KR20050057604A - 전동칫솔과 동력원 - Google Patents

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KR20050057604A
KR20050057604A KR1020057005368A KR20057005368A KR20050057604A KR 20050057604 A KR20050057604 A KR 20050057604A KR 1020057005368 A KR1020057005368 A KR 1020057005368A KR 20057005368 A KR20057005368 A KR 20057005368A KR 20050057604 A KR20050057604 A KR 20050057604A
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powered
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KR1020057005368A
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죤 제이. 가쯔메이어
헨리 에스. 골드파인
Original Assignee
콜게이트-파아므올리브캄파니
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Abstract

전동칫솔은 일 단부에 형성된 목부를 가진 손잡이 부분과 목부에 결합된 헤드를 구비하고 제공된다. 손잡이 부분은 기밀한 설치 배열로 그 안에 단일 건전지를 수용한다. 헤드는 기초부와, 기초부에 결합된 1개 이상의 캐리어를 구비한다. 캐리어의 적어도 하나는 각각의 방향으로 1개 이상의 결합 캐리어를 동작시키기 위해 구동부에 작동적으로 연결된다. 1개 이상의 캐리어는 칫솔모, 엘라스토머 클리닝 부재, 또는 그로부터 외부방향으로 연장된 조합체를 가진다.

Description

전동칫솔과 동력원{POWER TOOTHBRUSH AND POWER SOURCE}
본 발명은 전동칫솔에서, 사용자에게 구강 건강의 잇점을 각각 제공하는 2개구별되는 작동 섹션을 가진 헤드를 구비한 칫솔에 관한 것이다.
칫솔은 구강 위생면에서 많은 잇점을 제공하는 것이다. 예를 들면, 칫솔은 플라그와 음식 찌끼를 제거하여 충치와 치아 병의 발생을 예방하는데 도움을 준다. 칫솔은 각 치아의 표면에서 오염된 피막을 제거하여 치아를 하얗게 하는 것을 도와준다. 또한, 칫솔동작과 양립된 칫솔은 잇몸 조직을 자극하기 위한 마사지 동작을 하여 잇몸 조직의 건강을 향상시킨다.
전동칫솔은 한 동안 이용되어져 온 것이다. 전동칫솔은 이들이 수동적으로 가능한 속도보다 훨씬 더 빠른 속도로 칫솔모가 동작하도록 하여, 수동식(무동력) 칫솔을 능가하는 장점을 가진 것이다. 전동칫솔은 또한, 다른 타입의 동작과 다른 동작방향을 전달한다. 일반적으로, 사용자에 의한 칫솔의 수동식 동작과 조합된 이러한 동작은 수동식 칫솔보다 우수한 이를 닦는 동작을 제공한다. 일반적으로, 전동칫솔은 차례로 칫솔 헤드를 구동시키는 전기모터에 동력을 제공하는 일회용 건전지 또는 충전용 건전지에 의해 구동된다.
공지된 전동칫솔은 임의 방식으로 치아를 닦도록 회전, 진동 또는 요동되는 칫솔모 함유부분(bristle carrier portion)을 가진 칫솔모 헤드를 구비한다. 일반적으로 다발(tufts)을 이루고 있는 칫솔모는 일정한 형태로 일 단부가 칫솔모 함유 부분에 고착되고 타 단부가 칫솔질을 하는 동안에 치아의 면과 접촉하도록 자유롭게 있는 것이다. 다양한 다발로 이루어진 자유 단부는 칫솔모가 굽혀질 때 어느 정도 변형을 이룰 수 있는 표면 엔벨로프(surface envelope)를 제공한다. 칫솔질을 하면서 치아면과 접촉하게 되면, 칫솔모는 상기 표면 엔벨로프가 치아의 복합면에 부합하도록 변형된다. 사람의 치아는 일반적으로 윗 턱과 아래 턱 내부에서 "C"형상 곡선으로 있어서, 결과적으로 각각의 치열이 볼록한 외부 곡선과 오목한 내부 곡선을 가진다. 일반적으로 각각의 치아는 평평하거나, 오목하거나, 또는 볼록하게 있는 구역이 있는 상당히 복잡한 표면을 가진다. 칫솔모와 치아 표면과의 사이가 정확하게 부합하면 할수록, 치아를 닦는동작(클리닝;cleaning), 미백동작(화이트닝;whitening) 및/또는 자극동작(stimulating)이 더욱 효과적이게 된다.
일반적으로, 공지된 전동칫솔은 대략 원형, 디스크형 칫솔모 캐리어(carrier)에 콤팩트한 원추형 또는 원통형 모양으로 칫솔모를 배열시킨 것이다. 전동칫솔의 헤드는 전통적으로 콤팩트한 대략 타원형 모양이며, 헤드는 평평하게 다듬어진(trim) 칫솔모 형태로 생산된다. 다르게는, 다른 헤드 형태와 칫솔모 모양을 활용할 수 있다.
당 기술분야에서 알려진 전동칫솔의 일 예가, 그 전체적인 내용이 참고로서 본원에 언급되어 있는 맥도갈(McDougall)의 미국특허 5,625,916호에 기술된 것이 있다. 맥도갈에 있는 칫솔은 디스크형상 칫솔모 캐리어를 구비한 것이다. 칫솔모 캐리어와 그에 따른 칫솔모가 진동 또는 요동 방식으로 구동된다. 이러한 타입의 칫솔은 도1a 내지 도1c에서 참고로서 본원에 기술하였다. 칫솔(5)은 칫솔(5)의 기단부에서 손잡이 부분(10)과 칫솔(5)의 말단부에서 헤드(11)를 포함한다. 손잡이 부분(10)에는 전동모터(14)와 건전지(15, 16)를 함유하기 위한 격실이 있다. 헤드(11)는 대략 원형의 칫솔모 홀더(캐리어)(13)를 구비한다. 회전축(12)은 모터(14)에서 헤드(11)로 연장된다. 축 커플링(17)은 축(12)을 따라서 배치되며, 모터(14)와 헤드(11) 사이에 일 지점에서 축(12)이 분리되게 하는 구조로 이루어진다. 이러한 사실은 축이 예를 들어 세척, 수리, 또는 교체를 목적으로 칫솔(5)로부터 제거될 수 있게 한다.
헤드(11)는 칫솔모 다발(19)을 함유하는 칫솔모 홀더(13)용 회전식 피봇 축을 제공하는 포스트(18)를 구비한다. 축(12)의 말단부는, 함께 일체적으로 형성되는, 축(12)의 종축선으로부터 반경방향으로 위치가 변경되는 저널 또는 옵셋(20)을 구비한다. 칫솔모 홀더(13)는 옵셋(20)을 수용하는 슬롯(22)을 구비한다. 옵셋(20)과 슬롯(22)은 포스트(18)의 종축선과 축(12)의 축선과의 교차면을 향하는 방향으로 향해지는 구조이다. 모터(14)가 축(12)을 회전하면, 옵셋(20)의 동작이 축(12)의 축선에 대한 원형을 형성하고, 칫솔 홀더(13)가 회전각(A)을 통해 포스트(18)의 축선에 대하여 진동 또는 요동치도록 슬롯(22)과 구동적으로 결합된다. 회전각(A)은 칫솔모 홀더(13)의 직경과 상관한 축(12)의 축선으로부터 옵셋(20)의 위치를 변경하여 형성된다.
상술된 바와 같은 전동칫솔은 수동칫솔을 압도하는 잇점을 제공하지만, 상기 전동칫솔은 여러 제약을 받게된다. 전형적인 직사각형 또는 타원형 칫솔 헤드에 회전 또는 진동동작 칫솔모 홀더(캐리어)를 제공하여, 가동 칫솔모 홀더의 크기를 제약하며, 결과적으로, 치아를 닦는데 사용되는 칫솔모 구역을 제약한다. 또한, 칫솔모가 칫솔질을 하는 중에 치아와 접촉하는 위치에 있으면, 잇몸과 같은 인접한 구역과의 칫솔모 접촉을 최소로 한다. 따라서, 상기 콤팩트한 칫솔모 모양의 칫솔이 칫솔질용으로 제공되는 한에 있어서는, 미백작용과 자극작용이 최소가 된다.
브라운스타인 등(Blaustein et al.)에게 허여된 미국특허 6,000,083호에는 소형 전동 칫솔모 구역과 상관된 제약을 극복하려는 시도를 나타내었다. 브라운스타인 등의 칫솔은 수동칫솔과 유사한 칫솔모 구역과 모양을 가지면서, 칫솔모 구역이 전동 칫솔모 섹션으로 단순하게 대체시킨 것이다. 그 결과, 헤드는 전동 또는 가동(moving) 칫솔모 섹션과 정적(static) 칫솔모 섹션을 구비한다. 브라운스타인 등의 칫솔의 제약은, 정적 칫솔모 섹션이 수동 칫솔과 같은 정도로 치아를 닦거나, 미백 동작을 하거나, 또는 자극 동작을 하는 것이다.
브라운 게엠베하(Braun GmbH)의 국제출원 PCT/EP01/07615호는 동작가능한 2개 분리된 칫솔모 부분을 가진 전동칫솔을 개시한 것이다. 각각의 칫솔모 부분은 동작이 다른 범위 및/또는 형태를 가진다. 그런데, 브라운의 칫솔은 오직 하나의 칫솔모 파트 만이 동력을 받는 것이다. 다른 비동력(unpower) 칫솔모 파트는 제1칫솔모 파트의 맥동으로 전해진 공진효과(resonance effect)로 인하여 동작한다.
이러한 자유 공진은 많은 곤란함을 야기한다. 첫째, 칫솔모 파트 사이에 접촉이 비동력 칫솔모 파트의 공진을 완화하거나 없앨 것이기 때문에, 비동력 칫솔모 파트가 동력 칫솔모 파트로부터 분리식으로 "떠있게(floats)" 된다. 이러한 사실이 그들 사이에 분리 또는 틈을 필연적으로 따르게 한다. 이러한 틈은 헤드의 내부 작업부가, 물, 타액, 치약, 및 음식 찌끼와 같은 이물질에 노출된다. 이러한 이물질은 비동력 칫솔모 헤드의 작업에 해를 끼친다. 예를 들어, 비동력 칫솔모 파트는 탄성하중을 받아서 공진(resonance)을 도와준다. 이물질은 스프링이나 그 주위에 축적되며, 그 기능을 상해한다. 또한, 음식 찌끼는 헤드에 잔류하여, 만일 입안으로 바로 유입되면 해로워서 바람직하지 않은 미생물을 부패하게 한다.
상기 설계의 다른 제약은 비동력 칫솔모 파트의 동작이 치아와의 접촉으로 완화되거나 전동 섹션의 맥동이 공진 맥동으로부터 이동될 때에 감쇠되는 것이다. 이러한 사실은 칫솔질을 하는 동안에 치아 또는 잇몸에 의해 전동 칫솔모 파트에 대하여 전해지는 압력으로 인하여 발생할 수 있다. 또한 다른 제약은 비동력 칫솔모 파트에 전해지는 에너지가 오직 동력 파트에 입력되는 에너지의 일 부분인 것이다. 따라서, 비동력 칫솔모 파트는 동력 파트보다 치아를 닦는 효과가 떨어져서, 칫솔의 전체 효율을 제한한다.
따라서, 당 기술분야에서는, 알려진 전동칫솔보다 더 큰 구역을 점유하는 전동 또는 구동 칫솔모를 통해 향상된 양치 효과를 가진 전동칫솔의 필요성이 대두되었다. 또한, 알려진 칫솔보다 향상된 미백작용과 자극을 하는 칫솔도 필요로 한다. 또한, 알려진 전동칫솔과 대비되는 저렴한 비용의 제조가와 판매가로 이루어지는 향상된 칫솔도 필요로 한다.
도1a는 헤드를 구비한 종래 전동칫솔의 전방 단면도이다.
도1b는 도1a의 칫솔 헤드를 부분 단면한 측면도이다.
도1c는 도1a의 칫솔 헤드를 부분 단면한 정면도이다.
도2는 본 발명에 따라 구조된 서로 구별되는 제1 및 제2가동섹션을 가진 칫솔 헤드를 나타내는 본 발명의 일 예의 실시예에 따르는 전동칫솔의 전방 측부 사시도이다.
도3은 본 발명에 따라 구성된 전동칫솔의 다른 실시예에 따르는 전동칫솔 헤드의 전방 측부 사시도이다.
도4는 도3의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 전방 측부 사시도이다.
르는르는그 칫솔모 섹션이 대략 달걀형 면을 가진, 본 발명의 교시에 따르는 전동칫솔의 양호한 실시예의 사시도이다.
도5a 내지 도5c는 작동 시에 생성되는 다양한 위치에 있는 도3의 전동칫솔 헤드의 정면도이다.
도6은 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예의 전방 측부 사시도이다.
도7은 도6의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 전방 측부 사시도이다.
도8a 및 도8b는 작동 시에 생성되는 다양한 위치에 있는 도6의 전동칫솔 헤드의 정면도이다.
도9는 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예의 전방 측면 사시도이다.
도10은 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예의 전방 측면 사시도이다.
도11은 도10의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드를 분해 절결하여 나타낸 전방 측면 사시도이다.
도12는 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예의 전방 측면 사시도이다.
도13은 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예를 나타낸 전방 측면 사시도이다.
도14는 도2의 전동칫솔의 전동칫솔 헤드의 다른 실시예를 나타낸 전방 측면 사시도이다.
도15a는 본 발명에 따라 구성된 칫솔헤드에 사용되며 제1구조를 가진 엘라스토머 양치 요소의 사시도이다.
도15b는 본 발명에 따라 구성된 칫솔헤드에 사용되며 제2구조를 가진 엘라스토머 양치 요소의 사시도이다.
도15c는 본 발명에 따라 구성된 칫솔헤드에 사용되며 제3구조를 가진 엘라스토머 양치 요소의 사시도이다.
도15d는 본 발명에 따라 구성된 칫솔헤드에 사용되며 제4구조를 가진 엘라스토머 양치 요소의 사시도이다.
도15e는 본 발명에 따라 구성된 칫솔헤드에 사용되며 제5구조를 가진 엘라스토머 양치 요소의 사시도이다.
전동칫솔에는, 기단부(proximal end)에서 손잡이 부분을 가지고, 그 말단부(distal end)에서 고정 헤드 또는 제거가능한 헤드를 수용하는 연결부의 어느 하나를 구비하고 이루어진다. 부가로, 손잡이 부분과 헤드 사이에는 목부가 위치한다. 본 발명의 일 실시예에 의거, 상기 헤드는 각각이 함께 구강 건강 이득을 제공하는 2개의 차별화된 가동성 파트를 구비하고, 각각은 1개 이상의 치아와 그 둘레 구역의 면과 접촉하도록 채택되는 그로부터 연장된 다수의 칫솔모 또는 엘라스토머제 클리닝 부재를 구비한다. 전동칫솔에는 부가로, 일반적인 전동칫솔에 클리닝 효과를 보완하는 클리닝, 폴리싱, 화이트닝 작용을 공급하도록 제1가동성 파트에 동작을 부여하는 구동 메카니즘이 형성된다. 제1가동성 파트는 차례로 제2가동성 파트에 동작을 부여한다.
일 실시예에서, 제1가동성 헤드 파트는 다수의 칫솔모 다발, 엘라스토머제 클리닝 부재, 또는 그 조합물을 지지하는 제1칫솔모 캐리어이다. 제1칫솔모 캐리어는 작동적으로 헤드에 장착되고 그리고 제1칫솔모 캐리어가 칫솔헤드에 대해 평행한 방향으로 전후방향으로 진동하도록 구동 메카니즘에 결합된다. 양호하게, 진동동작 제1칫솔모 캐리어는 회전방향으로 전후방향으로 동작한다. 제2가동성 파트는 헤드에 결합된 제2캐리어의 형태로 이루어지며, 그 상부면을 따라서 배치된 직립 엘라스토머 요소를 구비한다. 엘라스토머 요소는 헤드와 결합되는 제1단부와 제1캐리어와 결합하는 제2단부를 구비하여, 제1방향으로의 제1캐리어의 이동이 제2방향으로의 엘라스토머 요소의 이동으로 평행 이동된다.
또한, 단일 건전지가 종래 2개 건전지 시스템에서보다 양호하게 이용된다. 일 건전지의 사용은 사용자가 보다 친숙하게 손잡이의 구성을 변경할 수 있게 한다. 부가로, 단일 건전지의 사용은 건전지의 교체를 용이하게 하고 파워 시스템의 수명을 연장시킨 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 잇점을 첨부 도면과 관련하여 이하에 기술되는 설명으로 상세하게 나타내면 다음과 같다.
본 발명은 다수 단계를 포함하며, 서로에 대하여 상기 단계가 1개 이상 서로 관련되고, 그리고 상기 단계를 이행하는데 채택되는 파트의 배열과 요소의 구조와 조합특징을 이용하며, 그에 대한 모든 내용을 예를 들어 이하에 설명한다
도2를 참고로 본 발명의 제1실시예에 따르는 예를 든 전동 칫솔(100)을 설명한다. 칫솔(100)은, 기단부에서 다양한 칫솔 성분을 수용하는 내부 격납실(도시 않음)이 형성된 손잡이(102)와, 칫솔(100)의 말단부에서 헤드(120)까지 이어지는 목부(110)에 의해 한정된 브러시 섹션(104)을 구비한다.
손잡이의 내부 격납실은 일반적으로 다른 성분에 더하여 동력원을 수용한다. 이러한 동력원은 일반적으로 2개의 표준크기 건전지를 포함한다. 따라서, 손잡이의 크기와 모양은 사용되는 동력에 의해 제약을 받게된다.
본 발명에 따라서, 단일 건전지가 건전지를 수용할 목적으로 설계된 손잡이(102)의 건전지 격납 하우징(102')에 기밀하게 끼워진다. 양호하게, 단일 건전지는 대략 10.5mm 내지 14.5mm사이에 범위에 직경을 갖고 형성된다. 그런데, 이러한 직경은 8.3mm와 34.2mm사이에 범위를 고려할 수도 있다. 복수 건전지 대신에 단일 건전지를 사용하여, 건전지의 격납실을 소형으로 하여 전동칫솔의 크기를 줄일 수 있다. 이러한 사실은 사용자에게 보다 더 친숙한 손잡이로 설계하고, 모든 이용할 수 있는 동력을 사용할 수 있게 하는 설계의 선택 범위를 상당히 넓히었다.
손잡이(102)는 자유 기단부(108)와 반대측 목부 단부(106)를 구비한다. 목부(106)는 일반적으로 제1단부(114)와 제2단부(116)를 구비하며, 제1단부(114)는 손잡이(102)의 목부 단부(106)에 위치하며, 제2단부(116)는 헤드(120)에 위치한다. 즉, 목부(110)는 손잡이(102)와 헤드(120)와의 사이로 연장된 칫솔(100)의 일 부분을 형성하는 부분이다. 목부(106)는 또한 칫솔(100)의 다양한 작업성분을 수용하는 내부 격실(도시 않음)을 형성한다. 헤드(120)는 양호하게 대략적으로 칫솔(100)의 종축과 정렬을 이룬다.
목부(110)와 손잡이(102)는 손잡이(102)의 목부 단부(106)에 일체적으로 목부(110)를 형성한 단일체 부재로 구성되거나 또는, 목부(110)의 목부 단부(106)에서 손잡이(102)로부터 탈착가능하게 형성된다. 이러한 탈착식 실시예에 따라, 결합 목부(110)와 헤드(120)가 손잡이(102)에서 제거되어 결합된 목부(110)와 헤드(120)(브러시 섹션(104)) 또는 손잡이(102)의 어느 하나를 세척, 수리, 및/또는 교환을 이룰 수 있게 한다. 목부(110)가 손잡이(102)에서 탈착되게 형성되면, 제1목부의 단부(114)가 일반적인 기술을 이용하여 손잡이(102)에 탈착식으로 연결되게 하는 커넥터 연동장치(설명 않음)를 구비한다. 또한, 분리 지점은 헤드(120)가 교체형 헤드 타입을 가지도록 목부(110)와 헤드(120) 사이에 있을 것임을 예견할 수 있을 것이다.
손잡이(102)와 목부(110)의 설명된 형태는 단지 일반적인 예를 설명한 것이며, 손잡이(102) 및/또는 목부(110)는 임의적인 다른 형태를 가지도록 형성될 수 있는 것임도 예견할 수 있는 것이다. 양호하게, 손잡이(102)와 목부(110)의 형태는 칫솔(100)을 사용하는 이용자에게 인체공학적인 편안함을 주는 것으로, 사용자가 용이하게 파지하고, 유지하고, 조작할 수 있는 칫솔을 제공한다. 예를 들어, 손잡이(102)는 그 반대측에 형성된 약간 홈이 패인 핑거 섹션(118)을 구비한다. 일 홈이 패인 핑거 섹션(118)은 한 손의 엄지를 수용하도록 설계되고, 다른 홈이 패인 핑거 섹션(118)은 같은 손의 1개 이상의 다른 손가락을 수용하도록 설계되어, 사용자가 칫솔(100)을 적절한 위치로 있게 협력한다. 1개 이상의 홈이 패인 핑거 섹션(118)은 리브(rib) 또는 다른 타입의 거칠은 면을 구비하여 사용자의 파지 행위가 더욱 용이하게 한다.
도3과 도4를 참고로 전동칫솔의 다른 실시예를 설명한다. 칫솔(100)의 헤드(120)는 헤드(120)의 내부 격부(125)를 부분적으로 형성하는 헤드 기초부(160)를 구비한다. 헤드 기초부(160)는 칫솔(100)의 말단부도 형성하는 둥근 말단부(162)까지 이어지도록 구성된다. 양호하게, 헤드 기초부(160)는 목부(110)의 제2단부(116)에 일체적으로 부착된다.
헤드(140)는 또한 헤드(140)의 최외측 또는 말단부에 있는 것으로서 설명되는 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)도 구비한다. 제1칫솔모 캐리어(180)는 도1a 내지 도1c와 도2에서 설명되는 바와 같이 칫솔모 홀더(13 또는 121)의 것과 동일하거나 유사한 구조를 가진다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)는 양호하게 그 중심점을 중심으로 회전하는 방식으로 진동함으로 원형의 단면을 가진 디스크모양으로 이루어진다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)에는 제2가동성 칫솔모 캐리어(132)를 향하는 방향으로 방향진 돌출부(130)가 형성된다. 그리고, 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)가 디스크형태를 가지도록 제한하지 않으며, 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)가 대략 회전 방식으로 진동할 수 있는 한에서는, 타원형 또는 다양한 다른 규칙적인 또는 비규칙적인 형태와 같이 다수의 다른 형태를 가질 수 있는 것임을 예견할 수 있을 것이다. 원형 형태는 적어도 진동운동을 수용하도록 최소량의 틈새를 필요로 하기 때문에 양호한 것이된다.
복수의 양치(養齒) 요소(152)가 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 면으로 형성된 평면에 대해 대체로 수직적인 방향으로 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)에 결합되어 외부방향으로 연장한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "양치 요소(tooth care elements)"용어는 치아 면과 그 둘레 구역과의 밀접한 접촉을 하여 구강의 건강 이득(예를 들면, 치아 클리닝, 치아 폴리싱, 치아 화이트닝, 등)을 제공하는데 사용하기에 적합하거나 일반적으로 사용되는 임의 타입의 구조를 포함하는 것이다. 상기 양치 요소는, 그 내용으로 한정되지 않는 기술로서, 다수의 다른 모양과 크기 또는 그 양쪽을 조합하여 형성되는 다양한 엘라스토머제 부재(도15a 내지 도15e)와, 다수의 다른 모양과 크기를 가지도록 형성된 칫솔모 다발을 포함한다. 제1칫솔모 캐리어(180)에 배치된 칫솔모 다발은 오직 일 예의 구조인 것이며, 다른 칫솔모 구조(예를 들면, 스테이플, IMT 등)가 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 칫솔모 다발은 동종 또는 이종 칫솔모 물질(예를 들면, 나일론 칫솔모, 스피럴(spiral) 칫솔모, 고무 칫솔모)로 형성된다. 또한, 양치 요소가 이들이 제1칫솔모 캐리어(180)의 면과 수직되게 배치되는 반면에, 양치 요소의 일부 또는 전부가 소망하는 바에 따라서 제1칫솔모 캐리어(180)에 대해 다양한 각도로 각이 진다. 상기 제1칫솔모 캐리어(180)가 칫솔모 다발을 구비하게 되면, 칫솔모 구조, 칫솔모 길이, 칫솔모 물질 및 칫솔모 방향의 조합물은, 특정 성향의 결과, 예를 들어 치아 클리닝, 치아 폴리싱, 및/또는 치아 화이트닝의 향상과 같은 구강 건강 잇점을 발휘하도록 가동 다발 헤드로부터 상당한 운동을 창출하는 것과 같은 특정 성향의 결과를 성취할 수 있는 것으로 선택할 수 있다.
제1칫솔모 캐리어(180)가 가동성 칫솔모 캐리어(180)로 한정되어져 있지만, 이러한 사실이 그 부품으로서 상기 가동성 캐리어(180)가 칫솔모의 다발 만을 가지는 것으로 제약되는 것은 아니다. 대신에, 제1가동성 캐리어(180)는 다른 타입의 양치 요소(152)의 임의 수의 조합물 또는 임의 수의 적절한 양치 요소용 캐리어로서 폭 넓게 고려된다. 예를 들면, 제1가동성 캐리어(180)는 다수의 엘라스토머 부재를 구비하여, 소망하는 구강 건강의 잇점을 제공한다. 엘라스토머 부재는 캐리어(180)의 상부 면에 엘라스토머 부재를 일체적으로 형성하는 종래 기술을 사용하여 제1가동성 캐리어(180)에 부착된다. 따라서, 제1가동성 캐리어(180)의 파트로서 제공된 양치 요소(152)가 완전한 일 타입(예를 들면, 칫솔모 다발 또는 엘라스토머 부재)으로 형성되거나 혼합된 배열에 따라 형성될 수 있다.
도15a 내지 도15e는 양치 요소(152)로서 역활을 하는 다양한 예의 엘라스토머 부재를 설명하는 도면이다. 도15a는 얇은 스파이크 형태의 엘라스토머 양치 요소를 나타내며; 도15b는 배럴 스파이크(barrel spike) 형태의 엘라스토머 양치 요소를 나타내며; 도15c는 스퀴즈 포인트(squeegee point)형태의 엘라스토머 양치 요소를 나타내며; 도15d는 앵글 포인트(angled point) 형태의 엘라스토머 양치 요소를 나타내며; 그리고 도15e는 엘라스토머 벽의 섹션 형태의 엘라스토머 양치 요소를 나타낸다. 도15e의 엘라스토머 벽은, 선형, 평면 형태; 지그제그 형태; 구불구불한 형태를 취한다. 상술된 모든 엘라스토머 양치 요소는 완만하거나 거칠은 면 조직(surface textures)을 가진다. 또한, 엘라스토머 양치 요소의 벽 섹션은 수직적인 직선이거나, 일 단부 쪽으로 내부방향으로 경사지거나, 또는 일 단부 쪽으로 팽창된 것이다. 엘라스토머 양치 벽의 상부는 평탄한 면을 가지거나 또는 돌출부(예를 들면, 혹모양) 또는 그 유사 형태를 가진다.
설명 만을 목적으로, 제1가동성 캐리어(180)가 선 결정된 수의 칫솔모 다발을 함유한 것으로 기술되었지만, 그에 동반하는 특징들이 제1가동성 캐리어(180)가 전체적으로 또는 부분적으로 엘라스토머 부재로 형성되는 상태에 동일하게 적용된다. 제1가동성 캐리어(182)의 칫솔모 다발은 균일한 높이 또는 비-균일한 높이로 형성된다. 예를 들면, 제1가동성 캐리어(180)는 칫솔모 다발이 제2다른 높이를 가지는 것과 마찬가지로 제1높이를 가지는 칫솔모 다발을 가진다.
제1가동성 칫솔모 캐리어(180)는 그 중심점을 중심으로 피봇 회전하도록 구성되어서, 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)로부터 외부방향으로 연장되는 칫솔모 다발 및/또는 엘라스토머 부재의 운동이 실시된다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 동작은 양호하게 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)가 그 중심점에서 포스트를 중심으로 피봇하여 되는 진동형태의 운동이다.(도1 참고) 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)에는 슬롯 또는 트인구멍(설명 않음)이 형성된다. 이러한 슬롯은 양호하게 도1a 내지 도1c에서 설명된 슬롯(22)과 동일하거나 대체로 유사한 것이다. 양호하게, 슬롯(22)은 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 둘레 엣지에 형성되며, 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 대략적인 높이를 따라서 연장된다. 예를 들면, 슬롯(22)은 양치 요소가 위치한 제1칫솔모 캐리어(180)의 상부 면으로 연장하지 않는다. 대신에, 슬롯(22)은 폐쇄된 상부 단부로 이루어져서, 조작자가 칫솔 조작을 하면 유입 슬롯으로부터 타액, 치약, 이물질 등과 같은 외부 물질의 침입을 방지한다. 헤드(140)의 내부 격실(125) 내에 위치되는 슬롯(22)의 반대측 단부는 개방된다.
칫솔(100)은 칫솔(100)의 임의 부분의 동작을 이루게 하는, 보다 특정적으로는 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 운동을 일으키는 구동 메카니즘을 구비한다. 일 예의 구동 메카니즘은 참고 문헌으로서 본원에 기재되어진 맥도겔의 미국특허 5,625,916호에 기술된 것이며, 목부(110)(예를 들면, 그 내부 격실)를 적어도 통해서 연장하는 회전동작 구동축(240)을 구비한다. 구동축(240)은 도1a 내지 도1c에서 설명된 바와 같은 축(12)과 동일하거나 유사한 성질을 가진 구조로 이루어진다.
구동축(240)은, 제1가동 칫솔모 캐리어(180)에 동작을 전하기 위한, 모터 또는 임의적인 다른 타입의 구동 장치와 같은 구동 부재(설명 않음)에 작동적으로 연결된 일 단부(설명 않음)를 구비한다. 구동축(240)에는, 상기 단부가 구동축(240)의 종축선과 축선적으로 정렬 배치되도록 굽어지는 반대편 말단부(설명 않음)가 형성된다. 이러한 말단부는 도1a 내지 도1c의 단부(20)와 유사하게 형성되거나 또는 그것이 의도된 기능을 이행하는 한에서는 다르게 형성된다. 다시 말해서, 상기 단부는 구동축(240)의 옵셋 크랭크 단부이고 그리고, 축(240)의 360도 회전동작이 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 진동식 전후방향 회전동작으로 전달되도록 슬롯(22)에 수용되는 구조로 된다.
전동칫솔(100)용 구동 메카니즘은, 의도된 기능을 실시할 수 있는 임의 타입의 구동, 예를 들면, 회전동작 구동, 진동 구동, 편심 구동, 비평형-발생 구동, 1개 이상의 기어동작 메카니즘을 가진 구동 및/또는 그와 같은 메카니즘 이다. 구동 메카니즘은 전기모터 또는 다른 타입의 모터로 실현되고, 구동 메카니즘에 의해 발생된 운동은 헤드(140 또는 120)의 1개 이상의 섹션 또는 칫솔모 다발과 같은 브러시 섹션에 엘라스토머 부재를 제공하는 다른 요소에 전해진다. 상기 운동은 구동축(240)과 같은 구동 엑슬(axle)을 직접 통해 전달되거나, 또는 구동 엑슬에 부착된 구동 포스트를 통해 전달된다. 도1a 내지 도1c를 통해 설명된 예를 든 구동 메카니즘과 같거나 유사한 진동 구동 메카니즘을 칫솔(100)이 구비하면, 손잡이(102)의 내부 격실이 구동축(200)에 작동적으로 연결된 모터와 1개 이상의 건전지와 같은 모터 구동원을 적재한다.
구동 메카니즘이 작동되어 구동축(200)이 회전되면, 크랭크 단부의 운동은 대략 10도 내지 120도 사이에 각도로 가동성 칫솔모 캐리어(180)의 진동식 전후방향 운동을 전달하고, 양호한 실시예에서, 상기 운동은 대략 10도 내지 30도 사이에 각으로 전달되고, 그리고 가장 양호한 실시예에서는 약 10도 내지 약 15도 사이에 각도로 전달된다.
칫솔(100)은 헤드(120)에 작동적으로 장착된 제2가동성 칫솔모 캐리어(132)를 부가로 구비한다. 상기 제2가동성 칫솔모 캐리어(132)는, 제1단부(136), 제2단부(138), 제1단부 중간지점(141), 제2단부 중간지점(142), 중간지점(144), 및 저부(146)를 가진 플랫폼(134)을 구비한다. 상기 플랫폼(134)은 제1단부(136)에 양호하게 형성된 홈(148)을 형성하고 그리고, 제1가동형 칫솔모 캐리어(128)의 돌출부(130)는 홈(148) 안으로 수용된다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(128)의 운동은 플랫폼(134)에 운동을 직접 전달한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 변경 시에, 제1가동형 칫솔모 캐리어(128)와 제2가동형 칫솔모 캐리어(132) 모두의 동작 타입과 범위를 변경하는 본 발명의 다수 부분이 있다. 제1가동형 칫솔모 캐리어(128)의 운동은 상술한 바와 같이 요약되며, 제1가동성 칫솔모 캐리어(128)로 상기 구동동작을 전달하거나 구동을 변경하여 변하게 된다.
그리고, 제2가변성 칫솔모 캐리어(132)의 변화는 양호하게 그 동작을 변경할 수 있다. 다양한 실시예는 제1가동성 칫솔모 캐리어(128)의 돌출부(130)가 홈(148)에 엄격하게 수용되거나 또는 돌출부(130)가 홈(148)에 마찰적으로 수용되도록 설계된다.
양호한 실시예에서, 양치 요소(152)는 엘라스토머 벽에 형성된 엘라스토머 양치 요소이고, 이것은 선형, 평면, 지그제그형 또는 구불구불한 형태로 이루어진다. 양치 요소(152)는 제2단부(138)에서 플랫폼(134)의 제1단부(136)로 이동한다.
도5a 내지 도5c는 제2가동성 칫솔모 캐리어(132)가 플랫폼(134)과 헤드 기초부(160)에 부착되는 다른 예의 실시예를 설명하는 도면이다. 도면 도5a와 도5c는 시계방향 동작(B)과 역시계방향 동작(C)으로 각각 진동하는 제1가동성 칫솔모 캐리어(128)의 제1단부(136)를 설명하는 도면이다. 시계방향 동작(B)과 역시계방향 동작(C)은 돌출부(130)가 홈(148)과 강제적으로 결합하게 하여, 플랫폼(134)이 제1단부(136)에 대해 평행하고 수직한 양방향으로 동작하게 한다. 또한, 시계방향 동작(B)과 역시계방향 동작(C)도 양치 요소(152)가 강제로 신장 또는 압축되게 한다. 도5b는 대기위치에 있는 제1가동형 칫솔모 캐리어(128)과 플랫폼(134)을 설명하는 도면이다.
다음, 도6 내지 도9를 참고로 다른 예의 헤드 실시예를 설명한다. 손잡이(102), 목부(110), 구동부, 및 헤드 기초부(160)는 상술한 바와 동일한 것이다. 그리고, 제1가동형 칫솔모 캐리어(180)는 제2가동형 칫솔모 캐리어(132)를 향하는 방향으로 향해진 1개 이상의 홈(222)을 형성한다. 제2가동형 칫솔모 캐리어(132)는 제1단부(202), 제2단부(204), 제1단부 중간지점(206), 제2단부 중간지점(208), 중간지점(210), 및 저부(212)를 가진 캐리어 기초부(200)를 구비한다. 또한, 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)에는 캐리어 단부(218)와 원거리 단부(220)가 형성된다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는, 홈(222)과 결합하는 돌출부(224)에 의해 캐리어 단부(218)에서 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)에 부착되고, 그리고 원거리 단부(220)에서 캐리어 기초부(200)에 부착된다. 나타낸 실시예에서, 원거리 단부(220)는 기초부(204)에 있는 홀을 통해 지나가서, 기초부(160)와 직접 결합한다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 동작은 홈(222)과 돌출부(224)의 상호작용에 의해 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)에 동작을 직접 전달한다.
연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 연속적으로 함께 연결되는 다수의 엘라스토머 접촉 요소를 포함한다. 양호한 실시예에서, 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 벽으로 형성된다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)를 포함하는 엘라스토머 접촉요소를 고려하지 않으면, 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)가 임의적인 고정 통로를 횡단한다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 캐리어 단부(218)와 고정 단부(220)와의 사이에서 직선 통로, 지그제그한 통로, 또는 구불구불한 통로를 횡단한다.
도8a와 도8b는 제2양호한 실시예의 동작을 설명하는 도면이다. 도8a는 대기위치에 있는 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)를 설명하는 도면이다. 도8b는 역시계방향 동작(D)으로 진동하는 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)를 설명하는 도면이다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)의 역시계방향 동작(D)은 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)가 신장하도록 하여, 캐리어 단부(218)의 동작과 평행한 방향으로 전환한다. 따라서, 상기 동작이 역시계방향으로 나타내어져 있지만, 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)가 시계방향으로 진동을 하여, 캐리어 단부(218)의 이동방향과 평행한 방향으로 전환됨은 물론 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)를 가압하는 것으로 이해할 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)가 돌출부(224)를 홈(222)안으로 유입하는 방식으로 제1가동성 칫솔모 캐리이(180)에 부착되는 것에 유념한다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 당 기술분야에서 공지된 수많은 방식으로 제1가동성 칫솔모 캐리어(18)에 연결되는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도9를 참고로 설명하면, 제2가동성 칫솔모 캐리어(132)가 부가로 캐리어 기초부(200)에 부착된 복수의 양치 요소(152)를 구비한다.
도10 내지 도14를 참고로 설명하면, 상기 도면은 본 발명에 따르는 다른 예의 실시예를 설명하는 도면이다. 이러한 실시예는 추가 특징을 가진 것을 제외하고는 이전 실시예와 유사한 것이다. 전동칫솔은 제3치아 접촉요소 캐리어(222)가 동작을 할 수 있도록 구동 메카니즘에 구동적으로 결합되는 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)를 구비한다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소의 원거리 단부(216)에서 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)에 부착된다. 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)는 양호하게, 회전방식으로 진동하는 성질이 있음으로 원형단면의 디스크 모양으로 형성된다. 그리고, 상기 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)는 디스크 형태를 가지는 것에 한정되는 것은 아니고, 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)가 회전방식, 진동, 병진 또는 그 조합된 방식으로 진동을 하는 한에서는 타원형 또는 다양한 다른 규칙적인 형태 또는 불규칙적인 형태와 같이 다수의 다른 형태를 가질 수 있는 것임을 예견할 수 있는 것이다. 원형 형태가 양호하게 진동운동을 수용하는데 최소량의 틈새를 필요로 하기 때문에 양호하다. 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)의 회전동작은 약 360도의 각(화살표 E)을 통한 회전을 포함한다. 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)의 진동운동은 헤드(120)의 축선에 대해 수직하는 진동을 포함한다. 병진운동은 캐리어 기초부(200)의 제2단부(204) 근처로 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)근처로부터 이루어지는 병진운동 이다. 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)의 측면운동은 캐리어 기초부(200)의 제2단부(204)에 대해 평행한 운동이다.
다른 실시예와 같이, 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 이 실시예에서의 임의 고정된 통로를 횡단한다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 캐리어 단부(218)와 고정 단부(220) 사이에 직선 통로, 지그제그 통로 또는 구불구불한 통로를 횡단한다.
도11은 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)를 구동하는 샘플 기어동작 시스템을 설명하는 도면이다. 메인 기어(232)는 구동축(240)에 고정되어 마이너 기어(234)와 맞물리어 결합된다. 마이너 기어(234)는 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)에 작동적으로 연결되어 구동축(240)으로부터의 구동운동을 전달받는다. 그리고, 상기 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)는 상술된 기어동작 시스템에 한정되지 않으며, 제3가동성 칫솔모 캐리어(230)가 구동되는 한에서는 다수의 방식으로 구동축(240)으로부터 구동되는 것으로 할 수 있다.
도12 내지 도14는 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)의 추가 예의 실시예를 설명한다. 연속성 엘라스토머 폴리싱 요소(216)는 혹(hump), 대형 세트의 돌출부 또는 소형 세트의 돌출부를 구비한다.
상술된 임의 실시예에 의거하여 제조된 전동칫솔은 현재 활용할 수 있는 종래 전동칫솔을 능가하는 다수의 잇점을 제안한 것이다. 제1가동성 칫솔모 캐리어(180)는 전후방향으로 진동하거나 또는 다른 방향으로 동작한다. 조작자가 자신의 치아를 닦으면서, 진동동작 양치 요소(예를 들면, 칫솔모 다발 및/또는 엘라스토머 부재)는 치아와 그 둘레 표면과 접하여, 향상된 양치질, 치아 폴리싱 및/또는 화이트닝 동작을 발휘한다. 엘라스토머 제2칫솔모 캐리어(132)는 다수의 추가적 양치 요소가 다수의 다른 모양으로 배치되게 허용한다. 제2칫솔모 캐리어의 증가된 가동 양치 요소는 잇몸 조직과 접하여 향상된 마사지동작을 제공한다.
본원에 개시된 다양한 실시예에 따르는 칫솔은 칫솔로서 구강 보호제품에 사용하기에 적절한 다수의 물질로 만들어진다. 예를 들면, 칫솔에 함유된 많은 성분은 양호하게 플라스틱재로 형성된다. 따라서, 전동칫솔의 손잡이와 헤드는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌과 같은 폴리오레핀, 나일론과 같은 폴리아미드, 그리고 폴리에틸레 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르로 성형된다. 다른 적합한 물질에는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 스티렌 아크로오니트레이(acroylonitrate) 및 셀룰로즈 에스테르, 예를 들면 셀룰로즈 프로피오네이트(propionate)를 구비한다.
양치 요소가 칫솔모 다발의 형태이면, 상기 칫솔모는 치과 위생에 적합한 가요성 물질로 제조된다. 일반적으로, 칫솔모용으로 적절한 물질은 나일론과 같은 폴리아미드, 또는 폴리부티렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르이다. 양치 요소가 엘라스토머 부재의 형태로 되면, 블록 공중합체와 같은 임의 수의 적절한 엘라스토머 물질로 만들어진다. 양호한 블록 공중합체는 스티렌(예를 들면, 스티렌 에티렌 부타디엔 스티렌, 또는 스티렌 부타디엔 스티렌), 폴리오레핀(예를 들면, 폴리프로필렌/에틸렌 프로필렌 다이아민 개조 스티렌(예를 들면, 합성고무)), 폴리아미드(예를 들면, 폴리아미드(2 또는 폴리아미드6), 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에스테르 에스테르 또는 폴리에테르 에스테르), 폴리우레탄(예를 들면, 폴리에스터우레탄, 폴리에테르우레탄 또는 폴리에스테르에테르우레탄)를 포함한다.
상술된 실시예를 통해 제조된 것으로 본 발명을 실시하는 장치는, 본 발명의 청구범위 내에서 한정 기술된 특징의 범위를 이탈하지 않는 범위내에서 당분야의 기술인은 이를 변경 및 개조할 수 있는 것이다. 예를 들면, 동일한 방식으로, 상술된 대체로 동일한 기능을 수행하는 요소 및/또는 공정을 조합하여 본 발명의 범위 내에 있는 것을 구현해 낼 수 있다. 일 실시예에 기술된 요소를 타 실시예에 대체하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 상술된 기술은 본원 발명을 설명할 목적으로 기술된 것이기에, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 제약을 받는 것이다.

Claims (6)

  1. 전동칫솔은, 그 일 단부에서 목부가 형성되고, 기밀하게 끼워진 구조에 단일 건전지 만이 그 안에 형성된 내부 격실에 수용된 손잡이 부분과;
    목부에 결합된 헤드를 포함하며;
    상기 헤드는 부가로, 기초부와;
    상기 기초부에 결합된 1개 이상의 캐리어를 구비하며;
    적어도 1개의 캐리어는 각각의 방향으로 1개 이상의 결합 캐리어를 운동시키는 구동 부재에 작동적으로 연결되고, 상기 1개 이상의 캐리어는 복수 칫솔모의 적어도 하나와 그로부터 외부방향으로 연장하는 엘라스토머 클리닝 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 건전지의 직경은 대략 8.3mm 내지 34.2mm를 갖는 사이에 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
  3. 제2항에 있어서, 상기 건전지의 직경은 대략 10.5mm 내지 14.5mm사이에 있는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
  4. 제1항에 있어서, 상기 손잡이는 비례적으로, 2개 종래 건전지와 대비하여 상기 건전지의 감소된 길이를 수용하는 감소된 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단일 건전지는 종래의 유사한 비율의 건전지의 쌍보다전체적으로 더 큰 에너지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
  6. 제1항에 있어서, 상기 건전지에서 나오는 동력은, 상기 1개 이상의 캐리어의 적어도 하나를 전환하는 구동 부재를 구동하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전동칫솔.
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