WO2023038207A1 - 전기 칫솔 - Google Patents

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WO2023038207A1
WO2023038207A1 PCT/KR2021/019127 KR2021019127W WO2023038207A1 WO 2023038207 A1 WO2023038207 A1 WO 2023038207A1 KR 2021019127 W KR2021019127 W KR 2021019127W WO 2023038207 A1 WO2023038207 A1 WO 2023038207A1
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electrode
substrate
hole
electric toothbrush
signal
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김영욱
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주식회사 프록시헬스케어
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Definitions

  • the present invention relates to an electric toothbrush capable of effectively removing dental plaque in the oral cavity by utilizing microcurrent special electromagnetic waves.
  • Dental plaque is a sticky and transparent film that adheres to the surface of teeth. Numerous germs (bacteria) living in the mouth are made by entangling with specific components in saliva. Dentures can also occur.
  • Plaque itself is not visible to the naked eye, and it mainly occurs in narrow gaps between teeth, between teeth, and between teeth and gums. Since it causes problems with teeth and surrounding tissues in such a small space, it is important to remove plaque without missing every corner, but there is a problem in that it is difficult to effectively remove such plaque with only the use of an existing toothbrush.
  • An object of the present invention made to solve the above problems is to provide an electric toothbrush capable of effectively removing dental plaque.
  • Another object of the present invention is to provide an electric toothbrush capable of preventing tooth decay and periodontal disease through the removal of dental plaque.
  • Another object of the present invention is to provide an electric toothbrush in which oral care effects are amplified by utilizing a driving signal including an AC component and a DC component.
  • An electric toothbrush includes an outer case including a tubular handle portion and a head portion extending from the handle portion and having an opening area open to the front, disposed in the opening area and responding to a drive signal.
  • a first electrode and a second electrode providing electromagnetic waves, and a plurality of tufted holes, a first electrode hole, and a second electrode hole are formed, and a head cover closing the opening area, the first electrode and The second electrode may be exposed to the outside by penetrating the first electrode hole and the second electrode hole, respectively.
  • At least one LED may be disposed at an end portion of the sub substrate.
  • the first electrode may include a 1-1 electrode region inserted into the first substrate hole, a 1-2 electrode region inserted into the first electrode hole, the 1-1 electrode region, and the 1-1 electrode region inserted into the first electrode hole.
  • a 1-3 electrode region disposed between two electrode regions and electrically connected to the sub substrate, wherein the second electrode includes a 2-1 electrode region inserted into the second substrate hole, the second electrode A 2-2 electrode region inserted into the hole, and a 2-3 electrode region disposed between the 2-1 electrode region and the 2-2 electrode region and electrically connected to the sub substrate.
  • the main substrate may further include a substrate support portion on which the main substrate is seated and supported, and a battery accommodating portion in which a battery is located, and an inner case accommodated in the outer case.
  • a plurality of coupling grooves may be formed in the main substrate, and a plurality of fastening portions extending to one side through the coupling grooves and fastened to the main substrate may be formed in the substrate support part.
  • At least one row of tufted holes may be disposed between the first electrode hole and the second electrode hole.
  • an electric toothbrush capable of preventing tooth decay and periodontal disease through the removal of dental plaque.
  • an electric toothbrush in which oral care effects are amplified by utilizing a driving signal including an AC component and a DC component.
  • FIG. 1 is a view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an exploded state of the electric toothbrush shown in FIG. 1;
  • FIG 3 is a view showing a state in which the head cover of the electric toothbrush according to an embodiment of the present invention is separated.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a head cover is coupled to an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an inner case according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a coupled state of a main substrate and a substrate supporter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a view showing a cross section (based on line A) of the electric toothbrush shown in FIG. 4
  • FIG. 7B is a view showing a cross section (based on line B) of the electric toothbrush shown in FIG. 4 .
  • FIG. 8 is a diagram showing a signal supply unit according to an embodiment of the present invention.
  • 9A to 9C are diagrams showing waveforms of signals according to embodiments of the present invention.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining a biofilm removal effect of a driving signal generated by mixing an AC signal and a DC signal.
  • 11A and 11B are diagrams illustrating a signal supply unit according to another embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • a component when a component is described as “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but each component It should be understood that another component may be “connected”, “coupled” or “connected” between elements. In the case of "connected”, “coupled” or “connected”, it is understood that not only physically “connected”, “coupled” or “connected”, but also electrically “connected”, “coupled” or “connected” as necessary. It can be.
  • each component to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function.
  • each component to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to its main function, and some of the main functions of each component may be performed by other components. Of course, it may be dedicated and performed by .
  • FIG. 1 is a view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing an exploded state of the electric toothbrush shown in FIG. 1
  • 3 is a view showing a state in which the head cover of the electric toothbrush according to an embodiment of the present invention is separated
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the head cover is coupled to the electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • an electric toothbrush may include an outer case 100, a plurality of electrodes 11 and 12, a head cover 30, and the like.
  • the outer case 100 constitutes the overall body of the electric toothbrush, and may include a handle part 110 and a head part 120.
  • the handle part 110 has a tubular shape with an internal accommodating space and a predetermined length, and may be designed to be gripped by a user when using an electric toothbrush.
  • a battery 350 for power supply may be accommodated inside the handle part 110, and a separate battery cap 115 for replacement of the battery 350 may be mounted at the end of the handle part 110. there is.
  • the handle part 110 may include a switch area 111 , and the switch area 111 may be formed at a position corresponding to the switch 211 disposed inside the handle part 110 .
  • the user can control on/off of the internal switch 211 by pressing the switch area 111 . That is, the user can turn on the power of the electric toothbrush by pressing the switch area 111 when brushing starts, and accordingly, the driving signal generated from the signal supply unit is supplied to the electrodes 11 and 12 to remove dental plaque.
  • An electric field may be generated for
  • the head part 120 may extend along the longitudinal direction of the handle part 110 and may have an opening 121 open to the front at a distal end.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 may be disposed in the opening area 121 of the head part 120, and may provide electromagnetic waves corresponding to a driving signal supplied from the signal supply unit to the outside.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 may be spaced apart from each other.
  • the first electrode 11 may be set as a positive electrode receiving a driving signal
  • the second electrode 12 may be set as a negative electrode.
  • first electrode 11 and the second electrode 12 are made of a material such as brass, aluminum, conducting polymer, conducting silicon, or stainless steel. It can be formed, but is not limited thereto, and any material having conductivity can be used as an electrode material.
  • the head cover 30 may have a shape corresponding to the opening area 121 of the head part 120, and is coupled to the opening area 121 where the electrodes 11 and 12 are disposed to form the opening area 121. can be closed
  • the head cover 30 may be formed with a plurality of tufted holes 25 , first electrode holes 31 , and second electrode holes 32 .
  • the bristles 20 may be inserted into and fixed to a plurality of implanted holes 25 formed on the surface of the head cover 30 .
  • the arrangement structure, number, size, etc. of these bristles 20 are not particularly limited, and may be changed in various forms.
  • At least one row of tufted holes 25 is disposed between the first electrode hole 31 and the second electrode hole 32, at least one row of hair holes 25 is disposed between the first electrode 11 and the second electrode 12.
  • a bristle 20 may be disposed.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are connected to the first electrode hole 31 of the head cover 30 and It may be exposed to the outside through each of the second electrode holes 32 .
  • the electric toothbrush according to an embodiment of the present invention may further include a main substrate 210 and a sub substrate 220 .
  • a switch 211 for controlling the supply of power by the battery 350 and a signal supply unit for generating a driving signal may be mounted on the main board 210, and the main board 210 may be mounted in the handle part 110. can be accepted
  • main board 210 may be electrically connected to the battery 350 to receive battery voltage.
  • the sub substrate 220 may be elongated from the main substrate 210 toward the head portion 120 and may have an end portion positioned within the opening region 121 of the head portion 120 . That is, the sub substrate 220 may have a shape elongated along the length direction of the outer case 100 and may be set to a different width from that of the main substrate 210 . For example, the sub substrate 220 may be designed to have a smaller width than the main substrate 210 .
  • a first substrate hole 221 and a second substrate hole 222 may be formed at an end portion of the sub substrate 220 exposed to the outside through the opening region 121 .
  • the first electrode 11 may be inserted and fixed into the first substrate hole 221
  • the second electrode 12 may be inserted and fixed into the second substrate hole 222 .
  • At least one LED may be disposed at an end of the sub-substrate 220 .
  • the LED 230 may emit light when the power of the electric toothbrush is turned on to indicate whether the electric toothbrush is driven.
  • the opening area 121 can be closed, and the first electrode 11 and the second electrode 12 are formed in the first electrode hole of the head cover 30. (31) and the second electrode hole 32 may be inserted and exposed to the outside, respectively.
  • FIG. 5 is a view showing an inner case according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing a coupled state of a main board and a substrate supporter according to an embodiment of the present invention.
  • the electric toothbrush according to the embodiment of the present invention may further include an inner case 300 accommodated in the outer case 100 .
  • the inner case 300 may include a substrate support 310 on which the main board 210 is disposed and a battery accommodating part 320 on which the battery 350 is located.
  • a battery terminal electrically connected to the main board 210 may be installed in the battery accommodating portion 320, and the battery 350 may be inserted into the battery accommodating portion 320 and electrically connected to the battery terminal. .
  • the battery 350 may be set as a primary battery or a secondary battery.
  • the user may periodically replace the battery 350, and when the battery 350 is a secondary battery, charging may be performed through various charging methods.
  • the battery 350 may be charged through a wireless charging method or a wired charging method while being located in the battery accommodating portion 320, and may be separated from the battery accommodating portion 320 and charged through a separate charging device. may be
  • the substrate support 310 may extend from the battery accommodating portion 320 in a longitudinal direction, and the main substrate 210 may be seated and supported on one surface of the substrate support 310 .
  • a plurality of fastening portions 311a and 311b may be formed in the substrate support 310 .
  • the fastening parts 311a and 311b may have a shape protruding in one direction from both sides of the substrate support part 310, and may be designed in a shape with an end portion bent (for example, a hook shape).
  • the main substrate 210 may have a plurality of coupling grooves 215a and 215b formed on both sides corresponding to the fastening portions 311a and 311b, and at this time, the fastening portions 311a and 311b are coupled grooves ( 215a, 215b) and can be engaged with the main board 210 by engaging with the main board 210 through the end portion.
  • FIG. 7A is a view showing a cross section (based on line A) of the electric toothbrush shown in FIG. 4
  • FIG. 7B is a view showing a cross section (based on line B) of the electric toothbrush shown in FIG. 4 .
  • a plurality of protrusions 35a and 35b may be formed on both sides of the head cover 30 .
  • a plurality of fastening grooves 125a and 125b corresponding to the protrusions 35a and 35b may be formed on the inner surface of the head portion 120 constituting the edge of the opening area 121 .
  • the head cover 30 when the head cover 30 is inserted into the opening 121 of the head portion 120, the protrusions 35a and 35b and the fastening grooves 125a and 125b are coupled to each other, so that the head cover 30 can be easily fastened to the opening area 121 of the head portion 120.
  • the first electrode 11 includes the 1-1 electrode region 11a inserted into the first substrate hole 221 of the sub substrate 220 and the first electrode hole of the head cover 30 ( 31), a first electrode region 11b disposed between the 1-1st electrode region 11a and the 1-2nd electrode region 11b and electrically connected to the sub-substrate 220.
  • -3 electrode region 11c may be included.
  • the width Wc of the 1-3 electrode region 11c may be set to be different from the width Wa of the 1-1 electrode region 11a and the width Wb of the 1-2 electrode region 11b. there is.
  • the width Wc of the 1-3 electrode region 11c is larger than the width Wa of the 1-1 electrode region 11a and the width Wb of the 1-2 electrode region 11b. can be set.
  • both end portions of the first to third electrode regions 11c are disposed between the head cover 30 and the sub substrate 220, and support the head cover 30 and contact the sub substrate 220 at the same time. Electrical connection with the sub board 220 is possible.
  • the second electrode 12 may also be designed in the same shape as the first electrode 11 .
  • the second electrode 12 is a 2-1 electrode region inserted into the second substrate hole 222 of the sub substrate 220 and inserted into the second electrode hole 32 of the head cover 30. It may include a 2-3 electrode region disposed between the 2-2 electrode region, the 2-1 electrode region, and the 2-2 electrode region and electrically connected to the sub-substrate 220 .
  • the width of the 2-3 electrode region may be set to be different from the width of the 2-1 electrode region and the width of the 2-2 electrode region.
  • the width of the 2-3 electrode region may be set larger than the width of the 2-1 electrode region and the width of the 2-2 electrode region.
  • both end portions of the 2-3 electrode region are disposed between the head cover 30 and the sub-substrate 220, and support the head cover 30 and contact the sub-substrate 220 at the same time as the sub-substrate ( 220) can be electrically connected.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams showing waveforms of signals according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A shows the filtered AC signal Sac′
  • FIG. 9B shows the DC signal Sdc
  • FIG. 9C shows the filtered AC signal Sac′ and the DC signal Sdc mixed and generated.
  • a driving signal (Vd) is shown.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a biofilm removal effect of a driving signal generated by mixing an AC signal and a DC signal.
  • the signal supply unit 400 may be mounted on the main board 210 and generate a driving signal Vd using the battery voltage Vb supplied from the battery 350 .
  • the signal supply unit 400 may generate the driving signal Vd by mixing an alternating current (AC) signal and a direct current (DC) signal.
  • AC alternating current
  • DC direct current
  • the drive signal (Vd) includes both the AC component and the DC component, and the synergistic effect and resonance occur according to the simultaneous application of the AC component and the DC component, thereby removing the biofilm that causes tooth plaque. effect can be enhanced.
  • the electric field by the DC component induces an imbalance in the local charge distribution to increase the structural stress of the biofilm, and the electric field by the AC component increases the permeability of the outer shield through the generation of specific vibrations. can make it
  • an electric field based on a DC component and an electric field based on an AC component can be simultaneously provided through the electrodes 11 and 12, An amplified removal effect with respect to one biofilm can be achieved.
  • the driving signal (Vd) is set in the form of overlapping the AC voltage and the DC voltage as described above, the risk of electric shock to the body and the pain that can be caused to the body can be reduced compared to the case where only the DC voltage is applied. .
  • the signal supply unit 400 may include a DC-DC converter 410, a signal generator 420, a filter 430, and a calibration unit 440, and may additionally divide the voltage.
  • a belly portion 450 may be further included.
  • the DC-DC converter 410 may receive the battery voltage Vb, convert the battery voltage Vb into an output voltage Vo of a predetermined level, and output the converted voltage.
  • the signal generator 420 operates based on the voltage supplied from the DC-DC converter 410, and generates an AC signal Sac having a predetermined frequency using the output voltage Vo of the DC-DC converter 410. can create
  • the signal generator 420 may be implemented using a previously known configuration capable of generating an AC signal such as an oscillator or a function generator.
  • the AC signal Sac may be set to a frequency of 1 KHz to 1000 MHz. This is because when the AC signal (Sac) is set to a low frequency of less than 1 KHz, the effect of removing biofilm is reduced, and even when the AC signal (Sac) is set to a very high frequency of more than 1000 MHz, the effect of removing biofilm is reduced. Meanwhile, the frequency of the AC signal Sac may be set to a frequency of 5 MHz to 15 MHz suitable for biofilm removal.
  • the amplitude of the AC signal Sac may be set to 0.1 mv to 3V. If the amplitude of the AC signal (Sac) is less than 0.1 mV, it is difficult to expect a plaque removal effect, and if the amplitude of the AC signal (Sac) exceeds 3V, there is a concern that toxic substances may be generated due to electrolysis of body fluids.
  • the filter 430 may perform a filtering operation on the AC signal Sac generated by the signal generator 420 .
  • the filter 430 may include a band pass filter to convert a sawtooth wave type AC signal (Sac) into a sine wave type AC signal (Sac').
  • the type of filter 430 is not limited thereto, and various types of filters may be employed depending on the design structure.
  • the calibration unit 440 may generate the driving signal Vd by mixing the AC signal Sac′ supplied through the filter 430 with the DC signal Sdc.
  • the calibration unit 440 may be implemented as an operating amplifier capable of summing (or overlapping) the AC signal Sac' and the DC signal Sdc, but is not limited thereto.
  • an offset corresponding to the DC signal Sdc is generated in the AC signal Sac', and a driving signal Vd having both AC and DC components can be generated.
  • the driving signal (Vd) includes all the characteristics of the AC signal (Sac)
  • the driving signal (Vd) can be set to a frequency of 1KHz to 1000MHz, and also to a frequency of 5MHz to 15MHz more suitable for removing biofilm. can be set.
  • the amplitude of the driving signal Vd may be set to 0.1 mv to 3V.
  • the calibration unit 440 may receive an AC signal Sac' having an amplitude of A volt (V) from the filter 430, and the corresponding AC signal Sac' as shown in FIG. 9B
  • a final drive signal Vd as shown in FIG. 9C may be generated by superimposing the DC signal Sdc of B volts V as shown in FIG.
  • the voltage value of the DC signal Sdc may be set equal to or greater than the amplitude of the AC signal Sac'. Accordingly, the voltage value of the driving signal Vd may be set to 0 or more.
  • the DC offset value of the driving signal Vd may be set equal to or greater than the amplitude of the driving signal Vd.
  • the DC offset value of the driving signal (Vd) when the DC offset value of the driving signal (Vd) is set equal to or greater than the amplitude of the driving signal (Vd), the voltage of the driving signal (Vd) is always '0' or more, so the electrical Energy loss can be minimized.
  • the DC signal Sdc may be generated by the voltage divider 450 .
  • the voltage divider 450 may receive the output voltage Vo of the DC-DC converter 410 and perform voltage division on the output voltage Vo to generate the DC signal Sdc.
  • the voltage divider 450 may include a resistance string for distributing the output voltage Vo, but is not limited thereto.
  • the corresponding output voltage Vo may serve as the DC signal Sdc.
  • the voltage divider 450 may be omitted, and the output voltage Vo of the DC-DC converter 410 may be input to the calibration unit 440 .
  • 11A and 11B are diagrams illustrating a signal supply unit according to another embodiment of the present invention.
  • a signal supply unit 500 includes a DC-DC converter 510, a signal generator 520, a voltage step-down unit 530, a filter 540, And it may include an offset adjusting unit 550.
  • the DC-DC converter 510 may receive the battery voltage Vb from the battery 350, convert the battery voltage Vb into an output voltage Vo of a predetermined level, and output the converted voltage.
  • the signal generator 520 operates based on the voltage supplied from the DC-DC converter 510, and uses the output voltage Vo of the DC-DC converter 510 to generate a first AC signal having a predetermined frequency ( Sa1) can be created.
  • the signal generator 520 may be implemented using a previously known configuration capable of generating an AC signal such as an oscillator or a function generator.
  • the first AC signal Sa1 may be set to a frequency of 1 KHz to 1000 MHz.
  • the first AC signal (Sa1) is set to a low frequency of less than 1KHz, the removal effect of dental plaque is reduced, and even when the first AC signal (Sa1) is set to a very high frequency exceeding 1000 MHz, the removal effect of dental plaque is reduced. Because. Meanwhile, the frequency of the first AC signal Sa1 may be set to a frequency of 5 MHz to 15 MHz suitable for removing dental plaque.
  • the voltage dropper 530 may be used to reduce the amplitude (eg, peak-to-peak voltage, etc.) of the first AC signal Sa1 output from the signal generator 520 .
  • the voltage drop unit 530 may be implemented as a resistance element R, and through this, the second AC signal Sa2 whose magnitude is reduced compared to the first AC signal Sa1 is generated by the voltage drop unit 530. ) can be supplied from
  • the filter 540 may perform a filtering operation on the second AC signal Sa2 output from the voltage dropper 530 .
  • the filter 540 may be set as a low pass filter including a capacitor element C, and converts the second AC signal Sa2 in the form of a sawtooth wave into a sine wave. It can be converted into a third AC signal (Sa3) of the form.
  • the accuracy of the driving signal Vd may be improved by removing an unexpected DC offset of the second AC signal Sa2 through the filter 540 .
  • the offset adjusting unit 550 may generate the driving signal Vd by mixing the DC signal with the third AC signal Sa3 output from the filter 540 .
  • the offset adjusting unit 550 may include a plurality of resistance elements R1 and R2, and divides the output voltage Vo of the DC-DC converter 510 to a predetermined level. It is possible to generate a DC signal of
  • the third AC signal Sa3 supplied through the filter 540 is superimposed on the DC signal generated at the common node N of the first resistance element R1 and the second resistance element R2, resulting in a final driving signal. (Vd) can be created.
  • the amplitude of the driving signal Vd may be set to 0.1 mv to 3V. If the amplitude of the driving signal (Vd) is less than 0.1 mV, it is difficult to expect a plaque removal effect, and if the amplitude of the driving signal (Vd) exceeds 3V, there is a concern that toxic substances may be generated due to electrolysis of body fluids.

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Abstract

본 발명은 통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스; 상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극; 및 다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버; 를 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출되는 것을 특징으로 전기 칫솔에 관한 것이다.

Description

전기 칫솔
본 발명은 미세전류 특수 전자기파를 활용하여 구강 내 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔에 관한 것이다.
플라크(dental plaque)란 치아 표면에 들러붙어서 생기는 끈끈하고 투명한 막으로, 입안에 살고 있는 수많은 세균(박테리아)들이 타액 내의 특정 성분과 서로 엉겨 붙어 만들어지고 치아와 그 주변뿐만 아니라 보철물, 교정장치 주변, 틀니에도 생기게 된다.
아주 얇고 투명한 막 형태의 플라크가 만들어지면 내부의 세균들이 번식하는데, 음식물 섭취 시 공급되는 당분을 이용해 플라크 내 세균들은 기하급수적으로 늘어나고 그 양도 많아지게 된다. 플라크 내 세균들이 만들어 내는 산성물질은 치아의 석회성분을 녹게 하여 충치를 일으키고 독소는 잇몸에 염증을 일으키는 원인으로 작용하게 된다.
플라크 자체는 육안으로 잘 보이지 않으며, 주로 치아에 깊은 골이 있는 곳, 치아와 치아 사이, 치아와 잇몸 사이 좁은 틈에 많이 발생된다. 이렇게 좁은 공간에서 치아 및 주변조직에 문제를 일으키기 때문에 구석구석 빠뜨리지 않고 플라크를 제거하는 것이 중요하나, 기존 칫솔의 사용만으로는 이러한 플라크의 효과적인 제거가 어렵다는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 치아 플라크의 제거를 통해 충치 및 치주질환의 발생을 방지할 수 있는 전기 칫솔을 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 AC 성분과 DC 성분을 포함한 구동 신호를 활용함으로써 구강 관리 효과를 증폭시킨 전기 칫솔을 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은, 통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스, 상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극, 및 다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버를 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상기 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장되며, 상기 핸들부 내에 수용되는 메인 기판, 및 상기 메인 기판으로부터 상기 헤드부 방향으로 길게 연장되어 상기 개구 영역에 말단부가 위치하는 서브 기판; 을 더 포함하고, 상기 서브 기판의 말단부에는, 상기 제1 전극이 삽입 고정되는 제1 기판 홀 및 상기 제2 전극이 삽입 고정되는 제2 기판 홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 서브 기판의 말단부에는, 적어도 하나의 LED가 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은, 상기 제1 기판 홀에 삽입되는 제1-1 전극 영역, 상기 제1 전극 홀에 삽입되는 제1-2 전극 영역, 상기 제1-1 전극 영역 및 상기 제1-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역을 포함하고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 기판 홀에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 상기 제2 전극 홀에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 상기 제2-1 전극 영역 및 상기 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 기판이 안착되어 지지되는 기판 지지부 및 배터리가 위치하는 배터리 수용부를 구비하며, 상기 외부 케이스 내에 수용되는 내부 케이스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 기판에는, 다수의 결합 홈이 형성되며, 상기 기판 지지부에는, 상기 결합 홈을 통하여 일측으로 연장되며, 상기 메인 기판과 체결되는 다수의 체결부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 홀과 상기 제2 전극 홀 사이에는, 적어도 한 열의 식모홀이 배치될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 치아 플라크의 제거를 통해 충치 및 치주질환의 발생을 방지할 수 있는 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 AC 성분과 DC 성분을 포함한 구동 신호를 활용함으로써 구강 관리 효과를 증폭시킨 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 2는 도 1에 도시된 전기 칫솔의 분해된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 헤드 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 헤드 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 내부 케이스를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 메인 기판과 기판 지지부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 7a는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(A선 기준)을 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(B선 기준)을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명과 관련된 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. "연결", "결합" 또는 "접속"의 경우, 물리적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것뿐만 아니라 필요에 따라 전기적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 2는 도 1에 도시된 전기 칫솔의 분해된 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 헤드 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 헤드 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 칫솔은 외부 케이스(100), 다수의 전극(11, 12), 헤드 커버(30) 등을 포함할 수 있다.
외부 케이스(100)는 전기 칫솔의 전반적인 몸체를 구성하며, 핸들부(110) 및 헤드부(120)를 포함할 수 있다.
핸들부(110)는 내부 수용 공간을 구비한 소정 길이의 통 형상을 가지며, 전기 칫솔 사용 시 사용자에 의해 파지될 수 있는 형태로 설계될 수 있다.
핸들부(110)의 내부에는 전원 공급을 위한 배터리(350)가 수용될 수 있으며, 핸들부(110)의 말단에는 배터리(350)의 교체 등을 위한 별도의 배터리 캡(115)이 장착될 수 있다.
또한, 핸들부(110)는 스위치 영역(111)을 구비할 수 있으며, 스위치 영역(111)은 핸들부(110)의 내부에 배치된 스위치(211)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
이에, 사용자는 스위치 영역(111)을 누름으로써 내부 스위치(211)에 대한 온(on)/오프(off) 제어가 가능하다. 즉, 사용자는 양치 시작 시 스위치 영역(111)을 누름으로써 전기 칫솔의 전원을 온(on) 시킬 수 있으며, 이에 따라 신호 공급부로부터 발생된 구동 신호가 전극(11, 12)으로 공급되어 치아 플라크 제거를 위한 전기장이 발생될 수 있다.
헤드부(120)는 핸들부(110)의 길이 방향을 따라 연장되며, 말단부에 전면으로 개방된 개구 영역(121)을 구비할 수 있다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 배치될 수 있으며, 신호 공급부로부터 공급된 구동 신호에 대응한 전자기파를 외부로 제공할 수 있다.
제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(11)은 구동 신호를 공급받는 양의 전극으로 설정되고, 제2 전극(12)은 음의 전극으로 설정될 수 있다.
또한, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 황동(brass), 알루미늄(Aluminum), 전도성 고분자(Conducting polymer), 전도성 실리콘(Conducting Silicon), 스테인리스 스틸(stainless steel) 등의 물질로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가진 물질이라면 전극 재료로 사용이 가능하다.
헤드 커버(30)는 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 대응되는 형태를 가질 수 있으며, 전극(11, 12)이 배치된 개구 영역(121)에 결합되어 상기 개구 영역(121)을 폐쇄할 수 있다.
또한, 헤드 커버(30)는 다수의 식모 홀(25), 제1 전극 홀(31), 및 제2 전극 홀(32)이 형성될 수 있다.
칫솔모(20)는 헤드 커버(30)의 표면 상에 형성된 다수의 식모 홀(25)에 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 칫솔모(20)의 배치 구조, 개수, 크기 등은 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형태로 변화될 수 있다.
일례로, 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32) 사이에는 적어도 한 열의 식모 홀(25)이 배치됨으로써, 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에는 적어도 한 열의 칫솔모(20)가 배치될 수 있다.
헤드 커버(30)가 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 결합되는 경우, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32)을 각각 관통하여 외부로 노출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은 메인 기판(210) 및 서브 기판(220)을 더 포함할 수 있다.
메인 기판(210)에는 배터리(350)에 의한 전원 공급을 제어하기 위한 스위치(211), 및 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장될 수 있으며, 이러한 메인 기판(210)은 핸들부(110) 내에 수용될 수 있다.
또한, 메인 기판(210)은 배터리(350)와 전기적으로 연결되어 배터리 전압을 공급받을 수 있다.
서브 기판(220)은 메인 기판(210)으로부터 헤드부(120) 방향으로 길게 연장되어 헤드부(120)의 개구 영역(121) 내에 말단부가 위치할 수 있다. 즉, 서브 기판(220)은 외부 케이스(100)의 길이 방향에 따라 길게 연장된 형태를 가질 수 있으며, 메인 기판(210)과 상이한 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 서브 기판(220)은 메인 기판(210)에 비하여 작은 폭을 가지도록 설계될 수 있다.
개구 영역(121)을 통해 외부로 노출되는 서브 기판(220)의 말단부에는 제1 기판 홀(221)과 제2 기판 홀(222)이 형성될 수 있다.
제1 기판 홀(221)에는 제1 전극(11)이 삽입 고정될 수 있으며, 제2 기판 홀(222)에는 제2 전극(12)이 삽입 고정될 수 있다.
또한, 서브 기판(220)의 말단부에는 적어도 하나의 LED(Light-Emitting Diode, 230)가 배치될 수 있다. LED(230)는 전기 칫솔의 전원이 온(on) 된 경우에 발광하여 전기 칫솔의 구동 여부를 표시하는 역할을 수행할 수 있다.
이후 헤드 커버(30)가 헤드부(120)에 설치됨으로써 개구 영역(121)은 폐쇄될 수 있으며, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)과 제2 전극 홀(32)에 삽입되어 각각 외부로 노출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 메인 기판(210)과 일체로 형성된 서브 기판(220)을 이용하는 경우, 메인 기판(210)과 전극(11, 12) 사이를 전기적으로 연결하기 위한 복잡한 배선 공정 등이 생략될 수 있으며, 또한 LED(230)의 설치 및 제어가 용이해지는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 내부 케이스를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 메인 기판과 기판 지지부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은 외부 케이스(100) 내에 수용되는 내부 케이스(300)를 더 포함할 수 있다.
내부 케이스(300)는 메인 기판(210)이 배치되는 기판 지지부(310) 및 배터리(350)가 위치하는 배터리 수용부(320)를 포함할 수 있다.
배터리 수용부(320)에는 메인 기판(210)과 전기적으로 연결되는 배터리 단자가 설치될 수 있으며, 배터리(350)는 배터리 수용부(320)의 내부에 삽입되어 상기 배터리 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 배터리(350)는 1차 전지(Primary Battery) 또는 2차 전지(Secondary Battery)로 설정될 수 있다.
배터리(350)가 1차 전지인 경우 사용자는 배터리(350)를 주기적으로 교체할 수 있으며, 배터리(350)가 2차 전지인 경우 다양한 충전 방식을 통해 충전이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 배터리(350)는 배터리 수용부(320) 내에 위치한 상태로 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 충전될 수 있으며, 또한 배터리 수용부(320)로부터 분리되어 별도 충전 장치를 통해 충전될 수도 있다.
기판 지지부(310)는 배터리 수용부(320)로부터 길이 방향을 따라 길게 연장될 수 있으며, 기판 지지부(310)의 일면 상에는 메인 기판(210)이 안착되어 지지될 수 있다.
메인 기판(210)과의 고정 결합을 위하여, 기판 지지부(310)에는 다수의 체결부(311a, 311b)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 체결부(311a, 311b)는 기판 지지부(310)의 양측으로부터 일측 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있으며, 말단부가 꺾여진 형태(예를 들어, 갈고리 형상)로 설계될 수 있다.
또한, 메인 기판(210)은 상기 체결부(311a, 311b)에 대응되는 양측 부분에 형성된 다수의 결합 홈(215a, 215b)을 구비할 수 있으며, 이때 체결부(311a, 311b)는 결합 홈(215a, 215b) 내에 위치하고 말단부를 통해 메인 기판(210)과 걸림 결합함으로써 메인 기판(210)과 체결될 수 있다.
도 7a는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(A선 기준)을 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 4에 도시된 전기 칫솔의 단면(B선 기준)을 나타낸 도면이다.
도 7a를 참조하면, 헤드 커버(30)의 양측에는 다수의 돌출부(35a, 35b)가 형성될 수 있다. 또한, 개구 영역(121)의 가장자리를 구성하는 헤드부(120)의 내측면에는 상기 돌출부(35a, 35b)에 대응한 다수의 체결홈(125a, 125b)이 형성될 수 있다.
상술한 구조를 통하여, 헤드 커버(30)가 헤드부(120)의 개구 영역(121)으로 삽입되면 돌출부(35a, 35b)와 체결홈(125a, 125b)이 상호 결합되므로, 헤드 커버(30)는 헤드부(120)의 개구 영역(121)에 용이하게 체결될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 전극(11)은 서브 기판(220)의 제1 기판 홀(221)에 삽입되는 제1-1 전극 영역(11a), 헤드 커버(30)의 제1 전극 홀(31)에 삽입되는 제1-2 전극 영역(11b), 제1-1 전극 영역(11a) 및 제1-2 전극 영역(11b) 사이에 배치되며 서브 기판(220)과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역(11c)을 포함할 수 있다.
제1-3 전극 영역(11c)의 폭(Wc)은 제1-1 전극 영역(11a)의 폭(Wa) 및 제1-2 전극 영역(11b)의 폭(Wb)과 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1-3 전극 영역(11c)의 폭(Wc)은 제1-1 전극 영역(11a)의 폭(Wa) 및 제1-2 전극 영역(11b)의 폭(Wb) 보다 크게 설정될 수 있다.
이에 따라, 제1-3 전극 영역(11c)의 양측 말단부는 헤드 커버(30)와 서브 기판(220) 사이에 배치되며, 헤드 커버(30)를 지지함과 동시에 서브 기판(220)에 접촉되어 서브 기판(220)과의 전기적인 연결이 가능하다.
한편, 도 7b에서는 제1 전극(11)을 예시적으로 도시하였으나, 제2 전극(12) 역시 제1 전극(11)과 동일한 형태로 설계될 수 있다.
예를 들어, 제2 전극(12)은 서브 기판(220)의 제2 기판 홀(222)에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 헤드 커버(30)의 제2 전극 홀(32)에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 제2-1 전극 영역 및 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 서브 기판(220)과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함할 수 있다.
제2-3 전극 영역의 폭은 제2-1 전극 영역의 폭 및 제2-2 전극 영역의 폭과 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2-3 전극 영역의 폭은 제2-1 전극 영역의 폭 및 제2-2 전극 영역의 폭 보다 크게 설정될 수 있다.
이에 따라, 제2-3 전극 영역의 양측 말단부는 헤드 커버(30)와 서브 기판(220) 사이에 배치되며, 헤드 커버(30)를 지지함과 동시에 서브 기판(220)에 접촉되어 서브 기판(220)과의 전기적인 연결이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다. 특히, 도 9a에서는 필터링된 AC 신호(Sac')를 도시하였고, 도 9b에서는 DC 신호(Sdc)를 도시하였으며, 도 9c에서는 필터링된 AC 신호(Sac')와 DC 신호(Sdc)가 혼합되어 생성된 구동 신호(Vd)를 도시하였다. 또한, 도 10a 및 도 10b는 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 신호 공급부(400)는 메인 기판(210) 상에 실장되어 배터리(350)로부터 공급되는 배터리 전압(Vb)을 이용하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.
특히, 신호 공급부(400)는 AC(Alternating Current) 신호와 DC(Direct Current) 신호를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.
이에 따라, 구동 신호(Vd)에는 AC 성분과 DC 성분이 모두 포함되어 있으며, AC 성분과 DC 성분의 동시 적용에 따른 시너지 효과 및 공진이 발생하여 치아 플라크의 원인이 되는 바이오필름(biofilm)의 제거 효과가 상승될 수 있다.
도 10a를 참조하면, DC 성분에 의한 전기장은 국소적인 전하량 분포의 불균형을 유도하여 바이오필름의 구조적인 스트레스를 증가시키고, AC 성분에 의한 전기장은 특이적인 진동 발생을 통해 외부 보호체의 투과성을 증가시킬 수 있다.
이러한 AC 성분과 DC 성분의 시너지 효과는 도 10b에서 확인할 수 있다. 즉, AC 성분에 의한 전기장과 DC 성분에 의한 전기장을 각각 단독으로 제공하였을 때의 바이오필름 제거 효과에 비해, AC 성분에 의한 전기장과 DC 성분에 의한 전기장을 중첩하여 동시에 제공하는 경우 바이오필름의 제거 효과가 월등히 우세함을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부(400)가 공급하는 구동 신호(Vd)로 인하여, DC 성분에 의한 전기장과 AC 성분에 의한 전기장이 전극(11, 12)을 통해 동시 제공될 수 있으므로, 상술한 바이오필름과 관련한 증폭된 제거 효과를 달성할 수 있다.
또한, 구동 신호(Vd)가 앞서 설명한 바와 같이 교류 전압과 직류 전압이 중첩된 형태로 설정됨으로써, 직류 전압만을 인가시키는 경우와 비교하여 신체의 감전 위험과 신체에 유발할 수 있는 통증을 줄여줄 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 신호 공급부(400)는 DC-DC 컨버터(410), 신호 발생부(420), 필터(430), 및 캘리브레이션부(440)를 포함할 수 있으며, 추가적으로 전압 분배부(450)를 더 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(410)는 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.
신호 발생부(420)는 DC-DC 컨버터(410)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 AC 신호(Sac)를 생성할 수 있다.
신호 발생부(420)는 오실레이터(Oscillator), 함수 발생기(Function Generator) 등과 같은 AC 신호를 생성 가능한 기 공지된 구성을 이용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, AC 신호(Sac)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있다. AC 신호(Sac)가 1KHz 미만의 저주파로 설정되는 경우에는 바이오필름의 제거 효과가 떨어지며, AC 신호(Sac)가 1000MHz를 넘는 초고주파로 설정되는 경우에도 바이오필름의 제거 효과가 떨어지기 때문이다. 한편, AC 신호(Sac)의 주파수는 바이오필름의 제거에 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다.
또한, AC 신호(Sac)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다. AC 신호(Sac)의 진폭이 0.1mV 미만인 경우 플라크 제거 효과를 기대하기 어려우며, AC 신호(Sac)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.
필터(430)는 신호 발생부(420)에 의해 생성된 AC 신호(Sac)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 일례로, 필터(430)는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 포함하여, 톱니파(Sawtooth Wave) 형태의 AC 신호(Sac)를 사인파(Sine Wave) 형태의 AC 신호(Sac')로 변환할 수 있다. 다만, 필터(430)의 종류는 이에 제한되지 않으며, 설계 구조에 따라 다양한 종류의 필터가 채용될 수 있다.
캘리브레이션부(440)는 필터(430)를 통해 공급된 AC 신호(Sac')에 DC 신호(Sdc)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 일례로, 캘리브레이션부(440)는 AC 신호(Sac')와 DC 신호(Sdc)의 합산(또는 중첩)이 가능한 연산 증폭기(operating amplifier)로 구현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이에 따라, AC 신호(Sac')에는 DC 신호(Sdc)에 해당하는 오프셋(offset)이 발생되며, AC 성분과 DC 성분을 모두 보유한 구동 신호(Vd)가 생성될 수 있다.
구동 신호(Vd)는 AC 신호(Sac)의 특성을 모두 포함하고 있으므로, 구동 신호(Vd)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있으며, 또한 바이오필름의 제거에 보다 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다. 또한, 구동 신호(Vd)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다.
도 9a를 참조하면 캘리브레이션부(440)는 A 볼트(V)의 진폭을 갖는 AC 신호(Sac')를 필터(430)로부터 공급받을 수 있으며, 해당 AC 신호(Sac')에 도 9b에 도시된 바와 같은 B 볼트(V)의 DC 신호(Sdc)을 중첩함으로써 도 9c에 도시된 바와 같은 최종 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.
이때, DC 신호(Sdc)의 전압값은 AC 신호(Sac')의 진폭 이상으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 구동 신호(Vd)의 전압값은 0 이상으로 설정될 수 있다.
결국, 구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값은 구동 신호(Vd)의 진폭과 동일하거나 그보다 크게 설정될 수 있다.
구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값이 구동 신호(Vd)의 진폭 값 미만인 경우, 구동 신호(Vd)의 전압이 음의 값을 갖게 되는 구간이 발생하게 되고, 상기 구간에서 전압이 음의 값을 갖게 됨에 따라 전기 에너지의 손실이 발생하게 된다.
다만 본 발명의 실시예와 같이, 구동 신호(Vd)의 DC 오프셋 값을 구동 신호(Vd)의 진폭과 동일하거나 그보다 크게 설정하게 되면, 구동 신호(Vd)의 전압이 항상 ‘0’ 이상이므로 전기 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, DC 신호(Sdc)는 전압 분배부(450)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 전압 분배부(450)는 DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)을 전달받을 수 있으며, 출력 전압(Vo)에 대한 전압 분배를 수행하여 DC 신호(Sdc)를 생성할 수 있다.
전압 분배부(450)는 출력 전압(Vo)을 분배하기 위한 저항 스트링으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)이 구동 신호(Vd) 생성에 바로 사용되기에 적합한 경우, 해당 출력 전압(Vo)이 DC 신호(Sdc)의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우 전압 분배부(450)는 생략될 수 있으며, DC-DC 컨버터(410)의 출력 전압(Vo)이 캘리브레이션부(440)로 입력될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부를 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 공급부(500)는 DC-DC 컨버터(510), 신호 발생부(520), 전압 강하부(530), 필터(540), 및 오프셋 조절부(550)를 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(510)는 배터리(350)로부터 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.
신호 발생부(520)는 DC-DC 컨버터(510)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(510)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 제1 AC 신호(Sa1)를 생성할 수 있다.
신호 발생부(520)는 오실레이터(Oscillator), 함수 발생기(Function Generator) 등과 같은 AC 신호를 생성 가능한 기 공지된 구성을 이용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 제1 AC 신호(Sa1)는 1KHz ~ 1000MHz의 주파수로 설정될 수 있다. 제1 AC 신호(Sa1)가 1KHz 미만의 저주파로 설정되는 경우에는 치아 플라크의 제거 효과가 떨어지며, 제1 AC 신호(Sa1)가 1000MHz를 넘는 초고주파로 설정되는 경우에도 치아 플라크의 제거 효과가 떨어지기 때문이다. 한편, 제1 AC 신호(Sa1)의 주파수는 치아 플라크의 제거에 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다.
전압 강하부(530)는 신호 발생부(520)로부터 출력된 제1 AC 신호(Sa1)의 크기(예를 들어, 피크 투 피크 전압 등)를 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 전압 강하부(530)는 저항 소자(R)로 구현될 수 있으며, 이를 통해 제1 AC 신호(Sa1)에 비해 크기가 감소된 제2 AC 신호(Sa2)가 전압 강하부(530)로부터 공급될 수 있다.
필터(540)는 전압 강하부(530)로부터 출력된 제2 AC 신호(Sa2)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터(540)는 커패시터 소자(C)를 포함한 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 설정될 수 있으며, 톱니파(Sawtooth Wave) 형태의 제2 AC 신호(Sa2)를 사인파(Sine Wave) 형태의 제3 AC 신호(Sa3)로 변환할 수 있다.
또한, 필터(540)를 통해 예기치 않은 제2 AC 신호(Sa2)의 DC 오프셋(DC offset)를 제거하여, 구동 신호(Vd)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
오프셋 조절부(550)는 DC 신호에 필터(540)로부터 출력된 제3 AC 신호(Sa3)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 조절부(550)는 다수의 저항 소자(R1, R2)을 포함하여 구성될 수 있으며, DC-DC 컨버터(510)의 출력 전압(Vo)에 대한 전압 분배를 수행하여 소정 레벨의 DC 신호를 생성할 수 있다.
즉, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 공통 노드(N)에 생성된 DC 신호에 필터(540)를 통해 공급된 제3 AC 신호(Sa3)가 중첩되어 최종 구동 신호(Vd)가 생성될 수 있다.
이 경우, 구동 신호(Vd)의 진폭은 0.1mv ~ 3V로 설정될 수 있다. 구동 신호(Vd)의 진폭이 0.1mV 미만인 경우 플라크 제거 효과를 기대하기 어려우며, 구동 신호(Vd)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 통 형상의 핸들부 및 상기 핸들부로부터 연장되며 전면으로 개방된 개구 영역을 구비한 헤드부를 포함하는 외부 케이스;
    상기 개구 영역에 배치되며, 구동 신호에 대응한 전자기파를 제공하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    다수의 식모 홀, 제1 전극 홀, 및 제2 전극 홀이 형성되고, 상기 개구 영역을 폐쇄하는 헤드 커버; 를 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,
    상기 제1 전극 홀 및 상기 제2 전극 홀을 각각 관통하여 외부로 노출되는 것을 특징으로 전기 칫솔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 신호를 생성하는 신호 공급부가 실장되며, 상기 핸들부 내에 수용되는 메인 기판; 및
    상기 메인 기판으로부터 상기 헤드부 방향으로 길게 연장되어 상기 개구 영역에 말단부가 위치하는 서브 기판; 을 더 포함하고,
    상기 서브 기판의 말단부에는,
    상기 제1 전극이 삽입 고정되는 제1 기판 홀 및 상기 제2 전극이 삽입 고정되는 제2 기판 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브 기판의 말단부에는,
    적어도 하나의 LED가 배치된 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 제1 기판 홀에 삽입되는 제1-1 전극 영역, 상기 제1 전극 홀에 삽입되는 제1-2 전극 영역, 상기 제1-1 전극 영역 및 상기 제1-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제1-3 전극 영역을 포함하고,
    상기 제2 전극은,
    상기 제2 기판 홀에 삽입되는 제2-1 전극 영역, 상기 제2 전극 홀에 삽입되는 제2-2 전극 영역, 상기 제2-1 전극 영역 및 상기 제2-2 전극 영역 사이에 배치되며 상기 서브 기판과 전기적으로 연결되는 제2-3 전극 영역을 포함하는 전기 칫솔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인 기판이 안착되어 지지되는 기판 지지부 및 배터리가 위치하는 배터리 수용부를 구비하며, 상기 외부 케이스 내에 수용되는 내부 케이스; 를 더 포함하는 전기 칫솔.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 기판에는,
    다수의 결합 홈이 형성되며,
    상기 기판 지지부에는,
    상기 결합 홈을 통하여 일측으로 연장되며, 상기 메인 기판과 체결되는 다수의 체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 홀과 상기 제2 전극 홀 사이에는,
    적어도 한 열의 식모홀이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
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