ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЗУБНАЯ ЩЕТКА
ELECTRIC TOOTHBRUSH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к электрической зубной щетке.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно существует электрическая зубная щетка, создающая вибрацию путем вращения вала эксцентрика при помощи двигателя (см. Патентный документ 1). В такой электрической зубной щетке положение центра тяжести вала эксцентрика (расстояние от центра тяжести до центра вала и положение вала эксцентрика в продольном направлении) не меняется. Поэтому не изменяются ни резонансная частота, ни амплитуда вибрации.
Однако существуют случаи, когда резонансная частота и амплитуда вибрации вала эксцентрика соответственно могут меняться с целью получения ощущения чистки во время чистки зубов, результата чистки соответственно в зависимости от очищаемого участка зубов и т.п.
Патентный документ 1: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № H10-192054
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Целью настоящего изобретения является обеспечение электрической зубной щетки, способной изменять резонансную частоту и амплитуду вибрации вала эксцентрика.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
Для решения вышеупомянутых проблем в настоящем изобретении применяются следующие средства.
А именно, электрическая зубная щетка по настоящему изобретению включает в себя:
двигатель,
вал эксцентрика, один конец которого жестко прикреплен к валу вращения двигателя, и
передающий вибрацию компонент для передачи вибрации, генерируемой в соответствии с вращением вала эксцентрика, чистящему участку, причем
вал эксцентрика выполнен таким образом, что положение центра тяжести может перемещаться по меньшей мере в одном направлении из направления, при котором изменяется расстояние до центра вала, и продольного направления.
Согласно настоящему изобретению, когда положение центра тяжести вала эксцентрика перемещается в направлении, при котором изменяется расстояние до центра вала, может изменяться амплитуда вибрации вала эксцентрика. Когда положение центра тяжести вала эксцентрика перемещается в продольном направлении, может изменяться резонансная частота вала эксцентрика.
Вал эксцентрика может включать в себя множество грузов, расположенных таким образом, чтобы центры тяжести были смещены от центра вала, и по меньшей мере один из множества грузов может быть выполнен с возможностью вращения относительно корпуса вала эксцентрика.
Таким образом, когда груз, способный вращаться, вращается, взаимное расположение центров тяжести грузов в направлении вращения относительно центра вала изменяется. Поэтому может изменяться расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика в целом и центром вала.
Электрическая зубная щетка может включать в себя первый груз, жестко прикрепленный к корпусу вала эксцентрика и расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, и
второй груз, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, с диапазоном вращения, регулируемым таким образом, чтобы вращение относительно корпуса вала эксцентрика допускалось в фиксированном диапазоне, причем
регулируемое положение второго груза в направлении вращения может быть различным в зависимости от направления вращения вала эксцентрика.
Таким образом, расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика и центром вала может изменяться в зависимости от направления вращения вала эксцентрика.
Вал эксцентрика может включать в себя груз, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, и груз может быть выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении относительно корпуса вала эксцентрика.
Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может перемещаться в продольном направлении.
На корпусе вала эксцентрика может быть выполнена наружная резьба и
в грузе может быть выполнена внутренняя резьба, которая навинчивается на наружную резьбу.
Таким образом, груз может перемещаться в продольном направлении путем вращения корпуса вала эксцентрика. Направление смещения груза может изменяться в зависимости от направления вращения корпуса вала эксцентрика.
Груз может быть насажен на корпус вала эксцентрика с возможностью скольжения в продольном направлении.
Таким образом, груз перемещается под действием силы тяжести в зависимости от положения электрической зубной щетки. Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может перемещаться в продольном направлении.
Вал эксцентрика может включать в себя:
первый груз, жестко прикрепленный к корпусу вала эксцентрика и расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, и
второй груз, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, причем второй груз выполнен с возможностью вращения относительно корпуса вала эксцентрика, и
первый груз и второй груз могут быть расположены на одной прямой в продольном направлении таким образом, чтобы множество зубцов, имеющихся на торцевой поверхности первого груза, и множество зубцов, имеющихся на торцевой поверхности второго груза, зацеплялись друг с другом, образуя таким образом храповой механизм.
При этом, в случае, когда корпус вала эксцентрика вращается в определенном направлении, относительное взаиморасположение первого груза и второго груза не изменяется. Когда корпус вала эксцентрика вращается в противоположном направлении, второй груз вращается относительно первого груза. Следовательно, в этом случае расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика и центром вала может изменяться. В случае, когда второй груз вращается относительно первого груза, второй груз также перемещается в продольном направлении для того, чтобы преодолеть зубцы, соответственно имеющиеся в грузах. Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может периодически перемещаться в продольном направлении.
Вал эксцентрика может включать в себя:
корпус вала эксцентрика,
груз, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, и
спиральную пружину, одним концом жестко прикрепленную к корпусу вала эксцентрика, а другим концом жестко прикрепленную к грузу.
Таким образом, груз перемещается под действием силы тяжести и под действием растяжения и сжатия спиральной пружины в зависимости от положения электрической зубной щетки. Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может перемещаться в продольном направлении. Корпус вала эксцентрика и груз соединены спиральной пружиной. Таким образом, во время пуска груз вращается вслед за вращением корпуса вала эксцентрика. Поэтому, во время пуска амплитуда вибрации вала эксцентрика может постепенно увеличиваться.
Вал эксцентрика может включать в себя:
корпус вала эксцентрика, и
груз, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала, и
корпус вала эксцентрика и груз могут быть расположены на одной прямой в продольном направлении, и при этом между корпусом вала эксцентрика и грузом располагается жидкость (жидкость для передачи силы вращения (такая как масло и смазка)).
Таким образом, согласно так называемому принципу гидравлической муфты, сначала груз медленно вращается, скорость вращения постепенно увеличивается, и, наконец, скорость вращения становится такой же, как скорость вращения корпуса вала эксцентрика. Соответственно, центр тяжести вала эксцентрика постепенно перемещается от положения в центре вала к положению на расстоянии от центра вала. Поэтому, во время пуска амплитуда вибрации вала эксцентрика постепенно увеличивается.
Для поддержки другого конца вала эксцентрика в передающем вибрацию компоненте может обеспечиваться подшипник.
Поскольку выполнена такая конфигурация, вибрация, генерируемая в зоне подшипника, обеспеченного в передающем вибрацию компоненте, может передаваться чистящему участку. Подшипник обеспечивается со стороны другого конца вала эксцентрика, то есть вблизи чистящего участка, находящегося на расстоянии от вала вращения двигателя. Таким образом, вибрация может быть эффективно передана чистящему участку.
Вышеупомянутые конфигурации могут применяться в сочетании друг с другом, насколько это возможно.
РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как было рассмотрено выше, согласно настоящему изобретению резонансная частота и амплитуда вибрации вала эксцентрика могут изменяться.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей электрической зубной щетки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематический вид в разрезе электрической зубной щетки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3(a) и 3(b) - иллюстративные виды механизма для случая, когда расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика и центром вала в электрической зубной щетке согласно варианту осуществления настоящего изобретения изменяется.
Фиг.4(a) и 4(b) - иллюстративные виды механизма для случая, когда положение центра тяжести вала эксцентрика в электрической зубной щетке согласно варианту осуществления настоящего изобретения перемещается в продольном направлении.
Фиг.5 - вид в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.6 - вид в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.7 - график, показывающий зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.8(a) и 8(b) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.9 - график, показывающий зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.10(a) и 10(b) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Фиг.11(a) и 11(b) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Фиг.12(a) и 12(b) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно пятому примеру настоящего изобретения.
Фиг.13(a) и 13(b) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно шестому примеру настоящего изобретения.
Фиг.14(a)- 14(c) - виды в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
Фиг.15 - график, показывающий зависимость между временем, прошедшим со времени пуска, и максимальной амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
Фиг.16 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей вала эксцентрика и стержня в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
Фиг.17 - схематический вид в разрезе вала эксцентрика и стержня в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
Фиг.18 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей вала эксцентрика и стержня в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
Фиг.19 - схематический вид в разрезе вала эксцентрика и стержня в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ПОЗИЦИЙ
1. Электрическая зубная щетка
2. Основная часть электрической зубной щетки
21. Корпус
22. Батарея
23. Двигатель
23a. Вал вращения
24. Переключатель
25. Операционный блок
3. Стержень
31. Подшипник
32. Внутренняя поверхность стенки
4. Чистящий компонент
41. Чистящий участок
100. Вал эксцентрика
110. Основная часть вала эксцентрика
111, 112, 113, 114, 115, 116, 117. Основная часть вала эксцентрика
111a, 112a, 113a, 114a, 115a, 116a, 117a. Участок отверстия
112b. Участок вала
112c. Наружная резьба
112d. Первый участок регулировки положения
112e. Второй участок регулировки положения
113b. Отверстие для вставки
114b. Выступающий участок
114c. Первый груз
115b. Первый груз
115c. Зубец
117X. Труба
117Y. Металлический компонент
117Ya. Вогнутый участок
120. Груз
121. Первый груз
122. Второй груз
123. Груз
124. Первый груз
124a. Участок основной части груза
124b. Участок выреза
124c. По существу дискообразный участок
125. Второй груз
125a. Участок основной части груза
125b. Участок вала
125c. Стопорный выступ
125d. Дискообразный участок
126. Груз
126a. Сквозное отверстие
127. Груз
127a. Участок вала
127b. Участок вала
128. Второй груз
128a. Участок вала
128b. Участок разреза
129. Второй груз
129a. Участок вала
129b. Участок основной части груза
129c. Зубец
130. Груз
130a. Участок вала
131. Груз
131a. Участок вала
131b. Выпуклый участок
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Наилучший способ выполнения изобретения будет проиллюстрирован и подробно описан на основании варианта осуществления и примеров со ссылками на чертежи. Однако объем изобретения не ограничен только размером, материалами, формой и относительным взаиморасположением составляющих компонентов, описанных в примерах, если только это не указано специально.
Вариант осуществления
Со ссылкой на фиг.1-4(b) описывается электрическая зубная щетка согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей электрической зубной щетки согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.2 - схематический вид в разрезе электрической зубной щетки согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.3(a) и 3(b) - иллюстративные виды механизма для случая, когда расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика и центром вала в электрической зубной щетке согласно варианту осуществления настоящего изобретения изменяется. Фиг.4(a) и 4(b) - иллюстративные виды механизма для случая, когда положение центра тяжести вала эксцентрика в электрической зубной щетке согласно варианту осуществления настоящего изобретения смещается в продольном направлении.
Электрическая зубная щетка
Со ссылкой на фиг. 1 и 2 описывается вся конфигурация и т.п. электрической зубной щетки согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Электрическая зубная щетка 1 имеет основную часть 2 электрической зубной щетки, вал 100 эксцентрика, стержень 3, служащий в качестве передающего вибрацию компонента, и чистящий компонент 4, имеющий чистящий участок 41.
Основная часть 2 электрической зубной щетки имеет корпус 21, батарею 22 и двигатель 23, размещенные внутри корпуса 21, переключатель 24 для включения/выключения источника питания и операционный блок 25, включающий в себя группу кнопок для изменения различных режимов. Один конец вала 100 эксцентрика жестко прикреплен к валу 23a вращения двигателя 23. Вал 100 эксцентрика выполнен выступающим из отверстия переднего конца корпуса 21 в направлении от корпуса 21. В вале 100 эксцентрика обеспечивается груз 120, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала. Другой конец вала 100 эксцентрика поддерживается подшипником 31, обеспеченным в стержне 3.
Чистящий компонент 4 устанавливается таким образом, чтобы накрывать стержень 3. Часть корпуса чистящего компонента 4 выполнена в виде трубчатого элемента, чтобы его можно было устанавливать на стержень 3, и на его переднем конце обеспечивается чистящий участок 41. Чистящий компонент 4 является расходным элементом и, следовательно, может сниматься со стержня 3 для своевременной замены новым элементом.
Описание работы электрической зубной щетки
Описывается работа электрической зубной щетки 1, выполненной так, как описано выше. Когда источник питания включен выключателем 24, вал 23a вращения двигателя 23 вращается, и вал 100 эксцентрика, жестко прикрепленный к валу 23a вращения, вращается. Как было описано выше, на вале 100 эксцентрика обеспечивается груз 120, расположенный таким образом, чтобы центр тяжести был смещен от центра вала. Поэтому, когда вал 100 эксцентрика вращается в таком состоянии, при котором дистальный конец вала 100 эксцентрика не поддерживается подшипником 31, сам вал 100 эксцентрика вращается, выполняя подобное закручиванию движение вокруг центра вала. Следовательно, когда вал 100 эксцентрика вращается в таком состоянии, при котором вал 100 эксцентрика поддерживается подшипником 31, поверхность наружной стенки вала 100 эксцентрика около дистального конца может неоднократно сталкиваться с поверхностью внутренней стенки подшипника 31 в течение короткого промежутка времени.
При такой работе стержень 3, снабженный подшипником 31, может вибрировать через подшипник 31. При вибрации стержня 3 вибрация может быть передана на чистящий компонент 4, жестко прикрепленный на стержне 3. Таким образом, чистящий участок 41 вибрирует под действием вибрации чистящего компонента 4. Таким образом, когда чистящий участок 41 приложен к зубу, зуб может чиститься.
Вал эксцентрика
В частности, со ссылкой на фиг.3(a), 3(b), 4(a) и 4(b) будет подробно описан вал эксцентрика в электрической зубной щетке согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Вал 100 эксцентрика в настоящем варианте осуществления выполнен таким образом, чтобы положение центра тяжести могло перемещаться по меньшей мере в одном направлении из направления, в котором изменяется расстояние до центра вала, и продольного направления.
Сначала со ссылкой на фиг.3(a) и 3(b) описываются базовая конфигурация и механизм в случае, когда положение центра тяжести вала 100 эксцентрика смещено в направлении, в котором изменяется расстояние до центра вала. В этом случае в основной части 110 вала эксцентрика обеспечиваются два груза (в дальнейшем называемые первый груз 121, второй груз 122). Первый груз 121 и второй груз 122 обеспечиваются в положениях, при которых центры тяжести смещены от центра вала (на чертежах символ G1 обозначает положение центра тяжести первого груза 121, а символ G2 обозначает положение центра тяжести второго груза 122). Форма и вес первого груза 121 и второго груза 122 являются одинаковыми.
Второй груз 122 может вращаться относительно основной части 110 вала эксцентрика. На фиг.3(a) показан случай, когда положение центра тяжести G1 первого груза 121 и положение центра тяжести G2 второго груза 122 совпадают друг с другом при рассмотрении в продольном направлении. В этом случае, когда весом основной части 110 вала эксцентрика можно пренебречь, положение центра тяжести G3 вала 100 эксцентрика при рассмотрении в продольном направлении совпадает с G1 и G2. Символ R1 обозначает расстояние между положением центра тяжести G3 вала 100 эксцентрика и центром вала в этот момент времени.
На фиг.3(b) представлен случай, когда второй груз 122 повернут на 90° от состояния, показанного на фиг.3(a). В этом случае положение центра тяжести G1 первого груза 121 относительно положения центра тяжести G2 второго груза 122 таково, что положения центров тяжести смещены друг относительно друга на 90° относительно центра вала при рассмотрении в продольном направлении. Когда весом основной части 110 вала эксцентрика можно пренебречь, положение центра тяжести G3 вала 100 эксцентрика при рассмотрении в продольном направлении занимает положение посередине между G1 и G2. Если обозначить расстояние между положением центра тяжести G3 вала 100 эксцентрика и центром вала символом R2, то R2 <R1.
Как описано выше, в результате вращения второго груза 122 положение центра тяжести вала 100 эксцентрика может перемещаться в направлении, в котором изменяется расстояние до центра вала.
В вышеупомянутом описании для удобства весом основной части 110 вала эксцентрика пренебрегают. Однако, само собой разумеется, что на самом деле на центр тяжести вала 100 эксцентрика также влияет вес основной части 110 вала эксцентрика. Однако, само собой разумеется, остается справедливым утверждение, что расстояние между центром тяжести вала 100 эксцентрика и центром вала изменяется в результате вращения второго груза 122. Для удобства описания иллюстрируется и описывается случай, когда форма и вес первого груза 121 и второго груза 122 являются одинаковыми, для упрощения модели. Однако, даже когда эти формы и весы различаются, само собой разумеется, что расстояние между центром тяжести вала 100 эксцентрика и центром вала изменяется. Даже когда имеется три или более грузов, само собой разумеется, что расстояние между центром тяжести вала 100 эксцентрика и центром вала изменяется в результате вращения по меньшей мере одного из грузов.
Затем, на фиг.4(a) и 4(b) описываются базовая конфигурация и механизм для случая, когда положение центра тяжести вала 100 эксцентрика перемещается в продольном направлении. В этом случае груз 123 может смещаться в продольном направлении относительно основной части 110 вала эксцентрика. Таким образом, может изменяться расстояние в продольном направлении между подшипником и положением центра тяжести груза 123 (обозначено символом L11 на фиг.4(a) и символом L12 на фиг.4(b)) и расстояние в продольном направлении между частью, жестко прикрепленной к валу вращения двигателя, и положением центра тяжести груза 123 (обозначено символом L21 на фиг.4(a) и символом L22 на фиг.4(b)). На фиг.4(a) и 4(b), на фиг.4(b) представлен пример, когда положение груза 123 смещено к стороне подшипника ближе, чем в примере, представленном на фиг.4(a). В этом случае L11>L12 и L21 В вышеупомянутом описании иллюстрируется и описывается случай, когда имеется один груз. Однако, даже когда имеется два или более грузов, само собой разумеется, что положение центра тяжести вала 100 эксцентрика может перемещаться в продольном направлении в результате перемещения по меньшей мере одного из грузов в продольном направлении.
Само собой разумеется, путем сочетания конфигурации, представленной на фиг.3(a) и 3(b), и конфигурации, представленной на фиг.4(a) и 4(b), положение центра тяжести вала 100 эксцентрика может перемещаться в направлении, в котором изменяется расстояние до центра вала, и в то же время положение центра тяжести вала 100 эксцентрика может перемещаться в продольном направлении.
Преимущества настоящего варианта осуществления
Как описано выше, для электрической зубной щетки 1 согласно настоящему варианту осуществления, вал 100 эксцентрика для вибрации чистящего участка 41 выполнен таким образом, чтобы положение центра тяжести могло перемещаться по меньшей мере в одном направлении из направления, в котором изменяется расстояние до центра вала, и продольного направления.
Следовательно, амплитуда вибрации вала 100 эксцентрика может изменяться путем перемещения положения центра тяжести вала 100 эксцентрика в направлении, в котором изменяется расстояние до центра вала. Резонансная частота вала 100 эксцентрика может изменяться путем перемещения положения центра тяжести вала 100 эксцентрика в продольном направлении.
Будет описан один пример частного преимущества, полученного путем изменения амплитуды вибрации и резонансной частоты вала 100 эксцентрика, и способы его использования.
В случае, когда чистка зубов проводится с помощью электрической зубной щетки, некоторые пользователи, возможно, не получают действительного ощущения чистки при небольшой вибрации чистящего участка, или для некоторых пользователей при сильной вибрации щетки воздействие может быть слишком сильным. Следовательно, ощущение чистки может изменяться путем изменения амплитуды вибрации вала 100 эксцентрика.
В целом, в случае электрической зубной щетки для вибрации участка щетки, создаваемой валом эксцентрика, частота вращения вала вращения двигателя установлена таким образом, чтобы в различных элементах, включая чистящий участок, генерировался резонанс для эффективной вибрации чистящего участка. Однако, в целом трудно надежно генерировать резонанс из-за различных погрешностей. Таким образом, путем создания изменяющейся резонансной частоты вала 100 эксцентрика резонанс может генерироваться более надежно.
Подтверждено, что характер вибрации кончиков щетки (степень боковой вибрации и степень вертикальной вибрации) различаются по частоте при генерировании резонанса. Когда характер вибрации кончиков щетки различается, ощущение чистки при чистке зубов также различается. Характер вибрации кончика, подходящий для чистки, различается соответственно части зуба, которая будет подвергаться чистке. Следовательно, характер вибрации кончиков щетки может изменяться путем создания изменяемой резонансной частоты вала 100 эксцентрика. Однако в этом случае резонанс генерируется с желательными резонансными частотами. Таким образом, существует потребность в том, чтобы сделать возможной установку множества частот вращения вала вращения двигателя, или постоянно изменять частоту вращения. Например, операционный блок 25 может изменять режим для изменения частоты вращения на несколько других частот вращения.
Далее будут описаны несколько конкретных примеров (примеры) вала эксцентрика.
Первый пример
Со ссылкой на фиг.5-7 описывается электрическая зубная щетка согласно первому примеру настоящего изобретения. Вал эксцентрика согласно настоящему примеру является более частным примером варианта осуществления, описанного со ссылкой на фиг.3(a) и 3(b). Фиг.5 и 6 представляют собой вид в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно первому примеру настоящего изобретения. Фиг.7 представляет собой график, показывающий зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно первому примеру настоящего изобретения.
В вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части 111 вала эксцентрика обеспечивается участок 111a отверстия, в который вставляется передний конец вала 23a вращения двигателя 23. К другому концу основной части 111 вала эксцентрика жестко прикреплен первый груз 124. В этом первом грузе 124 на дистальном конце основной части груза 124a обеспечивается по существу дискообразный участок 124c, имеющий вырезанный участок 124b. На одной прямой в продольном направлении со стороны торца первого груза 124 обеспечивается второй груз 125. Во втором грузе 125 со стороны торца основной части 125a груза обеспечивается участок 125b вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. На другом конце основной части 125a груза обеспечивается дискообразный участок 125d, имеющий стопорный выступ 125c.
Второй груз 125 и основная часть 111 вала эксцентрика не прикреплены жестко друг к другу. Однако в электрической зубной щетке 1 второй груз 125 и основная часть 111 вала эксцентрика выполнены таким образом, чтобы центры валов не были смещены друг относительно друга. В частной конфигурации для реализации этого на центре вала торцевой поверхности второго груза 125 выполнен выпуклый участок (или вогнутый участок), на центре вала торцевой поверхности основной части 111 вала эксцентрика (торцевая поверхность первого груза 124) обеспечивается вогнутый участок (или выпуклый участок), и второй груз 125, и основная часть 111 вала эксцентрика расположены на одной прямой в продольном направлении таким образом, чтобы выпуклые и вогнутые участки были подогнаны друг к другу. Альтернативно, поверхность внутренней стенки стержня 3 может функционировать как подшипник для основной части 124a первого груза 124 и основной части 125a второго груза 125.
При вышеупомянутой конфигурации второй груз 125 может вращаться относительно основной части 111 вала эксцентрика в пределах, в которых стопорный выступ 125c не наталкивается на по существу дискообразный участок 124c.
Следовательно, в случае, когда основная часть 111 вала эксцентрика вращается в направлении стрелки, как показано на фиг.5, второй груз 125 вращается вместе с основной частью 111 вала эксцентрика в состоянии, при котором вращение относительно основной части вала 111 эксцентрика регулируется путем соприкосновения стопорного выступа 125c с левым концом (на чертеже) вырезанного участка 124b в по существу дискообразном участке 124c. Взаимное расположение положения центра тяжести первого груза 124 и положения центра тяжести второго груза 125 при этом соответствует модели, представленной на фиг.3(b).
В случае, когда основная часть 111 вала эксцентрика вращается в направлении стрелки, как показано на фиг.6, второй груз 125 вращается вместе с основной частью 111 вала эксцентрика в состоянии, при котором вращение относительно основной части 111 вала эксцентрика регулируется путем соприкосновения стопорного выступа 125c с правым концом (на чертеже) вырезанного участка 124b в по существу дискообразном участке 124c. Взаимное расположение положения центра тяжести первого груза 124 и положения центра тяжести второго груза 125 при этом соответствует модели, представленной на фиг.3(a).
Как описано выше, в случае, когда вал эксцентрика выполнен согласно настоящему примеру, положение центра тяжести вала эксцентрика может быть перемещено в направлении, в котором изменяется расстояние до центра вала, путем переключения направления вращения вала 23a вращения двигателя 23. Таким образом, может изменяться амплитуда вибрации вала эксцентрика. В случае выполнения этого примера режим может изменяться с помощью операционного блока 25 для переключения направления вращения вала 23a вращения двигателя 23.
На фиг.7 представлена зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации для случая выполнения настоящего примера. График P1 на фиг.7 соответствует случаю, когда вал эксцентрика вращается в состоянии, показанном на фиг.5, а график P2 соответствует случаю, когда вал эксцентрика вращается в состоянии, показанном на фиг.6.
Второй пример
Со ссылкой на фиг.8(a), 8(b) и фиг.9 описывается электрическая зубная щетка согласно второму примеру настоящего изобретения. Вал эксцентрика согласно настоящему примеру является более частным примером варианта осуществления, описанного со ссылкой на фиг.4(a) и 4(b). Фиг.8(a) и 8(b) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно второму примеру настоящего изобретения. Фиг.9 - график, показывающий зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно второму примеру настоящего изобретения.
В основной части 112 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце корпуса вала эксцентрика обеспечивается участок 112a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23, а на другом конце обеспечивается участок 112b вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. Наружная резьба 112c выполнена в пределах заданного участка основной части 112 вала эксцентрика согласно настоящему примеру. На нижнем конце области, в которой выполнена наружная резьба 112c, обеспечивается первый участок 112d регулировки положения, а на верхнем конце обеспечивается дискообразный второй участок 112е регулировки положения. В грузе 126 согласно настоящему примеру обеспечиваются сквозные отверстия 126a, в которых выполнена внутренняя резьба, навинчивающаяся на наружную резьбу 112c.
При вышеуказанной конфигурации в случае, когда основная часть 112 вала эксцентрика вращается в направлении стрелки, как показано на фиг.8(a), груз 126 не вращается относительно основной части 112 вала эксцентрика или перемещается вниз, вращаясь в результате совместного вращения с меньшей скоростью, чем скорость основной части 112 вала эксцентрика. В состоянии, когда груз 126 перемещается к первому участку 112d регулировки положения, груз 126 вращается вместе с основной частью 112 вала эксцентрика. В случае, когда основная часть 112 вала эксцентрика вращается в направлении стрелки, как показано на фиг.8(b), груз 126 не вращается относительно основной части 112 вала эксцентрика или перемещается вверх, вращаясь в результате совместного вращения с меньшей скоростью, чем скорость основной части 112 вала эксцентрика. В состоянии, при котором груз 126 перемещается ко второму участку 112e регулировки положения, груз 126 вращается вместе с основной частью 112 вала эксцентрика. Фиг.8(a) соответствует модели, представленной на фиг.4(a), а фиг.8(b) соответствует модели, представленной на фиг.4(b). В настоящем примере желательно обеспечивать достаточные зазоры между внутренней резьбой, выполненной в сквозных отверстиях 126a, и наружной резьбой 112c таким образом, чтобы груз 126 более надежно перемещался в продольном направлении при вращении основной части 112 вала эксцентрика.
Как описано выше, в случае выполнения вала эксцентрика согласно настоящему примеру, положение центра тяжести вала эксцентрика может быть перемещено в продольном направлении путем изменения направления вращения вала 23a вращения двигателя 23. Таким образом, может изменяться резонансная частота вала эксцентрика. В случае выполнения этого примера для изменения направления вращения вала 23a вращения двигателя 23 режим может изменяться операционным блоком.
На фиг.9 представлена зависимость между частотой колебаний и амплитудой вибрации в случае выполнения настоящего примера. График P3 на фиг.9 соответствует случаю, когда вал эксцентрика вращается в состоянии, показанном на фиг.8(a), а график P4 соответствует случаю, когда вал эксцентрика вращается в состоянии, показанном на фиг.8(b). График P5 на фиг.9 соответствует случаю, когда груз 126 расположен вблизи центра области, которую занимает наружная резьба 112c на основной части 112 вала эксцентрика.
Третий пример
Со ссылкой на фиг.10(a) и 10(b) описывается электрическая зубная щетка согласно третьему примеру настоящего изобретения. Вал эксцентрика согласно настоящему примеру представляет собой более частный пример варианта осуществления, описанного со ссылкой на фиг.4(a) и 4(b). Фиг.10(a) и 10(b) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно третьему примеру настоящего изобретения.
В основной части 113 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части вала эксцентрика обеспечивается участок 113a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23, а на другом конце обеспечивается отверстие 113b для вставки. В грузе 127 в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце груза обеспечивается участок вала 127b для вставки в отверстие 113b для вставки, а на другом конце обеспечивается участок вала 127a, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. В настоящем примере участок 127b вала груза 127 может вставляться в отверстие 113b для вставки основной части 113 вала эксцентрика и выниматься из него с небольшим усилием при вставке и извлечении. Для вращения груза 127 вместе с основной частью 113 вала эксцентрика, формы участка 127b вала и отверстия 113b для вставки в сечении, перпендикулярном валу, имеют некруговую форму (однако, могут иметься круговые участки).
При вышеупомянутой конфигурации в случае вала эксцентрика согласно настоящему примеру, когда вал эксцентрика наклонен для направления груза 127 к нижней стороне, груз 127 перемещается в направлении, в котором груз под действием силы тяжести отодвигается от основной части 113 вала эксцентрика, и когда вал эксцентрика наклонен для направления груза 127 к верхней стороне, груз 127 перемещается в направлении, в котором груз под действием силы тяжести приближается к основной части 113 вала эксцентрика. Поэтому, в случае выполнения вала эксцентрика согласно настоящему примеру, положение центра тяжести вала эксцентрика может перемещаться в продольном направлении в зависимости от положения электрической зубной щетки, и, следовательно, может изменяться резонансная частота вала эксцентрика. Фиг.10(a) соответствует модели на фиг.4(b), а фиг.10(b) соответствует модели на фиг.4(a).
Четвертый пример
Со ссылкой на фиг.11(a) и 11(b) описывается электрическая зубная щетка согласно четвертому примеру настоящего изобретения. Вал эксцентрика согласно настоящему примеру представляет собой более частный пример варианта осуществления, описанного со ссылкой на фиг.4(a) и 4(b). Фиг.11(a) и 11(b) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
В основной части 114 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части вала эксцентрика обеспечивается участок 114a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23, а к другому концу жестко прикреплен первый груз 114c, имеющий выступающий участок 114b. В настоящем примере на одной прямой в продольном направлении на стороне дистального конца основной части вала 114 эксцентрика обеспечивается второй груз 128. Во втором грузе 128 на одном конце второго груза обеспечивается участок 128b разреза, в который вставлен выступающий участок 114b, а на другом конце обеспечивается участок 128a вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. В настоящем примере выступающий участок 114b основной части вала 114 эксцентрика может быть вставлен в участок 128b разреза второго груза 128 и вынут из него с небольшим усилием для вставки и извлечения.
При вышеупомянутой конфигурации в случае вала эксцентрика согласно настоящему примеру, когда вал эксцентрика наклоняется для направления второго груза 128 к нижней стороне, второй груз 128 перемещается в направлении, в котором второй груз 128 под действием силы тяжести отодвигается от основной части 114 вала эксцентрика, а когда вал эксцентрика наклоняется для направления второго груза 128 к верхней стороне, второй груз 128 перемещается в направлении, в котором второй груз 128 под действием силы тяжести приближается к основной части 114 вала эксцентрика. Поэтому, в случае выполнения вала эксцентрика согласно настоящему примеру положение центра тяжести вала эксцентрика может быть перемещено в продольном направлении в зависимости от положения электрической зубной щетки, и, следовательно, может изменяться резонансная частота вала эксцентрика. Фиг.11(a) соответствует модели на фиг.4(b), а фиг.11(b) соответствует модели на фиг.4(a).
Пятый пример
Со ссылкой на фиг.12(a) и 12(b) описывается электрическая зубная щетка согласно пятому примеру настоящего изобретения. Фиг.12(a) и 12(b) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно пятому примеру настоящего изобретения.
В основной части 115 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части вала эксцентрика обеспечивается участок 115a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23, а к другому концу жестко прикреплен первый груз 115b. На торцевой поверхности первого груза 115b имеется множество зубцов 115c.
В настоящем примере на одной прямой в продольном направлении на стороне дистального конца основной части 115 вала эксцентрика обеспечивается второй груз 129. Во втором грузе 129, в дистальном конце основной части 129b груза обеспечивается участок 129a вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. С другого конца на поверхности основной части 129b груза обеспечивается множество зубцов 129c для зацепления со множеством зубцов 115c, обеспеченных в первом грузе 115b, в результате чего образуется храповой механизм.
При вышеупомянутой конфигурации, в случае вала эксцентрика согласно настоящему примеру, когда основная часть 115 вала эксцентрика вращается в направлении стрелки, показанной на фиг.12(a), второй груз 129 не вращается относительно основной части 115 вала эксцентрика, а вращается вместе с основной частью 115 вала эксцентрика.
Когда основная часть 115 вала эксцентрика вращается в противоположном направлении (направление стрелки, показанное на фиг.12(b)), второй груз 129 вращается относительно первого груза 115b, жестко прикрепленного к основной части 115 вала эксцентрика. Следовательно, в этом случае расстояние между положением центра тяжести вала эксцентрика и центром вала может изменяться. В случае, когда второй груз 129 вращается относительно первого груза 115b, второй груз 129 также перемещается в продольном направлении для преодоления зубцов 115c, 129c, соответственно обеспеченных в грузах. Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может периодически перемещаться в продольном направлении.
Шестой пример
Со ссылкой на фиг.13(a) и 13(b) описывается электрическая зубная щетка согласно шестому примеру настоящего изобретения. Фиг.13(a) и 13(b) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно шестому примеру настоящего изобретения.
В основной части 116 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части вала эксцентрика обеспечивается участок 116a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23. Со стороны дистального конца основной части 116 вала эксцентрика обеспечивается груз 130 на одной прямой в продольном направлении. В переднем конце груза 130 обеспечивается участок 130a вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. В настоящем примере между основной частью 116 вала эксцентрика и грузом 130 обеспечивается спиральная пружина 140. Один конец спиральной пружины 140 жестко прикреплен к основной части 116 вала эксцентрика, а другой конец жестко прикреплен к грузу 130.
При вышеупомянутой конфигурации в случае вала эксцентрика согласно настоящему примеру груз 130 перемещается под действием силы тяжести и под действием растяжения и сжатия спиральной пружины 140 в зависимости от положения электрической зубной щетки. Таким образом, положение центра тяжести вала эксцентрика может перемещаться в продольном направлении. Основная часть 116 вала эксцентрика и груз 130 соединены с помощью спиральной пружины 140. Таким образом, во время пуска груз 130 сначала медленно вращается, скорость вращения постепенно увеличивается, и, наконец, скорость вращения становится такой же, как скорость вращения основной части 116 вала эксцентрика. На фиг.13(a) показано состояние сразу после пуска, а на фиг.13(b) показано состояние по прошествии достаточного количества времени, и скорость вращения груза 130 становится такой же, как скорость вращения основной части 116 вала эксцентрика. На чертежах количество стрелок указывает различие в скорости вращения (чем больше стрелок, тем выше скорость вращения).
Как описано выше, в случае настоящего примера сразу после пуска центр тяжести вала эксцентрика почти не зависит от веса груза 130. По мере того как скорость вращения груза 130 увеличивается, влияние веса груза 130 постепенно становится больше. Таким образом, центр тяжести вала эксцентрика постепенно перемещается от положения в центре вала к положению дальше от центра вала. Поэтому, во время пуска амплитуда вибрации вала эксцентрика постепенно увеличивается. Таким образом, при чистке зубов можно не допустить слишком сильной вибрации чистящего участка 41 сразу после включения источника питания, и можно подавить ощущение стимуляции.
Седьмой пример
Со ссылкой на фиг.14(a)-14(c) и фиг.15 описывается электрическая зубная щетка согласно седьмому примеру настоящего изобретения. Фиг.14(a)-14(c) являются видами в перспективе вала эксцентрика электрической зубной щетки согласно седьмому примеру настоящего изобретения. Фиг.15 является графиком, показывающим зависимость между временем, прошедшим с момента пуска, и максимальной амплитудой вибрации в электрической зубной щетке согласно седьмому примеру настоящего изобретения.
В основной части 117 вала эксцентрика в вале эксцентрика согласно настоящему примеру на одном конце основной части вала эксцентрика обеспечивается участок 117a отверстия, в который вставлен передний конец вала 23a вращения двигателя 23. Со стороны дистального конца основной части 117 вала эксцентрика обеспечивается груз 131 на одной прямой в продольном направлении. В переднем конце груза 131 обеспечивается участок 131a вала, поддерживаемый подшипником 31 стержня 3. В настоящем примере в зазоре S между основной частью 117 вала эксцентрика и грузом 131 помещена жидкость (такая как масло и смазка).
При вышеупомянутой конфигурации, в случае вала эксцентрика согласно настоящему примеру, когда основная часть 117 вала эксцентрика вращается за счет так называемого принципа гидравлической муфты, груз 131 сначала медленно вращается, скорость вращения постепенно увеличивается, и, наконец, скорость вращения становится такой же, как скорость вращения основной части 117 вала эксцентрика. На фиг.14(a) показано состояние сразу после пуска, на фиг.14(b) показано состояние по прошествии небольшого промежутка времени после пуска, а на фиг.14(c) показано состояние по прошествии достаточного промежутка времени, и скорость вращения груза 131 становится такой же, как скорость вращения основной части 117 вала эксцентрика. На чертежах количество стрелок указывает различие в скорости вращения (чем больше стрелок, тем выше скорость вращения).
Как описано выше, в случае настоящего примера сразу после пуска центр тяжести вала эксцентрика почти не зависит от веса груза 131. По мере того как скорость вращения груза 131 увеличивается, влияние веса груза 131 постепенно возрастает. Таким образом, центр тяжести вала эксцентрика постепенно перемещается от положения в центре вала к положению дальше от центра вала. Поэтому, во время пуска амплитуда вибрации вала эксцентрика постепенно увеличивается. Таким образом, при чистке зубов можно не допустить слишком сильной вибрации чистящего участка 41 сразу после включения источника питания, и можно подавить ощущение стимуляции. На фиг.15 график P6 показывает время, прошедшее с момента пуска, и максимальную амплитуду вибрации в вале эксцентрика согласно настоящему примеру. График P7 на чертеже показывает время, прошедшее с момента пуска, и максимальную амплитуду вибрации в случае, когда груз жестко прикреплен к валу эксцентрика (сравнительный пример).
В настоящем примере груз 131 и основная часть 117 вала эксцентрика не прикреплены жестко друг к другу. Однако в электрической зубной щетке 1 груз 131 и основная часть 117 вала эксцентрика должны быть выполнены таким образом, чтобы центры валов не были смещены друг относительно друга. Для реализации этого описываются два примера конфигураций. Описанные ниже конфигурации могут быть применены к взаимосвязи между вторым грузом 125 и основной частью 111 вала эксцентрика в первом примере, описанном выше.
Использование выпукло-вогнутого сопряжения
Со ссылкой на фиг.16 и 17 описывается конфигурация, в которой используется выпукло-вогнутое сопряжение таким образом, чтобы центры валов груза 131 и основной части 117 вала эксцентрика не были смещены друг относительно друга. Основная часть 117 вала эксцентрика образована трубой 117X, на одном конце которой обеспечивается участок 117a отверстия, и металлическим компонентом 117Y с превосходной износостойкостью, который жестко прикрепляется к переднему концу трубы 117X. Труба 117X выполнена из полимера или эластомера. В переднем конце металлического компонента 117Y выполнен вогнутый участок 117Ya. При этом на конце груза 131 на противоположной стороне участка 131a вала обеспечивается выпуклый участок 131b для сочленения с вогнутым участком 117Ya металлического компонента 117Y.
При вышеупомянутой конфигурации можно не допустить смещения центров валов друг относительно друга без жесткого прикрепления груза 131 к основной части 117 вала эксцентрика.
Поверхность внутренней стенки стержня, функционирующая как подшипник
Со ссылкой на фиг.18 и 19 описаны конфигурации, в которых поверхность 32 внутренней стенки стержня 3 функционирует как подшипник таким образом, чтобы центры валов груза 131 и основной части 117 вала эксцентрика не смещались друг относительно друга. Основная часть 117 вала эксцентрика образована трубой 117X, на одном конце которой обеспечивается участок 117a отверстия, и металлическим компонентом 117Y с превосходной износостойкостью, который жестко прикрепляется к переднему концу трубы 117X. Труба 117X выполнена из полимера или эластомера. Передний конец металлического компонента 117Y уплощен. Конец груза 131 на противоположной стороне участка 131a вала уплощен.
В этом примере зазор S между внутренней поверхностью 32 стенки стержня 3 и наружной поверхностью металлического компонента 117Y и между внутренней поверхностью 32 стенки стержня 3 и наружной поверхностью груза 131 является минимальным. Таким образом, внутренняя поверхность 32 стенки стержня 3 функционирует как подшипник для металлического компонента 117Y и груза 131.
При вышеупомянутой конфигурации можно не допустить смещения центров валов друг относительно друга без жесткого прикрепления груза 131 к основной части 117 вала эксцентрика.
Прочее
В вышеупомянутом варианте осуществления и примерах иллюстрируется и описывается случай, когда конец вала эксцентрика на противоположной стороне конца, жестко прикрепленного к валу 23a вращения двигателя 23, поддерживается подшипником 31, обеспеченным в стержне 3. В случае, когда выполняется такая конфигурация, как описано в вышеупомянутом варианте осуществления, стержень 3 вибрирует с помощью подшипника 31, и вибрация передается чистящему компоненту 4. Поскольку подшипник 31 располагается вблизи чистящего участка 41, вибрация может эффективно передаваться чистящему участку 41.
Однако, поскольку электрическая зубная щетка, в которой имеется вал эксцентрика, представляет собой тип электрической зубной щетки, в которой груз с эксцентриситетом расположен вблизи вала вращения двигателя таким образом, чтобы конец вала эксцентрика на противоположной стороне конца, жестко прикрепленного к валу вращения двигателя, не поддерживался подшипником (дистальный конец вала эксцентрика является свободным концом). Настоящее изобретение может также применяться в таком типе электрической зубной щетки. Таким образом, вышеупомянутый вал эксцентрика может быть применен в таком типе электрической зубной щетки.