ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИИ СРЕЗАНИЯ ВОЛОС, ПРИСУТСТВУЮЩИХ НА УЧАСТКЕ КОЖИ
ELECTRIC DEVICE FOR PERFORMING HAIR CUTTING OPERATION PRESENT ON SKIN AREA

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к электрическому устройству для выполнения операции срезания волос, присутствующих на участке кожи, содержащему функциональную головку, имеющую по меньшей мере один подвижно расположенный внутренний режущий элемент для срезания волос и дополнительно имеющую внешний режущий элемент для контакта с участком кожи, причем внешний режущий элемент расположен в функциональной головке для закрывания внутреннего режущего элемента и контакта с ним, и при этом внешний режущий элемент снабжен прорезями для прохода волос, позволяющими волосам проникать через внешний режущий элемент и, тем самым, наталкиваться на внутренний режущий элемент; и электродвигатель для привода внутреннего режущего элемента функциональной головки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Электрическое устройство вышеупомянутого типа известно из US 2013/0333220. Известное электрическое устройство является бритвенным устройством, содержащим три режущих блока, имеющих, каждый, внешний режущий элемент и внутренний режущий элемент, при этом внешний и внутренний режущие элементы имеют взаимодействующие режущие кромки. В данном бритвенном устройстве, для минимизации трения между взаимодействующими кромками обеспечен опорный элемент, обладающий вязкоупругими свойствами, в каждом режущем блоке, например, между внутренним режущим элементом и упорным подшипником, служащим опорой внутреннего режущего элемента относительно внешнего режущего элемента. В общем, целесообразно, чтобы в вышеупомянутом электрическом устройстве внешний режущий элемент был таким тонким, насколько это возможно на практике, чтобы обеспечивать оптимальные результаты срезания, при этом следует отметить, что под оптимальными результатами срезания следует понимать, как результат процесса, в течение которого волосы срезаются в положении как можно ближе к поверхности кожи. В известном практическом варианте осуществления электрического устройства, внешний режущий элемент содержит тонкий лист, в котором расположено некоторое количество шлицов, при этом шлицы предназначены для выполнения функции прорезей для прохода волос внешнего режущего элемента. Участки внешнего режущего элемента, разграниченные последовательными шлицами, называются ламелями.
Во время использования известного электрического устройства, ламели подвержены износу и становятся тоньше в результате контакта с движущимся внутренним режущим элементом. Вследствие этого, усиливается раздражение кожи, и может даже случаться, что ламели во внешнем режущем элементе отламываются. В любом случае, с течением времени степень износа режущих элементов может становиться такой, что эффективность бритья оказывается ниже оптимальной, потому что конструкция электрического устройства оптимизирована для ситуации отсутствия износа или только минимального износа. Вследствие того, что эффективность бритья снижается с течением времени постепенно, общий износ электрического устройства не замечается явно пользователем устройства. Только когда пользователь решает заменить внешний режущий элемент, он заметит улучшение эффективности бритья.
Внешний режущий элемент, содержащий ламели, обычно применяют в бритвах вращательного типа, т.е. бритвах, в которых внутренний режущий элемент расположен так, чтобы выполнять вращательное движение во время работы. В другом известном практическом варианте осуществления электрического устройства, который обычно называют вибрационной электробритвой, внутренний режущий элемент расположен так, чтобы совершать возвратно-поступательное движение относительно внешнего режущего элемента. В данном случае, внешний режущий элемент обычно содержит металлическую сетку. Когда он изнашивается, возникают проблемы, подобные проблемам с бритвами вращательного типа. В частности, толщина сетки постоянно уменьшается в результате использования вибрационной электробритвы, что может, в конечном счете, приводить к разрыву фольги. Данная особенность является недостатком ввиду того, что разорванные сетки могут иметь острые края, которые могут повредить кожу пользователя.
В электрическом устройстве, в котором толщина внешнего режущего элемента уменьшается в результате использования устройства, можно применить систему предупреждения в зависимости от времени для обеспечения указания пользователю устройства, что следует заменить внешний режущий элемент и, возможно также, внутренний режущий элемент. Однако данная система предупреждения не отличается точностью, так как она не способна проверять фактическое состояние износа режущих элементов, в результате чего может случиться, что пользователю предписывается заменить внешний режущий элемент, хотя он все еще в исправном состоянии, или, с другой стороны, что внешний режущий элемент разрушается до того, как пользователю выдается указание.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является создание электрического устройства, которое может снабжать пользователя устройства информацией, касающейся состояния износа режущих элементов, чтобы помогать пользователю при определении надлежащего времени для замены внешнего режущего элемента и, при необходимости, также внутреннего режущего элемента. В частности, целью изобретения является создание электрического устройства, обеспечивающего функцию индикации износа, которая намного точнее и надежнее, чем известная вышеописанная функция индикации износа в зависимости от времени.
В соответствии с изобретением, цель достигается посредством создания электрического устройства для выполнения операции срезания волос, присутствующих на участке кожи, при этом устройство содержит функциональную головку, содержащую по меньшей мере один подвижно расположенный внутренний режущий элемент для срезания волос и дополнительно содержит внешний режущий элемент для контакта с участком кожи, причем внешний режущий элемент расположен в функциональной головке для закрывания и контакта с внутренним режущим элементом, и причем внешний режущий элемент снабжен прорезями для прохода волос, позволяющими волосам проникать через внешний режущий элемент и, тем самым, наталкиваться на внутренний режущий элемент; и электродвигатель для привода внутреннего режущего элемента функциональной головки элемент; причем режущие элементы функциональной головки сконструированы так, что трение между упомянутыми режущими элементами связано с состоянием износа режущих элементов заданной зависимостью; и причем устройство оборудовано измерительным средством для выполнения измерения параметра, зависящего от трения между режущими элементами, средством обработки данных для обработки измеренного параметра и, тем самым, определения фактического состояния износа режущих элементов на основании измеренного параметра, и средство индикации для снабжения пользователя устройства информацией, касающейся фактического состояния износа режущих элементов.
Посредством применения изобретения, функция индикации износа электрического устройства усовершенствована по сравнению с известной функцией индикации износа в том, что новая функция включает в себя связь с фактическим состоянием износа. В частности, изобретение основано на измерении параметра, зависящего от трения между режущими элементами. Кроме того, режущие элементы сконструированы так, что трение между ними связано с их состоянием износа заданным способом, т.е. заданной зависимостью. Следовательно, в общем, изобретение основано на понимании того, что существует практическая возможность использовать трение между режущими элементами в качестве меры фактического износа режущих элементов, и что режущие элементы можно сконструировать таким образом, что реализуется заданная зависимость между износом и трением. Благодаря упомянутой специальной конструкции режущих элементов и измерениям упомянутого зависящего от трения параметра, обеспечивается надежная индикация фактического состояния износа, которое может воспроизводиться для различных наборов режущих элементов одинакового типа.
В предпочтительном варианте осуществления электрического устройства в соответствии с изобретением, согласно заданной зависимости, параметр имеет заданное свойство, когда состояние износа имеет заданную степень, соответствующую необходимой замене режущих элементов, и при этом средство индикации указывает на необходимую замену режущих элементов, когда измеряемый параметр имеет заданное свойство. Заданное свойство параметра может быть заданным значением параметра, которое значительно отличается от значения параметра, соответствующего исходному состоянию режущих элементов, в котором режущие элементы еще не проявляют существенной степени износа. В качестве альтернативы, заданное свойство параметра может быть заданным изменением значения параметра в течение заданного временного интервала. В данном варианте осуществления средство индикации указывает на необходимую замену режущих элементов надежным способом, т.е. при заданной степени износа режущих элементов, при которой больше невозможно обеспечивать надлежащее функционирование режущих элементов.
В варианте осуществления, имеющем практическое значение, режущие элементы могут быть сконструированы так, что трение между ними проявляется на первом уровне в течение первого периода работы после первоначального использования и первоначального периода приработки режущих элементов и значительно изменяется в течение второго периода работы, следующего за первым периодом работы, и проявляется на втором уровне, который значительно отличается от первого уровня, в течение третьего периода работы, следующего за вторым периодом работы. В данном варианте осуществления, вследствие различия уровней трения, можно определять период работы в любой заданный момент времени. В предположении, что режущие элементы сконструированы так, что первый период работы соответствует безопасному использованию режущих элементов, и второй период работы соответствует переходу от безопасного использования к необходимости замены, и третий период работы соответствует необходимости замены, и состояние износа обнаруживается измерением зависящего от трения параметра и обработкой параметра таким образом, что определяется период работы и, следовательно, индикация состояния износа.
В пределах объема изобретения возможен вариант, в котором режущие элементы сконструированы не только так, что между ними существует трение, которое проявляется на одном из двух уровней или в переходном состоянии между уровнями, но также так, что проявляется третий уровень, которому предшествует переход между вторым уровнем и третьим уровнем, когда использование устройства продолжается, с течением времени. Другими словами, возможно, что режущие элементы дополнительно сконструированы так, что трение значительно изменяется в течение четвертого периода работы, следующего за третьим периодом работы, и проявляется на третьем уровне, который значительно отличается как от первого уровня, так и от второго уровня в течение пятого периода работы, следующего за четвертым периодом работы. Когда может быть реализован третий уровень трения, третий период работы можно использовать за основу для индикации несрочной необходимости замены режущих элементов, тогда как, например, пятый период работы можно использовать за основу для индикации срочной необходимости замены.
В соответствии с практически осуществимым вариантом, не выходящим за пределы объема изобретения, в качестве зависящего от трения параметра можно применять параметр, связанный с работой электродвигателя, преобладающий во время работы на холостом ходу функциональной головки, т.е. во время работы устройства, но перед тем, как устройство фактически помещают в положение для выполнения операции срезания волос. Данный вариант основан на понимании того, что между трением между режущими элементами во время работы на холостом ходу и мощностью, необходимой для привода режущих элементов, существует заданная зависимость, при этом справедливо утверждение, что мощность выше, когда выше трение. Параметр, связанный с работой электродвигателя, который может быть, например, значением тока, который подается в электродвигатель, можно измерять очень удобно потому, что существует зависимость между током и вращательным моментом электродвигателя и зависимость между вращательным моментом и трением. Приведенный вариант даже более выгоден ввиду того, что известны электробритвы и подобные устройства, оборудованные системой для контроля тока, чтобы иметь возможность обнаружения ситуации, в которой ток повышается до уровня намного выше нормального вследствие заедания внутреннего режущего элемента или других проблем. В настоящее время представляется возможным применить существующие измерительные средства для претворения изобретения на практике таким образом, что требуются только минимальные изменения в конструкции существующих электрических устройств.
Когда измеряют параметр, связанный с работой электродвигателя, существует возможность на практике адаптировать средство обработки данных для определения разности между значением фактического измерения параметра и по меньшей мере одним эталонным значением параметра и определения информации для индикации пользователю на основании разности. Например, можно применить одно эталонное значение, которое представляет состояние отсутствия износа или допустимого износа, при этом пользователю сообщается, что состояние износа является таким, что существуют данные состояния безопасного использования, когда параметра находится в пределах заданного диапазона, включающего в себя эталонное значение, и что состояние износа является таким, что требуется замена режущих элементов, когда фактическое значение выходит за пределы диапазона.
По меньшей мере, одно эталонное значение может быть запрограммировано в средстве обработки данных, или средство обработки данных может быть выполнено с возможностью выборки информации, касающейся эталонного значения, из сети Интернет или с помощью других средств связи. В соответствии с другой возможностью, средство обработки данных выполнено с возможностью определения окончания первоначального периода приработки после того, как устройство приведено в действие в самый первый раз, и определения по меньшей мере одного эталонного значения параметра на основе значения измерения, выполненного в конце периода приработки. Допущение, составляющее основу приведенного решения, состоит в том, что, сразу после того, как период приработки закончился, режущие элементы находятся, фактически, в исходном состоянии, которое как можно точно соответствует теоретическим техническим характеристикам. При этом, обеспечивается условие, что эталонное значение представляет ситуацию, в которой практически отсутствует износ режущих элементов, что, после первоначального использования устройства, является ситуацией, в которой режущие элементы только что были заменены и находятся в исходном состоянии после периода приработки. Для полноты картины следует отметить, что окончание периода приработки можно определять посредством контроля значений параметра и нахождением минимального или максимального значения параметра, какое бы ни подходило, после самого первого использования набора режущих элементов.
Как отмечено выше, в соответствии с изобретением, режущие элементы сконструированы так, что трение между ними связано с их состоянием износа заданным способом. Например, возможен вариант, в котором режущие элементы сконструированы так, что они вызывают изменение по меньшей мере чего-то одного из: типов материалов в зоне контакта между ними и размера и/или положения зоны контакта между ними при заданной степени износа. Когда материал одного типа в зоне контакта между режущими элементами износился, и, в результате такого износа, вскрывается и/или приводится в контакт материал другого типа, между режущими элементами может происходить изменение трения, что очень легко обнаружимо, когда уровень трения между режущими элементами, соответствующий первоначальному материалу значительно отличается от уровня трения между режущими элементами, соответствующему конечному материалу. Поэтому, правильный выбор материалов, например, каучукообразного материала для высокого коэффициента трения и покрытий для низкого коэффициента трения, допускает получение индикации состояния режущих элементов, в частности, когда первоначальный материал выбирают так, чтобы он стирался в конце периода безопасного использования режущих элементов. Кроме того, или в качестве альтернативы, можно выполнить режущие элементы таким образом, чтобы, когда некоторое состояние износа достигается, размер и/или положение зоны контакта между ними изменяются. Изменение может быть постепенным или достаточно резким. В общем, когда размер зоны контакта между режущими элементами увеличивается, уровень трения повышается. Когда положение зоны контакта между режущими элементами изменяется, уровень вращательного момента, зависящий от трения, также изменяется, в предположении вращательного движения внутреннего режущего элемента. Например, когда зона контакта является кольцеобразной, и радиус зоны контакта уменьшается, то момент трения также уменьшается. Аналогично изменению типа материала, изменение размера и/или положения зоны контакта можно получать за счет снабжения по меньшей мере одного из режущих элементов участком, который будет со временем стираться, что не отменяет тот факт, что в пределах объема изобретения существуют также другие варианты.
В дальнейшем приведены практические примеры изменения a) типов материалов в зоне контакта между режущими элементами и/или b) размера и/или положения зоны контакта:
1) в случае, если устройство является устройством вращательного типа, один из режущих элементов содержит штифт, который расположен на стороне соответствующего режущего элемента, обращенной к другому режущему элементу, и который продолжается в направлении к другому режущему элементу, при этом длина штифта соответствует расстоянию, которое присутствует между режущими элементами в положении штифта в состоянии износа, которое предварительно задано, как состояние стирания режущих элементов;
2) в случае, если устройство является устройством вращательного типа, один из режущих элементов содержит штифт, который расположен на стороне соответствующего режущего элемента, обращенной к другому режущему элементу, и который продолжается в направлении к другому режущему элементу, при этом длина штифта соответствует расстоянию, которое присутствует между режущими элементами в положении штифта в состоянии износа, которое является предварительно заданным, как состояние стирания режущих элементов, и причем по меньшей мере зона штифта для контакта с одним из режущих элементов в состоянии стирания режущих элементов содержит материал, предназначенный вызывать изменение трения между режущими элементами во время работы, когда зона штифта приходит в контакт с упомянутым другим режущим элементом;
3) оба режущих элемента содержат по меньшей мере один выступ/гребень, который расположен на стороне соответствующего режущего элемента, обращенной к другому режущему элементу, при этом выступы/гребни режущих элементов расположены для контакта друг с другом, когда достигается заданная степень износа режущих элементов, и, следовательно, когда режущие элементы уже приблизились друг к другу;
4) один из режущих элементов содержит слоистую структуру из по меньшей мере двух разных материалов в зоне для контакта с другим из режущих элементов;
5) поверхность одного из режущих элементов, обращенная к другому из режущих элементов, содержит приподнятый участок поверхности, который предназначен для стирания в результате контакта с другим из режущих элементов; и
6) поверхность одного из режущих элементов, обращенная к другому из режущих элементов снабжена по меньшей мере одним выступом, и при этом поверхность другого из режущих элементов снабжена по меньшей мере одним заглубленным участком в аналогичном положении.
В первом и втором примерах индикацию состояния износа режущих элементов получают на основе конструкции режущих элементов, в которой расстояние между режущими элементами в положении штифта является первоначально достаточно большим, чтобы штифт одного режущего элемента не имел контакта с другим режущим элементом, и в котором данное расстояние сокращается вследствие износа. Штифт может быть в форме сплошного цилиндра, имеющего круглую торцовую поверхность, однако, на практике также осуществимо, чтобы штифт был выполнен в форме полого цилиндра, имеющего кольцеобразную торцовую поверхность. Кроме того, штифт может располагаться по центру на одном из режущих элементов, при этом продольная ось штифта совпадает с осью вращения внутреннего режущего элемента, или штифт может располагаться эксцентрично на упомянутом одном из режущих элементов, при этом продольная ось штифта может продолжаться, по существу, параллельно оси вращения внутреннего режущего элемента. В любом случае, длину штифта выбирают с расчетом, чтобы, как только достигается заданное состояние износа режущих элементов, штифт приходил в контакт с другим из режущих элементов, что, в основном, сопровождается изменением момента трения, при этом изменение момента трения может быть увеличением или уменьшением, в зависимости от положения штифта относительно первоначальной зоны контакта. Эффект создания дополнительной зоны контакта между режущими элементами в некоторой точке, а именно, когда штифт одного режущего элемента контактирует с другим режущим элементом, можно усилить снабжением зоны штифта, предназначенной для контакта с другим режущим элементом, материалом, обуславливающим другой уровень трения между режущими элементами, когда устанавливается упомянутый дополнительный контакт через штифт.
В третьем примере, индикацию состояния износа режущих элементов получают на основе конструкции режущих элементов, в которой оба режущих элемента содержат по меньшей мере один выступ/гребень, при этом выступы/гребни режущих элементов расположены для контакта друг с другом. Использование выступов/гребней предполагает изменение формы сигнала, представляющего зависящий от трения параметр в течение одного вращения для вращательной системы или одного хода для линейной системы. Например, когда используют один набор выступов/гребней, измеряется более или менее постоянный уровень трения, плюс, отдельно, столкновения выступов/гребней друг с другом, когда достигнута заданная степень износа, и выступы/гребни находятся в контакте. Следовательно, получают сигнал, содержащий повторяющиеся пики, который очень удобен для использования с целью обнаружения, так как частотность пиков не чувствительна к внешним влияниям, например, степени смазки между режущими элементами. Когда по меньшей мере два выступа/гребня используют на одном из режущих элементов, режущие элементы можно выполнить так, что изменение числа и/или картины выступов/гребней, которые приходят в контакт, реализуется в заданном состоянии износа режущих элементов. Такое изменение можно детектировать, когда оно приводит к изменению формы сигнала в течение одного вращения или хода. Больше двух выступов/гребней на одном из режущих элементов можно использовать как сигнальные маркеры, допускающие предварительное программирование детектируемых степеней износа. Например, один сигнальный маркер может характеризовать износ по меньшей мере 10 микрометров, а другая картина сигнальных маркеров может характеризовать износ по меньшей мере 25 микрометров.
В четвертом примере индикацию состояния износа режущих элементов получают на основании конструкции режущих элементов, в которой в одном из режущих элементов используют два разных материала, причем трение, соответствующее контакту по первому из материалов, отличается из трения, соответствующего контакту по второму из материалов, и при этом первый из материалов стирается при заданной степени износа режущих элементов.
В пятом примере индикацию состояния износа режущих элементов получают на основании конструкции режущих элементов, в которой изменение размера и/или положения зоны контакта между режущими элементами получают, как только стирается приподнятый участок поверхности одного из режущих элементов.
В шестом примере индикацию состояния износа режущих элементов получают на основании конструкции режущих элементов, в которой используют выступ, который должен проходить через заглубленный участок во время работы, и на основании того, что глубина, на которую выступ выступает в заглубленный участок, определяет силу трения, которая должна преодолеваться в процессе работы. В общем, сила трения тем больше, чем дальше выступ выступает в заглубленный участок, что является ситуацией, которая может возникать, когда режущие элементы сближаются вследствие износа.
Когда изобретение применяют, достигается преимущество в том, что вышеописанное фактическое состояние износа функциональной головки электрического устройства можно сообщать пользователю устройства. В соответствии с изобретением, функция индикации износа включает в себя измерение параметра, зависящий от трения между режущими элементами, которые входят в состав функциональной головки, при этом режущие элементы выполнены так, что трение между ними связано с их состоянием износа заданным способом. Когда параметр находится за пределами заданного диапазона, соответствующего допустимому износу и безопасному использованию, пользователю сообщается, что пора заменять режущие элементы. Так как индикация основана на измерениях, то необязательно обеспечивать ручную переустановку, когда произведена замена режущих элементов, и установлены новые режущие элементы.
Индикация для пользователя может быть реализована любым подходящим способом. Например, средство индикации может быть выполнено с возможностью испускания звукового сигнала или светового сигнала в течение времени, когда обнаруживается, что существует состояние стирания режущих элементов. Возможет также вариант с наличием дисплея или чего-то подобного для представления информации более сложным способом, например, символами или текстовыми сообщениями. С другой стороны, изменение трения может приводить к изменению звука, испускаемого в результате контакта между режущими элементами. В частности, для изделий низкого уровня, звук можно использовать для снабжения пользователя индикацией состояния износа режущих элементов.
Вышеописанные и другие аспекты изобретения будут наглядно представлены в последующем подробном описании нескольких возможных конструкций режущих элементов, подлежащих использованию в бритвенном устройстве вращательного типа, которое выполнено с возможностью определения состояния износа режущих элементов и индикации данного состояния для пользователя устройства. Тот факт, что изобретение поясняется далее в контексте бритвенного устройства вращательного типа не следует понимать так, что данное изобретение нельзя применить в других случаях, например, в случае бритвенного устройства, в котором внутренний режущий элемент предназначен для выполнения возвратно-поступательного линейного перемещения, в случае устройства для стрижки или в случае устройства для ухода за волосами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение более подробно поясняется ниже со ссылкой на фигуры, на которых идентичные или похожие части обозначены одинаковыми позициями, и на которых:
Фиг.1 - схематичное представление сечения известной конфигурации внутреннего режущего элемента, внешнего режущего элемента, выполненных с возможностью вращения, и участка кожи;
Фиг.2 и 3 - схематичное представление сечения первого варианта осуществления в соответствии с изобретением внутреннего режущего элемента, внешнего режущего элемента, выполненных с возможностью вращения, и участка кожи, в двух разных состояниях износа режущих элементов;
Фиг.4 и 5 - схематичное представление сечения второго варианта осуществления в соответствии с изобретением внутреннего режущего элемента, внешнего режущего элемента, выполненных с возможностью вращения, и участка кожи, в двух разных состояниях износа режущих элементов, при этом следует отметить, что показан только соответствующий участок режущих элементов;
Фиг.6 - схематичное представление сечения третьего варианта осуществления в соответствии с изобретением внутреннего режущего элемента, внешнего режущего элемента, выполненных с возможностью вращения, и участка кожи, при этом следует отметить, что показан только соответствующий участок режущих элементов;
Фиг.7 - схематичное представление сечения четвертого варианта осуществления в соответствии с изобретением внутреннего режущего элемента, выполненного с возможностью вращения;
Фиг.8 и 9 - схематичное представление сечения пятого варианта осуществления в соответствии с изобретением внутреннего режущего элемента, внешнего режущего элемента, выполненных с возможностью вращения, и участка кожи, в двух разных состояниях износа режущих элементов, при этом следует отметить, что показан только соответствующий участок режущих элементов; и
Фиг.10 - изображение, поясняющее, как устройство, осуществляющее связь с бритвенным устройством, можно применить для индикации состояния износа режущих элементов функциональной головки устройства для пользователя устройства.
Данные фигуры предназначены только для схематичного представления аспектов изобретения. В частности, различные компоненты на фигурах вычерчены не в масштабе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Как упоминалось выше, примеры изобретения, которые поясняются в последующем, относятся к случаям бритвенного устройства вращательного типа. Со ссылкой на фиг.10, следует отметить, что, в общем, такое бритвенное устройство 1 представляет собой ручное устройство, содержащее ручку 2, которая предназначена для ее удерживания пользователем 3, и функциональную головку 4, которая предназначена для размещения на коже пользователя, подлежащей бритью. Как показано на фиг.1, следует дополнительно отметить, что, в общем, функциональная головка 4 содержит по меньшей мере один узел из внутреннего режущего элемента 5 и внешнего режущего элемента 6. Внутренний режущий элемент 5 выполнен с возможностью вращения и содержит дискообразное основание 51, имеющее круглую наружную границу и ножки 52, продолжающиеся от наружной границы основания 51 в сторону внешнего режущего элемента 6, при этом ножки 52 содержат резцы на свободных концах для срезания волос, подлежащих удалению с кожи 7. На схематическом сечении на фиг.1 показаны только две ножки 52. Известно, что ножки 52 должны распределяться по наружной границе основания 51 и должны быть обеспечены в количестве, которое значительно больше двух, например, двенадцать. На фиг.1, ось вращения внутреннего режущего элемента 5 показана штрихпунктирной линией и обозначена числовой позицией 53. Внешний режущий элемент 6 расположен так, чтобы закрывать внутренний режущий элемент 5 и предотвращать, тем самым, контакт внутреннего режущего элемента 5 с кожей 7, и содержит прорези для прохода волос (не показанные на фиг.1), позволяющие волосам проникать через внешний режущий элемент 6 и, тем самым, наталкиваться на внутренний режущий элемент 5. Бритвенное устройство 1 содержит электродвигатель (не показанный ни на одной из фигур) для привода внутреннего режущего элемента 5 во время работы устройства 1.
В показанных примерах, внешний режущий элемент 6 находится в контакте с внутренним режущим элементом 5 в кольцеобразной или тороидальной зоне, которая в дальнейшем называется зоной 61 бриться, при этом контакт между режущими элементами 5, 6 обеспечивается действием силы на внутренний режущий элемент 5 в направлении внешнего режущего элемента 6. Обычно прорези для прохода волос присутствуют в зоне 61 бритья и содержат множество шлицов, делящих зону 61 бритья на ламели 62. Для полноты картины следует отметить, что шлицы могут быть ориентированы радиально, но возможны также другие ориентации. Кроме шлицов, во внешнем режущем элементе 6 могут также присутствовать более или менее круглые отверстия. Кроме того, следует отметить, что толщина ламелей 62 на фиг.1 преувеличена. В действительности, ламели 62 выполнены с очень точными размерами по толщине, чтобы регулировать соотношение между раздражением кожи и результатами бритья. Практическая толщина ламелей 62 составляет 80 микрометров, с погрешностью +/- 5 или 6 микрометров. Износ ламелей 62, имеющий место с течением времени под влиянием контакта с вращающимся внутренним режущим элементом 5, может вызывать уменьшение толщины ламелей 62 до 70 микрометров. Когда толщина уменьшается еще дальше, до 60 микрометров или 50 микрометров, раздражение кожи будет усиливаться. Однако, это, обычно, не считается сигналом, что пользователю 3 бритвенного устройства 1 следует заменить по меньшей мере внешний режущий элемент 6, вследствие постепенного характера усиления раздражения. Последнее составляет риск пользования устройства 1, так как эффективность бриться и соотношение между раздражением кожи и гладкостью результатов бритья можно восстановить только своевременной заменой внешнего режущего элемента 6, и, дополнительно, риск поломки внешнего режущего элемента 6 снова будет уменьшаться до минимума.
Изобретение обеспечивает способ индикации для пользователя 3 подходящего момента для замены режущих элементов 5, 6. В дальнейшем, различные варианты осуществления изобретения поясняются на основании фиг.2-10.
На фиг.2 и 3 показано, как внутренний режущий элемент 5 можно оборудовать центрально расположенным штифтом 10 на стороне 54 внутреннего режущего элемента 5, обращенной к внешнему режущего элементу 6. В частности, в показанном примере штифт 10 находится в положении по центру, в котором продольная ось 11 штифта 10 совпадает с осью вращения 53 внутреннего режущего элемента 5. Кроме того, в показанном примере штифт 10 выполнен в форме полого цилиндра, имеющего кольцеобразную торцовую поверхность, при этом радиус штифта 10 меньше, чем радиус зоны 61 бритья внешнего режущего элемента 6.
На фиг.2 показана исходная ситуация, т.е. ситуация, в которой внешний режущий элемент 6 не имеет износа. Длина штифта 10 является такой, что, в данной ситуации, контакт между внутренним режущим элементом 5 и внешним режущим элементом 6 происходит только в зоне 61 бритья внешнего режущего элемента 6. Другими словами, длина штифта 10 короче, чем расстояние между режущими элементами 5, 6 в положении штифта 10 в исходной ситуации. Фиг.3 представляет ситуацию, в которой толщина зоны 61 бритья уменьшилась по сравнению с исходной толщиной вследствие износа, и в которой контакт между внутренним режущим элементом 5 и внешним режущим элементом 6 имеет место в зоне 61 бритья внешнего режущего элемента 6, а также на торцовой поверхности штифта 10. В данной ситуации, ввиду того, что кольцеобразная торцовая поверхность штифта 10 значительно больше, чем сумма поверхностей резцов на концах ножек 52 внутреннего режущего элемента 5, то большая часть сил трения, действующих между режущими элементами 5, 6, приходится на значительно меньший диаметр, чем в исходной ситуации, вследствие чего вращательный момент, вызываемый силами трения, оказывается значительно меньше.
Благодаря применению штифта 10 можно обнаруживать точный момент времени, когда состояние износа режущих элементов 5, 6 является таким, что необходима замена. Данную возможность можно отнести за счет того, что длину штифта 10 можно подобрать с расчетом, чтобы гарантировалось, что штифт 10 приходит в контакт с внешним режущим элементом 6, когда толщина ламелей 62 уменьшилась на заданную величину. Например, если рекомендуется заменять внешний режущий элемент 6, когда толщина ламелей 62 уменьшилась на 15 микрометров, то длину штифта 10 выбирают равной расстоянию между режущими элементами 5, 6 в положении штифта 10 в исходной ситуации, за вычетом 15 микрометров и соответствующего износа внутреннего режущего элемента 5, который может превышать 15 микрометров в практических случаях.
С учетом того, что мощность электродвигателя находится в прямой зависимости от вращательного момента, обеспечиваемого электродвигателем, на практике можно измерять мощность, которая потребляется электродвигателем для приведения в действие устройства 1, когда данное устройство включено, но еще не приложено к коже 7 пользователя, и сравнивать найденное фактическое значение с эталонным значением, соответствующим ситуации допустимого износа, чтобы определять, находится ли или нет штифт 10 в контакте с внешним режущим элементом. Как только обнаруживается, что фактическое значение слишком отличается от эталонного значения, например, на 30% или 40%, то можно уверенно полагать, что большое различие вызвано контактом штифта 10, и поэтому пользователю 3 можно представлять надежную индикацию, что пора заменять внешний режущий элемент 6 и, возможно также, внутренний режущий элемент 5.
Эталонное значение мощности электродвигателя можно определять любым возможным способом. Например, можно регистрировать исходную мощность электродвигателя с течением времени и делать вывод, что штифт 10 находится в контакте с внешним режущим элементом 6, когда мощность изменяется на значительную величину.
Следует отметить, что, в качестве альтернативы, можно измерять мощность электродвигателя в течение операции бритья, чтобы оценивать состояние износа режущих элементов 5, 6. Однако, в данном случае, от мощности требуется не только преодоление трения, но также выполнение операции срезания волос. В результате, сложно отличать мощность трения от мощности срезания. По данной причине измерение мощности электродвигателя с целью определения состояния износа режущих элементов 5, 6 целесообразно выполнять до того, как фактически начинается операция бритья, т.е. в период времени, которое протекает между моментами, когда пользователь 3 включает устройство 1 и помещает функциональную головку 4 на кожу 7, которую следует подвергнуть операции бритья.
На фиг.4 и 5 изображен другой вариант для получения надежной индикации состояния износа режущих элементов 5, 6. В соответствии с данным вариантом, который применим как к вращательным системам, так и к линейным системам, ламели 62 внешнего режущего элемента 6 содержат приподнятый участок 63 поверхности на стороне 64, обращенной к внутреннему режущему элементу 5. Обычно, в режиме трения при бритье, трение пропорционально площади зоны контакта между режущими элементами 5, 6 благодаря вязкой составляющей сил трения. В частности, жировое вещество кожи между внутренним режущим элементом 5 и ламелями 62 внешнего режущего элемента 6 сдвигается, когда внутренний режущий элемент 5 перемещается относительно внешнего режущего элемента 6, и именно данный сдвиг жирового вещества приводит к сдвиговым силам, которые пропорциональны площади зоны сдвига/контакта. Следовательно, можно получать разные результаты измерений мощности электродвигателя или другого подходящего параметра и связывать данные результаты с разными размерами контактной поверхности.
В частности, в показанном примере исходный контакт между режущими элементами 5, 6 устанавливается по приподнятому участку 63 поверхности ламелей 62 внешнего режущего элемента 6. С течением использования и времени, приподнятый участок 63 поверхности устройства 1 стирается. В результате, в некоторый момент времени происходит изменение характера контакта между режущими элементами 5, 6, при этом контакт изменяется с контакта по приподнятому участку 63 поверхности ламелей 62, который имеет относительно небольшие размеры по сравнению с общими размерами ламелей 62, к контакту по основному участку ламелей 62. Данное изменение можно обнаруживать, потому что оно сопровождается возрастанием сил трения и соответствующим повышением мощности электродвигателя, необходимой во время работы на холостом ходу. Посредством выбора соответствующей высоты приподнятого участка 63 поверхности ламелей 62, изменение мощности электродвигателя можно брать за основу для получения индикации о том, что режущие элементы 5, 6 находятся в стертом состоянии. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что можно аналогичным образом применить приподнятые участки поверхности на внутреннем режущем элементе 5 для получения вышеописанного изменения размеров зоны контакта между режущими элементами 5, 6 при заданной степени износа режущих элементов 5, 6.
Фиг.6 показывает, как стороны 54, 64 режущих элементов 5, 6, обращенные друг к другу можно снабжать специальной формой, чтобы получать надежную индикацию состояния износа режущих элементов 5, 6. В показанном примере, который применим как к вращательным системам, так и к линейным системам, стороны 54, 64 упомянутых режущих элементов 5, 6 являются неплоскими, а содержат картину выступов 55, 65 и углублений 56, 66. Когда режущие элементы 5, 6 приближаются друг к другу вследствие износа, сила, необходимая для перемещения внутреннего режущего элемента 5 относительно внешнего режущего элемента 6, возрастает, так как, во время перемещения, все более высокие препятствия встречаются в положениях переходов углублений 56, 66 к выступам 55, 65 каждый раз, когда резец внутреннего режущего элемента 5 движется по ламели 62 внешнего режущего элемента 6. Для полноты картины следует отметить, что на фиг.6 показано несколько ламелей 62, при этом прорези для прохода волос, которые присутствуют между ламелями 62, обозначены числовыми позициями 8.
Как изложено выше, изменяющийся со временем уровень силы, необходимой для перемещения внутреннего режущего элемента 5, можно использовать в процессе определения состояния износа режущих элементов 5, 6. В случае, показанном на фиг.6, значительное возрастание силы непосредственно зависит от состояния стирания режущих элементов 5, 6. Кроме того, как поясняется в последующем, измерение параметра мощности электродвигателя, например, вращательного момента, каждый раз, когда включают устройство 1, дает практическую возможность контроля изменения уровня силы.
Фиг.7 показывает, как можно получать очень надежную индикацию разных степеней износа, когда применяют штифт 10, например, показанный на фиг.2 и 3. Как изложено выше, штифт 10 можно применять для индикации состояния износа, исходя из того, что, как только штифт 10 приходит в контакт с внешним режущим элементом 6, радиус контакта между режущими элементами 5, 6 уменьшается, что приводит к уменьшению момента трения. Посредством выбора подходящей длины штифта 10 можно добиться, чтобы момент времени уменьшения момента трения соответствовал моменту времени, когда состояние износа режущих элементов 5, 6 можно обозначить как состояние стирания.
В соответствии с вариантом, изображенным на фиг.7, на кольцеобразной торцовой поверхности штифта 10 расположены диаметрально противоположно два выступа 12, 13, при этом один выступ 13 выше другого выступа 12. Внешний режущий элемент 6 также снабжен по меньшей мере одним выступом или гребнем на стороне 64, обращенной к внутреннему режущему элементу 5. (Это не показано на фиг.7). Применение наиболее высокого выступа 13 на штифте 10 и, на последующей стадии, наименее высокого выступа 12 предполагает изменение формы сигнала, представляющего зависящий от трения параметр, в течение одного вращения внутреннего режущего элемента 5. Например, наиболее высокий выступ 13 можно выполнить так, чтобы он приходил в контакт с выступом/гребнем внешнего режущего элемента 6 после достижения первой величины износа 15 микрометров. В данном случае, каждое вращение сопровождается пиком сигнала. В итоге, в результате продолжающейся работы устройства 1 с течением времени, наиболее высокий выступ 13 стирается, и режущие элементы 5, 6 сближаются. В некоторой точке, после достижения второй величины износа, которая, например, также может составлять 15 микрометров, высота наиболее высокого выступа 13 уменьшается настолько, что она совпадает с высотой наименее высокого выступа 12, и поэтому оба выступа 12, 13 приходят в контакт с выступом/гребнем внешнего режущего элемента 6 в течение одного вращения, что дает, в результате, сигнал с двумя пиками в течение одного вращения. Выступы 12, 13 могут быть выполнены, например, из пластика, чтобы обеспечить выступы 12, 13, которые претерпевают износ подходящим образом.
Возможность проведения различия между различными заданными степенями износа режущих элементов 5, 6 создает возможность предоставлять пользователю 3 более подробную информацию, раскрывающую постепенное изменение в бритвенном устройстве 1. В данном случае, может быть желательно применить устройства или услуги, подключаемые к бритвенному устройству 1 для передачи информации пользователю 3, как показано на фиг.10. Например, бритвенное устройство 1 с функцией индикации износа может быть выполнено с возможностью передачи информации, касающейся состояния износа режущих элементов 5, 6, в мобильный телефон 9 в стандарте Bluetooth. Данное решение не отменяет то, что ручное устройство 1 может содержать дисплей или другое подходящее средство для индикации состояния износа. В любом случае, бритвенное устройство 1 может быть оборудовано внутренним или внешним контроллером (не показанным) для управления процессом измерения параметра мощности электродвигателя в соответствующее время и определения типа информации, подлежащей индикации для пользователя 3 и касающейся состояния износа режущих элементов 5, 6. Обычно, в случае, если с бритвенным устройством 1 применяют один или более внешних компонентов, например, компонентов, которые служат как средство обработки данных и/или средство индикации, следует понимать, что общая система, содержащая как бритвенное устройство 1, так и соответствующие компоненты, составляет электрическое устройство, заявленное в формуле изобретения.
Фиг.8 и 9 изображают вариант, содержащий по меньшей мере одну канавку 67 в стороне 64 внешнего режущего элемента 6, обращенной к внутреннему режущему элементу 5, при этом упомянутая(ые) канавка(и) продолжается(ются) в направлении перемещения внешнего режущего элемента 5. Поэтому, во вращательной системе канавка 67 имеет обычно кольцеобразный вид. На сечениях, представленных на фиг.8 и 9, показана только одна половина сечения внешнего режущего элемента 6 и свободный конец одной ножки 52 внутреннего режущего элемента 5. Базовая концепция, применяемая в данном варианте осуществления, заключается в том, что штифт или гребень характеризуются более высоким трением при перемещении по V-образной канавке, чем при перемещении по плоской поверхности. Крайний наружный участок свободного конца ножки 52 является скошенным таким образом, что участок имеет наклонные стороны 57. В исходной ситуации, показанной на фиг.8, контакт между режущими элементами 5, 6 имеет место только по нижней стороне 58 крайнего наружного участка ножки 52 внутреннего режущего элемента 5. После износа, контакт имеет место также по наклонным сторонам 57, как показано на фиг.9. В данной ситуации вертикальные силы, действующие на внутренний режущий элемент 5, частично передаются через наклонные стороны 57. Это приводит к действию высокой нормальной силы на стороны 57, что создает высокие силы трения в направлении перемещения, перпендикулярном внешнему режущему элементу 6. Следовательно, в ситуации после износа, трение выше, чем в исходной ситуации. Увеличение трения зависит от угла наклона сторон 57. Посредством измерения зависящего от времени параметра, например, параметра мощности электродвигателя, и определения, повысился ли параметр в такой степени, что достигнуто состояние стирания режущих элементов 5, 6, пользователю 3 может предоставляться полезная индикация состояния износа.
Во внешнем режущем элементе 6 можно обеспечить больше одной канавки 67, и в соответствующем положении на внутреннем режущем элементе 5 можно обеспечить больше одного участка с наклонными сторонами 57. В известных вариантах осуществления вращательной бритвы, на внешнем режущем элементе 6 присутствует вышеупомянутая зона 61 бритья, которая имеет почти подходящую форму для выполнения функции вышеописанной канавки 67. Таким образом, в данных вариантах осуществления целесообразно иметь в наличии только одну канавку 67, чтобы минимизировать доработки в конструкции внешнего режущего элемента 6.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что объем изобретения не ограничен вышеописанными примерами, и возможны их некоторые изменения и модификации, не выходящие за пределы объема изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения. Хотя изобретение подробно изложено и показано на фигурах и в описании, приведенные изображения и описание следует считать только наглядными или примерными, а не ограничивающими. Изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.
Специалистом в данной области техники могут быть созданы и внедрены модификации раскрытых вариантов осуществления во время практического выполнения заявленного изобретения, на основании изучения фигур, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, выражение «содержащий» не исключает других этапов или элементов, и признак единственного числа (в форме неопределенного артикля) не исключает множественного числа. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае. Никакие позиции в формуле изобретения нельзя считать ограничивающими объем изобретения.
Кроме вариантов осуществления изобретения, показанных на фигурах, или в качестве альтернативы, для получения полезной индикации состояния износа режущих элементов 5, 6 можно применить идею содержания нескольких слоев материала в по меньшей мере одном из режущих элементов 5, 6 в положении контакта между режущими элементами 5, 6, при этом верхний слой может стираться с течением времени таким образом, что нижний слой выходит наружу, и причем изменение трения получают на основании изменения материала.
В краткой форме, изобретение относится к электрическому устройству 1 для выполнения операции срезания волос, присутствующих на участке поверхности кожи 7, содержащему по меньшей мере один узел из приводного внутреннего режущего элемента 5 для срезания волос и внешнего режущего элемента 6 для контакта с участком поверхности кожи 7, а также для закрывания внутреннего режущего элемента 5 и контакта с ним. Режущие элементы 5, 6 выполнены так, что трение между ними зависит от их состояния износа заданным способом. Информация, касающаяся фактического состояния износа режущих элементов 5, 6, определяется измерением параметра, зависящего от трения между режущими элементами 5, 6, и обработкой параметра, и данная информация сообщается пользователю 3 устройства 1.