WO2023204376A1 - 전기 칫솔 및 그의 결합 구조 - Google Patents

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WO2023204376A1
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unit
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김영욱
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Definitions

  • the present invention relates to an electric toothbrush and its combined structure, and more specifically, to an electric toothbrush and its combined structure capable of effectively removing dental plaque.
  • Dental plaque is a sticky and transparent film that sticks to the surface of the teeth. It is formed when numerous bacteria living in the mouth become entangled with certain components in saliva and are formed not only on the teeth and their surroundings, but also around prosthetics and orthodontic devices. It can also occur in dentures.
  • the plaque itself is not visible to the naked eye, and occurs mainly in places where there are deep grooves in the teeth, between teeth, and in narrow gaps between teeth and gums. It is important to remove plaque without missing every nook and cranny because it causes problems to teeth and surrounding tissues in such a narrow space, but there is a problem that it is difficult to effectively remove such plaque just by using a conventional toothbrush.
  • the purpose of the present invention which was devised to solve the above-mentioned problems, is to provide an electric toothbrush that can be used by replacing the head portion where the toothbrush bristles are located, and a combination structure thereof.
  • Another object of the present invention is to provide an electric toothbrush and a combination structure thereof that can prevent the occurrence of cavities and periodontal disease by removing dental plaque.
  • An electric toothbrush includes a head unit and a handle unit that is detachably coupled to the head unit and supplies a driving voltage to the head unit under user control, the handle unit having a base.
  • An insertion member including a portion and one or more protrusions protruding from the base portion and a portion thereof are positioned to protrude outwardly from the insertion member, and are electrically connected to the head unit when the head unit and the handle unit are combined. and a plurality of connection terminals, wherein the head unit includes an inlet portion that is inserted to a depth into which the insertion member can be inserted, and a state in which the insertion member is inserted into the inlet portion.
  • a receiving member including a separation prevention portion positioned to overlap the protrusion when rotated at a predetermined angle, a plurality of insertion portions formed to penetrate the bottom surface of the inlet portion, and installed adjacent to the receiving member inside the head unit.
  • the handle unit and the head unit may include an electrode assembly that passes through the plurality of insertions and is electrically connected to ends of the plurality of connection terminals located inside the head unit.
  • the handle unit includes a handle housing coupled to the insertion member, a battery installed in the handle housing, a main circuit board on which a signal supply unit that generates a driving voltage using the voltage of the battery is mounted, and a non-conductive material. It may include a contact block, a connection module made of a conductive material and installed to surround the contact block, one side of which is in contact with the main circuit board, and the other side including a contact terminal that is in contact with each of the plurality of connection terminals. .
  • the head unit includes a head housing that includes a head portion that is open on one side, a coupling portion that communicates with the head portion, an auxiliary circuit board installed inside the head housing, and a device that closes the opening in the head portion. It includes a head cover, toothbrush bristles coupled to the head cover, and a first electrode and a second electrode located at a portion of the auxiliary circuit board corresponding to the head portion and generating an electric field, and the electrode assembly is connected to the first electrode at the coupling portion. It is located adjacent to a portion coupled to the handle unit and may be coupled to the auxiliary circuit board.
  • the electrode assembly is made of a non-conductive material, an insulating member in which a through hole is formed into which a portion of the auxiliary circuit board is inserted, and a conductive material, and one side is installed in a portion of the insulating member where the through hole is formed. is electrically connected to the auxiliary circuit board, the other side is positioned adjacent to the receiving member, and when the handle unit and the head unit are coupled to each other, it may include a conductive member electrically connected to the plurality of connection terminals. You can.
  • the conductive member is formed to be bent or bent on a gripping part that grips a portion of the insulating member where the through hole is formed, and a portion of the gripping part that is in contact with the auxiliary circuit board, and presses the auxiliary circuit board. It may include a pressing part that extends from the holding part and a contact part that contacts the connection terminal.
  • an end portion of the contact portion may be spaced apart from the insulating member, and a middle portion of the contact portion may protrude toward the plurality of connection terminals.
  • one or more rod-shaped extension parts may be formed on the auxiliary circuit board to be inserted into the through hole of the insulating member.
  • first electrode and the second electrode may be positioned to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the auxiliary circuit board.
  • the head unit may further include a light emitting element installed on the auxiliary circuit board and emitting light to the outside.
  • the head cover may be made of a transparent material.
  • the handle unit may further include a sealing member located at a portion of the handle housing that contacts the head unit and sealing between the handle housing and the head unit.
  • the plurality of connection terminals may include a first connection terminal and one or more second connection terminals positioned to be spaced apart from the first connection terminal.
  • the plurality of insertion portions are formed to penetrate the bottom surface of the inlet portion, and are formed to penetrate the bottom surface of the inlet portion and the first insertion portion that allows the first connection terminal to be electrically connected to the electrode assembly.
  • the second connection terminal is formed in an arc shape so that it can be moved from one end to the other end, and the second connection terminal may include one or more second insertion portions that enable electrical connection with the electrode assembly.
  • the second insertion portion is configured to protrude toward the plurality of connection terminals from the first area and the contact portion where the one or more second connection terminals are located when the insertion member is inserted into the recess of the receiving member. is positioned to face the middle portion formed, and when the insertion member is rotated at a predetermined angle while inserted into the retracting portion of the receiving member, the one or more second connection terminals are moved from the first area and are finally positioned.
  • the second connection terminal It may include a position fixing protrusion that allows the second connection terminal to be separated from the second area and allows the second connection terminal to remain positioned in the second area when an external force exceeding a threshold value is not applied.
  • the coupling structure of an electric toothbrush includes a mutually detachable head unit and a handle unit, wherein the handle unit includes an insertion member having a plurality of protrusions and the insertion member. and a first connection terminal and a pair of second connection terminals that pass through and are exposed to the outside, wherein the head unit includes a receiving member located at a coupling portion with the handle unit, and the receiving member includes a plurality of receiving members.
  • the second connection terminal in an initial state in which the insertion member is inserted into the receiving member, the second connection terminal is located in the first region, and then the handle unit is connected to the head unit.
  • the second connection terminal located in the first area moves to the second area, and the protrusions may be respectively inserted into the inside of the separation prevention unit.
  • an electric toothbrush can be provided that can be used by separating the head unit from the handle unit and easily replacing it with a new head unit.
  • an electric toothbrush capable of effectively removing dental plaque can be provided.
  • an electric toothbrush that can prevent the occurrence of cavities and periodontal disease by removing dental plaque.
  • an electric toothbrush in which the coupled state of the handle unit and the head unit can be stably maintained can be provided.
  • an electric toothbrush capable of preventing moisture from entering from the outside can be provided.
  • Figure 1 is a perspective view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which a head unit and a handle unit included in an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention are combined.
  • Figure 3 is a perspective view showing the electric toothbrush shown in Figure 1 in a separated state.
  • FIG. 4 is a view of the handle unit of FIG. 3 viewed from above.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of the handle unit of FIG. 3.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the insertion member, main circuit board, connection terminal, and connection module extracted from the handle unit of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing an excerpt of the head unit in FIG. 3.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of the head unit of FIG. 5.
  • Figure 9 is an exploded perspective view showing the head unit of Figure 5.
  • FIG. 10 is a view of the head unit of FIG. 5 viewed from the Z direction.
  • Figure 11 is a diagram for explaining the joining process of the insertion member and the receiving member.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an electrode assembly extracted from the head unit of FIG. 9.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C-C of the electrode assembly of FIG. 12.
  • Figure 14 is a front view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 15 is a diagram showing a signal supply unit mounted on the main circuit board.
  • Figures 16 to 18 are diagrams showing the waveforms of signals according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 19 and 20 are diagrams to explain the biofilm removal effect of a driving signal generated by mixing AC signals and DC signals.
  • Figures 21 and 22 are diagrams showing modified examples of the signal supply unit.
  • Figure 23 is a perspective view showing an example of use of an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a perspective view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which a head unit and a handle unit included in the electric toothbrush according to an embodiment of the present invention are combined.
  • the electric toothbrush 1 may include a head unit 100 and a handle unit 200.
  • At least a portion of the head unit 100 can be inserted into the user's mouth to remove dental plaque.
  • the head unit 100 may be detachably coupled to the handle unit 200, which will be described later. Accordingly, when the head unit 100 needs to be replaced due to aging, etc., the user can easily replace the existing head unit 100 with a new head unit 100. A detailed description of the head unit 100 for this purpose will be described later.
  • the handle unit 200 is the main body of the electric toothbrush 1, and may be designed in a form that a user can hold when using it.
  • This handle unit 200 is detachably coupled to the head unit 100 and can supply a driving voltage to the head unit 100 under user control. Additionally, when a portion of the handle unit 200 is rotated relative to the head unit 100 after being inserted into the head unit 100, it may be electrically connected to the head unit 100 and mechanically fastened. there is.
  • the user moves the handle unit 200 in the first direction to use the handle unit ( After inserting the end of the head unit 200 into the head unit 100 and rotating the handle unit 200 in the second direction, the head unit 100 and the handle unit 200 may be coupled to each other.
  • the process of separating the handle unit 200 and the head unit 100 may be performed in the reverse order of the fastening process.
  • the handle unit 200 and the head unit 100 are integrated, if the bristles 160 of the head unit 100 are damaged due to repeated use, the entire electric toothbrush must be replaced.
  • the existing head unit 100 can be separated from the handle unit 200. and the new head unit 100 can be used by combining it with the handle unit 200.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the electric toothbrush shown in FIG. 1 in a separated state
  • FIG. 4 is a view of the handle unit of FIG. 3 viewed from above
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of the handle unit of FIG. 3.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the insertion member, main circuit board, connection terminal, and connection module extracted from the handle unit of FIG. 3.
  • the above-described handle unit 200 includes, for example, an insertion member 210, a handle housing 220, a battery 230, a main circuit board 240, an operation member 250, It may include a connection terminal 260 and a connection module 280.
  • the insertion member 210 may be inserted into the head unit 100 when the handle unit 200 and the head unit 100 are coupled.
  • the insertion member 210 for this may include, for example, a base portion 211 and a protruding portion 212.
  • the base portion 211 may be formed in a pillar shape.
  • the shape of the base portion 211 may be, for example, cylindrical.
  • a connection terminal 260 which will be described later, may be installed to penetrate the base portion 211 and protrude to the outside.
  • the protrusion 212 is shaped like a plate and includes one or more protrusions 212 protruding from the peripheral surface of the base portion 211.
  • the protrusion 212 may protrude from the upper peripheral surface of the base portion 211.
  • the protrusion 212 extends over a portion of the head unit 100 so that the head unit 100 can be coupled to the handle unit 200. This will be explained in detail while describing the head unit 100.
  • the handle housing 220 may be combined with the insertion member 210.
  • the handle housing 220 can accommodate the battery 230, the main circuit board 240, and the connection terminal 260 and protect them from external contact.
  • the battery 230 may be installed in the handle housing 220 and may supply power to the main circuit board 240, which will be described later.
  • a separate sealing member 270 may be installed in the handle housing 220 for replacement of the battery 230, etc., but is not limited to this.
  • This battery 230 may be, for example, a primary battery or a secondary battery. If the battery 230 is a primary battery, the user can replace the battery 230 periodically, and if the battery 230 is a secondary battery, charging can be performed through various charging methods.
  • the battery 230 may be charged through a wireless charging method or a wired charging method, and may also be separated from the handle housing 220 and charged through a separate charging device.
  • the main circuit board 240 can provide a driving voltage, and for this purpose, a signal supply unit (SG1, see FIG. 15) that generates a driving voltage using the voltage of the battery 230 is mounted on the main circuit board 240. It can be. A detailed description of the main circuit board 240 for this purpose will be described later.
  • SG1 signal supply unit
  • the operating member 250 can control power supply from the battery 230 to the main circuit board 240.
  • the manipulation member 250 may be installed in a portion of the handle housing 220.
  • the operating member 250 may be, for example, a push button or a touch sensor.
  • a switch 241 that detects the pressing of the operating member 250 may be mounted on the main circuit board 240.
  • the switch 241 may detect the pressing of the operating member 250 and control the electric toothbrush 1 on/off.
  • the user can turn on the power of the electric toothbrush 1 by pressing the operating member 250, and thus the driving voltage generated from the handle unit 200 is connected to the first electrode of the head unit 100. 110) and/or may be supplied to the second electrode 120 to generate an electric field for removing dental plaque.
  • connection terminal 260 is electrically connected to the main circuit board 240.
  • a portion of the connection terminal 260 may be positioned to protrude outward from the insertion member 210. That is, based on the direction shown in FIG. 5, the lower end of the connection terminal 260 is electrically connected to the main circuit board 240 and may be installed to penetrate the insertion member 210.
  • connection terminal 260 may be directly connected to the main circuit board 240, or may be indirectly connected to the main circuit board 240 through a connection module 280, which will be described later. A detailed description of the connection module 280 will be described later. However, since various methods can be used to connect the connection terminal 260 and the main circuit board 240, it is not limited to a specific method.
  • connection terminal 260 is electrically connected to the head unit 100 so that the driving voltage of the main circuit board 240 is connected to the head unit 100. It can be delivered to .
  • connection terminal 260 There may be more than one connection terminal 260 as described above.
  • the plurality of connection terminals 260 may include, for example, a first connection terminal 261 and one or more second connection terminals spaced apart from the first connection terminal 261 ( 262) may be included.
  • each of the two second connection terminals 262A and 262B may be positioned symmetrically with respect to the first connection terminal 261. Since the number of connection terminals 260 may change depending on the design of the electric toothbrush 1, it is not limited to a specific number.
  • connection terminal 260 may be formed of a conductive material such as metal, and may have a rod or rod shape with a predetermined length. Additionally, the insertion member 210 may be made of an insulating material such as non-conductive plastic to prevent the first connection terminal 261 and the plurality of second connection terminals 262 from conducting electricity to each other.
  • connection module 280 electrically connects the main circuit board 240 and the plurality of connection terminals 260.
  • the connection module 280 for this may include a contact block 281 and one or more contact terminals 282.
  • the contact block 281 is made of a non-conductive material. A portion of the contact block 281 may be coupled to the main circuit board 240, and another portion may be located adjacent to ends of the plurality of connection terminals 260.
  • the shape of the contact block 281 may be the same as the insulating member 171 included in the electrode assembly 170, which will be described later, but is not limited thereto.
  • the contact terminal 282 is made of a conductive material and is installed to surround the contact block 281. One side is in contact with the main circuit board 240 and the other side is in contact with the connection terminal 260.
  • the contact terminal 282 may be made of an elastically deformable material such as a leaf spring. Accordingly, the coupling force with the contact block 281 can be improved, and contact stability can be improved when contacting the connection terminal 260.
  • the number of contact terminals 282 may be provided corresponding to the number of connection terminals 260.
  • the connection terminals 260 and the contact terminals 282 may be contacted in a one-to-one correspondence.
  • the shape of the contact terminal 282 may be the same as the conductive member 172 included in the electrode assembly 170, which will be described later, but is not limited thereto.
  • the main circuit board 240 and the connection terminal 260 can always maintain an electrically stable connection by using the connection module 280 as described above.
  • the handle unit 200 may further include a sealing member 290.
  • the sealing member 290 is located at a portion of the handle housing 220 that contacts the head unit 100 and can seal between the handle housing 220 and the head unit 100.
  • the shape of the sealing member 290 for this may be ring-shaped, and the material may be rubber or silicone. Sealing member 290 may be fitted into a portion of handle housing 220. For example, the sealing member 290 may be located adjacent to the insertion member 210 in the handle housing 220 .
  • saliva or toothpaste may drip from the head unit.
  • the sealing member 290 blocks substances such as saliva or toothpaste from flowing between the handle housing 220 and the head unit 100, preventing the head unit 100 or the handle unit 200 from being damaged by moisture. You can.
  • FIG. 7 is a view showing the head unit extracted from FIG. 3
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of the head unit of FIG. 5
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing the head unit of FIG. 5
  • FIG. 10 is a view of the head unit of FIG. 5 viewed from the Z direction
  • FIG. 11 is a view for explaining the joining process of the insertion member and the receiving member.
  • the above-described head unit 100 includes, for example, a head housing 130, an auxiliary circuit board 140, a first electrode 110 and a second electrode 120, and a head cover ( 150), toothbrush bristles 160, electrode assembly 170, and receiving member 180.
  • the head housing 130 may include a head portion 131 with one side open and a coupling portion 132 in communication with the head portion 131.
  • the head portion 131 and the coupling portion 132 may be formed as one piece.
  • the coupling portion 132 may be coupled to the handle unit 200, and the head portion 131 includes a head cover 150, toothbrush bristles 160, and first and second electrodes 110 and 120, which will be described later. can be located
  • the auxiliary circuit board 140 may be installed inside the head housing 130.
  • One or more rod-shaped extension parts 141 may be formed on the auxiliary circuit board 140 to be inserted into the through hole 171a of the insulating member 171.
  • the extension portion 141 may be provided in a number corresponding to the number of connection terminals 260.
  • connection terminal 260 includes one first connection terminal 261 and two second connection terminals 262, there may be three extension portions 141.
  • a conductive line (not shown) may be formed in each extension portion 141, and each conductive line may be electrically connected to the connection terminal 260 through an electrode assembly 170, which will be described later.
  • the head cover 150 may close the open portion of the head portion 131.
  • the head cover 150 for this purpose may be formed in a shape corresponding to the opening in the head portion 131.
  • Toothbrush bristles 160 may be coupled to the head cover 150.
  • the toothbrush bristles 160 may be inserted and fixed into a plurality of bristle holes (not shown) formed on the outer surface of the head cover 150.
  • the arrangement structure, number, size, etc. of the toothbrush bristles 160 are not particularly limited and may be changed into various shapes.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may be located in a portion of the auxiliary circuit board 140 corresponding to the head portion 131 to generate an electric field.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may be mounted on the auxiliary circuit board 140.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may receive electric energy from the handle unit 200 and generate an electric field. Since this electric field can weaken the structure of dental plaque, the user can effectively remove dental plaque in the oral cavity using the electric toothbrush 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 for this purpose are made of materials such as brass, aluminum, conducting polymer, conducting silicon, and stainless steel. It can be formed, but is not limited to this, and any conductive material can be used as an electrode material.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may be set as a positive electrode and a negative electrode, respectively.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may be high enough to protrude outward from the head cover 150.
  • the heights of the first electrode 110 and the second electrode 120 may vary depending on the design of the electric toothbrush 1, and are therefore not limited to a specific value.
  • the electrode assembly 170 is installed adjacent to the receiving member 180 inside the head unit 100, and when the handle unit 200 and the head unit 100 are coupled, the plurality of insertion portions It may be electrically connected to the ends of the plurality of connection terminals 260 located inside the head unit 100 through (184, 185).
  • the electrode assembly 170 for this purpose is located adjacent to the portion of the coupling portion 132 that is coupled to the handle unit 200, and may be coupled to the auxiliary circuit board 140.
  • the auxiliary circuit board 140 described above can receive the driving voltage transmitted from the handle unit 200 from the electrode assembly 170 and transmit it to the first electrode 110 and the second electrode 120 described above. A detailed description of the electrode assembly 170 for this purpose will be described later.
  • the receiving member 180 is located adjacent to the electrode assembly 170 and may be coupled to the distal end of the coupling portion 132 that is coupled to the handle unit 200.
  • the receiving member 180 may be fastened to the electrode assembly 170 or the head housing 130 by a separate bolt 186. When the handle unit 200 and the head unit 100 are combined, the receiving member 180 may be mechanically fastened to the handle unit 200.
  • the receiving member 180 may allow a portion of the electrode assembly 170 to be exposed to the outside. Accordingly, the above-described connection terminal 260 can penetrate the receiving member 180 and come into contact with the electrode assembly 170, and a detailed description of this will be provided later.
  • the receiving member 180 as described above may include, for example, a lead-in portion 181, a separation prevention portion 182, and a plurality of insertion portions 184 and 185.
  • the insertion portion 181 may have a shape that is recessed to a depth into which the insertion member 210 can be inserted.
  • the separation prevention portion 182 is formed in a plate shape and protrudes from the inner wall of the inlet 181. When the insertion member 210 is rotated at a certain angle while inserted in the inlet 181, the protrusion 212 ) and may be positioned to overlap the protrusion 212.
  • a plurality of insertion portions 184 and 185 are formed to penetrate the bottom surface of the inlet portion 181, and the handle unit 200 and the head unit 100 are connected in a state in which the plurality of connection terminals 260 are inserted. ) can be mechanically coupled to the plurality of connection terminals 260 when they are rotated relative to each other.
  • the head unit 100 and the handle unit 200 may be mechanically coupled to each other by combining the plurality of insertion portions 184 and 185 and the plurality of connection terminals 260.
  • the receiving member 180 may further include a support portion 183.
  • the support portion 183 protrudes from the inner wall surface of the inlet portion 181.
  • the support part 183 supports the peripheral surface of the base part 211 and can improve the fixing force to the base part 211.
  • the support portion 183 is such that the protrusion 212 of the insertion member 210 is connected to the inlet portion 181. ) can be inserted into the M area, and insertion into other areas can also be prevented.
  • Such head unit 100 may further include a light emitting element 190.
  • the light emitting device 190 is installed on the auxiliary circuit board 140 and can radiate light to the outside.
  • the head cover 150 included in the above-described head unit 100 may be made of a transparent material.
  • the material of the head cover 150 for this purpose may be polycarbonate, for example, or may be an acrylic plate that diffuses light.
  • the outer surface of the head cover 150 may have fine protrusions formed to facilitate light diffusion.
  • the head housing 130 may be made of a transparent material so that the head unit 100 emits light when the electric toothbrush 1 is operated.
  • one of the three connection terminals 260 is connected to the ground terminal of the main circuit board 240, the other can receive a driving voltage for generating an electric field from the main circuit board 240, and the remaining one is connected to the ground terminal of the main circuit board 240.
  • one of the two second connection terminals 262 may be connected to the ground terminal of the main circuit board 240, and the other may receive the driving voltage from the main circuit board 240.
  • the first connection terminal 261 can receive power from the main circuit board 240 and transmit it to the light emitting device 190.
  • the receiving member 180 allows the connection terminal 260 included in the handle unit 200 to pass through and is electrically connected to the head unit 100.
  • the receiving member 180 may include a first insertion portion 184 and a second insertion portion 185.
  • the first insertion portion 184 is formed to penetrate the bottom surface of the insertion portion 181 and allows the first connection terminal 261 to be electrically connected to the electrode assembly 170.
  • the second insertion portion 185 may be formed to penetrate the bottom surface of the insertion portion 181. When the handle unit 200 and the head unit 100 are rotated relative to each other while the second connection terminal 262 is inserted, the second insertion portion 185 is connected to the second connection terminal 262. It may be formed in an arc shape so that it can be moved from one end to the other. In more detail, the shape of the second insertion portion 185 may have a radius of curvature corresponding to the movement trajectory of the second connection terminal 262, and may have a width greater than or equal to the diameter of the second connection terminal 262. there is. This second insertion portion 185 allows the second connection terminal 262 to be electrically connected to the electrode assembly 170.
  • each of the two second connection terminals 262 may pass through each of the two second insertions 185 and contact the electrode assembly 170.
  • the first connection terminal 261 may pass through the first insertion portion 184 and contact the electrode assembly 170 .
  • the user moves the handle unit 200 in the first direction to remove the end of the handle unit 200. Insert it into the head unit 100.
  • the above-described second insertion part 185 may include a first area 185a, a second area 185b, and a position fixing protrusion 185c.
  • the first area 185a is an area where the one or more second connection terminals 260 are located when the insertion member 210 is inserted into the recess 181 of the receiving member 180. And, as described above, the protrusion 212 of the insertion member 210 cannot be inserted into another area of the receiving member 180 by the support part 183, and is inserted into the M area, which is the insertion target area, thereby forming the second connection terminal. 262 may be located in the first area 185a of the second insertion portion 185.
  • the second area 185b is formed by the one or more second regions as shown in FIG. 11. This is the area where the connection terminal 260 is moved from the first area 185a and is finally located.
  • the second area 185b is positioned to face a middle portion of the contact portion 172c that protrudes toward the plurality of connection terminals 260.
  • the middle portion protruding from the contact portion 172c is pressed, and the contact portion 172c is elastically deformed to form the second connection terminal 260. ) can be maintained in strong contact with.
  • the position fixing protrusion 185c protrudes from a portion of the second insertion portion 185 where the second area 185b is located so that the second connection terminal 262 is located in the second area 185b.
  • the second connection terminal 260 can be separated from the second area 185b, and when an external force greater than a threshold is not applied, the second connection terminal 262 is separated from the second area 185b. It can be continuously positioned in the area 185b.
  • the coupling between the second connection terminal 262 and the receiving member 180 can be stably maintained by such a position fixing protrusion 185c.
  • the head unit 100 may be rotated relative to the handle unit 200 in a counterclockwise direction.
  • the rotation of the insertion member 210 may be stopped.
  • the protrusion 212 is inserted into the separation prevention part 182, so that the separation prevention part 182 and the protrusion 212 may overlap each other. That is, since the protrusions 212 located on both sides of the insertion member 210 are fitted inside the separation prevention portion 182 of the corresponding receiving member 180, the user can use the handle unit 200 and the head unit 100. ) may not be separated from each other even if each is pulled in the longitudinal direction.
  • FIG. 12 is a diagram showing an excerpt of the electrode assembly from the head unit of FIG. 9, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C-C of the electrode assembly of FIG. 12.
  • the electrode assembly 170 may include an insulating member 171 and a conductive member 172, for example.
  • the insulating member 171 is made of a non-conductive material, and a through hole 171a into which a portion of the auxiliary circuit board 140 is inserted may be formed.
  • the conductive member 172 is made of a conductive material, and one side is installed in a portion of the insulating member 171 where the through hole 171a is formed, and is provided to the auxiliary member through the extension portion 141 inserted into the through hole 171a. It is electrically connected to the circuit board 140, and the other side is positioned adjacent to the receiving member 180, and when the handle unit 200 and the head unit 100 are coupled to each other, the plurality of connection terminals ( 260) and can be electrically connected. There may be more than one conductive member 172.
  • the plurality of conductive members 172 may be arranged to be spaced apart from each other.
  • the shape of the conductive member 172 may be, for example, a ribbon shape and bent several times.
  • the conductive member 172 may be made of an elastically deformable material, such as a leaf spring. Accordingly, the bonding force with the insulating member 171 can be improved, and contact stability can be improved when contacting the connection terminal 260.
  • the number of conductive members 172 may correspond to the number of connection terminals 260. For example, when there are three connection terminals 260, there may also be three conductive members 172, and the connection terminals 260 and the conductive members 172 may be contacted in a one-to-one correspondence.
  • a spacer 171c and a stopping protrusion 171b may be formed on the insulating member 171 to prevent adjacent conductive members 172 from contacting each other.
  • the spacing portion 171c may protrude from the outer surface of the insulating member 171 to be positioned between adjacent conductive members 172 .
  • the locking protrusion 171b may be inserted into the installation hole H formed in the conductive member 172.
  • the initial installation position of the conductive member 172 can be continuously maintained by the above-mentioned spaced portion 171c and the stopping protrusion 171b.
  • the conductive member 172 may include a gripping portion 172a, a pressing portion 172b, and a contact portion 172c.
  • the gripper 172a may grip a portion of the insulating member 171 where the through hole 171a is formed.
  • the shape of the grip portion 172a for this may be, for example, similar to the alphabet 'U', but is not limited thereto. Additionally, the above-mentioned installation hole (H) may be formed to penetrate the gripping portion (172a).
  • the pressing portion 172b is bent or bent on a portion of the gripping portion 172a that is in contact with the auxiliary circuit board 140 and can press the auxiliary circuit board 140.
  • the shape of the pressing part 172b for this may be arc-shaped, and may be formed in a portion of the gripping part 172a where the through hole 171a is located.
  • a portion of the auxiliary circuit board 140 (for example, the extension portion 141) may be inserted into the through hole 171a of the insulating member 171, and the pressing portion ( 172b can pressurize the auxiliary circuit board 140. Accordingly, the pressurizing part 172b can be electrically connected to an electrode pattern (not shown) formed on the auxiliary circuit board 140. That is, the pressing part ( 172b) not only improves the coupling force between the auxiliary circuit board 140 and the electrode assembly 170, but also allows the auxiliary circuit board 140 and the conductive member 172 to be electrically connected.
  • the contact portion 172c extends from the grip portion 172a and may be in contact with the connection terminal 260.
  • the end of the contact portion 172c may be spaced apart from the insulating member 171 in a non-fixed state.
  • the middle portion of the contact portion 172c may be formed to protrude toward the plurality of connection terminals 260. Accordingly, when the handle unit 200 and the head unit 100 are combined, the contact portion 172c is elastically deformed and elastic force is generated, so that the contact reliability between the connection terminal 260 and the contact portion 172c can be further improved. there is.
  • the head unit 100 does not use wires for electrical connection between the first electrode 110, the second electrode 120, and the electrode assembly 170, but the auxiliary circuit board 140 is an electrode. It can be directly engaged with the assembly 170. Accordingly, during the process of assembling the head unit 100, the worker does not have to perform the task of placing wires inside the head unit 100, so the assembly process can proceed more easily.
  • auxiliary circuit board 140 and the electrode assembly 170 are mechanically coupled to each other, preventing the above-mentioned problems from occurring. can be prevented.
  • Figure 14 is a front view showing an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 may be positioned to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the auxiliary circuit board 140. That is, based on the direction shown in the drawing, the first electrode 110 and the second electrode 120 may be positioned side by side on a virtual reference line.
  • Toothbrush bristles 160 may be arranged more densely in the center of the head cover 150 than at the upper and lower ends for effective removal of plaque. Additionally, it is difficult for a hair transplant hole (not shown) to be formed around the portion of the head cover 150 where the first electrode 110 and the second electrode 120 are located.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 are arranged in parallel in the left and right directions, the first electrode 110 and the second electrode 120 are positioned side by side on the virtual reference line. There is more wasted space in the center of the head cover 150 than before. Accordingly, many bristle holes can be formed in the head cover 150, making it relatively difficult to install the toothbrush bristles 160 densely.
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 included in the head unit 100 of the electric toothbrush 1 are connected to each other along the longitudinal direction of the auxiliary circuit board 140.
  • the plaque removal effect can be further improved by installing the toothbrush bristles 160 relatively densely on the head cover 150.
  • Figure 15 is a diagram showing a signal supply unit included in the main circuit board
  • Figures 16 to 18 are diagrams showing waveforms of signals according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 16 shows a filtered AC signal (Sac')
  • Figure 17 shows a DC signal (Sdc)
  • Figure 18 shows a mixture of the filtered AC signal (Sac') and DC signal (Sdc).
  • the driving signal (Vd) is shown.
  • FIGS. 19 and 20 are diagrams for explaining the biofilm removal effect of a driving signal generated by mixing AC signals and DC signals.
  • the signal supply unit (SG1) is mounted on the main circuit board (240, see FIG. 5) and can generate a driving signal (Vd) using the battery voltage (Vb) supplied from the battery 230. there is.
  • the signal supply unit SG1 may generate a driving signal Vd by mixing an Alternating Current (AC) signal and a Direct Current (DC) signal.
  • AC Alternating Current
  • DC Direct Current
  • the driving signal (Vd) contains both AC and DC components, and synergistic effects and resonance occur due to simultaneous application of AC and DC components, causing biofilm that causes tongue stains and bacterial film on the palate.
  • the removal effect of biofilm may be increased.
  • the electric field due to the DC component increases the structural stress of the biofilm by inducing an imbalance in the local charge distribution, and the electric field due to the AC component increases the permeability of the external protector through specific vibration generation. You can do it.
  • the electric field by the DC component and the electric field by the AC component can be provided through the electric field generating member, so that the biofilm and A related amplified removal effect can be achieved.
  • the driving signal (Vd) is set as an overlap of alternating current and direct current voltages as described above, the risk of electric shock to the body and the pain that may be caused to the body can be reduced compared to the case where only direct current voltage is applied. .
  • the above-described signal supply unit (SG1) may include, for example, a DC-DC converter (SG1a), a signal generator (SG1b), a filter (SG1c), and a calibration unit (SG1d), and additionally a voltage divider (SG1e). ) may further be included.
  • SG1a DC-DC converter
  • SG1b signal generator
  • SG1c filter
  • SG1d calibration unit
  • SG1e voltage divider
  • the DC-DC converter (SG1a) can receive battery voltage (Vb), convert the battery voltage (Vb) into an output voltage (Vo) at a predetermined level, and output it.
  • the signal generator (SG1b) operates based on the voltage supplied from the DC-DC converter (SG1a), and generates an AC signal (Sac) with a predetermined frequency using the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG1a). can be created.
  • the signal generator SG1b may be implemented using a known configuration capable of generating an AC signal, such as an oscillator or a function generator.
  • the AC signal (Sac) can be set to a frequency of 1KHz to 1000MHz. This is because when the AC signal (Sac) is set to a low frequency of less than 1 KHz, the biofilm removal effect is reduced, and even when the AC signal (Sac) is set to an ultra-high frequency exceeding 1000 MHz, the biofilm removal effect is reduced. Meanwhile, the frequency of the AC signal (Sac) can be set to a frequency of 5 MHz to 15 MHz suitable for removal of biofilm.
  • the amplitude of the AC signal (Sac) can be set to 0.1mv to 3V. If the amplitude of the AC signal (Sac) is less than 0.1 mV, it is difficult to expect a biofilm removal effect, and if the amplitude of the AC signal (Sac) exceeds 3V, there is a risk of generating toxic substances due to electrolysis of body fluids. .
  • the filter SG1c may perform a filtering operation on the AC signal Sac generated by the signal generator SG1b.
  • the filter (SG1c) includes a band pass filter and can convert an AC signal (Sac) in the form of a sawtooth wave into an AC signal (Sac') in the form of a sine wave.
  • the type of filter (SG1c) is not limited to this, and various types of filters may be employed depending on the design structure.
  • the calibration unit SG1d may generate the driving signal Vd by mixing the DC signal Sdc with the AC signal Sac' supplied through the filter SG1c.
  • the calibration unit SG1d 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) contains all the characteristics of the AC signal (Sac)
  • the driving signal (Vd) can be set to a frequency of 1KHz to 1000MHz, and can also be set to a frequency of 5MHz to 15MHz, which is more suitable for biofilm removal. can be set. Additionally, the amplitude of the driving signal (Vd) can be set to 0.1mv to 3V.
  • the calibration unit (SG1d) can receive an AC signal (Sac') having an amplitude of A volt (V) from the filter (SG1c), and the AC signal (Sac') shown in FIG. 17
  • the final driving signal (Vd) as shown in FIG. 18 can be generated by superimposing the DC signal (Sdc) of B volts (V) as shown.
  • the voltage value of the DC signal (Sdc) may be set to be greater than or equal to 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 to be equal to or greater than the amplitude of the driving signal (Vd).
  • the DC offset value of the driving signal (Vd) is set to be equal to or larger than the amplitude of the driving signal (Vd)
  • the voltage of the driving signal (Vd) is always '0' or higher, Energy loss can be minimized.
  • the DC signal Sdc may be generated by the voltage divider SG1e.
  • the voltage divider (SG1e) can receive the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG1a) and perform voltage division on the output voltage (Vo) to generate a DC signal (Sdc). You can.
  • the voltage divider SG1e may be composed of a resistor string to distribute the output voltage Vo, but is not limited thereto.
  • the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG1a) is suitable to be directly used to generate the driving signal (Vd)
  • the corresponding output voltage (Vo) can serve as the DC signal (Sdc).
  • the voltage divider (SG1e) can be omitted, and the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG1a) can be input to the calibration unit (SG1d).
  • Figures 21 and 22 are diagrams showing modified examples of the signal supply unit.
  • the signal supply unit (SG2) includes a DC-DC converter (SG2a), a signal generator (SG2b), a voltage drop unit (SG2e), a filter (SG2c), and an offset adjuster. (SG2d) may be included.
  • SG2a DC-DC converter
  • SG2b signal generator
  • SG2e voltage drop unit
  • SG2c filter
  • SG2d offset adjuster
  • the DC-DC converter (SG2a) receives the battery voltage (Vb) from the battery 230, converts the battery voltage (Vb) into an output voltage (Vo) at a predetermined level, and outputs it.
  • the signal generator (SG2b) operates based on the voltage supplied from the DC-DC converter (SG2a), and uses the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG2a) to generate a first AC signal ( Sa1) can be generated.
  • the signal generator SG2b may be implemented using a known configuration capable of generating an AC signal, such as an oscillator or function generator.
  • the first AC signal Sa1 may be set to a frequency of 1 KHz to 1000 MHz. If the first AC signal (Sa1) is set to a low frequency of less than 1 KHz, the biofilm removal effect is reduced, and even if the first AC signal (Sa1) is set to an ultra-high frequency of more than 1000 MHz, the biofilm removal effect 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 removal of biofilm.
  • the voltage drop unit SG2e may be used to reduce the magnitude (eg, peak-to-peak voltage, etc.) of the first AC signal Sa1 output from the signal generator SG2b.
  • the voltage drop portion (SG2e) may be implemented as a resistance element (R), through which the second AC signal (Sa2), whose size is reduced compared to the first AC signal (Sa1), is converted to the voltage drop portion (SG2e). ) can be supplied from.
  • the filter SG2c may perform a filtering operation on the second AC signal Sa2 output from the voltage drop unit SG2e.
  • the filter (SG2c) can be set as a low pass filter including a capacitor element (C), and the second AC signal (Sa2) in the form of a sawtooth wave is converted to a sine wave. It can be converted into a third AC signal (Sa3) in the form of.
  • the precision of the driving signal Vd can be improved by removing the unexpected DC offset of the second AC signal Sa2 through the filter SG2c.
  • the offset adjuster SG2d may generate the driving signal Vd by mixing the DC signal with the third AC signal Sa3 output from the filter SG2c.
  • the offset adjuster (SG2d) may be configured to include a plurality of resistance elements (R1, R2), and performs voltage distribution on the output voltage (Vo) of the DC-DC converter (SG2a) to a predetermined level.
  • a DC signal can be generated.
  • the third AC signal (Sa3) supplied through the filter (SG2c) is overlapped with the DC signal generated at the common node (N) of the first and second resistor elements (R1) and R2, resulting in a final driving signal. (Vd) can be generated.
  • the amplitude of the driving signal (Vd) can be set to 0.1mv to 3V. If the amplitude of the driving signal (Vd) is less than 0.1 mV, it is difficult to expect a biofilm removal effect, and if the amplitude of the driving signal (Vd) exceeds 3V, there is a risk of generating toxic substances due to electrolysis of body fluids. .
  • Figure 23 is a perspective view showing an example of use of an electric toothbrush according to an embodiment of the present invention.
  • the protective cap 400 can be attached to the head unit 100 and stored.
  • the protective cap 400 can protect the toothbrush bristles 160 from external contaminants such as dust or foreign substances.
  • the user can place the electric toothbrush 1 on the charger 300.
  • the above-described battery 230 may be charged through a wireless charging method or a wired charging method.
  • a charging terminal may be provided on the outside of the handle unit 200, and a charging terminal may also be provided on the charger 300 so that the terminals are in contact with each other.
  • the electric toothbrush (1) when the electric toothbrush (1) is a wired charging method, there is an electromagnetic (magnetic field) induction method using a coil, a resonance method using magnetic resonance, and radio radiation (RF/radiation) that converts electrical energy into microwaves and transmits them.
  • electromagnetic field electromagnetic field
  • RF/radiation radio radiation
  • Micro Wave Radiation Micro Wave Radiation
  • the magnetic resonance method uses magnetic resonance (magnetic resonance phenomenon) between a transmission coil module (Tx) and a reception coil module (Rx).
  • the transmission coil module (Tx) is placed on the charger 300, and the electric toothbrush (1) is used.
  • ) is a method of transmitting power between coils by placing a receiving coil module (Rx) in the center.

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Abstract

본 발명은 헤드 유닛 및 상기 헤드 유닛과 탈착 가능하게 결합되고, 사용자의 제어에 따라 상기 헤드 유닛으로 구동 전압을 공급하는 핸들 유닛을 포함하고, 상기 핸들 유닛은, 베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는 삽입 부재 및 일부분이 상기 삽입 부재로부터 외부로 돌출되도록 위치되며, 상기 헤드 유닛과 상기 핸들 유닛이 결합되는 경우, 상기 헤드 유닛과 전기적으로 연결되는 복수의 연결 단자를 포함하는 전기 칫솔에 관한 것이다.

Description

전기 칫솔 및 그의 결합 구조
본 발명은 전기 칫솔 및 그의 결합 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치아 플라크를 효과적으로 제거 가능한 전기 칫솔 및 그의 결합 구조에 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 주변 뿐만 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 칫솔모가 위치한 헤드 부분을 교체하여 사용할 수 있는 전기 칫솔 및 그의 결합 구조를 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 치아 플라크의 제거를 통해 충치 및 치주질환의 발생을 방지할 수 있는 전기 칫솔 및 그의 결합 구조를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔은, 헤드 유닛 및 상기 헤드 유닛과 탈착 가능하게 결합되고, 사용자의 제어에 따라 상기 헤드 유닛으로 구동 전압을 공급하는 핸들 유닛을 포함하고, 상기 핸들 유닛은, 베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는 삽입 부재 및 일부분이 상기 삽입 부재로부터 외부로 돌출되도록 위치되며, 상기 헤드 유닛과 상기 핸들 유닛이 결합되는 경우, 상기 헤드 유닛과 전기적으로 연결되는 복수의 연결 단자를 포함하고, 상기 헤드 유닛은, 상기 삽입 부재가 삽입될 수 있는 깊이로 인입되는 인입부와, 상기 인입부의 내벽면으로부터 돌출되고, 상기 삽입 부재가 상기 인입부에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되면 상기 돌출부와 서로 중첩되도록 위치되는 이탈 방지부와, 상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되는 복수의 삽입부를 포함하는 수용 부재 및 상기 헤드 유닛의 내부에서 상기 수용 부재에 인접하게 설치되고, 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 결합되는 경우, 상기 복수의 삽입부를 관통하여 상기 헤드 유닛의 내부에 위치되는 상기 복수의 연결 단자의 끝부분과 전기적으로 연결되는 전극 조립체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 핸들 유닛은, 상기 삽입 부재와 결합되는 핸들 하우징, 상기 핸들 하우징에 설치되는 배터리, 상기 배터리의 전압을 이용하여 구동 전압을 생성하는 신호 공급부가 실장된 메인 회로 기판 및 비도전성 소재로 이루어진 접촉 블록과, 도전성 소재로 이루어지고 상기 접촉 블록을 감싸도록 설치되며, 일측은 상기 메인 회로 기판에 접촉되고 타측은 상기 복수의 연결 단자 각각에 접촉되는 접촉 단자를 포함하는 연결 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 헤드 유닛은, 일측이 개구된 헤드부와, 상기 헤드부와 연통되는 결합부를 포함하는 헤드 하우징, 상기 헤드 하우징의 내부에 설치되는 보조 회로 기판, 상기 헤드부에서 개구된 부분을 폐쇄하는 헤드 커버, 상기 헤드 커버에 결합되는 칫솔모 및 상기 보조 회로 기판에서 상기 헤드부와 대응되는 부분에 위치되어 전기장을 생성하는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 결합부에서 상기 핸들 유닛과 결합되는 부분에 인접하게 위치되고, 상기 보조 회로 기판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체는, 비도전성 소재로 이루어지고, 상기 보조 회로 기판의 일부분이 삽입되는 관통홀이 형성되는 절연 부재 및 도전성 소재로 이루어지고, 일측은 상기 절연 부재에서 관통홀이 형성된 부분에 설치되어 상기 보조 회로 기판과 전기적으로 연결되고, 타측은 상기 수용 부재와 인접하도록 위치되며, 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 서로 결합되는 경우, 상기 복수의 연결 단자와 전기적으로 연결되는 도전 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전 부재는, 상기 절연 부재에서 상기 관통홀이 형성된 부분을 파지하는 파지부, 상기 파지부에서 상기 보조 회로 기판과 접촉되는 부분 상에 휘어지거나 절곡되게 이루어지고, 상기 보조 회로 기판을 가압하는 가압부 및 상기 파지부로부터 연장 형성되고, 상기 연결 단자와 접촉되는 접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 접촉부의 끝부분은, 상기 절연 부재와 이격되도록 이루어지고, 상기 접촉부의 중간 부분은, 상기 복수의 연결 단자를 향하여 돌출되도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보조 회로 기판에는, 상기 절연 부재의 관통홀에 삽입될 수 있도록 막대 형상으로 이루어진 하나 이상의 연장부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극과 제2 전극은, 상기 보조 회로 기판의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 위치될 수 있다.
또한, 상기 헤드 유닛은, 상기 보조 회로 기판에 설치되고, 외부로 빛을 조사하는 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 헤드 커버는 투명한 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 핸들 유닛은, 상기 핸들 하우징에서 상기 헤드 유닛과 접촉되는 부분에 위치되고, 상기 핸들 하우징과 상기 헤드 유닛 사이를 밀폐시키는 씰링 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 연결 단자는, 제1 연결 단자 및 상기 제1 연결 단자에 대해 이격되게 위치되는 하나 이상의 제2 연결 단자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 삽입부는, 상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되고, 상기 제1 연결 단자가 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있게 하는 제1 삽입부 및 상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되며, 상기 제2 연결 단자가 삽입된 상태에서 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 서로 상대 회전되는 경우, 상기 제2 연결 단자가 일단에서 타단까지 이동될 수 있도록 아크 형상으로 이루어지고, 상기 제2 연결 단자가 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있게 하는 하나 이상의 제2 삽입부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 삽입부는, 상기 삽입 부재가 상기 수용 부재의 상기 인입부에 삽입되는 경우, 상기 하나 이상의 제2 연결 단자가 위치되는 제1 영역, 상기 접촉부에서 상기 복수의 연결 단자를 향하여 돌출되도록 이루어진 중간 부분과 마주하도록 위치되고, 상기 삽입 부재가 상기 수용 부재의 상기 인입부에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되는 경우, 상기 하나 이상의 제2 연결 단자가 상기 제1 영역으로부터 이동되어 최종적으로 위치되는 제2 영역 및 상기 제2 삽입부에서 상기 제2 영역이 위치된 부분의 일부분으로부터 돌출되어 상기 제2 연결 단자가 제2 영역에 위치된 상태에서 임계치 이상의 외력이 가해지는 경우, 상기 제2 연결 단자가 제2 영역으로부터 이탈될 수 있게 하고, 임계치 이상의 외력이 가해지지 않는 경우, 상기 제2 연결 단자가 제2 영역에 계속 위치되게 하는 위치 고정 돌기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 결합 구조는, 상호 탈착 가능한 헤드 유닛 및 핸들 유닛을 포함하는 전기 칫솔의 결합 구조에 있어서, 상기 핸들 유닛은, 복수의 돌출부를 구비한 삽입 부재 및 상기 삽입 부재를 통과하여 외부로 노출되는 제1 연결 단자 및 한 쌍의 제2 연결 단자를 포함하고, 상기 헤드 유닛은, 상기 핸들 유닛과의 결합 부위에 위치하는 수용 부재를 포함하며, 상기 수용 부재는, 복수의 이탈 방지부, 중앙에 위치하며 상기 제1 연결 단자가 삽입되는 제1 삽입부 및 상기 제1 삽입부를 기준으로 대칭 위치하며, 상기 한 쌍의 제2 연결 단자가 위치 가능한 제1 영역 및 제2 영역을 구비하는 한 쌍의 제2 삽입부 를 포함하고, 상기 삽입 부재가 상기 수용 부재에 삽입된 초기 상태에서 상기 제2 연결 단자는 상기 제1 영역에 위치하고, 이후 상기 핸들 유닛이 상기 헤드 유닛에 대하여 회전하는 경우 상기 제1 영역에 위치한 상기 제2 연결 단자가 상기 제2 영역으로 이동하며 상기 돌출부가 상기 이탈 방지부 내측에 각각 삽입될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 헤드 유닛의 교체가 필요한 경우, 헤드 유닛을 핸들 유닛으로부터 분리하여 새로운 헤드 유닛으로 용이하게 교체하여 사용이 가능한 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
그리고, 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.
그리고, 본 발명에 따르면 핸들 유닛과 헤드 유닛의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 외부로부터 수분이 유입되는 것을 방지할 수 있는 전기 칫솔을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 포함된 헤드 유닛과 핸들 유닛이 결합되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전기 칫솔이 분리된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 핸들 유닛을 상방에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 핸들 유닛에서 A-A라인을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 3의 핸들 유닛에서 삽입 부재, 메인 회로 기판, 연결 단자 및 연결 모듈을 발췌하여 도시한 분해사시도이다.
도 7은 도 3에서 헤드 유닛을 발췌하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 5의 헤드 유닛에서 B-B라인을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 5의 헤드 유닛을 도시한 분해사시도이다.
도 10은 도 5의 헤드 유닛을 Z방향에서 바라본 도면이다.
도 11은 삽입 부재와 수용 부재의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 9의 헤드 유닛에서 전극 조립체를 발췌하여 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 전극 조립체에서 C-C라인을 따라 취한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 정면도이다.
도 15는 메인 회로 기판에 실장된 신호 공급부를 나타낸 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 신호 공급부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 사용예를 도시한 사시도이다.
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.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔에 포함된 헤드 유닛과 핸들 유닛이 결합되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)은 헤드 유닛(100)과 핸들 유닛(200)을 포함할 수 있다.
헤드 유닛(100)은 적어도 일부분이 사용자의 구강 내에 삽입되어 치아 플라크를 제거할 수 있다. 헤드 유닛(100)은 후술할 핸들 유닛(200)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라 노후화 등에 의해 헤드 유닛(100)의 교체가 필요한 경우, 사용자는 기존 헤드 유닛(100)을 신규 헤드 유닛(100)으로 간편히 교체할 수 있다. 이를 위한 헤드 유닛(100)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
핸들 유닛(200)은 전기 칫솔(1)의 본체로서, 이용 시 사용자가 파지할 수 있는 형태로 설계될 수 있다. 이러한 핸들 유닛(200)은 상기 헤드 유닛(100)과 탈착 가능하게 결합되고, 사용자의 제어에 따라 상기 헤드 유닛(100)으로 구동 전압을 공급할 수 있다. 그리고, 핸들 유닛(200)의 일부분이 상기 헤드 유닛(100)에 삽입된 이후에, 상기 헤드 유닛(100)에 대해 회전되는 경우, 상기 헤드 유닛(100)과 전기적으로 연결되면서 기계적으로 체결될 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 나란하게 위치된 상태에서, 사용자가 핸들 유닛(200)을 제1 방향으로 이동시켜서 핸들 유닛(200)의 끝 부분을 헤드 유닛(100)에 삽입시킨 다음, 핸들 유닛(200)을 제2 방향으로 회전시키면, 헤드 유닛(100)과 핸들 유닛(200)이 서로 결합될 수 있다. 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)의 분리 과정은 상기 체결 과정의 역순으로 진행될 수 있다.
상기와 다르게 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 일체형으로 이루어진 전기 칫솔은 반복적인 사용에 의해 헤드 유닛(100)의 칫솔모(160)가 손상되면, 전기 칫솔 전체를 교체하여야 한다. 그러나, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)은 반복적인 사용에 의해 헤드 유닛(100)의 칫솔모(160)가 손상되는 경우, 기존의 헤드 유닛(100)을 핸들 유닛(200)으로부터 분리시키고, 새로운 헤드 유닛(100)을 핸들 유닛(200)에 결합시켜서 사용할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)에 포함된 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 전기 칫솔이 분리된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 핸들 유닛을 상방에서 바라본 도면이며, 도 5는 도 3의 핸들 유닛에서 A-A라인을 따라 취한 단면도이고, 도 6은 도 3의 핸들 유닛에서 삽입 부재, 메인 회로 기판, 연결 단자 및 연결 모듈을 발췌하여 도시한 분해사시도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 전술한 핸들 유닛(200)은 일례로, 삽입 부재(210), 핸들 하우징(220), 배터리(230), 메인 회로 기판(240), 조작 부재(250), 연결 단자(260) 및 연결 모듈(280)을 포함할 수 있다.
삽입 부재(210)는 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)의 결합 시, 헤드 유닛(100)에 삽입될 수 있다. 이를 위한 삽입 부재(210)는 일례로 베이스부(211)와 돌출부(212)를 포함할 수 있다.
베이스부(211)는 기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 베이스부(211)의 형상은 일례로 원기둥 형상일 수 있다. 후술할 연결 단자(260)가 베이스부(211)를 관통하여 외부로 돌출되도록 설치될 수 있다.
돌출부(212)는 판 형상으로 이루어져서 상기 베이스부(211)의 둘레면으로부터 돌출되는 하나 이상의 돌출부(212)를 포함한다. 돌출부(212)는 베이스부(211)의 상측의 둘레면으로부터 돌출된 것일 수 있다. 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)의 결합 시, 돌출부(212)가 헤드 유닛(100)의 일부분에 걸쳐서 헤드 유닛(100)이 핸들 유닛(200)과 결합될 수 있다. 이에 대한 설명은 헤드 유닛(100)을 설명하면서 상세하게 설명하기로 한다.
핸들 하우징(220)은 상기 삽입 부재(210)와 결합될 수 있다. 핸들 하우징(220)은 배터리(230), 메인 회로 기판(240) 및 연결 단자(260)를 수용하고, 외부의 접촉으로부터 보호할 수 있다.
배터리(230)는 상기 핸들 하우징(220)에 설치될 수 있으며, 후술할 메인 회로 기판(240)으로 전원을 공급할 수 있다. 핸들 하우징(220)에는 배터리(230)의 교체 등을 위한 별도의 밀폐 부재(270)가 설치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 배터리(230)는 일례로 1차 전지(Primary Battery) 또는 2차 전지(Secondary Battery)일 수 있다. 배터리(230)가 1차 전지인 경우 사용자는 배터리(230)를 주기적으로 교체할 수 있으며, 배터리(230)가 2차 전지인 경우 다양한 충전 방식을 통해 충전이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 배터리(230)는 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 충전될 수 있으며, 또한 핸들 하우징(220)으로부터 분리되어 별도의 충전 장치를 통해 충전되는 것도 가능할 수 있다.
메인 회로 기판(240)은 구동 전압을 제공할 수 있으며, 이를 위해 메인 회로 기판(240)에는 상기 배터리(230)의 전압을 이용하여 구동 전압을 생성하는 신호 공급부(SG1, 도 15 참조)가 실장될 수 있다. 이를 위한 메인 회로 기판(240)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
조작 부재(250)는 상기 배터리(230)로부터 상기 메인 회로 기판(240)으로 전원이 공급되는 것을 제어할 수 있다. 조작 부재(250)는 핸들 하우징(220)의 일부분에 설치될 수 있다.
조작 부재(250)는 일례로 누름 버튼 또는 터치 센서일 수 있다. 조작 부재(250)가 누름 버튼인 경우, 메인 회로 기판(240)에는 조작 부재(250)의 누름을 감지하는 스위치(241)가 실장될 수 있다. 사용자가 조작 부재(250)를 누르면, 스위치(241)가 조작 부재(250)의 누름을 감지하면서 전기 칫솔(1)의 온(on)/오프(off) 제어가 가능할 수 있다.
사용자는 양치 시 조작 부재(250)를 눌러서 전기 칫솔(1)의 전원을 온(on) 시킬 수 있으며, 이에 따라 핸들 유닛(200)으로부터 발생된 구동 전압이 헤드 유닛(100)의 제1 전극(110) 및/또는 제2 전극(120)으로 공급되어 치아 플라크 제거를 위한 전기장이 발생될 수 있다.
연결 단자(260)는 상기 메인 회로 기판(240)과 전기적으로 연결된다. 연결 단자(260)의 일부분이 상기 삽입 부재(210)로부터 외부로 돌출되도록 위치될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 방향을 기준으로, 연결 단자(260)의 하단은 메인 회로 기판(240)과 전기적으로 연결되고, 삽입 부재(210)를 관통하도록 설치될 수 있다.
여기서, 연결 단자(260)는 메인 회로 기판(240)과 직접 연결되는 것도 가능할 수 있고, 후술할 연결 모듈(280)을 통하여 메인 회로 기판(240)과 간접적으로 연결될 수 있다. 연결 모듈(280)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 다만, 연결 단자(260)와 메인 회로 기판(240)과의 연결 방법은 다양한 방법이 적용될 수 있으므로, 특정 방법으로 한정하지는 않는다.
상기 헤드 유닛(100)과 상기 핸들 유닛(200)이 결합되는 경우, 연결 단자(260)는 상기 헤드 유닛(100)과 전기적으로 연결되어 메인 회로 기판(240)의 구동 전압이 헤드 유닛(100)으로 전달되도록 할 수 있다.
상기와 같은 연결 단자(260)는 하나 이상일 수 있다. 연결 단자(260)가 복수개인 경우, 상기 복수의 연결 단자(260)는 일례로 제1 연결 단자(261) 및 상기 제1 연결 단자(261)에 대해 이격되게 위치되는 하나 이상의 제2 연결 단자(262)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 연결 단자(262)는 두 개일 수 있다. 이 경우, 두 개의 제2 연결 단자(262A, 262B) 각각은 제1 연결 단자(261)를 기준으로 대칭이 되도록 위치될 수 있다. 연결 단자(260)의 개수는 전기 칫솔(1)의 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 특정 개수로 한정하지는 않는다.
한편, 상기 연결 단자(260)는 금속 등과 같은 도전성 소재로 형성될 수 있으며, 소정의 길이를 갖는 봉 또는 막대 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제1 연결 단자(261)와 복수의 제2 연결 단자(262)가 서로 통전되는 것을 방지할 수 있도록 삽입 부재(210)의 소재는 일례로 비도전성 플라스틱과 같은 절연 재질로 이루어질 수 있다.
연결 모듈(280)은 상기 메인 회로 기판(240)과 상기 복수의 연결 단자(260)를 전기적으로 연결한다. 이를 위한 연결 모듈(280)은 접촉 블록(281)과 하나 이상의 접촉 단자(282)를 포함할 수 있다.
접촉 블록(281)은 비도전성 소재로 이루어진 것이다. 접촉 블록(281)의 일부분은 상기 메인 회로 기판(240)과 결합되고, 다른 부분은 상기 복수의 연결 단자(260)의 단부와 인접하게 위치될 수 있다. 이러한 접촉 블록(281)의 형상은 일례로 후술할 전극 조립체(170)에 포함된 절연 부재(171)와 동일한 형상일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
접촉 단자(282)는 도전성 소재로 이루어지고, 상기 접촉 블록(281)을 감싸도록 설치되며, 일측은 상기 메인 회로 기판(240)에 접촉되고 타측은 상기 연결 단자(260)에 접촉된다.
접촉 단자(282)는 판 스프링과 같이 탄성 변형가능한 소재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 접촉 블록(281)과의 결합력이 향상될 수 있고, 연결 단자(260)와의 접촉시 접촉 안정성이 향상될 수 있다.
한편, 접촉 단자(282)는 연결 단자(260)의 개수와 대응되는 개수만큼 마련될 수 있다. 예를 들어, 연결 단자(260)가 3개인 경우, 접촉 단자(282)도 3개일 수 있고, 연결 단자(260)와 접촉 단자(282)가 일대일 대응되어 접촉될 수 있다. 이러한 접촉 단자(282)의 형상은 일례로 후술할 전극 조립체(170)에 포함된 도전 부재(172)와 동일한 형상일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
메인 회로 기판(240)과 연결 단자(260)는 상기와 같은 연결 모듈(280)에 의하여 항상 전기적으로 안정적인 연결을 유지할 수 있다.
한편, 상기 핸들 유닛(200)은 씰링 부재(290)를 더 포함할 수 있다.
씰링 부재(290)는 상기 핸들 하우징(220)에서 상기 헤드 유닛(100)과 접촉되는 부분에 위치되고, 상기 핸들 하우징(220)과 상기 헤드 유닛(100) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 이를 위한 씰링 부재(290)의 형상은 링 형상일 수 있고, 소재는 고무 또는 실리콘일 수 있다. 씰링 부재(290)는 핸들 하우징(220)의 일부분에 끼워질 수 있다. 예를 들어, 씰링 부재(290)는 핸들 하우징(220)에서 삽입 부재(210)와 인접한 부분에 위치될 수 있다.
사용자가 전기 칫솔(1)을 사용하는 과정에서 침이나 치약이 헤드 유닛으로부터 흘러내릴 수 있다. 씰링 부재(290)는 침이나 치약 같은 물질이 핸들 하우징(220)과 헤드 유닛(100) 사이로 유입되는 것을 차단하여, 헤드 유닛(100)이나 핸들 유닛(200)이 수분에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 도 3에서 헤드 유닛을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 8은 도 5의 헤드 유닛에서 B-B라인을 따라 취한 단면도이며, 도 9는 도 5의 헤드 유닛을 도시한 분해사시도이고, 도 10은 도 5의 헤드 유닛을 Z방향에서 바라본 도면이며, 도 11은 삽입 부재와 수용 부재의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 전술한 헤드 유닛(100)은 일례로, 헤드 하우징(130), 보조 회로 기판(140), 제1 전극(110)과 제2 전극(120), 헤드 커버(150), 칫솔모(160), 전극 조립체(170) 및 수용 부재(180)를 포함할 수 있다.
헤드 하우징(130)은 일측이 개구된 헤드부(131) 및 상기 헤드부(131)와 연통되는 결합부(132)를 포함할 수 있다. 헤드부(131)와 결합부(132)는 일체로 이루어질 수 있다.
결합부(132)는 핸들 유닛(200)과 결합될 수 있고, 헤드부(131)에는 후술할 헤드 커버(150), 칫솔모(160) 및 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 위치될 수 있다.
보조 회로 기판(140)은 상기 헤드 하우징(130)의 내부에 설치될 수 있다. 상기 보조 회로 기판(140)에는 상기 절연 부재(171)의 관통홀(171a)에 삽입될 수 있도록 막대 형상으로 이루어진 하나 이상의 연장부(141)가 형성될 수 있다.
연장부(141)는 연결 단자(260)의 개수와 대응되는 개수만큼 마련될 수 있다. 예를 들어, 전술한 연결 단자(260)가 한 개의 제1 연결 단자(261)와 두 개의 제2 연결 단자(262)를 포함하는 경우, 연장부(141)는 3개일 수 있다. 도전 라인(미도시)이 연장부(141)마다 형성될 수 있고, 각각의 도전 라인은 후술할 전극 조립체(170)를 통하여 연결 단자(260)와 전기적으로 연결될 수 있다.
헤드 커버(150)는 상기 헤드부(131)에서 개구된 부분을 폐쇄할 수 있다. 이를 위한 헤드 커버(150)는 헤드부(131)에서 개구부와 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
칫솔모(160)는 상기 헤드 커버(150)에 결합될 수 있다. 칫솔모(160)는 헤드 커버(150)의 외면에 형성된 다수의 식모 홀(미도시)에 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 칫솔모(160)의 배치 구조, 개수, 크기 등은 특별히 한정되지 않으며, 다양하게 형태로 변화될 수 있다.
제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 상기 보조 회로 기판(140)에서 상기 헤드부(131)와 대응되는 부분에 위치되어 전기장을 생성할 수 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 보조 회로 기판(140)에 실장될 수 있다.
이러한 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 핸들 유닛(200)으로부터 전기 에너지를 공급받아서 전기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 전기장은 치아 플라크의 구조를 약화시킬 수 있으므로, 사용자는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)을 이용하여 구강 내 치아 플라크를 효과적으로 제거할 수 있다.
이를 위한 제1 전극(110)과 제2 전극(120)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 가능할 수 있다.
제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 각각 양의 전극과 음의 전극으로 설정될 수 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 헤드 커버(150)로부터 외부로 돌출될 수 있을 정도의 높이로 이루어질 수 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)의 높이는 전기 칫솔(1)의 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 특정 수치로 한정되지는 않는다.
전극 조립체(170)는 상기 헤드 유닛(100)의 내부에서 상기 수용 부재(180)에 인접하게 설치되고, 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)이 결합되는 경우, 상기 복수의 삽입부(184, 185)를 관통하여 상기 헤드 유닛(100)의 내부에 위치되는 상기 복수의 연결 단자(260)의 끝부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위한 전극 조립체(170)는 상기 결합부(132)에서 상기 핸들 유닛(200)과 결합되는 부분에 인접하게 위치되고, 상기 보조 회로 기판(140)과 결합될 수 있다.
즉, 전술한 보조 회로 기판(140)은 핸들 유닛(200)에서 전달된 구동 전압을 전극 조립체(170)로부터 전달받아서 앞서 설명한 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)으로 전달할 수 있다. 이를 위한 전극 조립체(170)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
수용 부재(180)는 상기 전극 조립체(170)에 인접하게 위치되고, 상기 핸들 유닛(200)과 결합되는 상기 결합부(132)의 말단 부분에 결합될 수 있다. 수용 부재(180)는 별도의 볼트(186)에 의해 전극 조립체(170) 또는 헤드 하우징(130)에 체결될 수 있다. 수용 부재(180)는 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)이 결합되는 경우, 상기 핸들 유닛(200)과 기계적으로 체결될 수 있다.
또한, 수용 부재(180)는 전극 조립체(170)의 일부분이 외부로 노출되도록 할 수 있다. 이에 따라, 전술한 연결 단자(260)가 수용 부재(180)를 관통하여 전극 조립체(170)와 접촉될 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 상기와 같은 수용 부재(180)는 일례로, 인입부(181), 이탈 방지부(182) 및 복수의 삽입부(184, 185)를 포함할 수 있다.
인입부(181)는 상기 삽입 부재(210)가 삽입될 수 있는 깊이로 인입된 형태를 가질 수 있다.
이탈 방지부(182)는 판 형상으로 이루어져서 상기 인입부(181)의 내벽면으로부터 돌출되고, 상기 삽입 부재(210)가 상기 인입부(181)에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되면 상기 돌출부(212)의 외측에 위치되어 상기 돌출부(212)와 중첩되도록 위치될 수 있다.
복수의 삽입부(184, 185)는 상기 인입부(181)의 바닥면을 관통하도록 형성되며, 상기 복수의 연결 단자(260)가 삽입된 상태에서 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)이 서로 상대 회전되는 경우, 상기 복수의 연결 단자(260)와 기계적으로 체결될 수 있다. 복수의 삽입부(184, 185)와 복수의 연결 단자(260)의 결합에 의해 헤드 유닛(100)과 핸들 유닛(200)이 서로 기계적으로 결합될 수 있다.
한편, 수용 부재(180)는 지지부(183)를 더 포함할 수 있다.
지지부(183)는 상기 인입부(181)의 내벽면으로부터 돌출된다. 지지부(183)는 베이스부(211)의 둘레면을 지지하여 베이스부(211)에 대한 고정력을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 핸들 유닛(200)이 헤드 유닛(100)을 향하여 제1 방향으로 이동되는 과정(도 2 참조)에서, 지지부(183)는 삽입 부재(210)의 돌출부(212)가 인입부(181)의 M영역에 삽입되게 하고, 다른 영역에 삽입되는 것을 방지할 수도 있다.
한편, 이와 같은 헤드 유닛(100)은 발광 소자(190)를 더 포함할 수 있다.
발광 소자(190)는 상기 보조 회로 기판(140)에 설치되고, 외부로 빛을 조사할 수 있다.
이때, 전술한 헤드 유닛(100)에 포함되는 상기 헤드 커버(150)는 투명한 소재로 이루어질 수 있다. 이를 위한 헤드 커버(150)의 소재는 일례로 폴리카보네이트일 수 있으며, 빛을 확산시키는 아크릴판일 수 있다. 이러한 헤드 커버(150)의 외면은 광확산이 용이하도록 미세한 돌기가 형성될 수 있다. 그리고, 헤드 하우징(130)도 투명한 소재로 하여 전기 칫솔(1)의 동작 시 헤드 유닛(100)이 발광되게 하는 것도 가능할 수 있다.
한편, 세 개의 연결 단자(260) 중 어느 하나는 메인 회로 기판(240)의 접지 단자와 연결되고, 다른 하나는 메인 회로 기판(240)으로부터 전기장 생성을 위한 구동 전압을 전달받을 수 있으며, 나머지 하나는 메인 회로 기판(240)으로부터 발광 소자(190)의 구동을 위한 전원을 전달받을 수 있다. 예를 들어, 두 개의 제2 연결 단자(262) 중 어느 하나는 메인 회로 기판(240)의 접지 단자와 연결되고, 나머지 하나는 메인 회로 기판(240)으로부터 상기 구동 전압을 공급받을 수 있다. 또한, 제1 연결 단자(261)는 메인 회로 기판(240)으로부터 전원을 전달받아서 발광 소자(190)에 전달할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 수용 부재(180)는 전술한 핸들 유닛(200)에 포함된 연결 단자(260)가 통과할 수 있게 하여 헤드 유닛(100)과 전기적으로 연결되게 한다. 이를 위한 수용 부재(180)에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 수용 부재(180)는 제1 삽입부(184) 및 제2 삽입부(185)를 포함할 수 있다.
제1 삽입부(184)는 상기 인입부(181)의 바닥면을 관통하도록 형성되고, 상기 제1 연결 단자(261)가 상기 전극 조립체(170)와 전기적으로 연결될 수 있게 한다.
제2 삽입부(185)는 상기 인입부(181)의 바닥면을 관통하도록 형성될 수 있다. 제2 삽입부(185)는 상기 제2 연결 단자(262)가 삽입된 상태에서 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)이 서로 상대 회전되는 경우, 상기 제2 연결 단자(262)가 일단에서 타단까지 이동될 수 있도록 아크(arc) 형상으로 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 제2 삽입부(185)의 형상은 제2 연결 단자(262)의 이동 궤적과 대응되는 곡률반경으로 이루어지면서, 상기 제2 연결 단자(262)의 직경 이상의 폭으로 이루어질 수 있다. 이러한 제2 삽입부(185)는 상기 제2 연결 단자(262)가 상기 전극 조립체(170)와 전기적으로 연결될 수 있게 한다.
제2 삽입부(185)는 하나 이상일 수 있다. 제2 연결 단자(262)가 두 개인 경우, 제2 삽입부(185)도 두 개일 수 있다. 두 개의 제2 삽입부(185)는 제1 삽입부(184)를 기준으로 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)의 결합 시, 두 개의 제2 연결 단자(262) 각각이 두 개의 제2 삽입부(185) 각각을 통과하여 전극 조립체(170)에 접촉될 수 있다. 그리고, 제1 연결 단자(261)는 제1 삽입부(184)를 통과하여 전극 조립체(170)에 접촉될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 수용 부재(180)에 삽입 부재(210)가 삽입되어 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 결합되는 과정을 설명하기로 한다.
우선, 도 2로 되돌아가서, 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 나란하게 위치된 상태에서, 사용자가 핸들 유닛(200)을 제1 방향으로 이동시켜서 핸들 유닛(200)의 끝 부분을 헤드 유닛(100)에 삽입시킨다.
한편, 도 10을 참조하면, 전술한 제2 삽입부(185)는 제1 영역(185a), 제2 영역(185b) 및 위치 고정 돌기(185c)를 포함할 수 있다.
제1 영역(185a)은 상기 삽입 부재(210)가 상기 수용 부재(180)의 상기 인입부(181)에 삽입되는 경우, 상기 하나 이상의 제2 연결 단자(260)가 위치되는 영역이다. 그리고, 전술한 바와 같이 삽입 부재(210)의 돌출부(212)는 지지부(183)에 의해 수용 부재(180)의 다른 영역으로 삽입되지 못하고, 삽입 목표 영역인 M영역에 삽입됨으로써, 제2 연결 단자(262)는 제2 삽입부(185)의 제1 영역(185a)에 위치될 수 있다.
제2 영역(185b)은 상기 삽입 부재(210)가 상기 수용 부재(180)의 상기 인입부(181)에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 하나 이상의 제2 연결 단자(260)가 상기 제1 영역(185a)으로부터 이동되어 최종적으로 위치되는 영역이다. 그리고, 제2 영역(185b)은 상기 접촉부(172c)에서 상기 복수의 연결 단자(260)를 향하여 돌출되도록 이루어진 중간 부분과 마주하도록 위치된다.
이에 따라, 제2 연결 단자(260)가 제2 영역(185b)에 위치된 상태에서 접촉부(172c)에서 돌출되도록 이루어진 중간 부분을 가압하고, 접촉부(172c)는 탄성 변형되면서 제2 연결 단자(260)와 강하게 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
위치 고정 돌기(185c)는 상기 제2 삽입부(185)에서 상기 제2 영역(185b)이 위치된 부분의 일부분으로부터 돌출되어 상기 제2 연결 단자(262)가 제2 영역(185b)에 위치된 상태에서 임계치 이상의 외력이 가해지는 경우 상기 제2 연결 단자(260)가 제2 영역(185b)으로부터 이탈될 수 있게 하고, 임계치 이상의 외력이 가해지지 않는 경우 상기 제2 연결 단자(262)가 제2 영역(185b)에 계속 위치되게 할 수 있다. 이와 같은 위치 고정 돌기(185c)에 의해 제2 연결 단자(262)와 수용 부재(180)의 결합이 안정적으로 유지될 수 있다.
다음으로, 사용자가 핸들 유닛(200)을 제2 방향(시계 방향)으로 회전(도 2 참조)시키면, 헤드 유닛(100)은 핸들 유닛(200)에 대해 반시계 방향으로 상대 회전될 수 있다.
삽입 부재(210)가 회전되다가 제2 연결 단자(262)가 제2 삽입부(185)의 제2 영역(185b)에 위치되면, 삽입 부재(210)의 회전이 정지될 수 있다. 이때, 돌출부(212)는 이탈 방지부(182)의 내측으로 삽입되어, 이탈 방지부(182)와 돌출부(212)는 서로 중첩될 수 있다. 즉, 삽입 부재(210)의 양측에 위치한 돌출부(212)가 각각 대응하는 수용 부재(180)의 이탈 방지부(182)의 내측으로 끼움 결합되므로, 사용자가 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)은 길이 방향으로 각각 잡아당기더라도 서로 분리되지 않을 수 있다.
도 12는 도 9의 헤드 유닛에서 전극 조립체를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 전극 조립체에서 C-C라인을 따라 취한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 전극 조립체(170)는 일례로 절연 부재(171) 및 도전 부재(172)를 포함할 수 있다.
절연 부재(171)는 비도전성 소재로 이루어지고, 상기 보조 회로 기판(140)의 일부분이 삽입되는 관통홀(171a)이 형성될 수 있다.
도전 부재(172)는 도전성 소재로 이루어지고, 일측은 상기 절연 부재(171)에서 관통홀(171a)이 형성된 부분에 설치되어 상기 관통홀(171a)에 삽입된 연장부(141)를 통해 상기 보조 회로 기판(140)과 전기적으로 연결되고, 타측은 상기 수용 부재(180)와 인접하도록 위치되며, 상기 핸들 유닛(200)과 상기 헤드 유닛(100)이 서로 결합되는 경우, 상기 복수의 연결 단자(260)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도전 부재(172)는 하나 이상일 수 있다.
도전 부재(172)가 복수개인 경우, 복수의 도전 부재(172)는 서로 이격되게 배치될 수 있다. 도전 부재(172)의 형상은 일례로 리본 형상이면서 여러 번 절곡되도록 이루어질 수 있다.
도전 부재(172)는 판 스프링과 같이 탄성 변형가능한 소재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 절연 부재(171)와의 결합력이 향상될 수 있고, 연결 단자(260)와의 접촉시 접촉 안정성이 향상될 수 있다.
도전 부재(172)는 연결 단자(260)의 개수와 대응되는 개수만큼 마련될 수 있다. 예를 들어, 연결 단자(260)가 3개인 경우, 도전 부재(172)도 3개일 수 있고, 연결 단자(260)와 도전 부재(172)가 일대일 대응되어 접촉될 수 있다.
한편, 절연 부재(171)에는 서로 인접한 도전 부재(172)끼리 접촉되는 것을 방지할 수 있는 이격부(171c) 및 걸림턱(171b)이 형성될 수 있다. 이격부(171c)는 절연 부재(171)의 외면에서 서로 인접한 도전 부재(172) 사이에 위치되도록 돌출된 것일 수 있다. 걸림턱(171b)은 도전 부재(172)가 절연 부재(171)와 결합되는 경우, 도전 부재(172)에 형성된 설치홀(H)에 삽입될 수 있다.
도전 부재(172)는 상기와 같은 이격부(171c)와 걸림턱(171b)에 의해 초기 설치 위치가 지속적으로 유지될 수 있다.
이러한 도전 부재(172)는 일례로, 파지부(172a), 가압부(172b) 및 접촉부(172c)를 포함할 수 있다.
파지부(172a)는 상기 절연 부재(171)에서 상기 관통홀(171a)이 형성된 부분을 파지할 수 있다. 이를 위한 파지부(172a)의 형상은 일례로 알파벳 'U'와 유사한 형상일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 그리고, 전술한 설치홀(H)은 파지부(172a)를 관통하도록 형성될 수 있다.
가압부(172b)는 상기 파지부(172a)에서 상기 보조 회로 기판(140)과 접촉되는 부분 상에 휘어지거나 절곡되게 이루어지고, 상기 보조 회로 기판(140)을 가압할 수 있다. 이를 위한 가압부(172b)의 형상은 아크 형상일 수 있고, 파지부(172a)에서 관통홀(171a)이 위치되는 부분에 형성될 수 있다.
헤드 유닛(100)이 조립되는 과정에서, 보조 회로 기판(140)의 일부분(예를 들어, 연장부(141)가 절연 부재(171)의 관통홀(171a)에 삽입될 수 있고, 가압부(172b)는 보조 회로 기판(140)을 가압할 수 있다. 이에 따라, 가압부(172b)는 보조 회로 기판(140)에 형성된 전극 패턴(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 가압부(172b)는 보조 회로 기판(140)과 전극 조립체(170)의 결합력을 향상시킬 뿐만 아니라, 보조 회로 기판(140)과 도전 부재(172)가 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
접촉부(172c)는 상기 파지부(172a)로부터 연장 형성되고, 상기 연결 단자(260)와 접촉될 수 있다. 이러한 접촉부(172c)의 끝부분은 고정되지 않은 상태로 상기 절연 부재(171)와 이격되도록 이루어질 수 있다. 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 결합 시, 연결 단자(260)가 접촉부(172c)를 가압하더라도 접촉부(172c)의 일부분이 변형되면서 연결 단자(260)에 발생되는 부하를 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 결합되는 경우, 연결 단자(260)와 도전 부재(172)와의 접촉이 안정적으로 유지될 수 있다.
그리고, 상기 접촉부(172c)의 중간 부분은 상기 복수의 연결 단자(260)를 향하여 돌출되도록 이루어질 수 있다. 이에 따라, 핸들 유닛(200)과 헤드 유닛(100)이 결합되는 경우, 접촉부(172c)가 탄성 변형되어 탄성력이 발생됨으로써, 연결 단자(260)와 접촉부(172c)의 접촉 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이 헤드 유닛(100)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)과 전극 조립체(170) 간의 전기적인 연결을 위하여 전선을 사용하는 것이 아니라, 보조 회로 기판(140)이 전극 조립체(170)와 직접 체결될 수 있다. 따라서, 헤드 유닛(100)이 조립되는 과정에서 작업자가 헤드 유닛(100) 내부에 전선을 배치하는 작업을 실시하지 않아도 됨에 따라, 조립 공정이 보다 용이하게 진행될 수 있다.
또한, 전술한 바와 다르게 전선을 사용하여 부품들을 연결하는 경우, 전선과 부품들 간의 연결 부위에서 단락이 발생되거나 전선 내부에서 단선이 발생되면서 전기 칫솔이 동작되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)에 포함되는 헤드 유닛(100)은 보조 회로 기판(140)과 전극 조립체(170)가 서로 기계적으로 체결되어 상기와 같은 문제점이 발생되는 것을 미연에 방지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔을 나타낸 정면도이다.
도 14를 참조하면, 전술한 헤드 유닛(100)에서 상기 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 상기 보조 회로 기판(140)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 위치될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 방향을 기준으로 상기 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 가상의 기준선 상에 나란하게 위치될 수 있다.
칫솔모(160)는 플라크의 효과적인 제거를 위해 상하 끝부분보다 헤드 커버(150)의 가운데 부분에 더욱 조밀하게 배치될 수 있다. 그리고, 헤드 커버(150)에서 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 위치되는 부분의 주변에는 식모 홀(미도시)이 형성되기 어렵다.
그러므로, 상기와 다르게 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 좌우 방향으로 평행하게 배치되는 경우, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 가상의 기준선 상에 나란하게 위치될 때 보다 헤드 커버(150)의 가운데 부분에서 버려지는 공간이 많아지게 된다. 따라서, 헤드 커버(150)에 식모 홀을 많이 형성할 수 있게 되어 상대적으로 칫솔모(160)를 촘촘하게 설치하기 어려울 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)의 헤드 유닛(100)에 포함된 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 상기 보조 회로 기판(140)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 위치되는 경우, 헤드 커버(150)에 상대적으로 칫솔모(160)를 촘촘하게 설치하여 플라크 제거 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 15는 메인 회로 기판에 포함되는 신호 공급부를 나타낸 도면이고, 도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 의한 신호의 파형을 나타낸 도면이다. 특히, 도 16에서는 필터링된 AC 신호(Sac')를 도시하였고, 도 17에서는 DC 신호(Sdc)를 도시하였으며, 도 18에서는 필터링된 AC 신호(Sac')와 DC 신호(Sdc)가 혼합되어 생성된 구동 신호(Vd)를 도시하였다. 또한, 도 19 및 도 20은 AC 신호와 DC 신호가 혼합되어 생성된 구동 신호의 바이오 필름 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 신호 공급부(SG1)는 메인 회로 기판(240, 도 5 참조) 상에 실장되어 배터리(230)로부터 공급되는 배터리 전압(Vb)을 이용하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다.
특히, 신호 공급부(SG1)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 혀의 설태나 입천장의 세균막의 원인이 되는 바이오필름(biofilm)의 제거 효과가 상승될 수 있다.
도 19를 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 20에서 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(SG1)가 공급하는 구동 신호(Vd)로 인하여, DC 성분에 의한 전기장과 AC 성분에 의한 전기장이 전기장 생성 부재를 통해 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, 전술한 신호 공급부(SG1)는 일례로 DC-DC 컨버터(SG1a), 신호 발생부(SG1b), 필터(SG1c), 및 캘리브레이션부(SG1d)를 포함할 수 있으며, 추가적으로 전압 분배부(SG1e)를 더 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(SG1a)는 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.
신호 발생부(SG1b)는 DC-DC 컨버터(SG1a)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(SG1a)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 AC 신호(Sac)를 생성할 수 있다.
신호 발생부(SG1b)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 바이오필름 제거 효과를 기대하기 어려우며, AC 신호(Sac)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.
필터(SG1c)는 신호 발생부(SG1b)에 의해 생성된 AC 신호(Sac)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 일례로, 필터(SG1c)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(SG1c)의 종류는 이에 제한되지 않으며, 설계 구조에 따라 다양한 종류의 필터가 채용될 수 있다.
캘리브레이션부(SG1d)는 필터(SG1c)를 통해 공급된 AC 신호(Sac')에 DC 신호(Sdc)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 일례로, 캘리브레이션부(SG1d)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 16을 참조하면 캘리브레이션부(SG1d)는 A 볼트(V)의 진폭을 갖는 AC 신호(Sac')를 필터(SG1c)로부터 공급받을 수 있으며, 해당 AC 신호(Sac')에 도 17에 도시된 바와 같은 B 볼트(V)의 DC 신호(Sdc)를 중첩함으로써 도 18에 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(SG1e)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 전압 분배부(SG1e)는 DC-DC 컨버터(SG1a)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(SG1e)는 출력 전압(Vo)을 분배하기 위한 저항 스트링으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
DC-DC 컨버터(SG1a)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(SG1e)는 생략될 수 있으며, DC-DC 컨버터(SG1a)의 출력 전압(Vo)이 캘리브레이션부(SG1d)로 입력될 수 있다.
도 21 및 도 22는 신호 공급부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 변형예에 따른 신호 공급부(SG2)는 DC-DC 컨버터(SG2a), 신호 발생부(SG2b), 전압 강하부(SG2e), 필터(SG2c), 및 오프셋 조절부(SG2d)를 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(SG2a)는 배터리(230)로부터 배터리 전압(Vb)을 공급받고, 배터리 전압(Vb)을 소정 레벨의 출력 전압(Vo)으로 변환시켜 출력할 수 있다.
신호 발생부(SG2b)는 DC-DC 컨버터(SG2a)로부터 공급되는 전압을 기초로 동작하며, DC-DC 컨버터(SG2a)의 출력 전압(Vo)을 이용하여 소정의 주파수를 갖는 제1 AC 신호(Sa1)를 생성할 수 있다.
신호 발생부(SG2b)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 바이오필름의 제거 효과가 떨어지며, 제1 AC 신호(Sa1)가 1000MHz를 넘는 초고주파로 설정되는 경우에도 바이오필름의 제거 효과가 떨어지기 때문이다. 한편, 제1 AC 신호(Sa1)의 주파수는 바이오필름의 제거에 적합한 5MHz ~ 15MHz의 주파수로 설정될 수 있다.
전압 강하부(SG2e)는 신호 발생부(SG2b)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(SG2e)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(SG2e)로부터 공급될 수 있다.
필터(SG2c)는 전압 강하부(SG2e)로부터 출력된 제2 AC 신호(Sa2)에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터(SG2c)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(SG2c)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(SG2d)는 DC 신호에 필터(SG2c)로부터 출력된 제3 AC 신호(Sa3)를 혼합하여 구동 신호(Vd)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 조절부(SG2d)는 다수의 저항 소자(R1, R2)을 포함하여 구성될 수 있으며, DC-DC 컨버터(SG2a)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(SG2c)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 바이오필름 제거 효과를 기대하기 어려우며, 구동 신호(Vd)의 진폭이 3V를 초과하는 경우에는 체액의 전기분해로 인한 독소물질이 발생할 우려가 있기 때문이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔의 사용예를 도시한 사시도이다.
도 23을 참조하면, 사용자가 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)을 사용하지 않는 경우에는 헤드 유닛(100)에 보호캡(400)을 결합시켜서 보관할 수 있다. 사용자가 전기 칫솔(1)을 휴대하고 다니면서 사용하는 경우, 보호캡(400)은 먼지나 이물질과 같은 외부의 오염원으로부터 칫솔모(160)를 보호할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 전기 칫솔(1)의 충전이 필요한 경우, 사용자는 전기 칫솔(1)을 충전기(300)에 올려놓을 수 있다. 이때, 전술한 배터리(230)는 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 충전될 수 있다.
한편, 전기 칫솔(1)이 유선 충전 방식인 경우, 핸들 유닛(200)의 외부에 충전용 단자를 마련하고, 충전기(300)에도 충전용 단자를 마련하여 단자들이 서로 접촉되도록 할 수 있다.
이와 다르게, 전기 칫솔(1)이 유선 충전 방식인 경우, 코일을 이용한 전자기(자기장) 유도방식, 자기공진(Resonance)을 이용한 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 사용될 수 있다.
자기공진 방식은 전송용 코일모듈(Tx)과 수신용 코일모듈(Rx) 간의 자기공진(자기공명현상)을 이용한 것으로 충전기(300)에 전송용 코일 모듈(Tx)을 배치하고, 전기 칫솔(1)에 수신용 코일 모듈(Rx)을 배치하여 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다.
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 (15)

  1. 헤드 유닛; 및
    상기 헤드 유닛과 탈착 가능하게 결합되고, 사용자의 제어에 따라 상기 헤드 유닛으로 구동 전압을 공급하는 핸들 유닛; 을 포함하고,
    상기 핸들 유닛은,
    베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는 삽입 부재; 및
    일부분이 상기 삽입 부재로부터 외부로 돌출되도록 위치되며, 상기 헤드 유닛과 상기 핸들 유닛이 결합되는 경우 상기 헤드 유닛과 전기적으로 연결되는 복수의 연결 단자; 를 포함하고,
    상기 헤드 유닛은,
    상기 삽입 부재가 삽입될 수 있는 깊이로 인입되는 인입부와, 상기 인입부의 내벽면으로부터 돌출되고, 상기 삽입 부재가 상기 인입부에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되면 상기 돌출부와 서로 중첩되도록 위치되는 이탈 방지부와, 상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되는 복수의 삽입부를 포함하는 수용 부재; 및
    상기 헤드 유닛의 내부에서 상기 수용 부재에 인접하게 설치되고, 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 결합되는 경우, 상기 복수의 삽입부를 관통하여 상기 헤드 유닛의 내부에 위치되는 상기 복수의 연결 단자의 끝부분과 전기적으로 연결되는 전극 조립체; 를 포함하는 전기 칫솔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸들 유닛은,
    상기 삽입 부재와 결합되는 핸들 하우징;
    상기 핸들 하우징에 설치되는 배터리;
    상기 배터리의 전압을 이용하여 구동 전압을 생성하는 신호 공급부가 실장된 메인 회로 기판; 및
    비도전성 소재로 이루어진 접촉 블록과, 도전성 소재로 이루어지고 상기 접촉 블록을 감싸도록 설치되며, 일측은 상기 메인 회로 기판에 접촉되고 타측은 상기 복수의 연결 단자 각각에 접촉되는 접촉 단자를 포함하는 연결 모듈; 을 포함하는 전기 칫솔.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 헤드 유닛은,
    일측이 개구된 헤드부와, 상기 헤드부와 연통되는 결합부를 포함하는 헤드 하우징;
    상기 헤드 하우징의 내부에 설치되는 보조 회로 기판;
    상기 헤드부에서 개구된 부분을 폐쇄하는 헤드 커버;
    상기 헤드 커버에 결합되는 칫솔모; 및
    상기 보조 회로 기판에서 상기 헤드부와 대응되는 부분에 위치되어 전기장을 생성하는 제1 전극과 제2 전극; 을 포함하고,
    상기 전극 조립체는, 상기 결합부에서 상기 핸들 유닛과 결합되는 부분에 인접하게 위치되고, 상기 보조 회로 기판과 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극 조립체는,
    비도전성 소재로 이루어지고, 상기 보조 회로 기판의 일부분이 삽입되는 관통홀이 형성되는 절연 부재; 및
    도전성 소재로 이루어지고, 일측은 상기 절연 부재에서 관통홀이 형성된 부분에 설치되어 상기 보조 회로 기판과 전기적으로 연결되고, 타측은 상기 수용 부재와 인접하도록 위치되며, 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 서로 결합되는 경우, 상기 복수의 연결 단자와 전기적으로 연결되는 도전 부재; 를 포함하는 전기 칫솔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도전 부재는,
    상기 절연 부재에서 상기 관통홀이 형성된 부분을 파지하는 파지부;
    상기 파지부에서 상기 보조 회로 기판과 접촉되는 부분 상에 휘어지거나 절곡되게 이루어지고, 상기 보조 회로 기판을 가압하는 가압부; 및
    상기 파지부로부터 연장 형성되고, 상기 연결 단자와 접촉되는 접촉부; 를 포함하는 전기 칫솔.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접촉부의 끝부분은, 상기 절연 부재와 이격되도록 이루어지고,
    상기 접촉부의 중간 부분은, 상기 복수의 연결 단자를 향하여 돌출되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 보조 회로 기판에는, 상기 절연 부재의 관통홀에 삽입될 수 있도록 막대 형상으로 이루어진 하나 이상의 연장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은, 상기 보조 회로 기판의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 위치되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 헤드 유닛은,
    상기 보조 회로 기판에 설치되고, 외부로 빛을 조사하는 발광 소자를 더 포함하는 전기 칫솔.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 헤드 커버는 투명한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 핸들 유닛은,
    상기 핸들 하우징에서 상기 헤드 유닛과 접촉되는 부분에 위치되고, 상기 핸들 하우징과 상기 헤드 유닛 사이를 밀폐시키는 씰링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 복수의 연결 단자는,
    제1 연결 단자: 및
    상기 제1 연결 단자에 대해 이격되게 위치되는 하나 이상의 제2 연결 단자; 를 포함하는 전기 칫솔.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 삽입부는,
    상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되고, 상기 제1 연결 단자가 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있게 하는 제1 삽입부; 및
    상기 인입부의 바닥면을 관통하도록 형성되며, 상기 제2 연결 단자가 삽입된 상태에서 상기 핸들 유닛과 상기 헤드 유닛이 서로 상대 회전되는 경우, 상기 제2 연결 단자가 일단에서 타단까지 이동될 수 있도록 아크 형상으로 이루어지고, 상기 제2 연결 단자가 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있게 하는 하나 이상의 제2 삽입부; 를 포함하는 전기 칫솔.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 삽입부는,
    상기 삽입 부재가 상기 수용 부재의 상기 인입부에 삽입되는 경우, 상기 하나 이상의 제2 연결 단자가 위치되는 제1 영역;
    상기 접촉부에서 상기 복수의 연결 단자를 향하여 돌출되도록 이루어진 중간 부분과 마주하도록 위치되고, 상기 삽입 부재가 상기 수용 부재의 상기 인입부에 삽입된 상태에서 일정 각도 회전되는 경우, 상기 하나 이상의 제2 연결 단자가 상기 제1 영역으로부터 이동되어 최종적으로 위치되는 제2 영역; 및
    상기 제2 삽입부에서 상기 제2 영역이 위치된 부분의 일부분으로부터 돌출되어 상기 제2 연결 단자가 제2 영역에 위치된 상태에서 임계치 이상의 외력이 가해지는 경우, 상기 제2 연결 단자가 제2 영역으로부터 이탈될 수 있게 하고, 임계치 이상의 외력이 가해지지 않는 경우, 상기 제2 연결 단자가 제2 영역에 계속 위치되게 하는 위치 고정 돌기; 를 포함하는 전기 칫솔.
  15. 상호 탈착 가능한 헤드 유닛 및 핸들 유닛을 포함하는 전기 칫솔의 결합 구조에 있어서,
    상기 핸들 유닛은,
    복수의 돌출부를 구비한 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재를 통과하여 외부로 노출되는 제1 연결 단자 및 한 쌍의 제2 연결 단자; 를 포함하고,
    상기 헤드 유닛은,
    상기 핸들 유닛과의 결합 부위에 위치하는 수용 부재; 를 포함하며,
    상기 수용 부재는,
    복수의 이탈 방지부;
    중앙에 위치하며 상기 제1 연결 단자가 삽입되는 제1 삽입부; 및
    상기 제1 삽입부를 기준으로 대칭 위치하며, 상기 한 쌍의 제2 연결 단자가 위치 가능한 제1 영역 및 제2 영역을 구비하는 한 쌍의 제2 삽입부; 를 포함하고,
    상기 삽입 부재가 상기 수용 부재에 삽입된 초기 상태에서 상기 제2 연결 단자는 상기 제1 영역에 위치하고, 이후 상기 핸들 유닛이 상기 헤드 유닛에 대하여 회전하는 경우 상기 제1 영역에 위치한 상기 제2 연결 단자가 상기 제2 영역으로 이동하며 상기 돌출부가 상기 이탈 방지부 내측에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기 칫솔의 결합 구조.
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