KR20010052661A - 상호작용하는 발광성의 칫솔 - Google Patents

Abstract

본원의 칫솔에는 광 상호작용 특성이 제공되며, 성형되는 손잡이 내에 LED(light emitting diode)와 같은 광원이 있는 것이다. 일 실시예에서, 칫솔은 투명한 또는 반투명한 플라스틱재로 성형되고 그리고 복수의 이산된 광-방출점을 제외하고 불투명한 커버링으로 커버된다. 성형 몸체 위에도 반사 층이 제공될 수 있다. 광은 광-방출점에 대해 몸체의 길이부를 따라서 내부적으로 반사된다. 상기 광 방출 지점에서의 칫솔의 표면은 소프트하게 확산되는 광을 방출하도록 울퉁불퉁하게 이루어진다. 다른 실시예에서는, 복수 광섬유 또는 광 파이프가 광원 근처에 위치한 입력 단부와 광-방출 구역에서 종결되는 출력 단부를 가지고, 칫솔의 몸체에 성형된다. 상기 몸체는 불투명한 엘라스토머 또는 고무질로된 플라스틱재로 성형된다. 밧데리와 스위치는 칫솔 손잡이의 파지 단부에 LED를 가지고 성형 된다. 스위치는 칫솔의 파지 단부를 사용자가 파지하면 담입되는 가요성 막과 접촉 전극으로서 형성된다.

Description

상호작용하는 발광성의 칫솔{LIGHT INTERACTIVE TOOTHBRUSH}

당 기술분야의 종래 칫솔 구조는 손잡이 벽에 설치된 스몰 라이트 벌브(small light bulbs)에 파워를 주기위한 확장된 손잡이 하우징 회로를 구비하여 칫솔의 표면에 복수 발광점을 형성하였다. 이러한 것의 예로는 리만(Lyman)에게 허여된 미국특허 제 5,339,479호와 모슬리(Mosley)에게 허여된 미국특허 제 4,845,796호에 것이 있다. 상기 구조의 목적은 적어도 부분적으로, 칫솔질 중에 라이트의 핀포인트 또는 이산 영역이 호기심과 신기함을 더해주어, 자신의 치아를 칫솔질하는 어린이에게 즐거움을 느끼게 하는 것이다. 그런데, 이러한 흥미 유발의 목적이 외관상 성공적으로 이행되기는 하지만, 상기 공지된 칫솔은 체적이 어느 정도 커지게 되어 다루기가 곤란하였으며 일반적인 칫솔 구조와 유사하지 않은 이유로 인해서, 소비자가 상기 칫솔을 구매하는데 실질적으로 저항감을 불러 일으켰다.

종래 칫솔은 현실적으로 활용 가능한 다수 기술 중의 어느 일 기술로 제조될 수 있는 것이다. 몸체 자체는 단단계 또는 다단계 과정으로 사출성형 된다. 그리고, 임의적 강모(剛毛)는 종래 방식으로 스테이플(staples)에 의해 칫솔의 헤드에 부착되는 반면에, 강모 바아(bristle bars), 스크푸(scoops) 및 다른 밀집 팩 강모는 일반적으로 접합 또는 사출성형과 같은 신규 무-스테이플 기술(staple-free technology)을 사용하여 부착하여야 한다. 현재, 사출성형 작업(injection molding)은 양호하며, 그리고 칫솔 몸체를 연성으로 예비 형성하여 강모 다발을 용해하여 연성 칫솔 몸체에 접합하는 접합 기술도 유용하다.

사출성형은 다음의 특허에서 공고된 바와 같은 종래 기술로 실행된다. 즉, 1984년 2월 7일자 허여된 미국특허 제 4,430,039호; 1986년 4월 8일자 허여된 미국특허 제 4,580,845호; 1992년 9월 1일자 허여된 미국특허 제 5,143,425호; 1995년 2월 21일자 허여된 미국특허 제 5,390,984호.

가열성형, 접합, 웰딩, 및 그와 같은 것으로 본체에 강모를 부착시키기 위한 다른 유용한 기술로는 본원에 참고로서 기재된 다음의 특허에서 설명된다. 즉, 1978년 8월 29일자 허여된 미국특허 제 4,109,965호; 1986년 10월 28일자 허여된 미국특허 제 4,619,485호; 1987년 1월 20일자 허여된 미국특허 제 4,637,660호; 1987년 3월 3일자 허여된 미국특허 제 4,646,381호; 1990년 1월 9일자 허여된 미국특허 제 4,892,698호; 1991년 9월 3일자 허여된 미국특허 제 5,045,267호; 1991년 1월 29일자 허여된 미국특허 제 4,988,146호; 1993년 7월 6일자 허여된 미국특허 제 5,224,763호.

무-스테이플 부착은, 물이 고여져서 박테리아 및 미생물이 성장하게 되는 홀(holes)을 칫솔 몸체에 만들지 않는 것이다. 강모를 사출성형부에 공급하는 것이 가장 양호하며, 그리고 사출은 억지끼움 강모 둘레에 칫솔 몸체를 성형한다. 고무 파지부는 몸체 위에 주입 성형된다. 다른 변형으로는 헤드가 2.25cm 보다 크지 않은 콤팩트한 헤드 변형부를 구비하며, 헤드는 대체로 짧게 되는 것이다. 또한, 약2.5 내지 3.5cm의 헤드를 가지는 전체 헤드 변형예를 고려할 수 있고, 그외 다양한 길이, 스톡, 경성 및 두께의 강모를 고려할 수 있다.

본 발명은 광(光)이 상호작용하는 발광특징을 가진 몸체로 이루어진 칫솔에 관한 것으로서, 상기 칫솔은 손잡이 부분 또는 헤드 부분 또는 그 양쪽 부분의 표면 부분에 이격 분리된 복수 광-방출 지점이 있으며, 광원 및 광 통로를 구비하는 것이다.

도1은 제1실시예에 따르는 본 발명의 칫솔의 부분 절취된 상부 평면도.

도2는 도1의 칫솔의 부분 절취된 측부 입면도.

도3은 도1의 3-3단면을 따라 절취된 부분을 개략적으로 나타낸 단면도.

도4는 도1과 유사한, 제2실시예를 설명하는 상부 평면도.

도5는 도4의 5-5단면을 따라 절취된 부분을 개략적으로 나타낸 단면도.

도6은 칫솔의 제1실시예의 층 구조를 단면으로 나타낸 도면.

도7은 칫솔에 성형된 LED와 스위치와 밧데리를 함유하는 유닛을 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명에 따르는 상호작용 발광체를 가진 칫솔은 일반적인 종래 형태와 모양으로 형성되는 것이다. 손잡이에는 손잡이 부분의 두터운 파지 단부에 LED(light emitting diode)와 같은 소광원이 내부에 설치된다. 일 실시예에서, 칫솔은 투명한 또는 반(半)투명한 플라스틱재의 내부 몸체와, 그 표면에 이산 이격분리된 구멍 또는 윈도우에 형성된 불투명한 외부 층으로 성형된다. 구멍은 윈도우를 통하여 연하게 확산되는 광을 방출하도록 울퉁불퉁하게 이루어진 플라스틱 내부 몸체 밑에 표면이 노출된다.

LED로부터의 광은 손잡이의 길이방향으로 이동하고 그리고 불투명한 외부 층을 통하여 노출된 울퉁불퉁한 윈도우를 가격하는 반사광선은 손잡이에, 필요에 의해서는 헤드에도 이산점에서 광을 방출하도록 내부적으로 반사된다. 제1실시예는, 대부분의 광이 손잡이의 길이부 밑으로 반사되고 불투명한 외부 코팅층에 의해 대체로 흡수되지 않도록, 발광 지점 또는 윈도우용으로 사용되는 구역을 제외하고, 불투명한 외부 코팅부 밑에 그리고 플라스틱 내부 몸체 위에 적용되는 높은 반사성의 코팅층을 구비하는 것이다. 다르게는, 반사 패치(reflective patches)를 손잡이 표면에 윈도우 쪽으로 광을 모아서 향하게 하는 위치에 있는 손잡이의 구역 위에 적용할 수 있다.

본 발명의 제2실시예는 칫솔이 손잡이 내에 복수개의 전체 내부적으로 반사되는 광섬유를 둘러싸는 불투명한 엘라스토머 또는 플라스틱재(투명/반투명 재료도 사용되었더라도)로 성형되는 것이다. 상기 광섬유의 입력 단부는 광원에 인접하여 배치되고 그리고 광섬유의 출력 단부는 양호하게 울퉁불퉁하여 이들이 칫솔의 성형면과 동일한 높이로 장착되는 지점에서 확산 광을 방출한다. 광원으로부터의 광은 전체적으로 광섬유를 내부적으로 따라서 있으며, 뷰어(viewer)로 소프트 광을 산개시키는 울퉁불퉁한 출력 단부를 통해 칫솔로부터 외부 방향으로 나아가는 것이다.

도1은 본 발명의 제 1실시예에 따라 형성된 칫솔(10)을 나타낸 도면이다. 칫솔은 헤드(12)와 손잡이(14)를 구비한다. 손잡이의 다른 파트보다 더 두터운 두께를 가지는, 사용자에 의해 파지되는 손잡이(14)의 단부에는, LED와 같은 광원(40)이 밧데리와 같은 전원과 광 절환(후술됨)용 스위치를 가진 손잡이에 양호하게 성형되어 설치된다. 도2와 도3을 통하여 보다 명료하게 볼 수 있는 바와 같이, 손잡이에는, 투명한 또는 반투명한 재료로 형성된 손잡이의 내부 몸체(18)를 가지고, 하드 고무 또는 고무성 플라스틱 코팅부와 같은 불투명재로 이루어진 외부 커버층(16)이 설치된다. 광원으로부터의 광은 내부 반사에 의해 내부 몸체(18)의 길이를 따라서 반사된다. 커버층(16)에는, 그 각각이 커버층(16)을 통하여 광투과성 플라스틱 내부 몸체의 표면에 노출되는 복수 구멍 또는 윈도우(20)가 설치된다. 플라스틱 내부 몸체의 노출 표면(22)이 양호하게 울퉁불퉁하여, 소프트한 확산 글로우(glow)가 필요한 광 지점에서 손잡이의 표면을 통하여 방출된다.

양호한 실시예에서는, 알루미늄 호일 또는 금속 코팅층과 같은 고 반사성 층(26)이 윈도우 구역(20)을 제외하고, 불투명한 외부 코팅부(16) 밑에 플라스틱 내부 몸체(18)의 표면 위에 적용된다. 반사성 코팅은 손잡이가 길이부를 따라서 LED(40)로부터 대체로 모든 광을 반사하는 역활을 하여서, 실질적인 부분이 불투명한 외부 층에 흡수되어 손실되지 않는 것이다. 다르게는, 불투명한 외부 커버링(16)에는 그 안에 산개된 미세한 반사성 입자를 가지는 반사성 내부 면(26)이 형성된다.

LED(40)로부터의 광은 광-전달성 내부 몸체(16)에 의해 전달되어, 도2에 화살표로 나타낸 바와 같이 반사성 층(26)에서 내부 반사에 의해 반사된다. 반사 층(26)에 의해 코팅되지 않고, 헤드(12)의 커버되지 않은 칫솔 구역과 같이 불투명한 코팅(16)에 의해 커버되지 않은 구멍(20)은, '31'에 나타낸 바와 같이 내부 몸체로부터 광을 방출한다. 헤드(12)에는 '30'으로 나타낸 바와 같이 강모 다발이 제공된다. 도2는 칫솔 내부 몸체를 따라서 반사되는 광원(40)으로부터의 일부 반사 광이 헤드(12)에 유입하여 투명한 또는 광투과성 강모 다발(30)의 기부를 통하여 유출되는 것을 나타낸 도면이다.

도4 및 도5를 참고로, 제1실시예와 유사한 기능을 하는 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 손잡이에 노출 구멍을 통하여 내부 몸체 내에 반사 또는 산개 광이 지나가는 것에 의지하는 대신에, '광 파이프(light pipes)'라고 표현할 수 있는 복수 광섬유(optic fibers)(44)가 손잡이를 형성하는 불투명한 플라스틱재 내에 배치되게 성형한 것이다. 상기 광섬유는 도1 내지 도3의 광투과성 내부 몸체를 형성하는데 사용되는 동일한 투명한 또는 반투명한 플라스틱재로 형성된다. 상기 광섬유의 각각의 입력 단부는 도4에서 설명되는 바와 같이 광원(40) 옆에 배치되고 그리고 출력 단부(46)는 손잡이의 표면의 선택 구역에서 동일한 높이로 마감된다. 일반적으로, 광섬유의 출력 단부(46)는 울퉁불퉁하게 되어 출사 광의 확산을 도와 준다. 본 발명의 이러한 실시예에서는, 칫솔을 엘라스토머 또는 고무 또는 불투명한 플라스틱과 같은 불투명한 재료로 형성할 수 있다. 상기 재료를 공지된 오버-몰딩 공정(over-molding process)으로 광섬유 둘레에 성형할 수 있다.

도6은, 양호한 제1실시예의 층 구조를 확대하여 상세하게 나타낸 도면이다. 내부 몸체(18)는 광-투과성 플라스틱재를 성형하여 형성된다. 반사 층(26)은 외부 커버링(16)의 반사성 하측면으로 또는 내부 몸체의 표면에 적용되는 코팅으로 형성한다. 반사 층은 공지된 압출 기술에 의해 구조된 기판에 매립된 반사성 입자를 가진 층으로, 또는 금속 코팅으로, 또는 금속 호일 층으로 형성된다. 외부 커버링(16)과 반사성 층(26)은, 윈도우(20)가 형성되는 구역에 적용되는 방재(防材) 둘레에 내부 몸체의 표면을 오버-몰딩하여 형성된다. 방재를 제거한 후에, 내부 몸체의 표면(22)은 윈도우를 통해 노출되고 그리고 확산 광의 방출을 위한 기계적 또는 화학적 작용제를 이용하여 울퉁불퉁하게 이룬다.

상기 실시예에서, 밧데리 전원과 스위치 유닛은 LED를 가진 칫솔 손잡이 내에 매립된다. 도7에 도면은 유닛용의 양호한 일 예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 유닛(50)은 칫솔용 손잡이의 파지 단부에 내부 몸체(18) 내측에 성형된다. 그 전진방향 대면 단부에 장착된 LED(40)에 더하여, 유닛(50)은 밧데리(51), 절연 하우징(52), 가요성 상부 막(53), 및 가요성 접촉 전극(54), 그리고 고정된 전극(55)을 구비한다. 밧데리는 LED(40)의 일 단자에 결합된 고정 전극(55)과 전기적 접촉하는 일 단자를 가진 하우징(52)에 고정 위치에 장착된다. 가요성 접촉 전극(54)은 밧데리의 타 단자 위에 공간을 두고 위치하며 그리고 LED의 타 단자에 결합된다.

칫솔 손잡이용 재료는 돌출된 압력 파지 구역(14a)을 형성하도록 유닛(50)의 가요성 상부 막(53)의 구역 위에서 낮은 두께로 위로 성형 된다. 압력(G)이 칫솔 손잡이를 파지하는 사용자의 손가락으로 인하여 파지 구역(14a)에 적용됨으로서, 파지 영역(14a)과 막(53) 위에 성형되는 칫솔 손잡이의 외피부분이 탄성적으로 하방향으로 변형하여, 밧데리의 단자와 전기적 접촉부로 접촉 전극(54)을 가압하고 따라서 LED(40)를 조명하도록 파워가 공급되게 한다. 따라서, 사용자가 칫솔질을 하는 중에, 강모 구역과 칫솔의 외부면에 형성된 발광 지점이 장시간 빈번하게 칫솔질 하도록 피드백 동기부여를 사용자에게 제공하는, 광의 연성 글로우(soft glow of light)를 방출한다.

사용되는 표준 마이크로 밧데리는 대략 칫솔의 정상적 사용 수명에 해당하는 6개월 내지 12개월 동안 칫솔질을 하는 중에 칫솔을 조명하기에 충분한 파워를 제공하는 것이다. 그리고, 밧데리의 교체를 요하는 칫솔을 제안하기를 원하는 경우에는, 접근 래치(access latch)를 칫솔 손잡이에서 압력 파지 구역(14a)의 하측부와 같은 장소에 설치하여 이룰 수 있을 것이다.

연속 광 대신에, 상호작용 광의 칫솔, 예를 들면 칫솔이 칫솔동작을 하는 중에 동작 시에만 광을 방출하도록, 활성 동작이 이루어지도록 구성할 수도 있다. 그 일 예는 1997년 1월 21일자 라이사라(Rapisarda)에게 허여된 미국특허 제 5,595,437호에 기재된 칫솔에 합체된 동작 활성식 광 디바이스가 있으며, 그 내용은 참고로서 본원에 기재되었다. 상기 디바이스는 밧데리 단자와 접촉하는 칫솔 동작에 의한 단속적 동작 스프링을 구비하며, 광에 파워를 제공하는 것이다.

본 발명을 양호한 실시예를 통하여 상술하였지만, 본원은 첨부 청구범위가 한정하고 있는 개시된 발명의 범위 및 정신 내에서 상술된 내용 이외에 다양한 변경 및 개조가 가능한 것임을 당 분야의 기술인은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 그 안에 광원을 소유하고 칫솔의 길이방향을 따라서 연장하는 헤드와 손잡이를 형성하는 플라스틱재로 성형된 몸체와;

   상기 칫솔의 외부 면에 형성된 복수개의 이산된 광-방출 구역과;

   칫솔 사용 시에 광원에 파워를 공급하는 몸체에 설치된 파워 공급수단 및;

   칫솔 사용 시에 그로부터 광을 방출하는 칫솔의 외부 표면에 형성된 복수개의 선택된 광 방출 구역으로 광원으로부터 광을 전달하는 칫솔의 몸체 내부에 성형된 광-전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광-방출 구역은 소프트하게 확산되는 광으로 광 전달 수단에 의해 상기 영역에 전달되는 광이 방출되도록, 울퉁불퉁한 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
3. 제 1항에 있어서, 칫솔의 몸체는 투명한 또는 반투명한 플라스틱재로 성형되고 그리고, 선택된 광-방출 영역에 상기 몸체의 표면을 노출하는 그 안에 형성된 윈도우 영역을 제외하고 상기 몸체를 커버하는 불투명한 외부 코팅층을 제공하며; 광-투과 수단은 선택된 광-방출 영역에 외부 코팅층의 윈도우 영역을 통하여 방출되도록 몸체 내에 광원에서 광을 내부 반사하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
4. 제 3항에 있어서, 상기 몸체 내에 광원에 모든 광을 내부적으로 반사하는 윈도우 영역을 제외하고, 불투명한 외부 코팅층 밑에 몸체의 표면에 고 반사 층을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
5. 제 3항에 있어서, 선택된 광-방출 구역을 향하는 방향으로 내부적으로 반사된 광이 모여져 향해질 수 있게 위치한 불투명한 외부 코팅층 밑에 상기 몸체의 적어도 일부 표면 구역에 고 반사성 코팅층을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
6. 제 1항에 있어서, 광-투과성 강모는 상기 헤드에 접합되며, 상기 칫솔용 광-방출 구역을 제공하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
7. 제 1항에 있어서, 상기 칫솔의 몸체는 플라스틱재로 성형되고 그리고 광-투과성 수단은 각각의 일 광-방출 구역에 배치되는 출력 단부와 그로부터 광을 수용하도록 광원에 인접하여 배치된 입력 단부를 가진 몸체에 성형되는 복수 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
8. 제 7항에 있어서, 상기 몸체는 불투명한 플라스틱재로 형성되는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
9. 제 7항에 있어서, 상기 광섬유의 출력 단부는 칫솔의 표면과 동일 높이로 몸체에 성형되는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
10. 제 1항에 있어서, 상기 파워 공급 수단은 손잡이의 파지 단부에 칫솔의 몸체안에 성형되는 밧데리를 포함하고 그리고 부가로 칫솔 사용 시에 광원의 대응 단자와 접촉하는 밧데리의 단자와 접속하는 스위치 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
11. 제 10항에 있어서, 상기 스위치 수단은 상기 밧데리의 단자로부터 이격 공간진 가요성 접촉 전극을 커버하는 가요성 막을 포함하고, 상기 파워 공급 유닛은 칫솔 손잡이용 플라스틱재가 가요성 막 위에 낮은 두께로 성형되어 상기 밧데리의 단자와 접촉하는 접촉 전극을 압압하도록 사용자에 의해 파지될 때에 하방향으로 탄성적으로 변형되는 돌출 압력 파지 구역을 형성하도록 칫솔의 파지 단부에 성형되는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.
12. 제 10항에 있어서, 상기 스위치 수단은 칫솔 사용에 의한 동작 시에 단자와의 접촉부로 이동 가능하게 있는 밧데리의 단자로부터 이격 공간진 스프링 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호작용하는 발광성의 칫솔.