KR20130048803A

KR20130048803A - 액체 배출 시스템을 가진 구강 관리기구

Info

Publication number: KR20130048803A
Application number: KR1020137011380A
Authority: KR
Inventors: 동휘 우; 죤 피. 라우즈; 죤 제이. 갓제메이어; 샤론 케네디
Original assignee: 콜게이트-파아므올리브캄파니
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2013-05-10
Also published as: US9445661B2; US8398325B2; PH12013500908B1; CA2724722A1; BRPI0822722A2; AU2008356519C1; CN102036580B; AU2008356519B2; TW201010635A; CA2724722C; AU2008356519A1; WO2009142643A1; US20110076090A1; EP2288273A1; MY177450A; KR101313392B1; RU2473295C2; US20130192010A1; KR20110021930A; TWI392464B

Abstract

구강 관리 기구(1)는 헤드(12)와, 손잡이(10)와, 상기 헤드와 상기 손잡이를 연결하는 목 부분(11), 및 적어도 1개의 작용제를 보유한 저장소(15)를 포함한다. 상기 기구는 1개 이상의 출구(50)에 작용제를 배출하는 배출 장치를 작동시키기 위한 작동기(22)를 갖는다. 전동장치(18)는 액체를 저장소로부터 출구를 통해 배출하도록 헤드에 배치된다. 매우 다양한 타입의 작용제가 치료, 위생, 및/또는 그 밖의 이득을 얻기 위해 적절하고 정확한 양으로 투여된다.

Description

액체 배출 시스템을 가진 구강 관리기구{ORAL CARE IMPLEMENT WITH LIQUID DELIVERY SYSTEM}

본 발명은 유체용 배출 시스템을 가진 구강 관리기구에 관한 것이다.

구강 관리기구, 특히 칫솔은 통상적으로 칫솔모 섹션에 치약을 적용하여 구강 공동의 영역 즉, 치아, 혀, 및/또는 잇몸을 칫솔질하는데 사용된다. 일부 칫솔에는 유체 저장소(fluid reservoirs)와, 미백제, 청량제 같은 보조 작용제(active agents)를 배출하기 위한 시스템이 설치되어 있다.

많은 노력으로 칫솔질을 할 때 작용제를 배출하게 구성한 칫솔이 만들어졌다, 예를 들어 본원의 출원인에게 양도된 미국 2007/0154863 A1은 작용제를 보유한 저장소와 채널과 1개 이상의 출구를 통해 상기 작용제를 배출하기 위한 사용자-작동 펌프를 갖는 구강 관리기구를 기재하였다.

본 발명은 유체를 전하는 배출 시스템을 가진 구강 관리기구에 관한 것이다.

본 발명의 일 면에서, 구강 관리기구는 액체 물질을 보유한 변위할 수 있는(displaceable) 저장소를 갖는다.

본 발명의 일 면에서, 구강 관리기구는 기구의 헤드 또는 다른 부위에 배치된 펌프 같은 배출장치를 작동시키기 위해 스위치와 같은 배출장치 작동기를 갖는다. 상기 배출장치는 예정된 양의 물질을 1개 이상의 출구(outlet)로 배출한다. 상기 출구는 치아 세척요소, 즉 칫솔모 근방 그리고/또는 구강 관리기구의 다른 부분(들)에 배치된다.

상기 구강 관리기구는 청량, 치아 미백, 치아의 민감도의 감소 또는 차가움, 뜨거움, 또는 얼얼한 감각의 발생 같은 치료, 위생, 및/또는 그 밖의 유익한 목적으로 매우 다양한 작용제를 투여할 수 있다.

바람직하게, 상기 구강 관리기구는 비교적 저렴한 비용으로 제조되고, 사용이 용이하고, 그리고 사용인이 스위치를 작동하면 1개 이상의 출구를 통해 매체(medium)를 배출한다. 저장소를 목 부분에 배치하여, 상기 매체가 헤드에 분배되는 거리가 최소로 되었다.

이러한 구조로 이루어져, 상기 기구는 움직임의 방해도 거의 받지 않고, 저장소의 용적은 감소되고, 그리고 작용제의 변경 또는 보충을 위해 상기 저장소를 보다 용이하게 변위시킬 수 있다.

도1은 액체 배출 시스템을 가진 칫솔 구조의 측입면도이다.
도2는 칫솔의 헤드에서 전동(powered) 장치를 가진 도1의 칫솔 구조의 부분 확대한 횡단면도이다.
도3a-3c는 액체가 저장소로부터 물러날 때 저장소의 변위를 나타낸, 도1의 3-3선을 따라 잘라내어 개략 도시한 횡단면도이다.
도4는 펌프 작동을 위한 제어회로를 설명한 도면이다.
도5는 펌프 작동을 위한 제어 시스템의 기능블럭선도이다.
도6a 및 도6b는 액체가 유로에 의해 저장소로부터 펌프에서 흐를 때 압전기 펌프 구조의 대표적인 작동을 설명한 도면이다.
도7은 목 부분에 배치된 저장소를 가진 선택형(alternative) 칫솔 구조의 측입면도이다.
도8은 도7의 칫솔의 평면도이다.
도9는 저장소를 목 부분에 갖고 헤드 부분에서 압전기 펌프를 구비한 칫솔의 측입면도이다.
도10은 도7의 칫솔의 전개도이다.
도11은 헤드 옆에 펌프가 배치되고 목 부분에 저장소를 가진 선택형 칫솔 구조의 측입면도이다.

도1은 손잡이(10)와, 헤드(12) 및 상기 손잡이(10)와 헤드(12)를 연결하는 목 부분(11)을 가진 칫솔을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 헤드는 칫솔모 및/또는 엘라스토머 세척요소 또는 그 유사한 것과 같은 치아 세척요소(5)를 포함한다. 손잡이(10)에는 작용제를 가진 액체 매체를 저장하기 위한 저장소(15)가 설치된다. 도7 내지 도11에 도시된 선택적인 구조에서, 저장소(15)는 칫솔의 목 부분(11) 내에 제공된다. 칫솔(1)의 손잡이(10) 또는 다른 외부 부분은 펌프(18) 같은 배출장치를 작동하기 위한 사용자-작동 버튼(22) 같은 배출장치 작동기 또는 스위치를 포함한다. 펌프(18)는 저장소(15)의 상류 또는 하류에 배치된다.

본원의 한 구조에서, 마이크로 압전기 펌프(18)는 칫솔 헤드의 세척요소(5) 밑에 배치된다. 활성 성분 또는 작용제를 필요한 장소로 배출하도록 또는 잔류 치약으로 막히지 않도록, 마이크로 압전기 펌프(18)의 출구(들)는 예를 들어 칫솔모 부근에서(칫솔 헤드의 상부) 칫솔 헤드의 말단 선단부(칫솔의 최전방 선단부)에 세척요소 반대편의 칫솔 헤드 측에(칫솔 헤드의 저부), 또는 칫솔 헤드의 측벽에 바람직한 장소에 배치된다. 스위치(22)를 작동시키면, 펌프(18)가 일정 양의 매체를 저장소(15)로부터 채널을 통해 헤드쪽으로 끌어당긴다. 상기 매체는 칫솔모 영역 내에 위치한 1개 이상의 출구(50)를 통해 배출된다. 도2에 도시된 바와 같이, 출구(50)는 칫솔모 영역 전체를 통해 상기 매체가 흩어지게 칫솔모 섹션의 길이를 따라 간격을 두고 떨어져 있다. 선택적으로, 예를 들어 공통의 공급기로부터 동일한 작용제를 배출하기 위해 또는 분리된 공급기로부터 다른 작용제를 배출하기 위해, 상기 헤드 표면의 반대편에 더하여 치아 세척요소를 포함한 헤드 표면에도 복수개의 출구를 설치할 수 있다.

본원의 한 구조에서, 칫솔모는 중공의 루멘(hollow lumens) 또는 그 유사물을 포함하고 그리고 작용제를 가진 액체 매체는 상기 칫솔모를 통해 배출된다. 또한, 상기 액체도 예를 들어 구강의 다른 지역에 작용제의 적용을 도와 주도록 칫솔(1)의 다른 부분에 위치한 출구(50)를 통해 동시적으로 배출될 수 있다. 복수개의 출구를 가진 것을 언급하였지만, 단일 출구를 사용할 수도 있는 것이다.

펌프(18) 작동용 스위치는 도1에 도시된 바와 같은 버튼(22)이거나 또는 터치 또는 열감지 타입 스위치, 사용자-작동 토글 스위치, 회전 다이얼 같은 다른 타입의 스위치가 될 수 있다. 버튼(22)을 누르는 것 같은 버튼(22) 계합은 타이밍 회로를 작동시킨다. 상기 타이밍 회로는 차례로 작용제를 함유한 사전 결정된 양의 매체가 저장소(15)로부터 출구(50)를 통해 펌핑되는 시간 동안 상기 펌프(18)가 작동하게 한다. 상기 펌프는 배터리(21)와 같은 전력원을 갖고, 상기 배터리는 손잡이 부분(10)에 배치된다. 상기 타이밍 회로는 예를 들어 활주식 가변 제어, 회전식 가변 다이얼 또는 디지털 프리셋(preset) 제어기를 사용하여 사전 조절되는 또는 조정되는 시간 동안 펌프(18)가 작동하게 한다. 또한, 시간 간격은 사용자 또는 제조자에 의해 프로그램된 작용제 또는 시간 양에 따라 변한다.

작용제를 함유한 매체는 칫솔(1)을 제조하는 과정에서 밀봉된 저장소(15) 안에 포함될 수 있으며, 이런 경우 칫솔(1)은 작용제의 공급이 고갈되면 폐기될 것이다. 다르게는, 상기 저장소(15)가 입구(도시하지 않음)를 통해 재충전되거나, 또는 예를 들어 칫솔에 있는 리세스 안에 대체 카트릿지를 삽입하여 교체될 수도 있다. 카트릿지에는 상기 매체가 카트릿지로부터 흘러나갈 수 있게 상기 리세스의 막(membrane)을 뚫는 예리한 요소가 설치된다. 상기 카트릿지는 리세스 안으로 삽입된 후에 스프링에 의해 제 위치에 있으며, 밀봉부를 가져서 작용제의 잘못된 누설을 방지할 수 있다. 상기 카트릿지는 일회용 또는 재충전식이다. 재충전식 및/또는 교체식 카트릿지 또는 그와 같은 것을 제공하는 다른 방법을 사용할 수 있다.

펌프(18)는 접합, 성형, 용융, 및 기계식 고착방법을 포함하는 공지된 다양한 방법에 의해 헤드(12)에 연결된다. 펌프(18)는 또한 헤드에 있는 공동 내에 직접 구동요소를 접합/성형하여 공간과 비용을 절감하게 헤드(12)에 합체시킬 수도 있다. 다르게, 펌프(18) 또는 저장소(15)는 유사한 수단에 의해 칫솔(1)의 손잡이 부분(10)에 결합된다.

도1을 참고로 설명하면, 저장소(15)는 가요성 관과 같은 유체 통로(19)를 통해 마이크로 압전기 펌프(18)에 연결된 접을 수 있는 백 또는 용기와 같은 변위할 수 있는 구조로 제공될 수 있다. 상기 관은 칫솔 손잡이(10)에 매립되거나 칫솔 손잡이에 직접 성형된 채널이 될 수 있다. 접을 수 있는 백 또는 용기로서 제공되었을 때 저장소(15)는 활성 성분 또는 작용제를 운반하는 동안 그리고 칫솔질을 하는 동안에 에어 버블이 발생되지 않게 사용된다. 또한, 접을 수 있는 백 또는 용기는 활성 성분 또는 작용제의 일부가 마이크로 압전기 펌프(18)에 의해 회수되어진 후 펌핑 비율이 감소하게 용기에서 부압(negative pressure)이 생기지 않게 보장한다. 상기 접을 수 있는 백 또는 용기는 약 60-120회 사용을 하는데 충분한 재료를 저장할 수 있고, 각각의 사용에서 약 10-50㎕(micro-liters)의 유체 또는 10-100㎕ 유체를 소비할 것이다. 그렇지만, 다른 값도 가능한 것이다.

도3a 내지 도3c는 도1에서 3-3선을 따라 잘라낸 칫솔(1)의 횡단면도이다. 도3a 내지 도3c는 도3a, 도3b, 도3c 각각에서 저장소의 폭을 나타낸 f1, f2, f3를 가진, 저장소로부터 액체가 고갈됨에 따라 변하는 압축성 저장소(15)의 방사방향 변위(radial displacement)를 도시한 것이다. 여기서 사용된 상기 폭은 방사방향 변위를 측정하는데 사용되는 많은 방식 중의 하나이다. 요소(34, 36)는 각각 칫솔 몸체의 표면과 두께를 나타낸다. 예상할 수 있는 바와 같이, 펌프(18)가 작동하며, 부압(즉, 흡입 압력)이 관과 저장소에서 일어난다. 저장소(15)의 액체가 헤드(12)로 흘러가서 고갈됨에 따라, 상기 저장소(15)는 펌프와의 유체 접촉을 유지하도록 압축된다. 예를 들어, 도3a는 액체가 최대일 때 f1의 폭을 가진 저장소를 도시한것이다. 액체가 가요성 관(19)과 펌프(18)에 의해 칫솔 헤드(12)로 흘러가 고갈되면, 저장소(15)의 폭은 도3b에 도시한 바와 같이 작아지고, 여기서 f2는 f1보다 작다. 액체가 더욱 많이 고갈되면, 저장소(15)는 도3c 에 도시된 바와 같이 더욱 압축되고, 폭은 f2보다 작은 폭인 f3를 갖는다. 따라서, f3 폭은 f2 폭보다 작고, 그리고 f2 폭은 f1 폭보다 작다, 그러나, 상기 용기는 펌프(18)가 작동하는 동안 길이방향 축방향으로 작아지게 될 것이다. 길이방향 변위와 관련하여, 저장소의 말단부가 칫솔의 헤드 방향으로 변위될 것이다.

작용제는 의도한 목적에 사용하기에 적절한 1회분 양으로 배출된다. 상기 양은 버튼(22)을 누른 후 펌프(18)가 작동하는 시간을 조절하여 제어한다. 분배 시간은 필요한 1회분 양과 매체의 유량에 따를 것이지만, 통상적으로 약 1초 내지 5분의 범위에 있고, 흔히 약 5초 내지 약 2분 범위에 있으며, 약 10초 내지 30초 범위에도 있다. 상기 분배 작용은 버튼(22)을 누른 직후 또는 프로그램된 사전 정해진 지연 시간 직후에 개시된다.

상용되는 적절한 장치를 사용하여 매체를 저장소(15)로부터 출구(들)로 배출한다. 상기 펌프는 펌프 구조에 따른 기계적, 전기적, 또는 이들이 조합된 다양한 다른 작동에 의해 상기 매체를 배출한다. 예를 들면, 바텔스 미크로테크닉 GmbH 회사에서 제조한 모델 mp5 같은 마이크로 압전기 펌프를 사용할 수 있다. 그러나, 그 밖의 다른 펌핑 장치를 사용할 수도 있다.

도4에 도시한 바와 같은 구조에서는 마이크로 압전기 펌프(18)가 IC(integrated circuit) 구동기(40)를 포함한 소형 회로(miniature circuit)(9)에 의해 구동된다. 상기 소형 회로(9)는 예를 들어 저항(R1, R2), 콘덴서(C1, C2), 적어도 1개의 스위치(S1), 그리고 저전압 직류(DC)원(B1)(예, 1.5volts 또는 3.0volts 배터리)을 추가로 포함하여, 구동기(40)에 전력을 제공한다. 슈퍼텍스 HV 852 저 노이즈와 인덕터리스 구동기(inductorless driver) 같은 구동기(40)는 고전압 및 저 교류(AC) 전력원이다. 구동기(40)는 B1으로부터 저전압 DC 입력을 펌프(18)를 가로질러 고전압 AC 출력으로 변환한다. 예를 들어, 3.0volts DC 입력에서, 상기 구동부(40)는 적어도 150V P-P(peak-to-peak) AC전압으로 발전시키고, 그리고 배터리로부터 약 23.8mA 24mA의 전류를 이끌어낸다. 이들 값에서, 마이크로 압전기 펌프(18)의 펌핑 율은 실온에서 물(water)에 대해 약 10㎕/초 이다. 누름 버튼 스위치(S1)는 S1이 잠깐 폐쇄되면, 상기 펌프가 사전 정해진 시간동안 작동하게 하고, R2와 C2의 값에 기초하여 스스로 차단되는 타이머용 트리거(trigger)이다. 소형 회로(9)는 약 1㎂의 매우 낮은 정동작 공급 전류를 가질 수 있어서, 펌프가 작동상태에 있지 않을 때 전력을 제어하기 위한 분리된 전력 스위치가 필요 없다.

구동기(40)를 가진 회로는 에너지 효율적인 동작으로 작동할 때 약 30mA의 전류를 이끌어낸다. 그러나, 그 밖의 다른 값의 전류도 가능하다. 상기 전류는 다양한 크기의 종래 회로판에 제공될 수 있다. 임의적인 한 구조에서, 상기 회로판은 칫솔 손잡이(10) 안에 용이하게 끼워질 수 있는 약 8x13㎟ 의 크기이다.

도5를 참고하여, 도4의 회로(9)의 1개 이상의 면을 대신하거나 또는 관련하여 제어 시스템(50)이 칫솔(1)의 압전기 펌프(18)를 구동하는데 사용된다. 도5는 펌프(18)를 구동하기 위한 제어 시스템(50)의 1개 이상의 구조의 블럭선도이다. 도5에 도시된 1개 이상의 부품은 1개 이상의 인쇄회로판 내에 포함된다.

칫솔(1)은 제어 시스템(50)과, 상기 시스템(50)의 1개 이상의 요소에 작동적으로 연결된 파워 서플라이(47), 및 시스템(50)의 1개 이상의 부품에 작동적으로 연결된 디스플레이(49)를 포함한다. 파워 서플라이(47)는 전력원에 연결된 배터리 또는 와이어 연결체와 같은 1개 이상의 전력 부품을 포함하여, 칫솔(1)의 전기 부품에 전력을 제공한다. 디스플레이(49)는 절환 시간(작동 또는 작동해제), 펌프 율, 또는 그 밖의 필요한 내용의 정보를 표시한다.

본원의 1개 이상의 구조에서, 제어 시스템(50)은 스위치 회로(41)와, 타이머 회로(43), 및 메모리(45)를 포함한다. 제어 시스템(50)은 메모리(45)에 작동적으로 연결된다. 메모리(45)는 사용자에 의해 설치(install) 되거나 프로그램 된 데이터를 저장한다. 메모리(45)는 비휘발성 스토리지가 전기적으로 소거되어 재프로그램될 수 있는 임의적인 프로그램이 설치가능한 타입의 것이다. 선택할 수 있는 메모리는 배터리 백업을 가진 플래시 메모리, 플래시 ROM, RAM 을 포함한다. 칫솔(1)용으로 포맷된(formatted) 데이터는 메모리(45)로 다운로드 되거나 데이터가 상기 메모리에 프리로드(preload) 되는 것으로 이해되어야 한다.

스위치 회로(41)는 압전기 펌프(18)의 동작을 작동 또는 작동해제 할 수 있게 하드웨어, 소프트웨어, 컴퓨터-판독 지시(computer-readable instructions), 또는 그 밖의 부품들을 포함한다. 스위치 회로(41)는 컴퓨터-판독 지시를 수행하는 신호(들)를 처리하고, 그리고 칫솔(1)과 관련한 메모리(45)로부터 명령을 읽고(read), 그 메모리에 기록(write)하는 기능을 수행하게 구성된다.

타이머 회로(43)는 시간을 카운팅 업 또는 카운팅 다운 하게 또는 디스플레이(49)가 사용하기에 적절한 형태로 상기 정보(예, 절환 시간)를 출력할 수 있게 하는 하드웨어, 소프트웨어, 컴퓨터-판독 지시, 또는 그 밖의 부품들을 포함한다. 타이머 회로(43)는 초, 분, 등을 카운팅하기 위한 수정 발진기를 포함한다. 타이머 회로(43)는 컴퓨터-판독 지시를 수행하는 신호(들)를 처리하고, 그리고 타이머 모드에서 작동하는 칫솔(1)과 관련한 메모리(45)로부터 명령을 읽고(read), 그 메모리에 기록(write)하는 기능을 수행하게 구성된다.

제어 시스템(50)은 펌프가 사전 정해진 시간이 지난 후 자동적으로 OFF(즉, 작동해제)로 전환되는 타이머를 갖고, 스위치(41)로 펌프(18)를 작동시킨다. 이런 작동 스위치(41)는 칫솔 목부(11)의 밑에 또는 칫솔 헤드(12)와 손잡이(10)와의 사이 같은 칫솔(1) 상의 임의 장소에 배치된 버튼(22)에 의해 제어된다. 펌프가 ON으로 전환되거나 작동되는 지속 시간은 사용자의 필요에 맞추어 조정된다.

압전기 마이크로 펌프(18)의 작동은 도6a 및 도6b를 사용하여 설명된다. 상기 마이크로 펌프(18)는 펌프 실(35)의 상부에 배치된 가요성 막(33)에 고정된 작동부(31)와, 2개의 이중 밸브 플랩(37, 39)을 포함한다. 상기 2개의 이중 밸브 플랩(35, 37)은 액체의 제어부로서 작용하며, 한쪽 방향으로만, 즉 출구(50)쪽으로만 액체가 흐르게 한다.

도6a를 참고로 설명하면, 이중 플랩 밸브(37)가 개방("a" 위치)되고 그리고 이중 플랩 밸브(39)가 폐쇄("d" 위치)되었을 때, 가요성 관(19)으로부터 나온 액체(L)가 펌프의 입력부(I)를 통해 펌프 실(35) 안으로 흘러가게 된다. 상기 막의 상향 이동으로 야기된 펌프 실 내의 부압이 액체의 흐름을 가능하게 하는 것으로 이해된다. 펌프 실(35)이 허용 양 또는 정해진 양으로 채워진 후, 플랩(37)은 도6b에 도시된 바와 같이 위치 "b"로 이동하여 폐쇄되어, 더 이상 액체가 펌프 실(35) 내로 들어오지 못하게 한다. 상기 막의 하향 이동은 액체의 역류가 플랩(37)의 펌프 실 측에 대해 발생하게 상기 펌프 실 내에 정압(positive pressure)을 일으키는 것으로 이해된다. 동시에, 이중 플랩 밸브(39)는 위치 "c"로 이동하여 개방되어 펌프 실(35) 내의 액체(L)가 펌프 실(35) 밖으로 출력부(0)쪽으로 흘러가게 한다. 이 출력 액체는 칫솔 헤드(12)의 출구 중의 하나를 통해 흐른다.

임의적인 한 구조에서, 1개의 키트(kit)는 칫솔과 작용제를 보유한 적어도 1개의 카트릿지를 포함한다. 사용인은 필요한 처리를 하는데 적합한 것을 복합 카트릿지 중에서 선택할 수 있다. 만일 작용제가 서로 다른 적용 간격을 가진 것이면, 칫솔에는 사용인이 적절한 설정을 선택할 수 있도록 예를 들어 다이얼 또는 슬라이더와 같은 특징부가 설치된다. 유사하게, 단일 카트릿지는 스위치와 같은 것에 의해 선택적으로 접근되어 배출되는 복합 작용제로 미리 장전될 수 있다. 상기 키트는 또한 필요에 따라서는 치약도 포함할 수 있다.

도7 내지 도11은 저장소(15)가 목 부분(11)의 저부에 배치된 칫솔 구조를 나타낸다. 비교적 짧은(예를 들어, 약 10-20mm) 채널이 헤드 부분에 위치한 출구(들)에 상기 저장소(15)를 연결한다.

바람직하게, 목 부분(11)에 저장소(15)를 배치하여, 매체가 헤드에 배분되는 거리가 최소로 되었다. 기구가 덜 막히게 한 이런 방식으로, 소요되는 저장소(15)의 용적이 줄어들거나, 또는 저장소(15)가 작용제의 변경 또는 보충을 하기 위해 보다 용이하게 변위될 수 있다.

도8을 참고로 하여 설명하면, 손잡이 부분(10)의 "b" 치수로 표시된 횡단면 영역은 예를 들어 AAA 타입 또는 그 밖의 다른 일반적인 원통형 배터리와 같은 배터리(21)를 보관하기에 충분한 공간을 제공하면서, 칫솔을 용이하게 잡고 조작할 수 있도록 인체공학적 특성도 제공하는 적절한 것으로 선택된다. 상기 목 부분(11)은 "a" 치수로 표시된 횡단면 영역을 갖는다. 상기 "a" 치수는 일반적으로 손잡이 부분(10)의 치수보다 작고 그리고 저장소(15)용의 충분한 저장 공간을 제공하도록 적절하게 선택된다. 목 부분(11)과 손잡이 부분(10)의 어느 하나 또는 둘 모두는 각각의 횡단면 영역("a" 및/또는 "b")이 균일하지 않은 외형을 갖는다. 이런 주어진 상태를 고려하여, 목 부분의 평균 횡단면 영역 "a"에 대한 손잡이 부분의 평균 횡단면 영역 "b"의 비율은 일반적으로 1 < b/a ≤ 5의 관계 (즉, b/a 의 비율은 1 보다 크고 그리고 5보다 작거나 같음), 흔하게는 1.2 ≤ b/a ≤ 4의 관계 (즉, b/a 의 비율은 1.2 이상이고 그리고 4보다 작거나 같음)를 만족시킨다. 그러나, 상기 비율의 다른 값도 가능하다.

도9를 참고로 하여 설명하면, 마이크로 압전기 펌프(18)는 칫솔 헤드에서 칫솔모(5)의 밑에 배치된다. 스위치(22)가 작동하면, 펌프(18)가 일정 양의 매체를 저장소(15)로부터 헤드 쪽으로 채널을 통해 끌어당긴다. 상기 채널(d)의 길이는 예를 들어 약 10 내지 20mm 범위에 있다. 상기 매체는 도9에서 화살표로 나타낸 바와 같이 1개 이상의 배출구를 통해서 칫솔모(5)를 통해 배출된다.

도10은 도9의 칫솔의 여러 부품들을 전개하여 나타낸 것이다. 금속 배터리 접점(25a)은 배터리(21)를 에워싸는 단부 캡(25)에 연결된다. 상기 목 부분(11)은 저장소(15)를 수용한다.

칫솔(1)에는 선택적으로 전력원과 저장소와 같은 여러 부품에 접근하기 위한 구획부 및/또는 접근 패널이 설치된다. 상기 전력원은 예를 들어 교체가능한 또는 재충전가능한 배터리이다.

선택적으로, 다이얼(도시하지 않음)과 같은 사용자-작동식 스위치는 여러 작용제 중의 하나를 선택하는 복수의 설정을 가질 수 있다. 예를 들어, 다이얼은 산화/미백 처리의 제1설정, 청량 처리의 제2설정, 및 항균 처리의 제3설정을 가질 수 있다. 다이얼 설정은 타이밍 회로에 지시하여 선택된 작용제용으로 적절한 시간 동안 펌프(18)를 작동하게 한다.

도11에서 설명되는 바와 같이 손잡이(10)는 시쓰(sheath) 또는 슬리브(sleeve)(20)를 구비하며, 상기 슬리브는 손잡이(10)의 길이방향으로 신장하고 전기 전도성 재료로 제조된다. 손잡이(10)와 슬리브(20)는 모두 후부(rear)에 대해 개방되어, 나사식 마개(threaded closure)(25)에 의해 후부로부터 폐쇄되는 공동을 형성한다. 배터리(21)는 정해진 전력, 즉 1.5V를 가진 상용하는 재충전할 수 없는 원통형 배터리이다. 선택적으로, 버튼 셀 또는 재충전식 저장 배터리를 전력원으로 사용할 수도 있다.

배터리(21)의 양극용 스프링 접점(29)은 횡단 벽 상에서 슬리브(20)에 끼워져 설치되며, 전기 선(26)을 통해 펌프(18)에 연결된다. 전기 접속은 스위치(22)에 의해 차단될 수 있다.

상기 마개(25)에는 전기 전도성 재료로 제조된 나사 스터브(stub)(25a)가 설치되어, 손잡이(1) 및/또는 슬리브(20)에 나사 결합될 수 있다. 나사 스터브(25a)에는 접촉 면이 제공되며, 상기 접촉 면은 마개(25)로 슬리브(20) 안에 삽입된 배터리(21)의 음극에 대하여 접합된다. 상기 음극은 나사 스터브(25a)와, 슬리브(20) 자체, 및 슬리브(20)를 펌프(18)에 연결하는 선(27)을 통해 구동 회로(18)에 전기적으로 연결된다. 전기적으로 도전성인 슬리브(20)를 통해 전송되는 대신에, 음극으로부터의 전력이 임의적인 다른 방식, 예를 들면 와이어 또는 전기적으로 도전성인 플라스틱을 사용하여 전송될 수도 있을 것이다.

칫솔(1)은 칫솔모에 치약을 적용하여 종래 방식으로 치아를 닦는데 사용된다. 작용제는 스위치를 작동하여, 즉 버튼(22)을 눌러서 펌프(18)를 작동하여 투여되며, 펌프는 작용제를 함유한 매체가 출구(들)를 통해 배출되게 한다. 상기 스위치는 사전 정해진 시간 동안 펌프(18)를 작동하도록 타이밍 회로에 지시하며, 상기 사전 정해진 시간은 차례로 사전 정해진 양의 작용제를 분배하는 시간이다. 다르게는, 상기 작용제가 사용자-한정 양으로, 예를 들면 배분이 버튼(22)이 눌러진 시간 동안 일어나는 양으로 투여된다. 다음, 상기 작용제는 칫솔모를 사용하여 치아에 적용된다. 상기 작용제는 칫솔질하기 전에, 중에, 또는 후에 투여된다.

본원에 기재된 칫솔 구조에서는 작용제 자체가 저장소(15)에 보유된다. 다른 말로 하면, 작용제를 내부적으로 또는 제위치에서 발생시킬 필요가 없다. 이런 사실은 칫솔 구조를 간단하게 하며, 작용제의 합성과 관련된 부산물을 다룰 필요가 없다. 다르게는, 한 저장소 내의 작용제가 1개 이상의 출구로 다른 배출 장치를 통해 배출되는, "작동"되는 다른 저장소로 배출 장치를 통해 배출된다. 칫솔 구조의 배출 시스템은 직접 또는 간접적으로 이어진 복수의 연결구를 이용할 수 있다.

사용될 수 있는 비-한정적인 예로 기재하는 작용제는, 클로르헥시딘, 염화 세틸 피리디니늄, 트리클로산, 주석 화합물, 허브식물 추출물(herbal extracts), 및 아연 화합물과 같은 항균제; 과산화수소, 과산화요소, 과탄산나트륨, 및 PVP-H₂O₂ 와 같은 산화 또는 미백제; 과급된 불소 배출 성분(예, 디칼슘 인산염 디하이드레이트 및 미국 특허 5,785,956호에 게재된 그 밖의 것들); KNO₃ 와 같은 치아 민감도 성분; Novamin? 바이오액티브 글래스, 규산나트륨과 같은 교합제(occluding agents), 및 아르기닌 중탄산염과 같은 아르기닌 소금; 폴리페놀(예, 바이카린 및 카테친), 허브식물 추출물 및 트리클로산과 같은 염증 자극을 일으키는 세균 프로세스에서 염증 경로를 감소 및/또는 저지하는 것들을 포함하는 잇몸 건강 작용제; 비타민, 미네랄, 아미노산, 비타민E, 및 엽산과 같은 영양물 타입의 성분; 인산염 소금, 폴리비닐포스폰산, PVM/MA 코폴리머를 포함하는 타르타르(tartar) 제어 또는 얼룩방지(anti-stain) 성분; 프라그 제거용으로 사용되는 것과 같은 효소; 차가운, 얼얼한, 또는 뜨거운 것의 감각을 제공하는 것과 같은 민감도 성분; 향미제 또는 향미 성분; 충치 또는 에나멜 치료제; 호흡 청량 성분; 구취 감소제; 에틸 라우릴 알지네이트 및 실리콘 폴리머 같은 항-부착제(anti-attachment agents); 프라그-표시 염료와 같은 진단 용액; 착색 또는 그 밖의 에스테틱(aesthetic)제; 및 그 조합물을 포함한다. 향미 성분의 예는 에센셜 오일, 멘톨, 카르본 및 아네톨과, 다양한 방향 알데히드, 에스테르, 그리고 알코올을 포함한다. 에센셜 오일의 예는 스피아민트, 페퍼민트, 윈터그린, 사사프라스, 클로브, 살비아, 유칼립투스, 마조람, 시나몬, 레몬, 라임, 그레이프프루트, 및 오렌지의 오일을 포함한다.

작용제 및/또는 그 매체는 예를 들어 향미, 착색, 에스테틱, 또는 작용 성분의 조정에 의한 치약 처방(formula)을 보충하도록 선택될 수 있다. 향미는 현실적으로 치약 만을 사용할 수 없는 칫솔질을 하는 중에 점차적인 향미 변화가 발생하도록 투여될 수 있다.

상기 작용제는 치약과 양립할 수 있거나 또는 전통적인 치약 성분과 불안정성 및/또는 반응성이 있는 것이다. 전통적인 치약 성분과 불안정성 및/또는 반응성이 있는 화합물의 비-제한적인 기재의 예는 과산화수소, 불화나트륨, 각종 칼슘 소금, 세틸 피리디늄 염화물, 에틸 라우릴 알지네이트, 실리콘 폴리머, 효소, 및 클로르헥시딘을 포함한다. 또한, 상기 작용제는 치아 세척제이기 때문에 칫솔질의 전체 효험도 향상시킨다. 그런 치아 세척제는 치약 성분과 양립할 수도 있거나 양립할 수 없는 것이다.

상기 작용제는 수용액 또는 겔 또는 페이스트의 형태와 같은 적절한 매개물에 제공될 수 있다. 실시예에서, 산소가 치아 미백 또는 에어와 같은 산화 공정을 도와 전체 입 안의 향미 감각을 향상시킨다. 에어의 사용은 입 안의 방향의 확산율을 증가시킬 것이다. 매개물의 비-한정적인 게재의 예는 물, 에타놀과 같은 1가 알코올, 유니온 카바이드로부터 입수할 수 있는 PEG 2M, 5M, 7M, 14M, 23M, 45M, 90M과 같은 폴리에틸렌 글리콜과 같은 폴리(에틸렌 옥사이드), B.F. 굿리치로부터 입수할 수 있는 Carbopol 934 및 974와 같은 카르복실메틸렌 폴리머, 및 그 조합물을 포함한다. 적절한 매개물의 선택은 당 분야의 기술자가 점성과 같은 작용제의 성질과 매체의 필요한 성질로서의 요소(factor)에 따라 분명하게 할 수 있을 것이다.

분배된 매체의 양은 작용제의 실체와 매체의 농도와 같은 요소에 따라 광범위한 범위에 걸쳐 변경할 수 있다. 상기 양은 일반적으로 사용 당(per use) 약 1 내지 약 500㎕ 범위에 있고, 보다 일반적으론 약 10 내지 약 100㎕ 범위에 있다. 예를 들어, 펌프(18)는 30초의 시간에 걸쳐, 즉 치아를 닦는 칫솔질의 처음 30초 동안 적용을 위해 10㎕의 20% 세틸피리디늄 염화물 겔을 배출하게 구성된다. 이러한 배출의 이점은 치약과 양립할 수 없는 성분이 가능한 적게 치약에 노출되게 한 것이다.

저장소(15)는 단일 사용 또는 소수 사용의 성격을 가진 일정 양의 작용제를 보유하거나, 또는 연장된 시간에 걸쳐, 즉 수 개월 또는 수 년까지(만일 예를 들어 교체식 헤드를 가진 칫솔에 사용하는 경우) 반복된 사용을 촉진한다. 저장소(15)의 크기는 각각의 적용을 하는 과정에서 투여된 작용제의 안정성 및 매체의 양과 같은 요소에 더하여 칫솔(1)의, 특히 목 부분(11)의 필요한 전체 치수와 양립할 수 있게 선택된다.

저장소(15) 내의 작용제의 공급은 앞서 확인된 바와 같이 양립할 수 없는 치약 화합물과 같은 작용제 및/또는 작용제를 함유한 매체와 양립할 수 없는 성분들과 무관하거나 대체로 무관하다. 본원의 일 면에서, 상기 저장소(15)는 치약이 사용자에 의해 칫솔에 분리되어 적용되어 치약과 무관하거나 대체로 무관한 것이다. 다르게는 상술한 바와 같이, 작용제는 원래 한 저장소에 보유되고, 그리고 배출 직전에 작동되는 다른 저장소로 이송되며, 상기 다른 저장소는 임의적 조건 또는 상황에서 유용한 것이다.

다음의 예들은 본원을 설명할 목적으로 제공되는 것이며, 본원을 한정하는 것은 아니다.

-예1: 표1은 항균제로서 칫솔질을 하는 동안에 칫솔 저장소로부터 배분되는 세틸피리디늄 염화물 농도를 나타낸다.

성분	Wt%
Carbopol 974P	1-2
PEG 600	10
FD & C blue#1(1% 수용액)	0.5
세틸피리디늄 염화물	20
물	Q.S.

-예2: 표2는 미백 부스터(whitening booster)로서 칫솔질을 하는 동안에 칫솔 저장소로부터 배분되는 과산화수소 용액을 나타낸다.

성분	Wt%
Carbopol 974P	1-2
과산화수소	30
물	Q.S.

-예3: 표3은 미백 액체로서 칫솔질을 하는 중에 칫솔 저장소로부터 배분되는 과산화수소 겔을 나타낸다. 상기 겔도 치아 미백을 위해 칫솔질 후(post-brushing)에 적용된다.

성분	Wt%
물	10.07
Carbopol 974	1.00
95% 에틸 알코올	34.8
글리세린	5.00
PEG 600	10.00
PEG 2M	14.00
과산화수소	25.00
85% 인산	0.05
제일인산나트륨	0.05
Total	100.00

-예4: 표4는 미백 액체로서 칫솔질을 하는 동안에 칫솔 저장소로부터 배분되는 인산 용액을 나타낸다. 상기 용액은 약 4.0 pH 를 갖는다.

성분	Wt%
정제수	25.1
Carbopol 974	1.00
95% 에틸 알코올	34.8
글리세린	5.00
PEG 2M	15.00
과산화요소	18.00
85% 인산	0.10
제일인산나트륨	1.0
Total	100.00

-예5: 표5는 미백 부스터로서 칫솔질을 하는 동안에 칫솔 저장소로부터 배분되는 다른 과산화수소 용액을 나타낸다. 조성물은 선택적으로 미백제로서 칫솔질 후에 치아에 적용된다.

성분	Wt%
Carbopol 974P	1
95% 에틸 알코올	34.8
글리세린	5
PEG 600	10
PEG 2M	14
85% 인산	0.05
제일인산나트륨	0.05
과산화수소	25
물	Q.S.

-예6: 선택적 액체 미백 겔이 다음의 어느 하나를 더함으로써 예5의 기본 처방(base formula)을 변형하여 준비되었다. (1)6 내지 8미크론의 평균 입자 크기를 가진 2 내지 5wt% 폴리에틸렌(PE) 분말; (2)5 내지6미크론의 입자 크기를 가진 1 내지 5wt% 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 분말; (3)4 내지 50미크론의 입자 크기를 가진 0.8 내지 2.5wt% 폴리프로필렌(PP) 분말; (4)10 내지 45미크론의 입자 크기를 가진 2 내지 5wt% PE 분말과 0.11 내지 0.4wt% 티타늄 이산화물 분말. 상기 기본 처방에 합체된 폴리머 및/또는 무기물 티타늄 분말을 가진 겔의 예를 표6 및 표7에 나타내었다.

	A(Wt%)	B(Wt%)	C(Wt%)	D(Wt%)	E(Wt%)	F(Wt%)	G(Wt%)
base formula	99.0	98.0	95.0	98.0	95.0	99.2	97.5
+PE	--	--	--	2.0	5.0	--	--
+PTFE	1.00	2.0	5.0	--	--	--	--
+PP	--	--	--	--	--	0.8	2.5

	GA(Wt%)	H(Wt%)	I(Wt%)	J(Wt%)	K(Wt%)	L(Wt%)
base formula	99.5	97.90	97.80	97.60	94.90	99.5
+PE	--	2.00	2.00	2.00	5.00	--
+TiO₂	--	0.10	0.20	0.40	0.10	0.5
+TiO₂ 코팅된 운모(mica)	0.5	--	--	--	--	--

-예7: 표8은 본원에 기재된 바와 같이 칫솔질을 하는 동안에 칫솔의 저장소로부터 분배되는 액체 미백 겔의 다른 예의 조성물을 나타낸다.

Liquid Gel Formula	Wt%
Carbomer	1.00
PEG 600	9.96
BHT	0.03
글리세린	4.98
물	17.00
에틸 알코올	34.67
PEG 2M	13.95
H2O2(35%)	17.93
인산나트륨	0.05
인산	0.05
이산화티타늄	0.38

-예8: 표9는 본원에 기재된 바와 같이 칫솔 저장소로부터 배분되는 호흡 보호 겔(breath protection gel)의 조성물을 나타낸다.

성분	Wt%
Carbopol 974P	1
PVM/MA 코폴리머	10
트리클로산	20
에틸 알코올	40
글루콘산 아연	20
물	Q.S.

1: 칫솔 10: 손잡이
11: 목부분 12: 헤드
15: 저장소

Claims

치아 세척요소를 가진 헤드;
액체를 저장하는 저장소;
상기 헤드에 배치되고 상기 저장소에 연결된 출구;
액체를 저장소로부터 출구를 통해 배출하기 위해 상기 치아 세척요소 아래에 배치되며 펌프 실위의 가용성 막에 고정된 압전기 작동부를 포함하는 압전기 펌프;
액체가 상기 저장소로부터 상기 펌프실 쪽으로만 흘러가게 하는 제1 이중 밸브 플랩; 및
액체가 상기 펌프실로부터 상기 출구쪽으로만 흘러가게 하는 제2 이중 밸브 플랩을 포함하며,
부압이 상기 저장소에서 발생하지 않도록 상기 저장소는 접혀질 수 있는 백 또는 용기인 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구
제1항에 있어서,
손잡이와, 목 부분 및 상기 압전기 펌프를 작동시키기 위한 회로를 부가로 포함하고, 상기 저장소는 상기 목 부분에 배치된 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 구강 관리 기구의 목 부분에 배치된 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 방사방향으로 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 길이방향으로 접혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 출구로 액체를 운반하는 동안 에어 버블의 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 작용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 출구로 선택적으로 배출할 수 있는 복수개의 작용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 압전기 펌프의 작동 시, 상기 압전기 펌프가 사전 정해진 설정 시간에 작동해제되도록 셀프 타이머를 가진 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 출구는 치아 세척요소의 근방에서 복수개의 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 압전기 펌프를 작동시키는 작동기를 부가로 포함하고, 상기 작동기는 복수개의 작용제 처리 중의 하나를 선택하는 조절식 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 액체를 함유하고; 상기 저장소 내의 액체는 항균제; 산화 또는 미백제; 에나멜 강화 또는 치료제; 치아부식 방지제; 치아 민감도 성분; 잇몸 건강 작용제; 영양 성분; 타르타르 제어 또는 얼룩 방지 성분; 효소; 감각 성분; 향미제 또는 향미 성분; 호흡 청량 성분; 구취 감소제; 항-부착제 또는 밀폐제; 진단 용액; 교합제, 건조 입 경감 성분; 임의적인 상기 작용제의 활성을 향상시키는 촉매; 착색제 또는 에스테틱 성분; 그리고 그 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 작용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제12항에 있어서,
상기 작용제는: (i)클로르헥시딘, 염화 세틸 피리디니늄, 트리클로산, 주석 화합물, 허브식물 추출물, 및 아연 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 항균제; (ⅱ)과산화수소, 과산화요소, 과탄산나트륨, 및 PVP-H₂O₂ 로 구성된 그룹으로부터 선택된 산화 또는 미백제; (ⅲ)폴리페놀, 허브식물 추출물, 및 트리클로산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 잇몸 건강제; (ⅳ)비타민, 미네랄, 아미노산, 비타민E, 및 엽산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 영양 성분; (ⅴ)인산염 소금, 폴리비닐포스폰산, PVM/MA 코폴리머로 구성된 그룹으로부터 선택된 타르타르 제어 또는 얼룩 방지제; (ⅵ)멘톨, 카르본, 아네톨, 알데히드, 에스테르, 알코올, 및 스피아민트, 페퍼민트, 윈터그린, 사사프라스, 클로브, 살비아, 유칼립투스, 마조람, 시나몬, 레몬, 라임, 그레이프프루트, 또는 오렌지의 오일로 구성된 그룹으로부터 선택된 향미제 또는 향미 성분; (ⅶ)규산나트륨, 바이오액티브 글래스, 및 아르기닌 소금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 교합제 ;(ⅷ)에틸 라우릴 알지네이트 및 실리콘 폴리머로 구성된 그룹으로부터 선택된 항-부착제; 그리고 (ⅸ)그 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 구강 관리기구.
제1항에 있어서,
상기 압전기 펌프의 출구 포트는 상기 출구에 직접 결합되는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.
제14항에 있어서,
상기 압전기 펌프의 출구 포트를 통해 연장하는 액체는 상기 헤드의 전방면에 수직인 선형 방향에서 출구를 통해 흐르는 것을 특징으로 하는 구강 관리 기구.