KR20050056917A - 복합 운동 칫솔 - Google Patents

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Abstract

전동 칫솔은 강모 홀더 내의 슬롯에 끼워지는 말단 캠을 갖는 회전 가능한 샤프트를 포함한다. 이 홀더는 칫솔 헤드 내에 회전하도록 장착된다. 샤프트가 회전할 때 말단부는 원형을 그리고 슬롯과 구동 가능하게 결합되어 홀더가 제1 칫솔질 운동 방식으로 진동하게 한다. 제2 강모 홀더는 또한 보완적인 칫솔질 운동을 위하여 제1 강모 홀더에 의해 구동된다. 제2 강모 홀더는 제1 강모 홀더로부터 연장하는 핀 또는 캠과의 결합을 통하여 구동된다.

Description

복합 운동 칫솔{COMPLEX MOTION TOOTHBRUSH}
본 발명은 칫솔 기술에 관한 것이다.
본 발명은 특히 브러시 강모가 칫솔 핸들에 대해 이동되도록 설치된 전동 칫솔에 관한 것이다. 미국 특허 제2,215,031호에는 1939년에 개시된 회전 구동되는 강모를 포함하는 이러한 칫솔의 많은 예가 있다. 유사한 회전 구동 장치가 미국 특허 제4,845,795호에 또한 도시되어 있다. 미국 특허 제4,156,620호는 강모를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 구동하기 위하여 회전 모터 구동력을 어떻게 선형 왕복 운동으로 바꾸는 지에 대해 설명하고 있다. 미국 특허 제3,577,579호는 칫솔 헤드에 장착된 모든 강모가 브러시 홀더에 대해 측방향과 전후 방향으로 함께 운동하도록 칫솔 헤드가 브러시 홀더에 대해 운동하는 칫솔을 개시하고 있다. 미국 특허 제5,625,916호는 하나의 강모 홀더를 갖는 칫솔을 개시하고 있다. 이러한 강모 홀더는 샤프트에 대해 회전식으로 진동하도록 구동된다. 본 명세서에서 참조되어 그 내용이 포함된 미국 특허 제5,617,603호는 개별 선회 바아(swing bar)에 의해 서로 연결된 2개의 강모 홀더를 갖는 칫솔을 개시하고 있다. 이 선회 바아는 피봇 핀 상에 장착된다. 2개의 강모 홀더는 선회 바아의 볼 단부를 수용하는 리세스를 포함한다.
이들 참고 문헌에 개시된 구동 기구 및 브러시 운동은 비교적 간단한 것부터 비교적 복잡한 것까지 있다. 개시된 복잡한 것은 정교한 칫솔질 운동을 제공하는 칫솔이다. 그러나, 이들 칫솔은 너무 복잡하고 많은 적용예에서 실용적인 칫솔질이 되기에는 너무 많은 가동 부품들을 포함한다. 개시된 칫솔 중 보다 간단한 것은 단지 단일 칫솔질 작용을 제공한다. 이러한 단일 칫솔질 작용은 몇몇 적용예에서 적절한 칫솔질 작동을 제공할 수도 있다. 그러나, 이들은 또한 다른 칫솔질 상황에서는 적합하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이들은 치아들 사이의 공간을 충분히 세정하지 못할 수 있다.
따라서, 복수의 치아 세정 작업을 달성하기 위한 복수의 세정 또는 칫솔질 작용을 제공하면서 제조하기 간단하고 적은 가동 부품을 갖는 칫솔을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다양한 구성 요소와 구성 요소의 배열, 그리고 다양한 절차와 절차의 배열의 형태를 취할 수 있다. 도면은 바람직한 실시예를 설명하기 위한 목적만을 가지며, 축척에 구애받을 필요가 없으며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않는다.
도 1은 종래 기술에 의한 칫솔의 저부 단면도.도 2는 종래 기술에 의한 칫솔 일부의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 저부 단면도이다.
도 4는 도 2의 반대쪽 측면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 상이한 척도로 도시된 상이한 종래 기술에 의한 칫솔에 대한 도 2, 도 3 및 도 4와 각각 같은 도면이다.
도 8은 일부가 단면으로 도시된 개선된 칫솔의 저면도이다.
도 9는 일부가 단면으로 도시된, 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제1 실시예의 저면도이다.
도 10은 일부가 단면으로 도시된, 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제2 실시예의 저면도이다.
도 11은 일부가 단면으로 도시된, 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제3 실시예의 저면도이다.
도 12는 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제4 실시예의 제2 강모 홀더의 사시도이다.
도 13은 도 8의 A-A를 따라 취한, 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제4 실시예의 부분 측단면도이다.
도 14는 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제5 실시예의 제2 강모 홀더의 사시도이다.
도 15는 도 8의 A-A를 따라 취한, 도 8의 개선된 칫솔 헤드 부분의 제5 실시예의 부분 측단면도이다.
도 16은 전형적인 대안의 제1 강모 배열을 보여주는 칫솔의 측면도이다.
도 17은 도 8의 D-D를 따라 취한 전형적인 제2 강모 배열을 보여주는 단부도이다.
신규한 칫솔의 일 실시예는 칫솔의 제1 단부에 있는 핸들과 칫솔의 제2 단부에 있는 헤드를 포함한다. 상기 칫솔은 또한 상기 핸들에서 헤드로 연장하고 제1 종방향 중심축을 갖는 회전 가능한 샤프트와, 상기 헤드에 제1 피봇 또는 힌지로 장착되고 샤프트의 말단부, 캠 또는 기어 치형부와 결합된 제1 강모 홀더를 포함하고, 상기 샤프트의 말단부, 캠 또는 기어 치형부는 제1 강모 홀더를 피봇식 진동 운동 방식으로 구동하기 위해 제1 강모 홀더의 슬롯 내에 수용된다. 추가적으로, 상기 칫솔은 또한 헤드부에 이동 가능하게 장착되고 제1 강모 홀더의 견고한 장착부에 의해 구동 가능하게 결합된 제2 강모 홀더를 포함한다.
전동 칫솔의 다른 실시예는 그 최말단부에 캠 또는 기어 치형부를 포함하는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키도록 작동하는 모터와, 제1 운동 방식으로 구동되도록 캠 또는 기어 치형부에 작동식으로 결합된 제1 브러시 섹션과, 제1 브러시 섹션으로부터 종방향으로 분리되고 제1 브러시 섹션의 견고한 요소에 의해 제2 운동 방식으로 구동되는 제2 브러시 섹션을 포함한다.
본 발명의 하나의 장점은 제1 및 제2 강모 홀더에 의해 각각 제공되는 보완적인 세정 운동들에 있다.
본 발명의 다른 장점은 보완적인 세정 운동들이 간단하고 경제적인 칫솔로 제공되는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점들은 하기되는 상세한 설명을 읽고 이해할 때 본 기술 분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다.
도면을 참조하면, 도 1에서, 칫솔은 칫솔의 제1 단부에 있는 핸들 부분(10)과, 칫솔의 제2 단부에 있는 헤드부(11)와, 이들 사이에서 연장하는 목부(9)와, 핸들에서 헤드까지 연장하는 회전 가능한 샤프트(12)와, 복수의 강모 다발이 박혀있는 통상 원형의 강모 홀더(13)를 포함하고, 각각의 다발(8)은 복수의 강모를 포함한다. 핸들은 전기 모터(14)와 2개의 배터리(15, 16)를 보유하기 위한 구획부를 갖는데, 이 배터리(15, 16)는 충전 가능한 동력원으로 대체될 수 있다. 샤프트 커플링(17)은 이하에 기술되는 바와 같이 샤프트(12)의 일 단부를 파지하고 샤프트가 세정 및 교체를 위하여 빠질 수 있도록 배열된다.
도 2에 보다 양호하게 도시된 바와 같이, 헤드(11)는 강모 홀더(13)용의 회전 또는 진동하는 피봇축(40)을 제공하는 포스트(18)를 지지한다. 강모(19)는 도 2에서 설명을 위한 목적으로만 도시된다. 샤프트(12)는 샤프트의 중심 종축(21)에서 오프셋된 일체로 형성된 최말단부, 기어 치형부 또는 기어 치형부(20)를 갖는다. 최말단부, 기어 치형부 또는 캠(20)은 강모 홀더(13)의 측면에 형성된 슬롯(22)(도 3 참조) 내에 끼워진다. 단부(20)가 제1 축(21)과 포스트(18)의 피봇축(40)의 교차점을 향하는 것을 알 수 있다. 일 실시예에서, 포스트는 피봇축(40)이 샤프트의 중심 종축(21)에 사실상 수직하도록 배열된다. 피봇축(40)은 또한 샤프트의 중심 종축(21)에 사실상 평행하다. 피봇축(40)은 또한 강모(19)가 연장하는 방향에 사실상 평행하다. 이러한 배열이 바람직하지만, 포스트(18)가 달리 배열될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 포스트(18)는 피봇축(40)에 대한 와블링(wobbling) 또는 스위블링(swiveling) 운동을 제공하기 위하여 피봇축(40)이 샤프트의 종축(21)에 대해 사실상 수직이기 보다는 그에 대해 예각으로 형성되도록 각을 이룰 수 있다. 샤프트(12)가 모터(14)에 의해 회전할 때, 말단부, 기어 치형부 또는 캠(20)은 샤프트(12)에 대해 원형을 그리고 슬롯(22)과 구동 가능하게 결합하여 강모 홀더(13)가 강모 홀더의 피봇축(13)을 중심으로 진동(vibrate) 또는 요동(oscilate)하게 한다. 이러한 관점에서, 말단부는 말단 기어 치형부 또는 캠(20)으로 형성된다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 슬롯(22)은 폐쇄된 단부를 갖고, 인접한 쌍의 강모 구멍 사이에서 홀더의 외주연으로부터 홀더의 중심까지의 거리보다는 짧은 거리로 방사상 내향 연장한다. 따라서, 강모 홀더(13)는 포스트(18)의 중심에 대해 전후로 피봇, 요동 또는 회전한다. 이러한 운동은 헤드(11)와 강모(19) 사이의 제1 상대 운동을 제공하며 또한 치아의 효율적인 세정을 위하여 통상 효과적이다. 슬롯(22)의 폭은 바람직하게는 최소 유격이 남도록 단부(20)의 직경과 통상 동일하고, 이는 사용시 소음을 최소로 한다.
바람직하게는, 모터(14)는 약 6000 rpm으로 작동한다. 필요하다면, 모터는 다른 속도로 작동할 수 있고 또는 사용자의 선택에 따라 2개 이상의 속도로 작동하도록 마련될 수 있다. 도 1은 홀더(13)가 30도의 각도로 진동, 요동 또는 회전하는 칫솔을 도시한다. 도 2에서 상기 각도는 35도이고, 도 5에서 상기 각도는 15도이다. 따라서, 이러한 회전 각도는 다른 샤프트(12)를 끼움으로써 선택될 수 있고 동일한 강모 홀더가 모든 각도에 대해 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
각각의 강모 홀더(13)는 사용시 강모가 불균일하게 마모되거나 하나의 슬롯이 마모되면 다른 슬롯이 사용될 수 있도록 또는 균형이 잘 이루어지도록 도 3에 도시된 바와 같이 서로 대향하는 둘 이상의 슬롯(22)을 구비할 수 있다. 즉, 홀더(13)는 둘 이상의 회전 위치에 설치될 수 있다. 홀더(13)는, 예를 들어 포스트(18)에 탄성적으로 끼움으로써, 바람직하게는 헤드(11)에서 용이하게 제거될 수 있다. 이러한 제거는 아마도 위생 용기 내에서의 보다 나은 세정 및 보관을 가능하게 하고, 또한 필요할 때 샤프트(12)가 쉽게 빠져 나와 교체될 수 있게 한다.
전술한 샤프트(12)는 바람직하게는 일체로, 즉 하나의 가는 막대로 형성되고 도시된 바와 같이 형상화된다. 그러나, 말단부 또는 캠(20)이 개별적으로 형성되거나 마련되어 샤프트의 일부에 고정되도록 배열하는 것이 가능하다. 이와 같은 개별 부품은 샤프트의 축(21)과 일치하는 중심축을 갖는 브러시와 중심에서 벗어난 구동 포스트(off-center driving post)일 수 있다. 구동 포스트는 말단 캠(20)의 역할 및 기능을 갖는다. 따라서, 구동 포스트 및 슬롯(22)은 샤프트와 홀더(13) 사이에 구동 결합을 형성하여 구동 포스트가 샤프트의 말단 캠으로 간주될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서 홀더(13)가 예를 들어 샤프트에 대향하는 일 측면에 힌지식으로 피봇되도록 배열되는 것이 통상 그렇게 편리하지는 않지만 또한 가능하다. 이러한 경우, 힌지된 피봇 근처에 장착된 강모는 샤프트에 인접한 측면의 강모만큼 그리 많이 실제로 운동하지 않을 것이나 이는 여전히 상당한 진동을 할 것이다.
회전 운동을 위해 피봇되거나 힌지 운동을 위해 피봇되든 강모 홀더(13)는 원형일 필요가 없다는 것 또한 알 수 있을 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이 필요로 할 때 그 회전 위치가 바뀔 수 있도록 원형 홀더(13)가 통상 바람직하다.
전술한 샤프트 배열이 바람직하지만, 다른 샤프트 배열이 본 발명과 함께 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 본 명세서에서 참고되어 그 내용이 포함된 미국 특허 제5,732,432호에 기술된 배열이 사용 중의 샤프트의 기계적 오정렬과 기계적 변형을 수용하기 위하여 대체될 수 있다. 더욱이, 헤드(11)는 핸들(10)에서 쉽게 분리될 수 있는 형태로 마련될 수 있다. 이는 헤드의 몸체부와 샤프트를 위한 커플링 배열을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 배열은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 헤드 및 핸들부는 정합 슬롯과, 스프링 클립과, 돌출부 및/또는 잠금 또는 고정 탭과 홈을 포함할 수 있다. 샤프트는 2개의 섹션으로 분할되는데, 각각의 섹션은 커플링 요소를 포함한다. 예를 들어, 커플링은 키이형(keyed) 배열로 달성된다. 예를 들어, 본 명세서에서 참고되어 그 내용이 포함된 미국 특허 제5,617,601호에 도시된 바와 같이 커프링 요소는 각각의 샤프트 섹션 단부에 부착된 암수 정합 스플라인을 구비할 수 있다. 또한, 슬롯(22)은 본 명세서에서 참고되어 그 내용이 포함된 미국 특허 제5,764,743호에 기술된 바와 같은 와블판(wobble plate)에 의해 대체될 수 있다.
이제 도 8 내지 도 15를 더 참조하면, 개선된 전동 칫솔(810)의 실시예는 전술된 강모 홀더(13)와 유사한 제1 강모 홀더(814)를 포함한다. 개선된 칫솔(810)은 헤드부(816)와 몸체부 또는 핸들 부분(817)을 갖는다. 물론, 개선된 칫솔은 모터(819)와 이 모터에 동력을 공급하기 위한 배터리를 포함한다. 헤드부(816)는 종축(818)을 갖는다. 제1 강모 홀더(814)는 원형으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 형상의 강모 홀더가 고려되고 이는 본 발명의 범주 내에 있게 된다. 제1 강모 홀더(814)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 기술된 바와 같이 구동 샤프트(820)의 최말단부 또는 캠을 수용하기 위하여 전술한 적어도 하나의 슬롯을 포함한다. 구동 샤프트의 최말단 캠(도 3 참조)은 전술한 바와 같이 구동 샤프트(820)의 중심 종축(21)(도 3 참조)으로부터 오프셋되거나 굴곡된다. 요컨대, 제1 강모 홀더(814)와 관련한 샤프트(820)의 구성 및 작동에 관하여, 개선된 칫솔(810)은 도 1 내지 도 7을 참조로 기술된 칫솔과 유사하다. 그러나, 개선된 전동 칫솔(810)의 실시예는 제2 강모 홀더(822)와 같은 제2 강모 홀더를 또한 포함한다. 제2 강모 홀더를 제1 강모 홀더에 바로 인접하게 배치하는 것이 바람직하지만, 제1 및 제2 강모 홀더 사이에 간격이 제공될 수도 있음이 고려된다. 또한, 제1 및 제2 가동 강모 홀더 사이의 공간은 칫솔 헤드의 일부를 형성하는 (도시되지 않은) 고정 또는 정지된 제3 강모 홀더 내에 끼워진 정지 또는 고정된 강모로 채워질 수 있다. 개선된 전동 칫솔의 많은 실시예들에 있어서, 제2 강모 홀더는 운동 가능하고 구동 샤프트(820)와 같은 구동 샤프트와 개별적으로 결합되고 그에 의해 개별적으로 구동된다. 제2 가동 강모 홀더는, 도 1 내지 도 7을 참조하여 기술된 회전 운동 또는 힌지식으로 피봇되는 진동 운동의 어느 것이 특정 실시예에서 사용되더라도 그와 다르고 별개인 방향 및/또는 방법으로 운동할 수 있다 .
예를 들어, 도 9를 참조하면, 제2 강모 홀더(910)는 칫솔 헤드(816) 내의 슬롯(912)에 이동 가능하게 장착되고 제1 강모 홀더(814)의 운동에 의해 종항향 진동 운동 방식으로 구동된다. 예를 들어, 제1 강모 홀더(814)는 캠(914)을 포함한다. 제2 강모 홀더는 캠 종동자(916)를 포함한다. 캠(914) 및 캠 종동자(916)는 통상 대향하도록 배치된다. 추가적으로, 제1 강모 홀더(814)의 위치에 따라, 캠(914) 및 캠 종동자(916)는 결합 관계에 있을 수 있다. 캠 및 캠 종동자(914, 916)는 각각 제1 강모 홀더(814) 및 제2 강모 홀더(910) 상의 성형된 돌출부를 포함할 수 있다. 캠 및 캠 종동자(914, 916)는 각각 제1 강모 홀더(814) 및 제2 강모 홀더(910)에 또는 그 내부에 견고히 장착될 수 있다. 즉, 캠 및 캠 종동자(914, 916)는 이들 각각의 강모 홀더에 대해 현저하게 운동을 하지 않는다. 따라서, 캠 및 캠 종동자(914, 916)는 추가의 가동 부품을 구성하지 않는다. 개선된 칫솔(810)의 모터(819)가 샤프트(820)를 회전시킴에 따라, 샤프트(820)의 (도시되지 않았으나 도 3의 20과 유사한) 최말단 캠은 도 1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 제1 강모 홀더를 회전 진동 운동 방식으로 구동한다. 제1 강모 홀더가 진동 또는 요동함에 따라, 제1 캠(914)은 제2 캠 또는 캠 종동자(916)의 일 표면과 접촉하고, 캠 종동자(916)와 그에 따른 제2 강모 홀더를 헤드부(816)의 종축(818)을 따라 종방향으로 구동한다. 샤프트(918)가 계속 회전함에 따라, 제1 캠(914)은 캠 종동자(916)와 결합 해제된다. 예를 들어 헤드부(816)의 벽과 제2 강모 홀더(910)의 표면 사이에 끼워지거나 장착된 스프링(934)과 같은 탄성 바이어스 부재는 제2 강모 홀더(910)를 다시 제1 강모 홀더(814) 쪽으로 민다. 이러한 (도면에 대한) 전후 또는 상하 운동이 반복됨에 따라[샤프트(820)가 계속 회전함에 따라], 제1 강모 홀더(814)에 의해 제공되는 원형 운동과는 다르고 그에 보완적인 칫솔질 운동이 제공된다.
도 10을 참조하면, 개선된 칫솔(810)의 제2 실시예에 있어서, 제2 강모 홀더(1010)는 칫솔 헤드(816)에 이동 가능하게 장착되고 제1 강모 홀더(814)에 의해 힌지 또는 피봇(1014)을 중심으로 진동, 선회, 요동 또는 피봇 운동 방식으로 구동된다. 제2 강모 홀더(1010)는 제1 강모 홀더(814)로부터 종방향으로 이격된다. 제2 강모 홀더(1010)의 제1 측면(1018)은 제1 강모 홀더(814)를 향한다. 제1 측면(1018)은 슬롯(1022)을 포함한다. 피봇 또는 힌지(1014)는 제2 강모 홀더의 중심으로부터 오프셋되어 있다. 예를 들어,피봇(1014)은 제1 측면(1018)으로부터 이격되거나 떨어져 있는 측면에 위치된다. 핀(1026)은 제1 강모 홀더(814)를 제2 강모 홀더(1010)와 서로 연결시킨다. 바람직하게는, 핀(1026)은 제1 강모 홀더(814) 내에 일체로 성형된다. 핀(1026)은 제1 홀더(814)에 또는 그 내부에 견고하게 장착된다. 즉, 핀(1026)은 제1 강모 홀더에 대해 현저하게 운동하지 않는다. 따라서, 핀(1026)은 추가의 가동 부품을 구성하지 않는다. 핀(1026)은 제2 강모 홀더(1010) 내의 슬롯(1022) 내에 수용된다. 슬롯(1022)은 핀(1018)이 슬롯에 대해 활주 및 피봇하고 슬롯의 벽 부분들과 결합할 수 있도록 그 크기가 정해진다. 개선된 칫솔(810)의 모터(819)가 샤프트(820)를 회전시킴에 따라, 샤프트(820)의 (도시되지 않았으나 도 3의 20과 유사한) 최말단부 또는 캠은 제1 강모 홀더(814)를 도 1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 회전 진동 운동 방식으로 구동한다. 제1 강모 홀더(814)가 진동 또는 요동함에 따라, 그와 결합된 핀(1018)은 아크를 그리며 지나간다. 핀(1026)이 제1 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1026)은 슬롯(1022)의 제1 벽과 결합하고 제1 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더를 제1 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 힌지 또는 피봇(1014)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1010)는 제1 방향으로 피봇을 중심으로 선회하게 된다. 샤프트(820)가 계속 회전함에 따라, 제1 강모 홀더는 제2 방향으로 운동하게 된다. 따라서, 핀(1026)은 제2 방향으로 아크를 그리며 지나가게 된다. 핀(1026)이 제2 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1026)은 슬롯(1022)의 제2 벽과 결합하고 제2 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더를 제2 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 힌지 또는 피봇(1014)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1010)는 제2 방향으로 피봇을 중심으로 선회하게 된다. 이러한 선회 또는 피봇 운동이 반복됨에 따라[샤프트(818)가 계속 회전함에 따라], 제1 강모 홀더(814)에 의해 제공되는 운동에 보완적인 칫솔질 운동이 제공된다. 예를 들어, 제1 강모 홀더가 시계 방향으로 회전함에 따라, 제2 강모 홀더는 이에 보완적인 반시계 방향으로 피봇한다.
도 11을 참조하면, 개선된 칫솔(810)의 제3 실시예에 있어서, 제2 강모 홀더(1110)는 칫솔 헤드(816)에 이동 가능하게 장착되고 제1 강모 홀더(814)에 의해 피봇(1114)을 중심으로 진동, 선회, 요동 또는 피봇 운동 방식으로 구동된다. 제2 강모 홀더(1110)는 제1 강모 홀더(814)로부터 종방향으로 이격된다. 제2 강모 홀더(1110)의 제1 측면(1118)은 제1 강모 홀더(814)를 향한다. 제1 측면(1118)은 슬롯(1122)을 포함한다. 피봇(1114)은 제2 강모 홀더 내의 중심에 위치된다. 핀(1126)은 제1 강모 홀더(814)를 제2 강모 홀더(1110)와 서로 연결시킨다. 바람직하게는, 핀(1126)은 제1 강모 홀더(814) 내에 일체로 성형된다. 핀(1126)은 제1 강모 홀더(814)에 또는 그 내부에 견고하게 장착된다. 즉, 핀(1126)은 제1 강모 홀더(814)에 대해 현저하게 운동하지 않는다. 따라서, 핀(1126)은 추가의 가동 부품을 구성하지 않는다. 핀(1126)은 제2 강모 홀더(1110) 내의 슬롯 (1122) 내에 수용된다. 슬롯(1122)은 핀(1126)이 슬롯에 대해 활주 및 피봇하고 슬롯(1122)의 벽 부분들과 결합할 수 있도록 그 크기가 정해진다. 개선된 칫솔(810)의 모터(819)가 샤프트(820)를 회전시킴에 따라, 샤프트(820)의 (도시되지 않았으나 도 3의 20과 유사한) 최말단 캠은 제1 강모 홀더를 도 1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 회전 또는 피봇 진동 운동 방식으로 구동한다. 제1 강모 홀더(814)가 진동함에 따라, 그와 결합된 핀(1118)은 아크를 그리며 지나간다. 핀(1126)이 제1 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1126)은 슬롯(1122)의 제1 벽과 결합하고 제1 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더를 제1 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1114)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1110)는 제1 방향으로 피봇(1114)을 중심으로 선회 또는 회전하게 된다. 샤프트(820)가 계속 회전함에 따라, 제1 강모 홀더는 제2 방향으로 운동하게 된다. 따라서, 핀(1126)은 제2 방향으로 아크를 그리며 지나가게 된다. 핀(1126)이 제2 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1126)은 슬롯(1122)의 제2 벽과 결합하고 제2 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더(1110)를 제2 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1114)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1110)는 제2 방향으로 피봇을 중심으로 선회 또는 회전하게 된다. 이러한 선회 또는 피봇 운동이 반복됨에 따라[샤프트(820)가 계속 회전함에 따라], 제1 강모 홀더(814)에 의해 제공되는 운동에 보완적인 칫솔질 운동이 제공된다. 예를 들어, 제1 강모 홀더가 시계 방향으로 운동함에 따라, 제2 강모 홀더는 이에 보완적인 반시계 방향으로 운동한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 개선된 칫솔(810)의 제4 실시예에 있어서, 제2 강모 홀더(1208)는 피봇(1210)이 제2 강모 홀더(1208)의 중심에 위치된 횡축에 설치된 상태로 칫솔 헤드(816)에 이동 가능하게 장착된다. 제2 강모 홀더(1208)는 제1 강모 홀더(814)에 의해 진동, 선회 또는 시소(teetering) 운동 방식으로 구동된다. 제2 강모 홀더(1208)는 제1 강모 홀더(814)로부터 종방향으로 이격된다. 제2 강모 홀더(1208)의 제1 측면(1218)은 제1 강모 홀더(814)를 향한다. 제1 측면(1218)는 슬롯(1222)을 포함한다. 이 슬롯은 제2 강모 홀더(1208)의 종축(1224)을 가로질러 배치되고 제2 강모 홀더(1208)의 기부(1226)에 의해 한정된 평면에 소정의 각도로 배향된다. 핀(1326)은 제1 강모 홀더(814)를 제2 강모 홀더(1208)와 서로 연결시킨다. 바람직하게는, 핀(1326)은 제1 강모 홀더(814) 내에 일체로 성형된다. 핀(1326)은 제1 강모 홀더(814)에 또는 그 내부에 견고하게 장착된다. 즉, 핀(1326)은 제1 강모 홀더에 대해 현저하게 운동하지 않는다. 따라서, 핀(1326)은 추가의 가동 부품을 구성하지 않는다. 핀(1326)은 제2 강모 홀더(1208) 내의 경사진 슬롯(1222) 내에 수용된다. 슬롯(1222)은 핀(1326)이 슬롯에 대해 활주 및 선회하고 슬롯의 벽 부분들과 결합할 수 있도록 그 크기가 정해진다. 개선된 칫솔(810)의 모터(819)가 샤프트(820)를 회전시킴에 따라, (도시되지 않았으나 도 3의 20과 유사한) 샤프트(820)의 최말단부 또는 캠은 제1 강모 홀더를 도 1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 회전 또는 피봇식 요동 또는 진동 운동 방식으로 구동한다. 제1 강모 홀더(814)가 진동함에 따라, 그와 결합된 핀(1326)은 아크를 그리며 지나간다. 핀(1326)이 제1 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1326)은 슬롯(1222)의 제1 벽 또는 예를 들어 상부 벽과 결합하여 제1 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더를 제1 방향 또는 예를 들어 (도면에 대해) 상부 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1210)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1110)는 제1 방향 또는 예를 들어 상부 방향으로 피봇(1210)을 중심으로 선회, 시소 또는 회전 운동을 하게 된다. 샤프트(820)가 계속 회전함에 따라, 제1 강모 홀더는 제2 방향으로 운동하게 된다. 따라서, 핀(1326)은 제2 방향으로 아크를 그리며 지나가게 된다. 핀(1326)이 제2 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1326)은 슬롯(1222)의 제2 벽 또는 예를 들어 (도면에 대해) 하부 벽과 결합하여 제2 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더(1208)를 제2 방향 또는 예를 들어 (도면에 대해) 하부 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1210)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1208)는 제2 방향으로 피봇(1210)을 중심으로 선회, 회전 또는 시소 운동하게 된다. 이러한 선회, 피봇 또는 시소 운동이 반복됨에 따라[샤프트(820)가 계속 회전함에 따라], 제1 강모 홀더(814)에 의해 제공되는 요동 운동과는 다르고 그에 보완적인 플로싱(flossing) 또는 깊은 세정 운동이 제공된다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 개선된 칫솔(810)의 제5 실시예에 있어서, 제2 강모 홀더(1408)는 제2 강모 홀더(1410)의 근접 단부(1412)에 인접 위치된 제2 강모 홀더(1408)의 횡축에 피봇(1410)이 설치된 상태로 칫솔 헤드(816)에 이동 가능하게 장착된다. 제2 강모 홀더(1408)는 제1 강모 홀더(814)에 의해 진동, 선회 또는 시소 운동 방식으로 구동된다. 제2 강모 홀더(1408)는 제1 강모 홀더(814)로부터 종방향으로 이격된다. 제2 강모 홀더(1408)의 제1 측면(1418)은 제1 강모 홀더(814)를 향한다. 제1 측면(1418)는 슬롯(1422)을 포함한다. 이 슬롯은 제2 강모 홀더(1408)의 종축(1424)에 횡방향으로 배치되고 제2 강모 홀더(1408)의 기부(1426)에 의해 한정된 평면에 소정의 각도로 배향된다. 핀(1526)은 제1 강모 홀더(814)를 제2 강모 홀더(1408)와 서로 연결시킨다. 바람직하게는, 핀(1526)은 제1 강모 홀더(814) 내에 일체로 성형된다. 핀(1526)은 제1 홀더(814)에 또는 그 내부에 견고하게 장착된다. 즉, 핀(1526)은 제1 강모 홀더에 대해 현저하게 운동하지 않는다. 따라서, 핀(1526)은 추가의 가동 부품을 구성하지 않는다. 핀(1326)은 제2 강모 홀더(1208) 내의 경사진 슬롯(1422) 내에 수용된다. 슬롯(1422)은 핀(1526)이 슬롯에 대해 활주 및 선회하고 슬롯의 벽 부분들과 결합할 수 있도록 그 크기가 정해진다. 개선된 칫솔(810)의 모터(819)가 샤프트(820)를 회전시킴에 따라, 샤프트(820)의 (도시되지 않았으나 도 3의 20과 유사한) 최말단 캠은 제1 강모 홀더를 도1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 회전 또는 피봇 진동 운동으로 구동한다. 제1 강모 홀더(814)가 진동함에 따라, 그와 결합된 핀(1526)은 아크를 그리며 지나간다. 핀(1526)이 제1 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1526)은 슬롯(1222)의 제1 벽 또는 예를 들어 상부 벽과 결합하여 제1 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더를 제1 방향 또는 예를 들어 (도면에 대해) 상부 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1410)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1110)는 제1 방향 또는 예를 들어 상부 방향으로 피봇(1410)을 중심으로 선회 또는 궤도 운동을 하게 된다. 샤프트(820)가 계속 회전함에 따라, 제1 강모 홀더는 제2 방향으로 운동하게 된다. 따라서, 핀(1526)은 제2 방향으로 아크를 그리며 지나가게 된다. 핀(1526)이 제2 방향으로 아크를 그리며 지나감에 따라, 핀(1326)은 슬롯(1422)의 제2 벽 또는 예를 들어 (도면에 대해) 하부 벽과 결합하여 제2 벽과 그에 따른 제2 강모 홀더(1408)를 제2 방향 또는 예를 들어 하부 방향으로 운동하게 한다. 제2 강모 홀더의 운동이 피봇(1410)에 의해 구속되기 때문에, 제2 강모 홀더(1408)는 제2 방향으로 피봇(1410)을 중심으로 선회 또는 궤도 운동하게 된다. 이러한 선회 또는 궤도 운동이 반복됨에 따라[샤프트(820)가 계속 회전함에 따라], 제1 강모 홀더(814)에 의해 제공되는 요동 운동과는 다르고 그에 보완적인 플로싱 또는 깊은 세정 운동이 제공된다.
본 발명의 실시예는 단순화하기 위해 강모 홀더의 표면 및 종축(818)에 사실상 수직한 방향으로 연장하는 강모로써 설명되었지만, 강모가 제1 및/또는 제2 강모 홀더의 운동을 보완 또는 더 향상시키기 위하여 달리 배열될 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 도 16을 참조하면, 일부 또는 모든 강모는 강모 홀더의 표면(1606)에 대해 예각(1608)을 형성하고 강모(1610, 1614)에 관하여 예로서 도시된 바와 같이 각각 핸들을 향하는 방향 또는 그로부터 멀어지는 방향을 향하는 방향으로 연장할 수 있다. 도 17을 참조하면, 다른 실시예에서, 몇몇 강모는 다른 방향으로 헤드로부터 멀리 외향 연장하고 강모(1710, 1714)에 대해 예로서 도시된 바와 같이 강모 홀더의 표면에 대해 다시 예각(1708)을 형성한다. 본 명세서에서 참고되어 그 내용이 포함된 미국 의장특허 제330,286호 및 제434,563호에 개시된 바와 같은 마사지용 강모 또는 가변 높이를 갖는 강모가 또한 사용될 수 있다. 사용하기 적합한 다른 바람직한 강모 배열은 본 명세서에서 참고되어 그 내용이 포함된 미국 특허 제6,006,394호, 제4,081,876호, 제5,046,213호, 제5,335,389호, 제5,392,483호, 제5,446,940호, 제4,894,880호 및 국제 특허공개 WO 99/23910에 전체적으로 또는 부분적으로 설명된 배열을 포함한다.
전술한 실시예들은 특정 운동을 기술하고자 하는 특정 단어 및 구를 사용하여 설명되었다. 운동은 일정하거나 진동하는 것일 수 있다. 일정한 운동의 일 예는 (예를 들어, 시계 방향으로 단지 회전하거나 원추형 외피에서 시계 방향으로 스위블하는 강모 홀더와 같이) 요소가 한 방향으로 각운동하는 단순한 회전이거나 단일 방향으로 병진 운동하는 것이다. 진동은 반복되는 사이클을 갖는 임의의 주기 운동이다. 진동 운동은 하나 이상의 주파수 및 진폭을 가질 수 있다. 사실상 선형인 진동 운동은 본원에서 왕복 운동이라 한다. 왕복 운동은 사실상 수평 방향, 사실상 수직 방향(즉, 승강 또는 펄스 운동) 및 이들의 조합과 같은 다수의 방향으로 일어날 수 있다. 사실상 회전하는 진동 운동은 본원에서 요동 또는 피봇 운동이라 한다.
대부분의 운동이 사실상 복합적이기 때문에(즉, 다른 유형의 운동 요소를 포함하기 때문에), 전술된 용어의 사용은 (예컨대, 단지 왕복 운동하는 등) 달리 명시되지 않으면 그 용어에 의해 기술된 기본적인 또는 주요 운동에 더하여 다른 운동을 포함할 수 있다.
따라서, 예를 들어, 본원에서 왕복 운동으로 기술되는 운동은 비록 주요 운동이 사실상 왕복 운동이더라도 다른 진동 운동 또는 일정한 운동을 또한 포함할 수도 있다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 본 명세서를 읽고 이해할 때 변경 및 수정이 다른 이들에게 발생할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제1 강모 홀더가 칫솔의 최말단부에 인접하고 제2 강모 홀더는 보다 근접 단부에 위치된 것으로 기술되고 도시되어 왔으나, 이들 2개의 홀더는 위치가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 제1 또는 구동 강모 홀더는 근접 단부에 위치되고 제2 또는 종속 강모 홀더는 칫솔의 단부 또는 말단부에 위치될 수 있다. 핀이 제1 강모 홀더의 성형된 일체 부품으로 설명되었지만 이 핀은 개별적으로 제조되어 이후 고정적으로 부착되거나 삽입되거나 또는 동시 성형된 구성 요소를 포함할 수도 있다. 이러한 모든 변경 및 수정은 이들이 첨부된 청구의 범위 또는 그 등가물의 범주 내에 있는 한 포함하고자 하는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 칫솔의 제1 단부에 있는 핸들과,
    칫솔의 제2 단부에 있는 헤드와,
    상기 핸들에서 헤드로 연장하고 제1 종방향 중심축을 갖는 회전 가능한 샤프트와,
    상기 헤드에 제1 피봇 또는 힌지로 장착되고 샤프트의 말단부와 결합된 제1 강모 홀더와,
    그리고 헤드에 이동 가능하게 장착되고 제1 강모 홀더의 견고한 장착부에 의해 구동식으로 결합된 제2 강모 홀더를 포함하고,
    상기 샤프트의 말단부는 제1 강모 홀더를 진동 운동 방식으로 구동하기 위해 제1 강모 홀더의 슬롯 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 강모 홀더는 그 표면으로부터 연장하는 캠 종동자 부분을 포함하고, 상기 제1 강모 홀더의 견고한 장착부는 캠 종동자와 결합하도록 작동하는 캠을 포함하고, 상기 전동 칫솔은 제2 강모 홀더를 제1 강모 홀더 쪽으로 가압하도록 작동하는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  3. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 강모 홀더는 제2 강모 홀더의 중심에서 오프셋되고 제2 강모 홀더를 칫솔의 헤드부와 피봇식으로 결합하도록 작동하는 피봇과 힌지 중의 하나를 포함하고, 제2 강모 홀더는 핀을 수용하도록 작동하는 슬롯을 그 측면 상에 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  4. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 강모 홀더는 피봇을 포함하고, 이 피봇은 제2 강모 홀더에 대해 대략 중심에 위치되고 제2 강모 홀더를 칫솔의 헤드부에 피봇식으로 결합하도록 작동하고, 제2 강모 홀더는 핀을 수용하도록 작동하는 슬롯을 그 측면 상에 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  5. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 강모 홀더는 헤드부에 피봇식으로 결합되고 제2 강모 홀더의 몸체부 내에 위치된 피봇 부분을 포함하고, 상기 피봇 부분은 종축에 대해 횡방향으로 배치되고, 제2 강모 홀더는 제2 강모 홀더의 몸체부에 의해 한정된 평면에 대해 소정의 각도로 경사진 슬롯을 포함하고, 상기 슬롯은 핀을 수용하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  6. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 강모 홀더는 헤드부에 피봇식으로 결합되고 제2 강모 홀더의 몸체부 내에 위치된 피봇 부분을 포함하고, 상기 피봇 부분은 대략 중심 영역에서 종축에 대해 횡방향으로 배치되고, 상기 제2 강모 홀더는 제2 강모 홀더의 몸체부에 의해 한정된 평면에 대해 소정의 각도로 경사진 슬롯을 포함하고, 상기 슬롯은 핀을 수용하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  7. 그 말단부에 캠을 구비하는 샤프트와,
    상기 샤프트를 회전시키도록 작동하는 모터와,
    제1 운동 방식으로 구동되기 위해 캠에 작동식으로 결합된 제1 브러시부와,
    제1 브러시 부로부터 종방향으로 분리되고 제1 브러시부의 견고한 요소에 의해 제2 운동 방식으로 구동되는 제2 브러시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  8. 제1항에 있어서, 상기 브러시부는 그 표면에서 연장하는 캠 종동자 부분을 포함하고, 상기 제1 브러시부의 견고한 장착부는 캠을 포함하고, 상기 캠은 캠 종동자와 결합하도록 작동하고, 전동 칫솔은 제2 브러시부를 제1 브러시부쪽으로 가압하도록 작동하는 탄성 부재를 더 포함하고, 그리하여 모터가 샤프트를 회전시킴에 따라 제1 브러시 섹션은 캠이 캠 종동자와 주기적으로 결합하여 제2 브러시부를 제1 브러시부에서 종방향으로 멀어지게 구동하고 상기 캠이 캠 종동자에서 주기적으로 결합 해제되게 하여 탄성 부재가 제2 브러시부를 다시 제1 브러시부쪽으로 가압할 수 있게 하는 진동 운동 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  9. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 브러시부는 제2 브러시부의 중심에서 오프셋되고 제2 브러시부를 칫솔의 헤드부와 피봇식으로 결합하도록 작동하는 피봇과 힌지 중 하나를 포함하고, 상기 제2 브러시부는 핀을 수용하도록 작동하는 슬롯을 그 측면 상에 포함하고, 그리하여 모터가 샤프트를 회전시킴에 따라 제1 브러시부는 핀이 슬롯의 제1 및 제2 벽과 주기적으로 결합하게 하여 제2 브러시부를 피봇을 중심으로 진동하게 구동하는 진동 운동 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
  10. 제1항에 있어서, 상기 견고한 장착부는 핀을 포함하고, 상기 제2 브러시부는 제2 브러시부에 대해 대략 중심에 위치되고 제2 브러시부를 칫솔의 헤드부에 피봇식으로 결합하도록 작동하는 피봇을 포함하고, 상기 제2 브러시부는 핀을 수용하도록 작동하는 슬롯을 그 측면 상에 포함하고, 이럼으로써 모터가 샤프트를 회전시킴에 따라 제1 브러시부는 핀이 슬롯의 제1 및 제2 벽과 주기적으로 결합하게 하여 제2 브러시부를 피봇을 중심으로 하여 진동하게 구동하는 진동 운동 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 전동 칫솔.
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