КУХОННЫЕ ПРИБОРЫ С УПРАВЛЕНИЕМ СКОРОСТЬЮ
KITCHEN APPLIANCES WITH SPEED CONTROL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Это изобретение относится к кухонным приборам, имеющим функцию регулировки скорости. Одним примером являются стержневые блендеры.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно нормам требуется разделение цепей подачи питания и цепей управления в кухонных устройствах. По этой причине существующие кухонные приборы, такие как стержневые блендеры, имеют пользовательский интерфейс, который обеспечивает гальваническое разделение управления питанием и регулировки скорости. Таким образом, стержневые блендеры обычно имеют переключатель для управления включением-выключением и отдельное устройство ввода для управления скоростью. Имеются различные пути осуществления пользовательского интерфейса для обеспечения простого использования устройства.
Первый известный подход заключается в обеспечении переключателя для предварительного выбора скорости и отдельного переключателя включения/выключения нажимного типа, который должен удерживаться включенным. Скорость предварительно выбирается до активации вращения инструмента путем нажатия переключателя включения/выключения. Некоторые устройства содержат дополнительный переключатель турбо режима для увеличения скорости.
Второй известный подход заключается в обеспечении переключателя включения/выключения в форме переключателя, который может быть зафиксирован в его включенном и выключенном положениях, и отдельного переключателя регулировки скорости. Переключатель регулировки скорости может быть чувствительным к нажатию, или он может перемещаться вдоль пути, который связан со скоростью.
Более удобным было бы обеспечение комбинированного переключателя включения/выключения и регулировки скорости для обеспечения решения с одним переключателем. Это будет позволять работу пользователя только с одним пользовательским интерфейсом. Однако это несовместимо с требованием разделения цепей. Более того, величина перемещения переключателя ввода для ручного устройства, такого как стержневой блендер, ограничена, так как все устройство зажимается в ладони руки. В связи с этим необходима компактная конструкция переключателя. В частности, нажимной переключатель должен иметь короткий путь перемещения, так как длинные пути перемещения связываются потребителями с низким качеством, и они также препятствуют точной работе устройства.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение определено формулой изобретения.
Согласно аспекту изобретения обеспечен кухонный прибор, содержащий конструкцию нажимной кнопки и электродвигатель, причем конструкция нажимной кнопки предназначена для управления включением/выключением электродвигателя, а также скоростью электродвигателя, и содержит:
переключатель питания;
цепь управления скоростью отдельную от переключателя питания;
кнопку для перемещения пользователем;
держатель, который удерживает кнопку, первый приводной элемент и второй приводной элемент,
причем первый приводной элемент предназначен для механического включения переключателя питания при первом перемещении кнопки, а
второй приводной элемент предназначен для управления цепью управления скоростью для управления скоростью электродвигателя при дополнительном перемещении кнопки.
Таким образом, изобретение обеспечивает кухонный прибор, который объединяет функцию включения/выключения питания и функцию управления скоростью в одной подвижной кнопке. Обеспечено разделение цепи управления скоростью и переключателя питания, но они оба управляются соответственными приводными элементами, удерживаемыми одним и тем же держателем, который перемещается кнопкой. Кнопка может, например, нажиматься пользователем прибора, хотя кнопка может быть выполнена с возможностью скользящего или поворотного перемещения.
Цепь управления скоростью может содержать цепь обнаружения перемещения, а второй приводной элемент содержит перемещаемый элемент для управления цепью обнаружения перемещения. Цепь обнаружения перемещения может иметь сопротивление, емкость или индуктивность, которые представляют собой функцию от величины перемещения, и уровень этого сопротивления, емкости или индуктивности далее используется для управления скоростью. В наиболее простом осуществлении цепь обнаружения перемещения содержит набор дискретных резисторов или потенциометрическую цепь, и второй приводной элемент, таким образом, содержит контактный элемент для создания электрической цепи с желаемым резистором или набором резисторов или желаемую настройку потенциометра.
Первый приводной элемент может содержать подпружиненный палец, удерживаемый держателем под кнопкой для механического взаимодействия с переключателем питания при первом перемещении кнопки. Подпружинивание позволяет втягивание пальца после его взаимодействия с переключателем питания, но сохраняя переключатель питания включенным.
Переключатель питания может содержать микропереключатель с нажимным контактом, который нажимается первым приводным элементом для замыкания переключателя. Это обеспечивает компактную конструкцию. Более того, надежность переключающего контакта достигается подходящим выбором микропереключателя.
В другом варианте выполнения переключатель питания может содержать пару электрических контактов, которые замыкаются первым приводным элементом при первом перемещении кнопки. Это обеспечивает еще более простую конструкцию переключателя питания.
В другом варианте выполнения переключатель питания может содержать пару электрических контактов, которые замыкаются замыкающим элементом, причем замыкающий элемент смещен в незамыкающее положение, и замыкающий элемент перемещается в контакт с парой электрических контактов при первом перемещении кнопки, причем замыкающий элемент смещается в незамыкающее положение и перемещается в замыкающее положение путем перемещения держателя.
Эта конструкция также обеспечивает простое замыкание контактов.
Предпочтительно обеспечена возвратная пружина для смещения держателя в начальное положение кнопки. Она выполнена с возможностью возвращения кнопки в положение, в котором переключатель питания разомкнут, и первый приводной элемент отсоединен от переключателя питания. Возвратная пружина может содержать спиральную пружину, хотя могут быть использованы другие смещающие конструкции.
Цепь управления скоростью может дополнительно регулироваться для обеспечения ступенчатого увеличения скорости при перемещении кнопки в ее конечное положение. Эта функция часто называется функция турбо режима или ускорения, и она обеспечивает максимальную настройку скорости на ступень выше, чем максимальная скорость в конце диапазона управления регулируемой скоростью.
Прибор может дополнительно содержать систему тактильной, звуковой или визуальной обратной связи для обеспечения обратной связи при перемещении кнопки. Это обеспечивает пользователю больший контроль над скоростью.
Предпочтительно переключатель питания механически включается перемещением кнопки в пределах 3 мм из начального положения кнопки, и более предпочтительно перемещением кнопки в пределах 2 мм из начального положения. Это обеспечивает короткое расстояние перемещения до включения функции регулировки скорости.
Перемещение кнопки может быть ограничено по большей мере 20 мм, более предпочтительно по большей мере 10 мм. Это значит, что полное управление достигается в пределах короткого диапазона перемещения, который предназначен для обеспечения интерфейса, который является наиболее простым и наиболее комфортным для пользователя.
Устройство может содержать один из:
стержневого блендера;
миксера;
измельчителя;
кухонного комбайна;
мясорубки;
соковыжималки.
Некоторые из них могут представлять собой ручные устройства, а другие могут быть установлены на поверхности стола. Во всех случаях необходима функция включения/выключения питания, а также управления скоростью, и изобретение обеспечивает одну кнопку управления для осуществления обеих функций.
Изобретение, например, представляет особый интерес для стержневых блендеров, которые содержат основной корпус, имеющий участок захвата ручки и электродвигатель в корпусе для приведения в движение ножа блендера. Переключатель питания предназначен для управления подачей питания электродвигателю, а кнопка расположена на участке захвата ручки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры изобретения далее будут подробно описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фигура 1 показывает стержневой блендер согласно изобретению на виде в перспективе;
Фигура 2 показывает стержневой блендер на Фигуре 1 с удаленным верхним покрытием для демонстрации конструкции внутренних компонентов;
Фигура 3 более подробно показывает корпус, который удерживает нажимную кнопку;
Фигура 4 более подробно показывает нажимную кнопку, установленную в ее корпусе;
Фигура 5 показывает вид в сечении нажимной кнопки и ее корпуса и более наглядно показывает функцию включения/выключения;
Фигура 6 более наглядно показывает функцию управления скоростью нажимной кнопки;
Фигура 7 показывает первый альтернативный вариант осуществления переключателя питания; и
Фигура 8 показывает второй альтернативный вариант осуществления переключателя питания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Изобретение обеспечивает кухонный прибор, имеющий переключатель питания для управления подачей питания электродвигателю и отдельную цепь управления для управления скоростью. Кнопка для управления пользователем обеспечена для управления включением и скоростью. Держатель удерживает кнопку, а также удерживает первый приводной элемент для механического включения переключателя питания при первом перемещении кнопки. При дополнительном перемещении кнопки регулируется скорость электродвигателя.
Это обеспечивает однокнопочное решение, объединяющее функцию включения/выключения питания и регулировку скорости в одном переключателе, и которое может быть выполнено с минимальной длиной перемещения кнопки.
Далее будут описаны подробные примеры, которые показывают изобретение, примененное к стержневому блендеру, имеющему устройство ввода для управления в виде нажимной кнопки. Однако такая же конструкция переключателя может быть применена к другим кухонным приборам и с другими конфигурациями кнопки с двойной функцией.
Фигура 1 показывает первый пример стержневого блендера, использующего конструкцию переключателя согласно изобретению, на виде в перспективе.
Блендер содержит основной корпус 10, имеющий участок 12 захвата ручки. Пользовательский переключатель управления находится на участке захвата ручки для управления включением и скоростью электродвигателя. В этом примере пользовательский переключатель управления содержит нажимную кнопку 14, расположенную в месте положения указательного пальца пользователя при захвате ручки. Кнопка 15 для снятия насадок позволяет замену установленных насадок, таких как приспособление для смешивания или приспособление для взбивания.
Фигура 2 показывает стержневой блендер с удаленным верхним покрытием для демонстрации конструкции внутренних компонентов. Блендер имеет электродвигатель 16 в основном корпусе для приведения в движение ножа блендера или других насадок.
В части захвата ручки имеется цепь управления для блендера, включающая в себя электрическую схему, установленную на печатной плате (PCB) 18 для управления скоростью электродвигателя.
В этом показанном примере эта электрическая схема включает в себя резистивную цепь для обеспечения регулируемого приведения в движение электродвигателя. Эта резистивная цепь может содержать цепь последовательно соединенных резисторов, что приводит к ступенчатому типу управления. Для осуществления управления приведением в движение электродвигателя ползунок находится в контакте с резисторами, и перемещение ползунка приводит к выбору одного из резисторов. Это обеспечивает дискретное управление. Непосредственной аналогичной альтернативой является использование аналогичного потенциометра.
Нажимная кнопка 14 установлена в корпусе 20, который позволяет скольжение нажимной кнопки 14 относительно корпуса. С этой целью нажимная кнопка 14 удерживается держателем (хотя следует понимать, что держатель и нажимная кнопка могут представлять собой один интегральный компонент). Нажимная кнопка 14 и ее держатель образуют часть, которая в этом документе называется «конструкция нажимной кнопки». Нажимная кнопка может быть рассмотрена как внешний элемент, который нажимает пользователь, а держатель представляет собой конструкцию под ним.
Фигура 3 более подробно показывает корпус 20, который удерживает конструкцию нажимной кнопки (и показывает удаленную нажимную кнопку). Корпус образует отсек для нажимной кнопки и ее держателя. На основании корпуса 20 находится микропереключатель 22, функционирующий в качестве переключателя питания. Он представляет собой переключатель, который приводится в действие очень небольшим физическим усилием, обычно с помощью использования механизма мгновенного действия (иначе известный как «надцентровой» механизм). Переключение происходит в определенных и повторяемых положениях приводного элемента и с небольшой величиной перемещения, требуемой между различными положениями переключателя.
Сетевой входной кабель 24 электрически соединен с остальной частью устройства посредством переключателя 22 питания так, что переключатель 22 питания управляет подачей питания остальной части устройства, и, таким образом, функционирует (по меньшей мере) в качестве средства управления подачей питания для электродвигателя.
Сетевой кабель 24 находится на одной стороне корпуса 20 (на верхнем конце основного корпуса), а другая сторона корпуса имеет щель 26. Конструкция нажимной кнопки включает в себя электрический контакт, который скользит вверх и вниз в щели 26 при перемещении нажимной кнопки. Этот электрический контакт взаимодействует с электрическими контактными дорожками на PCB 18, которые соединяют указанные выше дискретные резисторы. С этой целью край PCB 18 выровнен со щелью 26, как показано. Электродвигатель не показан на Фигуре 3, но опора электродвигателя, которая крепится к электродвигателю, показана ссылочной позицией 28.
Фигура 4 более подробно показывает конструкцию нажимной кнопки, установленную в ее корпусе 20. Конструкция нажимной кнопки имеет удерживающие крючки 29, которые зажимают конструкцию нажимной кнопки в корпусе 20, тем самым ограничивая перемещение кнопки вверх. Перемещение вниз ограничено механической упорной конструкцией, которая действует, когда нажимная кнопка полностью углублена.
Фигура 5 показывает вид в сечении конструкции нажимной кнопки и ее корпуса и более наглядно показывает функцию включения/выключения.
Нажимную кнопку 14 и ее скользящий держатель 40 можно увидеть более наглядно. Основание 42 держателя вместе с соответствующей частью корпуса 20 образуют указанный выше механический упор, который ограничивает нажатие кнопки 14.
На основании корпуса расположен микропереключатель (переключатель питания) 22. Подпружиненный палец 44 удерживается скользящим держателем 40 под кнопкой 14 для механического взаимодействия с переключателем питания при первом углублении кнопки. Этот подпружиненный палец функционирует в качестве первого приводного элемента для механического включения переключателя питания при первом углублении кнопки.
Пружина 45 подпружиненного пальца расположена по центру внутри пальца (который с этой целью является полым) и смещает палец к переключателю питания. Усилие пружины является достаточным для активации переключателя.
Держатель 40 смещается в неуглубленное положение возвратной пружиной 46. В показанном примере она расположена концентрически снаружи пружины 45 пальца 44 для обеспечения компактной конструкции.
Подпружиненный палец 44 смещается наружу пружиной 45 и достигает упора, что означает, что он находится прямо над переключателем питания, когда держатель 40 находится в неуглубленном положении. Имеется зазор около 1 мм, как объяснено ниже. Палец 44 может втягиваться, и конструкция скользящей манжеты позволяет это.
Фигура 5 также более наглядно показывает контакты 50 PCB резистивной цепи и контактный элемент 52, удерживаемый держателем 40. Могут иметься два контактных элемента 52, если используется двусторонняя PCB, один для каждой стороны PCB, но только один можно увидеть на Фигуре 5. Край PCB 18 находится в пространстве между двумя контактами 52. Относительное положение контактов 52 вдоль края PCB определяет, какие дорожки PCB электрически соединены, что, таким образом, определяет настройку цепи управления скоростью.
Фигура 6 более наглядно показывает функцию управления скоростью нажимной кнопки. PCB 18 имеет резистивные дорожки 50, и скользящие контакты 52 установлены для перемещения держателем 40 и взаимодействия с дорожками PCB. Скользящие контакты (которых может быть один или более) управляют соединением резисторов. Таким образом, сопротивление цепи регулируется в зависимости от положения нажимной кнопки. Таким образом, это используется в цепи управления двигателем, например, транзисторной цепи с переменной нагрузкой в зависимости от настройки резистора. Скользящие контакты функционируют в качестве второго приводного элемента для управления скоростью электродвигателя при дополнительном углублении кнопки.
Эта конструкция позволяет использование микропереключателя для функции включения/выключения питания. Устанавливающие скорость резисторы соединены свинцовыми дорожками на PCB. Эта конструкция обеспечивает минимальную длину пути нажимной кнопки. Сначала активируется переключатель питания микропереключателя, и скорость регулируется согласно последующему пути нажимной кнопки.
Например, после активации переключателя питания сначала устройство не будет вращаться. После расстояние перемещения 2 мм, например, устройство начинает вращаться с настройкой 1 скорости. Для дополнительного расстояния перемещения, например, 1 мм, скорость остается на скорости 1. После общего расстояния перемещения 3 мм ползунок 52 далее переключается на следующий резистор, и скорость устанавливается на настройке 2 скорости. Поступательное перемещение держателя далее заставляет цепь управления скоростью ступенчато изменять настройки скорости.
Резистивные дорожки могут быть выполнены с возможностью обеспечения скорости согласно арифметической функции относительно углубления нажимной кнопки. Функция может быть линейной, экспоненциальной, каскадной или любой другой подходящей функцией. Хотя не показано, блендер может дополнительно включать в себя отдельный переключатель турбо ускорения. Альтернативно функция турбо ускорения может быть осуществлена одним переключателем, например, при максимальном перемещении (максимальном углублении) положения нажимной кнопки. Функция турбо ускорения может обеспечивать ступенчатое увеличение скорости при полном перемещении кнопки (полном углублении). Таким образом, управление скоростью обеспечивает выбор скорости из множества скоростей в первом диапазоне или выбор скорости, которая больше, чем наивысшая скорость в первом диапазоне, а также большее увеличение скорости по сравнению с разницей скорости между любыми смежными скоростями в первом диапазоне.
Когда пользователь нажимает нажимную кнопку, переключатель скользит вдоль заданного пути приблизительно 1 мм, пока подпружиненный палец не войдет в контакт с микропереключателем. Этот первоначальный зазор 1 мм обеспечивает меру безопасности для обеспечения того, что возвратная пружина действительно не взаимодействует с переключателем питания.
Палец предварительно подпружинен усилием пружины, чтобы иметь возможность немедленной активации микропереключателя, который имеет путь переключения приблизительно 1 мм. Например, усилие пружины подпружиненного пальца может быть выше, чем усилие пружины возвратной пружины.
Таким образом, может быть обеспечено, что общий путь составляет приблизительно 2 мм, что представляет собой желательное значение на основании испытаний на применение пользователями стержневого блендера. Предпочтительно эта длина пути составляет менее 3 мм, и она может составлять 2 мм или менее.
Когда переключатель питания активирован, двигатель и прикрепленное к нему приспособление начинают медленно вращаться. В одном примере пользователь может дополнительно перемещать нажимную кнопку вдоль ее пути до 8 мм для регулировки требуемой скорости. При этом перемещении палец углубляется в держатель 40 против действия пружины 45. После 8 мм держатель достигает механического упора. Если обеспечена функция турбо ускорения, она может быть включена, только когда кнопка находится в этом полностью углубленном механически остановленном положении.
Когда пользователь отпускает кнопку, переключатель возвращается в его исходное положение и отсоединяется от источника питания путем отключения микропереключателя. Таким образом, общая длина пути в этом примере может составлять 10 мм или менее. В общем предпочтительно, что эта длина пути составляет менее 20 мм.
Вышеуказанный пример позволяет использование микропереключателя для переключателя питания.
Фигура 7 показывает первый альтернативный вариант осуществления переключателя питания и показывает сечение, взятое с двух перпендикулярных углов. Одинаковые ссылочные позиции используются, как и в первом примере, для одинаковых компонентов. Переключатель также имеет подпружиненный палец 44 (пружина не показана на Фигуре 7), но в этой конструкции палец предназначен для обеспечения замыкания путем непосредственного контакта двух разнесенных друг от друга контактных электродов 70, 72 на основании корпуса. Это может обеспечивать еще более компактную конструкцию с меньшим количеством компонентов. Усилие пружины подпружиненного пальца предназначено для обеспечения поддержания надежного электрического контакта.
Фигура 8 показывает второй альтернативный вариант осуществления переключателя питания.
Пара электрических контактов 80, 82 обеспечена латерально вблизи основания корпуса. Замыкающий элемент 84 установлен в корпусе для замыкания контактов. Замыкающий элемент 84 смещен в незамыкающее положение (как показано на фигуре 8) стальной пружинной конфигурацией 86, и замыкающий элемент перемещается в контакт с парой электрических контактов при первом углублении кнопки.
Замыкающий элемент 84 прижимается к контактам 80, 82 клином 87, который взаимодействует с поверхностью замыкающего элемента 84 при углублении кнопки. Клин 87 является частью подвижного держателя 40, поэтому перемещается вниз при углублении держателя. Пружинное смещение замыкающего элемента 84 обеспечивает размыкание электрического контакта, когда кнопка отпускается.
Вышеуказанный пример позволяет использование спиральной пружины в качестве возвратной пружины. Однако могут быть использованы другие пружины, такие как пластинчатая пружина.
В вышеуказанном примере управление скоростью осуществляется путем перемещения контакта относительно конструкции резистивных дорожек. Однако управление скоростью может осуществляться приводным элементом, который взаимодействует с рычагом управления скоростью цепи управления скоростью, а не действует в качестве фактического электрического контакта. Таким образом, вместо подвижного контакта и PCB, вместе образующих регулируемую резистивную цепь, может иметься цепь дискретного управления скоростью на PCB (такая как потенциометрическая цепь), которая далее механически приводится в действие путем перемещения кнопки. Другие модули управления скоростью также могут быть использованы вместо этой резистивной или потенциометрической цепи. В более общем смысле может быть использована любая цепь обнаружения перемещения, которая далее приводится в действие перемещаемым элементом. Цепь определения перемещения может, например, быть основана на резистивном, индуктивном или емкостном обнаружении перемещения. Дополнительно альтернативные подходы к обнаружению перемещения включают в себя конструкции оптического обнаружения или обнаружения магнитного поля, в которых перемещение приводит к изменению оптической подсветки или магнитного поля.
В вышеуказанных подробных примерах кнопка и ее держатель скользят в и из корпуса, и кнопка углубляется путем нажатия пользователем кнопки. Кнопка может вместо этого поворачиваться и по-прежнему обеспечивать по существу то же восприятие пользователем. Дополнительная альтернатива заключается в скольжении кнопки горизонтально (т.е. параллельно поверхности внешнего корпуса) вместо вертикального скольжения в и из объема корпуса. Таким образом, хотя вышеуказанный пример рассматривает нажатие кнопки из начального неуглубленного положения в полностью углубленное положение, изобретение в более общем смысле относится к кнопке, которая перемещается между начальным и конечным положением любым подходящим образом.
Может быть желательным обеспечение тактильной, звуковой или оптической обратной связи пользователю, например, путем обеспечения ощущения щелчков путем вибрации нажимной кнопки или путем обеспечения звука щелчков или обеспечения индикации на дисплее или с помощью света. Это обеспечивает пользователю ощущение большего контроля. Каждый щелчок может соответствовать различным потенциометрическим настройкам и в связи с этим настройкам скорости.
Звуковая и тактильная обратная связь может быть достигнута путем обеспечения подпружиненного металлического контакта, который скользит относительно набора зубцов при перемещении нажимной кнопки. Изменение необходимого усилия обеспечивает тактильную обратную связь, а также при желании подобным образом может быть обеспечен звук. Могут быть использованы другие пути обеспечения обратной связи.
Другие изменения раскрытых вариантов выполнения могут быть понятны и осуществлены специалистами в области техники при осуществлении заявленного изобретения из изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы. Сам по себе тот факт, что определенные меры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер не может быть использовано для получения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем охраны.