ГОЛОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИБОРОВ ДЛЯ ЧИСТКИ КОЖИ
HEAD FOR ELECTRIC APPLIANCES FOR SKIN CLEANSING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к щеточным электроприборам для чистки кожи и, более конкретно, касается участка щеточной головки электроприбора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Электрощетки для ухода за кожей, такие как те, что используются для чистки лица, обычно приводятся в действие непосредственно, например, с помощью приводного вала или валов, передаточных механизмов и двигателя. Щетка для кожи обычно включает в себя одну щеточную головку со множеством пучков щетины/волокон, которые перемещаются синхронно. Некоторые щеточные головки вращаются (на 360°) непрерывно в одном направлении, в то время как другие колеблются под заданным углом. Щетки для кожи, работающие с более высокой частотой, часто называют звуковыми или щетками со звуковой частотой. Обычно диапазон частоты таких щеток составляет от 120 до 300 (Hz)Гц, как правило создавая некоторый небольшой изгиб верхушек щетины или прогиб в дополнение к колебанию щетинок. Такое раздельное перемещение верхушек щетинок обычно не происходит в щетках отшелушивающего типа, работающих на низких скоростях. Пример такого электроприбора звуковой щетки для кожи и щеточная головка описан в патенте США № 7,320,691, которым владеет правопреемник настоящего изобретения и содержание которого включено здесь по ссылке.
[0003] В некоторых случаях щеточная головка и система привода сконфигурированы таким образом, что участки области щетины щеточной головки перемещаются в разных направлениях или движутся со сдвигом по фазе с другими участками. Такое особенное перемещение может иметь преимущества при чистке лица, включая возможность лучшего выполнения чистки и меньший дискомфорт. Электроприбор для выполнения такого действия показан в патенте США № 6,032,313. Узел щеточной головки включает в себя несколько концентрических участков области щетки, которые независимо приводятся в действие с помощью отдельных механических средств. Однако это не только является сложной конструкцией привода, но и не подходит, в частности из-за шума и износа для электроприборов, работающих со звуковой частотой.
[0004] Остается желательным, чтобы устройство щеточной головки выполняло действие со сдвигом по фазе и/или противоположное вращение между разными группами пучков щетины, но приводилось в действие с помощью одного (единственного) приводного механизма.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Соответственно, щеточная головка для применения в щеточном электроприборе для чистки кожи, которая включает в себя приводную систему с одним приводным элементом, содержащая: основной узел, устанавливаемый на приводной системе, имеющей подвижный участок, который при эксплуатации колеблется назад и вперед под заданным углом и с выбранной частотой в ответ на работу приводной системы; и по меньшей мере первую и вторую концентрические кольцевые колеблющиеся группы пучков волокон, установленные на подвижном участке основного узла, в которой каждая и первая и вторая колеблющиеся группы пучков волокон содержат по меньшей мере один ободок пучков волокон, причем пучки волокон в первой и второй колеблющихся группах пучков волокон, соответственно, имеют физические характеристики, которые в достаточной степени отличаются, чтобы создать дифференцированную жесткость между волокнами, содержащимися в первой и второй колеблющихся группах пучков волокон, чтобы создать движение со сдвигом по фазе их верхушек при увлажнении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] Фиг. 1 представляет собой вид в изометрии электроприбора щетки для кожи, который включает в себя щеточную головку с областью из щетинок.
[0007] Фиг. 2 представляет собой вид сверху, на котором проиллюстрировано устройство щеточной головки, описанное и заявленное здесь.
[0008] Фиг. 3 представляет собой разрез щеточной головки по фиг. 2 и расположенной на приводном механизме, подобно фиг. 1.
[0009] Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе, на котором показана щеточная головка с действующими пучками щетинок.
[00010] Фиг. 5 представляет собой фазовую диаграмму действие щетины по варианту осуществления настоящего изобретения на фиг. 2;
[00011] Фиг. 6 представляет собой диаграмму, на которой показана разница в амплитуде для щеточной головки, когда она находится в сухих и влажных условиях, в обоих случаях: и под нагрузкой, и без нагрузки.
[00012] Фиг. 7 представляет собой чертеж в разрезе, на котором показана щеточная головка с пучками щетинок, имеющих изменяющуюся длину.
[00013] Фиг. 8 представляет собой чертеж в разрезе, на котором показана щеточная головка альтернативная головке по фиг. 7.
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00014] На фиг. 1 показан электроприбор - щетка для кожи, в целом обозначенный позицией 10. Электроприбор включает в себя участок 12 ручки и участок 14 съемной щеточной головки. Компоновка и конфигурация участка 14 щеточной головки является предметом настоящего описания и формулы изобретения. Внутри ручки 12 для ясности представлена рабочая конструкция электроприбора, включая узел 16 приводного двигателя, снабжаемого энергией от перезаряжаемой батареи 18. Работа электроприбора управляется с помощью микропроцессорного контроллера 20. Электроприбор также включает в себя кнопку 22 включено/выключено и кнопку 24 управления питанием или режимом. Электроприбор по фиг. 1 разработан с возможностью эксплуатации щеточной головки 14 при звуковых частотах, обычно в диапазоне от 166 до 186 (Hz) Гц при колебании щеточной головки назад и вперед внутри диапазона от 6 до 12°. Однако следует понимать, что это пример конструкции и работы одного такого прибора и что конструкция и рабочая частота, а также угол колебания такого электроприбора могут быть изменены.
[00015] На фиг. 2-4 показана новая щеточная головка 14 и, в частности один вариант ее осуществления, который является в настоящее время предпочтительным. Щеточная головка 14, как видно на фиг. 3, включает в себя узел основания 28, который включает в себя фиксированный наружный кольцевой участок 30 и подвижный центральный участок 32. В показанном варианте осуществления настоящего изобретения фиксированный кольцевой участок 30 имеет наружный диаметр, равный 1,97 дюймов (5,00 см), и внутренний диаметр, равный 1,26 дюймов (3,2см), хотя эти диаметры могут быть изменены. Узел основания 28 щеточной головки расположен с возможностью съемного расположения на ступице 34 привода, которая приводится в действие с помощью двигателя 36 посредством единственного приводного вала 38. Такая конструкция показана и описана более подробно в патенте США № 7,786,628, принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения, и содержание которого включено здесь посредством ссылки. В этой компоновке соединение между ступицей 34 привода и узлом основания 28 является таковым, что подвижный участок 32 колеблется назад и вперед при заданной звуковой мощности и частоте под выбранным углом, в то время как кольцевой участок 30 остается закрепленным на месте. Следует понимать, что хотя фиксированный участок 30 имеет определенные преимущества, такие как ограждение от разбрызгивания жидкости, он не является необходимым для представленной щеточной головки.
[00016] Щеточная головка 14 в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя два фиксированных кольцевых ободка 42 и 44 (фиг. 2) пучков щетины/волокон, установленных в фиксированном участке 30 щеточной головки. Обычно в одной компоновке каждый ободок будет включать в себя приблизительно сорок пучков, хотя это количество может быть изменено. Отдельные волокна, включая их диаметр и материал, могут быть изменены, не оказывая воздействия на требуемую работу щеточной головки, как описано ниже. Одним примером является волокно с диаметром 0,0004 и изготовленное из материала DuPont Hyrtel Supersoft (полиэфир). Два фиксированных ободка 42 и 44 называют группой 45 фиксированных ободков пучков.
[00017] Щеточная головка также включает в себя три колеблющихся группы ободков пучков, колеблющиеся группы ободков пучков являются концентрическими, причем каждая содержит два отдельных полных кольцевых ободка пучков волокон. Они включают в себя первую колеблющуюся группу 47 ободков пучков, вторую колеблющуюся группу 49 ободков пучков и третью группу 51 ободков пучков. Первая колеблющаяся группа 47 ободков пучков, называемая также наружной колеблющейся группой ободков пучков, имеет диаметр по средней точке, составляющий приблизительно 0,5 дюйма (1,27 см) между двумя кольцевыми ободками 52,54 пучков волокон, которые составляют первую колеблющуюся группу ободков пучков. Наружная колеблющаяся группа ободков пучков имеет отдельные пучки с волокнами, диаметр которых составляет приблизительно 3 мил. Каждый кольцевой ободок имеет приблизительно 24 пучка, при этом общее число волокон составляет от 148 до 160. Диаметр волокна (3 мил) в наружной колеблющейся группе ободков пучков обеспечивает относительно мягкое и ласковое ощущение на коже.
[00018] Вторая колеблющаяся группа 49 ободков пучков, называемая также «средняя колеблющаяся группа ободков пучков», также содержит кольцевые ободки 58 и 60 пучков волокон. Волокна в средней колеблющейся группе ободков пучков в показанном варианте осуществления настоящего изобретения имеют диаметр приблизительно 4 мил. Диаметр по средней точке средней колеблющейся группы ободков пучков составляет приблизительно 0,35 дюймов (0,889 см). Каждый кольцевой ободок пучка содержит 14 пучков и от 85 до 85 волокон в показанном варианте осуществления настоящего изобретения.
[00019] Третья колеблющаяся группа 51 ободков пучков, также называемая «внутренняя колеблющаяся группа ободков пучков», содержит два концентрических ободка 68 и 70 пучков с отдельными волокнами, имеющими диаметр, составляющий приблизительно 5 мил. Диаметр по средней точке внутренней колеблющейся группы ободков пучков в показанном варианте осуществления настоящего изобретения составляет приблизительно 0,196 дюймов (0,497см). В показанном варианте осуществления настоящего изобретения каждый кольцевой ободок содержит приблизительно 10 пучков и от 50 до 60 волокон.
[00020] Внутренняя колеблющаяся группа ободков пучков волокон, которые являются более жесткими, чем в других колеблющихся группах ободков пучков, способствует получению более эффективного результата чистки. В показанном варианте осуществления настоящего изобретения материалом волокна является DuPont Hyrtel Supersoft (полиэфир), при этом волокна имеют длину, равную 0,375 (мм), хотя эти значения могут быть изменены. Например, длина, равная 0,25 (мм), также обеспечивает требуемое воздействие.
[00021] Компоновка, конфигурация и конструкция наружной, средней и внутренней колеблющихся групп ободков пучков, соответственно, являются такими, чтобы обеспечивать дифференцированную жесткость между пучками в колеблющихся группах ободков пучков относительно пучков в одной или двух других колеблющихся группах ободков пучков. Разница в жесткости пучка и волокна является достаточной для того, чтобы в результате получить движение со сдвигом по фазе и в некоторых случаях противоположное вращение одной колеблющейся группы ободков пучков по отношению к другим колеблющимся группам ободков пучков. Для описанного выше варианта осуществления настоящего изобретения с тремя разными диаметрами волокон из вышеописанного материала существует близкое к противоположному вращению между волокнами, в частности между верхушками волокон при увлажнении во внутренней колеблющейся группе ободков пучков относительно средней и наружной колеблющихся групп ободков пучков. Наружная и средняя колеблющиеся группы ободков пучков находятся в некоторой степени со сдвигом по фазе по отношению друг к другу, но только на относительно малую величину, обычно от 30° до 40° или т.п. В целом, однако, является достаточным, чтобы существовала дифференцированная жесткость между волокнами в соответствующих колеблющихся группах ободков пучков за счет разницы в конфигурации, размерах или материале, что приводит в результате к взаимосвязи со сдвигом по фазе между верхушками волокон во влажном состоянии, так что имеется относительное (со сдвигом по фазе) смещение верхушки, составляющее 0,06 дюймов (0,15см), приводя в результате к боковому усилию на кожу, составляющему 0,6 грамм. Одно преимущество компоновки со сдвигом по фазе для создания требуемого смещения верхушек по сравнению с другими щетками, имеющими подобное смещение верхушек при эксплуатации, заключается в более равномерной чистке по всей поверхности щетки за счет улучшения воздействия внутренней колеблющейся группы ободков пучков. Это также приводит к лучшей и более эффективной чистке пор кожи за счет более маленького диаметра волокон в наружной колеблющейся группе ободков пучков. Усилие сдвига между смежными рядами волокон (щетинок) также увеличивается с помощью действия со сдвигом по фазе верхушек волокон.
[00022] В показанном варианте осуществления настоящего изобретения действие со сдвигом по фазе одной или более колеблющихся групп ободков пучков по отношению к другим колеблющимся группам ободков пучков составляет по меньшей мере 15° и предпочтительно по меньшей мере от 50° до 60° для создания требуемого очищающего действия, одновременно поддерживая комфортность процедуры. На фиг. 6 показана разница в действии верхушек волокон в конкретной щеточной головке (6 ободков, 0,375 (мм)) при сухих и влажных условиях и условиях нагрузки и без нагрузки. Действие со сдвигом по фазе, создаваемое данной компоновкой щеточной головки, является более заметным, когда волокна являются влажными и находятся под нагрузкой (расположены на коже). Конфигурация/ размеры волокон в варианте осуществления настоящего изобретения по фиг. 2-4 приводит к ласковому, комфортному ощущению с эффективной очисткой кожи, как описано выше. В случае варианта осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 2-4, это выполняется с помощью волокон в наружных ободках пучков с диаметром 3 мил; относительно мягкими средними ободками пучков волокон, являющимися в некоторой степени более жесткими и имеющими диаметр 4 мил; и внутренним ободком волокон, которые являются достаточно жесткими, с диаметром 5 мил. Отверстия, в которых волокна собраны в пучки, обычно имеют тот же диаметр, однако диаметр может также до некоторой степени изменяться, чтобы достичь немного отличный эффект изгибания пучков. Изменение, составляющее ±50%, не является необычным изменением отверстия для пучка в технологии изготовления щетки, при которой пучки волокон вставляются в плоскую поверхность. Больший размер отверстия и форма отверстия под пучок возможны, если используется технология плавки или отливки при изготовлении щеток. Фактор установки волокон в отверстия может влиять на жесткость, так же как и форма отверстия. При установке важно поддерживать предпочтительное количество волокон в пучках. Вышеприведенные диаметры волокон могут до некоторой степени быть изменены, одновременно достигая того же самого эффекта.
[00023] На фиг. 5 показана зависимость со сдвигом по фазе щеточной головки по фиг. 2-4 при эксплуатации. Зависимость со сдвигом по фазе показана для верхушек отдельных волокон, когда волокна являются влажными. Перемещение наружного и центрального участков колеблющегося участка узла основания щеточной головки обозначено позициями 76 и 78 соответственно. Движение центрального и наружного участков колеблющегося узла основания щеточной головки находится точно в фазе, как можно было бы ожидать, хотя их амплитуды являются разными за счет разных радиусов этих двух участков узла основания щеточной головки. Узел основания щеточной головки колеблется при эксплуатации с помощью системы привода из положения покоя до одного конца траектории своего колебания, назад в положение покоя, затем к другому концу траектории своего колебания и, наконец, назад в состояние покоя.
[00024] При разных диаметрах волокон в колеблющейся группе ободков пучков влажные верхушки волокон в средней и наружной колеблющихся группах ободков пучков находятся со сдвигом по фазе относительно друг друга примерно на 30°-40°, как показано диаграммами 80 и 82, в то время как верхушки влажных волокон во внутренней колеблющейся группе ободков пучков достаточно сдвинуты по фазе со средней и наружной колеблющимися группами ободков пучков и имеется в основном противоположное колебание, как показано на диаграмме 84. Другие зависимости сдвига по фазе могут быть получены путем изменения до некоторой степени диаметра волокон по-разному, но важно, чтобы сдвиг по фазе был по меньшей мере на 15° для создания требуемых эффектов.
[00025] В дополнение к разнице в диаметре и количеству щетин на пучок, которое принимается во внимание для необходимой дифференцированной жесткости между волокнами, для создания требуемого движения верхушек волокон со сдвигом по фазе, другие физические характеристики волокон могут быть изменены для создания необходимой дифференцированной жесткости. Эти характеристики включают в себя материал волокон и индивидуальную длину волокон. Однако разница должна быть достаточной, чтобы обеспечивать зависимость со сдвигом по фазе по меньшей мере в 15° между одной из колеблющихся групп ободков пучков и по меньшей мере одной из других колеблющихся групп ободков пучков для получения эффективных результатов. В качестве одного примера, волокна в трех колеблющихся группах ободков пучков соответственно должны содержать твердый круглый (в поперечном сечении) нейлоновый материал (самый жесткий); твердый круглый полиэфирный материал и полый круглый полиэфирный материал (самый мягкий), чтобы получить требуемое движение со сдвигом по фазе верхушек щетин, когда они влажные.
[00026] Другое изменение касается длины отдельных волокон. Поскольку требуется, чтобы верхушки щетинок находились по существу в одной плоскости, длина отдельных щетинок достигается путем изменения конфигурации узла основания. Например, в одной компоновке элемент основания имеет выпуклую конфигурацию, как показано на фигуре 8. Основание обозначено позицией 90, при этом отдельные волокна обозначены позицией 92. В этом случае, чтобы достичь требуемой зависимости со сдвигом по фазе, допуская диаметр волокна, равный 4 мил, используя супер мягкий полиэфирный материал DuPont Hyrtel, приблизительная длина первой (внутренней) колеблющейся группы 93 ободков пучков составляет 0, 325 дюйма (0,825 см), приблизительная длина второй колеблющейся группы 95 ободков пучков составляет 0,375 дюймов (0,952см) и приблизительная длина третьей (наружной) колеблющейся группы ободков пучков 97 составляет 0,460 дюймов (1,168см). В зависимости от требуемой очистки кожи или требуемого отшелушивающего эффекта может быть достигнут противоположный эффект жесткости с помощью вогнутой конфигурации узла основания, показанного на фиг. 7, содержащего основание 94 и волокна 96. Ступенчатая конфигурация узла основания также может быть использована и для выпуклой, и для вогнутой конфигураций узла основания.
[00027] В качестве дополнительного изменения следует понимать, что хотя в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения имеются три колеблющихся группы ободков пучков, могут быть и две колеблющихся группы ободков пучков или больше чем три группы, например четыре или даже шесть колеблющихся групп ободков пучков. Более того, хотя в показанной компоновке используются два отдельных ободка пучков, причем каждый содержит колеблющуюся группу ободков пучков, так же как и фиксированную группу ободков пучков, можно использовать один ободок пучка в одной или более колеблющейся группе ободков пучков или более чем два в других случаях. К тому же, компоновка должна быть такой, чтобы иметь достаточную разницу в жесткости между волокнами в колеблющихся группах ободков пучков, с тем чтобы создавать движение со сдвигом по фазе между верхушками волокон (когда они влажные), содержащимися в каждой группе ободков пучков. В некоторых случаях зависимость со сдвигом по фазе является достаточной, чтобы создать противоположное вращение волокон в одной колеблющейся группе ободков пучков и волокон в других колеблющихся группах ободков пучков.
[00028] Хотя описанные компоновка по фиг. 2-4 и конкретные диаметры волокон создают результирующее действие, которое ощущается на коже мягким, будучи эффективным для чистки кожи, особенно в лицевой области, следует понимать, что другие компоновки волокон с разными компоновками по жесткости могут быть использованы для получения других эффектов на коже. Например, волокна могут быть изготовлены более жесткими, такими как волокна с большим диаметром в наружной колеблющейся группе ободков пучков, чтобы выполнить эффективное отшелушивание, одновременно имея движение верхушек со сдвигом по фазе для эффективной чистки.
[00029] Следовательно, была описана новая компоновка щеточной головки с использованием множества концентрических колеблющихся групп ободков пучков, в которых отдельные пучки имеют волокна, выполненные или сконфигурированные таким образом, чтобы обеспечить дифференцированную жесткость между пучками в соответствующих группах ободков пучков, создавая эффект сдвига по фазе или даже противоположного вращения верхушек щетинок, когда они влажные, и приводя к повышенной эффективности щеточной головки, одновременно обеспечивая мягкое, комфортное ощущение от чистки лица.
[00030] Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения был описан в целях иллюстрации, следует понимать, что различные изменения, модификации и замещения могут быть включены в вариант осуществления настоящего изобретения, не выходя за пределы существа изобретения, которое определено нижеследующей формулой изобретения.