УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УХОДА ЗА КОЖЕЙ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЕГО
ULTRASONIC GENERATOR AND DEVICE FOR SKINCARE THAT CONTAINS IT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ультразвуковому генератору, в котором ультразвуковой вибратор соединен с выступом, и устройству для ухода за кожей, содержащему ультразвуковой генератор.
Предпосылки изобретения
Известно, что ультразвуковой генератор содержит выступ и ультразвуковой вибратор, соединенный с выступом. Ультразвуковой генератор выполнен для передачи ультразвуковых колебаний наружу через выступ в результате механических колебаний ультразвукового вибратора, вызванных переменным электрическим полем, приложенным к нему.
Ультразвуковой генератор, сконфигурированный, как указано выше, приспособлен для использования, например, в устройстве для ухода за кожей, которое, когда выступ прижат к поверхности кожи, передает ультразвуковые колебания на поверхность кожи или внутрь живого организма, чтобы, таким образом, обеспечить желаемый эстетический эффект (см., например, японскую выложенную патентную заявку № 2006-181292).
Как показано на фиг.8, в обычном ультразвуковом генераторе закрытый в нижней части трубчатый выступ, содержащий периферийную боковую стенку 60, используется в качестве выступа 5, с которым соединяется ультразвуковой вибратор 1. Закрытый в нижней части трубчатый выступ 5 обеспечивает преимущество в том, что выступ 5 может устойчиво присоединяться и закрепляться на своей боковой периферийной стенке 60, и другое преимущество в том, что боковая периферийная стенка 60 предотвращает проникновение жидкости, такой как гель или ему подобной, используемой в качестве среды для передачи ультразвуковых волн, в ультразвуковой генератор.
Однако ультразвуковой генератор, содержащий закрытый в нижней части трубчатый выступ 5, имеет следующие недостатки: выступ 5, передающий ультразвуковые волны, обычно выполнен из легкого металла, например алюминия или легкого сплава. Следовательно, трудно изготовить сложную форму, т.е. закрытую в нижней части трубчатую форму, посредством механической обработки в соответствии с жесткими требованиями соблюдения размеров для обеспечения надежной передачи ультразвуковых колебаний.
Кроме того, большое количество металла срезается в процессе изготовления выступа 5, что является причиной увеличения стоимости. Кроме того, выступ 5 получается большого размера, в результате устройство получается громоздким и тяжелым.
Для решения этих проблем можно было бы выполнить выступ 5 в форме плоской пластины, в этом случае, однако, трудно надежно закреплять выступ 5, в котором генерируется ультразвуковая стоячая волна.
Краткое описание настоящего изобретения
Принимая во внимание недостатки, указанные выше, настоящее изобретение описывает ультразвуковой генератор, в котором используется выступ в форме плоской пластины, чтобы создать устройство, являющееся малогабаритным, легким и экономически эффективным, и, кроме того, надежно присоединять и закреплять выступ, и создать устройство для ухода за кожей, использующее ультразвуковой генератор.
Для достижения указанной цели настоящее изобретение описывает ультразвуковой генератор, содержащий ультразвуковой вибратор, генерирующий ультразвуковые колебания, выступ, имеющий соединительную поверхность, соединенную с ультразвуковым вибратором, и поверхность, излучающую ультразвуковые волны, с которой ультразвуковые волны изучаются в заданную точку, и крепежное устройство, присоединяющее и закрепляющее выступ на месте, в котором выступ представляет собой плоский пластинчатый выступ, имеющий противоположные плоские поверхности, одна из которых образует соединительную поверхность, а другая образует поверхность, излучающую ультразвуковые волны, и в котором опорная часть для использования при присоединении и закреплении плоского пластинчатого выступа при помощи крепежного устройства образована на наружной периферийной поверхности плоского пластинчатого выступа с толщиной, меньшей толщины плоского пластинчатого выступа.
Что касается указанного ультразвукового генератора, задача изготовления плоского пластинчатого выступа из металла становится легкой и количество срезаемого металла уменьшается. Это дает возможность создать ультразвуковой генератор экономически эффективным способом. Кроме того, использование малогабаритного и легкого плоского пластинчатого выступа является эффективным для уменьшения размера и веса устройства в целом.
Кроме того, благодаря тому факту, что опорная часть образована на наружной периферийной поверхности плоского пластинчатого выступа, можно устойчиво присоединять и закреплять плоский пластинчатый выступ через опорную часть. Кроме того, можно предотвратить генерацию стоячих волн в опорной части, поскольку толщина опорной части меньше толщины плоского пластинчатого выступа.
В указанном ультразвуковом генераторе предпочтительно, чтобы опорная часть плоского пластинчатого выступа была образована в форме фланца на крае наружной периферийной поверхности плоского пластинчатого выступа вблизи соединительной поверхности, причем толщина опорной части составляет от 1/3 до 1/6 длины волны ультразвуковых колебаний, распространяемых в плоском пластинчатом выступе. Это дает возможность надежно предотвращать генерацию стоячих волн в опорной части и, кроме того, предотвращать влияние стоячих волн, генерируемых в плоском пластинчатом выступе, на опорную часть.
Кроме того, благодаря тому факту, что опорная часть образована на крае плоского пластинчатого выступа около его соединительной поверхности с толщиной от 1/3 до 1/6 длины волны ультразвуковых колебаний, торцевая поверхность опорной части напротив соединительной поверхности расположена соосно с узлом стоячих волн, создаваемых в плоском пластинчатом выступе, или рядом с ним. Следовательно, использование опорной части при закреплении плоского пластинчатого выступа не влияет на стоячие волны, генерируемые в плоском пластинчатом выступе, который присоединен и закреплен на месте через фланцевую опору.
В указанном ультразвуковом генераторе предпочтительно, чтобы было образовано множество вырезанных частей для предотвращения вращения на соединительной поверхности плоского пластинчатого выступа. Это предотвращает вращение плоского пластинчатого выступа, когда ультразвуковые колебания распространяются внутри плоского пластинчатого выступа, таким образом, обеспечивая устойчивое присоединение и закрепление выступа.
В указанном ультразвуковом генераторе предпочтительно, чтобы вырезанные части располагались через одинаковые интервалы вдоль окружности круга, проходящего вокруг центра соединительной поверхности плоского пластинчатого выступа. Влияние вырезанных частей на распространение ультразвуковых колебаний устраняется посредством расположения вырезанных частей через равные интервалы. Это происходит потому, что ультразвуковые колебания распространяются от центра C на соединительной поверхности плоского пластинчатого выступа.
В указанном ультразвуковом генераторе предпочтительно, чтобы крепежное устройство содержало водонепроницаемую крышку для присоединения и закрепления плоского пластинчатого выступа через опорную часть. Это обеспечивает устойчивое присоединение и закрепление выступа на водонепроницаемой крышке при надежном предотвращении проникновения жидкости в устройство.
Кроме того, настоящее изобретение относится к устройству для ухода за кожей, содержащему ультразвуковой генератор, сконфигурированный, как указано выше, в котором поверхность плоского пластинчатого выступа, излучающая ультразвуковые волны, образует поверхность контакта с кожей. Это обеспечивает устойчивое присоединение и закрепление плоского пластинчатого выступа, таким образом, обеспечивая малогабаритное, легкое, экономически эффективное устройство для ухода за кожей.
В соответствии с настоящим изобретением можно уменьшить размер, вес и себестоимость устройства посредством использования плоского пластинчатого выступа. Кроме того, настоящее изобретение пригодно для создания ультразвукового генератора, который можно устойчиво присоединить и закрепить, и устройства для ухода за кожей, использующего ультразвуковой генератор.
Краткое описание чертежей
Цели и отличительные особенности настоящего изобретения станут понятными из нижеследующего описания варианта осуществления вместе с сопроводительными чертежами, на которых:
фиг.1 изображает вид в поперечном разрезе сбоку, иллюстрирующий полный вид устройства для ухода за кожей в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2A и 2B изображают виды спереди и сзади, иллюстрирующие полный вид устройства для ухода за кожей;
фиг.3 изображает перспективный вид с пространственным разделением элементов, иллюстрирующий основные элементы устройства для ухода за кожей;
фиг.4 изображает вид спереди, иллюстрирующий основные элементы устройства для ухода за кожей;
фиг.5 изображает вид в поперечном сечении сбоку, иллюстрирующий основные элементы устройства для ухода за кожей;
фиг.6A и 6B изображают пояснительные виды, иллюстрирующие отличительные элементы устройства для ухода за кожей;
фиг.7A изображает вид снизу, иллюстрирующий выступ устройства для ухода за кожей, и фиг.7B и 7C изображают виды снизу, иллюстрирующие модифицированные примеры выступа;
фиг.8 изображает вид в поперечном разрезе сбоку, иллюстрирующий обычное устройство для ухода за кожей.
Подробное описание варианта осуществления
Вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.1-8, которые составляют его часть. Фиг.1, 2A и 2B изображают полный вид устройства для ухода за кожей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство для ухода за кожей в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает ультразвуковой генератор и предназначено для обеспечения эстетического эффекта посредством передачи ультразвуковых колебаний, передаваемых от поверхности 16b ультразвукового генератора, излучающей ультразвуковые волны, к поверхности кожи.
Устройство для ухода за кожей в соответствии с настоящим вариантом осуществления (т.е. ультразвуковой генератор, составляющий часть устройства для ухода за кожей) включает в качестве своих основных элементов верхний узел 2 со встроенным ультразвуковым вибратором 1 и узел 4 ручки со встроенной схемой 3 управления, которая создает переменное электрическое поле в ультразвуковом вибраторе 1 для генерации ультразвуковых колебаний.
Прежде всего, будет описана основная конфигурация верхнего узла 2. Как проиллюстрировано на фиг.3-5, верхний узел 2 содержит выступ 5 в форме диска (в дальнейшем названный «плоским пластинчатым выступом 16»), выполненный из металла, такого как алюминий или ему подобного, ультразвуковой вибратор 1, прикрепленный при помощи клея к одной плоской поверхности плоского пластинчатого выступа 16, установочную часть 6, образующую нижнюю часть верхнего узла 2, и водонепроницаемую крышку 9.
Водонепроницаемая крышка 9 зацепляется с фланцевой опорой 45, выступающей от наружной периферийной поверхности плоского пластинчатого выступа 16, и одновременно зацепляется с крюкообразной частью 8 для зацепления выступающей от наружной поверхности установочной части 6. Посредством присоединения и закрепления плоского пластинчатого выступа 16 на установочной части 6 через водонепроницаемую крышку 9 плоская поверхность (в дальнейшем названная «поверхностью 16b, излучающей ультразвуковые волны») плоского пластинчатого выступа 16, расположенная напротив плоской поверхности (в дальнейшем названная «соединительной поверхностью 16a»), к которой прикрепляется ультразвуковой вибратор 1, может быть открыта наружу в состоянии, в котором она выступает под углом и вверх, как видно на чертеже.
Уплотнительное кольцо 10 установлено между опорной частью плоского пластинчатого выступа 16 и водонепроницаемой крышкой 9. Водонепроницаемая крышка 9 и уплотнительное кольцо 10 образуют крепежное устройство 15 для присоединения и закрепления плоского пластинчатого выступа 16 к устройству для ухода за кожей.
Кроме того, клемма 11 на стороне вибратора и клемма 12 на стороне выступа расположены внутри верхнего узла 2 для подачи электричества в ультразвуковой вибратор 1. Клемма 11 на стороне вибратора образует упругий контакт с одним из двух электродов 13 (см. фиг.3), расположенных в ультразвуковом вибраторе 1, так что клемма 11 на стороне вибратора непосредственно и электрически соединяется с соответствующим электродом 13.
Кроме того, клемма 12 на стороне выступа образует упругий контакт с соединительной поверхностью 16a плоского пластинчатого выступа 16, так что клемма 12 на стороне выступа электрически соединяется с другим электродом 13 ультразвукового вибратора 1. Обе клеммы 11 и 12 закреплены на установочной части 6 и электрически соединяются со схемой 3 управления узла 4 ручки через выводной провод (не показан).
Далее будет описана основная конфигурация узла 4 ручки. Узел 4 ручки содержит закрытый снизу трубчатый основной корпус 20, состоящий из переднего корпуса 18 и заднего корпуса 19, соединенных винтами, обычное кольцеобразное опорное основание 21, соединенное с отверстием основного корпуса 20 с помощью винта, и верхнюю крышку 22. Основной корпус 20, опорное основание 21 и верхняя крышка 22 образуют общий корпус 23 узла 4 ручки.
Схема 3 управления, рабочий переключатель 24 и гнездо 25 для подключения источника питания расположены в корпусе 23. Рабочий переключатель 24 содержит крышку 26 переключателя, прикрепленную к части 19 заднего корпуса, выступ 27 переключателя и подложку 28 переключателя. Подложка 28 переключателя и гнездо 25 для подключения источника питания электрически соединяются со схемой 3 управления через выводные провода (не показаны).
Затем будет описано опорное устройство 7 для поддержания с возможностью перемещения верхнего узла 2 на узле 4 ручки. В настоящем варианте осуществления опорное устройство 7 содержит цилиндрическую винтовую пружину 32 в качестве упругого элемента, вставленного в сжатом состоянии между установочной частью 6, образующей нижнюю часть верхнего узла 2, и верхней крышкой 22, образующей верхнюю часть узла 4 ручки. Нижняя часть установочной части 6 содержит колоннообразную центральную внутреннюю часть 33, периферийный краевой участок 34, окружающий внутреннюю часть 33, и кольцевой паз 35, образованный между внутренней частью 33 и периферийным краевым участком 34.
Внутренняя часть 33 вставляется в центральное отверстие верхней крыши 22. Дискообразный стопор 36 скрепляется винтом с верхней торцевой поверхностью внутренней части 33 внутри верхней крышки 22. Стопором 36 является элемент, который предотвращает скольжение через верхний узел 2 посредством образования контакта с внутренней поверхностью верхней крышки 22 через водонепроницаемую крышку 40, которая будет описана ниже.
Цилиндрический водонепроницаемый элемент 37 расположен вокруг наружной окружности цилиндрической винтовой пружины 32 таким образом, чтобы ее окружать. Цилиндрическая винтовая пружина 32 прижата к верхней крышке 22 через водонепроницаемый элемент 37. Пластинчатая водонепроницаемая крышка 40 расположена внутри верхней крышки 22 узла 4 ручки. Водонепроницаемый элемент 37 и водонепроницаемая крышка 40 предотвращают проникновение жидкости, такой как гель или ему подобной, используемой в качестве среды, передающей ультразвуковые волны, для ухода за кожей, в узел 4 ручки, таким образом, надежно предотвращая повреждение схемы или другие неисправности.
Кроме того, уплотнительное кольцо 10, расположенное между плоским пластинчатым выступом 16 и водонепроницаемой крышкой 9, предотвращает проникание жидкости, такой как гель и ему подобной, в верхний узел 2.
Что касается устройства для ухода за кожей, сконфигурированного, как указано выше, если рабочий переключатель 24 включен, то создается переменное электрическое поле в ультразвуковом вибраторе 1 при помощи схемы 3 управления через клеммы 11 и 12. Созданное переменное электрическое поле вызывает механические колебания в ультразвуковом вибраторе 1, чтобы, таким образом, генерировать ультразвуковые колебания. Затем, когда касаются кожи тела поверхностью 16b плоского пластинчатого выступа 16, излучающей ультразвуковые волны,  при зажиме узла 4 ручки одной рукой, ультразвуковые колебания, генерируемые в ультразвуковом вибраторе 1, передаются на поверхность кожи или в другие места живого организма, таким образом, достигается желаемый эстетический эффект.
Далее будут описаны отличительные элементы настоящего изобретения со ссылкой на фиг.6 и 7. Как изложено ранее, в устройстве для ухода за кожей в соответствии с настоящим вариантом осуществления плоский пластинчатый выступ 16 в форме диска, содержащий расположенные напротив друг друга плоские поверхности, т.е. соединительную поверхность 16a и поверхность 16b, излучающую ультразвуковые волны, используется в качестве выступа 5 для приема ультразвуковых колебаний от закрепленного при помощи клея ультразвукового вибратора 1 и передачи ультразвуковых колебаний в заданную точку.
Ультразвуковой вибратор 1 изготовляется посредством размещения пары электродов 13 на противоположных плоских поверхностях дискообразного пьезоэлектрического материала 14. Один из электродов 13 ультразвукового вибратора 1 закрепляется при помощи клея на соединительной поверхности 16a плоского пластинчатого выступа 16 посредством использования электропроводящего клея (не показан).
Фланцевая опора 45 образована на конце наружной периферийной поверхности 17 плоского пластинчатого выступа 16 около соединительной поверхности 16a. Реброобразная стопорная часть 46, выступающая внутрь от окружности отверстия одного конца водонепроницаемой крышки 9, блокируется относительно поверхности 48 опорной части 45, обращенной к поверхности 16b, излучающей ультразвуковые волны, при помощи уплотнительного кольца 10, расположенного между стопорной частью 46 и торцевой поверхностью 48 (см. фиг.5).
Пазообразная приемная часть 47 образована на внутренней периферийной поверхности водонепроницаемой крышки 9. Крюкообразная часть 8 для зацепления, проходящая от установочной части 6, упруго зацепляется на своем выступе с пазообразной приемной частью 47. При этом опорная часть 45 вставляется между концом выступа зацепляющей части 8 и стопорной частью 46 водонепроницаемой крышки 9 через уплотнительное кольцо 10, таким образом, размещая плоский пластинчатый выступ 16 на месте.
В этом отношении толщина t фланцевой опоры 45 меньше толщины T плоского пластинчатого выступа 16 для предотвращения генерации стоячих волн. Конкретно, толщина T плоского пластинчатого выступа 16 задается равной длине λ волны ультразвуковых колебаний, распространяемых в выступе 16.
С другой стороны, толщина t опорной части 45 задается в пределах от 1/3 до 1/6 толщины T плоского пластинчатого выступа 16 (т.е. от 1/3 до 1/6 длины λ волны ультразвуковых колебаний). Следовательно, как проиллюстрировано на фиг.6B, стоячие волны генерируются внутри плоского пластинчатого выступа 16 на расстоянии, измеряемом от соединительной поверхности 16a до поверхности 16b, излучающей ультразвуковые волны. Пучности стоячих волн возникают на соединительной поверхности 16a, поверхности 16b, излучающей ультразвуковые волны, и промежуточном участке между ними (т.е. местоположение, расположенное на расстоянии 1/2 λ от соединительной поверхности 16a по направлению к поверхности 16b, излучающей ультразвуковые волны).
С другой стороны, опорная часть 45 образована таким образом, что ее толщина t, измеряемая от соединительной поверхности 16a, может входить в диапазон от 1/3 до 1/6 λ. По этой причине стоячая волна не генерируется в опорной части 45. Это дает возможность устойчиво присоединять и закреплять плоский пластинчатый выступ 16 посредством использования опорной части 45.
Торцевая поверхность 48 опорной части 45 расположена на участке, окружающем узел стоячих волн, генерируемых внутри плоского пластинчатого выступа 16 (заштрихованный участок на фиг.6B). Этот участок относится к участку, на котором амплитуда стоячих волн уменьшается до 50% или меньше от самой большой их амплитуды. Следовательно, наличие опорной части 45 не оказывает сильного воздействия на стоячие волны плоского пластинчатого выступа 16. Это обеспечивает устойчивую генерацию ультразвуковых колебаний в плоском пластинчатом выступе 16.
Множество вырезанных частей 49 для предотвращения вращения образовано на периферийном краевом участке круглой соединительной поверхности 16a плоского пластинчатого выступа 16. Выступы 50 для предотвращения вращения (см. фиг.3), проходящие от установочной части 6, вставляются в вырезанные части 49, конструкция которых может надежно удерживать плоский пластинчатый выступ 16 от вращения.
В примере, проиллюстрированном на фиг.7A, три вырезанные части 49 расположены радиально через равные интервалы вдоль периферийного участка соединительной поверхности 16a плоского пластинчатого выступа 16. В качестве альтернативы, как показано на фиг.7B и 7C, вырезанных частей 49 по количеству может быть две, или четыре, или больше.
Хотя ультразвуковые колебания распространяются от центра C соединительной поверхности 16a по направлению к периферийному участку, влияние наличия вырезанных частей 49 на распространение ультразвуковых колебаний устранено для большей части. Это связано с тем, что вырезанные части 49 расположены на одинаковом расстоянии от центра C плоского пластинчатого выступа 16 и расположены через равные интервалы вдоль периферийного участка плоского пластинчатого выступа 16.
Ультразвуковой генератор, сконфигурированный, как указано выше, может использоваться во многих устройствах, отличных от устройства для ухода за кожей. Устройства, в которых может использоваться настоящее изобретение, не ограничиваются устройством для ухода за внешностью и могут включать устройства для выполнения различных видов обработки ультразвуком, таких как диагностика, механическая обработка, сварка, очистка, ускорение проницаемости вещества, диффузия, дисперсия, эмульгирование и распыление. Те же самые эффекты, как описано выше, могут быть получены в этих случаях.
Хотя настоящее изобретение показано и описано относительно данного варианта осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны различные изменения и модификации без отхода от объема настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения.