KR20110126002A - 자외선 발광 다이오드를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기 - Google Patents

자외선 발광 다이오드를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기 Download PDF

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KR20110126002A
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황성민
백광현
서용곤
박재현
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Abstract

본 발명은 자외선 발광 다이오드(UVLED, Ultra Violet Light Emitting Diode)를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기에 관한 것으로, 별도의 살균기를 이용하지 않고 전기면도기 자체에서 면도날을 포함한 헤드부를 자외선으로 살균하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 본체부는 설치면 아래에 내설되는 전동 모터, 전동모터에 연결되어 설치면으로 노출되며 전동모터에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축을 구비한다. 헤드부는 적어도 하나의 전동축에 결합된 면도날과, 면도날을 덮는 보호망을 구비한다. 그리고 헤드 캡은 본체부의 상부에 결합되어 헤드부를 덮어 보호하며, 내측에 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 제1 살균 모듈을 구비한다. 이때 헤드부 아래의 본체부의 제2 살균 모듈을 더 설치할 수 있다.

Description

자외선 발광 다이오드를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기{Electric razor having a function of sterilization with Ultra Violet Light Emitting Diode(UVLED)}
본 발명은 살균 기능을 가지는 전기면도기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면도날이 설치된 영역을 헤드 캡에 구비된 자외선 발광 다이오드(UVLED, Ultra Violet Light Emitting Diode)를 이용하여 살균하는 기능을 가지는 전기면도기에 관한 것이다.
최근에 신속하면서 간편한 체모 제거를 위하여 휴대가 가능하며, 충전식의 전기면도기가 많이 이용되고 있다. 이러한 전기면도기는 자체 내장된 충전지에 전력을 충전시켜 사용할 수 있다. 이러한 전기면도기는 헤드부의 보호망에 천공된 모공을 통하여 삽입된 체모를 진동하는 면도날로 절단하는 기기이기 때문에 공기 중의 세균이 보호망을 통하여 면도기 내부로 침입하여 잔존하는 체모찌꺼기를 통하여 서식할 수 있다.
이러한 세균이 서식하는 전기면도기를 사람이 사용하게 되는 경우, 세균에 의한 감염으로 인하여 피부염증이 발생하는 빈도가 높아지고 있다. 따라서 이러한 인체에 대한 비위생적인 영향을 최소하기 위하여 전기면도기의 헤드부를 자주 교체하여 주거나, 헤드부를 자주 세척하는 방법이 이용되고 있다.
하지만 전술된 바와 같이 전기면도기의 헤드부를 자주 교체하는 방법은 유지비용적인 측면에서 소비자의 만족감을 채워줄 수 없는 문제점이 있다. 또한 면도기 헤드부를 자주 세척하는 방법은 잔존하는 수분과 체모찌꺼지로 인하여 세균의 번식에 적합한 환경을 조성함으로써 오히려 세균의 활동을 왕성하게 할 수 있는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 전기면도기와 별도로 제공되는 전기면도기용 충전기에 살균 기능이 추가되고 있다. 즉 전기면도기를 충전기에 거치하여 충전하는 동안, 충전기는 내부에 설치된 살균등에서 방출되는 자외선을 이용하여 전기면도기의 헤드부를 살균한다. 또는 전기면도기용 살균기가 별도로 제공되고 있으며, 살균기는 충전 기능을 가질 수 있다.
하지만 별도의 충전기 또는 살균기를 이용한 전기면도기 살균 방식은 전기면도기를 살균하기 위해서, 충전기 또는 살균기를 휴대해야 하는 불편함이 있다. 즉 충전기 또는 살균기를 휴대하지 않는 경우, 전기면도기를 살균하지 못하는 문제점을 안고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 별도의 살균기를 이용하지 않고 전기면도기 자체에서 면도날을 포함한 헤드부를 살균할 수 있는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 헤드부의 내측과 외측에서 헤드부를 살균하여 살균 효율을 향상시킬 수 있는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체부, 헤드부 및 헤드 캡을 포함하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 제공한다. 상기 본체부는 설치면 아래에 내설되는 전동 모터, 상기 전동모터에 연결되어 상기 설치면으로 노출되며 상기 전동모터에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축을 갖는다. 상기 헤드부는 상기 적어도 하나의 전동축에 결합된 면도날과, 상기 면도날을 덮는 보호망을 구비한다. 그리고 상기 헤드 캡은 상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하며, 내측에 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 제1 살균 모듈을 구비한다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 본체부는 상기 설치면 하부에 설치되며, 상기 설치면에 형성되는 복수의 설치구멍을 통하여 상기 설치면으로 노출되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 제2 살균 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 상기 제1 및 제2 살균 모듈은 각각 상기 헤드부로 일정 시간 자외선을 조사할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 헤드 캡은, 상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하는 캡 몸체, 상기 캡 몸체의 내측에 설치되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 상기 제1 살균 모듈, 상기 캡 몸체의 내측에 설치되며 상기 제1 살균 모듈로 전원을 공급하는 제1 전원 공급부, 상기 캡 몸체가 상기 헤드부에 결합되면, 일정 시간 전원이 상기 제1 살균 모듈로 공급되도록 상기 제1 살균 모듈과 상기 제1 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 본체부는 상기 본체부의 내측에 설치되어 상기 복수의 UVLED의 구동에 필요한 전원을 상기 제2 살균 모듈로 공급하는 제2 전원 공급부와, 상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 일정 시간 전원이 상기 제2 살균 모듈로 공급되도록 상기 제2 살균 모듈과 상기 제2 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제2 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 헤드 캡은, 상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하는 캡 몸체, 상기 캡 몸체의 상기 헤드부로의 결합에 따라 상기 제2 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 살균 모듈로 공급하는 접속부, 상기 캡 몸체의 내측에 설치되며, 상기 접속부를 매개로 전원을 공급받아 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 상기 제1 살균 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 본체부는 상기 헤드 캡의 접속부에 대응되는 상기 본체부의 위치에 형성되며, 상기 본체부에 결합되는 상기 헤드 캡의 접속부가 전기적으로 접속되는 연결부를 더 포함할 수 있다. 상기 헤드 캡은 상기 연결부에 상기 헤드 캡의 접속부가 전기적으로 접속되면, 상기 접속부를 통하여 상기 제1 살균 모듈로 일정 시간 전원이 공급되도록 상기 제1 살균 모듈과 상기 제2 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제1 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 헤드부를 둘러싸는 상기 설치면 또는 상기 헤드 캡의 내측면에 상기 제1 및 제2 살균 모듈에서 조사되는 자외선을 반사하는 자외선 반사 코팅층이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 제1 및 제2 살균 모듈은 각각, 기판, 상기 기판의 어느 일면에 실장되며 상기 자외선을 발산하는 상기 복수의 UVLED, 상기 자외선이 발산되는 방향으로 상기 UVLED와 이격되어 형성되는 렌즈부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 기판은 세라믹 기판, 금속 기판 및 연성 기판 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 UVLED는 SMD 타입 또는 TO-CAN 타입 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 기판에 동종 또는 이종의 파장을 발산하는 상기 복수의 UVLED가 배열될 수 있다. 이때 상기 복수의 UVLED는 각각 UV-A(320~360nm), UV-B(280~320nm) 및 UV-C(250~280nm) 중에 하나의 파장을 발산한다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 UVLED가 발산하는 점광원의 자외선을 면광원의 자외선으로 확산하는 확산판과, 상기 면광원의 자외선이 방사되는 방사각을 확장시키는 방사각 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 확산판 및 상기 방사각 렌즈가 일체로 형성될 수 있다. 상기 렌즈부는 합성 석영, 글라스 류 고분자, 테프론류, 특수아크릴 또는 특수 플라스틱 재질 중 어느 하나를 선택하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 기판에 접하여 형성되며 상기 UVLED 및 상기 기판에서 발산되는 열을 방열하는 방열판을 더 포함할 수 있다. 상기 방열판은 열 확산기(Heat spreader), 열 싱크(heat sink), 열 파이프(heat pipe) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 본체부, 헤드부 및 살균 모듈을 포함하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 제공한다. 상기 본체부는 복수의 설치 구멍이 형성된 설치면과, 상기 설치면 아래에 내설되는 전동 모터, 상기 전동모터에 연결되어 상기 설치면에 노출되어 상기 전동모터에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축을 구비한다. 상기 헤드부는 상기 적어도 하나의 전동축에 결합된 면도날과, 상기 면도날을 덮는 보호망을 구비한다. 그리고 상기 살균 모듈은 상기 설치면 하부의 상기 본체부 내부에 설치되며, 상기 복수의 설치구멍을 통하여 상기 설치면으로 노출되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비한다.
본 발명에 따른 전기면도기에 있어서, 상기 헤드부를 덮어 보호하며, 내측에 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 살균 모듈이 설치되는 헤드 캡을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 상기 본체부 및 상기 헤드 캡에 설치된 살균 모듈은 각각 상기 헤드부를 향하여 자외선을 조사한다.
본 발명은 또한, 캡 몸체, 접속부 및 살균 모듈을 포함하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기용 헤드 캡을 제공한다. 상기 캡 몸체는 본체부의 상부에 결합되어 상기 본체부의 상부에 설치된 헤드부를 덮어 보호한다. 상기 접속부는 상기 본체부에 결합되는 상기 캡 몸체 부분에 형성되며, 상기 캡 몸체의 상기 본체부로의 결합에 따라 상기 본체부로부터 전원을 공급받는다. 그리고 상기 살균 모듈은 상기 캡 몸체의 내측에 설치되며, 상기 접속부를 매개로 전원을 공급받아 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비한다.
본 발명에 따른 전기면도기용 헤드 캡은, 상기 접속부를 통하여 상기 살균 모듈로 일정 시간 전원이 공급되도록 상기 접속부와 상기 살균 모듈의 연결을 스위치하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 헤드부를 보호하는 헤드 캡에 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED을 포함하는 살균 모듈을 설치함으로써, 충전기와 같은 별도의 살균기를 이용하지 않고 전기면도기 자체에서 면도날을 포함한 헤드부를 살균할 수 있다.
본 발명에 따른 전기면도기는 헤드부를 중심으로 헤드부 아래의 본체 내부와, 헤드부 위쪽의 헤드 캡에 각각 복수의 UVLED을 포함하는 살균 모듈을 설치함으로써, 헤드부를 향하여 상하로 자외선을 조사하여 헤드부를 살균할 수 있다.
또한 헤드 캡의 내측을 포함하여 헤드부를 둘러싸는 면에 자외선 반사층을 형성함으로써, 헤드부의 살균 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 제1 살균 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 전기면도기의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 전기면도기의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 보여주는 블록도이다.
도 7은 도 6의 전기면도기의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 전기면도기의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 살균 모듈의 UVLED가 발산하는 자외선의 스펙트럼과 종래의 수은 램프가 발산하는 자외선의 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기를 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 제1 살균 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기면도기(100)는 본체부(10), 헤드부(30) 및 헤드 캡(40)을 포함하여 구성되며, 헤드 캡(40)에서 헤드부(30)로 조사되는 자외선으로 헤드부(30)를 살균한다. 본체부(10)는 설치면(13) 아래에 내설되는 전동 모터(19), 전동 모터(19)에 연결되어 설치면(13)으로 노출되며 전동 모터(19)에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축(21)을 구비한다. 헤드부(30)는 적어도 하나의 전동축(21)에 결합된 면도날(31)과, 면도날(31)을 덮는 보호망(33)을 구비한다. 그리고 헤드 캡(40)은 본체부(10)의 상부에 결합되어 헤드부(30)를 덮어 보호하며, 내측에 헤드부(30)로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED(44)를 구비하는 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있다.
이와 같이 제1 실시예에 따른 전기면도기(100)는 헤드 캡(40)의 내측에 헤드부(30)로 자외선을 조사하는 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있기 때문에, 별도의 살균기를 이용하지 않고 전기면도기(100) 자체에서 면도날(31)을 포함한 헤드부(30)를 살균할 수 있다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 전기면도기(100)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본체부(10)는 본체(11), 전동 모터(19), 전동축(21), 제2 전원 공급부(23) 및 연결부(17)를 포함하여 구성된다.
본체(11)는 전기면도기(100)의 외형을 형성하며, 내부에 설치되는 전동 모터(19), 전동축(21), 제2 전원 공급부(23) 및 연결부(17) 등을 외부 환경으로부터 보호한다. 본체(11)는 상단부에 헤드부(30)가 설치되는 설치면(13)이 마련되어 있으며, 설치면(13)으로 전동축(21)이 노출된다. 본체(11)는 자외선의 반사율을 높이기 위하여 설치면(13)에 자외선 반사 코팅층을 형성 할 수 있다. 자외선 반사 코팅층의 소재로는 반사특성이 좋은 Al, Au, Ag 등을 사용할 수 있다. 이때 본체(11)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 금속 또는 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.
전동 모터(19)는 설치면(13) 아래의 본체(11) 내부에 설치되며, 헤드부(30)의 구동에 필요한 구동력을 전동축(21)을 통하여 제공한다.
전동축(21)은 전동 모터(19)에 연결되어 설치면(13)으로 노출되며, 전동 모터(19)에서 발생되는 구동력을 헤드부(30)로 전달한다. 이때 전동축(21)은 설치면(13) 위로 돌출되게 노출될 수 있다.
제2 전원 공급부(23)는 설치면(13) 아래의 본체(11) 내부에 설치되며, 전기면도기(100)의 구동에 필요한 전원을 각 부분에 공급한다. 제2 전원 공급부(23)는 헤드부(30)의 구동에 필요한 전원을 전동 모터(19)에 공급한다. 제2 전원 공급부(23)는 헤드 캡(40)의 제1 살균 모듈(45)의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 이때 제2 전원 공급부(23)는 일회용 전지 또는 충전용 전지 중에 하나일 수 있다.
그리고 연결부(17)는 헤드 캡(40)이 접속되는 본체(11)의 부분에 형성되며, 본체(11)에 결합되는 헤드 캡(40)의 접속부(43)와 전기적으로 접속된다. 연결부(17)는 제2 전원 공급부(23)에 연결되어 있다. 따라서 헤드 캡(40)의 접속부(43)가 연결부(17)에 접속되면, 제2 전원 공급부(23)는 연결부(17) 및 접속부(43)를 통하여 헤드 캡(40)의 제2 살균 모듈(45)로 전원을 공급할 수 있다.
헤드부(30)는 면도날(31) 및 보호망(33)을 포함하여 구성되며, 설치면(13) 상에 또는 설치면(13) 위에 설치될 수 있다. 면도날(31)은 설치면(13)에 노출된 전동축(21)에 결합된다. 그리고 보호망(33)은 면도날(31)을 덮어 보호하며, 면도날(31)로 인한 피부의 손상을 억제하고 체모 제거를 용이하게 한다. 즉 보호망(33)에 천공된 모공을 통하여 삽입된 체모를 보호망(33) 내부에서 진동 또는 회전하는 면도날(31)로 절단한다.
헤드 캡(40)은 캡 몸체(41), 접속부(43), 제1 살균 모듈(45) 및 제1 스위칭부(49)를 포함하여 구성된다.
캡 몸체(41)는 본체부(10)의 상부에 결합되어 헤드부(30)를 덮어 보호한다. 캡 몸체(41)는 안쪽으로 헤드부(30)가 삽입될 수 있는 일측으로 개방된 삽입 공간이 형성되어 있다. 헤드부(30)와 마주보는 삽입 공간의 천정에 제1 살균 모듈(45)이 설치될 수 있다. 캡 몸체(11)는 자외선의 반사율을 높이기 위하여 내측면에 자외선 반사 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 자외선 반사 코팅층의 소재로는 반사특성이 좋은 Al, Au, Ag 등을 사용할 수 있다.
접속부(43)는 캡 몸체(41)의 헤드부(30)로의 결합에 따라 제2 전원 공급부(23)로부터 전원을 공급받아 제1 살균 모듈(45)로 공급한다. 접속부(43)는 본체(11)의 연결부(17)에 대응되는 위치에 형성된다. 특히 접속부(43)는 헤드 캡(40)이 본체부(10)에 결합되는 지의 여부를 감지하여 제1 스위칭부(49)에 전달한다. 이때 접속부(43)는 헤드 캡(40)이 본체부(10)의 연결부(17)에 기계적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 단자 형태로 형성될 수 있다.
제1 살균 모듈(45)은 캡 몸체(41)의 내측에 설치되어 헤드부(30)로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED(44)를 구비한다. 복수의 UVLED(44)는 헤드부(30)를 향하여 자외선을 조사할 수 있는 위치에 형성된다.
그리고 제1 스위칭부(49)는 캡 몸체(41)가 헤드부(30)에 결합되면, 일정 시간 전원이 제1 살균 모듈(45)로 공급되도록 제1 살균 모듈(45)과 제2 전원 공급부(23)의 연결을 스위칭한다. 즉 헤드 캡(40)이 본체부(10)에서 분리된 이후에 다시 본체부(30)에 결합되면, 제1 스위칭부(49)는 접속부(43)를 통하여 제2 전원 공급부(23)로부터 공급되는 전원을 일정 시간 동안 제1 살균 모듈(45)로 공급하여 헤드부(30)를 살균시킨다. 한편 제1 실시예에서는 헤드 캡(40)에 제1 스위칭부(49)가 설치된 예를 개시하였지만, 본체부(10)에 제1 스위칭부(49)를 설치할 수도 있다. 예컨대 연결부(17)와 제2 전원 공급부(23)를 연결하는 배선 상에 설치될 수 있다.
특히 제1 살균 모듈(45)은 기판(42) 및 복수의 UVLED(44)를 포함하며, 렌즈부(46), 방열판(48) 및 반사홀더(50)를 더 포함할 수 있다.
기판(42)의 일면에는 복수의 UVLED(44)가 배열되어 실장된다. 기판(42)의 타면에는 방열판(48)이 형성될 수 있다. UVLED(44)는 자외선을 발산하는 방향으로 소정 간격 이격되어 렌즈부(46)가 형성될 수 있다. 그리고 기판(42)과 렌즈부(46)의 사이의 이격된 공간을 밀봉하는 동시에 렌즈부(46)를 지지하도록 반사홀더(50)가 형성될 수 있다. 반사홀더(50)는 UVLED(44)에서 발산되는 자외선을 렌즈부(46)쪽으로 반사시킨다.
제1 살균 모듈(45)에 전원이 인가되면, 기판(42)에 실장된 복수의 UVLED(44)는 자외선을 발산하며, 발산된 자외선은 직접 렌즈부(46)에 도달하거나, 반사홀더(50)에 반사되어 렌즈부(46)에 도달한다. 이때, UVLED(44)에서 발산된 점광원의 자외선은 렌즈부(46)에서 면광원의 자외선으로 확산되고, 발산 각도가 확장되어 렌즈부(46)로부터 다시 발산된다. 이와 같이, 다시 발산된 면광원의 자외선은 헤드부(30)로 조사되어 헤드부(30)를 살균한다.
한편 제1 살균 모듈(45)의 각 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
기판(42)은 일면에 복수의 UVLED(44)가 실장된다. 기판(42)은 제2 전원 공급부(23)로부터의 전원을 공급받아 복수의 UVLED(44)에 인가함으로써, 복수의 UVLED(44)는 자외선을 발산한다.
이때 기판(42)은 그 기판(42)을 형성하는 재질에 따라, 에폭시 수지(epoxy resin) 기판, 컴퍼지트(compogite base material) 기판, 연성(flexible base material) 기판, 세라믹(ceramic base material) 기판 및 금속(metal cored base material) 기판으로 구분될 수 있다. 또한, 기판(42)은 그 특성에 따라 경성 기판(rigid PCB), 연성 기판(flexible PCB) 및 경연성 기판(rigid-flexible PCB)으로 구분할 수 있다.
제1 실시예에 따른 기판(42)은 상술한 종류 중 어느 하나를 선택하여 형성할 수 있다. 기판(42)에는 전기 신호를 전달하기 위한 통로인 인쇄 회로 패턴이 형성되며, 형성된 인쇄 회로 패턴에 따라 UVLED(44)가 기판(42)에 실장된다.
한편, 인쇄 회로 패턴은 방열판에 형성 될 수 있다. 이와 같이. 인쇄 회로 패턴이 방열판에 형성된 경우 제1 살균 모듈의 구성에서 기판은 생략될 수 있다.
방열판(48)은 UVLED(44)가 실장된 기판(42)의 일면에 반대되는 타면에 형성된다. 방열판(48)은 복수의 UVLED(44)와, 이를 실장하는 기판(42)에서 발산하는 열을 방열한다. 이때 방열판(48)은 열 확산기(Heat spreader), 열 싱크(heat sink), 열 파이프(heat pipe) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
UVLED(44)는 자외선 발광 다이오드를 반도체 칩 형태로 제작한 것이다. UVLED(44)는 패키징 구조에 따라, SMD(표면 실장 부품, surface mounted device) 타입 또는 TO-CAN 타입으로 제작될 수 있다. 이러한 UVLED(44)는 기판(42)의 인쇄 회로 패턴에 따라, 직렬 구조 및 병렬 구조, 직렬 병렬 혼합 구조 등으로 기판(42)에 본딩(bonding)이 가능하다. 기판(42)의 인쇄 회로 패턴에 따라, UVLED(44)의 위치 및 배열 구조도 상하 구조, 좌우 랜덤한 구조로 배열 가능하고 UVLED(44)의 수도 출력되는 UVLED(44)의 파워에 따라 전체 출력을 조절할 수 있도록 가감할 수 있다.
UVLED(44)는 자신이 발산하는 파장에 따라 장파장(UV-A), 중파장(UV-B) 및 단파장 자외선(UV-C)을 발산하는 칩으로 구분할 수 있다. UV-A는 320 내지 360nm의 파장을 가지며, UV-B는 280 내지 320nm의 파장을 가지고, UV-C는 250 내지 280nm의 파장을 가진다.
복수의 UVLED(44)는 기판(42)의 인쇄 회로 패턴에 따라 배열되어, UVLED 어레이(array)를 형성한다. 이러한 UVLED 어레이는 동종의 파장을 발산하는 UVLED(44)들을 일률적으로 배열하거나, 이종의 파장을 발산하는 UVLED(44)들을 섞어서 배열할 수 있다. 복수의 UVLED(44)는 기판(42)의 일면에 균일하게 배열될 수 있으며, 매트릭스, 지그재그 등 다양한 형태로 배열될 수 있다. 특히 복수의 UVLED(44)는 헤드부(30)를 효과적으로 살균할 수 있도록, 헤드부(30)에 대응되는 기판(42)의 위치에 상대적으로 많은 수가 배치될 수 있다.
렌즈부(46)는 점광원의 자외선을 면광원으로 확산시키며, 자외선이 방사되는 각도를 확장시켜 더 넓은 면적에 자외선이 헤드부(30)로 조사되도록 한다. 이러한 렌즈부(46)는 확산판(46a) 및 방사각 렌즈(46b)를 포함한다.
확산판(46a)은 점광원의 자외선을 면광원의 자외선으로 변경한다. 즉, UVLED(44)는 점광원의 자외선을 방출하며, 그 점광원의 자외선이 확산판(46a)을 통과함에 따라 면광원의 자외선으로 확산된다. 확산판(46a)에는 확산 패턴이 형성되며, 형성된 확산 패턴에 따라 입사되는 점광원의 자외선이 면광원의 자외선으로 확산시킨다. 확산판(46a)의 패턴에 따라 다양한 형태로 자외선이 확산될 수 있다. 방사각 렌즈(46b)는 자외선이 방사되는 각도를 확장하여 자외선의 조사 면적을 넓힌다.
확산판(46a)은 자외선 확산 특성과 열화 방지를 위해, 합성 석영(Fused quartz 또는 Fused silica), 글라스(glass) 재질을 사용하여 제작될 수 있다. 확산판(46a) 및 확산판(46a)에 형성되는 확산 패턴은 레이저 가공, 스크래치, 및 식각 방법 중 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다.
방사각 렌즈(46b)는 그 열화를 방지하기 위하여 합성 석영, 글라스 류 고분자, 테프론류, 특수아크릴 또는 특수 플라스틱 재질을 사용하여 제작될 수 있다. 방사각 렌즈(46b)는 레이저 가공, 코팅, 증착, 스크래치, 식각 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
한편, 렌즈부(46)는 확산판(46a)과 방사각 렌즈(46b)를 각각 제작하여 결합하거나, 일체형으로 제작할 수 있다. 특히, 렌즈부(46)는 부품수를 줄이고 가격을 낮추기 위하여 일체형으로 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 확산판(46a)과 방사각 렌즈(46b)를 일체로 하는 렌즈부(46)를 제작하는 경우, 합성 석영 재질에 확산 패턴을 형성함으로써 렌즈부(46)를 형성할 수 있다.
반사홀더(50)는 렌즈부(46)를 지지하며, UVLED(44)에서 발산되는 자외선을 반사시켜 렌즈부(46)로 입사시킨다. 반사홀더(50)는 자외선의 반사율을 높이기 위하여 내측면에 반사코팅을 할 수 있다. 이때, 코딩 재료의 재질은 반사특성이 좋은 Al, Au, Ag 등의 반사 금속막을 사용할 수 있다.
그 외 도시하진 않았지만 제1 살균 모듈(45)은 복수의 UVLED(44)를 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다. 구동부는 기판(42)에 배열된 복수의 UVLED(44) 중 일부 또는 전부를 선택적으로 구동시킬 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 UVLED(44)는 동종의 파장을 발산하는 것들로 일률적으로 배열되거나, 이종의 파장을 발산하는 것들이 섞여서 배열될 수 있다. 이에, 동종의 파장을 발산하는 복수의 UVLED(44)는 일률적으로 배열된 경우, 구동부는 기판(42)에 배열된 복수의 UVLED(44) 중 일부만을 구동시켜 전기면도기(100)에서 소비되는 전력을 절전하거나, 그 파장의 세기를 조절할 수 있다. 또한, 이종의 파장을 발산하는 복수의 UVLED(44)가 섞여서 배열된 경우, 구동부는 기판(42)에 배열된 복수의 UVLED(44) 중 필요한 파장을 발산하는 UVLED(44)만을 선택적으로 구동시킬 수 있다. 이때 구동부는 LED 드라이버 또는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. LED 드라이버는 설계에 따라, PWM 제어기(PWM control) 및 정전류(constant current)기를 포함할 수 있다.
제1 살균 모듈(45)을 이용한 살균 방법의 이점에 대해서 설명하면 다음과 같다.
태양으로부터 지구로 직접 전달되는 자외선은 UV-A(320~360nm) UV-B (280~320nm), UV-C(250~280nm)의 3가지 형태가 있으며, 대기중의 오존층에서 대부분 흡수되고 지구표면에 도달되는 99%는 UV-A(320~360nm) 형태로 식물에 단지 작은 해가 있고, UV-B(280~320nm)는 식물 조직의 손상과 인간에게 피부암을 유발시킬 수 있으며, UV-C(250~280nm)는 박테리아와 바이러스를 태워 죽일 수 있다. 이러한 자외선의 살균효과는 자외선 파장대중에서도 주로 250nm에서 280nm 사이의 UV-C 영역에 의해 발생한다. UV-C가 살균 자외선으로 특징되어지는 것은 세포내에 존재하는 DNA가 UV-C를 잘 흡수하기 때문이다.
UV-C 중에서도 253.7nm(대략 254nm)의 파장이 DNA에 가장 잘 흡수되며, 이 파장이 미생물 유전자 물질인 DNA를 영구히 손상시켜 사멸케 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 가장 높은 살균 효과를 나타내는 파장은 265nm이다. 저압 또는 고출력 저압 아말감 램프가 방출하는 254nm의 파장이 매우 높은 자외선 살균 효과를 가지나 이는 램프의 특성 상 254nm의 파장만을 방출하기 때문에 그 파장이 가장 높은 효과를 가지는 것으로 알려져 있을 뿐 실제로는 265nm가 가장 높은 효율을 갖는 것으로 보고되어 있다. 이러한 UV-C 파장을 거의 감지할 수 없는 것은 파장이 너무 짧아 투과력이 약하기 때문이고, 지구 대기권에 존재하는 오존층이 철저하게 이를 막아 주기 때문이다. 이로 인해 자외선을 방사하는 제1 살균 모듈(45)을 만들어 인위적으로 살균에 이용할 수 있다. 자외선 살균의 장점은 모든 세균을 살균할 수 있으며 채소나 과일 등에 쬐여 주었을 때는 미네랄 성분 등은 그대로 유지되고 PH 변화가 전혀 없으며 빛에 조사받은 균에 내성을 주지 않으며, 사용 방법이 간단하고 경제적이기 때문에 많이 사용하고 있다. 이러한 자외선 살균을 통해 공기 및 수질에 오염되어 있거나 가정의 식기 또는 생활 용품에 오염되어 있는 인체에 유해한 세균, 대장균, 바이러스 등의 진균류를 살균할 수 있다.
UVLED(44)는 자외선 발광 다이오드를 반도체 칩 형태로 제작한 것이다. 이에 따라, 다음과 같은 이점이 있다. 다음의 <표 1>은 UVLED(44)의 이점을 종래의 수은 램프(Hg Lamp)와 비교하여 설명하기 위한 것이다. 또한, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 UVLED(44)가 발산하는 자외선의 스펙트럼과 종래의 수은 램프가 발산하는 자욋너의 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
기존 Hg Lamp 사용 항세균기용 광원 UVLED를 사용한 광원
스펙트럼(Spectrum) 복수의 라인
단일 라인
선택 가능
효율(Efficiency) 10% 미만 365nm 파장에서
14 내지 50%
온도(Temperature) 높음 낮음 (냉각 가능)
내구도(Durability) 낮음 높음
유해물제한지침(RoHS, Restriction of Hazardous Substances Directive) 수은 검출 없음
수명(70%의 출력에서) 1천 - 2만 시간 5만 ~ 10만 시간
응답시간(on/off cycling) 응답 속도 느림
사용함에 따라 점점 느려짐
응답 속도 빠름
<표 1>을 참조하면, 종래의 기술에 따른 UV를 이용한 살균 방식은 수은 램프를 사용하며, 도 9에 도시된 바와 같이, 수은 램프(Hg lamp)는 다중의 스펙트럼(spectrum)을 나타낸다. 이에 따라, 종래의 UV를 이용한 살균 방식은 다중의 스펙트럼 중 필요한 파장을 선택하고 나머지 파장들은 없애기 위한 필터를 사용해야만 한다. 반면, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 UVLED(44)는 어느 하나의 스펙트럼만 발산하며, 이러한 UVLED(44)는 반도체 칩의 특성상 필요한 스펙트럼만 발산하도록 할 수 있어, 필터를 사용하지 않아도 된다. 이러한 이유로 본 발명의 실시예에 따른 UVLED(44)를 이용한 살균 방식은 종래의 기술에 따른 수은 램프와 같이 그 파워가 분산되지 않으며, 이에 따라, 수은 램프 보다 효율이 높다.
앞서 설명한 바와 같이, 수은 램프는 원하는 파장만을 발산하도록 필터링해야 하며, 이에 따라, 수은 램프를 이용한 살균 모듈은 필터링을 위해 박막의 코팅 재료를 이용하여 그 내부를 코팅한다. 게다가, 수은 램프를 이용한 살균 모듈은 열이 많이 발생하므로 장시간 사용하는 경우 살균 모듈 내부에 박막의 코팅 재료들이 녹아 부스러기로 떨어지고 빛을 받는 부분의 색상이 변할 수 있다. 반면, UVLED(44)를 이용한 제1 살균 모듈(45)은 상술한 문제점이 발생하지 않는다.
수은 램프는 글라스 재질로 깨지기 십상이고, 다루기가 불편하다. 반면, UVLED(44)는 반도체이고 반도체 기술로 패키징이 되어 매우 견고하다.
수은 램프는 수은을 함유하고 있어서 유해물제한지침(RoHS, Restriction of Hazardous Substances Directive)에 의한 제재와 환경 문제가 있지만, UVLED(44)는 중금속 규제 물질을 포함하고 있지 않아 친환경적이다.
수은 램프는 70%의 출력에서 1천시간 내지 2만시간이 수명을 가진다. 전형적으로는, 수은 램프는 2천시간 정도의 수명을 가진다. 반면, UVLED(44)는 전형적으로는 5만 시간의 수명을 가지며, 10만 시간 수명을 가질 수도 있다. 이는 UVLED(44)가 반영구적인 수명을 가진다고 할 수 있다.
그리고 전원을 켜고 빛이 발광을 위해 동작하기 위한 응답 시간(on/off cycling)도 수은 램프의 경우 응답 속도가 느리지만, 이에 비해, UVLED(44)는 즉시 응답하는 장점을 가진다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 전기면도기(100)가 헤드부(30)를 살균하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 본체부(10)에서 헤드 캡(40)이 분리된 이후에, 헤드 캡(40)이 본체부(10)의 헤드부(30)를 덮도록 다시 결합되면, 헤드 캡(40)의 접속부(43)가 본체부(10)의 연결부(17)에 전기적으로 연결된다.
다음으로 접속부(43) 및 연결부(17)의 접속에 의해 제1 스위칭부(49)를 매개로 제2 전원 공급부(23)와 제1 살균 모듈(45)을 연결한다. 제2 전원 공급부(23)에서 공급된 전원은 연결부(17), 접속부(43) 및 제1 스위칭부(49)를 통해 제1 살균 모듈(45)로 제공된다.
이어서 제1 살균 모듈(45)은 공급받은 전원을 이용하여 복수의 UVLED(44)를 구동시켜 발생되는 자외선을 헤드부(30)에 조사하여 헤드부(30)를 살균한다. 즉 제1 살균 모듈(45)에서 조사된 자외선은 헤드부(30)의 보호망(33)을 살균하고, 또한 자외선은 보호망(33)에 천공된 작은 모공을 통하여 조사되어 보호망(33) 내에 위치하는 면도날(31)을 살균한다. 이때 설치면(13)과 헤드 캡(40)의 내측면에 자외선 반사 코팅층이 형성되어 있는 경우, 보호망(33)의 모공을 통하여 조사된 자외선을 다시 면도날(31)로 반사시켜 면도날(31)을 포함한 헤드부(30)의 살균 효율을 높일 수 있다.
그리고 일정 시간 자외선 살균이 수행된 이후에, 제1 스위칭부(49)는 제2 전원 공급부(23)와 제1 살균 모듈(45)의 연결을 차단한다.
한편 제1 실시예에서는 본체부(10)에 헤드 캡(40)이 결합된 이후에 헤드부(30)에 대한 자외선 살균이 일정 시간 자동적으로 수행되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본체부(10) 또는 헤드 캡(40)에 자외선 살균 온/오프 스위치를 마련하여 사용자가 임의로 자외선 살균을 수행하도록 할 수 있다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 UVLED(44)를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 구현될 수 있다. 여기서 도 3은 도 1의 전기면도기(100a)의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 1의 전기면도기(100b)의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전기면도기(100a)는 바 타입의 전기면도기로서 헤드 캡(40)의 내측에 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있다. 본체부(10)는 헤드부(30)의 면도날을 좌우 진동 방식으로 구동시켜 체모 절단을 수행한다. 특히 제1 살균 모듈(45)은 복수의 UVLED(44)가 헤드부(30)를 향하여 형성되어 있다.
그 외 본체부(10)는 전기면도기(100a)를 온/오프하는 스위치를 비롯하여, 배터리의 상태나 전기면도기(100a)의 동작 상태 등을 나타내는 표시부, 제2 전원 공급부(도 1의 23)의 충전단자 등을 더 구비할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전기면도기(100b)는 3개의 면도날을 갖는 헤드부(30)를 구비한 전기면도기로서 헤드 캡(40)의 내측에 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있다. 본체부(10)는 헤드부(30)의 3개의 면도날을 회전 방식으로 구동시켜 체모 절단을 수행한다. 헤드부(30)는 피부의 굴곡에 따라 탄성적으로 변형이 가능한 구조를 가질 수 있다. 특히 제1 살균 모듈(45)은 복수의 UVLED(44)가 복수의 면도날이 설치된 헤드부(30)에 대응되는 위치에 상대적으로 많이 배치되어 있다.
그 외 본체부(10)는 전기면도기(100b)를 온/오프하는 스위치를 비롯하여, 배터리의 상태나 전기면도기(100b)의 동작 상태 등을 나타내는 표시부, 제2 전원 공급부(도 1의 23)의 충전단자 등을 더 구비할 수 있다.
제2 실시예
한편 제1 실시예에 따른 전기면도기(100)는 본체부(10)의 전원을 이용하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드 캡(40)에 제1 전원 공급부(47)를 설치할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 UVLED(44)를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기(200)를 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 전기면도기(200)는 본체부(10), 헤드부(30) 및 헤드 캡(40)을 포함하며, 특히 헤드 캡(40)에 제1 전원 공급부(47)가 설치된 구조를 갖는다.
헤드 캡(40)은 캡 몸체(41), 제1 살균 모듈(45), 제1 전원 공급부(47) 및 제1 스위칭부(49)를 포함하며, 접속부(43)를 더 포함할 수 있다. 캡 몸체(41)는 본체부(10)의 상부에 결합되어 헤드부(30)를 덮어 보호한다. 제1 살균 모듈(45)은 캡 몸체(41)의 내측에 설치되어 헤드부(30)로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED(44)를 구비한다. 제1 전원 공급부(47)는 캡 몸체(41)에 설치되며 제1 살균 모듈(45)로 전원을 공급한다. 제1 스위칭부(49)는 캡 몸체(41)가 헤드부(30)에 결합되면, 일정 시간 전원이 제1 살균 모듈(45)로 공급되도록 제1 살균 모듈(45)과 제1 전원 공급부(47)의 연결을 스위칭한다. 그리고 접속부(43)는 헤드 캡(40)이 본체부(10)에 결합되는 지의 여부를 감지하여 제1 스위칭부(49)에 전달한다.
이때 제1 전원 공급부(47)는 일회용 전지 또는 충전용 전지 중에 하나일 수 있다. 제1 전원 공급부(47)는 헤드 캡(40)의 설치 면적 및 공간 상의 제약으로 인해 공급할 수 있는 전원의 용량이 한정되어 있기 때문에, 제1 살균 모듈(45)에 설치되는 DC-DC 컨버터 또는 LED 드라이버로는 부스트 컨버터(boost converter)와 같은 셋업 타입(set-up type)을 사용하는 것이 바람직하다.
한편 도시 하진 않았지만, 제1 및 제2 전원 공급부(47,23)가 충전용 전지인 경우, 제2 전원 공급부(23)를 충전하는 과정에서 제1 전원 공급부(47)도 충전될 수 있도록 회로를 구성할 수 있다.
제3 실시예
한편 제1 및 제2 실시예에서는 헤드 캡(40)에만 제1 살균 모듈(45)이 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 본체부(10)에 제2 살균 모듈(27)을 더 설치할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 UVLED(29,44)를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기(300)를 보여주는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 전기면도기(300)는 헤드부(30)를 중심으로 상하에 제1 및 제2 살균 모듈(45,27)이 설치된 구조를 갖는다. 즉 헤드 캡(40)에 제1 살균 모듈(45)이 설치되고, 헤드부(30) 아래의 본체부(10)에 제2 살균 모듈(37)이 설치된다.
제3 실시예에 따른 전기면도기(300)는 본체부(10)에 제2 살균 모듈(27)이 더 설치된 것을 제외하면 제1 실시예에 따른 전기면도기(도 1의 100)와 동일한 구조를 갖기 때문에, 본체부(10)를 중심으로 설명하면 다음과 같다.
본체부(10)는 본체(11), 전동 모터(19), 전동축(21), 제2 살균 모듈(27), 제2 전원 공급부(23), 연결부(17) 및 제2 스위칭부(25)를 포함하여 구성된다.
본체(11)는 전기면도기(300)의 외형을 형성하며, 내부에 설치되는 전동 모터(19), 전동축(21), 제2 살균 모듈(27), 제2 전원 공급부(23) 및 연결부(17) 등을 외부 환경으로부터 보호한다. 본체(11)는 상단부에 헤드부(30)가 설치되는 설치면(13)이 마련되어 있으며, 설치면(13)으로 전동축(21)이 노출된다. 본체(11)는 자외선의 반사율을 높이기 위하여 설치면(13)에 자외선 반사 코팅층을 형성할 수 있다. 이때 본체(11)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 금속 또는 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.
전동 모터(19)는 설치면(13) 아래의 본체(11) 내부에 설치되며, 헤드부(30)의 구동에 필요한 구동력을 전동축(21)을 통하여 제공한다.
전동축(21)은 전동 모터(19)에 연결되어 설치면(13)으로 노출되며, 전동 모터(19)에서 발생되는 구동력을 헤드부(30)로 전달한다. 이때 전동축(21)은 설치면(13) 위로 돌출되게 노출될 수 있다.
제2 살균 모듈(27)은 설치면(13) 하부에 설치되며, 설치면(13)에 형성되는 복수의 설치구멍(15)을 통하여 설치면(13)으로 노출되어 헤드부(30)로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED(29)를 구비한다. 복수의 UVLED(29)는 헤드부(30) 아래쪽에 배치될 수 있다. 이때 제2 살균 모듈(27)은 제1 살균 모듈(45)과 동일한 구조로 구현될 수 있다.
제2 전원 공급부(23)는 설치면(13) 아래의 본체(11) 내부에 설치되며, 전기면도기(300)의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 제2 전원 공급부(23)는 헤드부(30)의 구동에 필요한 전원을 전동 모터(19)에 공급한다. 제2 전원 공급부(23)는 제2 살균 모듈(27) 및 헤드 캡(40)의 제1 살균 모듈(45)의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 이때 제2 전원 공급부(23)는 일회용 전지 또는 충전용 전지 중에 하나일 수 있다.
연결부(17)는 헤드 캡(40)이 접속되는 본체(11)의 부분에 형성되며, 본체(11)에 결합되는 헤드 캡(40)의 접속부(43)와 전기적으로 접속된다. 연결부(17)는 제2 전원 공급부(23)에 연결되어 있다. 따라서 헤드 캡(40)의 접속부(43)가 연결부(17)에 접속되면, 제2 전원 공급부(23)는 제2 살균 모듈(27)로 전원을 공급하고, 연결부(17) 및 접속부(43)를 통하여 헤드 캡(40)의 제1 살균 모듈(45)에 전원을 공급할 수 있다.
그리고 제2 스위칭부(25)는 헤드 캡(40)이 헤드부(30)에 결합되면, 일정 시간 전원이 제2 살균 모듈(27)로 공급되도록 제2 살균 모듈(27)과 제2 전원 공급부(23)의 연결을 스위칭한다. 즉 헤드 캡(40)이 본체부(10)에서 분리된 이후에 다시 본체부(10)에 결합되면, 제2 스위칭부(25)는 제2 전원 공급부(23)로부터 공급되는 전원을 일정 시간 동안 제2 살균 모듈(27)로 공급하여 헤드부(30)를 살균시킨다. 한편 제3 실시예에서는 헤드 캡(40)에도 제1 스위칭부(49)가 설치된 예를 개시하였지만, 본체부(10)에 설치된 제2 스위칭부(25)가 제1 스위칭부(49)의 역할을 함께 수행할 수 있다. 즉 제2 스위칭부(25)가 제2 전원 공급부(23)와 제2 살균 모듈(27)의 연결, 제2 전원 공급부(23)와 제1 살균 모듈(45)의 연결을 함께 스위칭할 수 있다.
이와 같은 제3 실시예에 따른 전기면도기(300)가 헤드부(30)를 살균하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 본체부(10)에서 헤드 캡(40)이 분리된 이후에, 헤드 캡(40)이 본체부(10)의 헤드부(30)를 덮도록 재결합되면, 헤드 캡(40)의 접속부(43)가 본체부(10)의 연결부(17)에 전기적으로 연결된다.
다음으로 접속부(43) 및 연결부(17)의 접속에 의해 제2 스위칭부(25)를 매개로 제2 전원 공급부(23)와 제2 살균 모듈(27)이 연결된다. 제2 전원 공급부(23)에서 공급된 전원은 제2 살균 모듈(27)로 공급된다.
또한 접속(43)부 및 연결부(17)의 접속에 의해 제1 스위칭부(49)를 매개로 제2 전원 공급부(23)와 제1 살균 모듈(45)이 연결된다. 제2 전원 공급부(23)에서 공급된 전원은 연결부(17), 접속부(43) 및 제1 스위칭부(49)를 통해 제1 살균 모듈(45)로 제공된다.
이어서 제1 및 제2 살균 모듈(45,27)은 공급받은 전원을 이용하여 복수의 UVLED(44,29)를 구동시켜 발생되는 자외선을 헤드부(30)를 중심으로 상하로 조사하여 헤드부(30)를 살균한다.
그리고 일정 시간 자외선 살균이 수행된 이후에, 제1 및 제2 스위칭부(49,25)는 제2 전원 공급부(23)와 제1 살균 모듈(27), 제2 전원 공급부(23)와 제2 살균 모듈(45)의 연결을 차단한다.
이와 같이 제3 실시예에 따른 전기면도기(300)는 헤드부(30)를 중심으로 아래쪽의 본체부(10)와, 위쪽의 헤드 캡(40)에 각각 복수의 UVLED(29,44)을 포함하는 살균 모듈(27,45)을 설치함으로써, 헤드부(30)를 향하여 상하로 자외선을 조사하여 헤드부(30)를 살균할 수 있다. 또한 헤드 캡(40)의 내측면을 포함하여 헤드부(30)를 둘러싸는 설치면(13)에 자외선 반사 코팅층을 형성하는 경우, 헤드부(30)의 살균 효율을 더욱 높일 수 있다.
이와 같은 제3 실시예에 따른 UVLED(44,29)를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기(300)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 구조로 구현될 수 있다. 여기서 도 7은 도 6의 전기면도기(300a)의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 8은 도 6의 전기면도기(300b)의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 전기면도기(300a)는 바 타입의 전기면도기로서 헤드 캡(40)의 내측에 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있다. 본체부(10)의 설치면(13)에 제2 살균 모듈(27)이 설치되어 있다. 본체부(10)는 헤드부(30)의 면도날을 좌우 진동 방식으로 구동시켜 체모 절단을 수행한다. 특히 제1 및 제2 살균 모듈(45,27)은 복수의 UVLED(44,29)가 헤드부(30)를 향하여 형성되어 있다.
도 8을 참조하면, 전기면도기(300b)는 3개의 면도날을 갖는 헤드부(30)를 구비한 전기면도기로서 헤드 캡(40)의 내측에 제1 살균 모듈(45)이 설치되어 있다. 본체부(10)의 설치면(13)에 제2 살균 모듈(27)이 설치되어 있다. 본체부(10)는 헤드부(30)의 3개의 면도날을 회전 방식으로 구동시켜 체모 절단을 수행한다. 헤드부(30)는 피부의 굴곡에 따라 탄성적으로 변형이 가능한 구조를 갖는다. 특히 제1 및 제2 살균 모듈(45,27)은 복수의 UVLED(44,29)가 복수의 면도날이 설치된 헤드부(30)에 대응되는 위치에 상대적으로 많이 배치되어 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 본체부 11 : 본체
13 : 설치면 15 : 설치구멍
17 : 연결부 19 : 전동 모터
21 : 전동축 23 : 제2 전원 공급부
25 : 제2 스위칭부 27 : 제2 살균 모듈
29 : UVLED 30 : 헤드부
31 : 면도날 33 : 보호망
40 : 헤드 캡 41 : 캡 몸체
42 : 기판 43 : 접속부
44 : UVLED 45 : 제1 살균 모듈
46 : 렌즈부 47 : 제1 전원 공급부
48 : 방열판 49 : 제1 스위칭부
100, 100a, 100b, 200,300, 300a, 300b : 전기면도기

Claims (22)

  1. 설치면 아래에 내설되는 전동 모터, 상기 전동모터에 연결되어 상기 설치면으로 노출되며 상기 전동모터에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축을 구비하는 본체부;
    상기 적어도 하나의 전동축에 결합된 면도날과, 상기 면도날을 덮는 보호망을 구비하는 헤드부;
    상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하며, 내측에 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 자외선 발광 다이오드(UVLED, Ultra Violet Light Emitting Diode)를 갖는 제1 살균 모듈을 구비하는 헤드 캡;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체부는
    상기 설치면 하부에 설치되며, 상기 설치면에 형성되는 복수의 설치구멍을 통하여 상기 설치면으로 노출되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 제2 살균 모듈;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 상기 제1 및 제2 살균 모듈은 각각 상기 헤드부로 일정 시간 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 헤드 캡은,
    상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하는 캡 몸체;
    상기 캡 몸체의 내측에 설치되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 상기 제1 살균 모듈;
    상기 캡 몸체의 내측에 설치되며 상기 제1 살균 모듈로 전원을 공급하는 제1 전원 공급부;
    상기 캡 몸체가 상기 헤드부에 결합되면, 일정 시간 전원이 상기 제1 살균 모듈로 공급되도록 상기 제1 살균 모듈과 상기 제1 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제1 스위칭부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 본체부는
    상기 본체부의 내측에 설치되어 상기 복수의 UVLED의 구동에 필요한 전원을 상기 제2 살균 모듈로 공급하는 제2 전원 공급부;
    상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 일정 시간 전원이 상기 제2 살균 모듈로 공급되도록 상기 제2 살균 모듈과 상기 제2 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제2 스위칭부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 헤드 캡은,
    상기 본체부의 상부에 결합되어 상기 헤드부를 덮어 보호하는 캡 몸체;
    상기 캡 몸체의 상기 헤드부로의 결합에 따라 상기 제2 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 제1 살균 모듈로 공급하는 접속부;
    상기 캡 몸체의 내측에 설치되며, 상기 접속부를 매개로 전원을 공급받아 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 상기 제1 살균 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 헤드 캡의 접속부에 대응되는 상기 본체부의 위치에 형성되며, 상기 본체부에 결합되는 상기 헤드 캡의 접속부가 전기적으로 접속되는 연결부;를 더 포함하고,
    상기 연결부에 상기 헤드 캡의 접속부가 전기적으로 접속되면, 상기 접속부를 통하여 상기 제1 살균 모듈로 일정 시간 전원이 공급되도록 상기 제1 살균 모듈과 상기 제2 전원 공급부의 연결을 스위칭하는 제1 스위칭부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 헤드부를 둘러싸는 상기 설치면 또는 상기 헤드 캡의 내측면에 상기 제1 및 제2 살균 모듈에서 조사되는 자외선을 반사하는 자외선 반사 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 살균 모듈은 각각,
    기판;
    상기 기판의 어느 일면에 실장되며 상기 자외선을 발산하는 상기 복수의 UVLED; 및
    상기 자외선이 발산되는 방향으로 상기 UVLED와 이격되어 형성되는 렌즈부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기판은
    세라믹 기판, 금속 기판 및 연성 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 UVLED는
    SMD 타입 또는 TO-CAN 타입 중 어느 하나임을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 기판에 동종 또는 이종의 파장을 발산하는 상기 복수의 UVLED가 배열되는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 UVLED는 각각 UV-A(320~360nm), UV-B(280~320nm) 및 UV-C(250~280nm) 중에 하나의 파장을 발산하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  14. 제9항에 있어서, 상기 렌즈부는
    상기 UVLED가 발산하는 점광원의 자외선을 면광원의 자외선으로 확산하는 확산판; 및
    상기 면광원의 자외선이 방사되는 방사각을 확장시키는 방사각 렌즈;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 렌즈부는
    상기 확산판 및 상기 방사각 렌즈가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  16. 제14항에 있어서, 상기 렌즈부는
    합성 석영, 글라스 류 고분자, 테프론류, 특수아크릴 또는 특수 플라스틱 재질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 기판에 접하여 형성되며 상기 UVLED 및 상기 기판에서 발산되는 열을 방열하는 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 방열판은
    열 확산기(Heat spreader), 열 싱크(heat sink), 열 파이프(heat pipe) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  19. 복수의 설치 구멍이 형성된 설치면과, 상기 설치면 아래에 내설되는 전동 모터, 상기 전동모터에 연결되어 상기 설치면에 노출되어 상기 전동모터에서 발생되는 구동력을 전달하는 적어도 하나의 전동축을 구비하는 본체부;
    상기 적어도 하나의 전동축에 결합된 면도날과, 상기 면도날을 덮는 보호망을 구비하는 헤드부;
    상기 설치면 아래의 상기 본체부 내부에 설치되며, 상기 복수의 설치구멍을 통하여 상기 설치면으로 노출되어 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 자외선 발광 다이오드(UVLED, Ultra Violet Light Emitting Diode)를 구비하는 살균 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 헤드부를 덮어 보호하며, 내측에 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 UVLED를 구비하는 살균 모듈이 설치되는 헤드 캡;을 더 포함하며,
    상기 헤드 캡이 상기 헤드부에 결합되면, 상기 본체부 및 상기 헤드 캡에 설치된 살균 모듈은 각각 상기 헤드부를 향하여 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기.
  21. 본체부의 상부에 결합되어 상기 본체부의 상부에 설치된 헤드부를 덮어 보호하는 캡 몸체;
    상기 본체부에 결합되는 상기 캡 몸체 부분에 형성되며, 상기 캡 몸체의 상기 본체부로의 결합에 따라 상기 본체부로부터 전원을 공급받는 접속부;
    상기 캡 몸체의 내측에 설치되며, 상기 접속부를 매개로 전원을 공급받아 상기 헤드부로 자외선을 조사하는 복수의 자외선 발광 다이오드(UVLED, Ultra Violet Light Emitting Diode)를 구비하는 살균 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기용 헤드 캡.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 접속부를 통하여 상기 제1 살균 모듈로 일정 시간 전원이 공급되도록 상기 접속부와 상기 살균 모듈의 연결을 스위치하는 스위칭부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UVLED를 이용한 살균 기능을 가지는 전기면도기용 헤드 캡.
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