KR102628014B1

KR102628014B1 - 전기 칫솔

Info

Publication number: KR102628014B1
Application number: KR1020210119781A
Authority: KR
Inventors: 김영욱
Original assignee: 주식회사 프록시헬스케어
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2024-01-23
Also published as: CN116981427A; JP2024509311A; US20240008634A1; KR20230036827A; WO2023038207A1; KR20240013255A

Abstract

본 발명은 통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스; 상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버; 를 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출되는 것을 특징으로 전기 칫솔에 관한 것이다.

Description

전기 칫솔{ELECTRIC TOOTHBRUSH}

본 발명은 미세전류 특수 전자기파를 활용하여 구강 내 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔에 관한 것이다.

플라크(dental plaque)란 치아 표면에 들러붙어서 생기는 끈끈하고 투명한 막으로, 입안에 살고 있는 수많은 세균(박테리아)들이 타액 내의 특정 성분과 서로 엉겨 붙어 만들어지고 치아와 그 주변뿐만 아니라 보철물, 교정장치 주변, 틀니에도 생기게 된다.

아주 얇고 투명한 막 형태의 플라크가 만들어지면 내부의 세균들이 번식하는데, 음식물 섭취 시 공급되는 당분을 이용해 플라크 내 세균들은 기하급수적으로 늘어나고 그 양도 많아지게 된다. 플라크 내 세균들이 만들어 내는 산성물질은 치아의 석회성분을 녹게 하여 충치를 일으키고 독소는 잇몸에 염증을 일으키는 원인으로 작용하게 된다.

플라크 자체는 육안으로 잘 보이지 않으며, 주로 치아에 깊은 골이 있는 곳, 치아와 치아 사이, 치아와 잇몸 사이 좁은 틈에 많이 발생된다. 이렇게 좁은 공간에서 치아 및 주변조직에 문제를 일으키기 때문에 구석구석 빠뜨리지 않고 플라크를 제거하는 것이 중요하나, 기존 칫솔의 사용만으로는 이러한 플라크의 효과적인 제거가 어렵다는 문제가 있었다.

KR

10-2019-0018618

A

KR

10-1990-0011427

A

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 치아 플라크의 제거를 통해 충치 및 치주질환의 발생을 방지할 수 있는 전기 칫솔을 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 AC 성분과 DC 성분을 포함한 구동 신호를 활용함으로써 구강 관리 효과를 증폭시킨 전기 칫솔을 제공하기 위함이다.

본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은, 통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스, 상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극, 및 다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버를 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출될 수 있다.

또한, 상기 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장되며, 상기 핸들부 내에 수용되는 메인 기판, 및 상기 메인 기판으로부터 상기 헤드부 방향으로 길게 연장되어 상기 개구 영역에 말단부가 위치하는 서브 기판; 을 더 포함하고, 상기 서브 기판의 말단부에는, 상기 제1 전극이 삽입 고정되는 제1 기판 홀 및 상기 제2 전극이 삽입 고정되는 제2 기판 홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 서브 기판의 말단부에는, 적어도 하나의 LED가 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 전극은, 상기 제1 기판 홀에 삽입되는 제1-1 전극 영역, 상기 제1 전극 홀에 삽입되는 제1-2 전극 영역, 상기 제1-1 전극 영역 및 상기 제1-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역을 포함하고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 기판 홀에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 상기 제2 전극 홀에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 상기 제2-1 전극 영역 및 상기 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인 기판이 안착되어 지지되는 기판 지지부 및 배터리가 위치하는 배터리 수용부를 구비하며, 상기 외부 케이스 내에 수용되는 내부 케이스를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인 기판에는, 다수의 결합 홈이 형성되며, 상기 기판 지지부에는, 상기 결합 홈을 통하여 일측으로 연장되며, 상기 메인 기판과 체결되는 다수의 체결부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 전극 홀과 상기 제2 전극 홀 사이에는, 적어도 한 열의 식모홀이 배치될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 치아 플라크의 제거를 통해 충치 및 치주질환의 발생을 방지할 수 있는 전기 칫솔을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 AC 성분과 DC 성분을 포함한 구동 신호를 활용함으로써 구강 관리 효과를 증폭시킨 전기 칫솔을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 2는 도 1에 도시된 전기 칫솔의 분해된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 헤드 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 헤드 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 내부 케이스를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 메인 기판과 기판 지지부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 7a는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(A선 기준)을 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(B선 기준)을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명과 관련된 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. "연결", "결합" 또는 "접속"의 경우, 물리적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것뿐만 아니라 필요에 따라 전기적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 2는 도 1에 도시된 전기 칫솔의 분해된 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 헤드 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 헤드 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 칫솔은 외부 케이스(100), 다수의 전극(11, 12), 헤드 커버(30) 등을 포함할 수 있다.

외부 케이스(100)는 전기 칫솔의 전반적인 몸체를 구성하며, 핸들부(110) 및 헤드부(120)를 포함할 수 있다.

핸들부(110)는 내부 수용 공간을 구비한 소정 길이의 통 형상을 가지며, 전기 칫솔 사용 시 사용자에 의해 파지될 수 있는 형태로 설계될 수 있다.

핸들부(110)의 내부에는 전원 공급을 위한 배터리(350)가 수용될 수 있으며, 핸들부(110)의 말단에는 배터리(350)의 교체 등을 위한 별도의 배터리 캡(115)이 장착될 수 있다.

또한, 핸들부(110)는 스위치 영역(111)을 구비할 수 있으며, 스위치 영역(111)은 핸들부(110)의 내부에 배치된 스위치(211)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

이에, 사용자는 스위치 영역(111)을 누름으로써 내부 스위치(211)에 대한 온(on)/오프(off) 제어가 가능하다. 즉, 사용자는 양치 시작 시 스위치 영역(111)을 누름으로써 전기 칫솔의 전원을 온(on) 시킬 수 있으며, 이에 따라 신호 공급부로부터 발생된 구동 신호가 전극(11, 12)으로 공급되어 치아 플라크 제거를 위한 전기장이 발생될 수 있다.

헤드부(120)는 핸들부(110)의 길이 방향을 따라 연장되며, 말단부에 전면으로 개방된 개구 영역(121)을 구비할 수 있다.

제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 배치될 수 있으며, 신호 공급부로부터 공급된 구동 신호에 대응한 전자기파를 외부로 제공할 수 있다.

제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(11)은 구동 신호를 공급받는 양의 전극으로 설정되고, 제2 전극(12)은 음의 전극으로 설정될 수 있다.

또한, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 황동(brass), 알루미늄(Aluminum), 전도성 고분자(Conducting polymer), 전도성 실리콘(Conducting Silicon), 스테인리스 스틸(stainless steel) 등의 물질로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가진 물질이라면 전극 재료로 사용이 가능하다.

헤드 커버(30)는 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 대응되는 형태를 가질 수 있으며, 전극(11, 12)이 배치된 개구 영역(121)에 결합되어 상기 개구 영역(121)을 폐쇄할 수 있다.

또한, 헤드 커버(30)는 다수의 식모 홀(25), 제1 전극 홀(31), 및 제2 전극 홀(32)이 형성될 수 있다.

칫솔모(20)는 헤드 커버(30)의 표면 상에 형성된 다수의 식모 홀(25)에 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 칫솔모(20)의 배치 구조, 개수, 크기 등은 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형태로 변화될 수 있다.

일례로, 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32) 사이에는 적어도 한 열의 식모 홀(25)이 배치됨으로써, 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에는 적어도 한 열의 칫솔모(20)가 배치될 수 있다.

헤드 커버(30)가 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 결합되는 경우, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32)을 각각 관통하여 외부로 노출될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은 메인 기판(210) 및 서브 기판(220)을 더 포함할 수 있다.

메인 기판(210)에는 배터리(350)에 의한 전원 공급을 제어하기 위한 스위치(211), 및 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장될 수 있으며, 이러한 메인 기판(210)은 핸들부(110) 내에 수용될 수 있다.

또한, 메인 기판(210)은 배터리(350)와 전기적으로 연결되어 배터리 전압을 공급받을 수 있다.

서브 기판(220)은 메인 기판(210)으로부터 헤드부(120) 방향으로 길게 연장되어 헤드부(120)의 개구 영역(121) 내에 말단부가 위치할 수 있다. 즉, 서브 기판(220)은 외부 케이스(100)의 길이 방향에 따라 길게 연장된 형태를 가질 수 있으며, 메인 기판(210)과 상이한 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 서브 기판(220)은 메인 기판(210)에 비하여 작은 폭을 가지도록 설계될 수 있다.

개구 영역(121)을 통해 외부로 노출되는 서브 기판(220)의 말단부에는 제1 기판 홀(221)과 제2 기판 홀(222)이 형성될 수 있다.

제1 기판 홀(221)에는 제1 전극(11)이 삽입 고정될 수 있으며, 제2 기판 홀(222)에는 제2 전극(12)이 삽입 고정될 수 있다.

또한, 서브 기판(220)의 말단부에는 적어도 하나의 LED(Light-Emitting Diode, 230)가 배치될 수 있다. LED(230)는 전기 칫솔의 전원이 온(on) 된 경우에 발광하여 전기 칫솔의 구동 여부를 표시하는 역할을 수행할 수 있다.

이후 헤드 커버(30)가 헤드부(120)에 설치됨으로써 개구 영역(121)은 폐쇄될 수 있으며, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32)에 삽입되어 각각 외부로 노출될 수 있다.

상술한 바와 같이, 메인 기판(210)과 일체로 형성된 서브 기판(220)을 이용하는 경우, 메인 기판(210)과 전극(11, 12) 사이를 전기적으로 연결하기 위한 복잡한 배선 공정 등이 생략될 수 있으며, 또한 LED(230)의 설치 및 제어가 용이해지는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 내부 케이스를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 메인 기판과 기판 지지부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은 외부 케이스(100) 내에 수용되는 내부 케이스(300)를 더 포함할 수 있다.

내부 케이스(300)는 메인 기판(210)이 배치되는 기판 지지부(310) 및 배터리(350)가 위치하는 배터리 수용부(320)를 포함할 수 있다.

배터리 수용부(320)에는 메인 기판(210)과 전기적으로 연결되는 배터리 단자가 설치될 수 있으며, 배터리(350)는 배터리 수용부(320)의 내부에 삽입되어 상기 배터리 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.

예를 들어, 배터리(350)는 1차 전지(Primary Battery) 또는 2차 전지(Secondary Battery)로 설정될 수 있다.

배터리(350)가 1차 전지인 경우 사용자는 배터리(350)를 주기적으로 교체할 수 있으며, 배터리(350)가 2차 전지인 경우 다양한 충전 방식을 통해 충전이 이루어질 수 있다.

예를 들어, 배터리(350)는 배터리 수용부(320) 내에 위치한 상태로 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 충전될 수 있으며, 또한 배터리 수용부(320)로부터 분리되어 별도 충전 장치를 통해 충전될 수도 있다.

기판 지지부(310)는 배터리 수용부(320)로부터 길이 방향을 따라 길게 연장될 수 있으며, 기판 지지부(310)의 일면 상에는 메인 기판(210)이 안착되어 지지될 수 있다.

메인 기판(210)과의 고정 결합을 위하여, 기판 지지부(310)에는 다수의 체결부(311a, 311b)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 체결부(311a, 311b)는 기판 지지부(310)의 양측으로부터 일측 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있으며, 말단부가 꺾여진 형태(예를 들어, 갈고리 형상)로 설계될 수 있다.

또한, 메인 기판(210)은 상기 체결부(311a, 311b)에 대응되는 양측 부분에 형성된 다수의 결합 홈(215a, 215b)을 구비할 수 있으며, 이때 체결부(311a, 311b)는 결합 홈(215a, 215b) 내에 위치하고 말단부를 통해 메인 기판(210)과 걸림 결합함으로써 메인 기판(210)과 체결될 수 있다.

도 7a는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(A선 기준)을 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(B선 기준)을 나타낸 도면이다.

도 7a를 참조하면, 헤드 커버(30)의 양측에는 다수의 돌출부(35a, 35b)가 형성될 수 있다. 또한, 개구 영역(121)의 가장자리를 구성하는 헤드부(120)의 내측면에는 상기 돌출부(35a, 35b)에 대응한 다수의 체결홈(125a, 125b)이 형성될 수 있다.

상술한 구조를 통하여, 헤드 커버(30)가 헤드부(120)의 개구 영역(121)으로 삽입되면 돌출부(35a, 35b)와 체결홈(125a, 125b)이 상호 결합되므로, 헤드 커버(30)는 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 용이하게 체결될 수 있다.

도 7b를 참조하면, 제1 전극(11)은 서브 기판(220)의 제1 기판 홀(221)에 삽입되는 제1-1 전극 영역(11a), 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)에 삽입되는 제1-2 전극 영역(11b), 제1-1 전극 영역(11a) 및 제1-2 전극 영역(11b) 사이에 배치되며 서브 기판(220)과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역(11c)을 포함할 수 있다.

제1-3 전극 영역(11c)의 폭(Wc)은 제1-1 전극 영역(11a)의 폭(Wa) 및 제1-2 전극 영역(11b)의 폭(Wb)과 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1-3 전극 영역(11c)의 폭(Wc)은 제1-1 전극 영역(11a)의 폭(Wa) 및 제1-2 전극 영역(11b)의 폭(Wb) 보다 크게 설정될 수 있다.

이에 따라, 제1-3 전극 영역(11c)의 양측 말단부는 헤드 커버(30)와 서브 기판(220) 사이에 배치되며, 헤드 커버(30)를 지지함과 동시에 서브 기판(220)에 접촉되어 서브 기판(220)과의 전기적인 연결이 가능하다.

한편, 도 7b에서는 제1 전극(11)을 예시적으로 도시하였으나, 제2 전극(12) 역시 제1 전극(11)과 동일한 형태로 설계될 수 있다.

예를 들어, 제2 전극(12)은 서브 기판(220)의 제2 기판 홀(222)에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 헤드 커버(30)의 제2 전극 홀(32)에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 제2-1 전극 영역 및 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 서브 기판(220)과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함할 수 있다.

제2-3 전극 영역의 폭은 제2-1 전극 영역의 폭 및 제2-2 전극 영역의 폭과 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2-3 전극 영역의 폭은 제2-1 전극 영역의 폭 및 제2-2 전극 영역의 폭 보다 크게 설정될 수 있다.

이에 따라, 제2-3 전극 영역의 양측 말단부는 헤드 커버(30)와 서브 기판(220) 사이에 배치되며, 헤드 커버(30)를 지지함과 동시에 서브 기판(220)에 접촉되어 서브 기판(220)과의 전기적인 연결이 가능하다.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다. 특히, 도 9a에서는 필터링된 AC 신호(Sac')를 도시하였고, 도 9b에서는 DC 신호(Sdc)를 도시하였으며, 도 9c에서는 필터링된 AC 신호(Sac')와 DC 신호(Sdc)가 혼합되어 생성된 구동 신호(Vd)를 도시하였다. 또한, 도 10a 및 도 10b는 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 신호 공급부(400)는 메인 기판(210) 상에 실장되어 배터리(350)로부터 공급되는 배터리 전압(Vb)을 이용하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.

특히, 신호 공급부(400)는 AC(Alternating Current) 신호와 DC(Direct Current) 신호를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.

이에 따라, 구동 신호(Vd)에는 AC 성분과 DC 성분이 모두 포함되어 있으며, AC 성분과 DC 성분의 동시 적용에 따른 시너지 효과 및 공진이 발생하여 치아 플라크의 원인이 되는 바이오필름(biofilm)의 제거 효과가 상승될 수 있다.

도 10a를 참조하면, DC 성분에 의한 전기장은 국소적인 전하량 분포의 불균형을 유도하여 바이오필름의 구조적인 스트레스를 증가시키고, AC 성분에 의한 전기장은 특이적인 진동 발생을 통해 외부 보호체의 투과성을 증가시킬 수 있다.

이러한 AC 성분과 DC 성분의 시너지 효과는 도 10b에서 확인할 수 있다. 즉, AC 성분에 의한 전기장과 DC 성분에 의한 전기장을 각각 단독으로 제공하였을 때의 바이오필름 제거 효과에 비해, AC 성분에 의한 전기장과 DC 성분에 의한 전기장을 중첩하여 동시에 제공하는 경우 바이오필름의 제거 효과가 월등히 우세함을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부(400)가 공급하는 구동 신호(Vd)로 인하여, DC 성분에 의한 전기장과 AC 성분에 의한 전기장이 전극(11, 12)을 통해 동시 제공될 수 있으므로, 상술한 바이오필름과 관련한 증폭된 제거 효과를 달성할 수 있다.

또한, 구동 신호(Vd)가 앞서 설명한 바와 같이 교류 전압과 직류 전압이 중첩된 형태로 설정됨으로써, 직류 전압만을 인가시키는 경우와 비교하여 신체의 감전 위험과 신체에 유발할 수 있는 통증을 줄여줄 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부(400)는 DC-DC 컨버터(410), 신호 발생부(420), 필터(430), 및 캘리브레이션부(440)를 포함할 수 있으며, 추가적으로 전압 분배부(450)를 더 포함할 수 있다.

DC-DC 컨버터(410)는 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.

신호 발생부(420)는 DC-DC 컨버터(410)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 AC 신호(Sac)를 생성할 수 있다.

신호 발생부(420)는 오실레이터(Oscillator), 함수 발생기(Function Generator) 등과 같은 AC 신호를 생성 가능한 기 공지된 구성을 이용하여 구현될 수 있다.

예를 들어, AC 신호(Sac)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있다. AC 신호(Sac)가 1KHz 미만의 저주파로 설정되는 경우에는 바이오필름의 제거 효과가 떨어지며, AC 신호(Sac)가 1000MHz를 넘는 초고주파로 설정되는 경우에도 바이오필름의 제거 효과가 떨어지기 때문이다. 한편, AC 신호(Sac)의 주파수는 바이오필름의 제거에 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다.

또한, AC 신호(Sac)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다. AC 신호(Sac)의 진폭이 0.1mV 미만인 경우 플라크 제거 효과를 기대하기 어려우며, AC 신호(Sac)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.

필터(430)는 신호 발생부(420)에 의해 생성된 AC 신호(Sac)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 일례로, 필터(430)는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 포함하여, 톱니파(Sawtooth Wave) 형태의 AC 신호(Sac)를 사인파(Sine Wave) 형태의 AC 신호(Sac')로 변환할 수 있다. 다만, 필터(430)의 종류는 이에 제한되지 않으며, 설계 구조에 따라 다양한 종류의 필터가 채용될 수 있다.

캘리브레이션부(440)는 필터(430)를 통해 공급된 AC 신호(Sac')에 DC 신호(Sdc)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 일례로, 캘리브레이션부(440)는 AC 신호(Sac')와 DC 신호(Sdc)의 합산(또는 중첩)이 가능한 연산 증폭기(operating amplifier)로 구현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이에 따라, AC 신호(Sac')에는 DC 신호(Sdc)에 해당하는 오프셋(offset)이 발생되며, AC 성분과 DC 성분을 모두 보유한 구동 신호(Vd)가 생성될 수 있다.

구동 신호(Vd)는 AC 신호(Sac)의 특성을 모두 포함하고 있으므로, 구동 신호(Vd)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있으며, 또한 바이오필름의 제거에 보다 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다. 또한, 구동 신호(Vd)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다.

도 9a를 참조하면 캘리브레이션부(440)는 A 볼트(V)의 진폭을 갖는 AC 신호(Sac')를 필터(430)로부터 공급받을 수 있으며, 해당 AC 신호(Sac')에 도 9b에 도시된 바와 같은 B 볼트(V)의 DC 신호(Sdc)을 중첩함으로써 도 9c에 도시된 바와 같은 최종 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.

이때, DC 신호(Sdc)의 전압값은 AC 신호(Sac')의 진폭 이상으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 구동 신호(Vd)의 전압값은 0 이상으로 설정될 수 있다.

결국, 구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값은 구동 신호(Vd)의 진폭과 동일하거나 그보다 크게 설정될 수 있다.

구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값이 구동 신호(Vd)의 진폭 값 미만인 경우, 구동 신호(Vd)의 전압이 음의 값을 갖게 되는 구간이 발생하게 되고, 상기 구간에서 전압이 음의 값을 갖게 됨에 따라 전기 에너지의 손실이 발생하게 된다.

다만 본 발명의 실시예와 같이, 구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값을 구동 신호(Vd)의 진폭과 동일하거나 그보다 크게 설정하게 되면, 구동 신호(Vd)의 전압이 항상 ‘0’ 이상이므로 전기 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.

한편, DC 신호(Sdc)는 전압 분배부(450)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 전압 분배부(450)는 DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)을 전달받을 수 있으며, 출력 전압(Vo)에 대한 전압 분배를 수행하여 DC 신호(Sdc)를 생성할 수 있다.

전압 분배부(450)는 출력 전압(Vo)을 분배하기 위한 저항 스트링으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)이 구동 신호(Vd) 생성에 바로 사용되기에 적합한 경우, 해당 출력 전압(Vo)이 DC 신호(Sdc)의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우 전압 분배부(450)는 생략될 수 있으며, DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)이 캘리브레이션부(440)로 입력될 수 있다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부(500)는 DC-DC 컨버터(510), 신호 발생부(520), 전압 강하부(530), 필터(540), 및 오프셋 조절부(550)를 포함할 수 있다.

DC-DC 컨버터(510)는 배터리(350)로부터 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.

신호 발생부(520)는 DC-DC 컨버터(510)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(510)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 제1 AC 신호(Sa1)를 생성할 수 있다.

신호 발생부(520)는 오실레이터(Oscillator), 함수 발생기(Function Generator) 등과 같은 AC 신호를 생성 가능한 기 공지된 구성을 이용하여 구현될 수 있다.

예를 들어, 제1 AC 신호(Sa1)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있다. 제1 AC 신호(Sa1)가 1KHz 미만의 저주파로 설정되는 경우에는 치아 플라크의 제거 효과가 떨어지며, 제1 AC 신호(Sa1)가 1000MHz를 넘는 초고주파로 설정되는 경우에도 치아 플라크의 제거 효과가 떨어지기 때문이다. 한편, 제1 AC 신호(Sa1)의 주파수는 치아 플라크의 제거에 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다.

전압 강하부(530)는 신호 발생부(520)로부터 출력된 제1 AC 신호(Sa1)의 크기(예를 들어, 피크 투 피크 전압 등)를 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 전압 강하부(530)는 저항 소자(R)로 구현될 수 있으며, 이를 통해 제1 AC 신호(Sa1)에 비해 크기가 감소된 제2 AC 신호(Sa2)가 전압 강하부(530)로부터 공급될 수 있다.

필터(540)는 전압 강하부(530)로부터 출력된 제2 AC 신호(Sa2)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터(540)는 커패시터 소자(C)를 포함한 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 설정될 수 있으며, 톱니파(Sawtooth Wave) 형태의 제2 AC 신호(Sa2)를 사인파(Sine Wave) 형태의 제3 AC 신호(Sa3)로 변환할 수 있다.

또한, 필터(540)를 통해 예기치 않은 제2 AC 신호(Sa2)의 DC 오프셋(DC offset)를 제거하여, 구동 신호(Vd)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

오프셋 조절부(550)는 DC 신호에 필터(540)로부터 출력된 제3 AC 신호(Sa3)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 조절부(550)는 다수의 저항 소자(R1, R2)을 포함하여 구성될 수 있으며, DC-DC 컨버터(510)의 출력 전압(Vo)에 대한 전압 분배를 수행하여 소정 레벨의 DC 신호를 생성할 수 있다.

즉, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 공통 노드(N)에 생성된 DC 신호에 필터(540)를 통해 공급된 제3 AC 신호(Sa3)가 중첩되어 최종 구동 신호(Vd)가 생성될 수 있다.

이 경우, 구동 신호(Vd)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다. 구동 신호(Vd)의 진폭이 0.1mV 미만인 경우 플라크 제거 효과를 기대하기 어려우며, 구동 신호(Vd)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

11: 제1 전극 12: 제2 전극
30: 헤드 커버 100: 외부 케이스
110: 핸들부 120: 헤드부
121: 개구 영역 210: 메인 기판
220: 서브 기판 300: 내부 케이스
310: 기판 지지부 320: 배터리 수용부
350: 배터리

Claims

통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스;
상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극;
다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버;
상기 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장되며, 상기 핸들부 내에 수용되는 메인 기판; 및
상기 메인 기판으로부터 상기 개구 영역까지 길게 연장되도록 형성되어 상기 개구 영역에 말단부가 위치하는 서브 기판;
을 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,
상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출되며,
상기 서브 기판의 말단부에는,
상기 제1 전극이 삽입 고정되는 제1 기판 홀 및 상기 제2 전극이 삽입 고정되는 제2 기판 홀이 형성되고, 적어도 하나의 LED가 배치되며,
상기 제1 전극은,
상기 제1 기판 홀에 삽입되는 제1-1 전극 영역, 상기 제1 전극 홀에 삽입되는 제1-2 전극 영역, 상기 제1-1 전극 영역 및 상기 제1-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역을 포함하고,
상기 제2 전극은,
상기 제2 기판 홀에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 상기 제2 전극 홀에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 상기 제2-1 전극 영역 및 상기 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함하며,
상기 제1-3 전극 영역의 폭은 상기 제1-1 전극 영역의 폭 및 상기 제1-2 전극 영역의 폭 보다 크게 형성되고,
상기 제2-3 전극 영역의 폭은 상기 제2-1 전극 영역의 폭 및 상기 제2-2 전극 영역의 폭 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 메인 기판이 안착되어 지지되는 기판 지지부 및 배터리가 위치하는 배터리 수용부를 구비하며, 상기 외부 케이스 내에 수용되는 내부 케이스; 를 더 포함하는 전기 칫솔.
제5항에 있어서,
상기 메인 기판에는,
다수의 결합 홈이 형성되며,
상기 기판 지지부에는,
상기 결합 홈을 통하여 일측으로 연장되며, 상기 메인 기판과 체결되는 다수의 체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 홀과 상기 제2 전극 홀 사이에는,
적어도 한 열의 식모홀이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.