KR20190124685A - 진동 칫솔 및 편심축 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔 및 편심축은, 칫솔모가 식모된 헤드부와, 상기 헤드부가 탈착되는 헤드 결합부가 돌출되는 손잡이부를 갖는 칫솔에 있어서, 상기 손잡이부 내에 수용되며 회전력을 발생시키는 전동모터; 및 상기 전동모터에 연결되어 회전하며 적어도 일부분이 편심되어 진동을 발생시켜 상기 헤드 결합부에 진동을 전달하는 편심축을 포함하며, 상기 편심축은, 상기 전동모터에 연결되는 모터 고정부; 상기 전동모터의 회전 중심에서 어긋나 있는 편심추; 및 상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 금속 재질의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진동 칫솔 및 편심축{vibrating toothbrush and eccentric shaft}

본 발명은 진동 칫솔 및 편심축에 관한 것으로, 진동을 발생시키는 편심축을 견고하게 제작할 수 있는 진동 칫솔 및 편심축에 관한 것이다.

일반적으로, 칫솔은 플라스틱 재질로 형성되어 칫솔모가 식모된 헤드부와, 헤드부에 연장되어 사용자가 파지할 수 있도록 하는 손잡이부로 구성된다. 이때 사용자는, 손으로 손잡이부를 잡고 헤드부에 식모된 칫솔모가 치아 표면이나 치간, 잇몸 등에 자극을 부여하여 이물질이나 치석 등을 제거하는 기능으로 사용하였다.

양치의 효과를 극대화하기 위해서는, 2분 내지 3분 정도의 양치가 권장되는데, 이러한 권장시간의 양치는 사람의 손목에 무리를 줄 수 있고, 팔에 피로감을 부여할 수 있으며, 헤드부를 움직이는 힘의 조절이 불안정하게 되어 잇몸이나 구강 내에 상처를 내는 경우가 발생하였다.

이러한 폐단을 없애고 사용자의 편의성을 높이기 위해, 건전지나 축전지의 동력을 전동모터가 인가받아 회전하여 칫솔모를 회전시키거나, 전동모터에 의한 회전력을 진동으로 변환하거나 초음파 진동을 발생시키는 칫솔 제품이 개발되었으며, 이러한 제품은 칫솔모의 회전이나 칫솔모의 진동을 통해 치아나 구강 내의 이물질을 제거하는데 효과적으로 사용되었다.

종래 개발된 제품 중 전동모터를 이용해 진동을 발생시키는 제품의 경우, 전동모터에 연결되는 편심축을 이용하여 편심축의 회전 시 발생하는 진동을 헤드부로 전달하게 된다.

그런데 종래의 편심축은, 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어지게 되므로, 강한 회전 시 편심축이 부러지는 문제가 발생하였다. 또는 부러지는 문제를 방지하기 위해 두께를 두껍게 하면 탄성 확보가 안되어 진동이 제대로 전달되지 못하고 소음이 커지는 문제가 발생하였으며, 탄성력이 부족하게 되면 외부 충격에 의해 편심축의 회전이 강제로 멈추는 심각한 문제까지 일어났다.

이와 같이 종래의 진동 칫솔은, 재질이나 형상 등에서, 내구도와 탄성력을 동시에 확보하지 못한다는 문제를 안고 있었고, 진동 칫솔에 대한 소비자들의 수요가 점차 늘어나는 상황에서, 상기의 문제들을 해결하기 위한 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0886164호(2009.02.23 등록)

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 적어도 부분적으로 금속에 의해 이루어지는 편심축을 사용함에 따라, 내구도를 확보하면서도 탄성력과 복원력을 보장할 수 있는 진동 칫솔 및 편심축을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔은, 칫솔모가 식모된 헤드부와, 상기 헤드부가 탈착되는 헤드 결합부가 돌출되는 손잡이부를 갖는 칫솔에 있어서, 상기 손잡이부 내에 수용되며 회전력을 발생시키는 전동모터; 및 상기 전동모터에 연결되어 회전하며 적어도 일부분이 편심되어 진동을 발생시켜 상기 헤드 결합부에 진동을 전달하는 편심축을 포함하며, 상기 편심축은, 상기 전동모터에 연결되는 모터 고정부; 상기 전동모터의 회전 중심에서 어긋나 있는 편심추; 및 상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 금속 재질의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 회전축은, 0.4 내지 1.0mm의 직경을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 편심추의 중심선은, 상기 전동모터의 회전 중심과 어긋난 거리가 2.0mm 이내일 수 있다.

구체적으로, 상기 편심축은, 상기 편심추와 상기 회전축을 연결하는 추 고정부를 더 포함하며, 상기 모터 고정부 및 상기 추 고정부는, 상기 회전축보다 상대적으로 큰 단면을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 편심축은, 상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이 또는 상기 추 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되는 충격 흡수부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 충격 흡수부는, 상기 회전축에서 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부로 갈수록 단면이 확대되는 형태를 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 충격 흡수부는, 표면에 적어도 하나 이상의 홈을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 홈은, 상기 회전축에서 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부로 갈수록 상대적으로 커질 수 있다.

구체적으로, 상기 충격 흡수부는, 상기 모터 고정부와 상기 추 고정부 사이의 길이 대비 35% 이내의 높이를 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되는 상기 충격 흡수부는, 상기 회전축과 상기 추 고정부 사이에 마련되는 상기 충격 흡수부보다 상대적으로 작은 높이를 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 회전축은, 상기 충격 흡수부에 의해 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부에 간접 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 충격 흡수부는, 상기 회전축이 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부에 직접 연결되는 일단 또는 타단을 감싸도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 편심축은, 상기 회전축을 제외하고 합성수지 재질로 이루어지며, 상기 추 고정부와 상기 편심추는 일체로 마련되고, 상기 회전축은, 일단이 상기 추 고정부에 결합되고 타단이 상기 모터 고정부에 결합되어, 상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결할 수 있다.

구체적으로, 상기 편심추는, 상기 헤드 결합부에 인접하게 또는 상기 헤드 결합부 내에 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 편심축은, 상기 편심추에서 돌출되며 상기 헤드 결합부 내에 마련되는 베어링에 회전 가능하게 결합되는 베어링 고정부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 베어링 고정부는, 상기 회전축보다 상대적으로 큰 단면을 갖고, 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부보다 상대적으로 작은 단면을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편심축은, 전동모터를 내장하고 칫솔모에 진동을 부여하는 진동 칫솔에 사용되는 편심축에 있어서, 상기 전동모터에 연결되는 모터 고정부; 상기 전동모터의 회전 중심에서 어긋나 있는 편심추; 및 상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 금속 재질의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 편심추와 상기 회전축을 연결하는 추 고정부; 및 상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이 또는 상기 추 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되며, 표면에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 충격 흡수부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 진동 칫솔 및 편심축은, 니켈 티타늄 등과 같은 금속 재질을 이용하여 편심축의 일부분을 형성함으로써, 탄성력과 인장력을 확보할 수 있고, 편심축에서 금속으로 이루어지는 부분의 두께를 최적화하는 동시에 편심추의 중심선과 편심축의 회전중심과의 간격을 한정해 소음 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 편심축의 사시도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

참고로 이하에서 일단은 진동칫솔을 기준으로 헤드부가 마련되는 방향이고, 타단은 커버가 마련되는 방향일 수 있지만, 이로 반드시 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 분해도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔의 편심축의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 칫솔(1)은, 헤드부(10), 손잡이부(20), 전원부(30), 전동모터(40), 편심축(50)을 포함한다.

헤드부(10)는, 칫솔모(11)가 식모된다. 헤드부(10)는 후술할 손잡이부(20)의 헤드 결합부(21)에 끼워져서, 헤드 결합부(21)로부터 전달되는 진동이 칫솔모(11)를 통해 치아에 전달되도록 할 수 있다.

칫솔모(11)는 헤드부(10)에서 일면에 마련될 수 있지만, 일면을 포함한 반대면에도 마련될 수 있다. 즉 칫솔모(11)가 마련되는 위치는 특별히 한정되지 않는다. 또한 칫솔모(11)는 헤드부(10)의 일면에 복수 개의 식모홀(부호 도시하지 않음)이 형성될 때, 하나의 식모홀마다 다수 개의 솔이 고정되어 마련될 수 있고, 또는 하나의 식모홀에 합성수지로 제작된 하나의 솔이 삽입 고정되어 마련될 수도 있다.

또한 헤드부(10)의 일면에서 칫솔모(11)의 배치는, 특별히 한정되지 않는다. 즉 가로 및 세로로 배치되는 칫솔모(11)의 수나 크기 등은 다양하게 결정될 수 있으며, 또한 헤드부(10)에서 칫솔모(11)가 식모되는 일면의 크기 역시 한정되지 않는다.

헤드부(10)의 칫솔모(11)에는 후술할 편심축(50)의 회전에 의해 발생한 진동이 전달될 수 있다. 따라서 사용자는 손잡이부(20)를 파지한 상태에서 헤드부(10)의 칫솔모(11)를 치아 또는 치간 등에 마찰시키면서 양치를 수행할 수 있다. 이 경우 헤드부(10)는, 진동이 없는 종래의 칫솔과 대비할 때 진동에 의해 이물질이 치아 또는 치간으로부터 쉽게 탈리되도록 하여, 양치의 효율을 높일 수 있다.

헤드부(10)는 헤드 결합부(21)가 삽입될 수 있도록 하는 구멍(부호 도시하지 않음)이 마련될 수 있으며, 사용자는 헤드 결합부(21)에 헤드부(10)를 끼워서 헤드부(10)가 손잡이부(20)에 연결되도록 할 수 있다.

헤드부(10)에 식모된 칫솔모(11)가 낡았을 경우, 사용자는 헤드 결합부(21)로부터 헤드부(10)를 분리한 뒤 새로운 헤드부(10)를 끼워 사용할 수 있으며, 또한 서로 다른 배열을 갖는 칫솔모(11)가 마련되는 서로 다른 헤드부(10)를 번갈아 헤드 결합부(21)에 끼워가며 사용할 수도 있다.

손잡이부(20)는, 헤드부(10)가 탈착되는 헤드 결합부(21)가 돌출된다. 손잡이부(20)의 일단에는 헤드 결합부(21)가 막대 형태로 돌출될 수 있고, 사용자는 헤드 결합부(21)에 헤드부(10)를 연결함으로써, 칫솔모(11)에 손잡이부(20)로부터 발생된 진동이 전달되도록 할 수 있다.

헤드 결합부(21)의 일단은 헤드부(10)의 결합을 위해 자유단으로 놓여있을 수 있고, 타단에는 손잡이부(20)의 내부에서 발생한 진동이 헤드 결합부(21)를 통해 헤드부(10)로 전달될 때, 사용자가 손잡이부(20)를 잡은 부분으로 진동이 되돌아오는 것을 방지하기 위한 진동감쇄부재(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

즉 헤드 결합부(21)의 뿌리단에는 진동감쇄부재가 둘러져 있어서, 헤드 결합부(21)가 진동하더라도 사용자가 손잡이부(20)를 파지는 부분에는 진동이 되돌아오지 않거나 되돌아오는 진동이 최소화될 수 있다.

이때 진동감쇄부재는 스프링과 같은 탄성부재일 수 있지만, 헤드 결합부(21)의 뿌리단을 통해 물 등이 손잡이부(20)의 내부로 스며드는 것을 방지하기 위해, 진동감쇄부재는 실링 역할을 겸할 수 있는 고무 등과 같은 부재가 사용될 수 있다.

헤드 결합부(21)에는 돌기(211)가 마련될 수 있다. 헤드 결합부(21)는 막대 형태로 마련될 수 있고, 헤드부(10)에는 헤드 결합부(21)의 형태에 대응되는 구멍이 마련되어, 헤드부(10)가 헤드 결합부(21)에 끼워질 수 있는데, 이때 돌기(211)는 헤드부(10)의 결합 방향을 한정하기 위해 마련될 수 있다.

물론 헤드 결합부(21)의 단면이 원형이 아니라면, 돌기(211)가 없더라도 헤드부(10)가 헤드 결합부(21)에 결합되는 방향이 한정될 수 있으므로, 이 경우 돌기(211)는 생략될 수도 있다.

손잡이부(20)의 내부에는 전원부(30)와 전동모터(40), 편심축(50) 등이 마련되는데, 이때 편심축(50)은 적어도 일부가 헤드 결합부(21)의 내측에 위치할 수 있고, 특히 편심축(50)에 포함되는 편심추(52)는 헤드 결합부(21)의 내측에 마련될 수 있다. 따라서 편심추(52)에 의해 진동이 발생하면, 진동은 효과적으로 헤드 결합부(21)를 통해 헤드부(10)로 전달될 수 있다.

이때 헤드 결합부(21)의 내측 일단에는, 베어링(212)이 마련될 수 있다. 베어링(212)은 헤드 결합부(21)에 마련되는 편심축(50)이 안정적으로 회전할 수 있도록 편심축(50)의 일단을 회전 가능한 상태로 지지하기 위한 구성이며, 베어링(212)에는 후술할 편심축(50)의 베어링 고정부(56)가 결합될 수 있다.

손잡이부(20)에서 헤드 결합부(21)가 마련되는 일단의 반대편인 타단에는 커버(부호 도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 커버는 손잡이부(20)의 내부를 개폐하는 구성일 수 있으며, 손잡이부(20)의 내부에 수용된 전원부(30) 등의 교체를 가능케 할 수 있다.

또한 커버는, 전원부(30)로 전력을 공급하는 구성일 수 있다. 일례로 커버는 외부로부터 전력을 공급받아 전원부(30)로 전달할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이때 커버의 구조는 반드시 금속일 필요는 없으며, 널리 사용되고 있는 무접촉 충전을 위한 구조를 가질 수 있다.

손잡이부(20)에는 스위치(22)가 마련된다. 스위치(22)는 진동의 온/오프를 제어하는 구성으로서, 전동모터(40)에 연결될 수 있다. 사용자가 손잡이부(20)를 파지한 상태에서 스위치(22)를 누르면, 전동모터(40)의 작동에 의해 편심축(50)이 회전하고, 편심추(52)가 진동을 발생시켜 칫솔모(11)에 진동이 부여된다.

이때 스위치(22)는, 단순히 온/오프를 제어하는 것일 수 있고, 여기에 더하여 진동 패턴을 제어하는 구성일 수도 있다. 즉 본 실시예는 둘 이상의 진동 패턴을 저장하여 두고, 스위치(22)를 반복적으로 누를 때마다 진동 패턴이 바뀌도록 할 수 있다. 이때 진동 패턴이라 함은 진동의 주기, 강약, 시간 등을 의미한다.

물론 스위치(22)가 복수 개일 수 있으며, 어느 하나의 스위치(22)는 온/오프를 제어하는 것이고, 다른 하나의 스위치(22)는 진동 패턴을 선택하는 것일 수 있다. 또한 스위치(22)의 인근 또는 손잡이부(20)의 일정 위치에는 LED 등의 조명(도시하지 않음)이 부착될 수 있고, 조명은 진동 온/오프 여부 또는 진동 패턴, 전원부(30) 상태 등을 나타내줄 수 있다.

전원부(30)는, 손잡이부(20) 내에 수용되어 전동모터(40)에 전력을 공급한다. 전원부(30)는 교체 가능한 배터리 형태일 수 있고, 이 경우 손잡이부(20)의 커버를 개방하여 전원부(30)의 교체가 이루어질 수 있다.

또는 전원부(30)는 교체가 불가능한 배터리일 수 있으며, 손잡이부(20)의 커버 등을 이용하여 충전이 이루어질 수 있다. 물론 전원부(30)는 교체가 가능하면서도 손잡이부(20) 내에 수용된 상태에서 충전이 될 수 있는 구성일 수도 있다.

전원부(30)의 전력 저장량은 상기에서 설명한 조명에 의해 사용자에게 표시될 수 있으며, 또는 이외에도 전원부(30)의 전력이 부족하다고 판별될 경우, 양치를 위한 진동 패턴과는 상이한 진동 패턴에 따라 진동이 부여되어, 사용자에게 식별될 수 있다.

전원부(30)는 전기적으로 전동모터(40)에 연결될 수 있는 상태를 유지할 수 있고, 전력 공급 여부는 스위치(22)에 의해 조작될 수 있다. 전원부(30)는 손잡이부(20) 내에서 전동모터(40)에 근접하게 마련될 수 있다.

전동모터(40)는, 손잡이부(20) 내에 수용되며 회전력을 발생시킨다. 전동모터(40)는 전원부(30)에 의하여 전력을 공급받아 가동될 수 있고, 스위치(22)에 의하여 가동 여부 및 회전 상태가 조절될 수 있다.

전동모터(40)에는 모터축(41)이 마련되며, 모터축(41)에는 편심축(50)의 타단이 결합된다. 즉 편심축(50)은, 일단이 헤드 결합부(21) 내에 마련되는 베어링(212)에 회전 가능하게 결합되며, 타단이 모터축(41)과 일체로 회전되게 모터축(41)에 연결될 수 있다.

본 실시예의 경우 편심축(50)의 회전축(53)이 금속으로 이루어져 있기 때문에, 편심축(50)의 내구도와 탄성력을 보장하면서도 진동력을 확보하기 위해 회전축(53)의 길이가 충분히 늘어질 수 있고, 이 경우 전동모터(40)의 크기를 소형화할 수 있다. 즉 본 실시예에서 전동모터(40)는, 종래에 사용되던 모터와는 크기 면에서 50% 이상 축소될 수 있으며, 그렇다 하더라도 본 실시예는 회전축(53)이 니켈 티타늄 등의 금속으로 이루어지고 편심축(50)의 총 길이가 충분히 확보됨에 따라, 진동의 전달 효율은 보장할 수 있다.

편심축(50)은, 전동모터(40)에 연결되어 회전하며 적어도 일부분이 편심되어 진동을 발생시켜 헤드 결합부(21)에 진동을 전달한다. 편심축(50)에 의해 발생하는 진동은 헤드 결합부(21)를 거쳐 헤드부(10)에 전달되지만, 앞서 설명한 바와 같이 헤드 결합부(21)의 타단에는 진동감쇄부재가 마련되므로, 편심축(50)에 의한 진동은 사용자의 손으로 전달되는 것이 억제될 수 있다.

편심축(50)은, 모터 고정부(51), 편심추(52), 회전축(53), 추 고정부(54), 충격 흡수부(55a, 55b), 베어링 고정부(56)를 포함한다.

모터 고정부(51)는, 전동모터(40)에 연결된다. 모터 고정부(51)는 전동모터(40)의 모터축(41)을 감싸는 구성으로, 모터축(41)에 견고하게 결합되어 모터축(41)의 회전 시 편심축(50)이 전체적으로 함께 회전하도록 할 수 있다.

모터 고정부(51)가 모터축(41)을 감싸면서 모터축(41) 기준으로 헛돌지 않게 하기 위해서, 모터축(41)이나 모터축(41)이 삽입되는 모터 고정부(51)의 구멍은, 원형이 아닌 단면을 가질 수 있다.

또는 모터축(41)에는 앞서 설명한 돌기(도시하지 않음)와 유사한 구성이 마련되어, 모터축(41)에 모터 고정부(51)가 끼워졌을 때 모터축(41)과 모터 고정부(51)가 일체로 회전하도록 할 수 있다.

편심추(52)는, 헤드 결합부(21)에 인접하게 또는 헤드 결합부(21) 내에 마련될 수 있고, 전동모터(40)의 회전 중심에 어긋나 마련되며, 편심축(50)의 회전 시 중심선이 편심축(50)의 회전 중심에서 어긋난 상태에서 회전하게 되므로, 편심추(52)에 의해 진동이 발생할 수 있다. 이때 편심추(52)의 중심선이라 함은, 길이방향으로 무게중심을 관통하는 선을 의미할 수 있다.

편심추(52)의 중심선은 전동모터(40)의 회전 중심과 일례로 2.0mm 이내로 어긋난 거리를 가질 수 있다. 이는 편심추(52)의 중심선이 전동모터(40)의 회전 중심과 너무 멀어지면 편심축(50)에 의해 발생하는 진동이 커져서 사용자에게 불편함을 제공할 수 있고, 또한 편심축(50)이 회전함에 따라 편심추(52)가 점점 편심축(50)의 회전 중심으로부터 멀어지게 치우침에 따라 헤드 결합부(21)의 내면을 타격해 소음이 발생할 우려가 있기 때문이다. 물론 편심추(52)의 중심선과 전동모터(40)의 회전 중심 간의 간격은, 상기로 한정되지 않는다.

특히 본 실시예는, 1.0kgf의 외부 압력이 가해지는 경우라 하더라도, 회전하는 편심축(50)의 편심추(52)에 의해 소음이 발생하는 것이 억제될 수 있다. 이때 외부 압력이나 충격에도 불구하고 소음의 발생은, 편심추(52)의 중심선과 전동모터(40)의 회전 중심 사이의 간격, 회전축(53)의 재질, 및/또는 충격 흡수부(55a, 55b) 등에 의해 억제될 수 있다.

회전축(53)은, 모터 고정부(51)와 편심추(52)를 연결한다. 회전축(53)은 일단이 편심추(52)에 연결되고 타단이 모터 고정부(51)에 연결될 수 있는데, 회전축(53)의 일단은 추 고정부(54)를 통해 편심추(52)에 연결될 수 있다.

회전축(53)은, 모터 고정부(51)와 편심추(52)를 연결하되 금속 재질로 이루어질 수 있다. 이때 회전축(53)은 니켈 티타늄 등으로 이루어지며, 니켈 티타늄은 편심축(50)의 기본적인 기능을 구현하기 위해 탄성력, 복원력, 내구성을 가장 충분하게 확보할 수 있는 재질이다.

즉 합성수지가 아닌 니켈 티타늄으로 이루어지는 회전축(53)은, 외부 충격이 가해져도 탄성력 및 복원력을 통해 편심추(52)와 헤드 결합부(21)의 내면이 충돌하여 소음을 발생시키는 것을 효과적으로 억제할 수 있고, 동시에 내구성을 확보함에 따라 부러지는 것을 방지할 수 있다.

다만 회전축(53)은, 복원력과 탄성력 등을 높이기 위해서, 0.4 내지 1.0mm의 직경을 가질 수 있고, 바람직하게는 0.7 내지 0.8mm의 직경을 가질 수 있다. 이러한 직경을 갖는 회전축(53)은, 직경이 너무 얇으면 편심추(52)의 진동폭이 커져 편심추(52)가 헤드 결합부(21) 등과 충돌하는 문제를 해소할 수 있는 동시에, 직경이 너무 두꺼우면 복원력이 떨어지는 문제를 해소할 수 있다.

즉 본 실시예는 회전축(53)을 니켈 티타늄 등의 금속으로 제작하여, 편심축(50)이 회전할 때 회전축(53)에 의해 복원력과 탄성력이 보장됨에 따라 편심추(52)에 의한 소음 발생을 억제할 수 있으며, 동시에 내구성을 확보하여 편심축(50)의 부러짐을 방지할 수 있다.

추 고정부(54)는, 편심추(52)와 회전축(53)을 연결한다. 회전축(53)에 편심추(52)를 바로 연결하게 되면 회전축(53)과 편심추(52) 사이에 발생할 수 있는 단차로 인해 회전축(53)과 편심추(52)의 연결 부분에 응력이 집중되어 취약해질 수 있으므로, 회전축(53)과 편심추(52) 사이에 추 고정부(54)를 두어 취약 지점을 보완할 수 있다.

이때 추 고정부(54)는 모터 고정부(51)와 마찬가지로, 회전축(53)보다 상대적으로 큰 단면을 가질 수 있다. 추 고정부(54)와 모터 고정부(51)의 직경은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있지만, 일례로 추 고정부(54)는 회전축(53)과 편심추(52) 사이를 연결하기 위한 구성이므로, 회전축(53)의 직경보다는 크고 편심추(52)의 최대 직경보다는 작은 직경을 가질 수 있다. 즉 모터 고정부(51)의 직경이 편심추(52)의 최대 직경과 동일할 경우, 추 고정부(54)의 직경은 모터 고정부(51)의 직경보다 작을 수 있다.

충격 흡수부(55a, 55b)는, 모터 고정부(51)와 회전축(53) 사이 및/또는 추 고정부(54)와 회전축(53) 사이에 마련된다. 충격 흡수부(55a, 55b)는 회전축(53)에서 모터 고정부(51) 또는 추 고정부(54)로 갈수록 단면이 확대되는 형태를 가질 수 있으며, 일례로 원뿔대 등과 같은 형상을 가질 수 있다.

충격 흡수부(55a, 55b)는 앞서 추 고정부(54)에서 설명한 바와 같이, 편심축(50)에서 단면이 갑작스럽게 확대되는 부분이 취약하게 되는 것을 방지하기 위해 마련될 수 있다.

이때 충격 흡수부(55a, 55b)는, 모터 고정부(51)와 추 고정부(54) 사이의 길이 대비 35% 이내의 높이를 가질 수 있으며, 이는 탄성력 및 복원력 확보를 위해 최적화된 수치이다.

모터 고정부(51)와 회전축(53) 사이에 마련되는 충격 흡수부(55a)는, 회전축(53)과 추 고정부(54) 사이에 마련되는 충격 흡수부(55b)보다 상대적으로 작은 높이를 가질 수 있다. 또한 모터 고정부(51)와 회전축(53) 사이에 마련되는 충격 흡수부(55a)는, 회전축(53)과 추 고정부(54) 사이에 마련되는 충격 흡수부(55b)와 동일 또는 상이한 최대 단면을 가질 수 있다. 물론 두 충격 흡수부(55a, 55b)의 크기는 상기로 한정되진 않는다.

충격 흡수부(55a, 55b)는, 회전축(53)을 모터 고정부(51) 및 추 고정부(54)에 간접 연결시키기 위해 사용될 수 있다. 즉 회전축(53)은 충격 흡수부(55a, 55b)에 고정될 뿐 모터 고정부(51) 및 추 고정부(54)와 직접 연결되지는 않을 수 있다.

물론 충격 흡수부(55a, 55b)는, 회전축(53)이 추 고정부(54) 또는 모터 고정부(51)에 직접 연결되는 일단 또는 타단을 감싸도록 마련될 수 있다. 즉 회전축(53)은, 일단 또는 타단이 추 고정부(54) 또는 모터 고정부(51)에 직간접적으로 연결될 수 있고, 충격 흡수부(55a, 55b)는 연결 부분을 감싸도록 마련될 수 있다.

충격 흡수부(55a, 55b)에는 홈(551)이 마련될 수 있다. 홈(551)은 표면에 적어도 하나 이상으로 형성되며, 본 실시예는 홈(551)을 형성함에 따라 탄성력을 증대시키고 충격을 흡수할 수 있다. 이때 홈(551)은 회전축(53)에서 모터 고정부(51) 또는 추 고정부(54)로 갈수록 상대적으로 커지는 형태일 수 있지만, 홈(551)의 형상이나 크기 또는 배치 등이 상기로 한정되는 것은 아니다.

베어링 고정부(56)는, 편심추(52)에서 돌출되며 헤드 결합부(21) 내에 마련되는 베어링(212)에 회전 가능하게 결합된다. 베어링 고정부(56)는 모터축(41)을 감싸며 모터축(41)과 일체로 회전하는 모터 고정부(51)와 달리, 베어링(212)에 고정되되 헤드 결합부(21)와 분리되어 회전하게 마련된다.

즉 전동모터(40)에 의해 편심축(50)이 회전하게 되면, 편심축(50)의 일단을 이루는 베어링 고정부(56)는 베어링(212)에 의해 지지되므로, 편심축(50)은 안정적으로 회전을 지속할 수 있다. 이때 베어링 고정부(56)는 회전축(53)보다 상대적으로 큰 단면을 갖지만, 모터 고정부(51) 또는 추 고정부(54)보다는 상대적으로 작은 단면을 가질 수 있다.

편심축(50)은, 금속 재질로 이루어지는 회전축(53)을 제외하고 금속이 아닌 재질(일례로 합성수지 재질)로 이루어질 수 있다. 이때 추 고정부(54)와 편심추(52) 및 베어링 고정부(56)는 일체로 마련될 수 있으며, 모터 고정부(51)는 별도로 마련될 수 있다.

따라서 회전축(53)은, 일단이 추 고정부(54)에 직간접적으로 결합되고, 타단이 모터 고정부(51)에 직간접적으로 결합되어, 모터 고정부(51)와 편심추(52)를 연결하게 된다. 즉 편심축(50)은, 회전축(53), 모터 고정부(51), 추 고정부(54)와 편심추(52) 및 베어링 고정부(56)로 이루어진 부품을 마련한 뒤, 회전축(53)을 사이에 두고 모터 고정부(51)와 상기 부품을 연결하는 방식에 의해 제조될 수 있다.

물론 추 고정부(54) 등을 모두 금속 재질로 한다면, 편심축(50)은 일체로 제작될 수 있지만 이 경우에는 진동이 심해지고 복원력이 저하될 수 있는바, 본 실시예는 회전축(53)만 금속 재질로 하고 편심축(50)을 이루는 나머지 구성을 합성수지 등과 같은 재질로 하되, 조립 공정을 통해 편심축(50)을 완성할 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 편심축(50)에서 회전축(53)을 금속 재질로 구성하여, 탄성력과 복원력을 확보하는 동시에 내구성도 보장할 수 있게 함으로써, 소음 발생을 억제하고 사용 수명을 늘려 소비자의 만족도를 극대화할 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 진동 칫솔 10: 헤드부
11: 칫솔모 20: 손잡이부
21: 헤드 결합부 211: 돌기
212: 베어링 22: 스위치
30: 전원부 40: 전동모터
41: 모터축 50: 편심축
51: 모터 고정부 52: 편심추
53: 회전축 54: 추 고정부
55a, 55b: 충격 흡수부 551: 홈
56: 베어링 고정부

Claims (18)

1. 칫솔모가 식모된 헤드부와, 상기 헤드부가 탈착되는 헤드 결합부가 돌출되는 손잡이부를 갖는 칫솔에 있어서,
   상기 손잡이부 내에 수용되며 회전력을 발생시키는 전동모터; 및
   상기 전동모터에 연결되어 회전하며 적어도 일부분이 편심되어 진동을 발생시켜 상기 헤드 결합부에 진동을 전달하는 편심축을 포함하며,
   상기 편심축은,
   상기 전동모터에 연결되는 모터 고정부;
   상기 전동모터의 회전 중심에서 어긋나 있는 편심추; 및
   상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 금속 재질의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축은,
   0.4 내지 1.0mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 편심추의 중심선은,
   상기 전동모터의 회전 중심과 어긋난 거리가 2mm 이내인 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 편심축은,
   상기 편심추와 상기 회전축을 연결하는 추 고정부를 더 포함하며,
   상기 모터 고정부 및 상기 추 고정부는,
   상기 회전축보다 상대적으로 큰 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 편심축은,
   상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이 또는 상기 추 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되는 충격 흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 충격 흡수부는,
   상기 회전축에서 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부로 갈수록 단면이 확대되는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 충격 흡수부는,
   표면에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 홈은,
   상기 회전축에서 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부로 갈수록 상대적으로 커지는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 충격 흡수부는,
   상기 모터 고정부와 상기 추 고정부 사이의 길이 대비 35% 이내의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
10. 제 5 항에 있어서, 상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되는 상기 충격 흡수부는,
    상기 회전축과 상기 추 고정부 사이에 마련되는 상기 충격 흡수부보다 상대적으로 작은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
11. 제 5 항에 있어서, 상기 회전축은,
    상기 충격 흡수부에 의해 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부에 간접 연결되는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 충격 흡수부는,
    상기 회전축이 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부에 직접 연결되는 일단 또는 타단을 감싸도록 마련되는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
13. 제 4 항에 있어서,
    상기 편심축은, 상기 회전축을 제외하고 합성수지 재질로 이루어지며,
    상기 추 고정부와 상기 편심추는 일체로 마련되고,
    상기 회전축은, 일단이 상기 추 고정부에 결합되고 타단이 상기 모터 고정부에 결합되어, 상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 편심추는,
    상기 헤드 결합부에 인접하게 또는 상기 헤드 결합부 내에 마련되는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
15. 제 4 항에 있어서, 상기 편심축은,
    상기 편심추에서 돌출되며 상기 헤드 결합부 내에 마련되는 베어링에 회전 가능하게 결합되는 베어링 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 베어링 고정부는,
    상기 회전축보다 상대적으로 큰 단면을 갖고, 상기 모터 고정부 또는 상기 추 고정부보다 상대적으로 작은 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 칫솔.
17. 전동모터를 내장하고 칫솔모에 진동을 부여하는 진동 칫솔에 사용되는 편심축에 있어서,
    상기 전동모터에 연결되는 모터 고정부;
    상기 전동모터의 회전 중심에서 어긋나 있는 편심추; 및
    상기 모터 고정부와 상기 편심추를 연결하는 금속 재질의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 편심축.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 편심추와 상기 회전축을 연결하는 추 고정부; 및
    상기 모터 고정부와 상기 회전축 사이 또는 상기 추 고정부와 상기 회전축 사이에 마련되며, 표면에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 충격 흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편심축.

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