KR20160022319A

KR20160022319A - 초음파 칫솔

Info

Publication number: KR20160022319A
Application number: KR1020160012879A
Authority: KR
Inventors: 조시래
Original assignee: 조시래
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2016-02-29
Also published as: WO2017135513A1

Abstract

초음파 칫솔이 개시된다. 본 발명의 초음파 칫솔은 진동자를 포함하는 초음파 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서의 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러가 탑재된 제어부를 포함하는 몸체와, 진동판과 상기 진동판을 삽설되어 고정되는 진동판커버와 상기 진동판 커버의 일측에는 흡입 스트리밍가이드가 타측에는 분출 스트리밍가이드가 결합된 머리부, 및 상기 머리부와 상기 몸체를 기구적으로 결합하는 연결부를 포함하여 구성함으로써, 닦지 못하는 치아 사이, 잇몸 안을 물 같은 액체로 세척할 수 있는 효과가 있다.

Description

초음파 칫솔 {ULTRASONIC TOOTHBRUSH}

본 발명은 치아를 비롯한 구강 내를 세정하기 위한 칫솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 초음파 진동판을 칫솔의 머리부에 구비하여 공진 주파수로 입안에 머금은 액체에 에너지를 공급하여 캐비테이션과 스트리밍을 발생시킬 수 있도록 하는 초음파 칫솔에 관한 것이다.

근래에는 칫솔모를 사용한 일반 칫솔과 더불어 전동기의 회동을 이용한 전동칫솔 그리고 초음파 진동자의 진동을 이용한 초음파 칫솔이 상품화되거나 기술적으로 많은 개발이 진행되고 있는 상태이다.

이러한 종래의 초음파 칫솔이 도 1에 개시되어 있다.

도면을 참고하면, 손잡이부(1)내에 충전용배터리팩(2)와 구동회로 입력단이 연결되고 그사이에 칸막이(4)로 구분되어 있다.

초음파 진동을 발생시키는 구동회로는 2개의 전선(11')에 의하여 초음파진동자(20)의 금속전극링(11)과 각각연결되어 있으며 초음파진동자는 초음파진동자의 후방금속탄성체(백킹매스;10)와 초음파진동자의 격리판(5)사이에 실리콘탄성고무(8)로 지지되며 2개의 링형태의 압전세라믹(9)이 병렬로 전방금속탄성체(프론트매스;12)와 후방금속탄성체(10)중앙의 홀을 통하여 볼트로 체결되어 있다.

상기 실리콘탄성고무(8)는 초음파진동자의 후방금속탄성체(10)가 탄력 있게 끼워지기 위해 바람직하게는 실리콘 탄성고무나 수지가 삽입될 수 있으며 탄력있게 끼울 수 있는 기타 재질을 사용할 수도 있다.

또한, 초음파진동자(20)을 손잡이부(1)에 단단히 고정하기 위하여 초음파발생혼에 걸림턱(13)을 설치하고 이 걸림턱은 손잡이 상부의 홈(6)에 방수를 위한 실리콘 고무패킹(7)에 의하여 고정된다. 이렇게 구성된 손잡이부(1)는 초음파의 용이한 전달을 위한 음향임피던스 매칭층(14)이 설치된 칫솔모 부위(16,17)와 걸림턱(13)에 의하여 체결되도록 한다. 또한, 음향 임피던스 매칭층(14)은 부호15와 같이 0~45°의 각도로 설치되어 최적의 초음파진동이 전달되도록 조절할 수 있으며 음향임피던스 매칭층은 초음파발생용 전방금속탄성체(프론트매스;12)와 음향임피던스가 유사한 재질을 사용한다 라고 기재되어 있다.

그러나 이러한 제품들은 초음파가 칫솔의 플라스틱에 의하여 감쇄되어 초음파 진동이 거의 발생하지 않으며, 초음파 음향전달에 의한 효과만을 이용하고, 기계적 진동은 진동 모터방식을 채용함으로써 효과적인 초음파 진동에너지와 캐비테이션 효과를 발생시키지 못하고 있어, 세정 효과를 기대하기 어렵다.

따라서, 초음파 진동이 캐비테이션과 스트리밍의 효과를 동시에 발생시킬 수 있는 더욱 효과적인 초음파 칫솔이 요구되고 있다.

1. KR 등록특허공보 제10-0566398호(2006.03.24) 2. KR 등록실용신안공보 제20-0387246호(2005.06.08) 3. KR 공개특허공보 제10-2011-0028604호(2011.03.21)

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 초음파 트랜스듀서의 진동판을 초소형으로 만들며 동시에 강한 캐비테이션과 함께 스트림(stream)도 발생시켜 치아를 비롯한 구강을 세척할 수 있는 초음파 칫솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 초음파 트랜스듀서가 세정모드, 미백모드, 가글링 모드 등의 모드에 맞는 주파수를 발생시키고 그 주파수가 부하의 크기에 관계없이 공진이 되도록 추적하며 각 사용하는 모드에서 진동의 강도를 조절할 수 있는 초음파 칫솔을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 구동전압이 반파장 차이가 나는 구동 전원을 사용하는 또 다른 진동자들을 같이 사용하는 듀얼모드를 제공하며, 이 듀얼 모드 사용 시 소모 전류를 줄이는 에너지 재생회로를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 초음파 칫솔은 진동자를 포함하는 초음파 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서의 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러가 탑재된 제어부를 포함하는 몸체와, 금속 탄성체로 형성된 진동판과 상기 진동판이 삽설되어 고정되는 진동판커버와 상기 진동판 커버의 일측에는 흡입 스트리밍홀이 타측에는 분출 스트리밍홀이 형성된 머리부, 및 상기 머리부와 상기 몸체를 기구적으로 연결하는 연결부를 포함하여 구성함으로써 달성될 수 있다.

이러한 구성으로 상기 몸체에서 발생된 초음파진동이 상기 연결부를 통하여 상기 진동판으로 전달되고, 상기 흡입스트리밍홀로 흡입된 액체가 상기 진동판에 의하여 진동되어 상기 분출스트리밍홀로 분출되도록 한다.

또한, 진동판은 일면을 경사절개면으로 구성하고, 상기 경사절개면과 상기 연결부가 이루는 각도가 예각으로 구성하고, 상기 흡입스트리밍홀은 진동판의 끝면의 모서리가 있는 면에 구성하고, 상기 분출스트리밍홀은 상기 진동판의 경사절개면과 대향하는 위치에 구성하도록 하고, 상기 분출스트리밍홀은 상기 진동판의 경사절개면에서 상기 흡입스트리밍홀보다 상대적으로 먼 거리에 구성한다.

또한, 진동판은 진동판의 앞면을 제외한 모든 면이 상기 진동판 커버의 내부에 밀착되도록 구성하고, 상기 머리부는 상기 연결부의 일단과 결합 또는 분리되도록 구성하고, 2개의 경사면을 갖는 진동판으로 구성된 가글링 머리부를 제공할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 연결부와 상기 몸체 사이에 실리콘 또는 우레탄으로 구성된 몸체연결자를 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러는 공진주파수별로 서로 다른 모드를 설정하고, 상기 몸체에 구비된 모드선택스위치의 선택모드에 따라 해당 공진주파수로 상기 진동자를 진동시키도록 구성한다.

또한, 마이크로 컨트롤러는 선택된 공진 주파수를 추적하여 공진상태를 유지할 수 있도록 하고, 선택된 모드에서 진동의 강도를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 몸체는 하나의 초음파 트랜스듀서로 구성된 싱글 모드 또는 2개의 초음파 트랜스 듀서로 구성하고, 각 초음파 트랜스듀서 사이에 미들 매스가 개재된 듀얼 모드로 구성하고, 듀얼 모드로 구성하는 경우에 하나의 미들 매스를 사용하나 필요에 따라서는 상기 미들매스를 2개 사용하고 각 미들매스 사이에 판 스프링이 개재되도록 한다.

그리고, 상기 몸체를 듀얼 모드로 구성하는 경우에 전류 재생회로를 제어부에 구성하고, 상기 전류 재생회로에 주문형 반도체(application specific integrated circuit)를 사용하고, 그 입력의 하나로 제로크로스 신호를 사용하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 초음파 칫솔에 의하면 기존의 칫솔로는 닦지 못하는 치아 사이, 잇몸 안을 물 같은 액체로 세척할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 초음파 칫솔에 의하면 구강 내에 번식하는 각종 세균도 없앨 수 있어 그 세균으로 인해 생겨날 수 있는 각종 질병을 예방할 수 있고 입 냄새도 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 초음파 칫솔에 의하면 액체를 사용하여 치아를 세정하기 때문에 잇몸의 마모를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 초음파 칫솔에 의하면 입에 물고만 있어도 세정이 되기 때문에 어린이, 노인, 환자들도 쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 초음파 칫솔에 의하면 한 개의 제품으로 세정모드, 미백모드, 가글모드 등 여러 용도로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 초음파 칫솔의 일례를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 초음파 칫솔의 사시도,
도 3은 본 발명 초음파 칫솔의 단면도,
도 4는 본 발명 머리부의 분해사시도,
도 5는 본 발명 머리부의 사시도,
도 6은 본 발명 머리부의 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 가글형 진동판 커버 사시도,
도 8은 가글형 진동판으로 구성된 머리부의 단면도,
도 9는 가글형 진동판이 결합된 초음파 칫솔의 사시도,
도 10은 듀얼모드에서의 초음파 트랜스듀서의 일례를 도시한 사시도,
도 11은 본 발명의 듀얼모드에서의 미들 매스 구성의 일례를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 제어회로부의 주요구성도,
도 13은 본 발명의 구동전압 발생부의 주요 구성도,
도 14는 본 발명의 전기장의 세기 변화 장치와 관련된 주요 구성도,
도 15는 본 발명의 일실시예에 의한 공진주파수 추적부의 주요 구성도,
도 16은 본 발명의 주파수 대역별 공진하는 주파수의 일례를 도시한 도면,
도 17은 본 발명의 일실시예에 의한 전류재생회로의 주요 구성도,
도 18은 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 트리거 신호 발생부를 도시한 도면,
그리고,
도 19는 트랜스듀서의 구동 전원에 따른 각 전자식 스위치의 트리거 신호를 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

명세서 전체에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 초음파 칫솔의 사시도이고, 도 3은 본 발명 초음파 칫솔의 단면도이다.

본 발명의 초음파칫솔은 구강 내에 액체에 다량의 캐비테이션(cavitation)을 발생시키고 그 캐비테이션의 크기를 키우며 그 캐비테이션을 세정하고자 하는 치아 등의 피세정물로 이동시키기 위해 액체에 스트리밍(Streaming)을 생성하는 장치를 갖는 초음파 칫솔에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명의 초음파 칫솔은 몸체(400), 머리부(100), 그리고 몸체(400)와 머리부(100)를 연결하는 연결부(300)를 포함하여 구성함으로써, 칫솔모가 없는 일반 전동 칫솔과 유사한 외관을 갖는다.

머리부(100)에는 진동판(110)과 진동판(110)을 감싸고 있는 진동판 커버(120)를 포함하여 구성하고, 손으로 잡고 있을 수 있는 몸체(400)에는 진동을 일으키는 초음파 트랜스듀서(410), 트랜스듀서(410)를 구동하는 회로를 갖고 있는 제어부(420) 등이 있으며, 머리부(100)와 몸체(400)를 연결하는 연결부(300)는 진동판 연결 막대(310)로 진동판(110)과 초음파 트랜스듀서(410)를 연결하며 진동판 연결 막대(310)의 일측과 몸체(400)의 일부를 실리콘, 우레탄 또는 고무와 같은 유연한 재질로 몸체연결자(500)를 구성하여 진동을 방해하지 않도록 구성한다.

또한, 몸체(400)의 내부에는 연결부(300) 방향으로 순차적으로 내부 충전 배터리(402)(rechargable battery), 충전 배터리(402)와 전기적으로 연결되고 트랜스듀서(410)를 동작시키며 초음파 칫솔을 제어하기 위한 제어회로를 구현한 회로 기판(printed circuit board)으로 구성된 제어부(420), 그리고 초음파 트랜스듀서(410)가 위치하도록 구성한다.

머리부(100)는 진동판 연결 막대(310)와 연결되어 진동판(110)이 몸체(400)와 수평방향(311)으로 진동하도록 구성한다(도 3참조).

도 4의 본 발명 머리부의 분해 사시도와 도 5의 본 발명 머리부의 사시도를 참고하면, 머리부(100)는 진동판(110)이 내부에 삽설되는 진동판커버(120)로 구성된다.

진동판(110)의 경사절개면(112) 즉 구강내의 액체와 닿는 면과 진동판 연결 막대(310)의 방향 즉 진동자(415)의 진동방향(311)이 이루는 각인 θ1은 90보다 작은 예각을 갖도록 한다(도 4참조).

또한, 진동판(110)은 진동판의 앞면, 즉 경사절개면(112)을 제외한 모든 면이 진동판 커버(120)의 내부에 밀착되도록 구성하여야 초음파 진동이 발생하면 경사면에 수직한 방향으로 보다 효과적으로 액체를 밀어내게 된다.

즉 경사절개면(112)은 진동판(110) 앞에 있는 액체를 진동 방향(화살표 방향)과 다른 방향인 경사면과 수직의 방향으로 스트리밍을 형성하도록 해주는 것이다.

본 발명은 진동판(110)의 경사절개면(112)이 진동판 연결 막대(310)와 이루는 각도(θ1)가 예각인 것을 특징으로 한다(도 6 참조).

진동판커버(120)는 진동판(110)과 음향 임피던스가 다른 물질이어야 하며 구강 내의 치아 등과 접촉되기 쉬움으로 고무나 유연성이 있는 플라스틱 등의 재질로 구성하고, 중공의 말발굽 형상의 커버몸체(121)와 스트리밍 가이드(124), 진동판커버(120)의 양단과 스트리밍 가이드(124)의 양단에 형성된 흡입스트리밍홀(125)과 분출스트리밍홀(126), 그리고 커버몸체(121)와 스트리밍가이드(124)를 양측에서 지지하도록 결합하는 좌커버(122)와 우커버(123)를 포함하여 구성한다.

즉, 중공의 커버몸체(121)에 진동판(110)을 삽설하고, 커버몸체(121)의 양단과 스트리밍가이드(124)가 소정 간격 이격되도록 좌우커버(122,123)에 의하여 커버몸체(121)와 스트리밍가이드(124)가 이격되게 결합되어, 이격된 커버몸체(121)의 양단과 스트리밍가이드(124)에 의해서, 흡입스트리밍홀(125)과 분출스트리밍홀(126)을 형성하는 것이다.

또한, 진동판의 경사절개면(112)에 의해 분출되는 액체가 원활하게 배출될 수 있도록 분출스트리밍홀(126)도 경사절개면(112)을 향하여 경사지도록 구성한다.

도 5의 본 발명 머리부의 사시도와 도 6의 본 발명 머리부의 확대 단면도를 참고하면, 커버몸체(121)에 삽설된 진동판(110)이 좌우(화살표 방향)로 진동하면서, 흡입스트리밍홀(125)로 흡입된 액체가 분출스트리밍홀(126)을 통하여 자연스럽게 분출되는 것이다.

즉 진동판(110)의 진동으로 진동판 커버(120) 안의 한정된 액체에 캐비테이션을 발생시키며 진동판(110)의 경사절개면(112)에 의해 발생된 스트리밍이 캐비테이션을 분출 스트리밍 홀(126)을 통하여 밀어낸다. 따라서 분출 스트리밍 홀(126)은 진동판(110)의 경사절개면(112)과 대향되는 마주보는 방향에 형성되어야 보다 효과적이다.

이러한 분출 스트리밍은 진동판 끝면 모서리(113) 쪽에 음압을 형성하게 된다. 따라서 진동판 끝면 모서리(113)를 따라서 구멍을 만들어 놓으면 외부의 액체는 형성된 음압으로 흡입스트리밍홀(125)을 통하여 내부로 들어오게 된다.

결국 흡입스트리밍홀(125)은 진동판의 끝면의 모서리(113)가 있는 면에 구성하고, 분출스트리밍홀(126)은 진동판의 경사절개면과 대향하는 위치의 끝 코너에 구성하되, 진동판의 경사절개면(112)에서 흡입스트리밍홀(126)보다 상대적으로 먼 거리에 구성하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 초음파 진동으로 발생한 캐비테이션이 분출 스트리밍 홀(126)을 통해 나가서 치아 등을 세정하고 소멸하게 되며 또 흡입 스트리밍 홀(124)을 통해 액체가 들어와서 캐비테이션이 되는 순환이 계속 일어나게 된다.

이때 분출 스트리밍 홀(126)은 커버몸체(121)의 한 단면과 스트리밍가이드(124)가 만나는 코너에 위치시킨다. 그 이유는 이 두 면이 각을 이루고 만나는 부근이 스트리밍을 모아주고 치아 세정 시 구석구석에 캐비테이션을 분출시키기 쉽기 때문이다.

또한, 진동판커버(120)는 진동판(110)의 앞면을 제외한 모든 다른 면과는 밀착되어 있어야 한다. 이렇게 되어야만 스트리밍의 형성 효율이 향상되기 때문이다. 이 또한 본 발명의 특징이다.

진동판(110)과 진동판 커버(120)로 구성된 머리부(100)는 진동판 연결 막대(310)와 결합하거나 분리 가능하도록 진동판(110) 뒷면에 암나사(111)로 구성하고, 이와 결합되는 진동판 연결막대(310)의 단부에는 수나사(311)가 형성되어, 진동판(110)의 암나사(111)와 진동판 연결막대(310)의 수나사(311)가 나사 결합되게 한다.

이러한 나사 결합은 설명의 편의를 위한 것이므로, 접합이나 기타 결합 방법을 배제하지 않는다.

이를 위하여 커버몸체(121)에는 진동판(110)이 진동판 연결막대(310)와 연결되도록 진동판 연결막대(310)의 일측이 삽설되는 삽입홀(127)이 형성된다.

즉, 삽입홀(127)에 진동판 연결막대(310)의 수나사(311)가 관통되어, 진동판(110)과 결합되도록 하기 위함이다.

이렇게 하는 이유는 필요에 따라 다른 기능을 하는 머리부(200)를 장착시키기 위해서이다.

본 발명은 이처럼 머리부(200)를 진동자 연결 막대(310)에서 분리하거나 결합시키는 것이 가능하도록 하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

예를 들어 초음파 칫솔은 가글 모드를 제공 할 수 있다.

가글링은 치아보다 목구멍을 세정하여야하기 때문에 분출 스트리밍 구멍이 진동판 커버 앞면에 위치시키는 것이 사용상 편리하다.

도 7의 본 발명의 가글형 진동판 커버 사시도와, 도 8의 가글형 진동판으로 구성된 머리부의 단면도와 도 9의 가글형 진동판이 결합된 초음파 칫솔의 사시도를 참고하면, 가글링 용도의 머리부(200)는 진동판(210)의 앞면에 두 개의 경사진 절개면이 있고, 진동판 커버(200) 앞면에 제1 및 제2 스트리밍 가이드(224a,224b)를 이격시켜 구성하고, 제1 및 제2 스트리밍 가이드(224a,224b) 사이에 분출 스트리밍 홀(226)을 형성하고, 커버몸체(221)의 양단과 제1 및 제2 스트리밍 가이드(224a,224b) 사이에 제1 및 제2 흡입스트리밍 홀(225a,225b)로 구성한다.

이러한 구성의 가글링용 머리부(200)는 중공의 커버몸체(221)에 진동판(210)을 삽설하고, 커버몸체(221)의 양단과 제1 및 제2스트리밍가이드(224a,224b)가 소정 간격 이격되도록 함과 동시에 제1 및 제2스트리밍가이드(224a,224b)도 상호 이격되게 좌우커버(222,223)으로 결합하는 것이다.

가글형 진동판커버(220)도 진동판(210)과 음향 임피던스가 다른 물질이어야 하며 구강 내의 치아 등과 접촉되기 쉬움으로 고무나 유연성이 있는 플라스틱 등의 재질로 구성하고, 진동판(210)은 타원기둥 형상에서 가상의 짧은 수직 중심선과 긴 수평 중심선의 교점까지 절개하되, 좌우 경사면을 갖도록 절개하여, 제1 경사절개면과 제2경사절개면으로 형성하되 각각의 절개면과 진동판 연결막대(310)의 방향 즉 진동자(415)의 진동방향(311)이 이루는 각도가 각각 90°보다 적은 예각(θ1,θ2)을 갖도록 형성한다.

따라서, 제1 및 제2 흡입스트리밍 홀(225a,225b)로 유입된 액체가 2개의 경사절개면의 진동에 의하여 수평 방향 전면에 위치한 분출스트리밍홀(226)로 유입된 액체를 분출하도록 하는 것이다.

몸체(400)에는 진동을 일으키는 초음파 트랜스듀서(410), 트랜스듀서(410)를 구동하는 회로를 갖고 있는 제어부(420) 등이 있으며, 머리부(100)와 몸체(400)를 연결하는 연결부(300)는 진동판 연결 막대(310)로 진동판(110)을 연결하며 진동판 연결 막대(310)의 일측과 몸체(400)의 일부를 감싸는 실리콘 또는 우레탄과 같은 탄성물질(500)로 연결된다.

도 3을 참고하면, 몸체(400)의 내측에서 연결부(300) 방향으로 순차적으로 내부 충전 배터리(402)(rechargable battery), 충전 배터리(402)와 전기적으로 연결되고 트랜스듀서(410)를 동작시키며 초음파 칫솔을 제어하기 위한 제어회로를 구현한 회로 기판(printed circuit board)으로 구성된 제어부(420), 그리고 초음파 트랜스듀서(410)가 위치하도록 구성한다.

또한, 몸체(400)의 외부에는 충전배터리(402)를 충전하기 위한 충전 단자(401)와, 전원 스위치(480), 그리고 디스플레이(미도시) 등을 구비할 수 있다.

초음파 트랜스듀서(410)는 몸체(400)에서 연결부(300) 쪽으로 위치하고 있으며 브라켓(416)에 의해 몸체(400) 내부에 고정된다.

초음파 트랜스듀서(410)는 프론트 매스(Front Mass;411), 백킹 매스(Backing Mass;412), 플러스 구동전극(413), 마이너스 구동전극(414), 진동자(415)와 이들을 조여서 결합시켜주는 진동자 결합봉(330) 및 고정 넛트(nut;332) 등으로 구성하고, 진동자 결합봉(330)을 진동판 연결막대(310)와 일체화시켜 진동 에너지의 손실을 줄이도록 한다.

이러한 초음파 트랜스듀서(410)는 싱글용과 듀얼용으로 구성할 수 있다.

먼저 도 3을 참고하면 싱글 모드에서의 트랜스듀서(410)는 머리부(100) 쪽에서부터 진동판 연결막대(310)와 프론트 매스(411), 마이너스 구동전극(414), 진동자(415), 플러스 구동전극(413), 진동자(415), 마이너스 구동전극(414), 그리고 백킹 매스(412) 순서로 조립된다.

이 초음파 트랜스듀서(410)의 진동자(415)는 진동방향(311)이 도 6의 화살표방향으로 진동이 되도록 진동자 결합봉(330)에 결합된다.

진동판 연결막대 밑면의 넓이는 접하고 있는 프론트 매스(411)의 면적과 동일하게 구성하는 것이 바람직하고, 또한 위로 올라갈수록 이어지는 진동판 연결 막대(310)의 단면이 작아지는 혼(Horn)의 형태로 구성할 수 있다.

이는 진동자(415) 표면의 진동을 모아서 진동이 진동판(110) 부근에서 변위(displacement)가 제일 크게 되도록 설계하여 진동판(110)이 큰 에너지를 만들어 낼 수 있는 혼(horn)의 기능을 진동판 연결 막대(310)에 부가한다.

이때 프론트 매스(411)의 표면에서부터의 거리에 따른 그 단면의 좁아지는 비율을 유한 요소법(finite elements method)으로 계산하며 최소한 진동판 연결막대(310) 밑면의 면적이 진동판 연결막대 윗면의 넓이보다 2배 이상 되어야 한다.

이하, 도면을 참고하여 제어부에 대하여 설명한다.

도 12는 제어부의 주요구성도로서, 몸체(400)에 위치한 제어부(420)는 주파수 발생부(430), 구동 전압 발생부(440), 공진 주파수 추적부(450), 진동 세기 조절부(460), 충전 및 전원 관리부(470) 등의 사용자 인터페이스 등의 회로가 마이크로 콘트롤러(MICRO CONTROLLER UNIT;MCU)(421)의 소프트웨어와 연동하여 동작한다.

듀얼모드의 경우 에너지 재생회로를 사용하여 소모전류를 줄이도록 동작된다.

이러한 재생회로는 후술하기로 한다.

사용자가 몸체(400)에 있는 전원 스위치(480)를 켜면 충전 배터리(402)의 전원이 제어부(420)로 공급되면서 MCU(421)가 동작을 시작한다.

본 발명에서는 전원 스위치(480)을 켜자마자 MCU(421)는 일정 주파수 대역 즉 fs에서부터 fe까지의 주파수를 스윕(sweep)하여 초음파 트랜스듀서(410)의 임피던스를 스캔한다.

이러한 스윕에 사용되는 주파수 발생은 공진주파수의 범위에 따라 외부 공진주파수 발생부(430)를 가질 수도 있고 MCU(421)가 직접 공진주파수를 발생시킬 수도 있다. 일반적으로 500kHz 이하는 MCU(421)가 직접 스위칭 신호를 발생시킨다.

도 13의 구동전압발생부의 주요 구성도를 참고하면, 구동전압 발생부(440)는 일반적으로 고전압발생 트랜스포머(431)를 주로 사용하며 구동 입력전원(434)으로는 충전 배터리(402)의 전원을 사용하거나 외부 교류 전원을 평활한 전원을 사용한다. 그 구동 입력전원(434)을 구동전원 스위칭 소자(432)를 사용하여 MCU(421)나 공진주파수 발생부(430)의 출력단인 Ps에서 구동전원 스위칭 소자(432)로 스위칭을 함으로써 같은 주파수의 고전압인 구동전원(435)을 생성하도록 동작된다.

한편, 진동자(415)의 두께와 이 진동자와 연결된 부품들의 구조 및 재질에 따라 트랜스듀서(410)는 몇 개의 공진주파수를 가질 수 있다.

도 16의 주파스 스캔 대역을 도시한 도면을 참고하면, MCU(421)가 일정 주파수 대역 즉 fs에서부터 fe까지의 주파수를 스윕(sweep)하여 초음파 트랜스듀서(410)의 임피던스를 스캔한 결과표로서, 공진주파수가 "ResA, ResB, ResC"가 발생된 것을 확인할 수 있다.

이 경우 MCU(421)는 공진주파수 대역별로 "ResA"에 해당하는 공진주파수 대역을 세정모드로 설정하고, "ResB"에 해당하는 공진주파수 대역을 미백 모드로, 그리고 "ResC"에 해당하는 공진주파수 대역을 가글링 모드로 설정하는 것이다.

이는 공진 주파수가 높아질수록 발생되는 캐비테이션의 크기가 작아지며 따라서 세정 효과도 변하게 된다.

즉, 낮은 공진 주파수는 큰 불순물의 세정에 적합함으로 세정 모드로, 더 높은 공진주파수는 미백 모드로, 더 높은 공진주파수는 살균이 가능한 가글 모드로 사용할 수 있게 할 수 있다.

따라서, 공진 주파수는 3개 발생할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고, 발생된 공진 주파수 중에서, 임의의 3개 공진 주파수를 선정하고, 순서대로 세정, 미맥, 가글 모드로 설정하면 된다.

전원입력 시 MCU(421)는 공진주파수 대역별로 세정 모드, 미백 모드, 가글링 모드 등으로 현재 공진 주파수를 기억하고 있다가 사용자가 어느 모드를 선택하게 되면 바로 그 해당 주파수를 발생시키고 해당 공진 주파수를 추적하여 균일한 공진주파수가 발생하도록 제어하는 것이다.

예를 들어, 세정 모드가 선택되면 MCU(421)가 그 주파수에 해당하는 스위칭 신호를 출력하며 이 출력 신호가 구동전원 스위칭 소자(432)를 구동하면 구동전압발생 트랜스포머(431)의 일차측에 공급되는 구동입력 전원(434)이 선택된 주파수로 스윗칭하게 된다.

일차측에서 발생된 전압은 승압되어 2차 측에 유기되고 연결된 진동자(415)에 연결에 진동이 일어난다.

공진 주파수는 부하에 따라 조금씩 바뀌게 되며 조금만 바뀌어도 많은 전류를 소모하고 진동 에너지도 급감함으로 공진 주파수를 계속 유지하여야한다.

도 16의 본 발명의 주파수 대역별 공진하는 주파수의 일례를 도시한 도면을 참고하면, X축에 사용하는 주파수와 Y축에 트랜스듀서의 임피던스를 나타내며 ResA, ResB , ResC 3개의 공진 주파수를 갖는 경우를 도시하였다.

도시된 바와 같이 구동 회로의 임피던스는 한 공진 주파수 근처에서는 그 공진주파수에서 제일 작아진다.

본 발명은 이 같은 원리를 이용한 공진주파수 추적 기능을 제공하여 진동 에너지의 효율을 높인다.

도 15의 공진주파수 추적부의 주요 구성도를 참고하면, 공진주파수 추적부(450)는 구동전압(435)을 저항치가 큰 저항(Rg)을 사용하여 연결하여 트랜스듀서(410)의 동작에 영향을 최소화하면서 다이오드(D1)를 통해 정류시키고 콘덴서 C1으로 안정화시키면서 나온 전압을 저항 R1, R2로 나누어 MCU(421)의 A/D 입력으로 연결한다.

MCU(421)는 주파수를 약간만 크도록 변경하여 그때의 임피던스인 A/D 값을 읽고 그 전에 읽은 임피던스인 A/D 값과 비교하여 더 커졌으면 발진 주파수를 반대로 낮추고 그 전에 읽은 임피던스 값과 비교하여 더 작아졌으면 발진 주파수를 더 높임으로 임피던스인 A/D값이 최소가 되게 하는 주파수를 구동전원 스위칭 소자(432)로 출력하여 순간 순간의 공진주파수로 최대로 근접시키면서 추적하는 기능이다.

이러한 모드의 선택은 몸체(400)의 일부에 구성된 모드선택스위치(481)에 의하여 선택되게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 진동자(415)의 진동 강도를 조절할 수 있는 기능을 제공한다.

진동 강도를 조절하기 위해서 진동자(415)에 가해주는 전기장의 세기를 변화시켜야 한다.

이것을 구현시키는 하나의 예를 도 14에 예시하였다. 도 14는 본 발명의 전기장의 세기 변화 장치와 관련된 주요 구성도로서, 도시된 바와 같이 MCU(421)의 D/A포트에 원하는 강도에 맞는 전압이 발생되도록 해당 레지스터들을 셋팅하고 그 전압을 진동세기 조정용 스위칭 소자(433)로 연결하여 그 베이스 단자를 스윗칭신호(Ps)로 스윗칭함으로 구동전원 스윗칭 소자(432)의 베이스 전류를 변화시킴으로 결국 진동의 세기를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 두 개의 트랜스듀서를 사용하는 듀얼모드를 제공한다.

도 10의 듀얼모드에서의 초음파 트랜스듀서의 일례를 도시한 사시도에 듀얼모드 트랜스듀서가 예시되어 있다.

듀얼 트랜스듀서 모드를 제공함으로 진동에너지를 증폭시킬 수 있으며 더 다양한 공진 주파수를 구현할 수 있다.

초음파 트랜스듀서의 진동자는 최소 2개가 한쌍으로 구동 전극판을 사이에 두고 한쌍 이상의 진동자가 연이어 위치한다.

듀얼 트랜스듀서의 구성은 도 11에 도시한 바와 같이 트랜스듀서 사이에 또 다른 매스(600;이하, 미들 매스라 함)를 위치시키고, 이 미들매스의 길이를 조정하여 초음파 트랜스듀서 1에서 발생하여 미들매스로 전달되는 진동 파형에 초음파 트랜스듀서 2에서 발생되는 진동파형을 합성시킴으로 진동판으로 향하는 진동 에너지를 증대 또는 감쇄시킬 수 있다.

이때 미들 매스(600)는 세라믹 소재 일 수도 있고 필요에 따라 2개 이상으로 구성 할 수도 있으며 그 사이에 금속 판 스프링(610) 등을 사용하여 진동의 전달을 늦춤으로 미들매스의 길이를 줄일 수 있다.

그런데 듀얼모드는 소모 전류가 클 수 있기 때문에 충전 배터리를 사용하기 어려울 수 있음으로 소모되는 전류량을 획기적으로 줄여야 한다.

이를 위하여 본 발명은 듀얼 모드에서 전류 재생회로를 사용하여 전류량을 줄이도록 하였다

이러한 재생회로가 도 17에 도시되어 있다.

도 21은 본 발명의 일실시예에 의한 재생회로의 주요 구성도로서, 듀얼모드에 사용하는 고전압 발생 트랜스(431)는 이차 측 코일을 두 개를 사용하며 이 두 개 코일의 권선을 서로 반대로 감으면 서로 반 파장 차이 나는 두 개의 고전압인 구동전원(435-1,435-2)이 만들어진다.

전류 재생회로의 기본원리는 진동자(415)가 전기적으로 콘덴서라는 특성을 이용하여 반 파장마다 분극(polarization)을 하고 계속 충전되어 있는 전하를 반대로 충전되어 있는 상대 진동자(415)와 바꿔서 어느 정도 충전해주고 모자라는 전류만 구동전압 발생부(440)에서 채워줌으로 전류소모를 줄이는 방법이다. 이 전류재생 회로를 구현하기 위해서 도 118 에 보인바와 같이 4개의 전자식 스위치인 S1, S2, S3, S4를 통하여 각 트랜스듀서(410)의 플러스 구동전극(413)과 마이너스 구동전극(414)에 연결한다. 2개의 전자식 스위치인 S5, S6는 트랜스듀서(410)의 같은 각 구동전극(413, 414)에 연결한다. 여기서 t1, t2, t3, t4, t5, t6은 각 전자식 스위치의 트리거 신호로 그 신호가 1 일 때 전자식 스위치를 켜며, 그 신호 0 일 때 전자식 스위치를 끈다.

도 19에 각 트랜스듀서(410)의 구동 전원1(435-1), 구동 전원2 (435-2), 각 전자식 스위치의 트리거 신호를 도시하였다.

각 구동전압이 제로크로스를 통과하는 시점인 a, b, c d 지점에서 t1, t2, t3, t4,를 d1 시간만큼 0으로 하여 구동전압 발생부(440)와 연결을 끊고, d1 시간만큼 t5, t6을 1로 하여 S5, S6을 켠다. 이렇게 함으로써 d1 시간동안 서로 반대로 각 트랜스듀서(410)에 충전된 전류가 S5, S6을 통하여 상대 트랜스듀서(410)로 어느 정도 충전되게 하고 t5, t6을 0 으로 하여 S5, S6을 끄면서 t1, t2, t3, t4,를 d2 시간만큼 1로 하여 구동전압 발생부(440)와 연결을 이어주면서 모자라는 전류를 보충한다.

이때 L5, L6을 S5, S6과 직렬로 연결함으로 S5, S6이 켜지면서 흐르는 급격한 전류의 흐름을 막는다. 트리거 신호를 발생시키기 위한 회로는 아날로그 회로로는 정확한 타이밍을 만들기 힘들며 일반 부품을 사용하는 디지털회로는 복잡하고 커지게 된다.

본 발명은 사양에 따른 디지털 회로를 직접 설계해서 한 개의 작은 부품으로 구성할 수 있는 주문형 반도체(application specific integrated circuit)를 사용하여 전자식 스위치의 트리거링 신호를 발생시킨다.

도 18의 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 트리거 신호 발생부를 도시한 도면을 참고하면, 구동전원(435)의 제로크로스 신호와 디지탈 클록 신호(437)를 주문형 반도체(asic)의 입력으로 사용한다. 디지탈 클록 신호(437)는 MCU(421)가 공급하거나 아주 빠른 클록이 필요하면 오실레이터 등을 사용한다.

초음파 주파수는 아주 빠른 주파수로 동작하기 때문에 여기에 동기 오차를 최소화하기 위해 빠른 클록을 입력으로 하고 기준 신호로는 분극이 바뀌는 시점인 구동전원의 제로크로스 신호를 사용한다.

내부 로직 회로는 클럭 버퍼(clock buffer), 디코더(decoder), 클럭 나누기용 카운터(counter), 디멀티플랙서(de_multiplexer), 플리플럽(flip flop) 등의 회로를 사용한다.

연결부(300)는 몸체(400)의 진동에너지를 머리부(100)의 진동판(110)으로 전달할 수 있도록 진동판 연결 막대(310)로 구성하고, 진동판 연결막대(310)는 연결파이프(320)내에 밀착되도록 구성한다.

즉, 연결파이프(320)는 일측에 몸체연결자(500)와 결합되는 것으로, 이 초음파 칫솔은 구강 내 액체를 담고 사용하여야 하며 따라서 입술을 다물고 사용할 수 밖에 없다. 따라서 연결파이프(320)는 가늘수록 사용하기가 편리하나, 진동을 전달하는 진동판 연결 막대(310)가 가늘면 진동의 전달이 감쇄되기 때문에 구강에 삽입될 수 있는 최대 크기로 연결파이프(320)를 구성하고, 그 내부에 진동판 연결 막대(310)를 삽설하되, 연결파이프(320)와 연결막대(310) 사이에는 공간이 없이 밀착되게 구성하는 것이다.

진동판 연결 막대(310) 끝에는 나사(311)가 형성되어 있어 머리부(100)와 연결 및 분리가 가능하다.

진동 에너지의 원천인 초음파 트랜스듀서(410)는 몸체(400)에 위치하고 있고 그 몸체(400)의 재질은 일반적으로 플라스틱이며 연결부(300)의 연결 파이프(320) 역시 플라스틱 류로 만들 수 있다.

이 재질의 경도 때문에 몸체와 연결막대를 바로 결합하게 되면 진동 에너지의 전달에 감쇄가 심하게 발생된다. 따라서 본 발명은 연결부(300)와 몸체(400) 사이에 신축성이 좋고 방수가 잘되는 실리콘 또는 고무와 같은 물질의 몸체연결자(500)를 사용하는 것이다.

상술한 구성의 초음파 칫솔의 작동을 알아보면 다음과 같다.

본 발명의 초음파 칫솔의 몸체(400)에 구비된 전원 스위치(480)를 온 하면, MCU(421)는 순간적으로 일정 주파수 대역 즉 fs에서부터 fe까지의 주파수를 스윕(sweep)하여 초음파 트랜스듀서(410)의 임피던스를 스캔하여 공진주파수를 메모리에 저장한다.

저장된 공진주파수는 순서대로 세정 모드, 미백 모드, 가글링 모드로 설정하여 저장한다.

그리고, 머리부(100)의 분출스트리밍홀(126)을 입안의 액체에 담그면, MCU(421)는 구동전압발생부(440)를 통하여 구동전압을 인가하면 트랜스듀서가 발진을 시작하면서 진동에너지를 프론트 매스, 진동판 연결막대, 그리고 진동판으로 전달되어 캐비테이션이 발생하며 진동판의 면이 이루는 각도에 의해 그 면과 마주하고 있는 분출 스트리밍 홀로 캐비테이션을 포함한 액체를 밀어내게 되며 이 때문에 생기는 마이너스 압력에 의해서 흡입 스트리밍 홀로 새로운 액체가 들어오게 된다.

이렇게 하여 캐비테이션된 액체가 분출 스트리밍 홀에서 나가 치아등을 세정하고 다시 흡입 스트리밍 홀로 들어와서 순환하게 된다.

이러한 모드는 모드선택스위치(481)에 의하여 선택되게 할 수 있다.

이하에서는 사용자가 세정모드를 선택한 것으로 설명한다.

세정모드로 설정된 경우, MCU(421)는 세정모드 공진주파수에 해당하는 스위칭 신호를 출력하여, 이 출력 신호가 구동전원 스위칭 소자(432)를 구동하면 구동전압발생 트랜스포머(431)의 일차측에 공급되는 구동입력 전원(434)이 선택된 주파수로 스윗칭하게 된다.

일차측에서 발생된 전압은 승압되어 2차 측에 유기되고 연결된 진동자(415)는 진동하게 되고, 결국 연결막대(310)가 일정한 방향으로 진동하게 된다.

결국 진동자가 진동함으로써, 입안의 액체는 초음파 진동하게 되고, 이물질 제거를 위한 세정 동작을 하게 되는 것이다.

이때, 공진 주파수는 부하에 따라 조금씩 바뀌게 되며 조금만 바뀌어도 많은 전류를 소모하고 진동 에너지도 급감함으로 공진 주파수를 계속 유지하기 위하여, 공진주파수 추적부(450)를 통하여 해당 공진주파수를 유지할 수 있도록 한다.

한편, 머리부(100)의 흡입 스트리밍홀(125)로 액체를 유입하여 진동자에 의하여 초음파진동되게 하고, 분출 스트리밍홀(126)로 분출하여 세정작업을 보다 더 효율적으로 할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 머리부 110 : 진동판
112 : 경사절개면 113 : 진동판끝면모서리
120 : 진동판커버 121 : 커버몸체
125 : 흡입스트리밍홀 126 : 분출스트리밍홀
129 : 진동판 끝면
300 : 연결부 310 : 진동판 연결 막대
400 : 몸체 402 : 충전배터리
410 : 트랜스듀서 411 : 프론트 매스
412 : 백킹 매스 413 : 플러스 구동전극
414 : 마이너스 구동전극 415 : 진동자
420 : 제어부 421 : MCU
430 : 주파수 발생부 440 : 구동 전압 발생부
450 : 공진 주파수 추적부 460 : 진동 세기 조절부
500 : 몸체 연결자 600 : 미들매스
610 : 판스프링

Claims

진동자를 포함하는 초음파 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서의 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러가 탑재된 제어부를 포함하는 몸체;
금속 탄성체로 형성된 진동판과 상기 진동판이 삽설되어 고정되는 진동판커버와 상기 진동판 커버의 일측에는 흡입 스트리밍홀이 타측에는 분출 스트리밍홀이 형성된 머리부;및
상기 머리부와 상기 몸체를 기구적으로 연결하는 연결부;
를 포함하는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체에서 발생된 초음파진동이 상기 연결부를 통하여 상기 진동판으로 전달되고, 상기 흡입스트리밍홀로 흡입된 액체가 상기 진동판에 의하여 진동되어 상기 분출스트리밍홀로 분출되는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 진동판은
일면을 경사절개면으로 구성하고, 상기 경사절개면과 상기 연결부가 이루는 각도가 예각인 초음파 칫솔.
청구항 3에 있어서,
상기 흡입스트리밍홀은
진동판의 끝면의 모서리가 있는 면에 구성하고, 상기 분출스트리밍홀은 상기 진동판의 경사절개면과 대향하는 위치에 구성된 초음파 칫솔.
청구항 3에 있어서,
상기 분출스트리밍홀은 상기 진동판의 경사절개면과 대향하는 위치의 끝 코너에 위치한 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 진동판은
진동판의 앞면을 제외한 모든 면이 상기 진동판 커버의 내부에 밀착되도록 구성하는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 머리부는
상기 연결부의 일단과 결합 또는 분리되도록 구성한 초음파 칫솔.
청구항 7에 있어서,
2개의 경사면을 갖는 진동판으로 구성된 가글링 머리부를 제공하는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 진동판 연결막대는
상기 연결파이프내에 밀착되도록 구성되는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 연결부와 상기 몸체 사이에 실리콘 또는 우레탄으로 구성된 몸체연결자;
를 포함하는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
공진주파수별로 서로 다른 모드를 설정하고, 상기 몸체에 구비된 모드선택스위치의 선택모드에 따라 해당 공진주파수로 상기 진동자를 진동시키는 초음파 칫솔.
청구항 11에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
선택된 공진 주파수를 추적하여 공진상태를 유지할 수 있도록 하는 초음파 칫솔.
청구항 11에 있어서,
상기 마이크로 콘트롤러는
선택된 모드에서 진동의 강도를 조절할 수 있도록 구성되는 초음파 칫솔.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체는
하나의 초음파 트랜스듀서로 구성된 싱글 모드 또는 2개의 초음파 트랜스 듀서로 구성하고, 각 초음파 트랜스듀서 사이에 미들 매스가 개재된 듀얼 모드로 구성되는 초음파 칫솔.
청구항 14에 있어서,
상기 몸체를 듀얼 모드로 구성하는 경우에
상기 미들매스를 2개 사용하고 각 미들매스 사이에 판 스프링이 개재된 초음파 칫솔.
청구항 14에 있어서,
상기 몸체를 듀얼 모드로 구성하는 경우에 전류 재생회로를 제어부에 구성한 초음파 칫솔.
청구항 16에 있어서,
상기 전류 재생회로에 주문형 반도체(application specific integrated circuit)를 사용하고, 그 입력의 하나로 제로크로스 신호를 사용하는 초음파 칫솔.