ЖЕСТКАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЭКСЦЕНТРИКОВОЙ ТЯГИ И ГЕНЕРАТОР ВИБРАЦИЙ
STIFF STRUCTURE OF ECCENTRIC CON-ROD AND GENERATOR OF VIBRATIONS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к жесткой конструкции эксцентриковой тяги и генератору вибраций, и более конкретно, к жесткой конструкции эксцентриковой тяги, генерирующей вибрации посредством вращения эксцентриковой тяги, и генератору вибраций.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Со ссылкой на фиг.8 и 9 в качестве примера генератора вибраций описана электрическая зубная щетка 1. В электрической зубной щетке 1 используется общая жесткая конструкция эксцентриковой тяги. Конструкция, подобная электрической зубной щетке 1, раскрыта в японской выложенной патентной заявке №2009-240155 (Патентный документ 1).
Как представлено главным образом на фиг.9, обычная электрическая зубная щетка 1 включает в себя корпус 10, двигатель 20, эксцентриковую тягу 30, ствол 40 и элемент 50 для гигиены полости рта. Корпус 10 имеет трубчатую форму. Корпус 10 захватывается пользователем электрической зубной щетки 1. На поверхности корпуса 1 обеспечивается управляющий участок 13.
Двигатель 20 помещается в участке рядом с первым концом 11 корпуса 10. Двигатель 20 имеет приводной вал 21. Двигатель 20 соединяется с предусмотренным источником питания (не показан), помещенным в корпус 10, для вращения приводного вала 21. Эксцентриковая тяга 30 выполнена по существу в форме бруска. Эксцентриковая тяга 30 имеет утяжеленный участок 33b. Центр тяжести утяжеленного участка 33b отклоняется от центральной оси 30t эксцентриковой тяги 30 наружу (вниз в плоскости фиг.9). Другими словами, утяжеленный участок 33b эксцентричен относительно центральной оси 30t эксцентриковой тяги 30. Второй конец 32 эксцентриковой тяги 30 соединяется с приводным валом 21.
Ствол 40 выполнен в виде колпачка. Внутри участка ствола 40 ближе к первому концу 41 обеспечивается опорный участок 44. Первый конец 31 эксцентриковой тяги 30 вставлен в опорный участок 44. Ствол 40 установлен на боковой поверхности корпуса 10 для закрытия эксцентриковой тяги 30. Элемент 50 для гигиены полости рта имеет трубчатый участок 51 и участок 52 для чистки зубов. Трубчатый участок 51 элемента 50 для гигиены полости рта установлен на наружной стороне ствола 40.
Описывается работа электрической зубной щетки 1, выполненной вышеупомянутым образом. Пользователь управляет управляющим участком 13 для приведения в действие двигателя 20. Двигатель 20 вращает приводной вал 21. Эксцентриковая тяга 30 вращается как неотъемлемая часть вместе с приводным валом 21, благодаря силе, передаваемой с приводного вала 21.
Утяжеленный участок 33b вращается вокруг центральной оси 30t, таким образом, вокруг центральной оси 30t генерируется центробежная сила. Эта центробежная сила вызывает вибрацию ствола 40. Вибрация ствола 40 передается на участок 52 для чистки зубов через трубчатый участок 51 элемента 50 для гигиены полости рта. Таким образом, участок 52 для чистки зубов вибрирует.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
PTL 1: японская выложенная патентная заявка №2009-240155
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
На фиг.10 представлен ствол 40, установленный на боковой стороне корпуса 10, удерживающий эксцентриковую тягу 30 в жесткой конструкции эксцентриковой тяги или генератора вибраций, например, электрической зубной щетке 1. Ствол 40 установлен на боковой стороне корпуса 10 таким образом, что образуется опорная ось 40t, соединяющая опорный участок 44 ствола 40 и приводной вал 21 двигателя 20 друг с другом.
С другой стороны, в жесткой конструкции эксцентриковой тяги или генераторе вибраций, таком как электрическая зубная щетка 1, центральная ось 30t эксцентриковой тяги 30 в целом является прямолинейной. Ствол 40 установлен на корпусе 10, удерживая эксцентриковую тягу 30 таким образом, что центральная ось 30t эксцентриковой тяги 30 и ось 40t отсчета располагаются по существу на одной и той же прямой линии (см. внизу на фиг.10).
В случае приведения в действие электрической зубной щетки 1 (двигатель 20) с низкой частотой вращения громкость звука, генерируемого посредством вибрации электрической зубной щетки 1, является небольшой. Однако в случае приведения в действие электрической зубной щетки 1 с относительно высокой частотой вращения (например, по меньшей мере около 30000 ходов в минуту), громкость звука, генерируемого посредством вибрации электрической зубной щетки 1, увеличивается.
Задачи настоящего изобретения состоят в обеспечении жесткой конструкции эксцентриковой тяги и генератора вибраций, которые способны снизить громкость звука, генерируемого посредством вибрации, при приведении в действие не только с низкой частотой вращения, но также и с высокой частотой вращения.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Жесткая конструкция эксцентриковой тяги по настоящему изобретению представляет собой жесткую конструкцию эксцентриковой тяги, используемую для генератора вибраций, и включает в себя вращающееся средство привода, имеющее приводной вал, эксцентриковую тягу по существу в форме бруска, имеющую эксцентрический утяжеленный участок на первом конце и имеющую участок тяги, соединенный с вышеупомянутым приводным валом на втором конце, вращающуюся посредством силы, переданной от вышеупомянутого вращающегося средства привода через вышеупомянутый приводной вал, и вибрирующий участок, имеющий опорный участок внутри участка, ближнего к первому концу, так что вышеупомянутый первый конец вышеупомянутой эксцентриковой тяги вставлен в вышеупомянутый опорный участок, выполненный для покрытия вышеупомянутой эксцентриковой тяги, при этом вышеупомянутый эксцентрический утяжеленный участок имеет первую центральную ось, проходящую вдоль продольного направления вышеупомянутого эксцентрического утяжеленного участка, при этом вышеупомянутый участок тяги имеет вторую центральную ось, проходящую вдоль продольного направления вышеупомянутого участка тяги, при этом линия продления образуется посредством продления вышеупомянутой второй центральной оси в направлении боковой поверхности вышеупомянутого эксцентрического утяжеленного участка, угол между вышеупомянутой первой центральной осью вышеупомянутого эксцентрического утяжеленного участка и вышеупомянутой линией продления более 0° и не более приблизительно 10° в состоянии, при котором вышеупомянутый первый конец вышеупомянутой эксцентриковой тяги не вставлен в вышеупомянутый опорный участок, а вышеупомянутый первый конец вышеупомянутой эксцентриковой тяги вставлен в вышеупомянутый опорный участок таким образом, что вышеупомянутая эксцентриковая тяга фиксируется таким образом, что вышеупомянутый первый конец вышеупомянутой эксцентриковой тяги регулярно толкает внутреннюю периферическую поверхность вышеупомянутого опорного участка.
В другом варианте осуществления жесткой конструкции эксцентриковой тяги по вышеупомянутому изобретению угол между вышеупомянутой первой центральной осью вышеупомянутого эксцентрического утяжеленного участка и вышеупомянутой линией продления составляет по меньшей мере примерно 2,0° и не более примерно 5,0° в состоянии, при котором вышеупомянутый первый конец вышеупомянутой эксцентриковой тяги не вставлен в вышеупомянутый опорный участок.
В еще одном варианте осуществления жесткой конструкции эксцентриковой тяги по вышеупомянутому изобретению вышеупомянутый участок тяги является неотъемлемой частью по существу удлиненного соединителя для тяги, фиксирующего вышеупомянутый эксцентрический утяжеленный участок к первому концу и соединительному участку для вала, установленному на втором конце вышеупомянутого соединителя для тяги, и соединен с вышеупомянутым приводным валом, и по существу удлиненный суженный участок относительно меньшего диаметра по сравнению с остальными участками образуется между вышеупомянутым первым концом вышеупомянутого соединителя для тяги и вышеупомянутым вторым концом вышеупомянутого соединителя для тяги.
В дополнительном варианте осуществления жесткой конструкции эксцентриковой тяги по вышеупомянутому изобретению материалом для вышеупомянутого соединителя для тяги является полиацеталь.
В дополнительном варианте осуществления жесткой конструкции эксцентриковой тяги по вышеупомянутому изобретению вышеупомянутый эксцентрический утяжеленный участок и вышеупомянутый участок тяги формуются единым целым.
Генератор вибраций по настоящему изобретению включает в себя любую из описанных выше жестких конструкций эксцентриковой тяги.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
По настоящему изобретению становится возможным получение жесткой конструкции эксцентриковой тяги и генератора вибраций, каждый из которых способен уменьшить громкость звука, генерируемого посредством вибрации при приведении в действие не только с низкой частотой вращения, но также и с высокой частотой вращения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в разрезе (частичный вид сбоку), представляющий общую конструкцию электрической зубной щетки согласно первому варианту осуществления.
Фиг.2 - вид в перспективе, представляющий эксцентриковую тягу, относящуюся к электрической зубной щетке согласно первому варианту осуществления.
Фиг.3 - вид в разрезе (сборочная схема), представляющий корпус, двигатель, эксцентриковую тягу и ствол, относящиеся к электрической зубной щетке согласно первому варианту осуществления.
Фиг.4 - вид в перспективе, представляющий эксцентриковую тягу, относящуюся к электрической зубной щетке согласно второму варианту осуществления.
Фиг.5 - вид в разрезе (сборочная схема), представляющий корпус, двигатель, эксцентриковую тягу и ствол, относящиеся к электрической зубной щетке согласно второму варианту осуществления.
Фиг.6 - первый график, схематически показывающий экспериментальные результаты, относящиеся к электрической зубной щетке согласно второму варианту осуществления.
Фиг.7 - второй график, схематически показывающий экспериментальные результаты, относящиеся к электрической зубной щетке согласно второму варианту осуществления.
Фиг.8 - вид в перспективе (сборочная схема), показывающий общую конструкцию обычной электрической зубной щетки.
Фиг.9 - вид в разрезе (частичный вид сбоку), представляющий общую конструкцию обычной электрической зубной щетки.
Фиг.10 - вид в разрезе (сборочная схема), представляющий корпус, двигатель, эксцентриковую тягу и ствол, относящиеся к обычной электрической зубной щетке.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В настоящем документе со ссылкой на чертежи описываются варианты осуществления, основанные на настоящем изобретении. Каждый из нижеследующих вариантов осуществления описан на основе электрической зубной щетки, генерирующей вибрации посредством вращения ротора, в качестве примера, жесткой конструкции эксцентриковой тяги или генератора вибраций. В случае упоминания числа, величины или тому подобного в каждом из упомянутых вариантов осуществления, диапазон настоящего изобретения необязательно ограничен указанным числом, величиной или тому подобным, если иное не указано явным образом. В каждом из описанных ниже вариантов осуществления идентичные номера ссылочных позиций обозначают одни и те же компоненты или соответствующие компоненты, и дублирующее описание может не повторяться.
Первый вариант осуществления
Электрическая зубная щетка 1A согласно этому варианту осуществления описана со ссылкой на фиг.1-3.
Конструкция
На фиг.1 представлена электрическая зубная щетка 1A, которая включает в себя корпус 10, двигатель 20 (вращающееся средство привода), эксцентриковую тягу 30A, ствол 40 (вибрирующий участок) и элемент 50 для гигиены полости рта. Корпус 10, двигатель 20, ствол 40 и элемент 50 для гигиены полости рта выполнены подобными таковым в вышеупомянутой электрической зубной щетке 1. Опорный участок 44, обеспеченный внутри участка ствола 40 ближе к первому концу 41, может быть выполнен единым целым со стволом 40, или может быть выполнен как компонент, отличный от ствола 40.
Материалом для корпуса 10 является, например, ABS-полимер (синтетический полимер сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола). Материалом для ствола 40 является, например, поликарбонат. Подходящим материалом для фиксированного элемента 43, обеспеченного кольцеобразно на втором конце 42 ствола 40, является эластомер. Материалом для трубчатого участка 51 элемента 50 для гигиены полости рта является, например, полипропилен. Материалом для участка 52 для чистки зубов элемента 50 для гигиены полости рта является, например, нейлон (волосовидный). Элемент 50 для гигиены полости рта в этом варианте осуществления представляет собой щеткоподобный элемент. Элемент 50 для гигиены полости рта может представлять собой группу силиконовых деталей для массажа или тому подобного.
На фиг.2 представлено, что эксцентриковая тяга 30A выполнена по существу в виде бруска. Эксцентриковая тяга 30A имеет эксцентрический утяжеленный участок 33 на первом конце 31, и имеет участок 34 тяги на втором конце 32.
На фиг.3 эксцентрический утяжеленный участок 33 состоит из составляющих единое целое удлиненного вставляемого участка 33a, утяжеленного участка 33b, имеющего по существу C-образную форму в сечении, и соединительного участка 33c. Материалом для эксцентрического утяжеленного участка 33 является, например, фосфористая бронза. Ствол 40 устанавливается на боковой поверхности корпуса 10, удерживая при этом эксцентриковую тягу 30A, в результате чего вставляемый участок 33a вставляется в опорный участок 44 ствола 40 (см. внизу на фиг.3). Ствол 40 может быть установлен на внутренний корпус, содержащийся в корпусе 10, для вмещения подложки, двигателя и тому подобного.
В продольном направлении эксцентрического утяжеленного участка 33 центральная ось вставляемого участка 33a и центральная ось соединительного участка 33c располагаются на по существу одинаковых прямых линиях. Центральная ось вставляемого участка 33a и центральная ось соединительного участка 33c определяют первую центральную ось 33t, проходящую вдоль продольного направления эксцентрического утяжеленного участка 33. Центр тяжести утяжеленного участка 33b отклоняется от первой центральной оси 33t наружу (вверх в плоскости фиг.3). Другими словами, утяжеленный участок 33b является эксцентрическим относительно первой центральной оси 33t.
Участок 34 тяги образован по существу удлиненным верхним соединителем 34a тяги, по существу удлиненным (по существу H-образной формы в сечении) нижним соединителем 34b тяги и участком 34c соединения с валом. Верхний соединитель 34a тяги (за исключением участка на первом конце 34aa), нижний соединитель 34b тяги и участок 34c соединения с валом выполнены осесимметрично относительно второй центральной оси 34t (подробности описаны далее). Термин "осесимметрично" означает, что формы поперечного сечения, перпендикулярного второй центральной оси 34t, являются центрально-симметричными относительно второй центральной оси 34t.
Материалом для верхнего соединителя 34a тяги и участка 34c соединения с валом является, например, полипропилен. В качестве материала для нижнего соединителя 34b тяги может быть использован, например, эластомер или другой элемент, обладающий эластичностью.
На первом конце 34aa верхнего соединителя 34 тяги выполнен углубленный участок 35. Соединительный участок 33c эксцентрического утяжеленного участка 33 плотно вставлен в углубленный участок 35. На первом конце 34ba нижнего соединителя 34b тяги выполнен углубленный участок 36. Второй конец 34ab верхнего соединителя 34a тяги плотно вставлен в углубленный участок 36. На втором конце 34bb нижнего соединителя 34b тяги выполнен углубленный участок 38. Первый конец 34ca участка 34c соединения с валом плотно вставлен в углубленный участок 38. Верхний соединитель 34a тяги и участок 34c соединения с валом заранее подготовлены таким образом, что верхний соединитель 34a тяги, участок 34c соединения с валом и нижний соединитель 34b тяги подходящим образом объединяются при формовании нижнего соединителя 34b тяги.
Суженный участок 37 выполнен на по существу центральном участке нижнего соединителя 34b тяги в продольном направлении. Суженный участок 37 выполнен по существу в целом удлиненным. Диаметр суженного участка 37 меньше диаметра верхнего соединителя 34a тяги. На втором конце 34cb участка 34c соединения с валом выполнен углубленный участок 39. Приводной вал 21 двигателя 20 плотно вставлен в углубленный участок 39 таким образом, что эксцентриковая тяга 30A соединяется с приводным валом 21.
Центральная ось верхнего соединителя 34a тяги, центральная ось нижнего соединителя 34b тяги и центральная ось участка 34c соединения с валом располагаются на по существу одинаковых прямых линиях. Центральная ось верхнего соединителя 34a тяги, центральная ось нижнего соединителя 34b тяги и центральная ось участка 34c соединения с валом задают вторую центральную ось 34t, проходящую вдоль продольного направления участка 34 тяги.
Линия 34s продления задается посредством продления второй центральной оси 34t в направлении эксцентрического утяжеленного участка 33. В положении, когда первый конец 31 эксцентриковой тяги 30A не вставлен в опорный участок 44 (состояние эксцентриковой тяги 30A, представленное на верхнем чертеже на фиг.3), между первой центральной осью 33t эксцентрического утяжеленного участка 33 и вышеупомянутой линией 34s продления образуется угол θ, составляющий по меньшей мере приблизительно 2,0° и не более приблизительно 5,0°.
Другими словами, эксцентрический утяжеленный участок 33 фиксируется к участку 34 тяги таким образом, что угол между первой центральной осью 33t эксцентрического утяжеленного участка 33 и второй центральной осью 34t участка 34 тяги составляет по меньшей мере приблизительно 175° и не более приблизительно 178°.
Функции·результаты
Ствол 40 установлен на боковой поверхности корпуса 10, удерживая при этом эксцентриковую тягу 30A. Когда вставляемый участок 33a вставлен в опорный участок 44, боковая поверхность первого конца 31 эксцентриковой тяги 30A поднимается в направлении, показанном стрелкой AR1 (см. верхний чертеж фиг.3).
На фиг.1 (или нижнем чертеже фиг.3), ствол 40 установлен на боковой поверхности корпуса 10. На первом конце 31 эксцентриковой тяги 30A в направлении, показанном стрелкой AR2, возникает возвращающая сила, вызывающая смещение. Наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a регулярно толкает внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44 в результате действия этой возвращающей силы. Другими словами, наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a регулярно давит на внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44.
Пользователь управляет управляющим участком 13 для приведения в действие двигателя 20. Двигатель 20 вращает приводной вал 21. Эксцентриковая тяга 30A вращается совместно с приводным валом 21 посредством энергии, передаваемой от приводного вала 21. При вращении эксцентриковой тяги 30A наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a скользит относительно внутренней периферической поверхности опорного участка 44.
В электрической зубной щетке 1A вышеупомянутая возвращающая сила действует на первый конец 31 эксцентриковой тяги 30A. Эксцентриковая тяга 30A может вращаться в состоянии, при котором надежно сохраняется состояние контакта между наружной периферической поверхностью вставляемого участка 33a и внутренней периферической поверхностью опорного участка 44. Также в случае, когда двигатель 20 вращает приводной вал 21 на высокой скорости, состояние контакта между наружной периферической поверхностью вставляемого участка 33a и внутренней периферической поверхностью опорного участка 44 может сохраняться лучшим образом (по сравнению с электрической зубной щеткой 1, описанной в начале документа). Другими словами, в электрической зубной щетке 1A возможность контакта наружной периферической поверхности вставляемого участка 33a и внутренней периферической поверхности опорного участка 44 выше.
Когда наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a и внутренняя периферическая поверхность опорного участка 44 находятся в контакте друг с другом, оба конца (первый конец 31 и второй конец 32) эксцентриковой тяги 30A являются так называемыми фиксированными концами. Эксцентриковая тяга 30A обладает способностью устойчивого вращения.
В электрической зубной щетке 1 (см. фиг.10), описанной в начале, центральная ось 30t эксцентриковой тяги 30 в целом выполнена прямолинейной. Даже если ствол 40 установлен на корпусе 10, удерживая при этом эксцентриковую тягу 30, наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a не толкает внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44 (наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a не давит на внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44). Согласно электрической зубной щетке 1 состояние контакта между наружной периферической поверхностью вставляемого участка 33a и внутренней периферической поверхностью опорного участка 44 не может сохраняться в случае, когда двигатель 20 вращает приводной вал 21 на высокой скорости. Генерируется такой хлопающий звук, что наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a ударяет внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44. Эксцентриковая тяга 30 не может устойчиво вращаться. В результате громкость звука, генерируемая посредством вибрации эксцентриковой тяги 30, увеличивается.
В электрической зубной щетке 1A согласно этому варианту осуществления наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a регулярно давит на внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44, когда ствол 40 установлен на корпус 10, удерживая при этом эксцентриковую тягу 30A, в результате чего эксцентриковая тяга 30A обладает способностью устойчиво вращаться. Генерирование такого хлопающего звука, когда наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a ударяет внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44, может подавляться. В результате становится возможным уменьшить громкость звука, генерируемого в результате вибрации эксцентриковой тяги 30A.
В электрической зубной щетке 1A на нижнем соединителе 34b тяги выполнен суженный участок 37, в целом по существу удлиненным. Диаметр суженного участка 37 меньше диаметра верхнего соединителя 34a тяги. В суженном участке 37 эксцентриковая тяга 30A легко изгибается.
Также в случае, когда эксцентриковая тяга 30A вращается таким образом, что на эксцентриковую тягу 30A действует чрезмерная нагрузка, суженный участок 37 изгибается таким образом, что вышеупомянутая нагрузка может уменьшиться. В результате становится возможным увеличить долговечность эксцентриковой тяги 30A. Становится возможным большее увеличение долговечности эксцентриковой тяги 30A посредством использования в качестве материала для верхнего соединителя 34a тяги и участка 34c соединения с валом полипропилена, а в качестве материала для нижнего соединителя 34b тяги - эластомера (более мягкого, чем полипропилен).
Второй вариант осуществления
Электрическая зубная щетка согласно этому варианту осуществления описана со ссылкой на фиг.4 и 5. Электрическая зубная щетка согласно этому варианту осуществления и электрическая зубная щетка 1A согласно вышеупомянутому первому варианту осуществления отличаются друг от друга эксцентриковой тягой 30B, а в остальном выполнены подобными друг другу.
На фиг.4 эксцентриковая тяга 30B выполнена по существу в виде бруска. Эксцентриковая тяга 30B имеет эксцентрический утяжеленный участок 33 на первом конце 31, и имеет участок 34 тяги на втором конце 32.
На фиг.5 представлен эксцентрический утяжеленный участок 33, который состоит из выполненных как единое целое удлиненного вставляемого участка 33a, утяжеленного участка 33b, имеющего по существу C-образную форму в сечении, и соединительного участка 33c. Материалом для эксцентрического утяжеленного участка 33 является, например, фосфористая бронза. Ствол 40 установлен на корпус 10, удерживая эксцентриковую тягу 30B таким образом, что опорный участок 44 ствола 40 вставлен во вставляемый участок 33a (см. нижний чертеж фиг.5).
В продольном направлении эксцентрического утяжеленного участка 33 центральная ось вставляемого участка 33a и центральная ось соединительного участка 33c расположены на одной прямой линии. Центральная ось вставляемого участка 33a и центральная ось соединительного участка 33c определяют первую центральную ось 33t, проходящую вдоль продольного направления эксцентрического утяжеленного участка 33. Центр тяжести утяжеленного участка 33b отклоняется от первой центральной оси 30t наружу (вверх на фиг.5). Другими словами, утяжеленный участок 33b является эксцентрическим относительно первой центральной оси 33t.
Участок 34 тяги состоит из по существу удлиненного соединителя 34d тяги и участка 34c соединения с валом. Соединитель 34d тяги (за исключением участка на первом конце 31) и участок 34c соединения с валом выполнены осесимметрично относительно второй центральной оси 34t (подробности описаны далее). Соединитель 34d тяги удобно выполнен таким образом, что его диаметр постепенно уменьшается к суженному участку 37 (подробности описаны далее), расположенному справа на фиг.5. Согласно этой конструкции соединитель 34d тяги обладает повышенной упругостью и долговечностью по сравнению со случаем, когда его диаметр уменьшается к суженному участку 37 ступенчато (пошагово).
Подходящим материалом для соединителя 34d тяги и участка 34c соединения с валом является полиацеталь. Соединитель 34d тяги и участок 34c соединения с валом формуются совместно. Соединитель 34d тяги и участок 34c соединения с валом могут быть выполнены как отдельные компоненты.
На первом конце 34da соединителя 34d тяги выполнен углубленный участок 35. Соединительный участок 33c эксцентрического утяжеленного участка 33 плотно вставлен в углубленный участок 35. В случае, когда соединитель 34d тяги и участок 34c соединения с валом выполнены как отдельные компоненты (не сформованы вместе), второй конец соединителя 34d тяги и первый конец участка 34c соединения с валом намертво соединены друг с другом. Эксцентрический утяжеленный участок 33 и соединитель 34d тяги целесообразно формовать вместе посредством формования полимера.
В продольном направлении соединителя 34d тяги, на участке по существу центрального участка соединителя 34d тяги ближе ко второму концу (ближе к участку 34c соединения с валом), выполнен суженный участок 37. Суженный участок 37 выполнен по существу в целом удлиненным. Диаметр суженного участка 37 меньше диаметра остального участка соединителя 34d тяги. На втором конце 34cb участка 34c соединения с валом выполнен углубленный участок 39. Приводной вал 21 двигателя 20 плотно вставляется в углубленный участок 39 таким образом, что эксцентриковая тяга 30B соединяется с приводным валом 21.
Центральная ось соединителя 34d тяги и центральная ось участка 34c соединения с валом расположены на по существу одинаковых прямых линиях. Центральная ось соединителя 34d тяги и центральная ось участка 34c соединения с валом определяют вторую центральную ось 34t, проходящую вдоль продольного направления участка 34 тяги.
Линия 34s продления определяется продлением второй центральной оси 34t в направлении эксцентрического утяжеленного участка 33. В состоянии, при котором первый конец 31 эксцентриковой тяги 30B не вставлен в опорный участок 44 (состояние эксцентриковой тяги 30B, представленное вверху на фиг.5), между первой центральной осью 33t эксцентрического утяжеленного участка 33 и вышеупомянутой линией 34s продления образуется угол θ, составляющий по меньшей мере приблизительно 2,0° и не более приблизительно 5,0°.
Другими словами, эксцентрический утяжеленный участок 33 фиксирован к участку 34 тяги таким образом, что угол между первой центральной осью 33t эксцентрического утяжеленного участка 33 и второй центральной осью 34t участка 34 тяги составляет по меньшей мере приблизительно 175° и не более приблизительно 178°.
Функции·результаты
Ствол 40 установлен на корпусе 10, удерживая при этом эксцентриковую тягу 30B. Когда вставляемый участок 33a вставлен в опорный участок 44, боковая поверхность первого конца 31 эксцентриковой тяги 30B поднимается в направлении, показанном стрелкой AR1 (см. вверху на фиг.5).
Внизу на фиг.5 представлено, что ствол 40 установлен на ней стороне в проекции корпусе 10. На первом конце 31 эксцентриковой тяги 30B возникает возвращающая сила, вызывающая смещение в направлении, показанном стрелкой AR2. Наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a регулярно толкает внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44 в результате действия этой возвращающей силы. Другими словами, наружная периферическая поверхность вставляемого участка 33a регулярно давит на внутреннюю периферическую поверхность опорного участка 44.
В электрической зубной щетке согласно этому варианту осуществления эксцентриковая тяга 30B обладает способностью устойчиво вращаться, подобно тому, как это происходит в электрической зубной щетке 1A согласно вышеупомянутому первому варианту осуществления. В результате становится возможным уменьшить громкость звука, генерируемого посредством вибрации эксцентриковой тяги 30B.
В электрической зубной щетке согласно этому варианту осуществления на соединителе 34d тяги выполнен суженный участок 37, по существу в целом удлиненной формы. Диаметр суженного участка 37 меньше диаметра остального участка соединителя 34d тяги. В суженном участке 37 эксцентриковая тяга 30B легко изгибается.
Также в случае, когда эксцентриковая тяга 30B вращается таким образом, что на эксцентриковую тягу 30B действует чрезмерная нагрузка, суженный участок 37 изгибается таким образом, что вышеупомянутая нагрузка может уменьшаться. В результате становится возможным увеличить долговечность эксцентриковой тяги 30B. Становится возможным большее увеличение долговечности эксцентриковой тяги 30B за счет использования в качестве материала для соединителя 34d тяги полиацеталя.
Участок 34 тяги эксцентриковой тяги 30B в этом варианте осуществления состоит из соединителя 34d тяги и участка 34c соединения с валом, выполненных как единый компонент (может состоять из соединителя 34d тяги и участка 34c соединения с валом в виде двух компонентов). С другой стороны, участок 34 тяги эксцентриковой тяги 30A в первом варианте осуществления состоит из трех компонентов (верхний соединитель 34a тяги, нижний соединитель 34b тяги и участок 34c соединения с валом). Согласно электрической зубной щетке в этом варианте осуществления становится возможным уменьшить число компонентов и стоимость изготовления.
В случае совместного формования соединителя 34d тяги и эксцентрического утяжеленного участка 33, эксцентрический утяжеленный участок 33 целесообразно расположить на заданной матрице, чтобы объединить соединителем 34d тяги посредством формования полимера. В этом случае эксцентрический утяжеленный участок 33 может просто быть выполнен соосно, таким образом может быть снижена стоимость изготовления, а также облегчен сам процесс производства. С другой стороны, в случае, когда соединитель 34d тяги и эксцентрический утяжеленный участок 33 не формуются вместе, необходимо плотно вставить эксцентрический утяжеленный участок 33 в соединитель 34d тяги. В этом случае довольно трудно обеспечить отверстие на боковой поверхности соединителя 34d тяги, и необходимо выполнить эксцентрический утяжеленный участок 33 несоосной формы.
Экспериментальные результаты, относящиеся ко второму варианту осуществления
Со ссылкой на фиг.6 и 7 описаны экспериментальные результаты, относящиеся ко второму варианту осуществления. В конструкции по второму варианту осуществления были измерены изменение (см. фиг.6) уровня шума N от звука вибрации, генерируемого электрической зубной щеткой, и потребление тока IC (A) электрической зубной щетки при изменении угла θ между первой центральной осью 33t (см. фиг.5) эксцентрического утяжеленного участка 33 и линией 34s продления. Уровень шума обозначает заданное значение, вычисленное на основании частоты, звукового давления и т.д. звука вибрации.
В электрической зубной щетке, использованной для этого эксперимента, общая длина эксцентрического утяжеленного участка 33 составляет приблизительно 23 мм. Общая длина участка 34 тяги составляет приблизительно 45 мм. Материалом для эксцентрического утяжеленного участка 33 является фосфористая бронза. Диаметр участка 34 тяги составляет приблизительно 3 мм. Диаметр суженного участка 37 в участке 34 тяги составляет приблизительно 1,57 мм. Материалом для участка 34 тяги является полиацеталь. Диаметр вставляемого участка 33a эксцентрического утяжеленного участка 33 составляет приблизительно 1,98 мм. Диаметр внутренней периферической поверхности опорного участка 44 ствола 40 составляет приблизительно 2,00 мм. Частота вращения двигателя 20 составляет приблизительно 33000 ходов в минуту.
На фиг.6 уровень шума N является высоким, когда угол θ составляет 0°. Уровень шума N ощутимо резко снижается, когда угол θ превышает 0°. Когда угол θ становится по меньшей мере приблизительно 2,0°, уровень шума N почти не падает. Когда угол θ становится более приблизительно 10°, становится трудно собрать эксцентриковую тягу и ствол (опорный участок), хотя уровень шума N продолжает падать.
На фиг.7 представлено, что изменение в потреблении тока IC почти незаметно, когда угол θ был по меньшей мере 0° и не более приблизительно 5°. Потребление тока IC увеличивалось, когда угол θ становился более приблизительно 5°.
Из вышеизложенного понятно, что подходящее значение угла θ составляет по меньшей мере приблизительно 2,0° и не более приблизительно 5°. Понятно, что более предпочтительно, когда подходящий угол θ составляет по меньшей мере приблизительно 3,0° и не более приблизительно 3,5°.
Хотя подобный эксперимент был проведен также с конструкцией первого варианта осуществления, понятно, что подходящий угол θ составляет по меньшей мере приблизительно 2,0° и не более приблизительно 5°. Понятно, что более предпочтительно, когда подходящий угол θ составляет по меньшей мере приблизительно 3,0° и не более приблизительно 3,5°.
Хотя жесткая конструкция эксцентриковой тяги и генератор вибраций были описаны со ссылкой на электрическую зубную щетку по каждому варианту осуществления, основанному на настоящем изобретении, варианты осуществления, раскрытые в данном случае, должны рассматриваться как иллюстративные и ни в коем случае неограничивающие. Например, хотя электрическая зубная щетка согласно каждому из вышеупомянутых вариантов осуществления была описана со ссылкой на по существу выполненный линейно по существу цилиндрический корпус, настоящее изобретение этим не ограничивается. Вышеупомянутый корпус может быть выполнен так, чтобы частично изгибаться на промежуточном участке, чтобы пользователь мог более легко его захватывать.
Хотя каждый из вышеупомянутых вариантов осуществления описан на основе такого варианта осуществления, при котором весь элемент 50 для гигиены полости рта, покрывающий ствол 40, является заменяемым, как конструкция так называемой электрической зубной щетки со сменной щеткой, настоящее изобретение этим не ограничивается. Настоящее изобретение также подходит для такой конструкции, в которой элемент 50 для гигиены полости рта не имеет трубчатого участка 51 (такая конструкция, в которой трубчатый участок 51 и ствол 40 объединены друг с другом) и для такого варианта осуществления, при котором заменяются только участок 52 для чистки зубов и область опорного участка, в который вставлен участок 52 для чистки зубов. Настоящее изобретение также подходит к такой конструкции, в которой элемент 50 для гигиены полости рта не имеет трубчатого участка 51 и такому варианту осуществления, при котором участок 52 для чистки зубов обеспечивается непосредственно на стволе 40 (участок для чистки зубов является незаменяемым).
Жесткая конструкция эксцентриковой тяги и генератор вибраций, основанные на настоящем изобретении, не ограничиваются электрической зубной щеткой, а также подходят, например, для массажера кожи головы, снабженного функцией вибрации, электрического устройства для лечения зубов или электроинструмента. Объем настоящего изобретения представлен объемом патентной формулы и предназначен для включения всех модификаций в пределах смысла и объема, эквивалентных объему патентной формулы.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1, 1A электрическая зубная щетка, 10 корпус, 11, 31, 34aa, 34ba, 34ca, 34da, 41 первый конец, 13 управляющий участок, 20 двигатель, 21 приводной вал, 30, 30A, 30B эксцентриковая тяга, 30t центральная ось, 32, 34ab, 34bb, 34cb, 42 второй конец, 33 эксцентрический утяжеленный участок, 33a вставляемый участок, 33b утяжеленный участок, 33c соединительный участок, 33t первая центральная ось, 34 участок тяги, 34a верхний соединитель тяги, 34b нижний соединитель тяги, 34c участок соединения с валом, 34d соединитель тяги, 34s линия продления, 34t вторая центральная ось, 35, 36, 38, 39 углубленный участок, 37 суженный участок, 40 ствол, 40t опорная ось, 43 фиксированный элемент, 44 опорный участок, 50 элемент для гигиены полости рта, 51 трубчатый участок, 52 участок для чистки зубов, AR1, AR2 стрелка, IC потребление тока, N уровень шума, θ угол.