KR20190062513A - 세정 기구 - Google Patents

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KR20190062513A
KR20190062513A KR1020197012758A KR20197012758A KR20190062513A KR 20190062513 A KR20190062513 A KR 20190062513A KR 1020197012758 A KR1020197012758 A KR 1020197012758A KR 20197012758 A KR20197012758 A KR 20197012758A KR 20190062513 A KR20190062513 A KR 20190062513A
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로버트 로렌스 트위디
크리스토퍼 그레이엄 빈센트
토마스 제임스 더닝 팔로우즈
제임스 데이비드 콜만
앤드류 니콜라스 월턴
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

치아 세정 기구용 유체 전달 시스템은 작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐 및 작업 유체를 노즐에 전달하기 위한 유체 도관을 포함한다. 노즐의 본체는 유체 챔버 및 작업 유체를 유체 챔버로부터 노즐의 유체 출구에 전달하기 위한 채널을 규정한다. 유체 챔버는 유체 도관으로부터 작업 유체를 받기 위한 접선 방향 입구를 갖는다.

Description

세정 기구
본 발명은 세정 기구에 관한 것이다. 이 세정 기구는 바람직하게 휴대용 세정 기구이고, 바람직하게는 표면 처리 기구이다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 기구는 치아 세정 기구이다. 바람직한 실시 형태에서, 기구는 사용자의 치아에 유체를 전달하기 위한 유체 전달 시스템을 갖는 전동 칫솔이다. 이 유체는 치약 또는 개선된 치간 세정을 위한 유체일 수 있다. 대안적으로, 기구는 치아를 칫솔질하기 위한 강모(bristle) 또는 다른 요소를 포함하지 않을 수 있고, 전용의 치간 세정 기구의 형태일 수 있다. 본 발명은 또한 치아 세정 기구에 사용되는 세정 도구에 관한 것이다.
전동 칫솔은 일반적으로 손잡이에 연결되어 있는 세정 도구를 포함한다. 이세정 도구는 스템 및 치아를 칫솔질하기 위한 강모를 갖는 브러시 헤드를 포함한다. 브러시 헤드는 스템에 연결되는 정적 부분, 및 칫솔질 운동을 장착된 강모에 주기 위해 예컨대 왕복 운동, 요동, 진동, 피봇팅, 회전 운동 중의 하나로 정적 부분에 대해 움직일 수 있는 걱어도 하나의 가동 부분을 포함한다. 스템은 손잡이 내의 동력 전달 유닛과 연결되는 구동 축을 내장한다. 동력 전달 유닛은 모터에 연결되고, 이 모터는 손잡이 내부에 내장되어 있는 배터리로 구동된다. 구동축 및 동력 전달 유닛은 모터의 회전 또는 진동 운동을 브러시 헤드의 정적 부분에 대한 브러시 헤드의 가동 부분의 원하는 운동으로 변환시킨다.
치간 세정을 위한 유체 젯트를 발생시키기 위한 어셈블리를 전동 칫솔에 포함하는 것이 알려져 있다. 예컨대, US 8,522,384에는, 칫솔의 손잡이가 물과 같은 액체를 저장하기 위한 유체 챔버 및 유체 챔버가 재보충을 위해 사용자에 의해 접근될 수 있게 해주는 슬라이딩 가능한 커버를 형성하는 전동 칫솔이 기재되어 있다. 유체 경로가 유체 챔버를 브러시 헤드의 정적 부분에 위치되는 노즐에 연결한다. 사용자가 손잡이 상의 액츄에이터를 조작하면, 유체 경로 내에 위치하는 펌프가 작동되어 유체 챔버로부터 유체를 노즐에 펌핑하여 유체가 노즐로부터 압력 하에서 방출된다.
제 1 양태에서, 본 발명은 치아 세정 기구를 제공하고, 이 기구는,
작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐; 및
작업 유체를 상기 노즐에 전달하기 위한 유체 도관을 포함하고,
상기 노즐은 길이 방향 축선 주위에 연장되어 있는 유체 챔버 및 작업 유체를 상기 유체 챔버로부터 상기 노즐의 유체 출구에 전달하기 위한 채널을 포함하고, 유체 챔버는 작업 유체를 상기 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루어 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 유체 입구를 포함한다.
작업 유체의 각 분출물은 바람직하게 1 ml 미만, 더 바람직하게는 0.5 ml 미만의 부피를 갖는다. 바람직한 실시 형태에서, 사용자의 치아에 보내지는 작업 유체의 분출물의 부피는 0.1 ml 내지 0.4 ml 이고, 바람직하게는 대략 0.25 ml 이다.
따라서, 유체 챔버 내부에서, 노즐은 유체 챔버의 길이 방향 축선 주위에 작업 유체의 각운동량을 발생시킨다. 작업 유체는 유체 챔버와 유체 출구 사이에 연장되어 있는 채널에 의해 노즐의 유체 출구에 전달된다. 작업 유체의 분출물은 유체 출구로부터 외측으로 투사되어 분할되어 스프레이를 형성하게 된다. 작업 유체의 스프레이는 노즐의 유체 출구 밖으로 퍼지고 유체 출구 뒤에서 본래 대체로 원추형으로 있게 된다. 충분한 각운동량 및 유동 교란이 유체 챔버 내의 유동에 도입되기 때문에, 노즐로부터 방출되는 작업 유체가 분할되어, 액적을 갖는 발산형 스프레이를 형성한다. 일반적인 유동 방향의 충분한 운동량과 함께 이러한 작용에 의해, 사용자 치아의 치간 틈에 끼어 있는 물질이 작업 유체에 의해 제거될 수 있다.
본 출원인은, 치간 틈에 전달되는 액적의 스프레이(축방향 입구와는 달리 각진 입구를 갖는 노즐로부터 형성됨)로서 작업 유체의 그러한 분출물을 전달하는 것이 치간 틈 내의 물질을 제거하는데 효과적이다라는 것을 알았다. 이리하여, 사용자는 물질을 제거하기 위해 요구되는 작업 유체의 분출물의 수를 줄일 수 있어, 전체 치아 세정 작업을 수행하기 위해 요구되는 시간을 줄일 수 있고 또한 작업 유체를 노즐에 공급하기 위한 유체 저장부가 치아 세정 작업의 완료 전에 다 소모될 위험을 줄일 수 있다.
유체 입구는 바람직하게 길이 방향 축선에 실질적으로 수직인 면 내에 위치하는 경로를 따라 유체를 유체 챔버 안으로 전달하도록 배치되어 있다. 유체 입구는 바람직하게는 길이 방향 축선으로부터 이격 또는 편위되어 있는 경로를 따라 유체를 유체 챔버 안으로 전달하도록 배치되어 있다. 유체 입구는 유체를 실질적으로 접선 방향으로 상기 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 접선 방향 입구의 형태로 되어 있다. 유체 챔버는, 상기 길이 방향 축선에 수직인 면 내에서, 실질적으로 원형인 단면을 갖는다. 유체 챔버는 원통형, 회전 타원형 또는 구형일 수 있다. 그러나, 유체 챔버는 유체 챔버에 수용되는 작업 유체의 분출물에 각운동량을 발생시킬 수 있는 다른 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 유체 챔버의 단면은 계란형, 타원형, 또는 다각형일 수 있다.
유체 챔버의 직경은 바람직하게 2 내지 6.5 mm 이고, 바람직한 실시 형태에서는 대략 4 mm 이다.
유체 챔버의 출구 포트는 바람직하게 유체 챔버의 길이 방향 축선 상에 위치하고, 그래서 유체 챔버의 입구에 수직이다. 노즐의 유체 출구는 바람직하게 유체 챔버의 출구 포트와 축방향으로 정렬된다. 유체 챔버의 출구 포트와 노즐의 유체 출구 사이에서 연장되어 있는 채널은 바람직하게는 원통형이고, 또한 바람직하게는 유체 챔버의 직경 보다 작은 직경을 갖는다.
채널의 칙경은 바람직하게 1.5 내지 3 mm 이고, 바람직한 실시 형태에서는 대략 2 mm 이다. 유체 챔버와 채널 사이의 천이부는 테이퍼형 및/또는 단차형일 수 있고, 바람직한 실시 형태에서 출구 포트는 절두 원추형이고, 유체 챔버로부터 채널로 가는 방향으로 내측으로 테이퍼져 있다.
노즐의 유체 출구는 바람직하게 채널의 직경 보다 작은 직경을 갖는다. 유체 출구는 바람직하게 0.5 내지 1.5 mm의 직경을 가지며, 바람직한 실시 형태에서는 대략 0.7 mm 이다. 채널과 유체 출구 사이의 천이부는 테이퍼형 및/또는 단차형일 수 있고, 바람직한 실시 형태에서 천이부는 절두 원추형이고, 채널로부터 유체 출구로 가는 방향으로 내측으로 테이퍼져 있다. 유체 챔버의 길이 방향 축선은 바람직하게 노즐의 유체 출구를 통과하고, 그래서 유체 챔버의 길이 방향 축선를 유채 챔버와 채널의 중심이 있는 노즐 축선이라고 한다.
노즐 및 유체 도관은 바람직하게 유체 전달 시스템의 일부분을 형성한다. 유체 전달 시스템은, 3 내지 10 bar의 정압에서 작업 유체를 유채 챔버의 입구에 전달하도록 구성된다. 유체 전달 시스템은 바람직하게 펌프 및 작업 유체의 분출물을 노즐 쪽으로 방출하기 위해 펌프를 작동시키기 위한 제어 회로를 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 유체 전달 시스템에 의해 발생되는 작업 유체의 각 분출물의 부피는 바람직하게 1 ml 미만, 더 바람직하게는 0.5 ml 미만이다. 바람직한 실시 형태에서, 유체 전달 시스템에 의해 발생되는 작업 유체의 분출물의 부피는 0.1 ml 내지 0.4 ml 이고, 바람직하게는 대략 0.25 ml 이다.
노즐이 사용자의 인접한 치아 사이에서 움직임에 따라, 사용자는 기구의 손잡이에 제공되어 있는 사용자 인터페이스의 버튼을 눌러 펌프를 작동시켜 작업 유체의 분출물이 노즐에서 방출되게 한다. 대안적으로, 기구는 노즐이 치간 내에 위치하는 것을 검출하기 위한 센서로부터의 출력의 크기에 따라 작업 유체를 사용자의 치아에 자동적으로 전달하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 센서는 사용자의 치아로부터 빛(예컨대, 가시광 또는 적외광)을 받는 광 검출기, 예컨대, 카메라 또는 광 센서의 형태일 수 있다. 다른 대안으로, 기구는 일정한 빈도, 예컨대 0.5 내지 5 Hz로 작업 유체를 사용자의 치아에 자동적으로 전달하도록 구성될 수 있다. 펌프는 바람직하게 용적형 펌프, 예컨대 피스톤 펌프 또는 다이어프램 펌프이다. 작업 유체를 3 내지 10 bar의 압력에서 저장하기 위한 유압 어큐뮬레이터가 펌프와 노즐 사이에 제공될 수 있다. 이 경우, 유체 전달 시스템은 어큐뮬레이터의 하류에 배치되는 밸브, 예컨대 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있고, 제어 회로는 작업 유체를 어큐뮬레이터로부터 방출하기 위해 밸브의 위치를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 변경하도록 구성될 수 있다.
노즐은 기구의 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 노즐은 노즐 축선에 대체로 평행하게 또는 대체로 그 노즐 축선을 따라 연장되어 있는 방향으로 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 노즐은 기구의 사용 중에 노즐이 사용자의 치아에 가압되는 방향으로 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향된다. 유체 도관은 바람직하게는 노즐과 함께 움직일 수 있다.
노즐은 아암에 연결될 수 있고, 이 아암은 기구의 사용 중에 노즐을 사용자의 치아에 가압하는 방향으로 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향된다. 예컨대, 아암은 아암과 결합하는 탄력적인 부재에 의해 그 방향으로 움직이도록 가압될 수 있다. 대안적으로, 아암은 아암의 이완으로 노즐이 사용자의 치아에 가압되도록 탄성적으로 변형될 수 있다.
바람직한 실시 형태에서, 유체 도관은 기구의 사용 중에 노즐을 사용자의 치아에 가압하는 방향으로 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향된다. 따라서, 유체 도관은, 기구의 사용 중에 노즐이 사용자의 치아에 가압되는 방향으로 손잡이에 대해 움직일 수 있게 노즐을 편향시키는 역할을 할 수 있다. 유체 도관은 많은 다른 방식 중의 하나로 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 예컨대, 유체 도관은 손잡이에 대해 슬라이딩 가능하거나, 피봇 가능하거나, 회전 가능하거나 또는 병진 이동 가능하다. 대안적으로, 유체 도관은 연장 도는 확장 가능하다.
바람직한 실시 형태에서, 노즐은 축선 주위로 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 노즐은 바람직하게 축선 주위로 회전 가능하다. 이 축선은 바람직하게는 손잡이의 길이 방향 축선에 실질적으로 수직이다. 축선은 바람직하게는 노즐 축선에 대해 각도를 이루며, 더 바람직하게는 노즐 축선에 실질적으로 수직이다.
유체 도관은 바람직하게는, 유체 도관이 노즐과 함께 손잡이에 대해 움긱일 때 변형되거나 휘어지거나 또는 비틀리지 않게 해주는 강성을 갖는다. 유체 도관은 바람직하게는 금속과 플라스틱 재료 중의 하나로 형성된다.
노즐은 탄력적인 부재에 의해 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향된다. 탄력적인 부재는 노즐이 연결되는 부품과 결합할 수 있다. 예컨대, 노즐은 노즐을 지지하기 위한 지지부에 연결될 수 있고, 지지부는 손잡이에 대해 움직일 수 있도록 배치된다. 지지부는 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향될 수 있다. 지지부가 손잡이에 대해 움직임에 따라, 노즐과 유체 도관이 바람직하게는 축선 주위로 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 대안적으로, 탄력적인 부재는 유체 도관과 결합할 수 있다. 탄력적인 부재는 바람직하게는 유체 도관 또는 지지부에 힘을 가할 수 있고, 이는 힘은, 노즐이 사용자의 치아에 가압될 때 탄력적인 부재의 편향력에 대항하여 또한 사용자에게 편치 않은 과도한 힘을 치아에 가함이 없이 움직일 수 있게 하기에 충분한 크기이다.
바람직한 실시 형태에서, 탄력 부재는 유체 전달 시스템의 일부분을 형성하고, 바람직하게는 노즐에 연결되는 유체 도관의 탄력적인 부분의 형태로 되어 있다. 유체 도관의 그 탄력적인 부분은 노즐에 힘을 가하도록 비틀리거나, 구부려지거나 압축되거나 또는 다른 식으로 변형될 수 있고, 그 힘에 의해 노즐은 기구의 사용 동안에 사용자 치아 쪽으로 손잡이에 대해 움직일 수 있다.
따라서, 유체 전달 시스템은 작업 유체의 분출물이 사용자의 치아에 전되게 해주는 노즐, 및 유체 도관을 포함할 수 있고, 이 유체 도관은, 축선 주위로 회전 가능한 상대적으로 강성적인 부분, 및 기구의 사용 동안에 노즐을 사용자의 치아에 가압하는 방향으로 축선 주위로 회전하도록 노즐 및 유체 도관의 상대적으로 강성적인 부분을 가압하기 위한 상대적으로 가요적인 탄력적인 부분을 갖는다. 대안적으로, 유체 도관의 부분들은 개별적인 연결된 부품에 의해 제공될 수 있다.
기구는 바람직하게는 손잡이에 분리 가능하게 연결되는 세정 도구를 포함한다. 따라서 유체 전달 시스템은 세정 도구 도관 시스템 및 손잡이 도관 시스템을 포함한다. 손잡이 도관 시스템은 바람직하게는 유체 저장부의 유체 출구 포트로부터 작업 유체를 받기 위한 유체 입구 포트를 포함한다. 손잡이 도관 시스템은 작업 유체를 유체 입구 포트, 펌프 및 손잡이의 유체 출구 포트 사이에 전달하기 위한 복수의 도관을 포함한다. 세정 도구 도관 시스템은 바람직하게 손잡이 유체 출구 포트, 노즐 및 유체 도관으로부터 작업 유체의 분출물을 받기 위한 유체 입구 포트를 포함한다.
기구는 바람직하게 헤드, 및 헤드와 손잡이 사이에서 연장되어 있는 스템을 포함한다. 노즐은 바람직하게 헤드로부터 외측으로 돌출하고 또한 그 헤드에 대해 움직일 수 있다. 노즐은 바람직하게는 헤드로부터 멀어지는 방향으로 헤드에 대해 움직이도록 편향된다. 노즐은 바람직하게는 헤드에 대한 원위 위치와 근위 위치 사이에서 움직일 수 있다. 노즐은 바람직하게는 원위 위치 쪽으로 움직이도록 편향된다.
기구의 사용 중에 사용자의 치아를 따르는 노즐의 운동을 용이하게 하기 위해, 헤드는 바람직하게 사용자의 치아와 결합하기 위한 수단을 포함하고, 노즐은 원위 위치와 근위 위치 사이에서 움직임에 따라 결합 수단에 대해 움직일 수 있다. 사용자의 편안함을 위해, 결합 수단은 탄력적인 또는 탄성 중합체 재료로 형성될 수 있다. 결합 수단은 실질적으로 평평한 상측 표면, 만곡된 상측 표면 또는 단차형 상측 표면을 가질 수 있다. 예컨대, 결합 수단은 오목한 상측 표면을 가질 수 있다. 노즐이 헤드에 대해 원위 위치에 있을 때, 그 노즐의 팁은 바람직하게 결합 수단의 적어도 일부를 넘어 외측으로 돌출하고, 그래서 노즐이 사용자의 치아에 눌리면, 노즐은 원위 위치로부터 멀어지게 근위 위치 쪽으로 움직이게 된다.
기구는 사용자 치아의 틈을 세정하기 위한 전용의 치간 세정 기구의 형태일 수 있다. 이러한 기구의 경우에, 결합 수단은 노즐을 둘러싸는 단일의 탄력적인 부재를 포함할 수 있다. 대안적으로, 결합 수단은 노즐에 인접하여 배치되는 복수의 탄력적인 부재를 포함할 수 있다. 탄력적인 부재는 헤드의 양측 또는 양단부에 위치될 수 있거나 노즐 주위에 배치될 수 있다. 예컨대, 탄력적인 부재는 원주 방향으로 노즐 주위에 배치될 수 있다. 탄력적인 부재(들)는 탄성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
대안적으로, 기구는 작업 유체의 분출물을 치간 틈 안으로 방출하여 치간 세정을 개선하는 추가적인 기능을 갖는 칫솔의 형태일 수 있다. 기구가 칫솔의 형태인 경우에, 결합 수단은 바람직하게 복수의 강모를 포함한다. 이들 강모는 바람직하게는 노즐 주위에 배치되고 원주 방향으로 노즐 주위에 배치될 수 있다.
복수의 강모는 헤드의 정적 부분에 부착될 수 있고, 이 정적 부분은 손잡이에 대해 움직이지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 복수의 강모는 헤드의 가동 부분에 부착될 수 있고, 이 가동 부분은 손잡이에 대해 움직일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 기구는, 강모 캐리어 및 이 강모 캐리어에 장착되는 복수의 강모를 포함하는 브러시 유닛을 포함하고, 강모 캐리어는 손잡이에 대해 움직일 수있다. 노즐은 바람직하게 브러시 유닛으로부터 멀어지는 방향으로 브러시 유닛에 대해 움직이도록 편향된다.
브러시 유닛에 대한 노즐의 운동에 추가로, 브러시 유닛은 바람직하게 노즐에 대해 움직일 수 있다. 강모의 단부가 사용자의 치아의 표면 위를 휩쓸고 갈 수 있도록 해주는 노즐에 대한 브러시 유닛의 운동은 손잡이에 대한 노즐의 운동과는 독립적일 수 있다. 강모 캐리어는 노즐에 대해 병진 이동, 회전, 피봇 또는 진동할 수 있다.
작업 유체는 바람직하게는 액체 작업 유체이고, 바람직하게는 물이다. 기구는 바람직하게는 작업 유체를 저장하기 위한 유체 저장부를 포함하고, 이 유체 저장부로부터 작업 유체가 유체 전달 시스템에 공급된다. 기구의 손잡이는 유체 저장부를 포함할 수 있다. 예컨대, 유체 저장부는 손잡이의 본체 내부에 완전히 포함될 수 있다. 대안적으로, 손잡이의 외벽은 유체 저장부를 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 외벽의 적어도 일부분은 투명하여, 사용자는 유체 저장부 내부에 포함되어 있는 작업 유체의 양을 볼 수 있다. 대안적으로, 유체 저장부는 스템 내부에 수용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 스템의 외벽은 유체 저장부를 적어도 부분적으로 한정할 수 있고, 외벽의 적어도 일부분은 투명하여, 사용자는 유체 저장부 내부에 포함되어 있는 작업 유체의 양을 볼 수 있다. 유체 저장부를 스템 내부에 수용하는 것에 대한 대안으로, 유체 저장부는 스템 외부에 위치하도록 스템에 연결될 수 있다. 이러면, 유체 저장부는 필요에 따라 재보충 또는 교체를 위해 스템으로부터 분리될 수 있다. 대안적으로, 유체 저장부는 스템에 연결되는 외벽에 의해 부분적으로 한정될 수 있다. 마찬가지로, 외벽의 적어도 일부분은 투명하여, 사용자는 유체 저장부 내부에 포함되어 있는 작업 유체의 양을 볼 수 있다. 유체 저장부의 용량을 최대화하고 또한 기구의 길이 방향 축선 주위에 비교적 고른 중량 분포를 이루기 위해, 유체 저장부는 바람직하게는 스템 주위에 연장되어 있거나 그 스템을 둘러싼다.
위에서 언급한 바와 같이, 세정 도구는 바람직하게 손잡이에 분리 가능하게 연결된다. 이리하여, 손잡이에 일 세트의 유사한 세정 도구가 제공될 수 있고, 각 세정 도구는 다른 사용자에 의한 사용을 위한 각각의 다른 식별 요소를 갖는다. 이리하여, 손잡이에는 일 세트의 다른 세정 도구가 제공될 수 있다. 예컨대, 일 세트의 세정 도구는, 노즐과 가동 브러시 유닛을 갖는 제 1 유형의 세정 도구, 노즐과 정적 브러시 유닛을 갖는 제 2 유형의 세정 도구, 노즐을 갖지만 강모는 없는 제 3 유형의 세정 도구, 및 가동 브라시 유닛을 갖지만 노즐은 없는 제 4 유형의 세정 도구 중의 2개 이상에서 선택될 수 있다. 동일한 유형의 다수의 각각의 다른 세정 도구가 제공될 수 있는데, 예컨대, 각각의 다른 강직성을 갖는 강모, 또는 각각의 다른 유체 출구 크기를 갖는 노즐을 갖는 제 1 유형의 세정 도구가 제공될 수 있다.
기구는 바람직하게 기구의 위에서 언급한 모든 부품을 포함하는 휴대용 기구이다.
세정 도구는 독립적으로 예컨대 예비 부품으로서 또는 기존의 손잡이에 사용되는 대체용 세정 도구로서 판매될 수 있다.
제 2 양태에서, 본 발명은 치아 세정 기구용 세정 도구를 제공하고, 치아 세정 기구는 상기 세정 도구가 분리 가능하게 연결될 수 있는 손잡이를 포함하고, 상기 세정 도구는, 스템; 및 작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐과, 작업 유체를 상기 노즐에 전달하기 위한 유체 도관을 포함하는 세정 도구 도관 시스템을 포함하고, 상기 노즐은 길이 방향 축선 주위에 연장되어 있는 유체 챔버 및 작업 유체를 유체 챔버로부터 상기 노즐의 유체 출구에 전달하기 위한 채널을 포함하고, 유체 챔버는 작업 유체를 상기 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루어 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 유체 입구를 포함한다.
본 발명의 제 1 양태와 관련하여 전술한 특징은 본 발명의 제 2 양태에도 동등하게 적용가능하고, 그 반대도 마찬가지다.
이제 본 발명의 바람직한 특징을 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 1a는 치아 세정 기구의 우측면도이고, 도 1b는 그 기구의 정면도이며, 도 1c는 그 기구의 좌측면도이다.
도 2는 작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 유체 전달 시스템의 부품을 개략적으로 도시한다.
도 3은 기구의 세정 도구를 위쪽에서 본 우측 사시도이다.
도 4는 기구의 손잡이를 위쪽에서 본 우측 사시도이다.
도 5는 세정 도구의 하측 부부의 측단면도이다.
도 6은 세정 도구의 도관 시스템의 사시도이다.
도 7은 세정 도구의 상측 부분의 측단면도이다.
도 8은 도관 시스템의 노즐의 사시도이다.
도 9는 노즐의 유체 챔버의 후방 단면도이다.
도 10a 내지 10e는 도 8의 노즐로부터 작업 유체의 분출물을 방출하는 것을 보여주는 일련의 사진이다.
도 11a 내지 11e는 유체 출구의 반대편에 있는 유체 입구를 갖는 노즐로부터 작업 유체의 분출물을 방출하는 것을 보여주는 일련의 사진이다.
도 1a 내지 1c는 치아 세정 기구(10)의 외관도를 도시한다. 이 실시 형태에서, 기구는 휴대용 기구의 형태이며, 이는 개선된 치간 세정을 위한 작업 유체를 분배하기 위한 통합형 어셈블리를 갖는 전동 칫솔의 형태로 되어 있다.
기구(10)는 손잡이(12) 및 세정 도구(14)를 포함한다. 손잡이(12)는, 기구(10)의 사용 중에 사용자가 잡게 되는 외부 본체(16)를 포함한다. 이 본체(16)는 바람직하게는 플라스틱 재료로 만들어지고, 바람직하게는 대체로 원통형으로 되어 있다. 손잡이(12)는 복수의 사용자 조작 버튼(18, 20, 22)을 포함하고, 이들 버튼은 사용자가 접근할 수 있도록 본체(16)에 형성된 각각의 구멍 내에 위치된다. 손잡이(12)는, 기구의 사용 중에 사용자에게 보일 수 있도록 위치되는 디스플레이(24)를 포함할 수 있다.
세정 도구(14)는 스템(26) 및 헤드(28)를 포함한다. 스템(26)은 기다란 형태이고, 헤드(28)를 손잡이(12)로부터 이격시켜 기구(10)의 사용자 조작성을 좋게 해준다. 이 실시 형태에서, 세정 도구(14)의 헤드(28)는 브러시 유닛(29)을 포함하고, 이는 강모(bristle) 캐리어(30) 및 강모 캐리어(30)에 장착되는 복수의 강모(32)를 포함한다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 세정 도구(14)는 브러시 유닛(29) 없이 제공될 수 있고, 그래서 기구는 사용자 치아 사이의 틈을 세정하기 위한 전용의 치간 세정 기구의 형태로 된다.
세정 도구(14)는 또한 작업 유체를 저장하기 위한 유체 저장부(34) 및 기구(10)의 사용 중에 하나 이상의 작업 유체 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐(36)을 포함한다. 유체 저장부(34)는 스템(26)에 연결된다. 유체 저장부(34)는 적어도 부분적으로 스템(26) 주위에 연장되어 있다. 브러시 유닛(29)을 포함하는 이 실시 형태에서, 브러시 유닛(29)은 적어도 부분적으로 노즐(36) 주위에 연장되어 있다.
노즐(36)은, 유체 저장부(34)로부터 작업 유체를 받고 또한 기구(10)의 사용중에 작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 유체 전달 시스템(40)의 일부분을 이룬다. 작업 유체의 각 분출물은 바람직하게 1 ml 미만, 더 바람직하게는 0.5 ml 미만의 부피를 가지며, 이 예에서는 대략 0.25 ml 이다. 노즐(36)의 팁은 유체 출구(42)를 포함하고, 이 출구를 통해 작업 유체의 분출물이 사용자의 치아에 전달된다. 유체 전달 시스템(40)은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 개괄적으로, 유체 전달 시스템(40)은, 유체 저장부(34)로부터 작업 유체를 받기 위한 유체 입구(44)를 포함한다. 이 실시 형태에서, 작업 유체는 액체 작업 유체인데, 이는 바람직하게는 물이다. 유체 전달 시스템(40)은, 유체 입구(44)를 통해 유체 저장부(34)로부터 작업 유체를 끝어 들이고 또한 작업 유체의 분출물을 노즐(36)에 전달하기 위한 펌프 어셈블리를 포함한다. 펌프 어셈블리(46)는 손잡이(12) 내부에 위치되고, 용적형 펌프(48) 및 이 펌프(48)를 구동하기 위한 구동기를 포함한다. 구동기는 바람직하게 모터(50)를 포함한다. 모터(50)에 전력을 공급하기 위한 배터리(52)가 또한 손잡이(12)에 위치된다. 배터리(52)는 바람직하게는 재충전 가능한 배터리이다.
제 1 도관(54)이 유체 전달 시스템(40)의 유체 입구(44)를 펌프(48)의 유체 입구(56)에 연결한다. 제 1 일방 밸브(58)가 유체 입구(44)와 펌프(48) 사이에 위치되어 있어, 물이 펌프(48)로부터 저방부(34)에 복귀하는 것을 방지한다. 제 2 도관(60)이 펌프(48)의 유체 출구(62)를 노즐(36)에 연결한다. 제 2 일방 밸브(64)가 펌프(48)와 노즐(36) 사이에 위치되어 있어, 물이 펌프(48)에 복귀하는 것을 방지한다. 제어 회로(66)가 모터(50)의 작동을 제어하고, 그래서 모터(50) 및 제어 회로(66)는 펌프(48)를 구동시키기 위한 구동기를 제공한다. 배터리(52)는 제어 회로(66)에 전력을 공급한다. 제어 회로(66)는 모터(50)에 전력을 공급하는 모터 제어기를 포함한다.
이 실시 형태에서, 제어 회로(66)는, 기구(10)의 손잡이(12) 상에 위치하는 버튼(18, 20, 22)을 사용자가 누를 때 발생되는 신호를 받는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어 회로(66)는, 기구 내에 위치하는 센서에 의해 발생된 또는 디스플레이 또는 개인 장치와 같은 원격 장치로부터 수신되는 신호를 받을 수 있다. 간략히 하기 위해, 이하의 설명에서, 제어 회로(66)는, 사용자가 버튼(18, 20, 22) 중의 하나를 누를 때 발생되는 신호를 받는다.
세정 도구(14)는 손잡이(12)에 분리 가능하게 연결된다. 도 3 내지 5를 참조하면, 손잡이(12)는 바람직하게는 스피곳(spigot)(70)의 형태로 된 수형 커넥터를 포함하고, 스피곳은 세정 도구(14)의 상보적인 암형 커넥터(바람직하게는 오목한 커넥터(72)의 형태임)에 수용된다. 오목한 커넥터(72)는 스피곳(70)을 수용하기 위한 대체로 원통형의 오목부(73)를 규정한다. 스피곳(70)은 바람직하게는 손잡이(12)의 길이 방향 축선에 평행한 방향으로 바람직하게 본체(16)의 끝면(74)으로부터 외측으로 돌출해 있다. 끝면(74)은, 세정 도구(14)가 손잡이(12)에 장착되면 유체 저장부(34)의 환형 바닥 벽(78)을 수용하기 위한 환형 시트(seat)(76)를 규정한다. 환형 시트(76)는 유체 전달 시스템(40)의 유체 입구(44)를 포함한다. 유체 입구(44)는, 세정 도구(14)가 손잡이(12)에 장착되면 유체 저장부(34)의 저장부 유체 출구 포트(80)로부터 유체를 받는다.
펌프(48)의 유체 출구(62)를 노즐(36)에 연결하는 제 2 도관(60)은 손잡이(12) 내부에 위치되는 손잡이 도관 부분 및 세정 도구(14) 내부에 위치되는 세정 도구 도관 부분을 포함한다. 손잡이 도관 부분은 펌프(48)의 유체 출구(62)로부터, 스피곳(70)에 인접하여 위치되는 손잡이 유체 출구 포트(82)까지 연장되어 있다. 도 6에 도시되어 있는 세정 도구 도관 부분(84)은, 세정 도구(14)가 손잡이(12)에 연결될 때 손잡이 유체 출구 포트(82)로부터 유체를 받기 위한 세정 도구 유체 입구 포트(86)를 포함한다. 이 세정 도구 유체 입구 포트(86)는 오목한 커넥터(72)의 기부로부터 돌출해 있다. 오목한 커넥터(72)는 스템(26)의 상대적으로 넓은 기부 부분(88) 내부에 수용되고 그에 연결된다.
위에서 언급한 바와 같이, 세정 도구(14)는 스템(26)에 대해 움직일 수 있는 강모(bristle) 캐리어(30)를 포함한다. 기구(10)는 강모 캐리어(30)를 스템(26)에 대해 움직이기 위한 구동 기구를 포함한다. 구동 기구는 강모 캐리어(30)에 연결되는 동력 전달 유닛, 및 강모 개리어(30)가 스템(26)에 대해 움직이도록 동력 전달 유닛을 구동시키기 위한 구동 유닛을 포함한다.
손잡이(12)는 구동 기구의 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 바람직하게는 DC 모터의 형태로 된 모터를 포함하고, 사용자가 손잡이(12)의 버튼 중의 하나 이상을 누르면 모터가 제어 회로(66)에 의해 작동된다. 구동 유닛의 모터는 기어 트레인을 통해, 스피곳(70)으로부터 외측으로 돌출하는 회전 가능한 구동 유닛 커플링 부재(90)에 연결되고, 이 커플링 부재는 구동 유닛의 모터의 작동시 본체(16)에 대해 회전하게 된다.
세정 도구(14)는 구동 기구의 동력 전달 유닛을 포함한다. 동력 전달 유닛은 동력 전달 유닛 커플링 부재(92)를 포함하고, 세정 도구(14)가 손잡이(12)에 연결되면, 동력 전달 유닛 커플링 부재는 구동 유닛 커플링 부재(90)와 결합하고 바람직하게는 이를 수용한다. 동력 전달 유닛 커플링 부재(92)은 스템(26) 내부에 수용되는 연결 로드(94)의 일단부에 연결되고 바람직하게는 그 일단부와 일체적으로 되어 있다. 연결 로드(94)의 다른 단부는 강모 캐리어(30)의 측면에 연결되어, 연결 로드(94)가 15°로 주기적으로 회전하면, 강모 캐리어(30)가 스템(26)에 대해 15°로 휩쓸게 된다.
유체 저장부(34)는 세정 도구(14)의 스템(26)에 장착되고 적어도 부분적으로 그 스템 주위에 연장되어 있다. 이 실시 형태에서, 유체 저장부(34)는 환형이고, 그래서 스템(26)을 둘러싼다. 유체 저장부(34)는 바람직하게는, 헤드(28)로부터 멀리 있는 스템(26)의 단부에 또는 그 근처에 위치되고, 그래서 이 실시 형태에서는 스템(26)의 기부 부분(88) 주위에 연장되어 있다. 유체 저장부(34)는 바람직하게 5 내지 50 ml의 용량을 가지며 이 실시 형태에서는 25 ml의 용량을 갖는다.
유체 저장부(34)는 유체 저장부(34)의 외벽에 형성되어 있는 저장부 유체 입구 포트(100)를 통해 충전된다. 유체 입구 포트(100)는 바람직하게 유체 저장부(34)의 환형 외측벽에 형성된다. 저장부 유체 입구 포트(100)는 폐쇄 부재(102)에 의해 시일링된다. 폐쇄 부재(102)가 도 3의 폐쇄 위치(이 위치에서 폐쇄 부재(102)는 저장부 유체 입구 포트(100)로부터의 작업 유체의 누출을 억제함)와 개방 위치 사이에서 유체 저장부(34)에 대해 움직일 수 있다. 이 실시 형태에서, 폐쇄 부재(102)는 유체 저장부(34)에 회전 가능하게 연결된다. 폐쇄 부재(102)는 저장부 유체 입구 포트(100) 내부에 위치될 수 있고 그에 대해 유밀한 시일을 형성한다. 폐쇄 부재(102)는 헤드(104)를 포함하고, 사용자는 그 헤드를 잡아 폐쇄 부재(102)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 움직일 수 있고, 또한 사용자가 헤드를 저장부 유체 입구 포트(100) 쪽으로 밀어 폐쇄 부재(102)를 폐쇄 위치로 복귀시킬 수 있다.
폐쇄 부재(102)는 한쌍의 아암(106)에 의해 유체 저장부(34)에 연결된다. 각 아암(106)의 한 단부는 폐쇄 부재(102)에 연결되고, 각 아암(106)의 다른 단부는 유체 저장부(34)에 연결된다. 이 실시 형태에서, 아암(106)은 폐쇄 부재(102)와 일체적으로 되어 있고, 폐쇄 부재(102)로부터 멀리 있는 각 아암(106)의 부분은 예컨대 접착제를 사용사용해 또는 용접으로 유체 저장부(34)의 바닥 벽(78)에 연결된다. 각 아암(106)은 힌지(108)를 포함하고 있어, 폐쇄 부재(102)에 연결되는 아암(106)의 부분이 유체 저장부(34)에 연결되는 아암(106)의 다른 부분에 대해 회전할 수 있고, 힌지는 국부적으로 감소된 두께를 갖는 아암(106)의 일부분으로 형성될 수 있다.
유체 저장부(34)를 충전하기 위해, 사용자는 손잡이(12)로부터 세정 도구(14)를 분리하고, 손가락과 엄지 사이에서 폐쇄 부재(102)의 헤드(104)를 잡아 저장부 유체 입구 포트(100)로부터 끌어 당긴다. 그런 다음 유체 저장부(34)는 사용자에 의해, 예컨대 저장부 유체 입구 포트(100)를 흐르는 수돗 꼭지 아래에 위치시켜 충전될 수 있다. 일단 유체 저장부(34)가 충전되면, 사용자는 폐쇄 부재(102)의 헤드(104)를 다시 저장부 유체 입구 포트(100) 안으로 밀어, 세정 도구(14)를 손잡이(12)에 다시 연결한다. 폐쇄 부재(102)와 유체 저장부(34)의 바닥 벽(78) 사이의 회전 연결에 의해, 저장부 유체 입구 포트(100)가 노출될 때 폐쇄 부재(102)의 우발적인 분실이 억제되고, 또한 세정 도구(14)가 손잡이(12)에 장착될 때, 폐쇄 부재(102)와 유체 저장부(34) 사이의 이음부가 손잡이(12)와 유체 저장부(34) 사이에 위치될 수 있다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 폐쇄 부재(102)가 폐쇄 위치에 있을 때, 폐쇄 부재(102)의 아암(106)의 하측 부분은 유체 저장부(34)의 바닥 벽(78)의 오목한 부분 내부에 위치되며, 그래서 아암(106)의 하측 부분의 바닥면은 유체 저장부(34)의 바닥 벽(78)과 실질적으로 평평하게 된다.
유체 저장부(34)의 외벽의 적어도 일부분은 바람직하게 투명하여 사용자가 유체 저장부(34)의 내용물을 볼 수 있고, 그래서 유체 저장부(34)가 기구(10)의 원하는 사용 전에 재보충을 필요로 하는지를 평가할 수 있다. 외벽은 바람직하게 세정 도구(14)의 길이 방향 축선에 대해 대칭적인 형상을 갖는다. 외벽은 바람직하게 만곡된 형상, 더 바람직하게는 볼록하게 만곡된 형상을 갖지만, 대안적으로, 외벽은 다각형 또는 각진 형상을 가질 수 있다. 이 실시 형태에서, 외벽은 구형 만곡을 갖는다. 아래에서 설명하는 바와 같이, 유체 저장부(34)는 스템(26)의 상대적으로 넓은 기부 부분(88)에 장착되고, 그래서 외벽은 서로 마주하는 원형 구멍을 가지며, 이들 구멍은 세정 도구(14)의 길이 방향 축선 상에 중심을 두고 있어 스템(26)의 기부 부분(88)이 그를 통과할 수 있다.
유체 저장부(34)는 외벽에 연결되는 내벽(112)를 더 포함하고, 이 내벽은 외벽과 함께 유체 저장부(34)의 용량을 규정한다. 내벽(112)은 관형으로 되어 있다. 내벽(112)의 단부는 바람직하게 원형이고, 외벽과 내벽(112) 사이에 유밀한 시일이 형성되도록 외벽에 연결되어 있다. 이 실시 형태에서, 유체 저장부(34)는 2개의 하우징 부분으로 형성된다. 제 1 하우징 부분(114)은 외벽과 내벽(112)의 상측 부분을 포함하고, 그래서 내벽(112)의 상단부는 외벽의 상측 부분과 일체로 되어 있다. 제 2 하우징 부분(116)은 유체 저장부(34)의 외벽과 바닥 벽(78)의 하측 부분을 포함한다.
유체 저장부(34)를 스템(26)에 장착하기 위해, 유체 저장부(34)의 제 1 하우징부(114)에 형성되어 있는 원형 구멍이 스템(26)의 기부 부분(88)의 자유 단부와 정렬되고, 유체 저장부(34)가 스템(26) 상으로 밀리게 된다. 유체 저장부(34)의 내벽(112)의 내면은 스템(26)의 기부 부분(88)에 지탱되어, 그들 사이의 마찰력이 유체 저장부(34)가 스템(26)으로부터 떨어지는 것을 방지한다. 세정 도구(14)를 손잡이(12)에 장착하기 위해, 손잡이(12)의 스피곳(70)이 세정 도구(14)의 커넥터(72)에 형성되어 있는 오목부(73)와 정렬되고, 스피곳(70)에 인접하여 있는 손잡이 유체 출구 포트(82)는 세정 도구(14)의 세정 도구 유체 입구 포트(86)와 정렬된다. 그런 다음에 세정 도구(14)는 스피곳(70) 상으로 밀려, 손잡이 유체 출구 포트(82)가 세정 도구 유체 입구 포트(86)에 연결되고 그래서 유체 저장부(34)가 환형 시트(76)와 결합하여 저장부 유체 출구 포트(80)가 유체 전달 시스템(40)의 유체 입구(44)에 연결된다. 스템(26)의 커넥터(72)의 내면(150)은 스피곳(70)의 외면에 지탱되고, 그래서 그들 사이의 마찰력이 스템(26)을 손잡이(12)에 유지시킨다. 커넥터(72)는 바람직하게, 커넥터(72)가 스피곳(70) 상으로 밀릴 때 휘어지는 탄성적인 플라스틱 재료로 형성되어 그들 사이의 마찰력이 증가된다. 커넥터(72)의 내면을 스피곳(70)에 가압하기 위한 스프링 클립(120)이 적어도 부분적으로 커넥터(72) 주위에 제공될 수 있다.
도 6 내지 9를 참조하면, 세정 도구 도관 부분(84)은 유체를 세정 도구 유체 입구 포트(86)로부터 노즐(36)에 전달하기 위한 유체 도관(130)을 포함한다. 노즐(36)은 지지부(132)에 장착되고, 이 지지부는 노즐(36)을 세정 도구(14)의 손잡이(12)와 스템(26)에 대해 움직일 수 있게 지지한다. 지지부(132)는 기다란 본체(134)를 포함하고, 이 본체는 피봇 축선(P) 주위로 회전 운동할 수 있게 스템(26)에 연결된다. 예컨대, 지지부(132)는 스템(26)의 기부(88)에 형성되어 있는 한쌍의 이격된 오목부 사이에 유지되는 원통형 보스(boss)(136)를 포함할 수 있다. 피봇 축선(P)은 스템(26)을 통과하고, 그 스템(26)의 길이 방향 축선에 실질적으로 수직이다. 지지부(132)는 대체로 Y-형이고, 본체(134)로부터 위쪽으로 연장되어 있는 한쌍의 아암(138)을 가지며, 이 아암 각각은 노즐(36)의 본체(142)의 각각의 다리부(140)에 연결된다.
노즐(36)은 제 1 또는 원위 위치와 제 2 또는 근위 위치 사이에서 손잡이(12)에 대해 움직일 수 있다. 원위 위치에서, 노즐(36)의 팁은 강모(32)의 단부를 넘어 외측으로 돌출하고, 근위 위치에서, 노즐(36)의 팁은 강모(32)의 단부에 대해 후퇴된다. 이 실시 형태에서, 노즐(36)은 원위 위치 쪽으로 움직일 수 있게 편향된다. 유체 도관(130)은 노즐(36)에 연결되는 상대적으로 강성적인 부분(144) 및 상대적으로 강성적인 부분(144)과 세정 도구 유체 입구 포트(86) 사이에 위치하는 상대적으로 가요적인 부분(146)을 포함하고, 이 상대적으로 가요적인 부분은 탄성적으로 변형된 상태로 있도록 스템(26) 내부에 수용된다. 도 7을 참조하면, 유체 도관(130)의 상대적으로 가요적인 부분(146) 내에 생성되는 내력은 유체 도관(130)의 상대적으로 강성적인 부분(144)을 연결 로드(94) 쪽으로 가압하는 방향으로 작용한다. 유체 도관(130), 노즐(36) 및 지지부(132) 사이의 연결을 통해, 이 내력은 노즐(36)을 브러시 유닛(29)에 대한 원위 위치 쪽으로 가압하는 방향으로 노즐(36)이 피봇 축선(P) 주위로 회전하게 한다.
유체 도관(130)은 노즐(36)의 본체(142)의 다리부(140) 사이를 통과하여 노즐(36)의 유체 입구(150)에 연결된다. 특히 도 9를 참조하면, 유체 입구(150)는, 노즐(36)의 본체(142)에 의해 형성된 유체 챔버(152) 안으로 유체를 접선 방향으로 전달하는 접선 방향 입구이다. 이 실시 형태에서, 유체 챔버(152)는 원통형이고, 노즐(36)의 길이 방향 축선과 공선적인 길이 방향 축선(X) 주위로 연장되어 있다. 유체 챔버(152)의 직경은 바람직하게는 2 내지 7 mm 이고, 이 실시 형태에서는 약 4 mm 이다.
노즐(36)의 본체(142)는 유체 챔버(152)의 하류에 있는 원통형 유체 채널(154)을 또한 규정하고, 이 채널은 작업 유체를 유체 챔버(152)로부터 노즐(36)의 유체 출구(42)에 전달한다. 유체 채널(154)은 길이 방향 축선(X) 상에 중심을 두고 있고 또한 이 축선 주위에 연장되어 있다. 유체 채널(154)의 직경은 바람직하게는 1.5 내지 3 mm 이고, 이 실시 형태에서는 약 2 mm 이다. 유체를 유체 챔버(152)로부터 유체 채널(154)에 전달하기 위한 유체 포트(156)는 길이 방향 축선(X) 상에 중심을 두고 있다. 유체 포트(156)는 절두 원추형이고, 유체 채널(154) 쪽으로 수렴한다. 노즐(36)의 유체 출구(42) 또한 길이 방향 축선(X) 상에 중심을 두고 있다. 유체 출구는 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm의 직경을 가지며, 이 실시 형태에서는 약 0.7 mm 이다. 노즐(36)의 유체 채널(154)과 유체 출구(42) 사이의 천이부는 바람직하게는 절두 원추형이고, 그래서 유체 채널(154)과 유체 출구(42) 사이의 유체 유동 경로의 직경은 비교적 점진적으로 감소해 있다.
기구(10)를 작동시키기 위해, 사용자는 손잡이(12)에 있는 버튼(18, 20, 22)을 누른다. 사용자는 버튼(18)을 눌러 기구(10)를 켜고, 이 버튼의 작용은 제어 회로(66)에 의해 검출된다. 사용자는 버튼(20)을 눌러 기구(10)의 작동 모드를 선택할 수 있다. 예컨대, 버튼(20)을 한번 누르면, 제어 회로(66)는 모터를 활성화시켜 브러시 유닛(29)을 손잡이(12)에 대해 움직인다. 버튼(20)을 다시 누르면, 모터가 꺼지게 된다. 버튼(22)을 누르면, 물의 분출물이 노즐(36)에서 방출된다. 제어 회로(66)가 펌프(48)를 활성화시켜 펌프(48)의 유체 챔버로부터 일정량의 물이 노즐(36)에 보내지고, 또한 유체 저장부(34)로뷰터 일정량의 물이 흡인되어 유체 챔버가 보충된다.
유체 전달 시스템은 바람직하게는 노즐(36)의 유체 입구(150)에서 3 내지 10 bar의 정압을 갖는 물 분출물을 발생시키도록 구성된다. 물이 유체 챔버(152) 안으로 비스듬히 들어가기 때문에, 물 분출물이 유체 입구(150)를 통해 유체 챔버(152)에 들어감에 따라, 축방향 운동량과 각운동량 모두를 갖는 물 액적이 물 분출물로부터 발생된다. 물 액적은 유체 포트(156)를 통과하여 유체 채널(154) 안으로 들어가고, 이어서 노즐(36)의 유체 출구(42)로부터 방출된다.
도 10a 내지 10e는 0.25 ml의 부피를 갖는 물 분출물이 노즐(36)로부터 방출되는 것을 보여주는 일련의 사진으로, 각각 0 ms, 2 ms, 4 ms, 8 ms 및 12 ms 후에 촬영한 것이다. 노즐로부터 방출되는 물은 교란되고 발산형 스프레이 형태로 되어 있음을 알 수 있다. 비교를 위해, 도 11a 내지 11e는, 접선 방향 입구 대신에 축방향 입구, 즉 유체 출구의 바로 반대편에 있는 유체 입구를 갖는 유사한 노즐로부터 동일한 부피의 물이 역시 분출물의 형태로 방출되는 것을 보여주는 유사한 일련의 사진으로, 각각 0 ms, 2 ms, 4 ms, 8 ms 및 12 ms 후에 촬영한 것이다. 물 분출물이 물 액적으로 상당히 더 작게 분열되며, 노즐에서 방출된 물 분출물의 프로파일은 접선 방향 입구를 갖는 노즐(36)에서 방출되는 것과 비교하여 더 좁다.

Claims (32)

  1. 치아 세정 기구로서,
    작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐; 및
    작업 유체를 상기 노즐에 전달하기 위한 유체 도관을 포함하고,
    상기 노즐은 길이 방향 축선 주위에 연장되어 있는 유체 챔버 및 작업 유체를 상기 유체 챔버로부터 상기 노즐의 유체 출구에 전달하기 위한 채널을 포함하고, 유체 챔버는 작업 유체를 상기 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루어 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 유체 입구를 포함하는, 치아 세정 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 입구는 상기 길이 방향 축선에 실질적으로 수직인 면 내에 위치하는 경로를 따라 유체를 상기 유체 챔버 안으로 전달하도록 배치되어 있는, 치아 세정 기구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경로는 상기 길이 방향 축선으로부터 이격되어 있는, 치아 세정 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 입구는 상기 길이 방향 축선으로부터 이격되어 있는 경로를 따라 유체를 상기 유체 챔버 안으로 전달하도록 배치되어 있는, 치아 세정 기구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 입구는 유체를 실질적으로 접선 방향으로 상기 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 접선 방향 입구를 포함하는, 치아 세정 기구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 챔버는, 상기 길이 방향 축선에 수직인 면 내에서, 실질적으로 원형인 단면을 갖는, 치아 세정 기구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유체 챔버의 직경은 2 내지 7 mm 인, 치아 세정 기구.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 유체 챔버는 유채 챔버의 길이 방향 축선 상에 위치하는 출구 포트를 가지고 있는, 치아 세정 기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 출구 포트는 상기 유체 챔버의 출구와 축방향으로 정렬되는, 치아 세정 기구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 출구 포트는 절두 원추형인, 치아 세정 기구.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널은 원통형이고, 상기 유체 챔버의 직경 보다 작은 직경을 가지고 있는, 치아 세정 기구.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체 출구는 0.5 내지 1.5 mm의 직경을 가지고 있는, 치아 세정 기구.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 채널과 유체 출구 사이의 천이부는 절두 원추형인, 치아 세정 기구.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐과 유체 도관은, 3 내지 10 bar의 정압에서 작업 유체를 유채 챔버의 입구에 전달하도록 구성된 유체 전달 시스템의 일부분을 형성하는, 치아 세정 기구.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    손잡이를 포함하고, 노즐은 상기 손잡이에 대해 움직일 수 있는, 치아 세정 기구.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 노즐은 축선 주위로 상기 손잡이에 대해 움직일 수 있는, 치아 세정 기구.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 축선 주위로 회전 가능한, 치아 세정 기구.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 노즐을 지지하기 위한 지지부를 포함하고, 지지부는 상기 축선 주위로 움직일 수 있게 배치되는, 치아 세정 기구.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 축선 주위로 회전 가능한, 치아 세정 기구.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선은 상기 손잡이의 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루는, 치아 세정 기구.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 축선은 상기 손잡이의 길이 방향 축선에 대해 실질적으로 수직인, 치아 세정 기구.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선은 상기 유체 챔버의 길이 방향 축선으로부터 이격되어 있는, 치아 세정 기구.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 축선은 상기 유체 챔버의 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루는, 치아 세정 기구.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 축선은 상기 유체 챔버의 길이 방향 축선에 실질적으로 수직인, 치아 세정 기구.
  25. 제 15 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 기구의 사용 중에 노즐을 사용자의 치아에 가압하는 방향으로 움직일 수 있게 편향되는, 치아 세정 기구.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 유체 전달 시스템의 일부분을 형성하는 탄력적인 부재에 의해 상기 방향으로 움직일 수 있게 편향되는, 치아 세정 기구.
  27. 제 15 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    헤드, 및 헤드와 손잡이 사이에서 연장되어 있는 스템을 포함하고, 노즐은 상기 헤드로부터 돌출해 있는, 치아 세정 기구.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 노즐은 헤드에 대해 움직일 수 있는, 치아 세정 기구.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 노즐은 헤드로부터 멀어지는 방향으로 움직이도록 노즐을 가압하는 방향으로 상기 손잡이에 대해 움직일 수 있게 편향되는, 치아 세정 기구.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 노즐은 헤드에 대한 원위 위치와 근위 위치 사이에서 헤드에 대해 움직일 수 있는, 치아 세정 기구.
  31. 제 28 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드는 기구의 사용 중에 사용자의 치아와 결합하기 위한 수단을 포함하고, 노즐은 결합 수단에 대해 움직일 수 있는, 치아 세정 기구.
  32. 치아 세정 기구용 세정 도구로서, 상기 치아 세정 기구는 상기 세정 도구가 분리 가능하게 연결될 수 있는 손잡이를 포함하고, 상기 세정 도구는,
    스템; 및
    작업 유체의 분출물을 사용자의 치아에 전달하기 위한 노즐과, 작업 유체를 상기 노즐에 전달하기 위한 유체 도관을 포함하는 세정 도구 도관 시스템을 포함하고,
    상기 노즐은 길이 방향 축선 주위에 연장되어 있는 유체 챔버 및 작업 유체를 유체 챔버로부터 상기 노즐의 유체 출구에 전달하기 위한 채널을 포함하고, 유체 챔버는 작업 유체를 상기 길이 방향 축선에 대해 각도를 이루어 유체 챔버 안으로 전달하기 위한 유체 입구를 포함하는, 치아 세정 기구용 세정 도구.
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