하므로, 코어 와이어(102)와의 접촉에 의한 마찰을 최소화시킬 수 있는 미끄럼 저항이 낮은 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 코어 와이어(102)는 탄성 복원력이 우수한 특수강과 같은 금속 재질로 제작하는 것이 바람직하고, 상기 내부 파이프(106) 및 외부 파이프(105)는 실리콘과 같이 말랑말랑하면서 유연성이 좋은 합성수지 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

도24에는 코어 와이어(102)의 단면 모양(102a)이 삼각형인 것으로 표시되었는데, 본 발명자는 삼각형 단면이 내부 파이프(106)와의 마찰을 감소시키는 한편 코어 와이어(102) 자체의 강성과 내구력을 확보하는데 유리할 것으로 예상하고 있다. 그러나 본 발명에 의한 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 코어 와이어(102)의 단면 모양(102a)은 반드시 삼각형인 것에 한정되지 않으며, 원형, 사각형 및 그 밖의 다각형 모양으로 얼마든지 변경해서 제작하는 것이 가능하다(도28 및 도29 참조).

도24의 그림를 참고하면, 회전솔(10)의 한쪽 끝에는 플러그 끼움단부(10a)가 형성되어 있고, 다른 쪽 끝에는 소켓 끼움단부(10b)가 형성되어 있다. 상기 플러그 끼움단부(10a)에서는, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)나 엔드판(6a, 6b)의 플러그(511, 611)가 외부 파이프(105)의 안쪽 공간으로 삽입되어 들어오므로, 이렇게 플러그(511, 611)가 밀고 들어오는 길이만큼 내부 파이프(106)는 외부 파이프(105)의 단부보다 안쪽으로 들어간(indent) 형태로 만들어져 있다. 이와 반대로, 상기 소켓 끼움단부(10b)에서는, 회전솔(10)의 외부 파이프(105) 및 내부 파이프(106)가 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)나 엔드판(6a, 6b)의 소켓(512, 612) 안으로 끼워져 들어가게 되는데, 그렇게 소켓(512, 612) 안으로 들어가는 외부 파이프(105)의 끝부분에는 칫솔모(101)를 부착하지 않음으로써 소켓 안으로의 삽입을 용이하게 할 필요가 있다.

도25는 도24의 그림에 도시된 "H"부분을 확대하여 도시한 것이다. 발명자가 실험한 바에 의하면, 상기 회전솔(10)에 설치되는 칫솔모(101)의 길이(L₁)는 2~6㎜로 하고, 그 직경 혹은 두께(D)는 0.5~1.5㎜로 하는 것이 좋으며, 그 끝은 살짝 라운드를 주어서 잇몸에 상처를 입히지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 인접한 칫솔모(101)들간의 이격거리(L₃)는 최대한 촘촘히 하는 것이 좋은데, 예를 들어 0.3~2㎜의 간격을 두는 것이 바람직하다. 도25에서 도면부호 L₂는 인접한 칫솔모들(101)의 중심들 간의 거리를 가리킨다.

더 나아가 본 발명의 최적 모드로서는, 상기 칫솔모(101)의 길이(L₁)를 4㎜로 하고, 두께(D)는 1㎜로 하며, 칫솔모들 간의 이격거리(L₃)는 0.5㎜로 설정하는 것이 바람직하다는 결과를 얻을 수 있었다.

도26은 도24의 회전솔(10) 내부로 공기가 투입되었을 때 회전솔(10)이 회전하게 된다는 점을 설명하는 도면으로서, 이 중 그림<a>는 도24의 그림<a>의 X3-X3선을 따라서 회전솔(10)을 길이방향으로 절단하였을 때 내부가 보이는 상태로 도시한 것이고, 그림는 회전솔(10)을 직경방향으로 절단한 단면도로서 회전솔(10)이 돌아가는 모습을 나타낸다.

도27은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에 있어서 회전솔(10)의 내부 구조를 변형한 예를 도시한 것인데, 바람맞이부(104)가 로터 블레이드(104b) 방식으로 제작된 것이 도시되어 있다. 여기서 그림<a>는 회전솔(10)을 길이방향으로 절단하였을 때 내부가 보이는 상태로 도시한 것이고, 그림는 상기 회전솔(10)을 직경방향으로 절단한 단면도로서 회전솔(10)이 돌아가는 모습을 나타낸다.

도28 및 도29는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)에 있어서 회전솔(10) 내부에 끼워지는 코어 와이어(102)가 삼각형의 단면 이외에도 사각형, 원형 등과 같은 다양한 모양의 단면들을 가질 수 있다는 것을 나타낸다.

도30은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 칫솔바디(2) 중 일부인 제1엔드판(6a)의 사시도이고, 도31은 도30의 ⓖ방향에서 바라본 정면도이다.

도30 및 도31을 참고하면, 제1엔드판(6a)에 존재하는 플러그(611)와 소켓(612)의 형상은 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에 형성된 플러그(511) 및 소켓(512)과 완전히 동일하다(도21 참조).

즉, 상기 플러그(611)는 엔드판(6a, 6b)의 회전솔 안착면(6a)으로부터 전방으로 돌출된 원통(611b)과 상기 돌출원통(611b) 안에 존재하는 내부링(611d), 그리고 상기 돌출 원통(611b)과 내부링(611d)을 이어주는 스트러트들(611e)로 구성되며, 상기 내부링(611d)의 삽입홀(611c)에 회전솔(12)의 코어 와이어(102)가 끼워진다. 그리고 상기 돌출원통(611b)과 내부링(611d) 사이의 공간이 공기통로(611a)로서, 엔드판(6a, 6b)으로부터 밖으로 압력공기가 토출되어 나올 수 있다.

그리고 상기 소켓(612)은 엔드판(6a, 6b)의 회전솔 안착면(6d)에 함몰된 구멍 형태로 형성되며, 그 끼움 구멍(612b)안에 내부링(612d)이 존재하고, 상기 끼움구멍(612b)의 내부벽면과 내부링(612d)은 스트러트들(612e)에 의해 연결되어 있다. 상기 내부링(612d)의 삽입홀(612c)에는 회전솔(11)의 코어 와이어(102)가 끼워진다. 상기 끼움구멍(612b)의 내부벽면(612b-1, 도33 참조)과 내부링(612d) 사이의 공간은 공기통로(612a)로서, 회전솔(11)을 지나온 압력공기가 엔드판(6a, 6b) 안으로 들어갈 수 있도록 한다.

제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에 형성된 홈부들(53a, 54a, 도22 참조)의 형상과 마찬가지로, 엔드판(6a, 6b)에 형성된 제4-1홈부(61a) 및 제4-2홈부(62a)의 경우에도 홈이 끝까지 관통해서 연장되지 않고 엔드판(6a, 6b)의 하면으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 끝나 있으며, 이렇게 만들어진 홈끝면(621a)은 제2내측실드(9) 및 외측실드(8)의 촉부들(92, 82; 도22 참조)과의 결합에서 스톱턱으로서의 역할을 담당한다. 그리고 상기 제4-1홈부(61a) 및 제4-2홈부(62a)의 내부에는 걸림홈선(622)이 형성되어 있어서, 제2내측실드(9a, 9b) 및 외측실드(8a, 8b)의 촉부들(92, 82)에 마련된 걸림돌기선(801)과 결합되어 잠금 기능을 수행할 수 있다.

도30에서 미설명 도면부호 6c-1은 제1엔드판(6a)의 상면을 가리킨다.

도32는 도30에 도시된 제1엔드판(6a)의 회전솔 안착면(6d)에 형성된 플러그(611)를 확대한 사시도이고, 도33은 소켓(612)의 확대 사시도이다. 도32에서 도면부호 611b-1은 돌출원통(611b)의 외벽면을 가리키고, 도33에서 도면부호 612b-1은 끼움구멍(612b)의 내벽면을 가리킨다.

도34는 도30에 도시된 제1엔드판(6a)의 사시도에 있어서 제1엔드판(6a) 내부에 형성된 공기흐름 경로들을 점선으로 더 표시한 것이다.

도34를 참고하면, 제1엔드판(6a)의 4개의 소켓들(612)은 제1엔드판(6a)의 내부에 형성된 제5공기전달유로(350)와 연결되며, 상기 제5공기전달유로(350)는 좌측 및 우측의 2개의 소켓들(612)끼리를 1차적으로 연결하는 제5-1유로(351) 및 좌우 2개의 제5-1유로들(351)과 중앙의 플러그(611)를 연결하는 제5-2유로(352)를 포함한다. 그리고 상기 제5-2유로(352)와 플러그(611)의 사이는 제5공기적용유로(355)가 연결을 담당하고 있다.

도35는 도31에 도시된 제1엔드판(6a)의 정면도에 있어서 제1엔드판(6a) 내부에 형성된 공기흐름 경로들을 점선으로 더 표시한 것이고, 도36은 도31에 도시된 X4-X4선을 따라서 제1엔드판(6a)을 수평방향으로 절단한 단면도이다.

도34 내지 도36에 잘 나타난 바와 같이, 제1엔드판(6a)의 4개의 소켓들(612)로 들어간 압력공기는 좌우 양쪽의 제5-1공기유로(351)들을 거쳐 상하방향의 흐름들이 먼저 합쳐진 다음, 제5-2공기유로(352)에 의해 좌우 양쪽의 흐름들이 하나로 모아짐으로써, 결국 4개의 소켓들(612)로 들어온 압력공기가 하나로 합쳐져서 플러그(611)를 통해 외부로 배출된다.

도37은 도8의 A-A선을 따라서 제1조인트부(5a)와 회전솔(11) 및 제1엔드판(6a)을 수직방향으로 절단한 단면도이다. 도37을 참고하면, 제1조인트부(5a)의 플러그(511)는 제1회전솔(11)의 플러그 끼움단부(10a)안으로 삽입되는데, 이때 플러그(511)는 제1회전솔(11)의 외부 파이프(105)의 안쪽으로 삽입되며, 플러그(511)가 밀고 들어오는 길이만큼 내부 파이프(106)는 안쪽으로 후퇴하여 들어가 있다.

제1엔드판(6)의 소켓(612)안으로는 제1회전솔(11)의 소켓 끼움단부(10b)가 삽입되는데, 소켓 끼움단부(10b)에서는 외부 파이프(105)와 내부 파이프(106)의 끝이 동일하게 나와 있다. 제1회전솔(11)의 내부 파이프(106)안에 끼워진 코어 와이어(102)의 양단이 제1조인트부(5a)의 플러그(511)에 마련된 내부링(511d)과 엔드판(6)의 소켓(612)에 마련된 내부링(612d)에 각각 끼워져서 지지될 뿐만 아니라, 제1회전솔(11)의 양단부 자체가 플러그(511) 및 소켓(612)에 직접 끼워져서 지지되고 있으므로, 제1회전솔(11)은 코어 와이어(102)를 축으로 해서 회전할 수 있게 되어 있다.

본 발명에서 돌출 원통 형상의 플러그(511)를 회전솔(11)의 외부 파이프(105) 안쪽으로 끼워 넣도록 한 이유는, 플러그(511)로부터 토출되는 압력공기가 옆으로 새는 것을 최대한 방지하고, 가능한 한 온전한 유량(流量)이 회전솔(11)의 공기통로(103a) 안으로 전달되도록 하기 위함이다. 마찬가지로, 소켓(612)에서는 회전솔(11)의 외부파이프(105) 자체를 소켓(612)의 끼움구멍(612b)안으로 끼워 넣도록 한 이유 역시 회전솔(11)로부터 배출되는 압력공기가 옆으로 새는 것을 최대한 방지하고, 가능한 한 온전한 유량으로 엔드판(6a, 6b)의 공기통로(350) 안으로 전달되도록 하기 위함이다.

도38은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 내부의 공기흐름 통로를 정리해서 표시한 것이다.

도38을 참고하면, 외부에 별도로 준비되는 공기펌프(900)에 의해 만들어진 압력공기는 공기공급호스(903)를 통해 공기 구동식 자동칫솔(1)의 공기투입구(31)로 인입되고, 이어서 메인 공기투입유로(310)로 진행하며, 제1분기점(313)에서 2가닥으로 분기된다. 제1분기점(31)에서 분기된 제1공기투입유로(311)와 제2공기투입유로(312)는 각각 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 공기입구(550)로 연결되며, 제1조인트부(5a)에서는 제1공기전달유로(330)를 통해 플러그들(511)로 전달되어 제1구치부(110)의 제1회전솔들(11)로 들어가고, 제2조인트부(5b)에서는 제2공기전달유로(340)를 통해 플러그들(511)로 전달되어 제2구치부(120)의 제1회전솔들(11)로 들어간다.

상기 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제1회전솔들(11)을 지나서 엔드판(6a, 6b)으로 들어간 압력공기는 엔드판(6a, 6b) 내의 제5공기전달유로(350)를 통해 각각 하나로 합쳐진 다음, 제1 및 제2구치부(110, 120)의 제2회전솔(12)로 공급된다. 상기 제2회전솔(12)을 거쳐서 다시 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 되돌아온 압력공기는, 제1조인트부(5a)의 경우에는 그 안에 형성된 제3공기 리시빙 유로(376)와 제3공기전달유로(370)를 거쳐 전치부(130)의 제3회전솔들(13)로 들어가고, 제2조인트부(5b)의 경우에는 그 안에 형성된 제4공기 리시빙 유로(386)와 제4공기전달유로(380)를 거쳐 전치부(130)의 제4회전솔들(14)로 들어간다.

전치부(130)의 제3회전솔(13)을 통과한 압력공기는 제2조인트부(5b)의 소켓(512)으로 들어온 다음, 제2조인트부(5b)와 전장부(2a) 내에 형성된 제2공기배출유로(322)를 지나게 되고, 한편 전치부(130)의 제4회전솔(14)을 통과한 압력공기는 제1조인트부(5a)의 소켓(512)으로 들어온 다음, 제1조인트부(5a)와 전장부(2a) 내에 형성된 제1공기배출유로(321)를 지나게 되는데, 상기 제1공기배출유로(321)와 제2공기배출유로(322)는 전장부(2a) 내의 제1집속점(323)에서 합류하여 메인 공기배출유로(320)로 이어지게 된다. 즉, 전치부(130)의 회전솔들(13, 14)까지 통과하고 난 후의 공기는 사용을 다한 것이고, 제1 및 제2공기배출유로(321, 322)와 메인 공기배출유로(320)를 거쳐서 공기배출구(32)로 배출된다. 도38에서 도면부호 32a는 공기배출구(32)에 연결된 공기배출호스를 가리킨다.

본 발명의 제1실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)내의 압력공기 전달경로를 도38에 요약해서 도시하였는데, 실 제품에서 압력공기의 전달경로는 설계사항에 따라 얼마든지 달리하여 제작할 수 있다. 그러나 공기펌프에 의해서 생산된 압력공기를 받아들여서 회전솔들에 순차적으로 분배함으로써 회전솔들을 공기의 압력으로 회전시키고, 사용을 마친 공기를 외부로 배출한다는 점에서 동일하면, 비록 압력공기의 전달경로가 도38에 도시된 것과 다르더라도 모두 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

그리고 전장부(2a), 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)내의 공기유로들은 다양한 공학적 방법으로 형성할 수 있다. 각 부품들의 내부공간을 비워놓고 그 빈 공간에다가 소구경의 얇은 파이프들을 배치해서 공기가 전달되도록 할 수도 있고, 3D 프린팅의 방식으로 합성수지 물질을 적층해 나가는 방식으로 제작함으로써 각 부품들 안에 빈 경로들을 형성하고, 이 빈 경로들이 공기유로의 역할을 하게 할 수도 있다. 뿐만 아니라, 내부가 다 채워진 통체로 부품들을 제작한 다음에, 구멍파기 방식으로 유로를 형성해서 서로 연결시킨 후 필요없는 부분을 채워서 막는 방식으로 제작할 수도 있다. 그리고 상기 플러그(511, 611) 및 소켓(512, 612)은 별개의 부자재로 제작해서 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)의 필요한 지점에 결합시킬 수도 있고, 또는 3D 프린팅이나 플라스틱 성형에 의해 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 또는 엔드판(6a, 6b)과 한 몸으로 만들 수도 있다.

한편, 도38에서는 공기펌프를 사용하여 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에 압력공기를 투입하는 것을 설명하였지만, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에는 공기펌프 대신 물펌프를 연결해서 물을 구동매체로 사용하도록 하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)내에 형성된 공기유로들 안으로는 물도 흐를 수 있는 것이므로, 물펌프를 연결하면 공기를 투입했을 때와 마찬가지로 물을 구동매체로 사용해서 회전솔들을 돌리는 것이 가능한 것이다.

따라서 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)은 구동매체로 공기를 사용하는 것을 주된 아이디어로 하지만, 부가적으로 물을 구동매체로 사용할 수도 있는 것이며, 공기, 물 등 모든 종류의 유체를 사용하여 자동칫솔의 회전솔을 돌리는 것도 다 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

도39는 도14의 ⓐ방향에서 칫솔바디(2)를 바라보았을 때의 전장부(2a)와 입술보호커버(4), 그리고 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b) 간의 결합관계를 보이는 분해 사시도이다. 입술보호커버(4)가 전장부(2a)에 결합되기 위해 전장부(2a)의 커버 부착면(2a-2)에는 제1끼움구멍(2a-3)과 제2끼움구멍(2a-4)이 형성되어 있으며, 이때 상기 제1끼움구멍(2a-3)은 입술보호커버(4)의 끼움봉(4a)이 끼워지기 위한 곳이고, 상기 제2끼움구멍(2a-4)은 입술보호커버(4)의 걸림편(4b)이 끼워지기 위한 곳이다. 끼움봉(4a)은 입술보호커버(4)가 끼워질 때 위치를 잡는 역할을 하고, 걸림편(4b)은 입술보호커버(4)와 전장부(2a)의 결합이 단단히 유지될 수 있도록 잠금기능을 하도록 하는 것이 바람직하다.

도39에서 도면부호 2a-1은 전장부(2a)의 상하 파트들이 접합됨으로써 생긴 접합선을 가리킨다. 상술한 바와 같이, 전장부(2a)처럼 내부에 공기유로들을 포함한 부품은 2개 이상의 세부 파트들로 분리해서 제작하고 그 내부공간에 공기유로가 되는 얇은 파이프들을 배치한 다음에 파트들을 합치는 방식으로 제작할 수 있는데, 이럴 경우에 상기 접합선(2a-1)이 존재하게 된다.

도40은 도3 및 도39에 도시된 입술보호커버(4)의 사시도이다. 입술보호커버(4)의 위아래쪽에 위치한 입술접촉면(40b)은 회전솔들(13, 14)을 감쌀 수 있도록 곡선형으로 형성되는 것이 바람직하며, 걸림편(4b)은 접촉면(4b)으로 연장된 베이스(4b-1) 및 상기 베이스(4b-1)로부터 경사를 이루면서 돌출 형성된 경사 슬라이드면(4b-2)을 포함한다. 걸림편(4b)의 형상적 특징으로부터, 경사 슬라이드면(4b-2)이 전장부(2a)의 제2끼움구멍(2a-4)안으로 미끄러져 들어간 다음에 턱이 걸리게 되면, 쉽게 빠지지 않게 된다는 것을 알 수 있다.

도40에서 도면부호 4e는 접촉면(4d)과 입술접촉면(40b)간의 경계를 이루는 곡선형 절곡부를 가리킨다.

도42 내지 도44는 도22의 C-C선을 따라서 제1조인트부(5a), 제2-1내측실드(9a) 및 제1엔드판(6a)이 결합되는 관계를 순차적으로 설명하는 도면들이다. 도42에 도시된 바와 같이, 제2-1내측실드(9a)의 양단부에 마련된 제3-2촉부(91)와 제4-2촉부(92)는 그 하단부가 제2-1내측실드(9a)의 하면보다 높은 위치에서 마감되어 있고, 그에 대응되는 제1조인트부(5a)와 제1엔드판(6a)의 홈부들(54a, 62a) 역시 홈이 위쪽으로만 뚫려 있고 하단부는 막혀 있으므로, 상기 제2-1내측실드(9a)는 도42에 도시된 바와 같이 상방으로부터만 제1조인트부(5a) 및 제1엔드판(6)의 홈부들(54a, 62a)에 끼움 결합될 수 있다.

도43 및 도44에는 제2-1내측실드(9a)의 제3-2촉부(91)에 형성된 걸림돌기선(91d)과 그에 대응되는 제1조인트부(5a)의 제3-2홈부(54a)에 형성된 걸림홈선(522)이 확대된 형태로 도시되어 있다. 도43은 걸림돌기선(91d)과 걸림홈선(522)이 아직 접촉되기 이전의 모습을 도시하고 있고, 도44는 제2-1내측실드(9a)와 제1조인트부(5a) 및 제1엔드판(6a)이 완전히 결합되어 걸림돌기선(91d)이 걸림홈선(522)안으로 들어가 있는 상태를 도시한다. 이처럼 본 발명에서 걸림돌기선과 걸림홈선의 구성은 주먹장이음 방식으로 끼움 결합되는 각 부품들간에 잠금기능을 수행하여, 사용자가 직접적인 힘을 가해서 분리시키지 않으면, 사용 도중 우발적으로 쉽게 분리되는 일이 발생하지 않도록 예방하는 효과가 있다.

도45는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)의 평면도로서, 상기 제1실시예(도1 내지 도44)와 비교하여 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)이 보다 직선적이고 날렵한 형태로 도시되어 있다. 본 발명에서 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)는 1차적으로 압력공기를 받아들여서 구치부(110, 120) 및 전치부(130)의 모든 회전솔들(11, 12, 13, 14)에 순차적으로 공기를 배급하는 매우 중요한 부품인데, 너무 벌키(bulky)하게 제작하면 회전솔들이 차지하는 면적을 빼앗게 되고, 회전솔에 의해서 치아를 닦는 효과를 저감시킬 수 있다. 그래서 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)는 최대한 날렵한 형태로 제작하는 것이 좋은데, 도45에서는 그러한 취지로 제1실시예에 비해 적은 부피를 갖도록 디자인한 예를 도시하였다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)을 실제로 제작함에 있어서 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 전장부(2a), 그리고 엔드판(6a, 6b)의 구체적인 형상은 얼마든지 다르게 만드는 것이 가능하다. 비록 구체적인 형상이 다르게 되더라도, 그 내부에 공기유로들을 포함하고 회전솔들을 장착할 수 있는 플러그와 소켓의 구성을 갖고 있으면 모두 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

도46 및 도47은 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1)이 별도의 공기펌프(900)와 연결됨으로써 회전솔들(10, 11, 12, 13, 14)의 구동을 위한 공기를 제공받을 수 있음을 나타낸다. 상기 공기펌프(900)는 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 또는 이미 시판되고 있는 공기펌프들을 사용할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 예를 들어 자전거용으로 이미 일반화되어 있는 휴대용 전동펌프들을 사용할 수도 있고, 사람의 손으로 눌러 작동시키는 소형 손펌프를 사용할 수도 있다. 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1)에서 사용되는 회전솔은 매우 가벼운 소재로 제작되는 것이므로 소량의 공기로도 쉽게 회전할 수 있으며, 코어 와이어(102)와의 마찰저항을 최소화하여 불필요한 부분에서 동력손실이 거의 발생하지 않도록 하였으므로, 소형의 휴대용 전동펌프 내지는 완구용 손펌프 정도의 소형 수동 공기펌프로도 충분히 작동이 가능하다.

도46에는 공기펌프(900)로 소형 전동펌프를 예시하였는데, 도면부호 901은 표시부를 가리키고, 902는 조작스위치를 가리키며, 903a는 공기공급호스(903)와 공기펌프(900)간의 체결부를 가리킨다. 그리고 910은 공기공급호스(903)와 공기배출호스(32)가 하나로 묶어진 연결부를 가리키고, 911은 상기 연결부(910)로부터 연장된 공기투입관이며, 912는 공기배출관이다.

도48은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 사시도이다. 앞서 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예로는 아래턱과 위턱의 치아들을 한 번에 다 닦을 수 있는 타입의 자동칫솔을 제시하였는데, 본 발명의 제3실시예로는 한번에는 아래턱 혹은 위턱의 치아들만을 닦을 수 있는 타입을 제시하고자 한다. 아무래도 자동칫솔(1)내에 장착되는 회전솔의 개수가 많아지면 그에 따라 공기유로들을 형성하는 작업도 복잡하게 되고 제작비용이 많이 들게 되어 제품가격이 높아질 수밖에 없으므로, 마케팅적인 측면을 고려해서 좀 더 저렴한 제품을 만드는 것이 필요할 수 있다. 이러한 이유에서, 본 발명의 제3실시예로는 한 번에 아래턱 혹은 위턱의 치아들만을 닦을 수 있도록 하여 회전솔의 개수를 절반으로 줄이고, 제조비용을 낮출 수 있는 보급형으로서의 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 제시하는 것이다.

도48을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)은 제1 및 제2구치부(110, 120)에 U자형의 실드채널(700)이 결합되어서 그 내부의 회전솔들(11, 12)이 상방에서는 보이지 않도록 하였으며, 전치부(130)에는 입술보호커버(400)가 제3 및 제4회전솔(13', 14')의 위를 완전히 덮어서 보이지 않도록 하였다.

상기 U자형의 실드채널(700)은 본 발명의 제1실시예에서 제시한 제2내측실드(9)와 외측실드(8)에다가 뚜껑을 덮어서 서로 연결한 구성이라고 할 수 있다. 도48에서는 상기 뚜껑을 평면 실드부(701)라고 표시하였다. 즉, 상기 U자형의 실드채널(700)은 외측실드부(8'), 내측실드부(9') 및 상기 외측실드부(8')와 내측실드부'(9)의 상단을 연결하는 평면실드부(701)로 구성되어 있으며, 외측실드부(8') 및 내측실드부(9')가 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 및 엔드판(6a, 6b)과 결합되는 방식은, 제1실시예의 경우와 동일하게 주먹장 이음 방식을 사용하고 있다. 따라서 제1실시예에서 설명된 제1주먹장 이음부(51), 제2주먹장 이음부(52), 제3-1주먹장 이음부(53) 및 제3-2주먹장 이음부(54)와 제4-1주먹장 이음부(61) 및 제4-2주먹장 이음부(62)의 결합구조는 제3실시예에서도 동일하게 적용되며, 도48 이하의 도면들에도 같은 도면부호들로 표시하였다.

도49는 도48에 도시된 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 부품들을 분리하여 도시함으로써 서로간의 결합관계를 나타낸 분해 사시도이다. 도49를 참고하면, 위아래 치아들 중 한쪽의 치아들만을 닦을 수 있도록 회전솔들(11, 12, 13, 14)이 배치된 것을 확인할 수 있다. 도49에 도시된 상태 그대로를 가지고 설명한다면, 전치부(130)의 회전솔들(13', 14')은 총 2개로서 아래 앞니들의 바깥측과 내측을 닦을 수 있도록 되어 있고, 제1 및 제2구치부(110, 120)의 회전솔들(11, 12)은 각각 3개씩으로 아래 어금니들의 바깥측과 내측 및 교합면을 닦을 수 있도록 되어 있다. 이렇게 해서 본 발명의 제3실시예에서는 회전솔들의 개수가 총 8개가 되므로, 앞서 제1실시예에서 회전솔의 개수가 14개였던 것에 비하면 많이 줄어든 것을 확인할 수 있다.

제3실시예의 제1구치부(110) 및 제2구치부(120)에서 3개의 회전솔들(11, 12)이 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 엔드판(6a, 6b)에 결합되는 구체적인 방식은 제1실시예의 경우와 동일하고, 다만 위 어금니들을 닦기 위한 구성만이 제거된 것이 다르다. 한편, 전치부(130)에서는 2개의 회전솔들(13', 14')이 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 사이에 설치되는데, 제3회전솔(13')은 제1조인트부(5a)로부터 압력공기를 제공받고, 제4회전솔(14')은 제2조인트부(5b)로부터 압력공기를 제공받도록 되어 있다. 좌우 조인트부(5a, 5b)의 서로 대향하는 면들에 전치부(130)의 회전솔들(13', 14')을 위한 플러그(511)와 소켓(512)이 설치된 방식 역시 서로 상보적인 관계를 유지하고 있다는 점에서 제1실시예의 경우와 기본 구성원리가 동일하다.

도49에서 도면부호 702는 U자형 실드채널(700)의 안쪽에 마련된 회전솔 공간을 가리킨다.

본 발명의 제3실시예에서 입술보호커버(400)는 전치부(130)의 회전솔들(13', 14')의 윗면을 덮을 수 있도록 평면실드부(405)를 더 구비한다는 점에서, 제1실시예의 입술보호커버(4)와 약간 차이가 있다. 상기 입술보호커버(400)는 평면실드부(405) 중에 바이트 블록(40)이 형성되어 있으며, 입술보호커버(400)의 안쪽 단부가 들뜨지 않도록 제1내측실드(7)와 상단 모서리 부분과 서로 맞춰져서 결합되도록 하는 것이 바람직하다(도56 참조).

도50 내지 도52는 도48의 X5-X5선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 칫솔바디(2')를 종방향으로 절단한 단면도들로서, 이 중 도50과 도51에는 앞니의 안쪽에 위치하게 되는 제4회전솔(14')의 설치 위치가 서로 약간 다르게 표시되어 있고, 도52에는 사람의 치아가 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 물고 있는 상태가 도시되어 있다.

도50에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예는 전치부(130)의 회전솔(13', 14')이 앞뒤로 2개만 존재하며, 위아래 앞니들 중 한쪽의 앞니만 회전솔들(13', 14') 사이에 끼워져서 닦이게 된다(도52 참조). 도50에서 도면부호 405는 입술보호커버(400)의 평면실드부를 가리키고, 405a는 바이트블록(40)을 형성하는 평면실드 후부(厚部)를 가리키며, 406은 입술보호커버(400)의 안쪽에 마련된 회전솔 공간을 의미한다. 그리고 상기 입술보호커버(400)는 아래쪽에만 회전솔들(13', 14')을 감싸는 형태로 곡선부분이 형성되어 있다.

도53은 도48의 X6-X6선을 따라서 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 제1구치부(110)를 횡방향으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 아래 어금니(214)에 접촉한 상태를 함께 나타낸 것인데, 아래 어금니(214)를 둘러싸고 있는 3개의 회전솔들(11, 12)이 회전함으로써 아래 어금니(214)가 닦이는 모습이 나타나 있다. 도53에서 도면부호 703은 실드채널(700)의 내외측 실드부들(8', 9')과 평면실드부(701)간의 절곡부를 가리키는데, 상기 절곡부(703)는 도면에 도시된 것과 같이 라운드 형태로 제작하는 것이 입안의 피부에 상처를 입히지 않기 위하여 바람직하다.

도54는 도52에 도시된 모습과 반대되게 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 상하방향으로 뒤집어서 위쪽 앞니(221)를 닦도록 한 상태를 도시한다. 비록 번거롭기는 하지만, 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)은 한번은 아래턱의 치아들을 닦고, 다음에는 위아래를 뒤집어서 다시 입안에 넣고서 위턱의 치아들을 닦는 방식으로 사용하면 된다. 기존에도 사람들은 칫솔을 사용해서 양치질을 할 때 아래 치아들과 위 치아들을 번갈아 가면서 닦았으므로, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)을 사용함에 있어서도 그런 기존의 닦는 방식처럼 사용하면 되므로, 큰 불편은 없을 것이다.

도55는 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)에 있어서 입술보호커버(400)의 평면실드부(405)와 제1내측실드(7)의 모서리 부분들(405b, 73)이 서로 맞물려서 결합되는 구조를 설명한다. 상기 입술보호커버(400)는 전치부(130)의 회전솔들(13', 14')로부터 혀를 보호하기 위하여 상부에 평면실드부(405)를 더 형성한 것인데, 이럴 경우 평면실드부(405)의 안쪽 단부가 다른 부품에 고정되지 않으면 들뜨거나 사용 중 진동을 일으킬 수 있어서, 제1내측실드(7)의 상단 안쪽 모서리부분(73)과 맞물려 결합되는 방식으로 고정시킬 필요가 있다.

도55를 참고하면, 상기 입술보호커버(400)의 평면실드부(405)는 그 안쪽 단부가 L자형의 모서리 홈(405b-1)이 마련된 제1모서리부(405b)로 형성되며, 이에 대응되게 제1내측실드(7)의 앞쪽 상단부는 ㄱ자형의 수평돌출단부(73a)를 갖는 제2모서리부(73)로 형성된다. 도56의 그림<a> 및 그림에 순차적으로 도시된 바와 같이, 상기 제1내측실드(7)가 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)에 결합될 때 그 앞쪽 상단부에 위치한 제2모서리부(73)의 ㄱ자형 수평돌출단부(73a)가 입술보호커버(400)의 평면실드부(405) 안쪽 단부에 위치한 제1모서리부(405b)의 L자형 모서리(405b-1)를 위에서 누르는 방식으로 내려와 맞물리게 되므로, 입술보호커버(400)의 평면실드부(405)는 들뜨지 않게 되고, 또 사용 중 불필요하게 진동하는 일을 방지할 수 있다.

도57은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)의 내부의 공기흐름 통로를 정리해서 표시한 것이다. 도57은 도48의 배치상태에 맞춰서 도시한 것으로, 전치부(130)의 위쪽에는 입술보호커버(400)의 평면실드부(405)가 표시되어 있고, 제1구치부(110) 및 제2구치부(120)의 위쪽에는 U자형 실드채널(700)의 평면실드부(701)가 표시되어 있다.

도57에 도시된 제3실시예에서의 공기흐름경로는, 앞서 도38로 도시된 제1실시예에서의 공기흐름통로와 전체적으로 비슷하며, 다만 회전솔의 개수가 거의 절반으로 줄어듦으로 인해 구체적인 공기유로의 구성에 있어 약간의 차이가 있다. 공기펌프(900)로부터 전장부(2a) 안으로 유입된 압력공기가 메인 공기투입유로(310) 및 제1, 2공기투입유로들(311, 312)을 거쳐 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 전달되는 것과, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 내에서 각각 제1 및 제2공기전달유로(330, 340)를 통해 제1 및 제2구치부(110, 120)의 회전솔들(11)로 공급되는 것은, 제1실시예의 경우와 동일하다. 그리고 제1회전솔(11)을 통해서 엔드판(6)으로 들어간 공기가 엔드판(6)내에 형성된 제5공기전달유로(350)를 통해 하나로 합쳐져서 제2회전솔(12)로 투입되는 것도 제1실시예에서와 동일하다. 제2회전솔(12)을 통과한 압력공기는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 되돌아가게 되는데, 이렇게 되돌아온 압력공기는 제1조인트부(5a)에서는 제3공기 리시빙 유로(376)를 거쳐 전치부(130)의 제3회전솔(13')로 투입되고, 제2조인트부(5b)에서는 제4공기 리시빙 유로(386)를 거쳐 전치부(130)의 제4회전솔(14')로 투입된다. 그리고 상기 제3회전솔(13')을 지난 공기는 제2조인트부(5b)로 들어가서 제2공기배출유로(322)를 통해 전장부(2a)의 메인 공기배출유로(320)로 가게 되고, 상기 제4회전솔(14')을 지난 공기는 제1조인트부(5a)로 들어가서 제1공기배출유로(321)를 통해 전장부(2a)의 메인 공기배출유로(320)로 가게 된다. 제1실시예의 경우에서만 마찬가지로, 상기 제1공기배출유로(321)와 제2공기배출유로(322)는 전장부(2a) 내의 제1집속점(323)에서 합류하여 메인 공기배출유로(320)로 연결되게 된다.

한편, 도57에서는 공기펌프를 사용하여 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1a)에 압력공기를 투입하는 것을 설명하였지만, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔(1a)에는 공기펌프 대신 물펌프를 연결해서 물을 구동매체로 사용하도록 하는 것도 가능하다.

따라서 본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔(1a)은 구동매체로 공기를 사용하는 것을 주된 아이디어로 하지만, 부가적으로 물을 구동매체로 사용할 수도 있는 것이며, 공기, 물 등 모든 종류의 유체를 사용하여 자동칫솔의 회전솔을 돌리는 것도 다 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 공기펌프를 연결하여 작동시키게끔 된 것으로, 압력공기가 공급되는 동안 10~20초 동안만 손을 대지 않고 입에다 물고 있으면 회전솔들이 회전하면서 치아를 닦아줄 수 있는 신개념의 자동칫솔이다.

본 발명은 칫솔의 전 구성부분들이 마치 레고의 블록조립완구처럼 분리 가능한 방식으로 조립될 수 있도록 하였으며, 청소 및 세척을 위해서 사용자가 쉽게 분리하였다가 다시 조립할 수 있고, 특히 회전솔과 같은 소모품들은 추후에 얼마든지 새로 구입하고 리필 개념으로 갈아 끼울 수 있도록 하여 항상 최적의 상태로 자동칫솔을 사용할 수 있게끔 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔을 사용할 때에는 사용자가 먼저 치약을 자동칫솔의 회전솔이나 치아에 적당히 바른 후에 자동칫솔을 입에다 물고서 사용할 있다. 또는 공기 구동식 자동칫솔의 내외측 실드들(7, 8a, 8b, 9a, 9b)에 치약을 저장할 수 있는 구성을 더 포함함으로써 사용 중에 내외측 실드들(7, 8a, 8b, 9a, 9b)로부터 치약이 배출되어 치아에 묻혀지도록 하는 것도 가능하다. 한편, 치약없이 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔을 사용할 경우도 있을 것이므로, 이럴 경우에는 상기 내외측 실드들(7, 8a, 8b, 9a, 9b)내에 구강청결제 등의 물질을 저장하였다가 사용 중에 배출되도록 하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 공기 구동식 자동칫솔은 기존의 칫솔들과 다르게 공기를 이용해서 롤링(rolling) 방식으로 치아를 닦는 것으로, 세차장의 브러시가 회전하는 원리를 응용했다고도 할 수 있는데, 본 발명자의 연구에 의하면 치아를 정확하게 닦을 수 있는 유일한 방법은 이처럼 회전솔이 직접 회전하면서 치아의 표면을 닦아주는 방법뿐이므로, 본 발명에 의하면 기존의 다른 전동칫솔로는 얻을 수 없는 최고의 양치 효과를 거둘 수 있다. 또한 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔은 제1실시예의 경우 회전솔이 총 14개 구비되어 모든 치아들을 한 번에 다 닦아주는 방식이므로, 그냥 물고만 있어도 10~20초 정도면 양치가 가능하여 늘 시간이 부족하고 바쁜 현대인들의 치아 건강을 확실히 지켜줄 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 공기 구동식 자동칫솔을 사용하기 위해서는 별도의 공기펌프가 필요한데, 이러한 공기펌프는 최근 많이 판매되고 있는 휴대용 전동펌프에 적절한 어댑터만 부가하면 충분히 연결해서 사용할 수 있게끔 하는 것이 가능하고, 또 집안에 이러한 공기펌프를 한 개만 구비해 놓으면 가족 구성원들이 각자 소유하고 있는 공기 구동식 자동칫솔들에 연결해서 사용할 수 있으므로, 공기펌프로 인한 비용부담은 크지 않을 것이다.

한편, 기존의 전동칫솔들은 조금 사용하다가 배터리 문제나 모터의 고장으로 사용하지 못하게 되는 경우가 많았으며, 또 실수로 떨어뜨리는 일 등으로 기구적 연결부분이 쉽게 파손되어서 고가의 전동칫솔을 못쓰게 되는 일도 잦았다. 그러나 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔은 전기적 부분이 아예 없어서 배터리나 모터의 고장이라는 문제가 아예 발생하지 않으며, 기구적으로 약한 연결부분들이 없어서 파손으로 인한 고장 위험이 없어서 내구성이 뛰어난 장점이 있다. 특히, 본 발명의 공기 구동식 자동칫솔은 리필 개념에 충실해서 실리콘 재질의 회전솔들을 추가로 얼마든지 구입하여 교체해서 사용할 수 있으므로 한번 사면 반영구적으로 아주 오랫동안 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 공기의 제공원으로서 배터리에 의해 작동하는 공기펌프를 예시하였지만, 이에 한정하지 않고 사람이 손으로 짜서 작동시키는 방식의 손 펌프로도 충분히 작동하게 할 수 있는데, 이는 공기 구동식 자동칫솔의 회전솔이 매우 가볍고 작은 공기로도 쉽게 회전할 수 있는 기구적 구조를 갖고 있기 때문에 가능한 것이다. 특히 여행을 가거나 할 경우에는 손으로 짜서 사용하는 공기펌프를 휴대하고 가서 집밖에서도 충분히 사용이 가능한 장점이 있다. 본 발명을 적용한 공기 구동식 자동칫솔은 전국민을 소비고객으로 삼아 영업할 수 있으므로 실제 제품화할 경우 사업성이 뛰어날 것으로 예상되고, 특히 성인용, 유아용 등으로 사이즈를 나눠 제작하면 모든 국민들이 자기 구강 사이즈에 맞는 제품을 구입해서 사용할 수 있을 것이므로, 소비자의 만족도를 높일 뿐만 아니라 시장에서의 사업성공을 높일 수 있는 장점이 있다.

1, 1a: 공기구동식 자동칫솔 2, 2': 칫솔바디
2a: 전장부 2a-1: 접합선
2a-2: 커버 부착면 2a-3: 제1끼움구멍
2a-4: 제2끼움구멍 3: 노즈(nose)부
3a: 접촉단부 3c: 함몰턱면
3b: 함몰된 면 4: 입술보호커버
4a: 끼움봉 4b: 걸림편
4b-1: 베이스 4b-2: 경사 슬라이드면
4d: 접촉면 4e: 곡선형 절곡부
4f: 절곡부 5a: 제1조인트부
5a-1: 상면 5a-2: 하면
5a-3: 외측면 5a-4: 내측면
5a-5: 접합선 5a-6: 제1면
5b: 제2조인트부 5b-1: 상면
5b-2: 하면 5b-3: 외측면
5b-4: 내측면 5b-6: 제1면
6a, 6b: 엔드판(end plate) 6c-1: 상면
6d: 회전솔 안착면 6e: 뒷면
7: 제1내측실드 7a: 내측벽면
8a, 8b: 외측실드 8d: 볼쪽 벽면
9a, 9b: 제2내측실드 9d: 혀쪽 벽면
9e: 내벽면 10: 회전솔
10a: 플러그 끼움단부 10b: 소켓 끼움단부
11: 제1회전솔 12: 제2회전솔
13, 13': 제3회전솔 14, 14': 제4회전솔
15: 회전솔 안착공간 21a: 제1홈부
21b: 연결면 30: 소켓부
31: 공기투입구 32: 공기배출구
32a: 공기배출호스 40: 바이트블록(bite block)
40a: 앞니 안착홈 40b: 입술접촉면
41: 연결편 51: 제1주먹장 이음부
51a: 제1촉부 52: 제2주먹장 이음부
52a: 제2홈부 53: 제3-1주먹장 이음부
53a: 제3-1홈부 54: 제3-2주먹장 이음부
54a: 제3-2홈부 55: 브릿지
56a: 전방솔 안착면 56b: 후방솔 안착면
56c: 외측솔 안착면 56d: 내측솔 안착면
56e: 중앙솔 안착면 61: 제4-1 주먹장 이음부
61a: 제4-1홈부 62: 제4-2 주먹장 이음부
62a: 제4-2홈부 65: 브릿지
71: 제2촉부 71a: 걸림돌기선
71b: 스톱턱 73: 제2모서리부
73a: 수평돌출단부 81: 제3-1촉부
82: 제4-1촉부 91: 제3-2촉부
91a: 전진면 91b: 후진면
91c: 끼움측면 91d: 걸림돌기선
91e: 스톱턱 92: 제4-2촉부
92a: 전진면 92b: 후진면
92c: 끼움측면 92d: 걸림돌기선
92e: 스톱턱 101: 칫솔모
102: 코어 와이어(core wire) 102a: 단면 모양
103: 솔 내부공간 103a: 공기통로
104: 바람맞이부 104a: 나선형 블레이드
104b: 로터 블레이드 105: 외부파이프
106: 내부파이프 106a: 코어 삽입홀
110: 제1구치부 120: 제2구치부
130: 전치부
200: 입술 201: 아래 잇몸
202: 윗 잇몸 210: 아래 치아 배치도
211: 아래 앞니 211a: 중절치
211b: 측절치 212: 견치
213: 앞어금니 213a: 제1소구치
213b: 제2소구치 214: 아래 어금니
214a: 제1대구치 214b: 제2대구치
214c: 제3대구치(사랑니) 214e: 교합면
221: 윗 앞니 224: 윗 어금니
224e: 교합면 310: 메인 공기투입유로
320: 메인 공기배출유로 311: 제1공기투입유로
312: 제2공기투입유로 313: 제1분기점
321: 제1공기배출유로 322: 제2공기배출유로
323: 제1집속점 330: 제1공기전달유로
331: 제1-1분기유로 332: 제1-2분기유로
333: 제2-1분기점 335: 제1공기적용유로
340: 제2공기전달유로 341: 제2-1분기유로
342: 제2-2분기유로 343: 제2-2분기점
345: 제2공기적용유로 350: 제5공기전달유로
351: 제5-1유로 352: 제5-2유로
355: 제5공기적용유로 356: 제5공기 리시빙 유로
370: 제3공기전달유로 371: 제3-1분기유로
372: 제3-2분기유로 375: 제3공기적용유로
376: 제3공기 리시빙 유로 380: 제4공기전달유로
381: 제4-1분기유로 382: 제4-2분기유로
385: 제4공기적용유로 386: 제4공기 리시빙 유로
400: 입술보호커버 401: 제1면
405, 405a: 평면실드부 405b: 제1모서리부
405b-1: L자형 모서리 406: 회전솔 공간
407: 모서리 결합부 501: 제1오목부
501a: 제1-1오목부 501b: 제1-2오목부
502: 돌출지지부 511: 플러그
511a: 공기통로 511b: 돌출원통
511c: 삽입홀 511d: 내부링
511e: 스트러트 512: 소켓
512d: 내부링 512e: 스트러트(strut)
521: 홈끝 521a: 홈끝면
522: 걸림홈선 550: 공기입구
551: 공기출구 552: 걸림돌기선
553: 스톱턱 554: 전진면
555: 후진면 601: 제2오목부
601a: 제2-1오목부 601b: 제2-2오목부
611: 플러그 611a: 공기통로
611b: 돌출원통 611b-1: 외벽면
611c: 삽입홀 611d: 내부링
611e: 스트러트 612: 소켓
612a: 공기통로 612b: 끼움구멍
612b-1: 내벽면 612c: 삽입홀
612d: 내부링 612e: 스트러트(strut)
621a: 홈끝면 622: 걸림홈선
700: 실드채널(shield channel) 701: 평면실드부
702: 회전솔 공간 703: 절곡부
801: 걸림돌기선 900: 공기펌프
901: 표시부 902: 조작스위치
903: 공기공급호스 903a: 체결부
910: 연결부 911: 공기투입관
912: 공기배출관 915: 접합면

Claims

사람의 치아 배열 구조에 대응한 형상을 갖고 입안에 삽입될 수 있는 칫솔바디(2); 및
상기 칫솔바디(2) 안에 회전가능하게 장착되며, 회전할 때 칫솔모(101)가 치아의 표면을 닦을 수 있는 복수 개의 회전솔들;을 포함하고,
상기 칫솔바디(2)는,
사람의 입안에 삽입되었을 때 앞니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되며, 앞니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제3 및 제4회전솔(13, 14)을 포함한 전치부(130);
사람의 입안에 삽입되었을 때 그 사람을 기준으로 오른쪽의 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되며, 오른쪽의 어금니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제1구치부(110);
상기 전치부(130)를 기준으로 상기 제1구치부(110)에 대해 대칭적으로 형성되며, 사람의 왼쪽 어금니들을 닦을 수 있는 위치에 형성되고, 왼쪽의 어금니들의 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치된 복수 개의 제1회전솔들(11)을 포함한 제2구치부(120);
상기 전치부(130)의 앞쪽에 형성되며, 상기 칫솔바디(2)가 입안에 삽입되었을 때 사람의 입 앞에 위치하게 되고, 내부에 공기가 통과할 수 있는 공기유로들이 형성된 전장부(2a);
상기 전장부(2a)의 좌우 양측에 한쪽 모서리 부분들이 각각 결합되고, 내부에는 상기 전장부(2a) 내의 공기유로와 연결된 공기유로가 형성되어 있으며, 상호 마주보는 면들에는 상기 제3 및 제4회전솔들(13, 14)의 양 단부가 각각 회전 가능한 방식으로 결합되는 제1 및 제2 조인트부들(5a, 5b);
상기 전장부(2a) 와 결합되지 않은 상기 제1 및 제2조인트부들(5a, 5b)의 다른 쪽 모서리 부분들을 서로 연결하여 상기 전치부(130)의 회전솔 안착공간을 완성하는 제1내측실드(7);
상기 제1조인트부(5a)의 또 다른 모서리 부분들과 한쪽 단부들이 각각 결합됨으로써, 상기 칫솔바디(2)가 사람의 입안에 삽입되었을 때를 기준으로, 상기 제1구치부(110)의 제1회전솔들(11)을 혀쪽과 볼쪽에서 각각 둘러싸게 되는 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a);
상기 제2-1내측실드(9a) 및 제1외측실드(8a)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합됨으로써 상기 제1구치부(110)의 회전솔 안착공간을 완성하고, 내부에는 공기유로가 형성되어 있으며, 상기 제1조인트부(5a)를 향하는 면에는 제1회전솔들(11)의 일단부들이 결합되는 제1엔드판(6a);
상기 제2조인트부(5b)의 또 다른 모서리 부분들과 각각 결합됨으로써, 상기 칫솔바디(2)가 사람의 입안에 삽입되었을 때를 기준으로, 상기 제2구치부(120)의 제1회전솔들(11)을 혀쪽과 볼쪽에서 각각 둘러싸게 되는 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b); 및
상기 제2-2내측실드(9b) 및 제2외측실드(8b)의 다른 쪽 단부들과 각각 결합됨으로써 상기 제2구치부(120)의 회전솔 안착공간을 완성하고, 내부에는 공기유로가 형성되어 있으며, 상기 제2조인트부(5b)를 향하는 면에는 제1회전솔들(11)의 일단부들이 결합되는 제2엔드판(6b);을 포함하고,
상기 전치부(130), 제1구치부(110) 및 제2구치부(120)에 설치된 회전솔들은 그 내부에 공기통로(103a)가 형성되어 있으며, 압력을 가진 공기가 회전솔들 내부의 공기통로(103a)를 통과함에 의해서 상기 회전솔들이 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제1항에 있어서, 상기 회전솔은,
다수개의 칫솔모(101)가 방사방향으로 식재되어 있으며, 내부에는 그 길이방향을 따라서 공기통로(103a)가 마련된 외부 파이프(105);
상기 외부 파이프(105)의 내부에서 외부 파이프와 동심(同心)을 이루어 연장되어 형성된 내부 파이프(106);
상기 공기통로(103a) 안에서 내부 파이프(106)와 외부 파이프(105) 사이를 연결하며, 공기통로(103a)안으로 공기가 들어오면 공기의 압력을 회전력으로 전환시킬 수 있는 바람맞이부(104); 및
상기 내부 파이프(106) 안쪽의 코어 삽입홀(106a)을 관통하여 설치된 코어 와이어(102);를 포함하며,
상기 회전솔의 한쪽 끝에는 플러그 끼움단부(10a)가 형성되고, 다른 쪽 끝에는 소켓 끼움단부(10b)가 형성되어서,
상기 회전솔이 전치부(130), 제1구치부(110) 및 제2구치부(120) 중의 적어도 어느 하나에 장착될 때에는 서로 대향하는 2개의 면들 사이에 거치되는 방식으로 설치될 수 있으며, 이때 상기 2개의 면들 중 어느 하나의 면에는 플러그가 돌출 형성되고, 다른 하나의 면에는 소켓이 형성되어서, 상기 회전솔의 플러그 끼움단부(10a)에는 상기 플러그가 삽입되어서 결합되고, 상기 소켓에는 회전솔의 소켓 끼움단부(10b)가 삽입되어서 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제2항에 있어서, 상기 플러그는, 회전솔의 플러그 끼움단부(10a)가 안착되는 면으로부터 돌출되어 형성된 돌출원통; 상기 돌출원통의 내부에 존재하는 내부링; 및 상기 돌출원통의 내벽면과 상기 내부링을 연결함으로써 내부링의 위치를 지지하는 복수 개의 스트러트들;을 포함하고,
상기 소켓은, 회전솔의 소켓 끼움단부(10b)가 안착되는 면에 함몰되어 형성된 끼움구멍; 상기 끼움구멍의 내부에 존재하는 내부링; 및 상기 끼움구멍의 내벽면과 상기 내부링을 연결함으로써 내부링의 위치를 지지하는 복수 개의 스트러트들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제1항에 있어서, 상기 전치부(130) 안의 회전솔들 사이에 위치하며 상기 칫솔바디(2)를 사람의 입안에 삽입하였을 때 위아래 앞니들로 물 수 있게 된 바이트 블록(bite block, 40)을 더 포함하고,
상기 제1 및 제2구치부(110, 120)는 위아래 어금니들의 교합면들을 동시에 닦을 수 있는 제2회전솔을 더 포함한 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)는 전장부(2a)와 각각 분리 가능한 방식으로 결합되고, 제1내측실드(7)는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)와 각각 분리 가능한 방식으로 결합되며, 상기 제1외측실드(8a) 및 제2-1내측실드(9a)는 제1조인트부(5a)와 각각 분리 가능한 방식으로 결합되고, 제1엔드판(6a)은 제1외측실드(8a) 및 제2-1내측실드(9a)와 각각 분리 가능한 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제5항에 있어서, 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 각각과 전장부(2a) 간은 제1주먹장 이음부(51)에 의해 억지끼움결합이 가능하고, 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)의 각각과 제1내측실드(7) 간은 제2주먹장 이음부(52)에 의해 억지끼움결합이 가능하며, 상기 제1외측실드(8a)와 제1조인트부(5a) 간은 제3-1주먹장 이음부(53)에 의해 억지끼움결합이 가능하고, 상기 제2-1내측실드(9a)와 제1조인트부(5a) 간은 제3-2주먹장 이음부(54)에 의해 억지끼움결합이 가능하며, 제1엔드판(6a)과 제1외측실드(8a) 간은 제4-1주먹장 이음부(61)에 의해 억지끼움결합이 가능하고, 제1엔드판(6a)과 제2-1내측실드(9a)간은 제4-2주먹장 이음부(62)에 의해 억지끼움결합이 가능한 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.
제4항에 있어서, 상기 전장부(2a)로 유입된 압력공기는 제1 및 제2조인트부(5a, 5b) 내의 공기유로로 전달되며, 이어서 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)에 결합된 제1회전솔들(11) 내부의 공기통로를 지나 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)으로 들어가고, 제1 및 제2엔드판(6a, 6b)에 결합된 제2회전솔(12) 내부의 공기통로를 지나 상기 제1 및 제2조인트부(5a, 5b)로 다시 복귀하게 되는 것을 특징으로 하는 공기 구동식 자동칫솔.