Безопасная бритва для влажного бритья (варианты)

Безопасная бритва для влажного бритья (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к безопасным бритвам, в частности к безопасным бритвам для влажного бритья с электрическим приводом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Уже появилось несколько бритв для влажного бритья с двигателями, питающимися от батареек, обеспечивающими вибрацию бреющего картриджа. Одна из таких бритв продается компанией Gillette под торговой маркой the Gillette^® M3 Power^ТМ. В этой бритве батарея расположена в полости внутри рукоятки, при этом двигатель закреплен на дистальном конце, где размещен сменный картридж. Пользователь нажатием кнопки на рукоятке приводит в действие переключатель, который, в свою очередь, активирует двигатель, вызывающий вибрацию.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов изобретения заявлена безопасная бритва для влажного бритья, содержащая индикатор использования картриджа, формирующий соответствующий сигнал, и связанный с ним счетчик. При этом счетчик выполнен с возможностью сброса показаний и их изменения в соответствии с сигналом использования.

В некоторых вариантах заявляемая бритва содержит также устройство для регистрации факта присутствия картриджа - детектор картриджа. Детектор картриджа в ответ на присоединение картриджа к бритве формирует сигнал о наличии картриджа.

В числе других вариантов: бритва, в которой индикатор использования картриджа (индикатор срока службы лезвия) формирует сигнал для обеспечения счетчика сведениями об изменении состояния двигателя; бритва, в которой индикатор использования имеет таймер для обеспечения счетчика сведениями о временном интервале, в течение которого двигатель находится в определенном состоянии; бритва, в которой индикатор использования содержит детектор отдельных движений лезвия для обеспечения счетчика сведениями о факте контакта картриджа поверхностью кожи и бритва, в которой индикатор использования содержит и детектор ходов лезвия, и таймер, связанный как с детектором ходов, так и со счетчиком для обеспечения счетчика сведениями о длительности упомянутого контакта.

Следующий аспект изобретения - безопасная бритва для влажного бритья, содержащая нагрузку, связанную с источником питания, при этом поток энергии между источником питания и нагрузкой регулируется пользователем с помощью выключателя.

В некоторых случаях устройство блокирования включает механический выключатель на два состояния, в одном из них он запрещает пользователю регулировать упомянутый поток энергии, а в другом разрешает это делать. Одним из примеров такого механического выключателя является подвижная крышка над управляемым пользователем переключателем.

В других случаях устройство блокирования содержит управляемый пользователем формирователь сигнала блокировки.

В числе дополнительных вариантов осуществления изобретения: бритва, в которой устройство блокирования содержит дешифратор, имеющий вход пользователя для приема входного сигнала, изменяющего состояние дешифратора, и выход, сигнал с которого показывает состояние дешифратора; бритва, в которой устройство блокирования содержит выход, сигнал с которого показывает состояние устройства блокирований, и таймер для изменения установленного на процедуру бритья временного интервала. В других вариантах осуществления изобретения устройство блокирования выполнено с возможностью изменить свое состояние в ответ на удаление картриджа или на извлечение бритвы из футляра.

Иной аспект изобретения состоит в том, что заявляемая безопасная бритва для влажного бритья имеет рукоятку для крепления лезвий, двигатель для вибрации лезвий и регулятор скорости для изменения скорости двигателя.

В некоторых вариантах осуществления изобретения бритва содержит также переключатель скорости, предназначенный для управления регулятором скорости. При этом возможны две реализации. В одном случае переключатель скорости выполнен так, что заставляет регулятор скорости непрерывно изменять скорость двигателя, в другом случае переключатель скорости обеспечен возможностью выбора одной из множества заранее заданных скоростей.

Заявлена также бритва, содержащая блок памяти для хранения выбранных скоростей.

В числе вариантов осуществления изобретения имеется бритва, в которой регулятор скорости содержит широтно-импульсный модулятор, формирующий импульсную последовательность, подаваемую на двигатель. При этом в некоторых случаях переключатель скорости выполнен с возможностью изменять параметры импульсной последовательности или ее периодичность.

В некоторых вариантов осуществления изобретения бритва содержит логическую схему управления, связанную с регулятором скорости и с переключателем скорости. Упомянутая логическая схема управляет широтно-импульсным модулятором в зависимости от сигнала, поступающего с переключателя скорости.

В некоторых вариантах бритвы логическая схема управления посылает на двигатель команду осуществить режим чистки, в других вариантах "пронестись" через весь диапазон частот или изменять частоту дискретно.

Другой аспект изобретения - безопасная бритва для влажного бритья, имеющая нагрузку и систему преобразования напряжения, связанную с нагрузкой и источником напряжения. Система преобразования напряжения предназначена для преобразования изменяющегося напряжения, поступившего от источника питания в постоянное рабочее напряжение, приложенное к нагрузке.

В бритвах, снабженных системой преобразования напряжения, прибор контроля напряжения связан с источником напряжения для измерения его меняющегося напряжения и со схемой управления, формирующей на своем выходе управляющий сигнал, зависящий от величины измеренного напряжения. Возможны варианты выполнения бритв, снабженных системой преобразования напряжения. Среди них: бритвы, в которых схема управления обеспечивает на выходе системы преобразования напряжения постоянное рабочее напряжение меньшей величины, чем изменяющееся напряжение от источника питания; бритвы, в которых схема управления обеспечивает на выходе системы преобразования напряжения постоянное рабочее напряжение большей величины, чем изменяющееся напряжение от источника питания; бритвы, в которых схема управления в ответ на информацию о том, что величина изменяющегося напряжения достигла порогового значения, формирует соответствующий сигнал; бритвы, в которых схема управления в ответ на информацию о том, что величина изменяющегося напряжение достигла порогового значения глубокой разрядки (при использовании более 50% емкости источника питания) формирует сигнал прекращения работы бритвы.

В других вариантах реализации система преобразования напряжения содержит широтно-импульсный модулятор, периодичность импульсных посылок которого изменяется в ответ на управляющий сигнал, который зависит от величины измеренного напряжения.

В дополнительных вариантах осуществления бритвы, содержащей систему преобразования напряжения, последняя включает последовательно соединенные с источником изменяющегося напряжения конденсатор и катушку индуктивности. Конденсатор и катушка индуктивности включены так, что напряжение на конденсаторе зависит от напряжения на катушке индуктивности.

В этих случаях система преобразования напряжения содержит также генератор для регулирования напряжения на катушке индуктивности. Схема управления регулирует напряжение на упомянутом генераторе и, таким образом, на конденсаторе. Возможен вариант питания схемы управления напряжением на конденсаторе.

В других вариантах осуществления изобретения бритва содержит также внешний выключатель для запуска генератора, обеспечивая таким образом напряжение на конденсаторе, которого достаточно для запуска схемы управления. Один из этих вариантов дополнительно содержит цепь развязки, связанную с выключателем и схемой управления. Цепь развязки нужна для перехода управления генератором от внешнего выключателя к управлению логической схемой управления, когда напряжение на конденсаторе становится достаточным для запуска упомянутой схемы.

Кроме того, цепь развязки можно выполнить так, что она позволит схеме управления определять состояние внешнего выключателя.

Другие варианты осуществления изобретения содержат однонаправленный проводник между конденсатором и катушкой индуктивности. Однонаправленный проводник может быть выполнен, например, в виде диода или транзистора, имеющего вход, управляемый RC цепочкой.

Среди вариантов осуществления бритвы - бритва, имеющая индикатор, сообщающий пользователю, что изменяющееся напряжение достигло порогового рабочего уровня.

Безопасная бритва для влажного бритья, содержащая рукоятку, двигатель для вибрации дистального конца рукоятки, датчик силы, формирующий сигнал, соответствующий прилагаемой к дистальному концу силе во время бритья.

В некоторых случаях датчик силы формирует сигнал, зависящий от нагрузки, испытываемой двигателем. С этой целью датчик выполнен содержащим датчик тока, реагирующий на изменение тока, потребляемого двигателем в связи с изменением нагрузки на него. В другом случае датчик силы может включать в себя датчик скорости, отслеживающий изменение скорости двигателя в ответ на изменение нагрузки на него.

Упомянутые варианты реализации бритвы могут быть дополнены, например, могут содержать индикатор, формирующий различимый пользователем сигнал, соответствующий прикладываемому к лезвию усилию.

Еще один аспект изобретения - безопасная бритва для влажного бритья, имеющая нагрузку и средства для управления напряжением, подаваемым от источника изменяющегося напряжения, и подачи на нагрузку.

Детали описания вариантов осуществления изобретения приведены ниже и сопровождены графическим материалом. И другие признаки, объекты и преимущества изобретения станут ясны из описания, чертежей и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 представлен вид сверху рукоятки безопасной бритвы в соответствии с одним из вариантов изобретения. На фиг.1А и 1В показаны разрезы двух видов рукоятки, представленной на фиг.1.

На фиг.2 - вид снизу рукоятки, представленной на фиг.1.

На фиг.3 показана рукоятка, в частично разобранном виде, представленная на фиг.1.

На фиг.4 представлен в аксонометрии вид головки бритвы, вынутой из трубчатого корпуса бритвы, снабженного захватным приспособлением.

На фиг.5 представлен вид сбоку трубчатого корпуса бритвы.

На фиг.6 представлен вид трубчатого корпуса бритвы трубки в разобранном виде, показывающий содержащиеся в нем компоненты.

Фиг.7-7С иллюстрируют в разобранном виде набор компонентов, содержащихся в трубчатом корпусе бритвы.

На фиг.8 представлен в аксонометрии вид трубчатого корпуса бритвы и вставки для излучающего светодиода и кнопки выключателя, который не показан.

На фиг.8А представлен в аксонометрии вид трубчатого корпуса бритвы с приваренной на свое место вставкой для излучающего светодиода, при этом выключатель вынут из корпуса.

На фиг.8В - 8D представлены в аксонометрии укрупненные изображения частей трубчатого корпуса бритвы, иллюстрирующие процесс сборки выключателя в трубчатом корпусе.

На фиг.9 представлен в аксонометрии вид байонетного разъема, использованного в бритве, представленной на фиг.1.

На фиг.9А представлено укрупненное детальное изображение участка А на фиг.9.

На фиг.9В представлено укрупненное детальное изображение байонетного разъема в сборе, при этом байонетная и батарейная пружины сжаты.

На фиг.10 представлен вид сбоку байонетного разъема, повернутого на 90° по отношению к положению на фиг.9.

На фиг.11 представлена нижняя часть байонетного разъема в разобранном виде и каркас для батареи или аккумулятора, в который также помещается нижняя часть байонетного разъема.

На фиг.12 представлен поперечный разрез каркаса батареи.

На фиг.13 представлены в разобранном виде компоненты каркаса для батареи, обеспечивающие вентиляцию.

На фиг.14А представлена структурная схема бритвы, содержащая переключатель устройства управления скоростью.

Фиг.14В содержит структурную схему бритвы, имеющую переключатель устройства управления скоростью и блок памяти для хранения предпочтительных скоростей.

Фиг.14С содержит структурную схему бритвы, имеющую непрямой источник питания.

На фиг.14D представлена схема преобразователя напряжения для непрямого источника питания на фиг.14С.

На фиг.14Е приведены временные диаграммы сигналов на выходе логической схемы управления и генератора и их взаимосвязь с напряжением конденсатора.

На фиг.14F представлена схема другого преобразователя напряжения для непрямого источника питания на фиг.14С.

На фиг.14G представлена схема подключения источника питания к нагрузке.

На фиг.15А представлена структурная схема индикатора срока службы лезвия, который отслеживает, сколько раз включался двигатель с момента замены лезвия.

На фиг.15В - другая структурная схема индикатора срока службы лезвия, который отслеживает, сколько времени с момента замены лезвия двигатель был в работе.

На фиг.15С - структурная схема индикатора срока службы лезвия, который считает количество отдельных движений лезвия с момента его замены.

На фиг.15D - структурная схема индикатора срока службы лезвия, который аккумулирует время всех сделанных лезвием отдельных движений с момента его замены.

На фиг.16А показан механический замок бритвы.

На фиг.16 В показана электронная схема, формирующая сигнал блокирования бритвы.

На фиг.17А представлена измерительная схема, реагирующая на изменения потребляемого двигателем тока.

На фиг.17В представлена измерительная схема, реагирующая на изменения в скорости двигателя.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЩАЯ СТРУКТУРА БРИТВЫ

Как видно из фиг.1, рукоятка 10 бритвы содержит головку 12, трубчатый корпус 14 с захватным приспособлением (в дальнейшем - трубчатый корпус) и каркас 16 батареи. Головка 12 содержит соединительную структуру (узел) для размещения сменного картриджа бритвы (не показан) на рукоятке 10, что хорошо известно по предшествующим бритвам. Трубчатый корпус 14 с захватным приспособлением содержит компоненты бритвы, которые обеспечивают работу бритвы от батарейного источника питания, например, печатную плату и двигатель, способный обеспечить вибрацию. Кроме того, пользователь во время бритья удерживает бритву за трубчатый корпус 14. Трубчатый корпус 14 представляет собой герметичный узел, к которому неподвижно прикреплена головка 12, что обеспечивает возможность модульного изготовления и другие преимущества, которые будут обсуждены ниже. Каркас 16 батареи (фиг.3) закреплен на трубчатом корпусе 14 так, что пользователь может снимать его для замены батареи 18. Поверхность раздела между каркасом 16 батареи и трубчатым корпусом 14 уплотнена, например, O-образным кольцом 20, обеспечивающим водонепроницаемое соединение для защиты батареи и электронных схем внутри бритвы. O-образное кольцо 20 обычно монтируется в канавке 21 (фиг.5) на трубчатом корпусе 14, например с помощью натяга при посадке. Как показано на фиг,1, отметим, что трубчатый корпус 14 содержит кнопку 22 выключателя, при нажатии на которую пользователь приводит в действие источник питания бритвы через электронный выключатель 29 (фиг.7А). Трубчатый корпус 14 имеет также прозрачную вставку 24, позволяющую пользователю видеть источник света 31 или дисплей или иной визуальный индикатор (фиг.7А), например, светодиод или жидкокристаллический дисплей, что обеспечивает его информацией о состоянии батарейки и/или иной информацией. Источник света 31 светит через отверстие 45 (фиг.8), выполненное в трубчатом корпусе 14 ниже прозрачной вставки. Эти и другие признаки рукоятки бритвы будут детально описаны ниже.

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА ТРУБЧАТОГО КОРПУСА

Как сказано выше, трубчатый корпус 14 (фиг.4 и фиг.5) представляет собой модульную сборку, к которой неподвижно прикреплена головка 12 бритвы. Модульный принцип позволяет изготавливать один тип трубчатого корпуса для использования с головками бритв различных стилей. Это, в свою очередь, упрощает изготовление "семейств" изделий с различными головками при одном и том же принципе функционирования системы питания от батареек. Трубчатый корпус выполнен водонепроницаемым, за исключением отверстия 25 на конце, к которому прикреплен каркас для батареи, в преимущественном варианте реализации он является автономной частью. Таким образом единственным требуемым уплотнением, гарантирующим водонепроницаемость рукоятки 10 бритвы, является уплотнение между трубчатым корпусом и каркасом батареи, выполненное в виде О-образного кольца 20 (фиг.3). Это единственное уплотнение минимизирует риск повреждения электроники из-за просачивания в рукоятку воды или влаги.

Как показано на фиг.6, трубчатый корпус 14 содержит сборочный узел 26 (также показанный на фиг.7С), который включает создающий вибрацию двигатель 28, печатную плату 30, электронный выключатель 29 и источник света 31, смонтированный на печатной плате, а также положительный контакт 32 для подсоединения источника питания к электронным схемам. Эти компоненты собраны внутри патрона 34, который также содержит пальцевые зажимы 36 батареи и штыревую часть 38 байонетного разъема, функции которых будут рассмотрены ниже в разделах "Зажим батареи" и "Присоединение каркаса батареи". Монтаж компонентов всей электроники бритвы на патроне 34 позволяет предварительно проверить работоспособность батарейного источника питания, так что неисправности легко выявить и свести к минимуму расходы из-за выбрасывания укомплектованных бритв на свалку. Сборочный узел 26 содержит также изолирующую втулку 40 и монтажную ленту 42, функции которых будут рассмотрены ниже в разделе "Зажим батареи".

Процесс сборки узла 26 отражен на фиг.7-7С. Сначала положительный контакт 32 монтируют на плате несущего элемента 44, который затем устанавливают на патроне 34 (фиг.7). Затем печатную плату 30 размещают на плате несущего элемента 44 (фиг.7А), двигатель 28 для создания вибраций устанавливают на патроне 34 (фиг.7В), при этом выведенные провода 46 припаивают к схеме печатной платы для завершения монтажа сборочного узла 26 (фиг.7С). Затем перед установкой сборочного узла 26 в трубчатый корпус можно его протестировать.

Сборочный узел 26 устанавливают в трубчатый корпус без возможности его съема. Например, сборочный узел 26 может иметь выступы или кронштейны для сцепления с соответствующими углублениями во внутренней стене трубчатого корпуса, при этом обеспечивается посадка с натягом.

Трубчатый корпус содержит также кнопку 22 выключателя. Жесткая неупругая кнопка 22 смонтирована на приемном элементе 48 (фиг.8), который имеет упомянутую выше вставку 24. Приемный элемент 48 включает консольную балку 50, несущую элемент 52 выключателя. Элемент 52 передает приложенное к кнопке 22 усилие на лежащую ниже упругую мембрану 54 (фиг.8). Мембрана может быть выполнена, например, из эластомерного материала, запрессованного в трубчатый корпус с целью формирования не только мембраны, но также и эластомерной части захвата. Консольная балка, действующая согласованно с мембраной, обеспечивает силу, возвращающую кнопку 22 в ее нормальное положение после нажатия на нее пользователем. Когда кнопка нажата, элемент 52 выключателя контактирует с лежащим ниже электронным выключателем 29, который приводит в действие схему печатной платы 30.

Введение бритвы в действие можно осуществить различными путями: например, "нажать и отпустить" кнопку или переводить ее в положения "включено/выключено". Электронный выключатель 29 при включении производит слышимый "щелчок", оповещая пользователя о включении. В предпочтительном варианте электронный выключатель выполнен таким, что требуется приложить относительно большую силу для небольшого смещения (например, прикладывают по меньшей мере 4 Н для смещения примерно на 0,25 мм). Такое выполнение выключателя в сочетании с установленной заподлицо низкопрофильной кнопкой 22 предохраняет бритву от случайного включения во время транспортировки или непреднамеренного выключения во время бритья. Более того, структура сборки выключатель/мембрана/исполнительный элемент обеспечивает хорошую ответную реакцию на кожу пользователя. Элемент 52 выключателя, кроме того, удерживает кнопку 22 на месте благодаря выступу 56 на нижней стороне кнопки, который входит в отверстие 55 в центре элемента 52 (фиг.8В).

Вблизи кнопки 22 имеется прозрачная вставка 24, сквозь которую пользователь может видеть показания благодаря расположенному снизу источнику света (описано детально ниже в разделе "Электроника").

Процесс сборки вставки 24 и кнопки выключателя на трубчатом корпусе проиллюстрирован на фиг.8-8D. Сначала для формирования автономной водонепроницаемой части трубчатого корпуса на нем герметично устанавливают приемный элемент 48, несущий ставку 24, например, с помощью клея или путем ультразвукового или теплового приваривания (фиг.8). Затем кнопку 22 вдвигают на ее место и осторожно (предпочтительно с усилием менее 10 Н) толкают вниз в отверстие в приемном элементе, заставляя выступ 56 войти в отверстие 55 (фиг.8А-8С).

ПРИСОЕДИНЕНИЕ КАРКАСА ДЛЯ БАТАРЕИ

Как уже говорилось, каркас 16 для батареи присоединен к трубчатому корпусу 14 с возможностью отсоединения для замены батареи. Две части рукоятки соединяются байонетным разъемом, при этом устанавливается электрический контакт между отрицательным контактом батареи и компонентами электроники. Трубчатый корпус несет штыревую часть байонетного разъема, а гнездовая часть размещена на каркасе для батареи. Байонетный разъем в собранном виде показан на фиг.9, фиг.9А и фиг.10, при этом трубчатый корпус и каркас для ясности не показаны.

Штыревая часть 38 байонетного разъема на патроне 34, описанном выше, имеет пару выступов 60. Конструкция этих выступов позволяет им войти в соответствующие выемки 62 на детали 64 гнездовой части байонетного разъема, расположенного на каркасе для батареи, и удерживаться там. Каждая выемка 62 содержит направляющую часть, имеющую стенки 66, 68, расположенные под углом (фиг.9А), направляющие каждый выступ в соответствующую выемку при повороте каркаса для батареи относительно трубчатого корпуса. На конце каждого выступа 62 выполнена стопорящая площадка 65 (фиг.9А) Зацепление выступов за стопорящую площадку 65 (фиг.9В) обеспечивает надежное поворотное механическое соединение каркаса батареи с трубчатым корпусом.

Патрон 34 и деталь 64 гнездовой части байонетного разъема выполнены из металла. В связи с этим сцепление выступов с выемками обеспечивает электрический контакт между патроном и деталью гнездовой части байонетного разъема. Патрон, в свою очередь, электрически связан со схемой бритвы, и отрицательный вывод батареи находится в контакте с пружиной 70 (фиг.9А), которая электрически связана с деталью гнездовой части байонетного разъема. Так в конечном счете обеспечивается контакт батареи со схемой устройства.

Как показано на фиг.12, батарейная пружина 70 смонтирована на держателе 72, который, в свою очередь, неподвижно прикреплен к внутренней стороне каркаса 16 батареи. Деталь 64 гнездовой части байонетного разъема может свободно скользить вдоль оси взад и вперед внутри каркаса 16. В положении покоя упомянутая деталь 64 прижата байонетной пружиной 74 к основанию каркаса 16. Байонетная пружина 74 тоже смонтирована на пружинном держателе 72, поэтому ее верхний конец неподвижно закреплен по отношению к внутренней стенке каркаса 16 для батареи. Когда каркас 16 поворачивают на трубчатом корпусе, сцепление выступов на штырьковом компоненте байонетного разъема с выемками на его гнездовом компоненте тащит гнездовой компонент вперед, сжимая байонетную пружину 74. Сила смещения последней заставляет гнездовой компонент байонетного разъема тащить штырьковый компонент и, следовательно, трубчатый корпус в сторону каркаса 16. В результате любая щель между двумя частями рукоятки оказывается закрытой благодаря пружине, при этом О-образное кольцо сжато и обеспечивает водонепроницаемое сцепление. Когда сцепление завершено, выступы 60 размещены в соответствующих V-образных стопорящих площадках 65.

Это воспринимается пользователем как ясный и слышимый щелчок, указывающий на то, что каркас для батареи присоединен правильно. Этот щелчок является результатом действия байонетной пружины, заставляющей выступы быстро проскользнуть внутрь V-образной стопорящей площадки 65.

Упругое соединение каркаса для батареи с трубчатым корпусом компенсирует возможную нелинейную линию стыковки между ними и другие геометрические факторы, такие как допустимые отклонения от стандартного размера.

Сила, прикладываемая байонетной пружиной, обеспечивает также прочный и надежный электрический контакт между штырьковым и гнездовым компонентами байонета. Подпружиненный гнездовой компонент байонета ограничивает силу, действующую на оба компонента, когда каркас для батареи присоединяется и удаляется. Если пользователь продолжает поворачивать каркас после того, как он уже вошел в контакт с трубчатым корпусом, гнездовой компонент байонета может слегка продвигаться вперед внутри каркаса, уменьшая при этом силу, прикладываемую выступами штырькового компонента. Таким образом сила воздействия остается относительно постоянной внутри заданного диапазона. Эта особенность может предохранить от повреждения части бритвы при грубом обращении с ней со стороны пользователя или из-за возможных зазоров при сборке.

Для достижения описанного выше упругого сцепления важно, чтобы пружинящая сила байонетной пружины была больше, чем сила батарейной пружины. Обычно предпочтительное соотношение сил упомянутых двух пружин можно рассчитать следующим образом:

1. Конструкция батарейной пружины должна быть такой, чтобы прикладываемая пружиной контактная сила F_batmin была достаточной при минимальной длине батареи.

2. Рассчитайте силу пружины F_batmax, которая была бы необходима при максимальной длине батареи.

3. Рассчитайте максимальную силу F_pmax, которая потребовалась бы, чтобы втолкнуть каркас батареи в трубчатый корпус, преодолевая силу трения O-образного кольца.

4. Определите минимальную результирующую силу F_clmin, которой каркас батареи должен быть прижат к трубчатому корпусу в закрытом состоянии.

5. Рассчитайте силу, прикладываемую байонетной пружиной по формуле

F_bayonet=F_batmax+F_pmax+F_clmin.

Например, в некоторых реализациях F_batmax=4 Н, F_pmax=2 Н, и F_clmin=2 Н, и, следовательно, F_bayonet=8 H.

ЗАЖИМ БАТАРЕИ

Как сказано выше, патрон 34 содержит пару батарейных пальцевых зажимов 36 (фиг.6, фиг.10). Пальцевые зажимы 36 действуют как две пружины, оказывающие незначительное сжимающее давление на батарею 18 (фиг.3). Этого усилия достаточно, чтобы предотвратить стук батареи внутри трубчатого корпуса или в других частях и уменьшить шум, создаваемый бритвой при ее использовании. Желательно, чтобы этого усилия было достаточно для удержания батареи в перевернутом трубчатом корпусе при удалении из него каркаса батареи. С другой стороны, сжимающее усилие должно быть достаточно слабым, чтобы пользователь мог легко вынуть и заменить батарею. В штырьковом компоненте байонетного разъема имеется открытое пространство 80 (фиг.4), через которое пользователь может достать и удалить батарею.

Размеры пальцевых зажимов и их сжимающая сила обычно подогнаны так, чтобы пальцы могли удерживать вес батареи минимальных размеров и предотвратить ее выпадение, когда бритву держат вертикально, при этом необходимо, чтобы батарею максимальных размеров было легко вынуть из трубчатого корпуса. Для выполнения этих ограничивающих условий при коэффициенте трения между батареей и пленкой порядка 0,15-0,30, сжимающая сила одного пальцевого зажима составляет примерно 0,5 Н, когда вставлена батарея минимального размера (например, с диаметром 9,5 мм) и меньше 2,5 Н, когда вставлена батарея максимального размера (например, с диаметром 10,5 мм).

Возвращаясь к фиг.6 и 7С, отметим, что тонкая втулка 40 из изоляционного материала, например из полимерной пленки, дополнительно заглушает вибрационные шумы и обеспечивает защищенность от короткого замыкания, если повреждена поверхность батареи. Как показано на фиг.7С, втулка 40 прикреплена к пальцевым зажимам лентой 42, чтобы втулка держалась на месте, когда батарею удаляют и перемещают. Пригодным для изготовления изоляционной втулки является также пленка из полиэтилентерефталата толщиной примерно 0,06 мм.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ОКОЛОБАТАРЕЙНОГО ПРОСТРАНСТВА

При определенных условиях во внутреннем пространстве электрических приборов с батарейным источником питания может аккумулироваться водород. Он может выделяться из батареи или создаваться вне батареи путем электролиза. Смесь водорода с атмосферным кислородом может образовать взрывчатый газ, который потенциально может загореться от искры из двигателя или электронного выключателя. Из-за этого водород следует удалять из рукоятки бритвы, сохраняя при этом водонепроницаемость.

Как показано на фиг.13, в каркасе 16 для размещения батареи имеется вентиляционное отверстие 90. Газопроницаемая, но не пропускающая жидкость микропористая мембрана 92 приварена к каркасу 16 и закрывает вентиляционное отверстие 90. Материалом, пригодным для изготовления мембраны, является политетрафторэтилен, производимый фирмой GORE. Желательно, чтобы толщина мембраны составляла примерно 0,2 мм. Особенно важно, чтобы мембрана имела влагостойкость по меньшей мере 70 кПа и воздухопроницаемость по меньшей мере 12 литров в час на см² при избыточном давлении 100 миллибар.

Преимущество микропористой мембраны состоит в том, что она пропускает водород за счет диффузии, обусловленной разницей в парциальных давлениях с двух сторон мембраны. Для того, чтобы вентиляция осуществлялась, не требуется повышения общего давления в рукоятке бритвы.

С позиций эстетики нежелательно, чтобы пользователь видел вентиляционное отверстие и мембрану. Более того, если мембрана видна, существует риск, что ее поры закупорятся и/или что мембрана повредится или сдвинется. Для защиты мембраны к каркасу батареи над мембраной прикреплена, например, приклеена, крышка 94. Для того, чтобы газ мог уходить из-под крышки 94, между внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью 98 каркаса 16 имеется открытое пространство. В варианте реализации, показанном на чертежах, на каркасе 16 выполнено множество ребер 96 вблизи вентиляционного отверстия 90, создающих воздушные каналы между крышкой и каркасом. При желании и другие структуры можно использовать для создания вентиляционного пространства. Например, крышка и/или трубчатый корпус могут содержать вдавленную канавку, которая образует один канал, при этом не нужны ребра.

Высота и ширина воздушных каналов выбирается такой, чтобы обеспечить безопасный уровень вентиляции. В одном из вариантов (он не показан) может быть выполнено по одному каналу по обе стороны от вентиляционного отверстия, при этом каждый канал имеет высоту 0,15 мм и ширину 1,1 мм.

Крышку 94 можно выполнить декоративной. Например, на крышке может быть фирменная символика или иной эргономичный элемент.

ЭЛЕКТРОНИКА

РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ

Электробритвы часто используются для бритья различного типа волос в разных местах тела. Эти волосы имеют существенно различные характеристики. Например, усы обычно бывают толще, чем волосы на ногах. Волосы на разных участках тела выступают из кожи под различными углами. Например, коротко остриженные волосы преимущественно ортогональны к коже, в то время как волосы на ногах обычно лежат более плоско.

Степень удобства бритья волос частично зависит от частоты вибрации картриджа. Выбор оптимальной частоты вибрации связан с типом волос, поскольку, как уже обсуждалось, волосы имеют существенные различия. В связи с этим полезно обеспечить пользователю возможность управлять частотой вибрации. Как показано на фиг.14А, частоту вибрации картриджа с лезвиями для бритья регулирует широтно-импульсный модулятор 301, "режимом" которого управляет логическая схема управления 105. Здесь под "режимом" имеется в виду соотношение между длительностью импульса и паузой между импульсами. Пусть нижний режим характеризуется короткими импульсами и длительными паузами между ними, в то время как верхний режим характеризуется длинными импульсами и короткими паузами между ними. Изменяя упомянутый режим модулятора 301, можно регулировать скорость двигателя 306, который, в свою очередь, управляет частотой вибрации картриджа.

Логическая схема управления 105 может быть реализована в микроконтроллере или другой системе, основанной на микропроцессоре. Логическую схему управления 105 можно также выполнить в виде специализированной интегральной схемы или в виде вентильной матрицы, программируемой пользователем.

В качестве двигателя можно использовать любой энергопотребляющий механизм, который может вызвать вибрацию картриджа. В одном из вариантов реализации бритвы двигатель 306 содержит миниатюрные статор и ротор, соединенные с картриджем. В другом случае двигатель 306 содержит пьезоэлектрическое устройство, соединенное с картриджем. Кроме того, двигатель 306 может быть связан с картриджем вибрирующим магнитным полем.

В бритвах с управляемой скоростью двигателя логическая схема управления 105 принимает входной управляющий сигнал 302 от переключателя 304 скорости. Приняв сигнал 302, логическая схема управления 105 вызывает соответствующее изменение режима модулятора 301, который, в свою очередь, вызывает изменение скорости двигателя. Таким образом, модулятор 301 можно считать контроллером скорости двигателя.

Переключатель 304 скорости можно выполнить различными способами. Например, переключатель 304 скорости может постоянно двигаться. В этом случае пользователь может делать выбор из непрерывной совокупности скоростей. В другом случае переключатель 304 скорости может двигаться дискретно, тогда пользователь может выбрать заведомо определенную скорость двигателя. Переключатель 304 скорости может иметь различные формы выполнения, например, в виде ручки или скользящего контакта (ползуна), который двигается непрерывно или дискретными шагами. Переключатель 304 скорости может быть выполнен также в виде набора кнопок, каждая из которых соответствует определенной скорости.

В другом варианте это могут быть две кнопки, из которых одна связана с увеличением скорости, а другая с ее уменьшением. Кроме того, переключатель 304 скорости можно выполнить в виде единственной кнопки, нажав которую, можно последовательно или дискретно пройти весь набор скоростей.

Другой тип переключателей 304 - это подпружиненное пусковое устройство. Этот тип переключателя дает пользователю возможность изменять во время бритья частоту вибрации непрерывно, точно также, как изменяют скорость цепной пилы нажатием пускового устройства.

В качестве переключателя 304 скорости можно также использовать кнопку 22 выключателя путем соответствующего программирования схемы управления 105. Например, можно запрограммировать схему управления 105 так, что она воспримет двойное или длительное нажатие кнопки 22 как команду изменить скорость двигателя.

Среди всех скоростей двигателя есть одна, которая является оптимальной для чистки бритвы. В частности, это скорость, обеспечивающая самую высокую из возможных частоту вибрации, которая достигается тем, что схема управления 105 задает самый верхний режим модулятора. В альтернативном варианте схема управления 105 может задать способ чистки, при котором двигатель "проходит" по всей области частот вибрации. Это дает двигателю 306 возможность возбуждать различные частоты механического резонанса, связанные с лезвиями, картриджем и любыми загрязняющими частицами, такими, например, как фрагменты сбритых усов. Режим чистки можно выполнить как непрерывное изменение частоты вибрации во всем диапазоне или как дискретное, при котором схема управления 105 заставляет двигатель останавливаться на некоторых дискретных частотах, делая короткую паузу на каждой из них.

В некоторых случаях поле