ПОВОРОТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
REVOLUTE SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к поворотной конструкция для устройства, имеющего функцию движения вдоль контура, такого как, например бритвенное устройство.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционные бритвенные устройства и устройства для ухода за волосами иногда снабжены поворотной конструкцией, обеспечивающей функцию движения вдоль контура. Функции движения вдоль контура известны из других устройств, таких как эпиляторы, устройства для омоложения кожи, предотвращения появления морщин и триммеры. В некоторых поворотных конструкциях подвижная часть бритвенной головки подпружинена в крайнее угловое положение, так чтобы она занимала это крайнее положение, когда она не подвержена воздействию каких-либо внешних усилий.
В других поворотных конструкциях подвижная часть бритвенной головки выполнена с возможностью занятия заданного положения покоя, например среднего положения, когда она не подвержена воздействию каких-либо внешних усилий. Это положение покоя может быть подпружинено.
Такая поворотная конструкция с традиционным средним положением известна из US 6301786 и схематично показана на фиг.1. Поворотный элемент 1 поддерживается несущим элементом или рамой 2, позволяющей ему поворачиваться вокруг оси A. Два (или более) пружинных элемента 3 расположены на опорной плите 4 несущего элемента или рамы 2. Когда поворотный элемент находится в несмещенном положении покоя, как показано на фиг.1, оба пружинных элемента 3 предварительно нагружены по отношению к поворотному элементу 1. Когда поворотный элемент выводится из его положения покоя, он дополнительно сжимает одну из пружин, в то же время удлиняя другую пружину. Усилие сжатой пружины теперь станет больше усилия удлиненной пружины, таким образом смещая равновесие пружин и создавая равнодействующую силу, действующую на поворотный элемент по направлению к среднему положению.
Возможной проблемой таких традиционных поворотных конструкции является то, что если две пружины имеют, или будут иметь, немного различные константы пружин, равновесие пружин может стать постоянно смещенным, так что поворотный элемент после сжатия не сможет восстановить его среднее положение. В результате, положение покоя поворотного элемента больше не будет являться средним положением, а немного наклоненным положением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является устранение этой проблемы и обеспечение поворотной конструкции для устройства, имеющего функцию движения вдоль контура, такого как, например, бритвенное устройство, с меньшим изменением положения покоя.
Эта и другая задачи достигаются поворотной конструкцией для устройства, имеющего функцию движения вдоль контура, такого как, например, бритвенное устройство, содержащее поворотный элемент, выполненный с возможностью поддержки бритвенной головки, раму, поворотно поддерживающую поворотный элемент, и подпружинивающую конструкцию, содержащую по меньшей мере один деформируемый пружинный элемент, и выполненную с возможностью взаимодействия с поворотным элементом в первой точке воздействия, чтобы приложить усилие, действующее для перемещения поворотного элемента в первом направлении поворота, и во второй точке воздействия, чтобы приложить усилие, действующее для перемещения поворотного элемента во втором направлении поворота, причем подпружинивающая конструкция, таким образом, смещает поворотный элемент в положение покоя. Подпружинивающая конструкция дополнительно имеет ограниченный диапазон действия, так чтобы, когда поворотный элемент выведен из положения покоя в первом направлении поворота, предотвращалось взаимодействие подпружинивающей конструкции с поворотным элементом в первой точке воздействия, и когда поворотный элемент выведен из положения покоя во втором направлении поворота, предотвращалось взаимодействие подпружинивающей конструкции с поворотным элементом во второй точке воздействия.
Диапазон действия подпружинивающей конструкции, таким образом, ограничен, так что подпружинивающая конструкция будет прикладывать усилия, которые действуют только для возвращения поворотного элемента в его положение покоя. В результате положение покоя не будет зависеть от, например, констант различных пружин в подпружинивающей конструкции. Положение покоя, таким образом, будет определено более точно и будет обнаруживать меньшее изменение, чем традиционные решения. Также, общее усилие, действующее на поворотный элемент, будет уменьшено, таким образом вызывая меньшее трение, также служащее для улучшения предсказуемости конструкции.
Термин "положение покоя" здесь следует толковать, главным образом, как желаемое положение поворотного элемента "по умолчанию", а также небольшой угловой диапазон вокруг этого положения. Другими словами, возможно, что поворотный элемент может немного перемещаться в его положении покоя, без прикладывания подпружинивающей конструкцией какого-либо усилия. Такой "свободный" угловой диапазон может быть вызван зазором в механической конструкции или являться результатом износа.
Подпружинивающая конструкция содержит по меньшей мере две опоры, в которые упомянутая подпружинивающая конструкция выполнена с возможностью упора, таким образом ограничивая диапазон действия подпружинивающей конструкции. Опоры, таким образом, служат для предотвращения взаимодействия подпружинивающей конструкции с поворотной конструкцией.
Подпружинивающая конструкция предварительно нагружена по отношению к опорам, когда поворотный элемент находится в его положении покоя. Такое предварительное нагружение будет гарантировать, что четко определенное усилие приложено пружинным элементом в его диапазоне действия, то есть при возвращении поворотного элемента в положение покоя.
Согласно одному варианту выполнения подпружинивающая конструкция содержит по меньшей мере два деформируемых пружинных элемента, каждый выполненный с возможностью взаимодействия с поворотным элементом в одной из точек воздействия. С механической точки зрения это может являться простым способом осуществления варианта выполнения настоящего изобретения.
Пружинные элементы могут иметь различные коэффициенты пружин. В результате большее усилие будет требоваться для того, чтобы повернуть поворотный элемент в первом направлении, чем во втором направлении. Это может быть предпочтительным в определенных применениях поворотной конструкции.
Опирание является эффективным способом ограничения диапазона действия деформируемого пружинного элемента, такого как спиральная пружина, плоская пружина или торсионная пружина. Пружинный элемент будет действовать до тех пор, пока он не упрется в опору, которая, таким образом, ограничивает удлинение (или сжатие) пружинного элемента. Расположением пружины и опоры так, чтобы это возникало в положении покоя, будут достигнуты преимущества, упомянутые выше.
Например, каждая опора может быть выполнена с возможностью взаимодействия с пружинным элементом, так что, когда поворотный элемент выводится из положения покоя в одном направлении, пружинный элемент деформируется, таким образом прикладывая усилие к поворотному элементу, и, когда поворотный элемент выводится из положения покоя в другом направлении, пружинный элемент упирается в опору и выводится из контакта с поворотным элементом.
Деформируемый пружинный элемент может быть выполнен с возможностью сжатия, когда поворотный элемент выводится из положения покоя в первом направлении, и тогда опора может быть выполнена с возможностью ограничения удлинения деформируемого пружинного элемента. Альтернативно, деформируемый пружинный элемент может быть выполнен возможностью удлинения, когда поворотный элемент выводится из положения покоя в первом направлении, и тогда опора может быть выполнена с возможностью ограничения сжатия деформируемого пружинного элемента.
Согласно другому варианту выполнения подпружинивающая конструкция содержит элемент передачи усилия, выполненный с возможностью взаимодействия с упомянутым поворотным элементом в упомянутых первой и второй точках воздействия, и деформируемый пружинный элемент, выполненный с возможностью смещения элемента передачи усилия к поворотному элементу, так чтобы, когда поворотный элемент выводится из его положения покоя в первом направлении, поворотный элемент зацеплял элемент передачи усилия в упомянутой второй точке воздействия и перемещал элемент передачи усилия, для того чтобы отделить элемент передачи усилия от поворотного элемента в упомянутой первой точке воздействия.
Согласно этому варианту выполнения требуется только один пружинный элемент, поскольку элемент передачи усилия передает усилие от этого пружинного элемента во все точки взаимодействия с поворотным элементом. В этом случае подпружинивающая конструкция может быть предварительно нагружена по отношению к поворотному элементу в положении покоя, устраняя потребность в отдельных опорах.
Согласно дополнительному варианту выполнения поворотный элемент выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси, и поворотная конструкция может дополнительно содержать внешнюю раму, в котором рама выполнена с возможностью поворота вокруг второй оси, и вторую подпружинивающую конструкцию, выполненную с возможностью смещения упомянутой рамы в положение покоя. Поворотный элемент, таким образом, будет выполнен с возможностью перемещения в любом направлении.
Отметим, что патентный документ WO 01/39937 A1 Koninklijke Philips Electronics N.V. раскрывает бритву, снабженную бритвенной головкой, имеющей подраму и главную раму, в которой подрама выполнена с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей поворота, которые направлены по существу параллельно поверхности контакта между бритвенной головкой и участком кожи. Механический пружинный блок, содержащий пружинное средство, создает усилие предварительного растяжения, прижимающее подраму к ограничителям, являющимся частью главной рамы, когда не используется.
Дополнительно отметим, что патент США US 7152512 В Prochaska раскрывает бритвенную систему, содержащую бритвенную ручку и бритвенный картридж, в которой подпружиненные пальцы прикладывают смещающее усилие к криволинейным поверхностям бритвенного картриджа, чтобы вернуть этот картридж в его нейтральное положение.
Также отметим, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков, перечисленных в формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Этот и другие варианты настоящего изобретения сейчас будут описаны более подробно, со ссылкой на сопровождающие чертежи, показывающие предпочтительный в настоящее время вариант выполнения изобретения.
Фиг.1 показывает поворотную конструкцию согласно предшествующему уровню техники.
Фиг.2a показывает поворотную конструкцию согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения, в положении покоя.
Фиг.2b показывает поворотную конструкцию с Фиг.2a, в рабочем положении.
Фиг.3a показывает поворотную конструкцию согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, в положении покоя.
Фиг.3b показывает поворотную конструкцию с фиг.3a, в рабочем положении.
Фиг.4a показывает поворотную конструкцию согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения, в положении покоя.
Фиг.4b показывает поворотную конструкцию с фиг.4a, в рабочем положении.
Фиг.5a показывает поворотную конструкцию согласно четвертому варианту выполнения настоящего изобретения, имеющую две оси вращения, в положении покоя.
Фиг.5b показывает поворотную конструкцию с фиг.5a, в первом рабочем положении, повернутом вокруг первой оси.
Фиг.5c показывает поворотную конструкцию с фиг.5a, во втором рабочем положении, повернутом вокруг второй оси.
Фиг.6 показывает альтернативную конструкцию плоской пружинной конструкции с фиг.5a.
Фиг.7a показывает разобранный вид поворотной конструкции согласно четвертому варианту выполнения изобретения, имеющей две оси вращения.
Фиг.7b показывает отдельные части поворотной конструкции с фиг.7a, причем рама повернута вокруг оси A1.
Фиг.7c показывает отдельные части поворотной конструкции с фиг.7a, причем поворотный элемент повернут вокруг оси A2.
Фиг.8 показывает поворотную конструкцию согласно пятому варианту выполнения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Следующие варианты выполнения поворотной конструкции согласно настоящему изобретению могут быть полезны в различных типах устройств, имеющих функцию движения вдоль контура, таких как, например, бритвенные устройства или устройства для ухода за волосами, в которых головка движения вдоль контура, такая как, например, бритвенная головка, может поддерживаться поворотным элементом, для того чтобы обеспечить функцию движения вдоль контура. Следующие варианты выполнения показывают изобретение, осуществленное в устройстве, имеющем функцию бритья. Однако отметим, что изобретение не ограничено бритвенными устройствами как таковыми и варианты выполнения показывают неограничивающие примеры изобретения. Следовательно, детали самого бритвенного устройства и его работа будут описаны только очень кратко, поскольку они не относятся непосредственно к описанию настоящего изобретения.
Поворотная конструкция, показанная на фиг.2a, содержит поворотный элемент 10, который поворотно расположен в раме 11. Рама 11 в свою очередь расположена на опорной структуре, называемой здесь опорной плитой 12. Поворотный элемент 10 выполнен с возможностью поддержки бритвенной головки (не показана), и может быть снабжен предварительным триммером (не показан). В зависимости от типа устройства и назначения поворотного элемента поворотный элемент 10 может быть выполнен с возможностью поворота вокруг точки или оси A. Для этой цели поворотный элемент может опираться на точку или ось подвески, вокруг которой он выполнен с возможностью поворота. Альтернативно, он может направляться, например, желобами в раме 11, для того чтобы быть выполненным с возможностью поворота вокруг воображаемой поворотной точки или оси.
Для того чтобы поддерживать поворотный элемент в нейтральном положении покоя (фиг.2a), поворотный элемент 10 подпружинен подпружинивающей конструкцией 13, выполненной с возможностью прикладывания усилия как к раме, так и поворотному элементу. Подпружинивающая конструкция может взаимодействовать с поворотным элементом 10 в по меньшей мере двух точках воздействия 14a, 14b, чтобы обеспечить прикладывание усилия в по меньшей мере двух направлениях вращения вокруг поворотной оси A. Если поворотный элемент выполнен с возможностью поворота вокруг точки, подпружинивающая конструкция может предпочтительно взаимодействовать с поворотным элементом в по меньшей мере трех точках воздействия.
В варианте выполнения на фиг.2a-b подпружинивающая конструкция 13 содержит две спиральные пружины 15a, 15b, которые зажаты между рамой 11 и опорной плитой 12. Поскольку рама 11 неподвижна относительно опорной плиты 12, пружины могут прикладывать усилие как к раме 11, так и поворотному элементу 10.
Подпружинивающая конструкция может дополнительно содержать структуру уравновешивания усилия. Снова обращаясь к варианту выполнения на фиг.2a-b, структура уравновешивания усилия здесь содержит две опоры 16, образованные выступающими участками рамы 11, по отношению к которым пружины предварительно нагружены. Как ясно из фиг.2a, опоры 16 расположены так, что поворотный элемент 10 в положении покоя будет находиться на одном уровне с опорами. Поверхность 10a поворотного элемента 10, таким образом, будет непосредственно смежной и возможно соприкасаться с предварительно нагруженными пружинами.
Возвращаясь к фиг.2b, поворотный элемент 10 теперь повернут вокруг оси A и выведен из его положения покоя. Тогда, с левой стороны, поверхность 10a поворотного элемента переместилась от опор 16, на которые пружина 15a опирается, и, следовательно, предотвращается взаимодействие этой пружины 15 с поворотным элементом 10. С правой стороны, пружина 15b дополнительно сжалась поверхностью 10a поворотного элемента и, следовательно, прикладывает усилие F к поворотному элементу 10 в точке воздействия 14b, действуя, чтобы вернуть поворотный элемент в положение покоя.
Специалисту ясно, что пружины 15a, 15b на фиг.2a-b также могут быть расположены выше точек воздействий, так чтобы пружина с левой стороны сжималась, по мере того как эта часть поворотного элемента 10 перемещается вверх (в системе координат фиг.2b). Другими словами, хотя на фиг.2a-b пружины 15a и 15b расположены между опорной плитой 12 и рамой 11, другие конфигурации также возможны. Например, конфигурации, в которых пружины расположены на верхних сторонах рамы.
В другом варианте выполнения, изображенном на фиг.3а-b, две пружины были заменены одной пружиной 17, расположенной каждым из ее двух концов 17a, 17b в одной из точек воздействия 14a, 14b. Как ясно из фиг.3а-b, функционирование пружины и опор очень похоже на функционирование, описанное со ссылкой на фиг.2a-b. На фиг.3b, когда поворотный элемент 10 повернут вокруг оси A, левый конец 17a пружины 17 упирается в опору 16. Правый конец 17b пружины 17 сжимается поворотным элементом 10 и, следовательно, прикладывает усилие F к поворотному элементу 10 в точке воздействия 14b, действуя, чтобы вернуть поворотный элемент в положение покоя.
В еще одном варианте выполнения, изображенном на фиг.4a-b, подпружинивающая конструкция содержит элемент передачи усилия в виде пластины 18, предварительно нагруженной по отношению к опорам 16 одним пружинным элементом 15. Когда поворотный элемент выводится из его положения покоя на фиг.4a в рабочее положение на фиг.4b, одна сторона поворотного элемента 10 нажимает на пластину 18, таким образом вызывая прикладывание пружиной усилия F к поворотному элементу в точке воздействия 14b, действуя, чтобы вернуть его в его положение покоя. Другая сторона поворотного элемента перемещается от и из соприкосновения с пластиной 18, которая здесь упирается в опору 16. Получаемое функционирование очень похоже на функционирование на фиг.2a-b.
Фиг.5a-c показывает дополнительный вариант выполнения, согласно которому поворотная конструкция позволяет поворотному элементу 20 поворачиваться вокруг двух различных осей. Для этой цели поворотный элемент 20 поддерживается двумя осями 21 в раме 22, для того чтобы быть выполненным с возможностью поворота вокруг первой оси A1. Тогда рама сама поддерживается опорной структурой, называемой здесь внешней рамой 23, чтобы быть выполненной с возможностью вращения вокруг второй оси A2. Рама 22 может направляться желобами (не показаны) во внешней раме 23, для того чтобы быть выполненной с возможностью перемещения относительно внешней рамы 23 или чтобы поддерживаться дополнительными осями 24.
Подпружинивающая конструкция на фиг.5 содержит плоскую пружину 26, которая прикреплена к нижней стороне 22a рамы 22 двумя зажимами 27, предпочтительно предварительно нагружающими плоскую пружину 26 по отношению к раме 22. В положении покоя (фиг.5a) два конца 26a, 26b плоской пружины выполнены с возможностью расположения непосредственно смежно с поверхностью 23a внешней рамы 23. По мере того как поворотный элемент поворачивается (фиг.5b), один конец 26a плоской пружины "поднимается", для того чтобы оторваться от поверхности внешней рамы 23. Другой конец 26b сильнее прижимается к внешней раме 23 и вызовет прикладывание плоской пружиной 26 усилия к раме 22, действующего, чтобы вернуть ее в положение покоя.
Аналогично варианту выполнения на фиг.2 плоская пружина 26 может быть заменена двумя или более плоскими пружинами, причем каждая имеет только одну точку взаимодействия с поворотным элементом.
Пружинная конструкция на фиг.5 дополнительно содержит торсионную пружину 28, расположенную вокруг цапфы 21 оси поворотного элемента 20 и предварительно нагруженную в одном направлении вращения опорами 29 на внутренней стенке рамы 22. Поворотный элемент 20 также снабжен опорами 30a-b с каждой стороны пружины 28, выполненными с возможностью взаимодействия с торсионной пружиной, когда поворотный элемент 20 поворачивается. Фиг.5c изображает поворот поворотного элемента 20. Одна из опор 30a перемещается к и сжимает торсионную пружину, таким образом создавая усилие, действующее, чтобы вернуть поворотный элемент в его положение покоя. Другая опора 30b перемещается из соприкосновения с торсионной пружиной, которая с этой стороны остается предварительно нагруженной по отношению к опоре 29.
Фиг.6 - вид в перспективе поворотной конструкции, аналогичной конструкции на фиг.5a-c, на котором верхняя часть, включающая в себя поворотный элемент 20 и раму 22, была отделена от внешней рамы 23. В результате подробно показана только часть подпружинивающей конструкции, которая действует между рамой 22 и внешней рамой 23. В этом случае плоская пружина образована овальным металлическим элементом 32. Этот пружинный элемент 32 прикреплен к внешней раме 23 держателем в виде металлической пластины 33, которая прикреплена (винтами или подобным) к внешней раме 23. Внешние концы 33a, 33b пластины 33 образованы, чтобы захватывать концы 32a, 32b пружинного элемента 32, таким образом выступая в качестве опор, которые предварительно растягивают элемент 32. Рама 22 выполнена с возможностью направления краями 34 внешней рамы, чтобы быть выполненной с возможностью поворота вокруг оси A2. Дополнительно, нижняя сторона рамы 22 выполнена с возможностью опоры на овальный элемент в точках воздействия на каждом конце пружинного элемента 32.
Когда рама 22 выводится из ее положения покоя, один конец рамы 22 переместится к внешней раме 23, и на этом конце она сожмет пружинный элемент 32, таким образом создавая усилие, действующее, чтобы вернуть раму 22 в ее положение покоя. Противоположная сторона рамы 22 переместится от внешней рамы 23 и, таким образом, потеряет контакт с пружинным элементом 32, который здесь будет упираться в держатель 33.
Можно отметить, что пружинный элемент 32 на фиг.6 ориентирован противоположным образом по сравнению с плоской пружиной 26 на фиг.5, но в остальном имеет аналогичное функционирование.
Фиг.7a показывает еще один вариант выполнения двухосевой поворотной конструкции согласно настоящему изобретению. Аналогично вариантам выполнения на фиг.5 и 6, здесь поворотная конструкция содержит поворотный элемент 41, раму 42 и внешнюю раму 43. Рама имеет две оси 53, выполненные с возможностью взаимодействия с отверстиями 54 в поворотном элементе 41, чтобы обеспечить вращение поворотного элемента 41 вокруг оси A1. Рама имеет две оси 51, выполненные с возможностью взаимодействия с отверстиями 52 во внешней раме 43, чтобы обеспечить вращение рамы 42 вокруг оси A2.
Подпружинивающая конструкция образована двумя пружинными элементами 44, каждый в виде по существу U-образной проволоки, присоединенной к раме посредством выступов 45, взаимодействующих с проволокой, чтобы удержать ее на месте, например, защелкиванием.
Каждая проволока 44 снабжена ее ножками 46a, 46b, продолжающимися из центра рамы к ее внешним концам. Одна из ножек 46a продолжается в вытянутый желоб 47 в торцевой пластине 48 рамы 42 и предварительно нагружена, чтобы упираться во внешний край 47a этого желоба. Нижняя сторона поворотного элемента 41 дополнительно имеет углубление 48, которое образовано для взаимодействия с ножкой 46a. Другая ножка 46b имеет концевой участок 49, который изогнут наружу и выполнен с возможностью, когда рама 42 установлена во внешней раме 43, продолжения в желоб 50 во внешней раме и соприкосновения с верхним краем желоба 50.
Со ссылкой на фиг.7b, когда рама 42 поворачивается вокруг оси A2, две ножки 46b будут служить в качестве подпружинивающей конструкции, аналогичной конструкции, описанной в отношении фиг.5a и 5b. Со стороны рамы 42, которая перемещается от внешней рамы 43, концевой участок 49 ножки 46b будет прижат к верхнему краю желоба 50, таким образом вызывая прикладывание усилия к раме 42, чтобы вернуть ее в положение покоя. С другой стороны рамы 42, перемещающейся к внешней раме 43, участок 49 будет выводиться из соприкосновения с желобом 50, таким образом предотвращая прикладывание какого-либо усилия.
Возвращаясь теперь к фиг.7c, когда поворотный элемент 41 поворачивается вокруг оси A1, одно из углублений 48a будет зацепляться с предварительно нагруженной ножкой 46a, таким образом вызывая прикладывание усилия к поворотному элементу 41. Другое углубление 48b, с другой стороны поворотного элемента, будет перемещаться от соответствующей ножки 46a, таким образом предотвращая какое-либо усилие.
Специалисту в данной области техники ясно, что настоящее изобретение ни коим образом не ограничено предпочтительными вариантами выполнения, описанными выше. Напротив, многие модификации и изменения возможны в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Например, форма различных компонентов может быть изменена, как и тип, и количество пружинных элементов.