KR20240052984A - 종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시 - Google Patents

종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시 Download PDF

Info

Publication number
KR20240052984A
KR20240052984A KR1020247011459A KR20247011459A KR20240052984A KR 20240052984 A KR20240052984 A KR 20240052984A KR 1020247011459 A KR1020247011459 A KR 1020247011459A KR 20247011459 A KR20247011459 A KR 20247011459A KR 20240052984 A KR20240052984 A KR 20240052984A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brush
bristles
mpa
range
longitudinal axis
Prior art date
Application number
KR1020247011459A
Other languages
English (en)
Inventor
마르코 자발로니
Original Assignee
쿠라덴 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쿠라덴 아게 filed Critical 쿠라덴 아게
Publication of KR20240052984A publication Critical patent/KR20240052984A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B9/00—Arrangements of the bristles in the brush body
    • A46B9/02—Position or arrangement of bristles in relation to surface of the brush body, e.g. inclined, in rows, in groups
    • A46B9/04—Arranged like in or for toothbrushes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B13/00—Brushes with driven brush bodies or carriers
    • A46B13/02—Brushes with driven brush bodies or carriers power-driven carriers
    • A46B13/023—Brushes with driven brush bodies or carriers power-driven carriers with means for inducing vibration to the bristles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
    • A61C17/20—Power-driven cleaning or polishing devices using ultrasonics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Brushes (AREA)

Abstract

본 발명은 풋 부분 종축을 중심으로 브러시를 진동시키기 위해 음파 칫솔 드라이브에 비회전식으로 결합되기 위해 풋 부분에 어댑터를 형성하는 세장형 메인 바디를 포함하는 브러시에 관한 것이다. 복수의 강모들이 고정되는 강모 캐리어는 헤드 부분에 형성된다. 세방형 넥 부분은 풋 부분과 헤드 부분의 사이에 형성된다. 메인 바디는, 풋 부분 종축과 헤드 부분 정렬 축이 7° 내지 17°의 범위에 있는 각도(γ)를 형성하도록, 굽힘 각도를 형성한다. 강모 캐리어는 메인 바디의 길이(L)에 대해 5 % 내지 15 %의 범위에 있는 편향(A)을 갖는다. 복수의 강모들은 헤드 부분 정렬 축에 실질적으로 수직이다. 강모들의 실질적인 부분은 0.1 내지 10 MPa의 범위에 있는 좌굴 응력(σk)을 갖고, 여기서, (수학식 1) π = 파이(= 3.14)이고, E = 강모들의 탄성률이고, r = 강모들의 직경의 절반이고, L = 강모들의 길이이다.

Description

종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시
본 발명은 종축(longitudinal axis) 진동이 있는 음파 칫솔(sonic toothbrush)용 브러시(brush)에 관한 것이다. 브러시는 베이스 부분(base portion)의 종축을 중심으로 브러시를 진동시키기 위해 음파 칫솔 드라이브에 회전 고정 결합하기 위한 어댑터를 베이스 부분에 형성하는 세장형(elongate) 베이스 바디를 갖는다. 브러시의 헤드 부분(head portion)에는 복수의 강모들이 고정되는 강모 서포트(bristle support)가 형성된다. 넥 부분(neck portion)은 베이스 부분과 헤드 부분의 사이에 형성된다. 베이스 바디는 베이스 부분 종축과 헤드 부분 정렬 축이 7° 내지 17°의 범위에 있는 각도(γ)를 포함하도록 킹크 각도(kink angle)를 형성한다. 강모 서포트는 베이스 바디의 길이에 대해 5 % 내지 20 %의 범위에 있는 편향(deflection)(A)을 갖는다. 강모들은 헤드 부분 정렬 축에 실질적으로 수직이다.
본 발명은 또한 전술한 청구항들 중 어느 하나에 따른 브러시 및 음파 브러시 드라이브를 갖는 핸드 장치(hand apparatus)를 포함하는 세트에 관한 것이다.
다양한 유형들의 전동 칫솔들이 있다.
간행물들 DE 10 2016 011477(Schiffer), EP 2'454'967 A1(Braun), WO 2005 046508 A1(Trisa) 등으로부터, 강모(bristle) 방향에 평행한 축을 중심으로 회전할 수 있고 해당 축을 중심으로 앞뒤로 움직이는, 둥근 브러시 헤드의 원리가 알려져 있다. 이 배열의 장점은 움직이는 부분(즉, 둥근 브러시 헤드)이 매우 작다는 것이다. 많은 구동 에너지를 필요로 하지 않으며, 발생하는 힘들(토크들)이 작은 경향이 있다. 이 원리의 단점은 강모 움직임이 회전 축으로부터의 거리에 따라 달라진다는 것이다. 강모들이 브러시 헤드의 축에 가까울수록, 앞뒤 움직임이 더 적다. 따라서, 움직임 패턴이 강모 필드에 걸쳐 매우 불균일하게 분포된다.
진자 운동의 원리가 간행물들 JP H04-43127(Kao), US 2006 168744 A1(Butler), US 2012/0291212(Montagnino) 등으로부터 알려져 있다. 여기서, 브러시는 핸드 장치(드라이브) 및 부착된 브러시에 수직이고, 브러시가 핸드 장치에 결합되는 지점에서 핸드 장치 및 브러시의 종 방향 연장 축과 교차하는 진자 축을 중심으로 진동한다. 장점은 움직임의 강도가 전체의 강모 필드에 걸쳐 균일하게 분포된다는 것이다. 이것은 모든 강모들이 거의 동일한 진자 축으로부터의 거리를 갖고 있기 때문이다. 그러나, 단점은 질량이 있는 브러시 헤드가 진자 축으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있기 때문에 상대적으로 큰 힘들(모멘트들)이 발생한다는 것이다.
하우징 진동의 원리가 간행물들 JP 2012-161368(Sanion), DE 299 13 406 U1(Rowenta), US 6,766,548 B1(Rowenta), WO 2005 046508 A1 (Trisa), WO 2013/104020 A1(Erskine) 등으로부터 알려져 있다. 핸드 장치 또는 브러시 넥(brush neck)의 드라이브는 강모들에 전달되는 정의되지 않은 진동을 발생시킨다. 이 설계의 장점은 모션 전송의 기술적 세부 사항들을 다룰 필요가 없다는 것이다. 그러나, 일체형의 단점은 하우징 전체를 진동시켜야 하고, 그에 따라, 작은 부품만이 진동해야 하는 경우보다 더 많은 구동 에너지가 요구된다는 것이다. 게다가, 진동은 너무 강하지 않아야 하는데, 왜냐하면 핸드 장치를 잡은 편안함에 영향을 미치기 때문이다. 마지막으로, 강모들의 효과적인 움직임들은 알려져 있지 않으며, 이 유형의 정의되지 않고 제어되지 않는 진동으로 세척하는 효과는 결코 최적이 아니다.
다른 원리가 간행물들 WO 2012-151259 A1(Water Pik), EP 2'548'531 B1(Trisa) 등으로부터 알려져 있다. 여기서, 핸드 장치는 종축을 중심으로 앞뒤로 회전하는 결합 핀을 갖고 있다. 결합 핀 상에 장착되는 브러시는 직선형 넥 및 말단에 있는 강모 플레이트를 가지며, 이로부터, 강모들은 핸드 장치 또는 브러시 넥의 종축을 가로지른다. 이 기하학적 구조의 장점은 장착되는 브러시의 질량(넥, 강모 플레이트)이 종축(움직임의 중심)에 상대적으로 가깝기 때문에 상대적으로 낮은 힘들(토크들)이 발생한다는 것이다. 또한, 움직임의 강도가 강모 필드에 걸쳐 상대적으로 고르게 분포된다.
그러나, 이 원리의 단점은 강모들이 1차원적인 움직임(앞뒤)만을 수행한다는 것이다.
수동 칫솔들의 세척 효과는 강모들의 경도에 따라 결정되는 것으로 알려져 있다. 사용 목적에 따라, 경도가 다른 강모들은 상이한 세척 효과들 및 상이한 손상 가능성을 갖는다. 이러한 효과들은 전문가 집단들에서 알려져 있으며, 환자들에게 제공되는 조언에도 정기적으로 포함된다.
예를 들어, WO 2016/178142 A1(Braun GmbH)은 스프링-장착 강모들을 갖는 수동 칫솔을 개시하고 있다. 이는 캐리어 플레이트로부터 비스듬한 각도로 돌출되어 있어, 특히 탄력적이다. 이것은 강모들이 하중 하에서 길이를 변경할 수 있게 하여, 잇몸의 편안함을 향상시킨다. 강모의 좌굴력(buckling force)의 범위는 0.01 N 내지 2 N, 예컨대, 0.4 N으로 지정된다.
필라멘트들의 부드러움이나 유연성의 중요성은 전동 칫솔들에 대해서도 논의되었다.
예를 들어, EP 1 713 413 B1(Church & Dwight)은 사용자가 브러시 헤드의 특정 부분들을 교체할 수 있는 모듈식 전동 칫솔을 기술하고 있다. 브러시 헤드는 고정식 강모 서포트 및 브러시의 종방향으로 선형으로 움직일 수 있는 강모 서포트로 구성된다. 강모 강성은 이 설계의 세척 효율성에 대한 요소로 언급된다. 이것은 네 개의 파라미터들, 즉, 강모 직경, 강모 길이, 영률(Young's modulus), 브러시의 강모들의 수의 함수로 표현된다. 이것은 0.2 내지 0.8의 범위 내에 있어야 한다.
음파 칫솔들은 사용자에게 매우 편안하며, 전기 구동 브러시가 손으로 할 수 있는 것보다 훨씬 더 빠르게 움직이기 때문에 효율적인 것으로 간주되기도 한다.
음파 칫솔들의 경우, 이전에는 모터의 주파수가 높을수록 그리고 강모들의 세척 움직임이 클수록, 세척 결과가 더 좋다고 가정되어 왔다.
WO 2017/050612 A1(Curaden)로부터, 각진 브러시 헤드를 갖는 음파 칫솔이 알려져 있다. 음파 칫솔이 전방으로 기울어져 있기 때문에, 치열의 다양한 부위들에 더 쉽게 접근할 수 있다. 게다가, 굴곡은 브러시들의 필라멘트들이 브러시의 종축을 가로지르는 방향으로 더 큰 진폭으로 진동할 수 있게 한다. 선호되는 작동 주파수는 2000 내지 8000 헤르츠이다. 그러나, 주파수들은, 예를 들어, 10 kHz, 50 kHz, 또는 더 낮은 경우(예: 200 Hz 또는 500 Hz)보다 더 높을 수도 있다.
US 2012/02912 A1로부터, 공진 주파수를 증가시키기 위해 브러시의 종축을 가로지르는 두 개의 평행 채널들을 갖는 초음파 칫솔이 알려져 있다. 두 개의 채널들이 앞쪽에 배치되는 경우 전방-후방 방향으로 주파수가 증가된다. 브러시 넥의 좌우에 채널들이 마련되면, 측 방향으로 주파수가 증가된다.
단점들:
음파 칫솔들의 세척 거동에 대한 이해가 아직 부족하다. 오늘날 수동 칫솔들의 세척 효과에 관하여 우리가 가지고 있는 지식은 음파 칫솔의 매우 역동적인 상황으로 옮겨질 수 있다. EP 1,713,413(Church & Dwight)에서, 0.2 내지 0.8의 강모 강성이 세척 효과에 유리하다는 것이 지적되어 있다. EP 3'291'700(Braun)은 0.1 N 내지 2 N의 범위에 있는 좌굴력이 유리한 것으로 기술하고 있다.
본 발명의 목적은 처음에 언급된 기술분야에 속하며, 더 나은 세척 효과, 특히, 잇몸에 부드러운 움파 칫솔들을 위한 칫솔을 제공하는 것이다. 특히, 정의되고 제어되는 강모들의 2차원 움직임이 생성되어야 한다.
상기 목적에 대한 해결 수단은 청구항 1항의 특징들에 의해 정의된다. 본 발명에 따르면, 강모들의 필수 부분은 0.1 MPa 내지 10 MPa의 범위에 있는 다음과 같은 좌굴 응력(buckling stress)(σk)을 갖는다.
여기서, π = 숫자 파이(number Pi)(= 3.14)이고, E = 강모들의 영률, r = 강모들의 직경의 절반이고, L = 강모들의 길이이다.
강모 팁들의 원하는 2차원 움직임은 본 발명에 따른 브러시의 기하학적 구조와 강모들의 정해진 좌굴 장력(buckling tension)의 조합 효과인 것으로 확인되었다. 특히, 강모 팁들이 일종의 "8"자를 그리므로, 2차원 움직임은 일종의 "8" 움직임으로 설명될 수 있다. "8"은 수직 x-방향보다 y-방향으로 상당히 더 크다. "8" 움직임의 정확한 기하학적 구조는 다양한 요인들에 의해 제어될 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 기본 특징들을 기반으로 한다.
a) 브러시는 핸드 장치에 대한 어댑터, 소위 드라이브 어댑터가 형성되는 베이스 부분을 갖는다. 어댑터는 음파 칫솔 드라이브의 커플링 부분(예: 핀)에 회전 고정(rotationally fixed)(그러나, 교체 가능함) 방식으로 연결되도록 기하학적으로 설계된다. 음파 칫솔 드라이브는 브러시에 전달될 종축 진동을 발생시킨다. 드라이브 어댑터는 브러시의 기하학적 베이스 부분 종축(x)을 정의한다. 이 종축은 일반적으로 브러시가 핸드 장치에 부착될 수 있는 방향이다. 브러시는 이 종축을 중심으로 앞뒤로 회전된다.
b) 또한, 브러시는 많은 수의 강모들이 고정되는 강모 서포트(강모 필드(bristle field))를 갖는 헤드 부분을 갖는다. 헤드 부분은 원칙적으로 브러시의 상단이다(반면, 베이스 부분은 하단을 형성함). 헤드 부분은 헤드 부분 정렬 축을 정의한다. 예를 들어, 헤드 부분에 고정되는 강모들은 헤드 부분 정렬 축에 대해 직각으로 돌출된다. 일반적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 강모들은 헤드 부분 정렬 축에 수직이다.
c) 베이스 부분과 헤드 부분의 사이에서, 베이스 바디는 넥 부분을 갖는다. 따라서, 넥 부분은 베이스 부분과 헤드 부분을 연결한다. 넥 부분의 설계는 다양할 수 있다.
특정 실시예에서, 넥 부분은 베이스 부분에 비해 단면이 점점 가늘어진다(tapered). 이것은 베이스 부분을 단면으로 보면(베이스 부분의 종축을 기준으로), x 또는 y 방향의 치수들이 넥 부분의 단면(즉, 넥 부분의 종축을 가로지름)보다 더 작다는 것을 의미한다. 테이퍼진(tapered) 단면은 단면적을 의미한다. 따라서, x-방향 및 y-방향의 치수들이 더 작을 필요는 없다.
본 발명에 따라 강모 팁들이 "8" 움직임을 만들기 위해서는, 브러시의 베이스 바디가 본 발명에 따라 설계되어야 한다. 킹크 각도(kink angle)(γ)와 편향이 여기서 중요한 역할을 한다. 킹크 각도는, 강모들이 헤드 부분 정렬 축에 수직일 때, 베이스 부분의 종축에 수직이 아니므로, 종축 진동의 축에 수직이 아닌 것을 보장한다. 대신에, 강모들은 83° 내지 73°(= 90° - 7° 또는 = 90° - 17°)의 범위에 있는 각도를 형성한다. 본 발명에 따른 "8" 움직임이 충분한 정도로 발생할 수 있도록, 킹크 각도는 특정 크기여야 한다. 킹크 각도가 너무 크면, "8" 움직임은 다시 붕괴되거나, 원치 않는 동적 영향들로 인해 저하된다.
브러시 헤드의 편향도 "8" 움직임의 형성에 중요한 역할을 한다. 본 발명의 맥락에서, 편향은 5 % 내지 20 %의 범위에 있다. 편향이 본 발명에 따른 범위 미만이면, 헤드 부분의 움직임은 강모들의 고정된 부분에 충분한 가진(excitation)을 줄 수 없게 된다. 편향이 너무 크면, 킹크 각도와 결합하여 베이스 바디에 진동이 발생할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 "8" 움직임의 가진에 반대되는 것이다.
하나의 특정 실시예에 따르면, 좌굴 응력은 최대 4 MPa, 특히, 최대 1 MPa이다. 이것은 좌굴 응력이 "8" 움직임의 형상에 특별한 영향을 미치는 파라미터들 중 하나이기 때문이다. 좌굴 응력이 본 발명에 따른 상한보다 상당히 낮은 경우(즉, 본 실시예의 의미에서), "8" 움직임의 x-성분은 상당히 더 커질 수 있다. 1 MPa 이하의 좌굴 응력에서, 강모들은 상대적으로 유연하며, 작은 킹크 각도 및/또는 작은 편향을 갖는 브러시들에 대해서도 본 발명에 따른 "8" 움직임을 여전히 잘 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따르면, 좌굴 응력은 적어도 1 MPa이다. 이것은, x-방향으로 더 작은 "8" 움직임을 달성할 수 있게 한다. 이 하한으로 달성되는 다른 효과는 "8" 움직임이 불안정해지지 않고 편향이 증가될 수 있다는 것이다. 편향이 상대적으로 크면, 이것은 강모 팁들이 더 이상 제어된 "8" 움직임을 수행하지 않을 뿐만 아니라, "무질서하게 휘핑(whipping chaotically)"하는 결과를 초래할 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 좌굴 응력은 1 MPa 내지 4 MPa의 범위에 있다. 이것은 브러시가 특히 250 Hz 이상의 높은 작동 주파수들에 적합하다는 장점을 갖는다. 일반적으로 음파 칫솔들에 대해 상이한 작동 주파수들이 설정될 수 있다. 작동 주파수는 강모 팁들의 움직임과 그에 따른 "8" 움직임에 영향을 미치는 파라미터들 중 하나이다. 따라서, 개별 사례에서 권장되거나 선호되는 작동 주파수가 브러시 및 강모들의 좌굴 응력과 일치할 때, 브러시가 최적화된 "8" 움직임을 수행함을 보장하는 것이 중요하다.
다른 특정 실시예에 따르면, 강모들의 재료의 영률은 1000 MPa 내지 3500 MPa의 범위에 있다. 이것은 10 % 유리 섬유들을 갖는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate; PBT)와 같은 재료들로 작업할 수 있다. 이 범위의 영률을 갖는 재료들의 경우, 강모 길이는 좌굴 응력을 크게 줄이지 않고 더 짧아질 수 있다.
특히, 영률이 2000 MPa를 초과하지 않는 것이 유리할 수 있다. 그러한 재료들은 낮은 유리 섬유 함량을 갖는 PBT들에서 확인된다.
그러나, 2500 MPa 내지 3500 MPa의 범위에 있는 영률을 갖는 재료들을 사용하는 것이 유리할 수도 있다. 이것은 강모 직경이 줄어들게 하여, 더 미세한 강모 팁들을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 4000 MPa 이상의 영률을 갖는 특정 실시예들로 확장된다. 이 범위는 강모들이 촘촘하게 다발들로 채워져 있지 않거나 강모들 사이의 상호 마찰이 다소 낮은 경우에 장점들을 가질 수 있다. 다른 장점은 강모들이 "8" 움직임을 잃지 않고 더 길어질 수 있다는 것이다. 예를 들어, 그러한 강모들은 카본 블랙(carbon black)이 함유된 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 사용하여 생산될 수 있다.
하나의 특정 실시예에 따르면, 강모들의 평균 길이는 10 mm 이하의 범위에 있다. 강모들이 너무 길면, 브러시가 다루기 어려워질 수 있다.
다른 특정 실시예에 따르면, 강모들의 평균 길이는 적어도 5 mm이다. 이것은 강모들의 단면이 너무 미세해져, 브러시를 생산할 때 유리함을 보장한다.
일반적으로, 브러시의 강모들은 다발들로 함께 그룹화된다. 다발의 강모들이 상이한 길이들을 가지면(예: 다발이 원형이거나 끝이 뾰족한 경우), 다발의 강모 길이의 평균 값이 본 발명의 맥락에서 관련 강모 길이로 사용된다. 브러시가 상이한 길이들의 다발들을 갖는 경우, 상이한 다발들은 일반적으로 상이한 기능을 갖는다. 본 발명에 따른 좌굴 응력은 특히 치아의 가장자리 영역을 세척하거나 잇몸으로의 전환에 효과적인 강모들 또는 다발들과 관련이 있다.
하나의 특정 실시예에 따르면, 편향은 5 % 내지 15 %의 범위, 특히, 7 % 내지 13 %의 범위에 있다. 편향은 "8" 움직임의 기하학적 형상에 영향을 미치는 요인들 중 하나이다. 큰 편향은 "8" 움직임을 증가시키는 경향이 있고, 작은 편향은 이를 감소시킨다. 그러나, 킹크 각도도 고려되어야 한다. "8" 움직임은 작동 중 다양한 파라미터들(브러시의 기하학적 구조, 강모들의 치수 및 영률 등)의 조합으로 인한 동적 효과를 기반으로 하기 때문에, 이는 또한 브러시가 작동되는 진동 주파수에 따라 달라진다. 본 발명의 본 특정 실시예는 브러시들이 100 Hz 내지 400 Hz의 범위에 있는 주파수에서 작동될 때, 즉, 이 범위의 드라이브와 결합될 때, "8" 움직임을 나타내도록 설계된다.
바람직하게는, 편향은 5 내지 10 mm의 범위에 있다.
또 다른 특정 실시예는 강모들이 0.12 mm 이하, 특히, 0.1 mm 이하의 직경을 갖는다는 것이다. 개별 사례들에서 다발당 원하는 특정 강모들의 수를 가정하면, 더 얇은 다발이 더 얇은 강모들로 생성될 수 있다. 더 얇은 강모들의 영역은 더 짧은 강모 길이의 영역과 결합될 수 있다.
일반적으로, 강모들은 단면이 원형이다. 강모들이 원형이 아닌 단면을 포함하는 경우, 최대 및 최소 가로 치수 사이의 평균 값은 본 발명의 의미 내에서 직경으로 간주된다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에 다르면, 각도(γ)는 상부 범위, 즉, 12° 내지 17°의 범위에 있다. 이것은 어댑터 평면으로부터의 기하학적 킹크 위치까지의 거리가 브러시의 길이의 적어도 50 %인 브러시들에 유리하다. (기하학적 킹크 위치는 베이스 부분 종축과 헤드 부분 정렬 축의 교차점에서 발생한다.) 각도 범위는 단일 다발의 강모들만을 갖는 브러시들에도 유리할 수 있다.
큰 킹크 각도들은 x-방향으로 강모 팁들의 "8" 움직임을 증폭시키는 것으로 보인다. 이것은 말하자면, "8" 움직임의 눈들(eyes)이 더 커짐을 의미한다.
본 발명의 다른 특정 실시예는 킹크 각도(γ)가 7° 내지 12°의 범위에 있는 것이다. 이것은 브러시 헤드가 판 형상이고 다수의 강모 다발들을 갖는 브러시들에 유리하다. 또한, 이러한 실시예들에서, 넥 부분은 헤드 부분에 비해 단면이 점점 가늘어질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 브러시의 강모들은 서로로부터 이격되어 있는 복수의 다발들의 형태로 배열된다. 예를 들어, 다발들은 내부 강모 필드와 외부 강모 필드가 정의되는 방식으로 배열될 수 있다. 내부 강모 필드는 외부 강모 필드에 의해 둘러싸여 있다. 내부 강모 필드의 강모들은 외부 강모 필드의 강모들과 다른 길이를 가질 수 있다. 본 발명의 범위 내에서, 외부 강모 필드의 강모들만이 정의된 킹크 장력을 갖는 것이 가능하다.
그러나, 이는 일반적으로 적어도 두 가지의 강모 길이들이 브러시 헤드에 제공되는 하나의 특정 실시예에 해당한다. 그러나, 상이한 길이들의 강모들이 상이한 강모 다발들에 속하는 경우 유리하다. 즉, 하나의 강모 다발 내의 강모 길이들은 바람직하게는 본질적으로 동일한 크기이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음파 칫솔 드라이브에 회전 고정 결합하기 위한 어댑터는 음파 칫솔 드라이브의 핀과 확실하게(positively) 맞물리기 위해 베이스 부분의 종축에 평행하게 진행되는 채널을 갖는다. 따라서, 브러시는 어댑터를 사용하여 음파 칫솔 드라이브의 핀에 꽂힐 수 있다. 바람직하게는, 브러시가 음파 칫솔 드라이브에 맞물리도록 래칭 엘리먼트(latching element)가 제공된다. 핀은 그 종축을 중심으로 앞뒤로 회전되며, 브러시는 전체적으로 이 종축 진동 움직임을 수행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 베이스 바디는 6000 MPa 이하이고 2000 MPa 이상인 영률을 갖는 하중-지지 재료(load-bearing material)를 포함한다. 강모 서포트는 베이스 부분, 특히, 어댑터와 일체로 형성된다. 본 발명의 범위 내에서, 일체형 베이스 바디는 재료 결합에 의해 결합되는 여러 요소들(베이스 부분, 넥 부분, 헤드 부분)로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 브러시의 주요 부분이 합성 소재 사출-성형 부분일 수 있다. 그런 다음, 강모 서포트, 브러시 넥 및 베이스 부분이 이 사출-성형 부분 상에 형성된다. 필요한 경우, 부드러운 플라스틱 피복을 갖는 부분 코팅 또는 전체 코팅이 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 유형의 브러시 및 음파 브러시 드라이브를 포함하는 세트(set)에 관한 것이다. 음파 브러시 드라이브는 브러시가 부착될 수 있는 핸드 장치의 형태를 갖는다. 음파 브러시 드라이브는 브러시를 베이스 부분의 종축을 중심으로 앞뒤로 진동시키도록 설계된다. 작동 주파수는 150 내지 400 Hz의 범위, 특히, 150 Hz 내지 300 Hz의 범위에 있어야 한다.
이 범위에서, 본 발명에 따른 강모들은 원하는 2차원 "8" 움직임을 가장 잘 수행할 수 있다.
브러시 및 음파 브러시 드라이브 세트의 특정 실시예는 음파 브러시 드라이브가 최대 3°(중앙 위치 기준)의 각도 진폭(angular amplitude)으로 진동을 발생시킨다는 사실로 특징지어 진다. 매우 작은 각도 진폭들만이 필요한 것으로 나타났다. 강모들의 "8" 움직임의 진폭은 특히 본 발명에 따른 브러시의 설계와 강모들의 좌굴 응력이 결합되어 이를 달성하기 때문에 더 커질 것이다.
예를 들어, 베이스 부분의 어댑터는 채널을 갖고, 음파 브러시 드라이브는 베이스 부분의 종축에 대해 회전하지 않는 연결을 생성하기 위해 채널에 확실하게 삽입될 수 있는 핀을 가지며, 따라서, 브러시 전체가 베이스 부분의 종축(핀의 종축)을 중심으로 진동하도록 구동될 수 있다.
이하의 상세한 설명과 특허 청구범위의 전체로부터, 본 발명의 추가적인 유리한 실시예들 및 특징들의 조합들이 명백해질 것이다.
실시예를 설명하기 위해 사용되는 도면들이 도시된다:
도 1은 브러시의 평면도의 개략도이다;
도 2는 브러시의 측면도의 개략도이다;
도 3은 브러시의 배면도의 개략도이다;
도 4는 브러시를 포함하는 음파 칫솔의 평면도의 개략도이다;
도 5a 및 도 5b는 음파 칫솔의 개략적인 측면도 및 평면도이다;
도 6은 정확히 하나의 다발을 갖는 음파 칫솔의 측면도의 개략도이다;
도 7은 본 발명에 따른 "8" 움직임의 개략도이다;
도 8은 종축 진동의 각도 진폭의 개략도이다;
도 9는 타원형 브러시 헤드를 갖는 실시예이다;
도 10은 후면에 강모 필드가 있는 단일 다발 브러시의 실시예이다; 그리고
도 11은 전면에 강모 필드가 있는 단일 다발 브러시의 실시예이다.
원칙적으로, 도면들에서 동일한 부분들은 동일한 참조 부호들로 표시된다.
도 1은 브러시(10)의 평면도의 개략도를 도시하고 있다. 브러시(10)는 절두원추형(frustoconical) 베이스 부분(11), 절두 원추형 베이스 부분(11)에 인접한 막대 형상의 넥 부분(12), 및 마지막으로 넥 부분(12)에 인접한 판 형상의 헤드 부분(13)을 포함한다. 세 개의 부분들은 브러시의 지지 베이스 바디를 형성한다.
절두원추형 베이스 부분(11)은 드라이브 어댑터를 포함한다. 본 경우에서, 이것은 실질적으로 음파 칫솔의 핸드 장치의 핀이 삽입되어 고정될 수 있는(이하의 도 4 참조), 채널 형상의 리셉터클(14)에 의해 형성된다. 브러시(10)는 홀더(14)와 동축으로 정렬되거나, 음파 칫솔의 작동 시 핀과 동축으로 정렬되는, 베이스 부분 종축(20)을 포함한다. 이 종축은 여기에서 사용되는 x-y-z 좌표계의 x-축을 정의한다. 바꿔 말하면, 드라이브 어댑터는 브러시의 기하학적 베이스 부분 종축(x)을 정의한다.
도 1은 또한 헤드 부분(13)의 강모 필드(17)를 도시하고 있으며, 본 경우에는, 각각 복수(예: 100 개 내지 200 개)의 강모들을 갖는 여러 개(예: 20 개 내지 40 개)의 다발들을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 헤드 부분(13)은 정면에서 볼 때 눈물방울(teardrop) 형상이다. 바꿔 말하면, 그 형상은 넥 부분으로의 전환 지점에서 시작하여 거의 헤드 부분의 상단까지 연속적으로 넓어지고, 둥근 최종 윤곽으로 끝난다. 이 형상에서(x-방향으로 주어진 길이의 강모 필드에 대해), 헤드 부분(13)의 무게 중심은 브러시의 단부에 더 가깝다. 이것은 주어진 정해진 작동 주파수에서 편심 효과(eccentric effect)를 증가시켜, "8" 움직임도 더 증가시킬 수 있다.
판 형상의 헤드 부분(13)의 메인 표면은 y-방향으로 x-축을 따라 실질적으로 가로 방향으로 연장된다.
또한, 강모 필드(17)에는 y-방향으로 놓여 있는 "8"이 참조 부호(23)와 함께 도시되어 있다. "8"은 선택되는 재료 속성(영률), 기하학적 베이스 부분 종축(20)과 기하학적 헤드 부분 정렬 축(이하 추가 참조) 사이의 각도, 및 킹크 위치로 인해 작동 중 평면 내에서 실행되는 움직임을 나타낸다.
"8"에 더하여, 브러시는 또한 헤드 부분(13)과 함께 작은 끄덕이는(nodding) 움직임을 수행하고, 이 움직임은 "8"에 실질적으로 수직으로, 즉, 실질적으로 z-방향으로 향한다. 바람직한 실시예에서, 강모들은 따라서 3차원(x, y, z)으로 이동된다.
도 2는 브러시(10)의 측면도의 개략도를 도시하고 있다. 기하학적 베이스 부분 종축(20)에 더하여, 기하학적 헤드 부분 정렬 축(21)도 이 도면에서 볼 수 있다. 도 1에 따른 예시에서, 베이스 부분 종축(20)과 헤드 부분 정렬 축(21)은 하나가 나머지의 뒤에 있다. 베이스 부분 정렬 축(21)은 실질적으로 헤드 부분의 종축이다. 두 개의 축들은 기하학적 킹크 위치(22)에서 교차한다. 본 실시예에서, 기하학적 베이스 부분 종축(20)과 기하학적 베이스 부분 정렬 축(21)은 10°의 각도(γ(감마))를 포함한다. 기하학적 킹크 위치(22)는 브러시(10)의 전체 길이(L)의 50 %의 베이스 부분(11)의 단부면으로부터의 거리(K)를 포함한다. 이러한 킹크 위치(22)에 대한 각도의 조합으로, 특히 효과적이고 잇몸을 아끼는 치아들의 세척이 가능한 브러시(10)가 생성된다.
도 1 및 도 2의 조합에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서, 헤드 부분(13)은 판 형상이고, 넥 부분(12)은 막대 형상이다. x-z 평면에 대한 베이스 바디의 투영에서, 헤드 부분(13)과 넥 부분(12)은 동일한 횡방향 치수(즉, 동일한 두께)를 갖는다. x-y 평면에 대한 투영(도 1에 따른 정면도)에서, 헤드 부분(13)은 넥 부분(12)보다 폭(y-방향)이 약 세 배이다. 예를 들어, 넥 부분(11)은 헤드 부분(13)보다 폭이 1/3이고, 길이는 1.5 배이다.
넥 부분(12)은 헤드 부분(13)과 베이스 부분(11)에 비해 점점 가늘어진다. 본 예에서, 넥 부분(12)은 측면도들 중 적어도 하나에서(여기서는 도 1에 따른 z-방향으로 볼 때) 헤드 부분(13)보다 폭이 더 작다.
본 예에서, 브러시(10)의 베이스 바디는 하중-지지 재료로서 대략 3500 MPa의 영률(항복 시 인장 강도 = 97 MPa; 항복 시 연신율 = 2.8 %; 영률 = 항복 시 인장 강도/항복 시 연신율)을 갖는 유리 섬유-강화 폴리프로필렌 보레알리스 GB311U(glass fiber-reinforced polypropylene Borealis GB311U)를 갖는다.
편향은 브러시의 길이(L)에 대한 거리(A)의 비율에 의해 결정된다. 거리(A)는 헤드 부분의 전면 중심(이 경우, 강모 필드(17)의 중심에 해당함)으로부터 베이스 부분의 종축(20)까지의 거리에 해당한다(도 2 참조). 본 예에서, 편향은 14 %이다.
여기서, 강모들은 여러 개의 다발들로 배열되고, 판 형상의 헤드 부분의 메인 표면으로부터 멀어지는 방향으로 수직으로 돌출된다. 본 경우에서, 그들은 y-방향에 수직이고, x-z 평면에서 연장된다. 본 실시예에서, 강모들은 헤드 부분의 전면(또는 브러시의 전면(27))에 부착된다. 즉, 강모들은 베이스 부분의 어댑터 표면(y-z 평면)을 향하여 약간 아래쪽을 향한다. 강모들의 종축은 베이스 부분의 종축과 90° 미만, 즉, 90°에서 킹크 각도(γ)를 뺀 각도를 형성한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 브러시(10)의 배면도의 개략도를 도시하고 있다. 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 베이스 바디는 후면(26)에 다른 재료를 갖고 있으며, 이는 부드럽고 브러시의 후면이 치아들과 접촉하게 될 때 보호 기능(보호 코팅, 보호 외장)을 제공한다. 이 재료는 비-하중-지지형이므로, 본 발명에 따른 2000 내지 6000 MPa의 범위의 영률을 벗어나는 영률을 가질 수 있다. 하중-지지 재료는 전면(27)에서 볼 수 있고, 이는 베이스 바디의 단면의 상당 부분을 구성한다.
도 4는 브러시(10) 및 핀(15)을 갖는 핸드 장치(16)를 포함하는 음파 칫솔의 평면도(z-방향)의 개략도를 도시하고 있다. 브러시(10)는, 브러시가 해제 가능하고, 회전식으로 고정되며, 축 방향으로 고정되도록, 핀(15)에 장착된다. 핸드 장치(16)는 핀(15)의 종축(핸드 장치(16)의 종축에 해당함)을 중심으로, 예를 들어, 2°의 진폭(휴지 위치에 대해)과 함께, 예를 들어, 180 Hz 내지 270 Hz의 주파수로 핀(15)을 앞뒤로 회전시킨다. 따라서, 브러시는 베이스 부분 종축(20)(x-축)을 중심으로 앞뒤로 회전한다.
도 5a는 음파 칫솔(10)의 측면도의 개략도를 도시하고 있다. 음파 칫솔(10)은 핸드 장치(16) 및 브러시(10)를 포함한다. 핸드 장치(16)의 드라이브는 압전 드라이브(도시되지 않음)로 설계되고, 이는 x-축(20)(핸드 장치의 종축)을 중심으로 브러시(10)의 진동을 발생시킨다. 따라서, 브러시(10)는 작동 중에 핸들을 기준으로 x-축(20)을 중심으로 회전 진동을 수행한다. 본 발명에 따른 헤드 부분(13)의 편향으로 인해, y-방향(24) 및/또는 z-방향(25)(이하의 도 5b 참조)의 동작 성분을 지원하는 불균형이 생성된다. 이 효과는 브러시 넥의 적절한 각도의 굽힘, 적절하게 선택되는 영률에 의해 제어되며, 브러시의 추가적인 기하학적 설계 특징들(예: 굽힘 각도 위치, 편향, 질량 분포, 및 본 발명의 특정 실시예들에 따른 다른 특징들)에 의해 조정될 수 있다.
도 5b는 도 5a에 도시된 개인 케어 용품의 개략적인 평면도를 도시하고 있다. 이 표현에서는, z-방향(25)을 볼 수 있다. 그것은 실질적으로 강모들의 방향으로 진행한다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 핸드 장치는 브러시보다 훨씬 더 크다. 이러한 방식으로만 종축 진동(알려진 음파 칫솔들의 경우처럼, 정의되지 않거나 방향이 지정되지 않은 진동 움직임 대신)을 발생시킬 수 있다.
도 6은 정확히 하나의 다발(18)을 포함하는 음파 칫솔의 실시예를 도시하고 있다. 다발(18)은 헤드 부분(13)에 대해 후방에 배치된다. 말하자면, 헤드 부분은 후방으로 경사져 있다.
도 7은 본 발명에 따른 "8" 움직임의 개략도를 도시하고 있다. 본 경우에서, "8" 움직임은 일 측이 편평한 "8"자 형상을 포함하고, 대칭축(x-축)이 "8"의 중심(27)을 통과한다. "8"의 두 개의 루프들(28a, 28b)은 y-방향으로 연장된다. 그러나, 본 발명은 정확히 이러한 형태의 "8" 움직임으로 제한되지 않으며, 움직임의 정확한 형태는 궁극적으로 브러시 헤드의 파라미터들 및 핸드 장치의 모터에 의해 발생되는 진동에 따라 달라진다.
도 8은 종축 진동 움직임의 진폭을 도시하고 있다. x-축은 도면 평면에 수직이다. 판 형상의 헤드 부분(13)(강모들 없이 도시됨)은 각도(α(알파))만큼 x-축을 중심으로 선회한다(swivels). (강모들은 도 8에서 z-방향으로 위쪽으로 연장된다.) 선회 움직임(및 그에 따른 강모 닦는 움직임)의 주요 성분은 y-방향이다. 휴지 위치(드라이브 꺼짐)와 휴지 위치로부터의 최대 편향 사이의 각도(α(알파))는 바람직하게는 최대 3°, 더 바람직하게는 2°이다. 따라서, "최대 좌측"에서 "최대 우측"까지의 편향은 6° 또는 4°이다.
도 9는 판 형상의 타원형 헤드 부분(13)을 갖는 브러시(10)를 도시하고 있다. 타원형의 종축은 실질적으로 x-방향이고, 횡축은 y-방향이다. 헤드 부분(13)의 중심은 도 1에 도시된 물방울 형상의 헤드 부분에서보다 브러시(10)의 상단으로부터 더 멀리 떨어져 있다.
도 10은 14°의 킹크 각도(γ(감마)) 및 기하학적 킹크 위치(22)로부터 브러시의 길이(L)에 대해 75 %의 베이스 부분(11)의 단부면(29)까지의 거리(K)를 갖는 브러시를 도시하고 있다.
베이스 부분(11)은 단부면(29)으로부터 넥 부분(12)으로의 전환 위치까지 점점 가늘어진다. 베이스 부분(11)은, 예를 들어, 절두원추형 또는 끝이 잘린 피라미드형(truncated pyramid-shaped)일 수 있으며, 이로써, 예를 들어, 종방향 단면에서 오목한 프로파일을 갖는다. 따라서, 베이스 부분(11)의 무게 중심은 직선형 프로파일 라인들을 갖는 유사한 베이스 부분에서보다 단부면(29)에 더 가깝다.
도시된 실시예에서, 넥 부분(12)은 브러시의 길이(L)의 대략 절반을 차지한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 넥 부분(12)은 그 전체 길이에 걸쳐 반드시 일정한 단면을 가질 필요는 없다. 분명히 변하는 윤곽을 가질 수 있다.
헤드 부분(13)은 넥 부분(12)의 연장에 의해 형성된다. 본 예에서, 헤드 부분(13)은 넥 부분(12)과 실질적으로 동일한 횡방향 치수들(헤드 부분 정렬 축(21)에 수직한 단면에서 볼 때)을 갖는다. 강모 필드(17)는 헤드 부분(13)의 측면에 위치된다. 따라서, 강모들은 헤드 부분 정렬 축(21)에 수직으로 돌출된다.
도 11은 베이스 부분(11)이 실질적으로 드라이브 어댑터로서 핀(30)에 의해 형성되는 실시예를 도시하고 있다. 넥 부분(12)은 막대 형상이고, 예를 들어, 브러시의 길이의 90 %를 차지한다. 헤드 부분(13)은 강모 필드(17) (여기에서는 단일 다발의 형태임)가 고정되는 부분이다. 핀(30)은 종축 진동을 갖는 음파 칫솔 드라이브에 회전-고정 결합하기 위해 x-방향으로 핸드 장치에 삽입되며, 이로써, 드라이브 어댑터는 브러시의 기하학적 베이스 부분 종축(x)을 정의한다.
도 11에 따른 브러시는, 예를 들어, 대략 4600 MPa의 영률을 갖는 재료로 만들어진다. 그러한 재료의 예로는 LNP ULTEM® EXCP0096 폴리에테르이미드, 30% 탄소 섬유 강화재, 10 % PTFE 윤활제(항복 시 인장 강도 = 163 MPa, 항복 시 연신율 = 3.5 %, 인장 강도/연신율 = 4650 MPa)가 있다.
도시되지 않은 추가적인 실시예들에서, 브러시(10)는 강모 필드(17) 대신 치간 공간들을 세척하기 위한 치간 브러시를 포함한다.
본 발명은 이제 적합한 파라미터들의 특정 예들을 참조하여 설명될 것이다. 여기서, 강모들의 길이(LB)는 도 2에 도시된 바와 같이 헤드 부분의 전면에서 나온 부분(exit)으로부터 그 팁까지 측정된 것이다. 예들 1 내지 6에서, 강모들은 약간 이격된 복수의 다발들로 배열된다.
예 1: 브러시는 14°의 킹크 각도(γ) 및 10 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 약 9.7 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 2000 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 6 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.15 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 200 Hz 이하의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다. 브러시는, 예를 들어, 도 10 또는 도 11에 도시된 바와 같이, 설계될 수 있다.
예 2: 브러시는 12°의 킹크 각도(γ) 및 11 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 4.5 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 4000 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 10 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.12 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 3: 브러시는 10°의 킹크 각도(γ) 및 7 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 2.4 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 4500 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 12 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.10 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 4: 브러시는 8°의 킹크 각도(γ) 및 70 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 1.5 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 3500 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 12 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.09 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 최대 400 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 2 내지 예 4는, 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 브러시와 같이, 설계될 수 있다.
예 5: 브러시는 10°의 킹크 각도(γ) 및 10 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 0.52 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 1500 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 12 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.08 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 최대 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 6: 브러시는 11°의 킹크 각도(γ) 및 8 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 강모들의 좌굴 응력은 2.3 MPa이다. 모든 강모들은 동일한 재료로 만들어지고, 동일한 기하학적 치수들을 갖는다. 강모들의 영률은 3000 MPa이다. 강모들의 길이(LB)는 10 mm이다. 강모들은 단면이 원형이고, 0.10 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 7: 브러시는 9°의 킹크 각도(γ) 및 7 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 브러시는 두 가지의 상이한 유형들의 강모들을 갖는다. 치아와 잇몸 사이의 전환 지점에서의 세척에 필수적인, 가장자리 영역에서, 강모들은 예 2에 따른 좌굴 응력을 갖는다. 가장자리 영역으로 둘러싸인 내부 영역에서, 영률은 4000 MPa이고, 강모들의 길이는 9 mm이다. 전체 영역에서, 강모들은 단면이 원형이고, 0.12 mm의 직경을 갖는다. 내부 영역의 좌굴 응력은 5.5 MPa이다. 이 브러시는 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 8: 브러시는 16°의 킹크 각도(γ) 및 17 %의 브러시의 길이(L)에 대한 편향(A)을 갖는다. 브러시는 두 가지의 상이한 유형들의 강모들을 갖는다. 치아와 잇몸 사이의 전환 지점에서의 세척에 필수적인, 강모들의 대부분은, 2.6 MPa의 좌굴 응력을 갖는다. 언급된 강모들의 영률은 4500 MPa이고, 강모들의 길이는 7 mm이다. 전체적으로, 강모들은 단면이 원형이고, 0.06 mm의 직경을 갖는다. 이 브러시는 150 내지 300 Hz의 주파수를 갖는 종축 진동에 특히 적합하다.
예 5 내지 예 8은, 예를 들어, 도 1 내지 도 3 및 도 9 내지 도 11의 브러시들의 각각에 도시된 바와 같이, 설계될 수 있다.
강모들은 단면이 원형일 필요는 없다. 강모들은, 예를 들어, 한 방향의 횡방향 치수가 그에 수직인 방향의 횡방향 치수보다 20 % 더 크다는 점에서, 약간 타원형이거나 비원형일 수도 있다.
요약하면, 본 발명에 따르면, 치아들의 효과적이고 효율적인 세척을 위해 헤드 부분의 특히 유리한 움직임을 유도하는 음파 칫솔 드라이브용 브러시가 제공된다.

Claims (19)

  1. 종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시에 있어서, 베이스 부분 종축을 중심으로 상기 브러시를 진동시키기 위해 음파 칫솔 드라이브에 회전 고정 결합하기 위한 어댑터를 베이스 부분에 형성하고, 헤드 부분에 복수의 강모들이 고정되는 강모 서포트를 형성하고, 넥 부분이 상기 베이스 부분과 상기 헤드 부분의 사이에 형성되는 세장형 베이스 바디를 갖고,
    a) 상기 베이스 바디는 상기 베이스 부분 종축과 헤드 부분 정렬 축이 7° 내지 17°의 범위에 있는 각도(γ)를 포함하도록 킹크 각도(kink angle)를 형성하고,
    b) 상기 강모 서포트는 상기 베이스 바디의 길이(L)에 대해 5 % 내지 20 %의 범위에 있는 편향을 갖고,
    c) 상기 복수의 강모들은 상기 헤드 부분 정렬 축에 실질적으로 수직이고,
    d) 상기 강모들의 필수 부분은 0.1 내지 10 MPa의 범위에 있는 다음과 같은 좌굴 응력(σk)을 갖는 것을 특징으로 하며,

    여기서,
    π = 숫자 파이(number Pi)(= 3.14)이고,
    E = 상기 강모들의 영률(Young's modulus),
    r = 상기 강모들의 직경의 절반이고,
    L = 상기 강모들의 길이인,
    브러시.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 좌굴 응력은 최대 4 MPa, 특히, 최대 1 MPa인 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 좌굴 응력은 적어도 1 MPa, 특히, 적어도 4 MPa인 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌굴 응력은 1 MPa 내지 4 MPa의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들의 영률은 1000 MPa 내지 3500 MPa의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들의 영률은 2000 MPa 이하인 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들의 영률은 2500 MPa 내지 3500 MPa의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들의 평균 길이는 최대 10 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향은 5 % 내지 15 %의 범위, 특히, 7 % 내지 13 %의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들은 0.12 mm 이하, 특히, 0.1 mm 이하, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.12의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각도(γ)는 12° 내지 17°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  12. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각도(γ)는 7° 내지 12°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강모들은 바람직하게는 서로로부터 이격되어 있는 다발들(tufts)의 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 두 개의 상이한 강모 길이들이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파 칫솔 드라이브에 회전 고정 결합하기 위한 상기 어댑터는 상기 음파 칫솔 드라이브의 핀을 확실하게(positively) 수용하기 위해 상기 베이스 부분의 상기 종축에 평행하게 연장되는 채널을 갖는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 바디는 6000 MPa 이하이고 2000 MPa 이상인 영률을 갖는 하중-지지 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    브러시.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 브러시 및 음파 브러시 드라이브를 갖는 핸드 장치를 포함하는 세트에 있어서,
    상기 브러시는 상기 음파 브러시 드라이브에 꽂힐 수 있고, 상기 핸드 장치는 상기 베이스 부분 종축을 중심으로 진동하도록 상기 브러시를 구동시키고, 상기 음파 브러시 드라이브는 150 내지 400 Hz의 범위, 특히, 150 Hz 내지 300 Hz의 범위에 있는 작동 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는,
    세트.
  18. 제17 항에 있어서,
    모터는 최대 3°의 각도 진폭을 갖는 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    세트.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 베이스 부분의 상기 어댑터는 채널을 갖고, 상기 음파 브러시 드라이브는 상기 베이스 부분 종축에 대해 회전하지 않는 연결을 생성하기 위해 상기 채널에 확실하게 삽입될 수 있는 핀을 가지며, 따라서, 상기 브러시 전체가 상기 베이스 부분 종축을 중심으로 진동하도록 구동될 수 있는,
    세트.
KR1020247011459A 2021-09-14 2022-09-14 종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시 KR20240052984A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21196658.5A EP4147603A1 (de) 2021-09-14 2021-09-14 Bürste für eine schallzahnbürste mit längsachsenschwingung
EP21196658.5 2021-09-14
PCT/EP2022/075567 WO2023041603A1 (de) 2021-09-14 2022-09-14 Bürste für eine schallzahnbürste mit längsachsenschwingung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240052984A true KR20240052984A (ko) 2024-04-23

Family

ID=77774699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247011459A KR20240052984A (ko) 2021-09-14 2022-09-14 종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4147603A1 (ko)
JP (1) JP2024532574A (ko)
KR (1) KR20240052984A (ko)
CA (1) CA3230390A1 (ko)
WO (1) WO2023041603A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023122284B3 (de) 2023-08-21 2024-09-12 epitome GmbH Verfahren zum Reinigen von Oberflächen und Parameterfeld hierfür
DE102023122285B3 (de) 2023-08-21 2024-09-12 epitome GmbH Verfahren zum Reinigen von Oberflächen und Parameterfeld hierfür

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611738A (ja) 1984-06-14 1986-01-07 Kayaba Ind Co Ltd 建設車両の合流回路
DE29913406U1 (de) 1999-07-31 1999-11-25 Rowenta-Werke GmbH, 63071 Offenbach Zubehörträger für eine elektrische Zahnbürste
DE50310904D1 (de) 2003-11-13 2009-01-22 Trisa Holding Ag Zahnbürste
CN1703173B (zh) 2003-12-10 2010-04-28 丘奇和德怀特有限公司 模组化电动牙刷
US20060168744A1 (en) 2005-01-28 2006-08-03 Butler Clarence P Electric toothbrush for implementing the bass brushing technique
EP1905382A1 (de) 2006-09-29 2008-04-02 Trisa Holding AG Elektrozahnbürste und Getriebe für eine Elektrozahnbürste
EP2454967A1 (en) 2010-11-19 2012-05-23 Braun GmbH Oral care implement
JP5802398B2 (ja) 2011-02-03 2015-10-28 株式会社サニオン 口腔清掃用具
CN106037977B (zh) 2011-05-02 2018-06-29 沃特皮克公司 设计声波牙刷的方法
US20120291212A1 (en) 2011-05-16 2012-11-22 Montagnino James G Resonant vibration-enhancing cleaning attachment for an ultrasonic powered handle
CN104053415B (zh) 2012-01-13 2017-12-22 埃尔斯盖恩产品私人有限公司 牙齿卫生器具
US9402462B1 (en) 2015-05-05 2016-08-02 Braun Gmbh Oral-care implement having spring-loaded cleaning elements
CH711557A1 (en) 2015-09-22 2017-03-31 Curaden Ag Brush head for a sonic toothbrush.
DE102016011477B4 (de) 2016-09-22 2022-03-31 M + C Schiffer Gmbh Bürstenkopf für eine elektrisch angetriebene Zahnbürste und Verfahren zu deren Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023041603A1 (de) 2023-03-23
EP4147603A1 (de) 2023-03-15
JP2024532574A (ja) 2024-09-05
CA3230390A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20240052984A (ko) 종축 진동이 있는 음파 칫솔용 브러시
ES2479093T3 (es) Cepillo de dientes eléctrico
RU2325137C2 (ru) Чистящая часть (варианты) для зубной щетки с приводом и зубная щетка с приводом (варианты) с такой чистящей частью
RU2414192C1 (ru) Электрическая зубная щетка с мультиактивным движением
RU2416377C1 (ru) Электрическая зубная щетка с двухсторонней движущейся головкой
AU2003221871B2 (en) Powered toothbrush head
KR20050057600A (ko) 선형 및 회전 필드를 갖는 칫솔
KR102343997B1 (ko) 브러시헤드
JP2012511944A (ja) 歯ブラシ
AU2106800A (en) Brush unit and toothbrush with brush unit
KR20130121150A (ko) 구강관리기구
KR20090108080A (ko) 파워 헤드를 가진 칫솔
US10828136B2 (en) Attachment with resonant structure for personal care appliance method
US20030115704A1 (en) Stepped diameter bristles for a toothbrush
US20240277136A1 (en) Brush For Sonic Toothbrush With Longitudinal Axis Vibration
JP7005339B2 (ja) 電動歯ブラシ用替えブラシ
JP5057724B2 (ja) 歯ブラシヘッド及び歯ブラシ
RU168201U1 (ru) Щеточная головка для устройства со щеткой для кожи
CN118234406A (zh) 用于具有纵向轴线振动的声波牙刷的刷
JP2003079432A (ja) 歯ブラシ
CN101773416A (zh) 用于电动牙刷的刷头
EP4147604A1 (de) Bürste für eine schallzahnbürste mit längsachsenschwingung
KR20240089001A (ko) 압전 드라이브
JP2016123422A (ja) 電動歯ブラシ
JP2024021493A (ja) 歯ブラシ