ГОЛОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗУБНОЙ ЩЕТКИ С ДВУХПОЗИЦИОННЫМ СОЕДИНИТЕЛЬНЫМ СБОРОЧНЫМ УЗЛОМ
ELECTRIC TOOTHBRUSH HEAD WITH TWO-POSITION CONNECTION ASSEMBLY

Изобретение в целом относится к узлу головки зубной щетки для электрической зубной щетки, в которой узел головки зубной щетки содержит соединительное устройство, предназначенное для работы в двух положениях; в одном положении для установки и снятия головки зубной щетки относительно ведущего вала двигателя зубной щетки и в другом положении для зацепления с ведущим валом для работы зубной щетки.
Участок головки электрической зубной щетки обычно имеет гораздо более короткий срок службы, чем остальная часть зубной щетки, то есть ручка, которая обычно содержит узлы привода, управления и электропитания устройства. Головка зубной щетки должна быть удобна как для снятия, так и для установки на ведущий вал зубной щетки, а также должна быть способна надежно передавать усилие со стороны ведущего вала к головке зубной щетки с минимальным люфтом. Для реализации этих двух различных и отчасти противоречивых требований использовалось большое количество различных конструктивных узлов. В большинстве случаев головка зубной щетки имеет единую конфигурацию, которая реализует оба требования, то есть она имеет достаточно плотную посадку, чтобы обеспечить требуемую передачу силы, но может сниматься и устанавливаться на ведущий элемент (ведущий вал) с разумной силой, прикладываемой типичным пользователем. То, что здесь раскрывается, является головкой зубной щетки, имеющей соединительное устройство с двумя отдельными (различными устойчивыми физическими положениями, которая облегчает раздельные требования к удобству установки/снятия и надежной передаче силы от элемента привода.
Соответственно, съемный узел головки для электрической зубной щетки, имеющей участок ручки и выходной вал для привода головки зубной щетки, раскрытой здесь, содержит участок сужения, имеющий полую часть на его проксимальном конце; участок щетины на дистальном конце участка сужения; и соединительный узел, расположенный или который может быть расположен внутри полой части участка сужения, причем соединительный узел имеет два различных, механически устойчивых положения, содержащих первое положение, в котором соединительный узел имеет первое физическое устройство, позволяющее узлу головки зубной щетки легко сниматься или устанавливаться на выходном валу, и второе положение, в котором соединительный узел имеет второе физическое устройство, в котором соединительный узел создает физический контакт с выходным валом и соединяется с участком сужения, так что при работе электрической зубной щетки усилие на выходном валу передается узлу головки зубной щетки.
Фиг. 1 - трехмерное изображение электрической зубной щетки.
Фиг. 2A-2C - несколько видов участка одного варианта осуществления раскрытой здесь двухпозиционной головки зубной щетки.
Фиг. 3 - изометрическое представление конфигурации элемента привода (вала), соответствующего первому варианту осуществления.
Фиг. 4A-4C - несколько видов участка соединительного узла, соответствующего первому варианту осуществления.
Фиг. 5A и 5B - два рабочих положения (открытое и закрытое), соответствующие первому варианту осуществления.
Фиг. 6A-6C - различные виды конструкции и работа второго варианта осуществления двухпозиционной головки зубной щетки.
Фиг. 7A-7C - различные виды конструкции и работа другого варианта осуществления двухпозиционной головки зубной щетки.
На фиг. 1 представлено в перспективе изображение электрической зубной щетки, в целом, обозначенной как 10, с пространственным разделением деталей. Электрическая зубная щетка 10 содержит участок 12 ручки, систему привода и систему управления, показанные в целом как блок 14, которые являются традиционными по конструкции и при работе и которые могут принимать различные формы для привода ведущего/выходного вала 16 в желаемом режиме движения. Одним из примеров является колебательное движение с частотой приблизительно 260 Гц и амплитудой приблизительно 10°. Следует понимать, что это описанное действие является только лишь примером и может быть другим. Электрическая зубная щетка 10 также содержит съемный узел 17 головки зубной щетки, который содержит набор щетины 18 на его дистальном конце. Узел 17 головки зубной щетки имеет конструкцию, позволяющую снимать его с выходного вала 16, когда необходима ее замена. Новый узел головки зубной щетки затем устанавливается на выходной вал 16 для продолжения работы зубной щетки.
Настоящее изобретение, как оно раскрыто и заявлено здесь, относится к соединительному узлу 20, устанавливаемому внутри участка 22 сужения узла 17 зубной щетки. Соединительный узел 20 выполнен с возможностью и приспособлен для работы в двух положениях. В одном положении головка зубной щетки легко снимается с выходного вала или может устанавливаться на выходной вал, тогда как во втором положении узел головки зубной щетки жестко присоединяется или прикрепляется к выходному валу, так что усилие или вращающий момент, создаваемый выходным валом, передаются узлу головки зубной щетки предпочтительно без какого-либо люфта.
Предметом настоящей заявки является узел головки зубной щетки с расположенным в нем соединительным узлом. Соединительный узел может принимать различные формы, в том числе соответствующие показанным здесь вариантам осуществления. На фиг. 2A-2C, 3, 4A-4C и 5A-5B показаны конструкция и порядок действия, соответствующие первому варианту осуществления. На фиг. 2A-2C показана одна часть/элемент первого варианта осуществления соединительного узла. Элемент 26 имеет форму кольца, которое жестко крепится к внутренней поверхности участка 22 сужения головки зубной щетки, которая является полой по меньшей мере в нижней части ее длины со стороны ее проксимального конца 24. Наружная поверхность 28 кольцевого элемента 26 сопрягается и имеет приблизительно тот же размер, что и внутренняя поверхность участка 22 сужения. В показанном варианте осуществления кольцо имеет высоту приблизительно 6 мм и ширину (толщину) приблизительно 2 мм для наибольшей части ее длины окружности. Один участок 32 внутренней поверхности 30 кольцевого элемента 26 является плоским и имеет небольшой элемент 34, который проходит внутрь кольца на короткое расстояние, ограничивающееся свободной торцевой поверхностью 35, которая проходит непосредственно вниз на часть высоты кольцевого элемента и затем под углом внутри поверхности 37 поверх остальной его части, как показано на фиг. 2С. В показанном варианте осуществления этот угол равен приблизительно 60°. На фиг. 3 показана другая часть первого варианта осуществления, а именно зубчатый выходной вал 39, выходящий из ручки. Выходной вал содержит плоскую верхнюю поверхность 40. Участок 42 выемки или выреза начинается приблизительно на 6 мм вниз от поверхности 40 и проходит внутрь приблизительно на половину диаметра выходного вала. Выемка 42 проходит вниз вала на расстояние приблизительно 10 мм.
На фиг. 4А-4С показана другая часть первого варианта осуществления, а именно часть связующего элемента 50 соединительного узла первого варианта осуществления. Связующий элемент также установлен внутри нижней части сужения 22 головки зубной щетки и является полым, что лучше всего видно на фиг. 4С, для размещения выходного вала 39 (фиг. 3), выходящий из ручки. Связующий элемент в основном является цилиндрическим и содержит участок 56 подвижного клапана, который проходит вниз от верхней поверхности 52 по всей длине связующего элемента, как наиболее ясно показано на фиг. 4 В. Участок 56 подвижного клапана соединен с верхней поверхностью связующего элемента участком 57, подобным шарниру, который позволяет подвижной части перемещаться внутрь связующего элемента. Подвижный участок содержит плоский верхний участок 58, проходящий вниз к наклонному вниз и наружу к участку 59, который в показанном варианте осуществления имеет угол приблизительно 60°, соответствующий наклонному участку 37 кольцевого элемента 26, когда соединительный узел находится в его первом положении. Наклонный участок 59 проходит к другому вертикальному плоскому участку 60, который заканчивается малым, проходящим горизонтально наружу выступом 62, который в первом положении головки зубной щетки контактирует с внутренней поверхностью участка сужения головки зубной щетки ниже кольца 26.
На фиг. 5А и 5В показан порядок действия первого варианта осуществления. В первом положении, показанном на фиг. 5А, также называемом открытым положением, головка 63 зубной щетки (показана только нижняя часть), вместе со связующим элементом, без труда снимается с выходного вала 39 и также легко устанавливается на выходной вал. В этом первом положении угловой участок 37 кольца 26 располагается по соседству с угловым участком 59 подвижного участка связующего элемента, с подвижным участком, находящемся в его самом дальнем положении, то есть исходном положении, позволяющем всей головке зубной щетки легко сниматься с выходного вала 39. Когда выходной вал 39 затем дополнительно толкается в узел головки зубной щетки или наоборот, угловая часть кольцевого элемента перемещает вниз угловую поверхность 59 подвижного участка связующего элемента, заставляя подвижный участок двигаться внутрь относительно плоского участка 64 выходного вала. Это движение выходного вала внутрь узла зубной щетки продолжается до того, как связующий элемент не достигнет положения, показанного на фиг. 5В, где нижний край 67 кольцевого элемента контактирует с выступом 62 подвижного участка связующего элемента. В этой точке внутренняя поверхность 65 подвижного участка 56 прижимается к плоскому участку выходного вала и в этом положении усилие движущегося выходного вала передается головке зубной щетки, как показано на фиг. 5B. Когда головка зубной щетки должна быть снята, головка зубной щетки просто вытягивается из ручки, позволяя подвижному участку связующего блока возвратиться в его исходное положение, как показано на фиг. 5A, что позволяет легко снимать узел головки зубной щетки.
На фиг. 6A-6C показан второй вариант осуществления соединительного узла для двухпозиционного узла головки зубной щетки, причем соединительный узел располагается на нижнем участке сужения узла головки зубной щетки. На фиг. 6А показан соединительный узел 61, содержащий верхний участок 66, имеющий длину 66A и пространственно разделенные торцевые участки 67 и 68, которые проходят вниз от верхнего участка 66 под углом А 90(относительно верхнего участка. Верхний участок присоединяется к торцевым участкам двумя штифтами 69 и 70. Соединительный элемент располагается и сконструирован таким образом, что верхний участок 66 изгибается между двумя положениями, вогнутым положением, в котором верхний участок изгибается внутрь (фиг. 6B), и выпуклым положением, в котором верхний участок изгибается наружу (фиг. 6C). Соединительный элемент может быть выполнен из гибкой пластмассы или металла. На фиг. 6B показан соединительный элемент в его первом, выпуклом положении, в котором расстояние между двумя штифтами 69 и 70 равно 66B, которое меньше, чем 66A. Верхний участок 66 устанавливается внутри отверстия участка 72 сужения узла головки зубной щетки, когда верхний участок находится в его выпуклом положении, в котором расстояние 66B между штифтами 68 и 70 настолько широко, чтобы он устанавливался в отверстии на участке сужения. Размеры верхнего участка будут варьироваться в зависимости от размера отверстия сужения. В одном примере верхний участок имеет длину 10 мм и ширину 4 мм. Когда соединительный элемент 61 вставляется в участок сужения (в его положение, показанное на фиг. 6B), два штифта 68 и 70 захватываются в сопряженные щели 73, 73A во внутренней поверхности сужения. Сужение 72 проходит до остальной части узла головки зубной щетки (не показана). Угол между верхним участком и каждым из двух торцевых участков все еще остается равным 90°. Узел головки зубной щетки обеспечивается для использования со вставленным соединительным элементом в положении, показанном на фиг. 6 В.
Когда узел головки зубной щетки должен быть надет на ручку, выходной вал 74 из ручки 75 перемещается относительно нижней поверхности 76 верхнего участка 66. Два торцевых участка движутся навстречу друг другу и верхний участок защелкивается в его втором выпуклом положении, как показано на фиг. 6C. В этом положении он остается под углом 90(между верхним участком и каждой из двух торцевых поверхностей соответственно. По мере того, как выходной вал движется относительно нижней поверхности верхнего участка, верхний участок защелкивается в его втором положении. Дистальные концы 78, 80 торцевых участков имеют небольшие выступы 82 и 84, которые заходят в защелки 86 и 88 на выходном валу. В этом положении головка зубной щетки жестко крепится к выходному валу и усилие движущегося выходного вала передается узлу головки зубной щетки. Когда узел зубной щетки должен сниматься, выходной вал оттягивается слегка назад от головки зубной щетки, заставляя два торцевых элемента двигаться наружу, так что верхний участок соединительного узла защелкивается обратно в его вогнутое положение. Головка зубной щетки может затем удобно и легко сниматься с выходного вала.
На фиг. 7А-7С показан дополнительный вариант осуществления, использующий пружинное устройство в соединительном узле, устанавливаемом в нижнюю часть сужения узла головки зубной щетки. Соединительный узел обозначен в целом позицией 90 и содержит цилиндрический верхний элемент 92 с диаметром, соответствующим внутренней части сужения головки зубной щетки. Верхний элемент 92 содержит верхний кольцеобразный участок 94 и два связанных стоечных элемента 96 и 98 (фиг. 7В). Верхний элемент соединяется с внутренним участком сужения головки зубной щетки вертикальной пружиной 100. Соединительный узел содержит связующий узел, содержащий верхний и нижний участки 102, 104 в форме плоских пластин, каждый с центральным отверстием, позволяющим выходному валу 107, выступающему из ручки зубной щетки, проходить через него, как показано на фиг. 7С. Верхняя пластина 102 контактирует с двумя стоечными элементами 96 и 98 верхнего элемента, в то время как нижняя пластина выполнена с возможностью контакта с внутренней поверхностью пустотелого участка углубления головки зубной щетки. Между двумя участками 102 и 104 пластин расположены два пружинных элемента 106 и 108, которые в одном положении изгибаются наружу (выгибаются), как показано на фиг. 7A, когда узел головки зубной щетки движется в сторону от выходного вала 107. По мере того как выходной вал входит в связующий узел, два пружинных элемента защелкиваются в их втором положении, как показано на фиг. 7C. Пружинные элементы содержат выступающие участки 110, 112, которые проходят в направлении друг друга из внутренних поверхностей пружинных элементов, и контактные защелки 114, 116 на противоположных сторонах ведущего вала. В этом положении соединительного узла узел головки зубной щетки жестко удерживается относительно выходного вала, так что усилие, создаваемое выходным валом, передается головке зубной щетки.
Две пружины 118 и 120 присоединяют верхнюю пластину 102 к верхнему элементу 92, так чтобы по мере того, как выходной вал вытаскивается из головки зубной щетки, когда головка зубной щетки должна быть заменена, два пружинных элемента 106 и 108 защелкивались обратно в их первое положение и связующий элемент остается присоединенным к соединительному узлу и внутри головки зубной щетки, то есть связующий элемент не вытаскивается из головки зубной щетки.
Были показаны и описаны различные варианты осуществления, которые определяют головку зубной щетки, в которой имеется соединительный узел, перемещающийся между двумя положениями по мере того, как выходной вал (ведущий вал), выступающий из ручки, вставляется в головку зубной щетки. В одном положении соединительный узел располагается и конфигурирован так, чтобы позволить удобно снимать головку зубной щетки с выходного вала, а также позволить устанавливать головку зубной щетки на выходной вал. Во втором положении связующий узел соединительного узла входит в механический контакт с выходным валом таким образом, что усилие вращающего момента, создаваемого выходным валом, передается головке зубной щетки с небольшим или отсутствием люфта.
Хотя предпочтительный вариант осуществления изобретения был раскрыт здесь для целей иллюстрации, следует понимать, что в вариант осуществления могут вноситься различные изменения, модификации и замены, не отступая от сущности изобретения, которое определяется требованиями, приведенными ниже.