СБОРКА ПРИВОДНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА ЛИЧНОЙ ГИГИЕНЫ
ASSEMBLY OF DRIVE DEVICE OF PERSONAL HYGIENE DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение в основном направлено на конструкцию приводного приспособления устройства личной гигиены с V-образной пружиной, которая не требует узлового монтажа.
Уровень техники
Правильная чистка зубов щеткой, включающая покрытие щеткой в длину и ширину, помогает обеспечить долгосрочное здоровье зубов. Многие стоматологические проблемы возникают у людей, которые либо нерегулярно чистят зубы, либо делают это ненадлежащим образом, особенно на отдельных участках или областях полости рта. Среди людей, которые чистят зубы регулярно, неправильные навыки чистки зубов могут привести к плохому охвату чистки и, таким образом, к поверхностям, которые ненадлежащим образом очищаются при процедуре чистки, даже когда соблюден стандартный режим чистки зубов. Показано, что чистящие электрические устройства, такие как электрические зубные щетки, значительно повышают эффективность процедуры чистки.
Эти электрические чистящие устройства, включая электрические зубные щетки, бритвы, устройства для чистки кожи и аналогичные, содержат двигатель, такой как механический или электромеханический двигатель, который включает приводное приспособление для приведения насадки, такой как головка зубной щетки, в колебательное, возвратно-поступательное или другое движение. В одном из типов конструкции приводного приспособления используется пружина, смонтированная на обоих концах. В некоторых конструкциях имеется узловая точка, расположенная приблизительно около середины длины между двумя концами, и некоторые пружины обладают V-образной формой.
Однако эти пружинные конструкции могут сломаться в результате, например, усталости на истирание, при которой многократное приложение усилий на границе раздела зажатых концов пружины вызывает напряжения на пружине и зажиме. Со временем это может приводить к поломке одной или более частей. Кроме того, пружинные конструкции, в которых пружина смонтирована на обоих концах, требуют многочисленных других частей, что повышает стоимость компонентов, стоимость изготовления и увеличивает время изготовления.
Узловой монтаж также может быть ненадежным или непредсказуемым, поскольку монтаж может быть слишком жестким, или он может привести к гистерезису привода, при котором имеется значительное запаздывание между силой, действующей на привод, и ответом привода. Гистерезис приводит к весьма неэффективному приводу и усложняет определение амплитуды и силы, осуществляемое системой.
Соответственно, давно существует потребность в конструкциях приводных приспособлений устройств личной гигиены с меньшим числом частей и включающих V-образную пружину, которая не требует узлового монтажа, что приводит к повышенной выносливости к нагрузкам и усталости.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на сборки приводных приспособлений, содержащие V-образную пружину, подвешенную на обоих концах вместо узлового монтажа. V-образная пружина содержит крестообразный пружинный шарнир на обоих концах. При применении для электрического или приводного устройства личной гигиены, такого как электрическая зубная щетка, устройство для чистки кожи или электробритва, системы по настоящему изобретению обеспечивают упрощенную сборку приводного приспособления, которое более эффективно и оказывает большее сопротивление напряжению.
В основном в одном аспекте предлагается сборка приводного приспособления устройства личной гигиены. Сборка приводного приспособления содержит торсионную пружину, подвешенную между первой торцевой опорой и второй торцевой опорой, пружина обладает первым концом, смонтированным на первой торцевой опоре, и вторым концом, смонтированным на второй торцевой опоре, причем первый конец и второй конец торсионной пружины содержат крестообразный пружинный шарнир.
В одном варианте осуществления первая торцевая опора выполнена с возможностью сцепления с двигателем.
В одном варианте осуществления вторая торцевая опора выполнена с возможностью сцепления с опорой для насадки.
В одном варианте осуществления каждый крестообразный пружинный шарнир содержит два пружинных листа, продолжающихся наружу от торсионной пружины.
В одном варианте осуществления торсионная пружина обладает V-образной формой.
В одном варианте осуществления приводное приспособление дополнительно содержит первую опорную структуру у первой торцевой опоры, первый конец торсионной пружины зафиксирован на первой опорной структуре, и вторую опорную структуру у второй торцевой опоры, второй конец торсионной пружины зафиксирован на второй опорной структуре. В одном варианте осуществления первый конец торсионной пружины приварен к первой опорной структуре, и второй конец торсионной пружины приварен ко второй опорной структуре.
По другому аспекту предлагается сборка приводного приспособления устройства личной гигиены. Сборка приводного приспособления содержит первую торцевую опору, предназначенную для совместного использования с двигателем; вторую торцевую опору, предназначенную для совместного использования с опорой для головки зубной щетки; торсионную пружину, подвешенную между первой торцевой опорой и второй торцевой опорой, пружина обладает первым концом, смонтированным на первой торцевой опоре, и вторым концом, смонтированным на второй торцевой опоре; первую опорную структуру у первой торцевой опоры, первый конец торсионной пружины зафиксирован на первой опорной структуре; и вторую опорную структуру у второй торцевой опоры, второй конец торсионной пружины зафиксирован на второй опорной структуре; первый поперечный отгиб на первой опорной структуре; и второй поперечный отгиб на второй опорной структуре, причем каждый из поперечных отгибов содержит два пружинных листа, продолжающиеся наружу от соответствующих опорных структур.
По другому аспекту предлагается устройство личной гигиены. Устройство личной гигиены включает: корпус; и сборку приводного приспособления, содержащую торсионную пружину, подвешенную между первой торцевой опорой и второй торцевой опорой, пружина содержит первый конец, смонтированный на первой торцевой опоре, и второй конец, смонтированный на второй торцевой опоре, причем первый и второй концы торсионной пружины содержат крестообразный пружинный шарнир.
Следует понимать, что подразумевается, что все комбинации упомянутых выше концепций и дополнительных концепций, описанные более подробно далее (при условии, что такие концепции не являются взаимно несовместимыми) являются частью предмета данного изобретения, описанного в настоящем документе. В частности, подразумевается, что все комбинации заявленного предмета изобретения, указанные в конце настоящего описания, являются частью описанного в настоящем документе предмета изобретения.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и пояснены со ссылкой на вариант(ы) осуществления, описанные далее.
Краткое описание чертежей
На чертежах аналогичные номера позиций в основном относятся к одним и тем же частям на различных видах. Кроме того, чертежи необязательно выполнены в масштабе, вместо этого упор в основном сделан на иллюстрации принципов настоящего изобретения.
На фиг. 1 схематично показано устройство личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 2 схематично показана сборка приводного приспособления предшествующего уровня техники для устройства личной гигиены.
На фиг. 3 схематично показана сборка приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 4 схематично показан вид в разрезе V-образной пружины для сборки приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 5 схематично показан вид в разрезе U-образной пружины для сборки приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 6 схематично показана сборка приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 7 схематично показана сборка приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 8 показан вид в разрезе участка сборки приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 9 показан вид в разрезе участка сборки приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
На фиг. 10 схематично показана сборка приводного приспособления устройства личной гигиены по одному варианту осуществления.
Подробное описание
По настоящему изобретению предлагаются различные варианты осуществления сборки приводного приспособления для электрического устройства личной гигиены. Более конкретно, в заявке выражено и признано, что было бы предпочтительно обеспечить пружинную сборку без узлового монтажа, которая была бы более эффективной и более устойчивой к напряжению. Соответственно, системы, описанные или иным образом представленные в настоящем документе, обеспечивают устройство личной гигиены, такое как электрическая зубная щетка или бритва, с пружинной сборкой приводного приспособления, содержащей пружинную сборку V-образной или U-образной формы, в которой пружина содержит крестообразный пружинный шарнир у обоих концов.
Конкретная цель использования вариантов осуществления и практической реализации в настоящем документе состоит в обеспечении пружинной сборки приводного приспособления для устройства личной гигиены, такого как, например, зубная щетка Philips Sonicare™ (компании Koninklijke Philips Electronics, N.V.), хотя эта сборка может быть использована со многими другими устройствами личной гигиены, включая, но не ограничиваясь этим, бритвы, устройства для чистки кожи и другие устройства личной гигиены с возвратно-поступательным движением.
Как показано на фиг. 1, в одном варианте осуществления предлагается устройство 10 личной гигиены, которое содержит основной участок 12 и насадку, такую как элемент 14 головки щетки, как показано в настоящем документе. Насадка 14 содержит на конце, удаленном от основной части, головку 16 щетки.
Насадка 14 смонтирована с возможностью перемещения относительно основной части 12. Перемещение может быть любым из множества различных перемещений, включая, среди прочего, вибрацию или вращение.
Основной участок 12 обычно содержит сборку 100, 200 приводного приспособления для генерирования перемещения и элемент трансмиссии или приводной вал 24 для передачи генерируемого перемещения насадке 14. Например, приводное приспособление 100, 200 содержит двигатель или электромагнит(ы), генерирующие перемещение пружинной сборки, которое впоследствии передается элементу 14 головки щетки. Приводное приспособление 100, 200 может включать, помимо других компонентов, такие компоненты, как источник питания, вибратор и один или более электромагнитов. В этом варианте осуществления источник питания содержит одну или более перезаряжаемых батарей, не показаны, которые могут быть электрически заряжены, например, в зарядном держателе, в котором размещено устройство 10 личной гигиены, когда оно не используется. По одному варианту осуществления насадка 14 смонтирована на валу 24 приводного приспособления, чтобы она могла вибрировать относительно основного участка 12. Насадка 14 может быть фиксировано смонтирована на валу 24 приводного приспособления, или в альтернативном варианте она может быть смонтирована съемно, чтобы насадку 14 можно было заменить другой насадкой для других особенностей использования, или когда щетинки или другой компонент насадки изношены и требуют замены.
Основной участок 12 дополнительно предусмотрен с пользовательским вводом 26 для включения и выключения приводного приспособления 100, 200. Пользовательский ввод 26 дает пользователю возможность управлять устройством 10 личной гигиены, например, включать и выключать его. Пользовательским вводом 26 может быть, например, кнопка, сенсорный экран или переключатель.
Основной участок устройства также содержит контроллер 30. Контроллер 30 может быть сформирован из одного или нескольких модулей и предназначен для управления устройством 10 личной гигиены в ответ на ввод, например, ввод, полученный через пользовательский ввод 26. Контроллер 30 может содержать, например, процессор 32 и память 34 и необязательно может включать связующий модуль 38. Процессор 32 может быть любой подходящей формы, включая, но не ограничиваясь этим, микроконтроллер, несколько микроконтроллеров, схему, одиночный процессор или несколько процессоров. Память 34 может быть любой подходящей формы, включая энергонезависимую память и/или RAM. Энергонезависимая память может включать память только для чтения (ПЗУ), накопитель на жестком диске (HDD) или полупроводниковый накопитель (SSD). В памяти может храниться, помимо прочего, операционная система. RAM используется процессором для временного хранения данных. В одном варианте осуществления операционная система может содержать код, который, при исполнении контроллером 30, управляет работой компонентов аппаратного обеспечения устройства 10 личной гигиены. В одном варианте осуществления связующий модуль 38 передает собранные данные датчика и может представлять собой любой модуль, устройство или средство, способное передавать сигнал по проводам или беспроводным способом, включая, но не ограничиваясь этим, Wi-Fi, Bluetooth, беспроводную связь ближнего радиуса действия и/или сотовый модуль.
На фиг. 2 показана сборка приводного приспособления 100 предшествующего уровня техники с узловым монтажом V-образной торсионной пружины 110. Сборка приводного приспособления 100 предшествующего уровня техники содержит первую торцевую опору 120, которая приводится в действие двигателем (не показан). Сборка приводного приспособления также включает вторую торцевую опору 130. От второй торцевой опоры 130 продолжается приводной вал для присоединения насадки 14 (не показана). V-образная торсионная пружина 110 с узловым монтажом фиксировано смонтирована у соответствующих концов на сборках 120 и 130 торцевых опор. Приблизительно в центральной точке, которая является узловой точкой 150, торсионная пружина 110 смонтирована посредством элемента 160 на основной части 12. Элементом 160 может быть, например, пружина, зафиксированное кольцо или другой связующий компонент.
На фиг. 3 показана сборка 200 приводного приспособления по одному варианту осуществления настоящего изобретения с неузловым монтажом торсионной пружины 210. Сборка 200 приводного приспособления содержит первую торцевую опору 220, которая приводится в действие двигателем (не показан). Сборка приводного приспособления также включает вторую торцевую опору 230. От второй торцевой опоры 230 продолжается приводной вал 240 для присоединения насадки 14 (не показана). Пружина 210 смонтирована на соответствующих концах на сборках 220 и 230 торцевых опор. В отличие от пружины 110 предшествующего уровня техники, пружина 210 не присоединена узловым монтажом вдоль ее длины по центру. Вместо этого пружина 210 содержит крестообразные пружинные шарниры 250 и 260 с поперечным отгибом на каждом конце. Каждый из поперечных отгибов 250, 260 содержит два листа пружинных шарниров, присоединенных на соответствующем конце пружины 210 для формирования крестообразной формы. При этом устраняется необходимость в большом числе опорных компонентов, требуемых в предшествующем уровне техники.
На фиг. 4 показан в разрезе вид одного варианта осуществления V-образной торсионной пружины 210 вдоль оси A-A по фиг. 3. Аналогично, на фиг. 5 показан вид в разрезе U-образной пружины 210 вдоль оси A-A по фиг. 3. Пружина 210 может обладать различными формами и размерами. Кроме того, пружина может состоять из одного или более материалов, обеспечивающих достаточную упругость, сопротивление напряжению и другие требуемые характеристики.
На фиг. 6 показана сборка 200 приводного приспособления по одному варианту осуществления с торсионной пружиной 210 с неузловым монтажом. Сборка 200 приводного приспособления содержит первую торцевую опору 220, которая приводится в действие двигателем (не показан). Сборка приводного приспособления также включает вторую торцевую опору 230. Пружина 210 смонтирована у соответствующих ее концов на сборках 220 и 230 торцевых опор. Пружина 210 содержит крестообразные пружинные шарниры 250 и 260 с поперечным отгибом на каждом конце. Каждый из пружинных шарниров 250, 260 с поперечным отгибом содержит два листа 250a, 250b; 260a, 260b пружинных шарниров, присоединенных на одном конце к пружине 210, чтобы сформировать крестообразную форму.
В одном варианте осуществления два конца пружины 210 могут быть зафиксированы на месте с помощью любого из множества устройств. Например, два конца могут быть зафиксированы на месте винтами, болтами или другим способом фиксации. В другом примере два конца пружины могут быть зафиксированы на месте привариванием концов, например, лазерной сваркой. Например, как показано на фиг. 6, первый конец пружины 210 может быть приварен или иным образом зафиксирован на опорной структуре 330 у или вдоль области 310. Аналогично, второй конец пружины 210 может быть приварен или иным образом зафиксирован на аналогичной опорной структуре 340 у или вдоль области 320. Помимо сварки или присоединения концов пружины к соответствующим опорным структурам 330 и 340, концы пружины могут быть приварены или иным образом зафиксированы на сборках 220 и 230 первой и второй торцевых опор. Например, как показано на фиг. 6, второй конец может быть приварен или зафиксирован на сборке 230 второй торцевой опоры в точке 350 пересечения.
На фиг. 7 показана сборка 200 приводного приспособления по другому варианту осуществления с торсионной пружиной 210 с неузловым монтажом. Сборка 200 приводного приспособления содержит первую торцевую опору 220, которая приводится в действие двигателем (не показан). Сборка приводного приспособления также включает вторую торцевую опору 230. Приводной вал 24 (не показан) для насадки продолжается от второй торцевой опоры 230. Пружина 210 смонтирована у соответствующих концов на сборках 220 и 230 торцевых опор. В этом варианте осуществления сборка приводного приспособления содержит пружинный шарнир 250 и 260 с поперечным отгибoм на каждой из первой опорной структуры 330 и второй опорной структуры 340. Каждый из поперечных отгибов 250, 260 содержит два листа 250a, 250b; 260a, 260b пружинных шарниров (показаны на фиг. 6), присоединенных на одном конце к пружине 210, которые формируют крестообразную форму. Каждый лист присоединен к соответствующей опорной структуре, и присоединенный конец каждого листа расположен от пружины 210 на некотором расстоянии 380, 390. Помимо других преимуществ это обеспечивает большее отклонение крестообразной пружины.
На фиг. 8 и 9 показаны виды в разрезе различных вариантов осуществления сборки 200 приводного приспособления вдоль оси A-A по фиг. 6, 7, или аналогичного варианта осуществления сборки 200. На фиг. 8, например, два листа пружинных шарниров 250 с поперечным отгибом присоединены и продолжаются от пружины 210. В этом варианте осуществления два пружинных листа поперечного отгиба 250 не присоединены непосредственно ко второй опорной структуре 340, а присоединены посредством пружины 210, которая присоединена ко второй опорной структуре 340. В другом варианте осуществления два пружинных листа пружинного шарнира 250 с поперечным отгибом могут быть напрямую присоединены и к пружине 210, и ко второй опорной структуре 340. На фиг. 9, например, два листа пружинных шарниров 250 с поперечным отгибом не присоединены непосредственно к пружине 210, а присоединены ко второй опорной структуре 340. Промежуток 390 расположен между пружиной 210 и пружинным шарниром 250 с поперечным отгибом. Хотя на фиг. 8 и 9 показаны эти два варианта осуществления, следует понимать, что возможны многие другие варианты осуществления.
На фиг. 10 показана сборка 200 приводного приспособления в одном варианте осуществления с торсионной пружиной 210 с неузловым монтажом. Сборка 200 приводного приспособления содержит первую торцевую опору 220, которая приводится в движение двигателем (не показан). Сборка приводного приспособления также содержит вторую торцевую опору 230. Приводной вал 24 для присоединения насадки 14 продолжается от второй торцевой опоры 230. Пружина 210 смонтирована соответствующими концами на сборках 220 и 230 торцевых опор. Пружина 210 содержит крестообразный пружинный шарнир 250 и 260 с поперечным отгибом на каждом конце. Каждый из пружинных шарниров 250, 260 с поперечным отгибом содержит два листа 250а, 250b; 260а, 260b пружинных шарниров, присоединенные к одному концу пружины 210, которые образуют крестообразную форму. Сборка приводного приспособления окружена внутренним корпусом 270 привода.
В альтернативном варианте система подвеса пружины с неузловым монтажом по настоящему изобретению является улучшением по сравнению с системой предшествующего уровня техники, показанной на фиг. 2, что уменьшает сложность насадки и обеспечивает • более предсказуемые характеристики системы. При этом система обеспечивает работу в двух режимах системы привода без необходимости использования зажима в узловой точке для второго режима работы. Система привода по настоящему изобретению снижает вибрацию и гистерезис недостаточного привода, позволяя проще определять амплитуду и силу системы привода. За счет меньшей сложности насадки напряжение материала, которое может привести к преждевременной поломке и гистерезису привода, резко снижается. Кроме того, меньшая сложность насадки позволяет уменьшить число требуемых частей и сложность и затраты на изготовление.
Все определения, указанные и использованные в настоящем документе, следует понимать, как ограничение определений по словарю, определений в документах, включенных в качестве ссылки, и/или обычного значения определенных терминов.
Неопределенные артикли "а" и "an", используемые в описании и в формуле изобретения, если явно не указано иного, следует понимать, как означающие "по меньшей мере один".
Выражение "и/или", используемое в описании и в формуле изобретения, следует понимать, как "один или два" из элементов, объединенных таким образом, т.е., элементов, которые совместно присутствуют в некоторых случаях и по отдельности присутствуют в других случаях. Несколько элементов, перечисленных с "и/или", следует интерпретировать тем же самым образом, т.е., "один или более" из элементов, объединенных таким образом. Другие элементы необязательно могут присутствовать помимо элементов, специально идентифицированных условием "и/или", в связи или безотносительно специально идентифицированных элементов.
Используемое в описании и формуле изобретения слово "или" следует понимать в том же самом смысле, что и "и/или", как определено выше. Например, при разделении позиций в списке "или" или "и/или" следует интерпретировать, как включающий, т.е., включающий по меньшей мере один, но также включающий более одного из номеров списка элементов, и необязательно дополнительные неперечисленные позиции. Только термины, явно указанные в противоположность этому, такие как "только один из" или "точно один из" или, при использовании в формуле изобретения, "состоящий из", будут относиться к включению точно одного элемента из большого числа или списка элементов. В основном, термин "или", используемый в настоящем документе, следует интерпретировать, только как указывающий единственные альтернативные варианты (т.е. "один или другой, но не оба"), когда ему предшествуют термины исключительности, такие как "один из двух", "один из", "только один из" или "точно один из".
Используемое в описании и формуле изобретения выражение "по меньшей мере один" со ссылкой на список из одного или более ' элементов следует понимать, как означающее по меньшей мере один элемент, выбранный из любого одного или более элементов в списке элементов, но необязательно включающее по меньшей мере каждый в отдельности и все элементы, конкретно перечисленные в списке элементов, и не исключающее любые комбинации элементов в списке элементов. Это определение также обеспечивает, что необязательно могут присутствовать другие элементы помимо элементов, специально указанных в списке элементов, к которым относится выражение "по меньшей мере один", либо в связи, либо безотносительно к тем элементам, которые указаны специально.
Также следует понимать, что если явно не выражено противоположного, в любых способах, заявленных в настоящем документе, которые включают более одного этапа или действия, порядок этапов или действий способа необязательно ограничивается порядком, в котором эти этапы или действия способа упомянуты.
В формуле изобретения, а также в упомянутом выше описании, все переходные выражения, такие как "содержащий", "включающий", "несущий", "обладающий", "заключающий в себе", "охватывающий", "удерживающий", "состоящий из" и подобные следует понимать, как неограниченные, т.е., означающие включающий, но не ограничивающийся этим. Только переходные выражения "состоящий из" и "состоящий по существу из" являются ограниченными или полуограниченными переходными выражениями, соответственно. Хотя в настоящем документе описано и показано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, для специалистов в этой области будет очевидно, что подразумевается, что различные другие средства и/или конструкции для выполнения функции и/или получения результатов и/или одного или более из описанных в настоящем документе преимуществ, и каждый из таких вариантов и/или модификаций попадает в рамки объема вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящем документе. Более конкретно, для специалистов в этой области будет очевидно, что подразумевается, что все параметры, размеры, материалы и компоновки, описанные в настоящем документе, приведены в качестве примера, и что фактические параметры, размеры, материалы и/или компоновки будут зависеть от конкретного приложения или приложений, для которых используется предмет изобретения. Для специалистов в этой области будет очевидно, или они смогут убедиться с помощью простого рутинного эксперимента, в существовании множества эквивалентов конкретных вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. То есть, следовательно, понятно, что предшествующие варианты осуществления представлены только в качестве примера, и что в рамках объема заявленной формулы и ее эквивалентов варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы иным образом, чем конкретно указано и заявлено. Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на каждую отдельную особенность, систему, деталь, материал, комплект и/или способ, описанные в настоящем документе. Кроме того, любые комбинации двух или более таких особенностей, систем, деталей, материалов, комплектов и/или способов, если такие особенности, системы, детали, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно несовместимыми, охватываются объемом изобретения по настоящему описанию.