KR20170140248A

KR20170140248A - 일정 하중 브러시

Info

Publication number: KR20170140248A
Application number: KR1020177031579A
Authority: KR
Inventors: 테-쿵 리
Original assignee: 테-쿵 리
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-12-20
Also published as: WO2016155512A1; CN106136566A; US20170143109A1; JP2017518142A; US10321753B2; JP6529522B2

Abstract

일정 하중 브러시(100, 200, 300)는 핸들(130, 230, 330), 브러시 헤드(110, 210, 310), 및 응답 피스(response piece; 120, 120', 220, 320)를 포함한다. 브러시 헤드(110, 210, 310)는 핸들(130, 230, 330)에 피봇되게 배치되고, 각 범위 내에서 이동 가능하다. 응답 피스(120, 120', 220, 320)는 브러시 헤드(110, 210, 310) 및 핸들(130, 230, 330) 사이에 제공되고, 탄성을 구비하고, 정상 돌출 상태(normal protruded state) 및 접힌 리세스된 상태(collapsed recessed state)를 구비한다. 브러시 헤드(110, 210, 310)는 이동할 때 응답 피스(120, 120', 220, 320)를 프레스해서(press), 응답 피스(120, 120', 220, 320)가 접힌 리세된 상태에 들어가게 되고 피드백 응답을 제공한다. 일정 하중 브러시(100, 200, 300)는 브러시가 임계값을 초과하는 외부 하중을 견딜 때 발생되는 과도한 일정 하중 에러 또는 일정 하중 실패의 문제점을 해결한다.

Description

일정 하중 브러시

본 발명은 브러시, 특히 응력 제어 브러시(stress control brush)에 관한 것이다.

좋은 칫솔질 습관은 구강 위생을 유지하고 충치를 예방하는 데 도움이 된다. 구강 위생을 유지하기 위해, 사람들은 치아가 부식되는 것을 막기 위해 매일 강한 하중으로 치아를 닦는다. 그러나, 보고서에 따르면, 연구진은 치아가 너무 세게 닦일 때, 치아와 잇몸의 표면이 손상되어 충치 및 치주 질환의 위험이 증가한다고 지적했다.

WO 국제공개번호 제01/21035호는 과도한 칫솔질 하중(tooth brushing force)을 자동으로 해제할 수 있는 칫솔을 개시하고 있다. 브러시의 브러시 헤드는 핸들로 피봇되고, 편평한 탄성 플레이트의 두 개의 마주보는 단부는 브러시 헤드 및 핸들을 각각 연결하여, 브러시 헤드 및 핸들 사이의 각도가 고정된 값이 된다. 솔질 하중(brushing force)이 미리 결정된 하중 값(predetermined force value)을 초과할 때, 탄성 플레이트가 구부러지고 변형되어 브러시 헤드 및 핸들 사이의 각도가 상당히 변화된다. 하중이 편평한 탄성 플레이트를 구비하는 칫솔 상에 연속적으로 작용될 때, 브러시 헤드 및 핸들 사이의 각도가 더 상당히 변화되어 칫솔은 정상적인 칫솔 기능을 유지할 수 없고; 과도한 솔질 하중에 의해 유발되는 치아 및 잇몸에 대한 손상을 피할 수 있다.

미국 특허 제6,327,734호는 치아에 작용된 하중이 임계값을 초과하는 것을 사용자에게 알려주는 칫솔을 위한 센싱 및 시그널링 시스템(a sensing and signaling system)을 개시한다. 칫솔은 브러시-헤드 부재 및 접을 수 있고 회복 가능한 돔 부재를 포함한다. 브러시-헤드 부재는 돔 부재의 표면과 접촉하고 브러시-헤드 부재의 배면으로부터 멀리 연장된 스트라이킹 요소(striking element)를 포함한다. 브러시-헤드 부재가 사용자의 치아 상에 하중을 작용시킬 때, 브러시-헤드 부재는 칫솔을 향해 이동되고 스트라이킹 요소에 의해 돔 부재에 하중을 전달한다. 사용자에 의해서 과도한 하중이 치아에 대하여 브러시-헤드에 작용될 때, 돔 부재가 접혀서 브러시-헤드가 칫솔을 향해 이동되어 사용자에게 알려준다. 과도한 하중이 제거될 때, 돔 부재는 원래 형상으로 회복되고 브러시-헤드 부재를 원래 위치로 민다.

대만 실용신안 제M492666호는 응력 제어 브러시를 개시하고, 응력 제어 브러시는 솔질 하중이 미리 결정된 하중 값을 초과한다는 것을 사용자에게 알려주기 위해 탄성 플레이트로부터의 피드백을 사용한다. 응력 제어 브러시에서, 탄성 플레이트는 브러시 헤드 및 핸들을 연결한다. 솔질 하중이 미리 결정된 하중값을 초과할 때, 탄성 플레이트는 접혀서 굽은 상태(collapsed bending state)로 되고, 브러시 헤드 및 핸들 사이의 각도가 상당히 변화되어 응력 제어 브러시가 정상적인 칫솔 기능을 유지할 수 있고, 과도한 솔질 하중에 의해 유발되는 치아 및 잇몸에 대한 손상이 방지될 수 있다. 브러시 헤드는 리미팅 부분(limiting part)을 구비하고, 핸들은 리미팅 부분을 구비한다. 탄성 플레이트가 접혀서 굽은 상태로 될 때, 브러시 헤드 및 핸들의 리미팅 부분들은 탄성 플레이트의 굽힘 곡률(bending curvature)을 제한하도록 서로에 대하여 인접하게 될 수 있다.

전술된 칫솔은 솔질 동안 치아에 작용된 하중이 치아 및 잇몸을 손상시키는지 여부를 사용자에게 알릴 수 있으나, 사용자가 전술된 칫솔을 사용할 때 문제점이 존재한다. WO 국제공개번호 제01/21035호는 하중이 미리 결정된 값을 초과할 때 브러시 헤드 및 핸들 사이의 각도가 상당히 변화하고 일시적으로 사용 불가능하게 되며(disabled), 사용 불가능하게 되도록 소성 변형을 발생시키고, 더 나아가 사용자가 칫솔질 할 때 칫솔의 변형을 유발시키는 미리 결정된 하중 및 칫솔의 변형을 유발시키는 실제 트리거력(trigger force)이 매번 다르다는 문제점이 있다. 만약 사용자가 치아 사이의 잔여물 같은 치아의 특히 더러운 부분들을 닦기를 원하는 경우, 이러한 칫솔은 더 강한 하중의 브러시에 대한 사용자의 요구를 충족시킬 수 없다.

미국 특허 제6,327,734호는 복잡한 구조 및 하중 전달의 메커니즘 및 어셈블리를 구비한다. 칫솔이 사용 중일 때, 복잡한 구조 및 작은 간격(tiny interspaces)은 변형을 유발하고 브러시의 트리거력은 매번 다를 수 있으며, 잔여물 및 오염물질이 닦기 어렵고 건조하기 어려운 브러시 헤드 내부에 쉽게 유지된다. 브러시 헤드 내에 환경이 너무 습하고 잔여물 및 오염물질이 유지된 때 박테리아가 상당히 성장하여, 이러한 브러시는 쉽게 더러워지고 감염의 가능성을 증가시킨다.

대만 실용신안 제M492666호에 개시된 응력 제어 브러시는 응력 제어 브러시가 사용될 때 약간 굽은 상태 및 접혀서 굽은 상태를 갖는 탄성 플레이트를 구비한다. 약간 굽은 상태에서 탄성 플레이트의 탄성계수 및 접혀서 굽은 상태에서 탄성 플레이트의 탄성계수 사이의 차이가 작아서, 일부 사용자들은 응력 제어 브러시를 사용할 때 탄성 플레이트에 의해 발생된 하중 피드백을 느낄 수 없다.

본 발명은 종래의 칫솔에 의해 견뎌지는, 임계 하중보다 큰 하중에 의해 유발된 문제점들을 해결하기 위한 응력 제어 브러시를 제공하는 것이다. 예를 들어, 문제점들은 너무 큰 미리 결정된 임계 하중으로부터 실제 하중의 편차(deviation), 및 기능 상실(out of function)이다.

전술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실시예는 핸들, 브러시 헤드 및 피드백 요소를 포함하는 응력 제어 브러시를 제공한다. 브러시 헤드는 핸들 상에서 피봇되고, 브러시 헤드는 각 범위로 핸들에 대해서 피봇 가능하다. 피드백 요소는 핸들 및 브러시 헤드 사이에 설치된다. 피드백 요소는 탄력 있고, 돌출 상태(protruding state) 및 브레이크다운-선큰 상태(breakdown-sunken state)를 구비한다. 피드백 요소는 브러시 헤드가 핸들에 대해 피봇될 때 브러시 헤드에 의해서 브레이크다운-선큰 상태로 프레스되고(pressed), 피드백 요소에 의해서 피드백이 제공된다.

본 발명의 기술적인 효과는 다음과 같다:

일단 사용자가 본 발명의 브러시로 치아를 닦을 때 치아 및 잇몸에 손상을 주는 하중을 가하면, 하중은 피드백 요소를 브레이크다운-선큰 상태로 만들고 크게 변형시켜서 브러시가 상당히 변형되고 사용자에게 피드백을 제공하여, 사용자가 치아 및 잇몸에 손상을 주는 하중으로 칫솔질하는 것을 정지하도록 알려준다.

다음은 도면들 및 특정 실시예들에 대한 본 발명의 상세한 설명을 제공하지만, 본 발명을 국한시키지는 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 분해도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 개략도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 하중-변위 곡선의 개략도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 개략도이다.
도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 측면도이다.
도 5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 하중-변위 곡선의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 분해도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다.

다음은 도면들과 함께 본 발명의 구조 및 작동 원리에 대한 구체적인 설명을 제공한다.

도 1 내지 도 3c를 참조하기 바란다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 분해도이다. 도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 개략도이다. 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 측면도이다. 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 유형의 피드백 요소의 하중-변위 곡선의 개략도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시(100)는 브러시 헤드(110), 피드백 요소(120), 핸들(130) 및 피봇팅 요소(140)를 포함한다. 브러시 헤드(110)는 강모 시트(a bristle seat; 111), 복수 개의 강모 번들(a plurality of bristle bundles; 112), 제1 리미트 부분(a first limit part; 113), 제1 프레싱 부분(a first pressing part; 114) 및 두 개의 제1 피봇 부분(two first pivot parts; 115)을 포함한다. 강모 시트(111)는 서로 마주보는 정면(1111) 및 배면(1112), 및 정면(1111)과 배면(1112) 사이에 위치된 두 개의 측면들(1113)을 구비한다. 복수 개의 강모 번들(112)은 정면(1111)에 설치된다. 강모 시트(111)의 배면(1112)은 사용자가 혀를 닦기 위한 (도면에 도시되지 않은) 혀 닦는 부분(tongue cleaning part)을 더 구비할 수 있다.

제1 리미트 부분(113)은 배면(1112)에 위치되고 강모 시트(111)로부터 먼 방향을 향해 연장한다. 제1 프레싱 부분(114)은 예를 들어 필러(pillar)이고, 제1 프레싱 부분(114)은 강모 시트(111)의 정면에 위치되고 강모 시트(111)로부터 먼 방향을 향해 연장한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 제1 리미트 부분(113)의 연장 방향 및 제1 프레싱 부분(114)의 연장 방향은 서로 평행하나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제1 리미트 부분의 연장 방향 및 제1 프레싱 부분의 연장 방향은 0(zero)과 동일하지 않은 각도를 형성한다. 두 개의 제1 피봇 부분(115)은 각각 두 개의 측면(1113)에 위치되고, 두 개의 제1 피봇 부분(115) 사이에 거리가 있다. 제1 리미트 부분(113), 제1 프레싱 부분(114) 및 두 개의 제1 피봇 부분(115)은 함께 수용 공간(116)을 형성한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 강모 시트(111), 강모(112), 제1 리미트 부분(113), 제1 프레싱 부분(114), 및 제1 피봇 부분(115)은 폴리머로 마련되고, 강모 시트(111), 제1 리미트 부분(113), 제1 프레싱 부분(114), 및 두 개의 제1 피봇 부분(115)은 일체로 형성되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 강모 시트, 제1 리미트 부분, 제1 프레싱 부분, 및 두 개의 제1 피봇 부분은 조립에 의해 형성되거나 하나의 피스로 형성될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 피드백 요소(120)는, 예를 들어, 돌출부(a protrusion; 121), 측면 부분(a side part; 122), 및 세 개의 서스테이닝 부분(three sustaining parts; 123)을 포함하는 탄성 플레이트이다. 돌출부(121)는 제1 돌출 부분(1211) 및 제2 돌출 부분(1212)을 포함한다. 제2 돌출 부분(1212)은 제1 돌출 부분(1211)의 표면으로부터 돌출되고, 제1 돌출 부분(1211) 및 제2 돌출 부분(1212)은 동일한 돌출 방향을 구비한다. 피드백 요소(120)가 디스크 구조를 구비하도록 측면 부분(122)은 제1 돌출 부분(1211)의 가장자리를 둘러싸고; 따라서, 피드백 요소(120)는 제1 돌출 부분(1211)이 선큰-변형(sunken-deformation)을 발생시킬 때, 제1 돌출 부분(1211)이 갑작스런 굴곡 운동(sudden flexural movement)과 같은 상당한 피드백을 제공할 수 있도록, 강체 구조와 유사한 고탄성계수를 구비한다. 세 개의 서스테이닝 부분(123)은 측면 부분(122)에 위치되고, 세 개의 서스테이닝 부분(123)은 제1 돌출 부분(1211) 및 제2 돌출 부분(1212)의 돌출 방향과 반대되는 돌출 방향을 구비한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 측면 부분(122)은 제1 돌출 부분(1211)을 둘러싸나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제1 돌출 부분의 가장자리의 일부는 측면 부분에 의해서 둘러싸이지 않을 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 서스테이닝 부분(123)의 수량은 세 개이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 지지 부분의 수량은 세 개보다 적거나 세 개보다 많을 수 있다.

제1 돌출 부분(1211)은 탄력 있고(resilient), 피드백 요소(120)가 돌출 상태(protruding state) 및 브레이크다운-선큰 상태(breakdown-sunken state)를 구비하도록 돌출 상태(protruding state) 및 선큰 상태(sunken state)를 구비한다. 피드백 요소(120)가 돌출 상태에 있을 때, 서스테이닝 부분(123)이 위치되는 평면(A)을 향해 제2 돌출 부분(1212)이 이동하는 수직 거리는 D이다. 제1 돌출 부분(1211)(제2 돌출 부분(1212)에 근접한 측면)에 작용된 하중이 임계 탄성 하중(critical elastic force)과 유사하고, 제1 돌출 부분(1211)의 변형이 여전히 탄성 한계 내에 있을 때, 제1 돌출 부분(1211)이 돌출 상태로부터 선큰 상태로 탄성 변형되어 이동 거리(D)가 증가될 수 있다. 제1 돌출 부분(1211) 상에 작용된 하중이 제거될 때, 제1 돌출 부분(1211)의 탄성 하중이 제1 돌출 부분(1211)을 선큰 상태로부터 돌출 상태로 복귀시킨다(turn). 그 결과, 임계 탄성 하중보다 큰 하중이 제2 돌출 부분(1212)에 작용될 때, 제1 돌출 부분(1211)으로부터 돌출된 제2 돌출 부분(1212)이 제1 돌출 부분(1211)을 돌출 상태로부터 선큰 상태로 복귀시켜서, 돌출 상태에 있던 피드백 요소(120)가 브레이크다운-선큰 상태로 복귀되고, 이동 거리(D)가 상당히 증가된다.

핸들(130)은 그립(131), 제2 리미트 부분(132), 제3 리미트 부분(133), 제2 프레싱 부분(134), 및 제2 피봇 부분(135)을 포함한다. 그립(131)은 서로 마주보는 정면(1311) 및 배면(1312), 및 서로 마주보고 정면(1311) 및 배면(1312) 사이에 위치된 그립(131)의 두 개의 측면들(1313)을 구비한다. 제2 리미트 부분(132)은 그립(131)의 배면(1312)에 위치된다. 제3 리미트 부분(133)은 그립(131)의 정면(1311)에 위치된다. 제2 피봇 부분(135)은 그립(131) 및 제2 프레싱 부분(134)을 연결한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 제2 프레싱 부분(134)은 필러이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 그립(131)의 정면(1311)에 가까운 제2 프레싱 부분(134)의 측면은 리세스(1341)를 구비한다. 리세스(1341)는 저면(13411)을 구비한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 그립(131), 제2 리미트 부분(132), 제3 리미트 부분(133), 제2 프레싱 부분(134), 및 제2 피봇 부분(135)은 폴리머로 마련되고, 그립(131), 제2 리미트 부분(132), 제3 리미트 부분(133), 제2 프레싱 부분(134), 및 제2 피봇 부분(135)은 일체로 형성되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 그립, 제2 리미트 부분, 제3 리미트 부분, 제2 프레싱 부분, 및 제2 피봇 부분은 조립에 의해 형성되거나 하나의 피스로 형성될 수 있다.

핸들(130)의 제2 프레싱 부분(134) 및 제2 피봇 부분(135)은 브러시 헤드(110)의 수용 공간(116) 내에 위치된다. 그립(131)의 정면(1311) 및 정면(1111)은 동일한 방향을 향한다. 브러시 헤드(110)가 핸들(130)에 대해서 피봇할 수 있도록, 핸들(130)의 제2 피봇 부분(135)은 피봇팅 요소(140)를 통해서 브러시 헤드(110)의 두 개의 제1 피봇 부분(115)에 피봇된다. 그 결과, 수용 공간(116) 내 위치된 제2 프레싱 부분(134)은 제1 프레싱 부분(114)으로부터 멀리 또는 제1 프레싱 부분(114)에 상대적으로 가까이 있을 수 있다. 피드백 요소(120)는 리세스(1341) 내에 위치된다. 피드백 요소(120)의 서스테이닝 부분(123)은 제1 돌출 부분(1211)이 저면(13411)으로부터의 거리를 유지하도록 리세스(1341)의 저면(13411)과 접촉한다. 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211) 및 제2 돌출 부분(1212)은 저면(13411)으로부터 먼 방향을 향해 돌출되고, 제2 돌출 부분(1212)은 수용 공간(116)을 향하는 제1 프레싱 부분(114)의 측면과 접촉한다.

제1 프레싱 부분(114) 및 제2 프레싱 부분(134) 사이의 거리가 변화되도록 브러시 헤드(110)가 핸들(130)에 대해 피봇할 때, 제1 프레싱 부분(114)은 제2 돌출 부분(1212)을 프레스하고, 더 나아가 제1 돌출 부분(1211)이 선큰-변형을 유발하게 한다. 일단 임계 하중보다 큰 하중이 제1 돌출 부분(1211)에 작용되면, 제1 돌출 부분(1211)이 선큰-변형을 발생시켜서, 피드백 요소(120)가 브레이크다운-선큰 상태로 된다. 제1 돌출 부분(1211)으로부터 밖으로 돌출하는 제2 돌출 부분(1212)의 설계에 의해서, 제1 프레싱 부분(114)은 제2 돌출 부분에 일정하게 하중을 작용하고, 이는 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 선큰-변형을 매번 유발하는 임계 탄성 하중이 일정한 값에 근접하도록, 제1 돌출 부분(1211)이 프레스되는 위치가 일정하다는 것을 의미하고, 따라서 응력 제어 브러시(100)의 하중 제어 효과가 개선된다.

제1 리미트 부분(113)은 강모 시트(111)로부터 핸들(130)의 제2 리미트 부분(132)을 향해 연장한다. 제1 프레싱 부분(114)은 강모 시트(111)로부터 핸들(130)의 제3 리미트 부분(133)을 향해서 연장한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 제1 리미트 부분(113) 및 제1 프레싱 부분(114)은 필러이고, 각각 브러시 헤드(110)로부터 제2 리미트 부분(132) 및 제3 리미트 부분(133)을 향해 연장한다. 제2 리미트 부분(132) 및 제3 리미트 부분(133)은 핸들(130)의 표면들이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제2 리미트 부분 및 제3 리미트 부분은 핸들의 표면으로부터 돌출된 정지 블록들(stop blocks)이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하기 바란다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 응력 제어 브러시(100)가 비-사용 상태에 있을 때, 브러시 헤드(110)는 외부 하중을 견디지 않고, 피드백 요소(120)는 돌출 상태에 있다. 돌출부(121)의 제1 돌출 부분(1211)이 돌출 상태에 있어서, 제2 돌출 부분(1212)이 제1 프레싱 부분(114)과 접촉하게 된다. 이때, 제1 리미트 부분(113)은 제2 리미트 부분(132)으로부터의 거리를 유지하고, 제1 프레싱 부분(114) 및 제3 리미트 부분(133)이 서로를 향해 프레스된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 사용자가 칫솔질을 할 때, 치아가 강모 시트(111) 상에서 복수 개의 강모 번들의 중앙 위치에 반력(counterforce)(제1 하중(F1))을 가하는 것을 가정해서, 제1 하중(F1)은 핸들(130)에 대한 적용-하중 토크(applying-force torque)를 발생시키기 위해 펄크럼(fulcrum)으로서 피봇팅 요소(140)를 취할 수 있다. 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 탄성 하중이 제2 돌출 부분(1212)을 통해 제1 프레싱 부분(114)에 작용되어, 탄성 하중은 핸들(130)에 대한 저항 토크를 발생시키기 위해 펄크럼으로부터 피봇팅 요소(140)를 취할 수 있다. 사용자가 칫솔질을 하기 위해서 임계 하중과 동일하거나 더 작은 솔질 하중을 사용할 때, 치아 및 잇몸은 과도한 솔질 하중에 의해서 손상되지 않는다. 임계 하중과 동일한 솔질 하중이 사용될 때, 솔질 힘에 대응하는 토크를 획득하는 피드백 요소(120)의 탄성 하중이 임계 탄성 하중이다.

제1 하중(F1)이 임계 하중과 동일하거나 더 작을 때, 피드백 요소(120)에 작용된 하중은 임계 하중과 동일하거나 더 작다. 피드백 요소(120)가 강체와 유사하게 고탄성계수를 구비하므로, 제1 돌출 부분(1211)은 임계 탄성 하중과 동일하거나 더 작은 하중을 견딜 때 무시해도 될 만한 변형을 발생시킨다. 이때, 피드백 요소(120)는 약간 선큰-상태에 있고, 브러시 헤드(110)는 약간 핸들(130)에 대해서 피봇되며, 서스테이닝 부분(123)이 위치되는 평면(A)(저면(13411))을 향하는 제2 돌출 부분(1212)의 이동 거리(D)만이 약간 증가된다. 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 탄성 하중에 의해 발생된 저항 토크는 제1 하중(F1)에 의해 발생된 작용-하중 토크와 동일하다.

제1 하중(F1)이 임계 하중보다 클 때, 피드백 요소(120) 상에 작용된 하중은 임계 탄성 하중보다 커서, 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 구조가 접히고, 상당한 선큰 탄성 변형(significant sunken elastic deformation)을 발생시킨다. 이때, 피드백 요소(120)는 브레이크다운-선큰 상태에 있고, 브러시 헤드(110)는 핸들(130)에 대해서 상당히 피봇되며, 서스테이닝 부분(123)이 위치되는 평면(A)(저면(13411))을 향하는 제2 돌출 부분(1212)의 이동 거리(D)가 상당히 증가된다. 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 탄성 하중에 의해 발생된 저항 토크는 제1 하중(F1)에 의해 발생된 작용-하중 토크보다 작다. 응력 제어 브러시(100)의 상당한 굽힘 및 변형은 응력 제어 브러시(100)가 사용자에게 피드백을 발생시키게 해서, 사용자가 치아 및 잇몸을 손상시키는 솔질 힘으로 칫솔질 하는 것을 정지하도록 알려줄 수 있다. 응력 제어 브러시(100)에 의해 제공되는 사용자에 대한 피드백은 하중 피드백, 음향 피드백, 변형 피드백 또는 그것의 조합이다. 예를 들어, 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)의 변형 동안, 하중 피드백의 갑작스런 변화는 사용자가 갑작스런 굴곡 변형을 느끼게 하고, 제1 돌출 부분(1211)의 변형은 제1 돌출 부분(1211) 등의 변형 동안 구부러진 응력 제어 브러시(100)를 연속적으로 사용하는 데 불편한 리마인더로서(as reminder) 소음을 발생시킨다.

사용자가 혀를 닦기 위해서 응력 제어 브러시(100)의 (도면에 도시되지 않은) 혀 닦는 부분을 사용할 때, 브러시 헤드(110)는 제1 하중(F1)의 방향에 반대되는 방향을 갖는 제2 하중을 견디고, 피드백 요소(120)는 돌출 상태에 있고, 돌출부(121)의 제1 돌출 부분(1211)이 돌출 상태에 있어서 제2 돌출 부분(1212)은 제1 프레싱 부분(114)과 접촉하게 된다. 이때, 제1 리미트 부분(113)은 제2 리미트 부분(132)으로부터 거리를 유지하고, 제1 프레싱 부분(114) 및 제3 리미트 부분(133)은 서로에 대해서 프레스된다.

핸들(130)에 대한 브러시 헤드(110)의 중요한 피봇을 구비하여, 일단 브러시 헤드(110)의 연장선과 핸들(130)의 연장선 사이의 각도가 α에 도달하면, 핸들(130)에 대한 브러시 헤드(110)의 피봇을 정지하기 위해서, 제2 리미트 부분(132)을 향해서 연장 방향을 구비하는 제1 리미트 부분(113)이 제2 리미트 부분(132)에 대해서 프레스하고, 피드백 요소(120)의 제1 돌출 부분(1211)이 회복 불가능한 소성 변형을 발생시키는 과한 선큰-변형되는 것을 방지하기 위해서, 서스테이닝 부분(123)이 위치된 평면(A)(저면(13411))을 향하는 제2 돌출 부분(1212)의 이동 거리(D)는 더 이상 증가될 수 없다.

또한, 제1 리미트 부분(113) 및 제2 리미트 부분(132)이 서로에 대해서 프레스될 때, 사용자는 응력 제어 브러시(100)가 과하게 변형되고 사용 불가능하게 되는 상황 없이, 치아 사이의 잔여물 같은 치아의 특히 더러운 부분들을 닦기 위해서, 브러시 헤드(110)에 더 큰 하중을 작용시킬 수 있다.

또한, 피드백 요소(120)의 임계 탄성 하중은, 면적, 두께, 돌출부의 곡률 및 소재(material)의 차이를 통해서 조절될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 피드백 요소(120)는 스틸로 마련되고, 돌출부(121)는 원형을 구비하나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 돌출부는 난형(oval shape), 볼 형(ball shape), 또는 직사각형을 구비할 수 있고, 피드백 요소는 고탄성계수를 구비하는 폴리머 및 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소재로 마련될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서, 피드백 요소(120)는 제1 유형의 피드백 요소이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 피드백 요소는 제2 유형의 피드백 요소(120')로 될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c를 참조하기 바란다. 도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 개략도이다. 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 측면도이다. 도 5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 유형의 피드백 요소의 하중-변위 곡선의 개략도이다. 제2 유형의 피드백 요소(120')는 제1 유형의 피드백 요소(120)와 유사하나, 제1 유형의 피드백 요소(120) 및 제2 유형의 피드백 요소(120') 사이의 차이점은 제2 유형의 피드백 요소(120')가 세 개의 지지 부분(124')을 더 포함한다는 것이다. 세 개의 지지 부분(124')은 각각 서로 마주보는 제1 단부(1241') 및 제2 단부(1242')를 포함한다. 지지 부분들(124')의 제1 단부(1241')는 각각 측면 부분(122')에 연결된다. 지지 부분들(124')의 제2 단부(1242')는 각각 제1 돌출 부분(1211'), 제2 돌출 부분(1212') 및 측면 부분(122')으로부터 먼 방향을 향해서 연장된다. 제2 단부(1242')의 연장 방향은 제1 돌출 부분(1211') 및 제2 돌출 부분(1212')의 돌출 방향에 반대된다. 각각의 지지 부분(124')은 지지 부분(124')의 제2 단부(1242')가 측면 부분(122')으로부터 멀리 또는 측면 부분(122')에 가까이 이동되도록 탄력 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 지지 부분(124')의 수량은 세 개이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 지지 부분의 수량은 한 개, 두 개, 또는 세 개 초과로 될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 제2 단부(1242')의 연장 방향은 제1 돌출 부분(1211') 및 제2 돌출 부분(1212')의 돌출 방향에 반대되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제1 돌출 부분(1211') 및 제2 돌출 부분(1212')의 돌출 방향 및 제2 단부(1242')의 연장 방향 사이는 둔각으로 된다.

제1 돌출 부분(1211')의 구조의 영향에 의해서, 제1 돌출 부분(1211')의 탄성계수는 각각의 지지 부분(124')의 탄성계수 및 모든 지지 부분(124')의 총 탄성계수보다 크다. 그 결과, 탄성 변형을 발생시키기 위해 각각의 지지 부분(124') 상에 작용되는 하중은 탄성 변형을 발생시키기 위해서 제1 돌출 부분(1211') 상에 작용되는 하중보다 작다. 응력 제어 브러시(100)가 사용 중일 때, 제2 유형의 피드백 요소(120')의 제2 돌출 부분(1212')은 하중에 의해 프레스되고, 각각의 지지 부분(124')으로부터 변형이 시작되고, 지지 부분(124')이 위치되는 평면(B)을 향해서 제2 돌출 부분(1212)의 이동 거리(D)가 증가된다. 서스테이닝 부분(123')이 평면(B)에 도달한 후에, 그 다음은 이동 거리(D)가 연속적으로 증가되도록 제1 돌출 부분(1211')이 변형되기 시작한다.

응력 제어 브러시가 브러시 헤드(110) 및 핸들(130)에 의해서 조립된 후에, 브러시 헤드(110)의 제1 프레싱 부분(114) 및 핸들(130)의 리세스(1341)의 사이의 거리는 공차(tolerance)를 가진다. 브러시 헤드(110)의 제1 프레싱 부분(114) 및 핸들(130)의 리세스(1341)의 저면(13411) 사이의 거리의 공차의 합계가 서스테이닝(123)이 위치되는 평면(A) 및 제2 돌출 부분(1212) 사이의 수직 거리보다 클 때, 제1 유형의 피드백 요소(120)는 비정상적인 음향을 발생시키도록 리세스(1341) 내에서 이동할 수 있다.

반면, 제2 유형의 피드백 요소(120')에서, 지지 부분(124')이 제1 프레싱 부분(114) 및 리세스(1341)의 저면(13411) 사이의 거리의 공차를 채우도록 지지 부분(124')은 탄력 있고, 측면 부분(122')으로부터 멀리 또는 측면 부분(122')을 향해서 이동될 수 있고; 따라서 제2 유형의 피드백 요소(120')의 제2 돌출 부분(1212') 및 지지 부분(124')은 개별적으로 제1 프레싱 부분(114) 및 리세스(1341)의 저면(13411)과 접촉이 유지된다. 그 결과, 제2 유형의 피드백 요소(120')는 리세스(1341) 내에서 이동할 수 없고, 비정상적인 음향이 방지된다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 피드백 요소(120)는 제2 프레싱 부분(134)의 리세스(1341) 내에 위치되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서, 피드백 요소는 서로 마주보는 제1 프레싱 부분의 표면과 제2 프레싱 부분의 표면 사이에 클램프된다.

도 6 내지 도 8을 참조하기 바란다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 분해도이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 유사하나, 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시 사이의 차이점이 여기에서 설명되고, 동일한 구조는 여기에서 반복되지 않는다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 응력 제어 브러시(200)는 브러시 헤드(210), 피드백 요소(220), 핸들(230), 및 피봇팅 요소(240)를 포함한다. 브러시 헤드(210)는 강모 시트(211), 복수 개의 강모 번들(212), 두 개의 제1 리미트 부분(213), 제1 프레싱 부분(214), 및 두 개의 제1 피봇 부분(215)을 포함한다. 강모 시트(211)는 서로 마주보는 정면(2111) 및 배면(2112), 및 서로 마주보고 정면(2111) 및 배면(2112) 사이에 위치된 두 개의 측면들(2113)을 구비한다. 복수 개의 강모 번들(212)은 정면(2111)에 위치된다. 두 개의 제1 리미트 부분(213)은 각각 두 개의 측면(21134)에 근접한 배면(2112)의 두 개의 단부들에 위치되고, 두 개의 제1 리미트 부분(213)은 서로 간의 거리를 유지한다. 제1 프레싱 부분(214)은 정면(2111)에 위치된다. 배면(2112)과 동일한 방향을 향하는 제1 프레싱 부분(214)의 측면은 리세스(2141)를 구비한다. 리세스(2141)는 저면(21411)을 구비한다. 두 개의 제1 피봇 부분(215)은 각각 두 개의 측면(2113)에 위치되고, 두 개의 제1 피봇 부분(215)은 서로 간의 거리를 유지한다. 두 개의 제1 리미트 부분(213), 제1 프레싱 부분(214), 및 두 개의 제1 피봇 부분(215)은 함께 수용 공간(216)을 형성한다. 본 발명의 제2 실시예에서, 강모 시트(211), 강모(212), 제1 리미트 부분(213), 제1 프레싱 부분(214), 및 제1 피봇 부분(215)은 폴리머로 마련되고, 강모 시트(211), 두 개의 제1 리미트 부분(213), 제1 프레싱 부분(214), 및 두 개의 제1 피봇 부분(215)은 일체로 형성되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 강모 시트, 두 개의 제1 리미트 부분, 제1 프레싱 부분, 및 두 개의 제1 피봇 부분은 조립에 의해서 형성되거나 하나의 피스로 형성될 수 있다.

핸들(230)은 그립(231), 두 개의 제2 리미트 부분(232), 제3 리미트 부분(233), 제2 프레싱 부분(234), 및 제2 피봇 부분(235)을 포함한다. 그립(231)은 서로 마주보는 정면(2311) 및 배면(2312), 및 서로 마주보고 정면(2311) 및 배면(2312) 사이에 위치된 두 개의 측면들(2312)을 구비한다. 두 개의 제2 리미트 부분(232)은 각각 그립(231)의 두 개의 측면(2312)에 근접한 그립(231)의 배면(2312)의 두 개의 단부에 위치된다. 제3 리미트 부분(233)은 그립(231)의 정면(2311)에 위치된다. 제2 피봇 부분(235)은 그립(231) 및 제2 프레싱 부분(234)을 연결한다. 제2 프레싱 부분(234)은 그립(231)으로부터 먼 방향을 향해서 연장한다. 본 발명의 제2 실시예에서, 그립(231), 제2 리미트 부분(232), 제3 리미트 부분(233), 제2 프레싱 부분(234), 및 제2 피봇 부분(235)은 폴리머로 마련되고, 그립(231), 제2 리미트 부분(232), 제3 리미트 부분(233), 제2 프레싱 부분(234), 및 제2 피봇 부분(235)은 일체로 형성되나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 그립, 제2 리미트 부분, 제3 리미트 부분, 제2 프레싱 부분, 및 제2 피봇 부분은 조립에 의해 형성되거나 하나의 피스로 형성될 수 있다.

피드백 요소(220)는 제1 프레싱 부분(214)의 리세스(2141) 내에 위치된다. 피드백 요소(220)의 측면 부분(222)에 위치된 서스테이닝 부분(223)은 리세스(2141)의 저면(21411)과 접촉한다. 피드백 요소(220)의 제1 돌출 부분(2211) 및 제2 돌출 부분(2212)은 저면(21411)으로부터 먼 방향을 향해서 돌출되고 제1 프레싱 부분(214)을 향하는 제2 프레싱 부분(234)의 측면과 접촉한다.

본 발명의 제2 실시예에서, 두 개의 제1 리미트 부분(213) 및 제1 프레싱 부분(214)은 브러시 헤드(210)로부터 제3 리미트 부분(233) 및 제2 리미트 부분(232)을 향해서 각각 연장하는 두 개의 필러로 된다. 두 개의 제2 리미트 부분(232) 및 제3 리미트 부분(233)은 핸들(230)의 표면들이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제2 리미트 부분 및 제3 리미트 부분은 핸들의 표면으로부터 돌출되는 정지 블록들(stop blocks)이다.

도 9를 참조하기 바란다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 응력 제어 브러시는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 유사하나, 제3 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 차이점은 브러시 헤드의 프레싱 부분 및 리미팅 부분의 위치와 핸들의 프레싱 부분 및 리미팅 부분의 위치가 각각 교환된다는 것이고, 동일한 구조는 여기에서 반복되지 않는다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 응력 제어 브러시는 브러시 헤드(310), 피드백 요소(320), 핸들(330), 및 피봇팅 요소(340)를 포함한다. 브러시 헤드(310)는 강모 시트(311), 복수 개의 강모(312), 제1 리미트 부분(313), 제2 리미트 부분(314), 제1 프레싱 부분(315), 및 제1 피봇 부분(316)을 포함한다. 핸들(330)은 그립(331), 제3 리미트 부분(332), 제2 프레싱 부분(333), 및 두 개의 제2 피봇 부분(334)을 포함한다. 제3 리미트 부분(332), 제2 프레싱 부분(333) 및 두 개의 제2 피봇 부분(334)은 함께 수용 공간(335)을 형성한다.

브러시 헤드(310)의 제1 프레싱 부분(315) 및 제1 피봇 부분(316)은 핸들(330)의 수용 공간(335) 내에 위치된다. 브러시 헤드(310)의 제1 피봇 부분(316)은, 브러시 헤드(310)가 핸들(330)에 대해서 피봇 가능하도록, 피봇팅 요소(340)를 통해서 핸들(330)의 두 개의 제2 피봇 부분(334) 사이에서 피봇된다. 그 결과, 수용 공간(335) 내에 위치된 제1 프레싱 부분(315)은 제1 프레싱 부분(315) 및 제2 프레싱 부분(333) 사이에 위치된 피드백 요소(320)에 하중을 작용하도록, 제2 프레싱 부분(333)으로부터 멀리 또는 제2 프레싱 부분(333)에 가까이 이동할 수 있다. 브러시 헤드(310)가 제1 임계 하중보다 큰 제1 하중(F1)을 견딜 때, 피드백 요소(320)는 임계 탄성 하중보다 큰 하중을 견디고, 브레이크다운-선큰 상태에 있고, 제1 리미트 부분(313) 및 제3 리미트 부분(332)은 브러시 헤드(310)가 핸들(330)에 대해서 피봇될 때 서로에 대해서 프레스할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서, 제3 리미트 부분(332) 및 제2 프레싱 부분(333)은 핸들(330)로부터 제1 리미트 부분(313) 및 제2 리미트 부분(314)을 향해서 각각 연장하는 필러로 된다. 제1 리미트 부분(313) 및 제2 리미트 부분(314)은 브러시 헤드(310)의 표면들이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 제1 리미트 부분 및 제2 리미트 부분은 핸들의 표면으로부터 돌출된 정지 블록들이다.

도 10a 내지 도 10c 및 표 1을 참조하기 바란다. 도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 개략도이다. 표 1은 본 발명의 일부 실시예들에서 응력 제어 브러시의 강모 번들의 수량, 브러시 헤드의 길이, 피드백 요소의 임계 탄성 하중, 및 다른 변수들에 관한 실험 데이터를 도시한다. 표 1에서, 실험 데이터는 고정된 크기를 구비하는 피드백 요소를 굽히는 것(bending)에 대한 산출 결과이고, 이때 두 개의 치아가 24개의 강모 번들과 접촉하는 상황이 가정되고, 치아에 작용되는 총 압력은 150g이다. 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시는 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 유사하나, 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시와 제1 실시예에 따른 응력 제어 브러시의 차이점이 여기에서 설명되고, 동일한 구조는 여기에서 반복되지 않는다.

본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시(400), 응력 제어 브러시(500) 및 응력 제어 브러시(600)에서, 강모 번들의 수량은 각각 브러시 헤드(410)의 강모 시트(411), 브러시 헤드(510)의 강모 시트(511), 및 브러시 헤드(610)의 강모 시트(611) 상에 강모 번들을 설치하기 위한 중앙 영역에서 12 번들, 20 번들, 및 24 번들이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 중앙 영역에서 강모 번들의 수량은 12 번들, 20 번들, 및 24 번들을 제외한 수로 될 수 있다. 단일의 강모 번들에 의해서 치아에 작용되는 하중은 일정하다. 칫솔질 동안, 치아와 접촉하는 강모 번들의 수량이 증가될 때, 브러시 헤드(410), 브러시 헤드(510), 및 브러시 헤드(610) 상에 작용되는 반력이 증가된다. 일반적으로, 두 개의 치아가 동시에 강모 번들과 접촉한다. 어른과 어린이의 영구 치아, 유치, 및 구강의 크기가 다르기 때문이다. 사용자의 구강 및 치아의 크기에 따라서 각각의 사용자가 적절한 응력 제어 브러시를 선택하게 하기 위해서, 피드백 요소의 크기 및 재질이 다른 크기를 구비하는 브러시 헤드 상의 강모 번들의 수량에 따라서 조절될 수 있도록 설계되어, 다른 임계 탄성 하중을 얻을 수 있고, 사용자가 적절한 응력 하중 브러시로 그들의 치아를 솔질할 때 다른 사용자들의 치아 및 잇몸이 과도한 칫솔질 하중을 견디지 않게 될 것을 보장한다.

제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 응력 제어 브러시(400), 응력 제어 브러시(500), 및 응력 제어 브러시(600)에서, 브러시 헤드(410), 브러시 헤드(510) 및 브러시 헤드(610)의 강모 번들 영역의 중앙으로부터 피봇팅 요소(440), 피봇팅 요소(540), 및 피봇팅 요소(640)로의 길이는 각각 L1, L1, 및 L2이다. 본 발명에 따른 제5 실시예 내지 제7 실시예에서, L1은 0.06미터이고, L2는 0.065미터이나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 강모 번들 영역의 중앙 및 피봇팅 요소 사이의 길이는 0.06미터보다 짧을 수 있고, 0.065미터보다 길 수 있다. 피드백 요소의 크기 및 재질은 다른 브러시 헤드 길이에 따라서 조절될 수 있도록 설계되어, 다른 임계 탄성 하중을 얻을 수 있고, 사용자가 적절한 응력 하중 브러시로 그들의 치아를 솔질할 때 사용자들의 치아 및 잇몸이 과도한 칫솔질 하중을 견디지 않게 될 것을 보장한다. 예를 들어, 사용자가 두 개의 치아와 접촉하는 강모 번들의 수량이 24 번들이고, 강모 번들 영역의 중앙으로부터 피봇팅 요소로의 길이가 0.056미터인 응력 제어 브러시를 사용할 때, 칫솔질 동안 치아 및 잇몸이 과도한 하중을 견디는 것을 방지하기 위해서, 임계 탄성 하중이 1.21875g인 응력 제어 브러시 내 피드백 요소가 선택된다.

	A	B	C
두 개의 치아와 접촉하는 강모 번들의 수량 (번들)	24	20	12
단일 강모 번들에 의해 작용되는 하중(kg)	0.00625	0.00625	0.00625
두 개의 치아에 의해 견뎌지는 총 압력(kg)	0.15	0.125	0.075
강모 번들 영역의 중앙 및 피봇팅 요소 사이의 길이(m)	0.065	0.06	0.06
작용 하중 토크(kg·m)	0.00975	0.0075	0.0045
피봇팅 요소 및 피드백 요소의 돌출 부분의 중앙 지점 사이의 길이(m)	0.008	0.008	0.008
피드백 요소의 임계 탄성 하중(kg)	1.21875	0.9375	0.5625
저항 토크(kg·m)	0.00975	0.0075	0.0045

본 발명의 응력 제어 브러시에 따라서, 사용자가 치아를 솔질하기 위해서 적절한 하중을 사용할 때, 피드백 요소의 디스크 구조는 피드백 요소가 강체와 유사하게 만들고, 피드백 요소의 변형은 꽤 작다. 일단 사용자가 칫솔질을 하기 위해서 치아 및 잇몸에 손상을 일으킬 수 있는 하중을 사용하면, 돌출부가 탄성적으로 선큰-변형을 일으켜서 피드백 요소가 접히고, 응력 제어 브러시 또한 굽힘 같은 상당한 변형이 발생한다. 응력 제어 브러시의 상당한 변형은 치아 및 잇몸을 손상시킬 수 있는 솔질 하중으로 사용자가 칫솔질 하는 것을 알려주고 정지하게 하기 위해서 사용자에 대한 피드백을 제공한다. 예를 들어, 사용자는, 사용자가 응력 제어 브러시를 사용할 때, 사용자에게 현재 솔질 하중이 치아 및 잇몸을 손상시킬 수 있다는 것을 알리는 소음을 듣거나 갑작스런 굴곡 변형을 느낀다.

또한, 본 발명의 응력 제어 브러시에서 피드백 요소는 돌출 구조를 구비하여, 피드백 요소의 탄성계수가 종래의 굽은 피드백 요소의 탄성계수보다 상당히 커질 수 있다. 그 결과, 사용자가 임계하중보다 작은 솔질 하중으로 칫솔질을 할 때, 본 발명의 응력 제어 브러시의 변형은 굽은 피드백 요소를 구비하는 브러시의 변형보다 훨씬 작다. 일단 사용자가 임계하중보다 큰 솔질 하중으로 칫솔질을 하면, 본 발명의 응력 제어 브러시에 의해 발생된 피드백으로서의 갑작스런 굽힘 변형의 느낌이 굽은 피드백 요소를 구비하는 브러시에 의해 발생된 프러스트레이티드(frustrated) 느낌보다 상당히 커서, 본 발명의 응력 제어 브러시의 피드백 효과가 상당히 개선될 수 있다.

또한, 본 발명의 응력 제어 브러시의 브러시 헤드가 제1 임계하중보다 큰 솔질 하중을 견딜 때, 브러시 헤드는 핸들에 대해서 피봇되어, 제1 리미트 부분 및 제2 리미트 부분이 서로에 대해서 프레스됨으로써, 브러시의 응력 제어 기능을 깨뜨리고 회복 불가능한 소성 변형을 발생시키는 피드백 요소의 돌출부의 과한 선큰-변형 및 브러시 헤드가 핸들에 대해 피봇하는 것을 정지하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 응력 제어 브러시가 사용될 때, 하중이 브러시 헤드를 통해서 브러시 헤드와 접촉하는 피드백 요소의 돌출부에 직접 전달되는 메커니즘은, 많은 이동 가능한 요소에 지나는 것(passing)에 의한 통과(transmittance) 동안 하중 손실을 피할 수 있어, 매번 변형을 일으키는 하중 값이 응력 제어 효과를 개선하기 위해서 일정하게 될 수 있다.

또한, 본 발명의 응력 제어 브러시에서, 제1 리미트 부분 및 제2 리미트 부분이 서로에 대해서 프레스될 때, 사용자는 응력 제어 브러시가 과하게 변형되어 사용이 불가능해지는 상황 없이 치아 사이의 잔여물 같은 치아의 특히 더러운 부분을 닦기 위해서 브러시 헤드에 더 큰 하중을 작용할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 제1 리미트 부분은 브러시 핸드의 외부에 위치되고, 제2 리미트 부분은 핸들의 외부에 위치되고, 피봇 구조는 칫솔질 동안 구강(oral cavity) 외부에 위치되며; 그러므로, 구강 내 잔여물 및 오염물질이 피봇 구조 안으로 들어가기 어렵고, 오염 물질이 머무르기 쉬운 공간이 약간 있고, 브러시는 세척되고, 건조하게 유지되기 쉽고, 잔여물 및 오염물질이 감염의 가능성을 증가시키는 것과 관련하여 위생 문제를 발생시키고 습한 환경 내에서 박테리아를 번식시키는 것을 방지하기 쉽다.

100: 응력 제어 브러시
110: 브러시 헤드
111: 강모 시트
112: 강모 번들
113: 제1 리미트 부분
114: 제1 프레싱 부분
115: 제1 피봇 부분
116: 수용 공간
120: 피드백 요소
121: 돌출부
122; 측면 부분
123: 서스테이닝 부분
130: 핸들
131: 그립
132: 제2 리미트 부분
133: 제3 리미트 부분
134: 제2 프레싱 부분
135: 제2 피봇 부분
140: 피봇팅 요소

Claims

핸들;
상기 핸들 상에 피봇되고, 각 범위(angular range)로 상기 핸들에 대해서 피봇 가능한 브러시 헤드; 및
상기 핸들 및 상기 브러시 헤드 사이에 설치된 피드백 요소;
을 포함하고,
상기 피드백 요소는 탄력 있고, 돌출 상태(protruding state) 및 브레이크다운-선큰 상태(breakdown-sunken state)를 구비하고,
상기 피드백 요소는 상기 브러시 헤드가 상기 핸들에 대해 피봇될 때 상기 브러시 헤드에 의해서 상기 브레이크다운-선큰 상태로 프레스되고, 상기 피드백 요소에 의해서 피드백이 제공되는 응력 제어 브러시.
제1항에 있어서,
상기 브러시 헤드는 강모 시트(bristle seat) 및 적어도 하나의 제1 리미트 부분(at least one first limit part)을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 리미트 부분은 상기 강모 시트에 연결되고, 상기 핸들은 그립 및 적어도 하나의 제2 리미트 부분을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 리미트 부분은 상기 그립에 연결되고, 상기 피드백 요소가 상기 브레이크다운-선큰 상태에 있을 때, 상기 적어도 하나의 제1 리미트 부분 및 상기 적어도 하나의 제2 리미트 부분은 상기 브러시 헤드의 각 범위를 제한하기 위해 서로에 대해서 인접하게 되는 응력 제어 브러시.
제2항에 있어서,
상기 브러시 헤드는 상기 강모 시트에 연결된 제1 프레싱 부분을 더 포함하고, 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 적어도 하나의 제1 리미팅 부분은 상기 강모 시트의 일측으로부터 밖으로 돌출되고, 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 적어도 하나의 제1 리미팅 부분은 함께 수용 공간을 형성하고, 상기 핸들은 상기 핸들로부터 밖으로 돌출하고 상기 수용 공간 내에 위치된 제2 프레싱 부분을 더 포함하는 응력 제어 브러시.
제3항에 있어서,
상기 제2 프레싱 부분은 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 적어도 하나의 리미팅 부분 사이에 위치되고, 상기 피드백 요소는 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 제2 프레싱 부분 사이에 클램프되고(clamped), 상기 브러시 핸들이 상기 핸들에 대해 피봇될 때, 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 제2 프레싱 부분이 상기 피드백 요소를 누르는 응력 제어 브러시.
제3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 리미팅 부분의 수량은 두 개이고, 두 개의 제1 리미팅 부분은 상기 제1 프레싱 부분의 일 측에 위치되고, 상기 제2 프레싱 부분은 상기 두 개의 제1 리미팅 부분 사이에 위치되고, 상기 탄성 요소는 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 제2 프레싱 부분 사이에 클램프되는 응력 제어 브러시.
제3항에 있어서,
상기 제2 프레싱 부분은 리세스이고, 상기 피드백 요소는 상기 리세스 내에 위치되는 응력 제어 브러시.
제3항에 있어서,
상기 제1 프레싱 부분은 리세스이고, 상기 피드백 요소는 상기 리세스 내에 위치되는 응력 제어 브러시.
제3항에 있어서,
상기 브러시 헤드는 복수 개의 강모 번들을 더 포함하고, 상기 강모 시트는 서로 마주보는 정면 및 배면을 구비하고, 복수 개의 강모 번들은 상기 정면 상에 위치되고, 상기 정면을 향하는 방향을 따라 상기 브러시 헤드에 임계 하중보다 큰 제1 하중이 작용될 때 상기 피드백 요소가 상기 브레이크다운-선큰 상태가 되는 응력 제어 브러시.
제8항에 있어서,
상기 핸들은 상기 그립에 연결된 제3 리미팅 부분을 더 포함하고, 상기 배면을 향하는 방향을 따라 상기 브러시 헤드에 제2 하중이 작용될 때, 상기 제1 프레싱 부분 및 상기 제3 프레싱 부분이 상기 브러시 헤드의 각 범위를 제한하기 위해 서로에 대해 인접하게 되는 응력 제어 브러시.
제1항에 있어서,
상기 피드백 요소는 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부는 제1 돌출 부분 및 제2 돌출 부분을 포함하고, 상기 제2 돌출 부분은 상기 제1 돌출 부분으로부터 밖으로 돌출하는 응력 제어 브러시.
제1항에 있어서,
상기 피드백 요소는 돌출부 및 상기 돌출부에 연결된 적어도 하나의 지지 부분을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 지지 부분은 상기 돌출부로부터 멀리 연장하고, 상기 적어도 하나의 지지 부분의 연장 방향은 상기 돌출부의 돌출 방향에 반대되는 응력 제어 브러시.
제1항에 있어서,
상기 피드백 요소는 디스크 형상을 구비하는 응력 제어 브러시.
제1항에 있어서,
상기 피드백은 하중 피드백, 음향 피드백, 변형 피드백, 또는 하중 피드백, 음향 피드백, 변형 피드백의 조합인 응력 제어 브러시.