БРИТВЕННАЯ ГОЛОВКА С ПОВОРОТНЫМ БРИТВЕННЫМ БЛОКОМ
SHAVING HEAD WITH PIVOTABLE SHAVING UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к бритвенной головке для бритвенного устройства роторного типа и, в частности, к бритвенной головке с поворотным бритвенным блоком. Изобретение относится также к бритвенному устройству, включающему в себя подобную бритвенную головку.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Электрические бритвы являются часто используемыми потребителем предметами, которые обычно содержат сборный узел из подвижных и неподвижных режущих элементов, которые взаимодействуют между собой для срезания волос на поверхности кожи пользователя. В случае роторных электрических бритв один или более режущих блоков, каждый из которых содержит роторное лезвие и крышку, взаимодействуют для срезания волос. Крышка контактирует с кожей, при этом лезвие приводится в действие с помощью двигателя, расположенного внутри корпуса бритвы. Для большего комфорта и эффективного бритья участки бритвы, которые контактируют с кожей пользователя, должны иметь возможность перемещаться или поворачиваться относительно корпуса бритвы, чтобы повторять поверхность кожи. Это требует некоторой степени гибкости кинематической цепи между двигателем и лезвием. Обычно, чем плотнее контакт бритвенной крышки с кожей, тем чище и быстрее будет бритье. Поэтому большинство бритв имеют некоторую свободу перемещения крышки относительно корпуса бритвы, так что крышки могут следовать контурам кожи пользователя.
В существующих роторных бритвах вышеописанное перемещение или гибкость достигаются на некотором числе возможных месторасположений. Во-первых, крышки сами по себе могут быть смонтированы подпружиненными с возможностью перемещения вверх и вниз и наклона внутри держателя крышки. Во-вторых, держатель крышки может быть установлен с возможностью свободного вращения или наклона относительно корпуса бритвы. Третье месторасположение перемещения может быть найдено между бритвенным блоком и рукояткой или корпусом бритвы. В некоторых моделях бритвенный блок или головка бритвы могут быть установлены на корпусе на шейке, которая может поворачиваться вперед и назад и/или из стороны в сторону. Данная конструкция бритвы может включать в себя несколько или все степени свободы. Из публикации патента США US5577324 известно бритвенное устройство, в котором бритвенная головка несет три режущих блока, установленных в внешней раме лезвия. Приводной механизм выполнен внутри корпуса бритвы и содержит основное зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с тремя зубчатыми колесами коробки передач. Бритвенная головка установлена с возможностью поворота вокруг элемента, несущего бритвенную головку, относительно корпуса бритвы и зубчатых колес коробки передач.
Хотя существующие конструкции предлагают пользователю значительную гибкость, было бы желательно создать конструкцию бритвенной головки, которая дополнительно увеличивает способность следовать контурам кожи, одновременно обеспечивая простую и надежную конструкцию.
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению предложена бритвенная головка для бритвенного устройства, содержащего основной корпус, вмещающий в себя двигатель, причем бритвенная головка содержит: несущую конструкцию, включающую в себя соединительную конструкцию для присоединения бритвенной головки к основному корпусу бритвенного устройства;
бритвенный блок, содержащий раму бритвенного блока и контактирующую с кожей поверхность, и по меньшей мере два режущих блока, каждый из которых имеет внешний режущий элемент и внутренний режущий элемент, который выполнен с возможностью вращения относительно внешнего режущего элемента; поворотную конструкцию для обеспечения поворота бритвенного блока относительно несущей конструкции; центральный приводной элемент, размещенный с возможностью быть приведенным в действие с помощью двигателя, когда бритвенная головка соединена с основным корпусом; при этом каждый внутренний режущий элемент выполнен с возможностью вращения с помощью центрального приводного элемента через отдельный приводной элемент лезвия, причем центральный приводной элемент передает приводное усилие на приводной элемент каждого лезвия в месте расположения коробки передач; при этом поворотная конструкция расположена во внутренней зоне бритвенной головки, расположенной между контактирующей с кожей поверхностью, приводными элементами лезвий и местами расположения коробки передач центрального приводного элемента. Центральный приводной элемент и приводные элементы лезвий каждый имеет подшипник, который соединен с рамой бритвенного блока, чтобы позволить центральному приводному элементу и приводным элементам лезвий поворачиваться вместе с бритвенным блоком относительно несущей конструкции.
За счет размещения центрального приводного элемента и приводных элементов лезвий таким образом нет необходимости соединять их с бритвенным блоком таким образом, который позволяет им поворачиваться относительно бритвенного блока. Только для центрального приводного элемента требуется наличие соединения с двигателем, которое позволяет центральному приводному элементу поворачиваться относительно основного корпуса, чтобы компенсировать относительный поворот бритвенного блока относительно основного корпуса. Это поворотное соединение может быть выполнено с помощью гибкого соединения между центральным приводным элементом и двигателем. Таким образом, свобода поворота бритвенного блока относительно основного корпуса, в частности разрешенный максимальный угол поворота бритвенного блока относительно основного корпуса, меньше подвержена необходимости соединения центрального приводного элемента и приводных элементов лезвий с двигателем. Кроме того, путем выполнения поворотной конструкцию в положении над центральным приводным элементом и ближе к контактирующей с кожей поверхности бритвенного блока, достигается улучшенная геометрия, позволяющая лучшее вращение бритвенной головки для следования контурам кожи во время бритья без нежелательного наклона. В традиционных бритвах, вращение бритвенной головки или бритвенного блока обычно происходит вокруг точки поворота или оси, которая находится на центральном приводном элементе или под ним, то есть ближе к двигателю. Согласно настоящему изобретению точка поворота или ось перемещена ближе к контактирующей с кожей поверхности и, например, может быть расположена посередине между центральным приводным элементом и контактирующей с кожей поверхностью, или даже ближе к контактирующей с кожей поверхности. Следует понимать, что в некоторых конфигурациях контактирующая с кожей поверхность бритвенного блока может не быть плоской. В целях определения контактирующую с кожей поверхность можно рассматривать как плоскость зацепления, когда контактирующая с кожей поверхность прижата к плоской поверхности. В случае единственной оси поворота, ось поворота предпочтительно расположена параллельно контактирующей с кожей поверхности. В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенный блок может поворачиваться вокруг двух осей, предпочтительно перпендикулярных осей, обе из которых расположены параллельно контактирующей с кожей поверхности. В альтернативном варианте, бритвенный блок может поворачиваться единообразно вокруг многочисленных осей, расположенных параллельно поверхности.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения подшипник центрального приводного элемента содержит ось, проходящую от рамы бритвенного блока в направлении от контактирующей с кожей поверхности, при этом центральный приводной элемент установлен для вращения на оси. В целом, ось будет выровнена с осью, которая является нормалью к оси вращения, или, в случае двух осей вращения, перпендикулярно к ней.
Поворотная конструкция предпочтительно определяет точку поворота или ось поворота для бритвенного блока относительно несущей конструкции, которая удалена от контактирующей с кожей поверхности менее чем на 12 мм, более предпочтительно, менее чем на 10 мм, и наиболее предпочтительно менее чем на 8 мм. В качестве общего правила, было обнаружено, что существует связь между расстоянием от оси поворота или точки поворота до передней кромки, контактирующей с кожей поверхности бритвы и расстоянием, на котором ось поворота или точка поворота находится под контактирующей с кожей поверхностью. Для устойчивой геометрии, между этими расстояниями следует поддерживать соотношение 3:1, для того чтобы предотвратить опрокидывание вращающегося бритвенного блока под влиянием сил трения между кожей и режущими блоками при перемещении по коже. При уменьшении расстояния между осью поворота и контактирующей с кожей поверхностью, упомянутое соотношение между упомянутыми двумя расстояниями увеличивается. В дополнение, возможен выбор других конструкций, включающих в себя, например, уменьшение устойчивости вращения бритвенной головки бритвенного устройства. В настоящее время вращение бритвенной головки с двумя режущими блоками обычно было ограничено продольным направлением, то есть при размещении оси поворота в поперечном направлении между двумя внешними режущими элементами. В качестве результата улучшенных характеристик вращения бритвенной головки по настоящему изобретению, даже бритвенные головки, имеющие два режущих блока, могут иметь возможность вращения вокруг двух осей.
Хотя расстояние от точки поворота или оси поворота до контактирующей с кожей поверхностью может быть определено в абсолютных выражениях, также может быть удобно определять его в относительных выражениях. Как упомянуто выше, оптимальная конфигурация достигается, когда отношение этого расстояния к поперечному расстоянию до кромки, контактирующей с кожей поверхностью в направлении движения бритвенной головки по коже, составляет меньше, чем 1:3. Значительные преимущества могут быть достигнуты, когда это отношение составляет меньше, чем 1:2. Более точно, расстояние может быть определено по отношению к рабочему диаметру внутреннего режущего элемента, поскольку это будет часто определять геометрию контактирующей с кожей поверхности. Расстояние от точки поворота или оси поворота до контактирующей с кожей поверхностью предпочтительно меньше, чем диаметр внутреннего режущего элемента, более предпочтительно, меньше, чем половина этого диаметра.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенная головка дополнительно снабжена отклоняющим приспособлением, воздействующим на бритвенный блок, чтобы повернуть бритвенный блок в нейтральное положение. Нейтральное положение может быть центральным положением, при котором бритвенный блок находится на середине пути между своими конечными положениями вращения. Это также может соответствовать положению, при котором центральный приводной элемент ориентирован в осевом направлении с несущей конструкцией и/или приводным валом двигателя. Отклоняющее приспособление предпочтительно содержит сильфонную конструкцию, охватывающую несущую конструкцию и работающую между бритвенным блоком и несущей конструкцией. Сильфоны могут быть в целом коническими, причем самый широкий конец конических сильфонов входит в зацепление с рамой бритвенного блока, а самый узкий конец конических сильфонов входит в зацепление вокруг несущей конструкции. Другие отклоняющие приспособления могут быть выполнены, чтобы устранять мертвый ход в различных шарнирах.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения положение точки поворота или оси поворота может быть определено в терминах расстояния между центром тяжести вращающегося бритвенного блока и контактирующей с кожей поверхностью. Точка поворота или ось поворота предпочтительно расположена на некотором расстоянии от контактирующей с кожей поверхности, которое меньше или равно расстоянию между упомянутым центром тяжести и контактирующей с кожей поверхностью. Подобная конфигурация позволяет бритвенному блоку принимать более устойчивое положение во время бритья, и с подобной конфигурацией требуется меньшее отклоняющее усилие, чтобы сохранить бритвенный блок в нейтральном положении. В действительности было определено, что отклоняющее усилие, которое в четыре раза меньше, чем используемое при традиционных геометриях усилие, может быть достаточным, чтобы удержать бритвенный блок в нейтральном положении.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения поворотная конструкция содержит взаимодействующие сферические несущие поверхности, выполненные на бритвенном блоке и на несущей конструкции и размещенные в упомянутой внутренней зоне бритвенной головки, чтобы позволить вращение бритвенного блока вокруг любой оси, параллельной контактирующей с кожей поверхности бритвенного блока. Сферические несущие поверхности могут быть выполнены на шарике шарикоподшипника или подпятнике, при этом либо шарик шарикоподшипника, либо подпятник выполнен на несущей конструкции. Следует понимать, что несущие поверхности не должны быть полностью сферическими, а могут содержать секции поверхности, образующие часть сферы.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения поворотная конструкция содержит так называемый соединительный элемент Висмана, выполненный либо на бритвенном блоке, либо на несущей конструкции, и размещенный в упомянутой внутренней зоне бритвенной головки. Подобные соединительные элементы Висмана обычно хорошо известны, например, для использования в гибких соединениях между приводными шпинделями и режущими блоками роторных бритвах и не нуждаются здесь в дополнительном объяснении. Понятно, что они охватывают все соединения типа выпуклость-полость, которые обеспечивают передачу крутящего момента вдоль первой оси, одновременно позволяя поворотное перемещение между выпуклостью и полостью вокруг двух других осей, перпендикулярных упомянутой первой оси. Подобный соединительный элемент Висмана может иметь геометрию, как раскрытая в документе US6722038, содержание которого полностью включено здесь по ссылке. Эта конфигурация предпочтительно применяется к бритвенный блокам, имеющим три режущих блока, но следует понимать, что она также может быть применима к бритвенным блокам, имеющим другое количество режущих блоков. Соединительный элемент Висмана может иметь треугольное поперечное сечение или любое другое некруглое поперечное сечение, которое предотвращает поворот бритвенного блока по отношению к несущей конструкции.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения поворотная конструкция содержит гибкий шарнир, выполненный между бритвенным блоком и несущей конструкцией и размещенный в указанной внутренней зоне бритвенной головки. Более конкретно, гибкий шарнир может входить в зацепление между рамой бритвенного блока и центральным участком несущей конструкции. Бритвенный блок и несущая конструкция могут быть выполнены отсоединяемыми друг от друга, но гибкий шарнир может оставаться соединенным с одним или с другим из этих компонентов. В настоящем контексте, гибкий шарнир предназначен включать в себя любой гибкий элемент, которые позволяет вращение вокруг первой или первой и второй осей, одновременно обеспечивая передачу крутящего момента и усилия вдоль третьей перпендикулярной оси. Гибкие шарниры традиционно выполнены из пластмассового материала, но следует понимать, что гибкий провод, кабель или полоска также могут выполнять эту функцию.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенный блок имеет два режущих блока, при этом поворотная конструкция содержит взаимодействующие сферические несущие поверхности, выполненные на бритвенном блоке и на несущей конструкции и размещенные в упомянутой внутренней зоне бритвенной головки, чтобы позволить поворот бритвенного блока только вокруг одной оси. Цилиндрическая несущая поверхность могут быть ориентирована в поперечном направлении между режущими блоками.
В одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения поворотная конструкция содержит соединение карданного типа с двумя перпендикулярными осями поворота. В этом варианте осуществления настоящего изобретения соединение карданного типа может также нести ось, на которой установлен центральный приводной элемент, при этом ось ориентирована перпендикулярно к осям поворота соединения.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенный блок и несущая конструкция содержат направляющие, чтобы предотвратить вращение бритвенного блока вокруг оси несущей конструкции, проходящей перпендикулярно контактирующей с кожей поверхности. Направляющие могут быть выполнены заодно с несущей конструкцией. Это может быть реализовано путем использования соединительного элемента Висмана, который позволяет вращение вокруг двух осей поворота, одновременно блокируя вращение вокруг третьей оси, проходящей перпендикулярно к двум осям поворота. Направляющие более предпочтительно расположены отдельно от поворотной конструкции, например, в наружных положениях в радиальном направлении по отношению к центру бритвенного блока и центральной оси несущей конструкции. Специалисту в данной области техники будет понятно, что, для того чтобы уменьшить трение во время движения вращения вокруг оси поворота, несущие поверхности поворотной конструкции должны быть в радиальных положениях близко к оси поворота. В целях предотвращения вращения бритвенного блока вокруг оси несущей конструкции, направляющие должны находиться на большем расстоянии в радиальном направлении от оси поворота, чтобы уменьшить износ.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенный блок и несущая конструкция содержат упоры для предотвращения вращения бритвенного блока относительно несущей конструкции за заданным углом поворота. Эти упоры предпочтительно выполнены на прочных элементах, которые могут поглощать удары, например, вызванные падением бритвенного устройства. Предпочтительно они должны быть расположены как можно дальше от поворотной конструкции. В одном варианте осуществления настоящего изобретения бритвенный блок содержит нижний участок корпуса со сферической внутренней поверхностью, окружающей несущую конструкцию и входящей в зацепление с участком сопряженной внешней поверхности несущей конструкции. В этом варианте осуществления настоящего изобретения сферическая внутренняя поверхность нижнего участка корпуса бритвенного блока и участок сопряженной внешней поверхности несущей конструкции взаимодействуют, чтобы удержать взаимно поворачивающиеся участки бритвенной головки во взаимном зацеплении. Нижний участок корпуса может иметь отверстие, чтобы позволить прохождение несущей конструкции, при этом взаимодействующие упоры могут быть выполнены на несущей конструкции и на нижнем участке корпуса, в частности, на участке кромки отверстия нижнего участка корпуса. В результате положения точки поворота или оси поворота близкого к контактирующей с кожей поверхностью бритвенного блока, расстояние точки поворота или оси поворота до упоров является относительно большим, приводя к прочным упорам. В альтернативном или дополнительном варианте, упор может быть выполнен на части основного корпуса бритвенного устройство для взаимодействия с упором несущей конструкции.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения несущая конструкция содержит несущую трубку, несущую соединительную конструкцию, и поворотную раму, установленную на несущей трубке и несущую неподвижную часть поворотной конструкции. В этом варианте осуществления настоящего изобретения центральный приводной элемент может быть приведен в действие с помощью двигателя через приводной шпиндель, размещенный в несущей трубке, предпочтительно посредством гибкого соединения между центральным приводным элементом и приводным шпинделем. В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения между несущей трубкой и поворотной рамой выполнены боковые отверстия, при этом центральный приводной элемент функционально находится в зацеплении с приводным элементом каждого лезвия через соответствующее одно боковое отверстие. В варианте осуществления бритвенной головки с тремя режущими блоками, будет требоваться по меньшей мере три подобных боковых отверстия, обеспечивающих зацепление центрального приводного элемента с приводными элементами лезвий трех внутренних режущих элементов. В общем, боковые отверстия обеспечивают доступ к внутреннему пространству несущей трубки.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения поворотная рама содержит центральный участок, несущий неподвижную часть поворотной конструкции, при этом упомянутый центральный участок соединен с несущей трубкой посредством боковых кронштейнов, при этом боковые отверстия находятся между боковыми кронштейнами. Поворотная рама и несущая трубка могут сцепляться механическим путем, например, с помощью использования защелок соединителей, обеспечивающих легкую установку центрального приводного элемента во внутреннем пространстве несущей трубки, сопровождаемую легкой сборкой поворотной рамы и несущей трубки. Поворотная рама может содержать центральный участок, образующий неподвижную часть поворотной конструкции для поворотного зацепления с подвижной частью поворотной конструкции, установленной на бритвенном блоке. Поворотная рама соединена с несущей трубкой посредством боковых кронштейнов. Для бритвенного блока с тремя режущими блоками, могут быть выполнены три подобных боковых кронштейна, образуя между собой три боковых отверстия для обеспечения зацепления центрального приводного элемента с каждым из приводных элементов трех режущих блоков. Боковые кронштейны могут образовывать описанные выше направляющие для предотвращения вращения бритвенного блока вокруг оси несущей трубки, проходящей перпендикулярно контактирующей с кожей поверхности. С этой целью боковые кронштейны могут быть размещены внутри профилированных соответствующим образом каналов бритвенного блока. Несущая трубка и поворотная рама могут быть также выполнены как единый цельный элемент.
Описанная выше поворотная конструкция бритвенной головки может обеспечивать всю бритвенной головке необходимую свободу вращения. Однако, более предпочтительно, только одна из некоторого числа степеней свободы включена в бритвенную головку. Более предпочтительно, каждый режущий блок содержит держатель, в котором установлен внешний режущий элемент, при этом держатели установлены с возможностью вращения на бритвенном блоке. Держатели могут составлять поддерживающие кожу ободки, размещенные вокруг режущих блоков. Держатели могут быть установлены на поворотных кулаках, чтобы поворачиваться через единую ось вокруг своих средних линий. Внешние режущие элементы сами по себе могут быть также установлены подпружиненным образом с возможностью опускания и вращения относительно держателей или, как это иным путем является традиционным в технике, относительно контактирующей с кожей поверхности.
Изобретение дополнительно относится к бритвенному устройству, содержащему основной корпус и бритвенную головку, как описано выше и далее. Бритвенная головка прикреплена предпочтительно с возможностью съема к основному корпусу с помощью соединительной конструкции. Бритвенный блок, таким образом, может поворачиваться относительно основного корпуса. Соединительная конструкция позволяет менять бритвенную головку на другие аксессуары.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут пояснены со ссылкой на сопровождающие чертежи ряда приведенных в качестве примеров вариантов осуществления настоящего изобретения, на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе бритвенного устройства согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2А - схематичный вид бритвенной головки, который иллюстрирует традиционную геометрию;
Фиг. 2В - схематичный вид, который иллюстрирует геометрию бритвенной головки согласно настоящему изобретению;
Фиг. 3 - вид в перспективе с частичным разрезом первого варианта осуществления бритвенной головки согласно настоящему изобретению;
Фиг. 4 - вид снизу бритвенного блока с фиг. 3 в направлении стрелок VI на фиг. 3;
Фиг. 5 - вид в перспективе с частичным разрезом второго варианта осуществления бритвенной головки согласно настоящему изобретению;
Фиг. 6 - вид в перспективе с частичным разрезом третьего варианта осуществления бритвенной головки согласно настоящему изобретению;
Фиг. 7 - вид снизу рамы бритвенного блока с фиг. 6 в направлении стрелок VII на фиг. 6; и
Фиг. 8 - вид в перспективе с разнесенными в пространстве деталями бритвенной головки с фиг. 6, включающий все составные части.
ОПИСАНИЕ ПРИВЕДЕННЫХ В КАЧЕСТВЕ ИЛЛЮСТРАЦИИ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан вид в перспективе бритвенного устройства 1 согласно настоящему изобретению. Бритвенное устройство 1 содержит основной корпус 2 и бритвенную головку 3, соединенные вместе с помощью шейки 4. Корпус 2 вмещает в себя двигатель 6 и приводной вал 7, а также дополнительные составные части, включая источник энергии, электронную аппаратуру управления и т.п., которые являются традиционными и не будут описаны дополнительно. Бритвенная головка 3 содержит бритвенный блок 8, несущий три режущих блока 10 на своей контактирующей с кожей поверхности 12. Каждый режущий блок 10 установлен в держателе 14. Как это в общем случае является традиционным, каждый режущий блок 10 содержит внешний режущий элемент 16 с прорезями 18 для пропускания волос. Внутри внешнего режущего элемента 16 размещен внутренний режущий элемент 20, который вращается с возможностью срезания волос, проходящих через прорези 18. Как это также обычно является традиционным, каждый держатель 14 установлен с возможностью вращения вокруг поперечной оси T относительно бритвенного блока 8. Внешние режущие элементы 16 установлены подпружиненными по отношению к держателям 14. Кроме того, бритвенный блок 8 также размещен с возможностью вращения вокруг обеих осей X и Y, которые лежат в общей плоскости контактирующей с кожей поверхности 12. Бритвенный блок 8 предохранен от вращения вокруг оси Z.
На фиг. 2А показан схематичный вид бритвенной головки 3, на котором проиллюстрирована традиционная геометрия кинематической цепи и составные части. Подобные элементы обозначены ссылочными позициями, соответствующими ссылочным позициям на фиг. 1. Приводной вал 7 от двигателя входит в зацепление с центральным приводным элементом 24, который входит в зацепление с тремя приводными 26 элементами лезвий для приведения в действие каждого из внутренних режущих элементов 20. Точка Р поворота, вокруг которой бритвенный блок 8 может вращаться, расположена на месте, где приводной вал 7 входит в зацепление с центральным приводным элементом 24. Это место находится под местоположением L коробки передач, в которой центральный приводной элемент 24 передает свое приводное усилие каждому приводному элементу 26 лезвий. Точка Р поворота также расположена под центром тяжести CG бритвенного блока 8. Как можно видеть на фиг. 2А, во время движения бритья в направлении А, сила F трения на контактирующую с кожей поверхность 12 бритвенного блока 8 действует на расстоянии D1 от точки Р поворота, создавая посредством этого момент М1, действующий в направлении против часовой стрелки. Если этот момент М1 превышает момент М2, вследствие противодействующей силы R на кожу на расстоянии D2 точки Р поворота, тогда бритвенный блок 8 может наклониться и быть неспособным адекватно следовать контурам кожи. Расстояние D2 определяется конфигурацией бритвенного блока 8 и обычно соответствует расстоянию между точкой Р поворота и кромкой контактирующей с кожей поверхности 12 в направлении А движения бритья. Также будет понятно, что в обозначенном положении точки Р поворота, находящейся под центром тяжести CG бритвенного блока 8, бритвенный блок 8 будет иметь тенденцию к опрокидыванию в отсутствие других поддерживающих элементов.
На фиг. 2В показана бритвенная головка 3 согласно настоящему изобретению, в котором геометрия бритвенной головки 3 адаптирована с возможностью уменьшения риска нежелательного опрокидывания и увеличения способности бритвенного блока 8 следовать контурам кожи. Согласно настоящему изобретению, если бритвенная головка 3 соединена с основным корпусом 2 бритвенного устройства, приводной вал 7 входит в зацепление с центральным приводным элементом 24, который в свою очередь входит в зацепление с тремя приводными элементами 26 лезвий в месте расположения коробки L передач, как показано на фиг. 2А. Однако, при такой геометрии точка Р поворота для бритвенной головки 3 располагается на возвышенном месте, близко к контактирующей с кожей поверхности 12 и выше центра тяжести CG бритвенного блока 8. В частности, точка поворота Р теперь располагается в месте между контактирующей с кожей поверхностью 12 и центральным приводным элементом 24, более конкретно, во внутренней зоне бритвенной головки 3, расположенной между контактирующей с кожей поверхностью 12, приводными элементами 26 лезвий и месторасположением L коробки передач центрального приводного элемента 24. В этом варианте осуществления настоящего изобретения можно видеть, что расположение точки Р поворота находится на расстоянии D1 от контактирующей с кожей поверхности 12, которое меньше, чем размер глубины внешних режущих элементов 16. Другими словами, точка Р поворота лежит в плоскости, параллельной контактирующей с кожей поверхности 12, которая пересекает внешние режущие элементы 16. В результате такой геометрии сила трения F на контактирующую с кожей поверхность 12 бритвенного блока 8 во время движения при бритье в направлении А действует на гораздо меньшем расстоянии от точки Р поворота, чем при традиционной геометрии по фиг. 2А. Момент М 1, созданный силой F трения, поэтому является значительно меньшим, и бритвенный блок вероятно меньше будет опрокидываться, при условии, что геометрия контактирующей с кожей поверхности 12 остается той же. Не только бритвенный блок 8 меньше склонен опрокидываться, но также во время использования противодействующая сила R может оставаться ближе к точке Р поворота, вызывая лучшее распределение усилия на кожу. Дополнительно, поскольку точка Р поворота находится теперь выше центра тяжести CG бритвенного блока 8, бритвенный блок 8 лучше уравновешен. На фиг. 2А и 2В контактирующая с кожей поверхность 12 бритвенного блока 8 показана как плоская. Будет понятно, что фактически нейтральное положение внешних режущих элементов 16 и держателей 14 может приводить к тому, что контактирующая с кожей поверхность 12 будет отличной от плоской и она только может стать плоской, если все внешние режущие элементы 16 и/или держатели 14 выпрямлены, например, при надавливании контактирующей с кожей поверхностью 12 на плоскую поверхность. В качестве общего правила, было обнаружено, что соотношение 3:1 между расстоянием D2 от точки Р поворота до кромки контактирующей с кожей поверхностью 12 в направлении А перемещения при бритье и расстоянием D1 точки Р поворота под контактирующей с кожей поверхностью 12 следует поддерживать, для того чтобы предотвратить опрокидывание бритвенного устройства при обычном использовании. По этой причине вращение бритвенной головки с двумя режущими блоками обычно ограничено продольным направлением. В результате улучшенной геометрии по настоящему изобретению, даже бритвенные головки с двумя режущими блоками могут иметь возможность поворачиваться вокруг двух осей.
На фиг. 3 показан первый вариант осуществления бритвенной головки 3 согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий вид в перспективе с частичным разрезом бритвенной головки 3, в которой в целях ясности некоторые составные части были удалены. Бритвенная головка 3 содержит раму 27 бритвенного блока и несущую трубку 30. Несущая трубка 30 расположена в шейке 4 бритвенного устройства 1 и соединяется с основным корпусом 2 с помощью соединения на защелках на соединительной конструкции 29. Гибкий сильфон 31 покрывает несущую трубку 30. Гибкий сильфон 31 является упругим и стремится отклонить бритвенный блок 8 в нейтральное положение, как проиллюстрировано. На верхнем конце несущей трубки 30 выполнены боковые отверстия 32 между боковыми кронштейнами 34 несущей трубки 30. На боковых кронштейнах 34 несущей трубки установлена поворотная рама 36, имеющая боковые кронштейны 38, которые входят в зацепление с боковыми кронштейнами 34 несущей трубки в защелкивающемся соединении 40.
Несущая трубка 30 и поворотная рама 36 вместе образуют несущую конструкцию 33 бритвенной головки с внутренней полостью 42.
Поворотная рама 36 имеет центральный участок 41 с обычно треугольным отверстием 44. Треугольное отверстие 44 образует охватывающую несущую поверхность треугольного так называемого соединительного элемента Висмана. Охватываемая несущая поверхность соединительного элемента Висмана выполнена с помощью треугольной выпуклости 46, находящейся на центре рамы 27 бритвенного блока. Выпуклость 46 и треугольное отверстие 44 образуют поворотную конструкцию, чтобы позволить бритвенному блоку 8 поворачиваться относительно несущей конструкции 33. Упомянутая поворотная конструкция предотвращает относительное вращение рамы 27 бритвенного блока и несущей конструкции 33 вокруг оси Z, но позволяет относительное движение вращения рамы 27 бритвенного блока относительно несущей конструкции 33 вокруг осей X и Y.
Под рамой 27 бритвенного блока находится и прикреплена к ней ось 48, проходящая от рамы 27 бритвенного блока в направлении от контактирующей с кожей поверхности 12, выступая за счет этого в полость 42 несущей конструкции 33. Ось 48 входит в зацепление в канавке 49 рамы 27 бритвенного блока и удерживает поворотную раму 36 в осевом положении в направлении Z относительно выпуклости 46. Дисковая пружина 47 между осью 48 и центральным участком 41 поворотной рамы 36 служит для уменьшения люфта в данном соединении. Ось 48 также служит в качестве опоры для центрального приводного элемента 24, который входит в зацепление с приводными элементами 26 лезвий через боковые отверстия 32. В результате, центральный приводной элемент 24 имеет подшипник, который соединен с рамой 27 бритвенного блока, так что центральный приводной элемент 24 имеет возможность поворачиваться весте с бритвенным блоком 8 относительно несущей конструкции 33. Приводные элементы 26 лезвий проходят вверх через раму 27 бритвенного блока с возможностью вхождения в зацепление с внутренними режущими элементами 20 внутри внешних режущих элементов 16, которые установлены в держателях 14. Приводные элементы 26 лезвий также имеют подшипники, соединенные с рамой 27 бритвенного блока, позволяя им поворачиваться вместе с центральным приводным элементом 24 и бритвенным блоком 8 относительно несущей конструкции 33. В целях ясности эти подшипники были пропущены на фиг. 3. Как можно видеть на фигуре 3, держатели 14 размещены в выемках 50, выполненных в верхней поверхности рамы 27 бритвенного блока. Выемки 50 разделены с помощью трех гребней 52. На нижней стороне рамы 27 бритвенного блока, под гребнями 52, выполнены три канала 54, в которых размещены боковые кронштейны 38. Каналы 54 пересекаются в центре рамы 27 бритвенного блока в месте расположения выпуклости 46. Каналы 54 в целом параллельны контактирующей с кожей поверхности 12 рамы 27 бритвенного блока, в то время как боковые кронштейны 38 слегка наклонены вниз от центрального участка 41. Расходящийся зазор между каналами 54 и боковыми кронштейнами 38 позволяет раме 27 бритвенного блока поворачиваться на угол α по отношению к несущей конструкции 33.
Фиг. 4 представляет собой вид с нижней стороны рамы 27 бритвенного блока с фиг. 3, в направлении стрелок VI на фигуре 3, на плоскости, пересекающей поворотную раму 35 в положении под выпуклостью 46. Как можно видеть, треугольная выпуклость 46 представляет собой тугую посадку на треугольное отверстие 44, при этом боковые кронштейны 38 в целом соответствуют по форме каналам 54. Как результат их формы, выпуклость 46 и треугольное отверстие 44 предотвращают относительное вращение рамы 27 бритвенного блока и несущей конструкции 33 вокруг оси Z. Однако, они позволяют относительное вращательное движение рамы 27 бритвенного блока относительно несущей конструкции 33 вокруг осей X и Y, показанных на фиг. 1. То же самое применимо к боковым кронштейнам 38 и каналам 54.
Бритвенная головка 103 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения показана на виде в перспективе с частичным разрезом на фиг. 5. Элементы, подобные первому варианту осуществления настоящего изобретения, снабжены подобными ссылочными позициями, увеличенными на 100.
Согласно фиг. 5 бритвенная головка 103 содержит раму 127 бритвенного блока и несущую конструкцию 133, содержащую несущую трубку 130 и поворотную раму 136. В этом варианте осуществления настоящего изобретения поворотная рама 136 имеет центральный участок 141 с шариком 144 подшипника. Рама 127 бритвенного блока в целом идентична первому варианту осуществления настоящего изобретения и отличается только тем, что подпятник 146 выполнен в центре нижней стороны рамы 127 бритвенного блока на месте, где пересекаются каналы 154. Шарик 144 подшипника и подпятник 146 сцепляются с образованием поворотной конструкции, позволяющей раме 127 бритвенного блока поворачиваться относительно несущей конструкции 133 вокруг любой оси, лежащей параллельно плоскости контактирующей с кожей поверхности 12.
Как и в случае первого варианта осуществления настоящего изобретения, боковые кронштейны 138 расположены внутри каналов 154. Вследствие этой соответствующей форме конструкции, предотвращается вращение рамы 127 бритвенного блока относительно несущей конструкции 133 вокруг оси Z. Кроме того, покачивание или вращение рамы 127 бритвенного блока вокруг шарика 144 подшипника ограничено углом α, соответствующим угловому зазору между боковыми кронштейнами 138 и каналами 154. Рама 127 бритвенного блока включает в себя ось 148, проходящую вниз под шарик 144 подшипника, которая действует как опора, на которой установлен для вращения центральный приводной элемент (не показан).
Специалисту в данной области техники будет ясно, что для поворотной конструкции могут быть рассмотрены многие альтернативные конфигурации. В частности, шарик 144 подшипника и подпятник 146 могут быть заменены на универсальное соединение карданного типа с перпендикулярными осями, присоединенное между рамой 127 бритвенного блока и поворотной рамой 136. В альтернативном варианте, гибкий шарнир или соответствующий гибкий элемент мог бы соединить раму 127 бритвенного блока с поворотной рамой 136 в этой точке. В том случае, если головка имеет только два режущих блока, может потребоваться только единственное направление вращения, при этом цилиндрическая или бочкообразная поверхность может быть использована вместо сферических несущих поверхностей шарика 144 подшипника и подпятника 146.
На фигуре 6 показана бритвенная головка 203 согласно третьему и наиболее предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения на виде в перспективе с частичным разрезом. Элементы, подобные первому варианту осуществления настоящего изобретения, снабжены подобными ссылочными позициями, увеличенными на 200. Элементы, не относящиеся к пониманию изобретения, на этом виде опущены.
Согласно фиг. 6 бритвенная головка 203 имеет несущую конструкцию 233, соединенную с возможностью вращения с бритвенным блоком 208, в котором размещены режущие блоки 210. Каждый режущий блок 210 содержит внешний режущий элемент 216 и внутренний режущий элемент 220, установленные в поворотном держателе 214, причем внутренний режущий элемент 220 входит в зацепление с приводным элементом 226 лезвия. Несущая конструкция 233 содержит несущую трубку 230 и поворотную раму 236, имеющую центральный участок 241 со сферическим подпятником 244, обращенным вверх. Сферический подпятник 244 имеет отверстие 245, проходящее через его основание, обращенное к внутренней полости 242 несущей конструкции 233. Отверстие 245 расширяется наружу на своем нижнем конце, как будет подробно объяснено ниже.
Бритвенный блок 208 имеет раму 227 бритвенного блока, которая также отличается от первого варианта осуществления настоящего изобретения тем, что сферическая выпуклость 246 выполнена в центре нижней стороны рамы на месте, где пересекаются каналы 254. Сферическая выпуклость 246 несет ось 248, которая проходит от ее нижнего окончания. В собранном положении сферическая выпуклость 246 посажена в сферический подпятник 244, образуя поворотную конструкцию, позволяющую бритвенному блоку 208 поворачиваться относительно несущей конструкции 233, причем ось 248 проходит от рамы 227 бритвенного блока вниз через отверстие 245 и центральный участок 241. Центральный приводной элемент 224 установлен с возможностью вращения на оси 248 внутри внутренней полости 242 и входит в зацепление с приводными элементами 2226 лезвий через боковые отверстия 232 между боковыми кронштейнами 238 в месте расположения L коробки передач. Каждый приводной элемент 226 лезвия имеет подшипник 261 лезвия, установленный на раме 227 бритвенного блока. В варианте осуществления настоящего изобретения с фиг. 6 рама 227 бритвенного блока включает в себя нижний участок 255 корпуса бритвенного блока и верхний участок 257 корпуса бритвенного блока. Нижний участок 255 корпуса бритвенного блока имеет внутреннюю сферическую поверхность 263 и нижний обод 256. Несущая трубка 230 имеет верхний обод 258 с сопряженным участком 265 внешней поверхности, который входит в зацепление с внутренней сферической поверхностью 263 нижнего обода 256, с тем чтобы получить скользящую посадку.
Как и в более ранних вариантах осуществления настоящего изобретения боковые кронштейны 238 расположены внутри каналов 254. Как следствие этой конструкции, соответствующей форме, предотвращается вращение рамы бритвенного блока 227 относительно несущей конструкции 233 вокруг оси Z. Покачивание или вращение сферической выпуклости 246 в сферическом подпятнике 244 обусловлено за счет углового зазора между боковыми кронштейнами 238 и каналами 254, а также за счет зазора между осью 248 и отверстием 245.
Согласно одному преимуществу третьего варианта осуществления настоящего изобретения нижний обод 256 размещен на расстоянии от несущей трубки 230, так что перемещение вращения рамы 227 бритвенного блока ограничено углом α, который в данном случае определяется угловым расстоянием от нейтрального положения до точки, в которой возникает упор между нижним ободом 256 и несущей трубкой 230. Эти составные части могут быть изготовлены прочными по сравнению с осью 248 и боковыми кронштейнами 238. В том случае, если бритвенное устройство падает, неблагоприятное воздействие удара на бритвенную головку 203 вероятно вызовет вращение бритвенного блока 208 вокруг несущей конструкции 233 до возможно максимальной степени. Это вращение будет остановлено упором нижнего обода 256 с несущей трубкой 230, за счет чего может быть предотвращено повреждение боковых кронштейнов 238.
Согласно фиг. 6 будет понятно, что если бритвенный блок 208 поворачивается относительно несущей трубки 230, ось 248, несущая центральный приводной элемент 224, смещается вбок по отношению к оси Z, внутри внутренней полости 242 несущей трубки 230. Центральный соединительный шпиндель 260 входит в зацепление с приводными валом 207 с помощью соединения Висмана, как описано выше, и может также поворачиваться по отношению к нему, одновременно передавая крутящий момент. Центральный соединительный шпиндель 260 установлен упруго при отклонении центральной соединительной пружины 262, которая нажимает на центральный приводной элемент 224. Центральная соединительная пружина 262 также отклоняет бритвенный блок 208 вверх относительно корпуса бритвенного устройства и несущей трубки 230. Это заставляет профилированный сферическим образом нижний обод 256 входить в зацепление с верхним ободом 258 несущей трубки 230.
Во время использования противодействующая сила R, оказываемая пользователем на кожу, действует против отклонения центральной соединительной пружины 262, заставляя сферическую внутреннюю поверхность 263 и сопряженный участок 265 внешней поверхности разделяться, уменьшая таким образом трение между этими поверхностями. Перемещению вращения бритвенного блока 208 противодействует только трение внутри сферического подпятника 244. Было обнаружено, что за счет оптимизированного месторасположения точки Р поворота и уменьшенного трения, уменьшенная значительным образом жесткость сильфона 231 может быть использована, обеспечивая исключительно легкое действие бритья.
На фиг. 7 показан вид нижней стороны рамы 227 бритвенного блока, из которой были удалены несущая трубка 230 и нижний участок 255 корпуса, Как можно видеть на этом виде, поворотная рама 236 плотно садится внутри каналов 254 рамы 227 бритвенного блока. Центральный участок 242 также имеет треугольную форму, причем ось 248 проходит через него.
На фиг. 8 показан вид в перспективе с разнесенными в пространстве деталями бритвенной головки 203 согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, включая все его составные части. Сверху вниз, эти составные части включают в себя внешние режущие элементы 216, внутренние режущие элементы 220 и держатели 214, образуя режущие блоки 210, приводные элементы 226 лезвий, верхний участок 257 корпуса бритвенного блока, раму 227 бритвенного блока, нижний участок 255 корпуса бритвенного блока, поворотную раму 236, включая подшипники 261 лезвий, несущую трубку 230, сильфон 231, центральный приводной элемент 224, центральную соединительную пружину 262 и центральный соединительный шпиндель 260.
Таким образом, изобретение было описано со ссылкой на некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше. Следует признать, что эти варианты осуществления настоящего изобретения приемлемы для различных модификаций и альтернативных форм хорошо известных специалистам в данной области техники. В частности, трехблочные бритвенные головки могут быть замещены бритвенными головками с двумя режущими блоками или более чем три режущих блока.
Многие модификации в дополнение к описанным выше могут быть произведены в описанных здесь конструкциях и приемах, не выходя за существо и объем изобретения. Соответственно, хотя конкретные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны, они являются только примерами и не носят ограничительного характера в отношении объема изобретения.