KR20130056888A

KR20130056888A - 내파괴성 브러시 헤드

Info

Publication number: KR20130056888A
Application number: KR1020137003570A
Authority: KR
Inventors: 토마스 프리치; 울리히 슈퇴르켈
Original assignee: 브라운 게엠베하
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-05-30
Also published as: HK1181292A1; BR112013002983B1; CN103068336B; JP5612210B2; RU2545426C2; WO2012020388A1; EP2603164A1; JP2013533088A; KR101472692B1; BR112013002983A2; CA2806209A1; US20120036656A1; CA2806209C; CN103068336A; AU2011288175A1; MX2013001736A; EP2603164B1; RU2013103839A; ZA201300865B; US8875336B2

Abstract

본 출원은 전동 칫솔에 관한 것으로, 특히 전동 칫솔 (10) 용 브러시 섹션 (200) 에 관한 것이다. 브러시 섹션은 세정 작동을 수행하는 가동 접촉 요소 (228) 및 고정 접촉 요소 (224) 를 포함할 수 있다. 브러시 섹션의 헤드 부분 (220) 은 예를 들어 칫솔을 떨어뜨리는 것에 의해 야기되는 것과 같은 충격으로부터 초래될 수 있는 파괴 또는 다른 재료 손상에 저항성을 갖는다. 이는 충격으로부터의 힘을 헤드 부분의 내부 영역으로부터 멀리 전달하여 헤드 부분의 측부 부분들을 지나도록 구성된다.

Description

내파괴성 브러시 헤드{FRACTURE RESISTANT BRUSH HEAD}

본 출원은 전동 칫솔에 관한 것으로, 특히 전동 칫솔용 브러시 섹션 (brush section) 에 관한 것이다.

전동 칫솔은 핸들 섹션에 결합되는 브러시 섹션을 포함할 수 있다. 기계적 링크 장치가 브러시 섹션 내의 하나 이상의 가동 부분을 핸들 섹션의 내부에 배치된 전기 구동장치에 연결할 수 있다. 전기 구동장치는 회전 운동, 진동 운동, 또는 조합된 회전 진동 운동을 가동 부분들에 부여하여, 이들이 회전 또는 진동 방식으로 이동하게 할 수 있다. 가동 부분의 이동은 원하는 세정 작용을 제공한다.

전동 칫솔은 종종 전기 모터, 배터리, 다양한 기계적 링크 장치, 전동 헤드 부분, 및 다른 구성요소들로 인해 비-전동 칫솔에 비해 크기가 더 크다. 전동 칫솔은 종종, 역시 이러한 다양한 구성요소들의 존재로 인해, 비-전동 칫솔에 비해 또한 무겁다. 전동 칫솔의 물리적인 크기 및 중량을 최소화하기 위해, 개별 구성요소들의 대부분이 실용적인 한 소형 및 경량이 되도록 제조될 수 있다. 그러나, 전동 칫솔에 소형 및 경량의 구성요소들의 사용을 제한하는 요인들 중 하나는 내구성이다. 예를 들어, 칫솔은 소정의 "낙하 시험" 요건을 충족시킬 것이 요구된다. 이와 관련해서, 낙하 시험은 사용자가 칫솔을 떨어뜨렸을 때에 발생할 것을 전형적으로 모사하고자 하는 하나 이상의 실험실 조건을 규정한다. 그러한 조건은, 예를 들어 낙하 높이, 떨어질 때 칫솔의 배향, 칫솔이 충돌하여 칫솔의 낙하를 멈추는 표면의 재료 및 상태 등을 포함한다. 규정된 조건 하에서 낙하된 후에, 파괴되지 않거나 달리 물질적으로 손상되지 않으면 칫솔은 낙하 시험을 통과하게 된다. 따라서, 칫솔의 물리적 크기 및 중량을 줄이기 위한 재료의 선택 및 최소화 정도는 낙하 시험 요건과 같은 내구성 요건에 의해 제한된다.

본 출원은, 그렇지 않으면 예를 들어 칫솔을 떨어뜨리는 것에 의해 야기되는 것과 같은 충격으로부터 초래될 수 있는 파괴 또는 다른 재료 손상에 대한 브러시 헤드의 저항성을 유리하게 증가시킨 전동 칫솔의 디자인을 기재하고 있다.

일 실시예에서, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션으로서, 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며, 헤드 부분은 내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임, 내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하는 가동 접촉 요소 홀더, 및 헤드 부분의 팁 단부에 배열되고, 프레임과의 사이에 간극이 배치된, 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분을 포함한다. 가동 접촉 요소 홀더는 제 1 복수의 접촉 요소에 대하여 1 이상의 운동 자유도를 갖도록 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된다. 그리고, 헤드 부분의 측부 외주연 영역 내의 간극의 적어도 제 1 부분은 칫솔 헤드의 내부 영역 내의 간극의 제 2 부분보다 폭이 더 작다.

다른 실시예에서, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션으로서, 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며, 헤드 부분은 내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임, 내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하는 가동 접촉 요소 홀더, 헤드 부분의 팁 단부에 배열되는, 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분, 및 헤드 부분의 내부 영역으로부터 멀리 충격력을 분산시키기 위한 수단을 포함한다. 가동 접촉 요소 홀더는 제 1 복수의 접촉 요소에 대하여 1 이상의 운동 자유도를 갖도록 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션으로서, 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며, 헤드 부분은 내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임, 내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하는 가동 접촉 요소 홀더, 및 헤드 부분의 팁 단부에 배열되고, 프레임과의 사이에 간극이 배치된, 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분을 포함한다. 가동 접촉 요소 홀더는 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된다. 그리고, 간극은 브러시 헤드 부분이 힘 (D) 을 통해 인가되는 약 1.3 뉴턴 이상의 에너지를 파괴 없이 흡수할 수 있도록 구성된다.

본 명세서는 본 발명으로서 간주되는 요지를 구체적으로 지적하고 명확하게 청구하는 특허청구범위로 끝맺고 있지만, 본 발명은 첨부 도면과 관련하여 취해진 후속 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 것으로 여겨진다. 어떠한 도면도 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
도 1은 전동 칫솔의 사시도.
도 2a는 도 1에 도시된 칫솔의 브러시 섹션의 분해 사시도.
도 2b는 조립 조건에서의, 도 2a에 도시된 브러시 섹션의 사시도.
도 2c는 도 2a 및 도 2b에 도시된 브러시 섹션의 헤드 부분의 배면도.
도 2d는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 브러시 섹션의 헤드 부분의 측면도.
도 2e는 도 2a 내지 도 2d에 도시되고, 헤드의 팁에서 상이한 강모 구성을 채용하고 있는, 브러시 섹션의 헤드 부분의 평면도.
도 3은 범퍼에 초점을 맞춘, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 브러시 섹션의 헤드 부분의 부분 평면도.
도 4는 범퍼에 초점을 맞춘, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 브러시 섹션의 헤드 부분의 부분 사시도.

도 1은 예시적인 전동 칫솔 (10) 을 도시한다. 전동 칫솔 (10) 은 브러시 섹션 (200) 과 핸들 섹션 (12) 을 포함한다. 브러시 섹션 (200) 은 도 2a 내지 도 2e에서 보다 구체적으로 도시되어 있으며, 이하에서 보다 상세히 논의된다. 핸들 섹션 (12) 은 전기 구동장치, 예를 들어 모터, 배터리, 전기 구동장치를 브러시 섹션 (200) 내의 추가적인 기계적 링크 장치와 연결하기 위한 기계적 링크 장치, 칫솔 (10) 의 전기 작동을 제어하기 위한 전자 구성요소 등을 전형적으로 수용하는 내부 공동 (도시되지 않음) 을 포함한다. 많은 상이한 실시예들에서, 이들 내부 구성요소들 중 하나 이상은 생략되거나 다른 구성요소로 대체될 수 있다. 예를 들어, 코드형 전원은 배터리의 필요성을 대체할 수 있다. 스위치 (14) 가 전동 칫솔 (10) 을 켜고 끄거나, 다르게는 전동 칫솔 (10) 의 작동을 제어하는 데에 사용될 수 있다.

핸들 섹션 (12) 내의 전기 구동장치는 운동을 핸들 섹션 (12) 내의 기계적 링크 장치에 부여한다. 이는 예를 들어 기계적 링크 장치에 회전 운동, 진동 운동, 또는 회전 및 진동 운동을 부여할 수 있다. 핸들 섹션 (12) 내의 기계적 링크 장치는 이어서 커플링 부재 등을 통해 브러시 섹션 (200) 내의 추가적인 기계적 링크 장치에 결합된다. 적합한 모터 및 기계적 링크 장치 전달 시스템이, 예를 들어 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된 파렐 (Farrell) 등의 미국 특허 출원 공개 제 2008/0307591호에 개시되어 있다. 조합된 기계적 링크 장치들의 운동은 브러시 섹션 (200) 의 브러시 헤드 부분 (220) 에 요구되는 운동을 부여하여, 브러시 헤드 부분 (220) 또는 그의 임의의 구성 요소가 요구되는 세정 운동을 갖게 한다. 회전, 진동, 수직 및/또는 수평 스위핑 (sweeping) 등을 포함하는 많은 다양한 종류의 세정 운동이 사용될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 세정 운동은 세정에 영향을 미치는, 칫솔 (10) 내의 다른 구성 요소들에 대한 임의의 요구되거나 효과적인 강모의 운동을 말한다. 핸들 섹션 (12) 과 기계적 링크 장치는 숙련자들에게 잘 알려져 있다. 브러시 섹션 (200) 은 그러한 기존의 핸들 섹션과 함께 사용되도록 구성될 수 있거나, 경우에 따라 새로운 핸들 섹션 유형과 함께 구성될 수 있다.

도 2a 내지 도 2e, 도 3 및 도 4에 보다 상세히 도시된 브러시 섹션 (200) 은 핸들 섹션 (12) 상으로 밀어-끼워맞춤될 수 있다. 브러시 섹션 (200) 은 길이방향 축 (214) 을 따라 연장되는 장착 튜브 (212) 를 포함한다. 길이방향 축 (214) 은 기계적 링크 장치의 구동 샤프트 부재의 길이방향 섹션과 일치할 수 있다. 핸들 단부 (216) 에서, 장착 튜브 (212) 는 핸들 섹션 (12) 의 외부 윤곽과 상호보완적인 내부 윤곽을 갖는 프로파일 링 (profile ring) 을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 브러시 섹션 (200) 은 핸들 섹션 (12) 에 대한 브러시 섹션 (200) 의 상대 회전을 방지하는 방식으로 핸들 섹션 (12) 상으로 밀어-끼워맞춤될 수 있다. 탭/슬롯, 키이/스플라인 또는 다른 유사한 구조물이 대응하는 윤곽 표면에 포함되어 핸들 섹션 (12) 과의 브러시 섹션 (200) 의 정렬을 용이하게 하고 또한 둘 사이의 상대 회전을 방지할 수 있다. 대안적으로, 장착 튜브 (212) 는 핸들 섹션 (12) 과 일체로 형성될 수 있다.

도시된 브러시 헤드 부분 (220) 은 타원 형상을 갖지만, 대안적으로는 대체로 직사각형이거나 장방형이거나 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 브러시 헤드 부분 (220) 은 1 초과의 길이-대-폭 종횡비를 가질 수 있지만, 그러한 배열이 요구되지 않는다.

일부 실시예에서, 브러시 헤드 부분 (220) 은 프레임 (222) 을 포함하며, 프레임은 프레임 (222) 에 대하여 고정되도록, 즉 정지하여 있도록 프레임 (222) 에 장착된 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 를 지지한다. 프레임 (222) 에 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 를 장착하는 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 접촉 요소 (224) 가 복수의 강모를 포함하는 경우, 핫 터프팅 (hot tufting), 글루잉 (gluing), 스테이플링 (stapling) 등과 같은 방법이 이용될 수 있다. 다른 예로서, 접촉 요소 (224) 가 복수의 탄성중합체 요소를 포함하는 경우, 글루잉, 스냅-끼워맞춤 (snap-fitting), 용접, 성형 (molding) 등과 같은 방법이 이용될 수 있다.

제 2 복수의 접촉 요소 (228) 를 지지하는 가동 접촉 요소 지지부 또는 가동 접촉 요소 홀더 (226) 가, 예를 들어 스냅 끼워맞춤에 의한 것과 같이, 프레임 (222) 내에 지지된다. 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 는 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 에 관해 전술된 바와 같이 임의의 적합한 방법을 사용하여 가동 접촉 요소 홀더 (226) 에 장착될 수 있다. 가동 접촉 요소 홀더 (226) 는, 기계적 링크 장치에 의해 전달되는 바와 같은 핸들 섹션 (12) 으로부터의 적합한 구동 입력에 응답하여 길이방향 축 (214) 을 중심으로 회전할 수 있도록, 프레임 (222) 내에 지지된다. 이러한 방식으로, 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 는 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 에 대하여 세정 운동으로 움직일 수 있다.

제 1 복수의 접촉 요소 (224) 는 축 (214) 에 대하여 횡방향 열로서 배열될 수 있다. 유사하게, 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 는 축 (214) 에 대하여 횡방향 열로 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 횡방향 열들은 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 의 열들과 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 의 열들 사이에서 교번할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 복수의 접촉 요소의 다수의 열들이 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 의 하나의 열 또는 다수의 열들에 의해 분리될 수 있고 그 역도 마찬가지이거나, 열들이 사실상 임의의 방식으로 배열되거나 끼워 넣어질 수 있다. 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 의 열들은 유리하게는 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 의 열들보다 길이가 더 길 수 있다.

가동 접촉 요소 홀더 (226) 는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 를 지지하는 연장 부분 (244) 을 포함할 수 있다. 도 2e는 본 명세서의 다른 도면들과는 약간 상이한, 연장 부분 (244) 내에 배치된 접촉 요소 (246') 의 구성을 도시한다. 연장 부분 (244) 은 프레임 (222) 에 대하여 1 이상의 운동 자유도를 허용하도록 지지될 수 있다. 예를 들어, 연장 부분 (244) 은 프레임 (222) 에 대하여 회전하도록 지지될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 는 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 및/또는 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 에 대하여 세정 운동으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 연장 부분 (244) 은 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 가 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 와 유사한 방식으로 이동하도록 가동 강모 홀더 (226) 에 결합될 수 있다.

도 2a 내지 도 2e의 실시예에서, 연장 부분 (244) 과 가동 접촉 요소 홀더 (226) 사이의 결합은 연장 부분 (244) 이 가동 접촉 요소 홀더 (226) 와 함께 이동하도록 직접적이다. 그러나, 몇몇 실시예들에서, 연장 부분 (244) 은 대신에 브러시 섹션 (200) 내의 기계적 링크 장치에 직접적으로 결합될 수 있고/있거나, 연장 부분 (244) 이 가동 접촉 요소 홀더 (226) 및 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 의 세정 운동으로부터 분리된 세정 운동을 갖도록 가동 접촉 요소 홀더 (226) 등에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프레임 (222) 은 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 를 보유하도록 연장 부분 (244) 을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 는 프레임 (222) 에 대하여 정지되어 있을 수 있다.

도 2a 내지 도 2e에 도시된 실시예에서, 가동 접촉 요소 홀더 (226) 는 축 (214) 을 중심으로 진동할 수 있고, 이에 의해 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 가 축 (214) 을 중심으로 유사하게 진동하게 할 수 있다. 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 이동은 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 가 각도 방향으로 전후로 진동하게 하여 상하 수동 칫솔질 동작과 실질적으로 유사한 세정 동작을 제공할 수 있다. 가동 접촉 요소 홀더 (226) 및 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 에 의해 나타내어지는 속도뿐만 아니라 각 이동량 (amount of angular movement) 은 세정 동작의 효능에 영향을 미칠 수 있다.

일부 실시예에서, 미국 특허 출원 공개 제 2004/0255409호 및 제 2003/0101526호에 기재된 바와 같이 브러시 섹션 (200) 은 트랜스폰더 (transponder) 를 포함할 수 있고, 핸들 섹션 (12) 은 검출기 또는 판독 장치를 포함할 수 있다. 트랜스폰더는 브러시 섹션 (200) 에 대한 정보를 검출기 또는 판독 장치에 전달하도록 구성될 수 있다. 판독 장치 또는 검출기는 핸들 섹션 (12) 내의 기계적 링크 장치의 운동 및/또는 모터의 속도를 제어하도록 구성될 수 있는 핸들 섹션 (12) 내의 제어기와 신호 통신할 수 있다. 제어기, 판독 장치, 검출기 및/또는 트랜스폰더의 기본적인 구조는 일반적으로 알려져 있다.

진동하는 샤프트 변위의 각도뿐만 아니라 모터의 속도는 임의의 적합한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 모터의 속도를 변경하는 하나의 수단은 모터로의 전압을 증가 또는 감소시키는 것이다. 전형적으로, 전압의 증가는 모터의 속도를 증가시킬 것인 반면, 전압의 감소는 모터의 속도를 감소시킬 것이다. 모터에 전달되는 전압을 변경하기 위한 이러한 기구는 잘 알려져 있다. 다른 예로서, 모터의 속도는 변속 시스템을 통해 변경될 수 있다.

본 발명의 제 1 복수의 접촉 요소 (224), 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 는 매우 다양한 재료를 포함할 수 있고 다수의 상이한 구성들을 가질 수 있다. 임의의 적합한 재료 및/또는 임의의 적합한 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제 1 복수의 접촉 요소 (224), 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 는 터프트 (tuft) 를 포함할 수 있다. 터프트는 세정 요소 캐리어에 견고하게 부착되는 복수의 개별 필라멘트를 포함할 수 있다. 그러한 필라멘트는 중합체일 수 있으며, 폴리아미드 또는 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 본 발명의 필라멘트의 길이방향 단면 및 횡단면 치수들과 필라멘트 단부의 프로파일은 변동될 수 있다. 또한, 필라멘트 단부의 강성도 (stiffness), 탄성 (resiliency) 및 형상은 변동될 수 있다. 적합한 치수의 일부 예는 약 3 ㎝ 내지 약 6 ㎝, 또는 이 범위 내의 임의의 개별 수치의 길이를 포함한다. 또한, 필라멘트는 약 100 내지 약 350 마이크로미터, 또는 이 범위 내의 임의의 개별 수치의 실질적으로 균일한 단면 치수를 포함할 수 있다. 필라멘트의 팁은 임의의 적합한 형상일 수 있으며, 그 예에는 매끄러운 팁, 둥근 팁 및 뾰족한 팁이 포함된다. 일부 실시예에서, 필라멘트는 미국 특허 제 4,802,255호에 설명된 바와 같이, 필라멘트의 마모를 지시하는 염료 (dye) 를 포함할 수 있다. 필라멘트의 다른 적합한 예가 미국 특허 제 6,018,840호에 기재되어 있다. 일부 실시예에서, 세정 요소 필드는 미국 특허 제 6,553,604호 및 미국 특허 출원 공개 제 2004/0177462호, 제 2005/0235439호, 및 제 2005/0060822호에 기술된 바와 같은 휜 (fin) 을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세정 요소 필드는 휜과 터프트의 조합을 포함할 수 있다.

부가적으로, 제 1 복수의 접촉 요소 (224), 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 의 일부의 적어도 일부분은 소정 각도로 세정 요소 캐리어에 부착될 수 있다. 그러한 배향이 미국 특허 제 6,308,367호에 설명되어 있다. 또한, 임의의 적합한 방법이 제 1 복수의 접촉 요소 (224), 제 2 복수의 접촉 요소 (226) 및/또는 제 3 복수의 접촉 요소 (246) 를 그들의 각자의 구조체에 부착하는 데 이용될 수 있다.

장착 튜브 (212) 가 핸들 섹션 (12) 에 대하여 각도를 이루는 실시예들이 고려된다. 그러한 실시예들에서, 본 발명의 모터와 브러시 헤드 부분 (220) 사이의 기계적 링크 장치는 별개의 부분들로 마련되고, 이에 의해 장착 튜브 (212) 의 각도를 수용할 수 있다. 예를 들어, 기계적 링크 장치는 하나 이상의 유니버설 조인트를 갖는 구동 샤프트, 또는 순응성 재료로 구성된 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 구동 샤프트의 구성을 위한 적합한 재료의 일부 예는 알루미늄, 스프링 강, 플라스틱, 예컨대 델린 (delrin), 나일론, 폴리프로필렌 및/또는 이들의 조합을 포함한다.

제 2 복수의 접촉 요소 (228) 는 접촉 요소 (224, 228) 들이 칫솔질 동작을 수행하는 일체의 접촉 요소 필드를 형성하도록 프레임 (222) 내에 형성된 개구 (270) 들을 통해 연장된다. 작동시, 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 는 수동 칫솔과 같은 수동 구강 세정 장치로 사용자가 수행하는 운동과 매우 유사한 운동으로 제 1 복수의 접촉 요소 (224) 에 대하여 이동한다. 구동 샤프트 (도시되지 않음) 는 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 연장 부분 (244) 내에서 지지되도록 프레임 (222) 을 통해 연장될 수 있다. 구동 샤프트는 핸들 섹션 (12) 내의 기계적 링크 장치와 맞물리도록 구성될 수 있다. 가동 접촉 요소 홀더 (226) 는 구동 샤프트의 진동이 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 유사한 진동을 유발하도록 구동 샤프트에 결합된다. 대안적으로, 가동 접촉 요소 홀더 (226) 는 가동 접촉 요소 홀더 (226) 가 구동 샤프트의 회전 운동과는 독립된 세정 운동을 갖도록 링크 장치, 캠 구조물 등에 의해 결합될 수 있다. 가동 접촉 요소 홀더 (226) 는 프레임 (222) 내에 스냅 끼워맞춤되어 구동 샤프트와 맞물릴 수 있다.

일반적으로, 도시된 헤드 부분 (220) 과 같은 전동 칫솔 헤드 부분은 사용자의 입에 삽입되어 그 내부 주위에서 이동되기에 충분하도록 소형이어야 한다. 이러한 디자인 목표는 가동 부분 (226) 과 같은 칫솔 헤드 (220) 내의 가동 부분들을 포함해야 하는 필요성에 의해 복잡하게 되는데, 가동 부분들 각각은 접촉 요소 (224, 228, 246) 들과 같은 접촉 요소들을 적당히 보유 및 유지하기에 충분히 커야 한다. 다양한 칫솔 헤드 부분들은 또한 충분히 내구성이어야만 하는데, 예를 들어 칫솔의 전형적인 떨어뜨림을 견뎌야 한다. 칫솔을 떨어뜨리면, 헤드 부분에 관한 한 최악의 경우의 결과는 헤드 부분의 팁이 바닥, 싱크 또는 다른 표면과 최초로 접촉하는 때에 일어난다. 그러한 시나리오에서, 헤드 부분은 모터, 배터리 및 다른 내부 구성 요소들을 포함한 전체 칫솔의 최대 중량을 견뎌야 한다. 물론, 다른 낙하 시나리오가 또한 가능하며, 헤드 부분은 파괴되거나 달리 물질적으로 손상됨이 없이 임의의 합당하게 예측가능한 낙하를 견뎌낼 수 있어야 한다.

도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같은 헤드 부분 (220) 구조는 헤드 부분 (220) 에 대한 충격으로부터 기인하는, 특히 헤드 부분 (220) 의 팁 (272) 상에 작용하는 힘 (D) 에 응답한 파괴 또는 다른 재료 손상을 방지하는 것을 돕는다. 힘 (D) 은, 예를 들어 칫솔이 떨어져서 헤드 부분 (220) 의 팁 (272) 이 바닥 또는 싱크와 최초로 접촉하게 되는 부분이어서 칫솔 (10) 의 전체 중량을 지탱하는 경우에 칫솔 (10) 에 작용하는 "낙하력"을 나타낼 수 있다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 그러한 힘 (D) 은 헤드 부분 (220) 의 내부 영역으로부터 멀리 그리고 칫솔 헤드 (220) 의 2개의 측부 외주연 (274) 들을 통해 전달 (T) 된다 (도면에서는 힘 전달 (T) 이 일 측부에서만 표기되어 있음). 이러한 힘 전달은 연장 부분 (244) 과 프레임 (222) 사이의 계면의 구조에 의해 달성된다. 보다 구체적으로, 이들 2개 구성 요소들은 중앙 영역에서 이들 사이에 넓은 간극 (276) 을 그리고 측부 외주연 영역 (274) 에서는 이들 사이에 좁은 간극 (278) 을 남기도록 구성된다. 이러한 방식으로, 연장 부분 (244) 이 힘 (D) 에 의해 내측으로 편향될 때, 접촉 및 이에 따른 힘 전달 (T) 의 최초 지점은 측부 외주연 영역 (274) 내의 좁은 간극 (278) 에 걸쳐 발생한다. 따라서, 힘 전달 (T) 은 측부 외주연 (274) 을 따라 아래로, 접촉 요소 (224, 228) 들이 보유되어 있는 내부 영역의 둘레로, 그리고 브러시 섹션 (210) 의 튜브 부분 (212) 을 따라 아래로 이동한다.

도 2e, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 좁은 간극은 범퍼에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 측부 외주연 (274) 에 있는 좁은 간극 (278) 은 연장 부분 (244) 을 향해 연장되는 프레임 범퍼 (290) 에 의해 부분적으로 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 연장 부분 (244) 은 또한 단독의 또는 프레임 범퍼 (290) 와 조합된 그 자신의 범퍼 (292) 를 포함할 수 있다. 도시된 프레임 범퍼 (290) 는 프레임 부분 (222) 의 재료와 일체로 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 대안적으로 범퍼 (290, 292) 들 중 하나 또는 다른 하나는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 범퍼 (290, 292) 들은 프레임 부분 (222) 또는 연장 부분 (244) 의 재료보다 더 높은 정도의 탄성을 갖는 탄성중합체 재료로 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 범퍼 재료의 탄성은 힘 전달 (T) 의 일부를 흡수하여서, 전체 칫솔 (10) 상에서의 힘의 충격을 전체적으로 줄일 수 있다. 그러한 재료는 예를 들어 열가소성 탄성중합체 (TPE) 또는 몇가지 다른 종류의 재료들 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 당업자는, 요구되는 탄성 특성 및 사출 성형에 의해서와 같은 프레임 부분 (222) 또는 연장 부분 (244) 에의 접합의 요건들에 기초하여, 적당한 범퍼 재료를 결정할 수 있을 것이다.

힘 (T) 을 보다 효과적으로 내부 영역으로부터 멀리 전달하여 대신에 헤드 부분 (220) 의 측부 외주연 (274) 을 따라 이동하도록 돕기 위한 추가적인 수단들이 채용될 수 있다. 예를 들어, 연장 부분 (244) 이 힘 (D) 에 의해 편향될 때 좁은 간극 (278) 에 걸쳐 서로 맞닿는 2개의 표면들의 표면적들을 증가시키는 것이 유리하다. 이는, 예를 들어 좁은 간극 (278) 에 걸쳐 연장 부분 (244) 과 프레임 (222) 사이의 계면을 실질적으로 연속적으로 만들어서, 연장 부분 (244) 의 회전 사이클 동안에 급격한 불연속부가 없게 함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어 도 2b와 도 2e에 도시된 바와 같이 가동 홀더 (226) 가 중립 상태에 있을 때, 연장 부분 (244) 과 프레임 (222) 사이의 계면은 실질적으로 연속적이다. 그러나, 가동 홀더 (226) 와 연장 부분 (244) 이 그 중립 위치로부터 멀리 회전할 때, 계면은 불연속적으로 되기 시작하고, 간극 (278) 에 걸쳐 표면 접촉 면적은 감소한다. 좁은 간극 (278) 에 걸친 불연속성 정도는 홀더 (226) 가 그의 중립 위치로부터 더욱 멀리 회전함에 따라 증가할 것이다. 이러한 불연속성을 감소시키는 하나의 방식으로서, 회전의 각도 범위가 제한될 수 있다. 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 회전의 이러한 제한은 핸들 섹션 (12) 에서의 전기 구동장치와 가동 홀더 (226) 사이의 결합을 적절하게 구성하는 것에 의해서, 또는 프레임 (222) 내로의 홀더 (226) 의 끼워맞춤을 적절히 구성하는 것에 의해서, 또는 다른 수단에 의해서와 같은 많은 방식으로 달성될 수 있다.

예를 들어, 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 회전은, 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 각각이, 도 2e에서 점 곡선 (270a) 에 의해 도시된 바와 같은, 요소 (228) 가 관통 연장되는 각자의 개구 (270) 에 의해 한정되는 수직 수납부 내부에 유지되도록, 제한될 수 있다. 대안적인 예로서, 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 회전은, 제 2 복수의 접촉 요소 (228) 각각이, 도 2e에서 점 곡선 (222a) 에 의해 도시된 바와 같은, 헤드 부분 (222) 의 외측 프로파일에 의해 한정되는 수직 수납부 내부에 유지되도록, 제한될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 회전은 지지 구조물 위의 접촉 요소 (228) 의 높이의 하부 부분만이 수납부 (270a, 222a) 들 중 하나 또는 다른 하나 내부에서 유지되도록 제한될 수 있다. 하부 부분은, 예를 들어 접촉 요소 (228) 의 높이의 75 퍼센트, 50 퍼센트, 또는 25 퍼센트일 수 있다.

힘 전달 (T) 을 헤드 부분 (220) 의 2개의 측부 외주연 (274) 을 따라 아래로 지향시키는 것의 이점들 중 하나는 측부 외주연 (274) 들 사이의 헤드 부분 (220) 의 내부 영역을 보호한다는 것이다. 프레임 (222) 과 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 각자의 내부 영역들은 접촉 요소 (224, 228) 들을 수납한다. 따라서, 이들 내부 영역의 내구성은 접촉 요소를 제위치에 보유하는 강모 스테이플 (bristle staple) 등에 의해 취약하게 될 수 있다. 더욱이, 헤드 (220) 의 전체적인 크기를 줄이기 위해서뿐만 아니라, 보다 효율적인 통합된 세정 표면을 형성하기 위해서 요소 (224, 228) 들을 함께 근접하게 패킹 (packing) 하는 것이 바람직할 수 있다. 요소 (224, 228) 들의 밀접한 패킹은 내부 영역 내의 접촉 요소 홀더 (226) 와 프레임 (222) 의 다양한 벽 두께를 감소시킴으로써 달성될 수 있지만, 이는 그 영역 내의 이들 부분들의 내구성을 감소시킬 수 있다. 힘 전달 (T) 을 헤드 부분 (220) 의 2개의 측부 외주연 (274) 을 따라 아래로, 따라서 내부 영역으로부터 멀리 지향시키는 것은 헤드 부분 (220) 의 내부 영역에 사용되는 재료의 감소된 양을 허용한다. 이는 헤드 부분 (220) 의 전체적인 내구성을 희생시키지 않으면서 보다 소형인 헤드 부분 (220) 을 제공한다.

힘 전달 (T) 을 헤드 부분 (220) 의 내부 영역으로부터 멀리 지향시키기 위하여 추가적인 수단들이 채용될 수 있다. 예를 들어, 프레임 (222) 과 가동 접촉 요소 홀더 (226) 의 후방 부분 (282) 사이의 간극 (280) 은 연장 부분 (244) 와 프레임 (222) 사이의 간극 (276/278) 과 비교하여 작게 만들어질 수 있다. 이러한 방식으로, 힘 (D) 의 인가 시에, 힘 (D) 의 제 1 부분은 비교적 큰 간극 (276/278) 에 의해 허용되는 연장 부분 (244) 의 굽힘 이동에 의해 흡수된다. 이때, 힘 (D) 의 제 2 부분은 가동 부분 (226) 을 통해 전달 (T) 되어, 후방 간극 (282) 에 걸쳐 프레임 (222) 과 접촉하는 후방 부분 (282) 에 의해 후방 간극 (280) 에 걸쳐 전달된다. 힘 (D) 의 제 3 부분은 작은 간극 부분 (278) 에 걸쳐 프레임 (222) 과 접촉함으로써 결과적으로 전방 간극 (276/278) 을 폐쇄시키는 연장 부분 (244) 에 의해 흡수될 수 있다. 이 점과 관련하여, 전방 간극 (276/278) 은 후방 간극 (280) 보다 충분히 클 수 있어서, 힘 (D) 의 제 3 부분이 브러시 헤드 (220) 의 내부 영역의 내구성을 위협하지 않을 만큼 충분히 작게 된다. 그러한 경우에, 전방 간극은 예를 들어 2개의 측부 외주연 (274) 들 사이의 전체 범위에 걸쳐서 실질적으로 균일한 폭을 갖는 것과 같은 임의의 요구되는 구성을 취할 수 있다.

브러시 헤드 부분 (220) 의 구조는 욕실 환경에서 통상적으로 직면하게 되는 낙하 높이를 견딜 수 있다. 그러한 낙하 높이는 약 10 ㎝ (싱크의 림 (rim) 으로부터 싱크의 저부까지의 싱크의 전형적인 깊이) 내지 약 70 ㎝ 또는 약 80 ㎝ (싱크 상단과 바닥 사이의 전형적인 거리) 의 범위일 수 있다. 전동 칫솔 (10) 의 무거운 핸들 섹션 (12) 은 185 그램 정도의 중량일 수 있는데, 이는 70 센티미터의 높이에서 약 1.3 뉴턴의 낙하 위치 에너지를 나타낸다. 따라서, 일 실시예에 있어서, 브러시 헤드 부분 (220) 은 힘 (D) 을 통해 인가되는 약 1.0 뉴톤 이상의 에너지, 다른 실시예에서는 약 1.1 뉴턴 이상의 에너지, 다른 실시예에서는 약 1.2 뉴턴 이상의 에너지, 그리고 또 다른 실시예에서는 약 1.3 뉴턴 이상의 에너지를 브러시 헤드 부분 (220) 의 파괴 또는 재료 손상 없이 흡수할 수 있다.

본 발명의 다양한 태양, 특징 및 이점이 특정 실시예와 관련하여 설명되지만, 본 명세서에 설명된 태양, 특징 및 이점은 실시예들 중 임의의 것에서 구현될 수 있고, 이와 같이 다양한 실시예의 특징 및 구조가 혼합되고 부합되어 사실상 무한 개수의 조합들을 생성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 당업자는 본 명세서에 설명된 본 발명의 태양, 특징 및 이점이 당업자에게 알려졌거나 당업자에 의해 추후 발견될 구조 및 장치와 결합될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

본 명세서에 개시된 치수 및 값은 인용된 정확한 수치로 엄격하게 제한되는 것으로 이해해서는 안된다. 대신, 달리 특정되지 않으면, 각각의 이러한 치수는 인용된 값과 이 값 주변의 기능적으로 등가인 범위 둘 모두를 의미하려는 것이다. 예를 들어, "40 ㎜"로 기재된 치수는 "약 40 ㎜"를 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용된 모든 문헌들은 관련 부분에서 참고로 본 명세서에 포함되어 있으며, 임의의 문헌의 인용이 본 발명에 대하여 종래 기술로 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 문헌 내의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참고로 포함된 문헌 내의 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충하는 경우에는, 본 서면으로 된 문헌에서의 용어에 할당된 의미 또는 정의가 지배할 것이다.

본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 다양한 다른 변경 및 변형이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경 및 변형을 첨부된 특허청구범위에 포함시키고자 한다.

앞선 본문은 본 발명의 많은 다양한 실시예들에 대한 광범위한 설명을 기술한다. 이러한 설명은 단지 예시적인 것으로서 해석되어야 하며 모든 가능한 실시예를 설명하는 것은 아닌데, 그 이유는 모든 가능한 실시예를 설명하는 것이 불가능하지는 않더라도 실용적이지 않기 때문이며, 본 명세서에 설명된 임의의 특징, 특성, 구성요소, 조성물, 성분, 제품, 단계 또는 방법은 전체적으로 또는 부분적으로 본 명세서에 설명된 임의의 다른 특징, 특성, 구성요소, 조성물, 성분, 제품, 단계 또는 방법과 조합되거나 이들로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 많은 대안적인 실시예가 현재 기술 또는 본 특허의 출원일 이후에 개발된 기술을 사용하여 구현될 수 있고, 이는 여전히 특허청구범위의 범주 내에 속할 것이다.

Claims

전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션 (brush section) 으로서,
상기 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며,
상기 헤드 부분은,
내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임;
내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하고, 상기 제 1 복수의 접촉 요소에 대하여 1 이상의 운동 자유도를 갖도록 상기 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된 가동 접촉 요소 홀더; 및
상기 헤드 부분의 팁 단부에 배열되고, 상기 프레임과의 사이에 간극이 배치된, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분을 포함하며,
상기 헤드 부분의 측부 외주연 영역 내의 간극의 적어도 제 1 부분은 칫솔 헤드의 내부 영역 내의 간극의 제 2 부분보다 폭이 더 작은, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 1 항에 있어서, 상기 간극의 제 1 부분에 대향한 측부 외주연 영역 내에서 간극의 제 3 부분을 추가로 포함하고, 상기 간극의 제 3 부분은 상기 간극의 제 2 부분보다 폭이 더 작은, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 1 항에 있어서, 상기 간극을 향하여 상기 프레임과 상기 연장 부분 중 적어도 하나 상에 배치되는 적어도 하나의 범퍼를 추가로 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 3 항에 있어서, 상기 범퍼는 제 1 재료로 구성되며, 상기 범퍼가 배치되는 상기 프레임 또는 상기 연장 부분은 제 2 재료로 구성되며, 상기 제 1 재료는 상기 제 2 재료와는 상이한, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 재료는 상기 제 2 재료보다 더 탄성적인, 브러시 섹션.
제 1 항에 있어서, 상기 간극의 제 1 부분에 걸쳐 상기 연장 부분과 상기 프레임 사이의 계면은, 상기 가동 접촉 요소 홀더가 중립 위치에 있을 때에 실질적으로 연속적인, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 6 항에 있어서, 상기 프레임은 제 2 복수의 접촉 요소가 관통 연장되는 구멍들을 추가로 포함하고, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 이동은 상기 제 2 복수의 접촉 요소의 높이의 하부의 75% 이상이 구멍들에 의해 한정되는 수직 수납부 (envelope) 들 내에서 유지되도록 제한되는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 1 항에 있어서, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 후방 부분과 상기 프레임 사이에서 후방 간극을 추가로 포함하고, 후방 간극은 상기 간극의 상기 제 1 부분보다 폭이 더 작은, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션으로서,
상기 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며,
상기 헤드 부분은,
내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임;
내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하고, 상기 제 1 복수의 접촉 요소에 대하여 1 이상의 운동 자유도를 갖도록 상기 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된 가동 접촉 요소 홀더;
상기 헤드 부분의 팁 단부에 배열되는, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분; 및
상기 헤드 부분의 내부 영역으로부터 멀리 충격력을 분산시키기 위한 수단을 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 9 항에 있어서, 분산 수단은 상기 헤드 부분의 측부 외주연을 따라 상기 충격력을 추가로 분산시키는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 10 항에 있어서, 상기 헤드 부분은 상기 연장 부분과 상기 프레임 사이에 배치되는 전방 간극을 추가로 포함하고, 상기 분산 수단은 상기 전방 간극보다 폭이 더 작도록 상기 가동 접촉 요소 홀더의 후방 부분과 상기 프레임 사이에서 후방 간극을 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 10 항에 있어서, 상기 분산 수단은, 칫솔 헤드의 측부 외주연 영역 내의 간극의 적어도 제 1 부분이 상기 칫솔 헤드의 내부 영역 내의 간극의 제 2 부분보다 폭이 더 작도록 상기 연장 부분과 상기 프레임 사이에 배치된 간극을 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 12 항에 있어서, 상기 간극을 향하여 상기 프레임과 상기 연장 부분 중 적어도 하나 상에 배치되는 적어도 하나의 범퍼를 추가로 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 13 항에 있어서, 상기 범퍼는 제 1 재료로 구성되며, 상기 범퍼가 배치되는 상기 프레임 또는 상기 연장 부분은 제 2 재료로 구성되며, 상기 제 1 재료는 상기 제 2 재료보다 더 탄성적인, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 9 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 가동 접촉 요소가 관통 연장되는 구멍들을 추가로 포함하고, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 이동은 상기 제 2 복수의 접촉 요소의 높이의 하부의 75% 이상이 구멍들에 의해 한정되는 수직 수납부들 내에서 유지되도록 제한되는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션으로서,
상기 브러시 섹션은 헤드 부분을 구비하며,
상기 헤드 부분은,
내부에서 지지되는 제 1 복수의 접촉 요소를 포함하는 프레임;
내부에서 지지되는 제 2 복수의 접촉 요소를 포함하고, 상기 전기 구동장치로부터 세정 운동을 수용하도록 구성된 가동 접촉 요소 홀더; 및
상기 헤드 부분의 팁 단부에 배열되고, 상기 프레임과의 사이에 간극이 배치된, 상기 가동 접촉 요소 홀더의 연장 부분을 포함하며,
상기 간극은 브러시 헤드 부분이 힘 (D) 을 통해 인가되는 약 1.3 뉴턴 이상의 에너지를 파괴 없이 흡수할 수 있도록 구성되는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 16 항에 있어서, 상기 헤드 부분의 측부 외주연 영역 내의 간극의 적어도 제 1 부분은 칫솔 헤드의 내부 영역 내의 간극의 제 2 부분보다 폭이 더 작은, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.
제 16 항에 있어서, 상기 간극을 향하여 상기 프레임과 상기 연장 부분 중 적어도 하나 상에 배치되는 적어도 하나의 범퍼를 추가로 포함하는, 전기 구동장치를 수용하는 전동 칫솔의 브러시 섹션.