Щеточный узел для электрической зубной щетки

Щеточный узел для электрической зубной щетки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область применения

Настоящее изобретение относится к электрическим зубным щеткам и, в частности, к щеточному узлу для электрической зубной щетки.

Уровень техники

Электрическая зубная щетка может включать щеточный узел, соединяемый с рукояточным узлом. Рукояточный узел может содержать протяженный из него приводной вал, сцепленный с электрическим приводом, расположенным во внутреннем пространстве рукояточного узла. Электрический привод может сообщать вращательное, осциллирующее или комбинированное вращательно-осциллирующее движение приводному валу, так что приводной вал будет совершать вращательное или осциллирующее движение. Щеточный узел может соединяться с рукояточным узлом таким образом, что приводной вал будет соединяться с элементом сцепления щеточного узла, например валом или приводным пальцем. Движение приводного вала будет передаваться к элементу сцепления, обеспечивая требуемое чистящее действие головной части щеточного узла.

Пример такого щеточного узла для зубной щетки описан в патентной заявке США 2008/0307591 (Farrell с соавторами). В данной патентной заявке подробно описаны конструкции электрических зубных щеток, особенно подходящих для использования в них чистящего движения, традиционного для ручных зубных щеток. В настоящей заявке предлагается ряд усовершенствований для конструкций, предложенных Farrell с соавторами, а также для прочих ранее предложенных конструкций зубных щеток. В частности, в настоящей заявке предлагается конструкция головки щетки, которая сводит к минимуму вероятность выщипывания слизистой оболочки рта пользователя за счет сведения к минимуму зазоров между узлами, движущимися относительно друг друга. В контексте настоящего описания термин «слизистая оболочка» в широком плане включает все мягкие ткани в ротовой полости человека, такие как внутренние поверхности щек, ткань десен, ткань губ и язык. Предлагается также щеточный узел, имеющий низкий профиль.

Сущность изобретения

В одном из воплощений изобретения чистящий узел для электрической зубной щетки, имеющей двигатель, включает головную часть и держатель подвижных контактных элементов, обладающий диапазоном движения относительно головной части, и при этом подвижные контактные элементы поддерживаются внутри держателя подвижных контактных элементов; и зазор между головной частью и держателем подвижных контактных элементов. Держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, обеспечивающую прием движения от двигателя через приводной механизм, содержащий приводной вал, имеющий продольную ось, и при этом приводной вал имеет конструкцию, обеспечивающую передачу движения, вырабатываемого двигателем, к держателю подвижных контактных элементов. Ширина зазора остается равной от примерно 0,1 мм до примерно 0,6 мм во всем диапазоне движения держателя подвижных контактных элементов.

В другом воплощении чистящий узел для электрической зубной щетки, имеющей двигатель, включает головную часть и держатель подвижных контактных элементов, имеющий диапазон движения относительно головной части; и подвижные контактные элементы, поддерживаемые внутри держателя подвижных контактных элементов. Держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, обеспечивающую прием движения от двигателя через приводной механизм, содержащий приводной вал, имеющий продольную ось, и при этом приводной вал имеет конструкцию, обеспечивающую передачу движения, вырабатываемого двигателем, к держателю подвижных контактных элементов. Часть держателя подвижных контактных элементов открыта и обращена наружу по отношению к чистящему узлу.

Еще в одном воплощении чистящий узел для электрической зубной щетки, имеющей двигатель, включает головную часть и держатель подвижных контактных элементов, имеющий диапазон движения относительно головной части; и подвижные контактные элементы, поддерживаемые внутри держателя подвижных контактных элементов таким образом, что подвижные контактные элементы являются протяженными вверх через отверстия, расположенные в головной части. Держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, обеспечивающую прием движения от двигателя через приводной механизм, содержащий приводной вал, имеющий продольную ось, и при этом приводной вал имеет конструкцию, обеспечивающую передачу движения, вырабатываемого двигателем, к держателю подвижных контактных элементов. И так как держатель подвижных контактных элементов движется в диапазоне движения, по меньшей мере нижние 50% высоты подвижных контактных элементов остаются в вертикальных границах, определяемых отверстиями.

Краткое описание чертежей

И хотя в конце настоящей заявки приводится формула изобретения, в которой четко формулируется предмет настоящего изобретения, предполагается, что настоящее изобретение будет более понятным из нижеследующего подробного описания, сопровождаемого прилагаемыми чертежами. Некоторые чертежи являются упрощенными, а именно, на них могут быть не показаны отдельные элементы в целях более ясного изображения других элементов. Такое отсутствие изображения тех или иных элементов на некоторых чертежах не означает наличие или отсутствие того или иного элемента в каком либо из воплощений изобретения, за исключением случаев, когда это оговорено явно в соответствующей части описания. Любой из чертежей не обязательно выполнен в масштабе.

Фиг.1. Вид сверху щеточного узла.

Фиг.2. Вид сверху фрагмента головной части щеточного узла, изображенного на фиг.1.

Фиг.3. Сечение головной части щеточного узла, изображенной на фиг.2.

Фиг.4. Вид сверху головной части щеточного узла, изображенной на фиг.2, с удаленными из нее чистящими элементами, для большей наглядности.

Фиг.5. Аксонометрический вид фрагмента еще одного щеточного узла.

Фиг.6. Аксонометрический вид снизу головной части щеточного узла, изображенного на фиг.5.

Фиг.7. Аксонометрический вид снизу головной части, изображенной на фиг.6, с удаленными из нее частями держателя подвижных контактных элементов, для большей наглядности.

Фиг.8. Аксонометрический вид еще одной конструкции головной части щетки.

Фиг.9. Аксонометрический вид еще одной конструкции головной части щетки.

Фиг.10. Аксонометрический вид еще одной конструкции головной части

щетки.

Фиг.11A. Механизм привода в разобранном виде, подходящий для использования в настоящем изобретении.

Фиг.11B. Увеличенное изображение механизма привода, изображенного на фиг.11A, в разобранном виде.

Фиг.12A и 12B. Схемы приводов, которые могут использоваться в настоящем изобретении.

Фиг.13А. Еще один щеточный узел в разобранном виде.

Фиг.13B. Щеточный узел, изображенный на фиг.13A, в собранном состоянии.

Фиг.13С. Вид сзади головной части щеточного узла, изображенного на фиг.13A и 13 В.

Фиг.13D. Вид сбоку головной части щеточного узла, изображенного на фиг.13A-13C.

Фиг.13Е. Вид сверху головной части щеточного узла, изображенного на фиг.13A-13D, в которой на самом конце головки используются пучки щетинок отличающейся конфигурации.

Фиг.14A и 14B. Сечения по плоскости 14-14, обозначенной на фиг.13С.

Фиг.15. Сечения головной части еще одного щеточного узла, включающего покровную часть.

Фиг.16. Сечение щеточного узла, изображенного на фиг.15, по плоскости 16-16 (Фиг.15).

Фиг.17. Аксонометрический вид держателя подвижных контактных элементов, поверхность которого содержит структуру для чистки или массажа слизистых оболочек.

Подробное описание изобретения

Щеточный узел, предназначенный для использования с электрической зубной щеткой, включает головную часть щетки, которая может иметь в целом прямоугольную форму, хотя может использоваться также овальная, эллиптическая или любая другая подходящая форма. Как правило, головная часть щетки имеет отношение длины к ширине, большее 1, хотя данное условие не является обязательным. Головная часть щетки прикреплена к трубчатому элементу щеточного узла, который может быть предназначен для соединения с рукояточным узлом. Рукояточный узел может включать электрический привод, включающий приводной вал, и приводной вал может соединяться с головной частью щетки посредством элемента сцепления или ведущего пальца, расположенного внутри трубчатого элемента. В различных воплощениях электрический привод может сообщать вращательное, осциллирующее, вращательно-осциллирующее или любое другое подходящее движение приводному валу, которое затем посредством элемента сцепления передается головке щетки и пучкам щетинок.

Головка щетки может включать первое множество чистящих щетинок, которые являются неподвижными, то есть жестко закрепленными относительно головки щетки, и второе множество чистящих щетинок, которое является подвижным, то есть имеет возможность совершать чистящее движение относительно первого множества щетинок. Так, например, второе множество чистящих щетинок может включать опорную структуру для щетинок или держатель щетинок, поддерживаемый внутри головки щетки таким образом, что он имеет по меньшей мере одну степень свободы, то есть может совершать движение по меньшей мере в одном направлении относительно головки щетки и первого множества щетинок. В одном из воплощений опорная структура щетинок может быть выполнена с возможностью вращения вокруг первой оси относительно головки щетки. Элемент сцепления соединяет опорную структуру щетинок с электрическим приводом и приводит в движение опорную структуру щетинок, в результате чего второе множество щетинок совершает требуемое чистящее движение. Опорная структура может содержать множество отдельных опорных структур щетинок, каждая из которых может совершать независимое движение по по отношению к прочим отдельным опорным структурам щетинок. Кроме того, чистящее движение может включать эксцентричное движение или поступательное движение в сочетании с вращательным, осциллирующим или любым другим подходящим движением.

При этом подразумевается, что несмотря на то, что ниже различные аспекты, элементы и преимущества изобретения описаны в связи с конкретными воплощениями, на самом деле описываемые аспекты, элементы и преимущества могут быть реализованы в любых воплощениях, и поэтому элементы и структуры, содержащиеся в различных воплощениях, могут быть смешаны и соединены между собой, в результате чего может быть получено практически безграничное число их сочетаний. Кроме того, сведущим в данной области техники будет понятно, что описываемые аспекты, элементы и преимущества изобретения могут использоваться в сочетании с устройствами и структурами, известными в настоящее время и теми, что будут изобретены в будущем.

Описанные ниже воплощения щеточных узлов пригодны для работы в сочетании с электрической зубной щеткой, например с электрической зубной щеткой, имеющей рукояточный узел, содержащий электрический привод, и приводной вал, имеющий продольную ось. Электрический привод сообщает движение приводному валу. Так, например, он может сообщать приводному валу вращательное, осциллирующее или вращательно-осциллирующее движение. Движение приводного вала передается щеточному узлу для придания требуемого чистящего движения головной части щетки или любому ее компоненту. При этом может использоваться множество различных типов чистящих движений, включая вращательное, осциллирующее, вертикальное и/или горизонтальное чистящее движение и им подобные. В целом под термином «чистящее движение» в контексте настоящего описания понимается любое требуемое или результирующее движение щетинок относительно головки щетки, которое может применяться для чистки зубов. Рукояточные узлы, о которых идет речь в настоящей заявке, также хорошо известны сведущим в данной области техники. Предлагаемые щеточные узлы могут использоваться в сочетании как с существующими рукояточными узлами, так и с рукояточными узлами новых типов, которые будут предложены в будущем.

На фиг.1-3 показан щеточный узел 10, который может быть насажен на рукояточный узел зубной щетки и соединен с приводным валом рукояточного узла (примеры рукояточных узлов описаны выше). Щеточный узел включает установочную трубку 12, протяженную вдоль оси 14. Ось 14 является продольной осью щеточного узла, и через нее может проходить продольное сечение приводного вала 38 (фиг.3). На первом конце 16 (фиг.1) установочная трубка 12 может включать профилированное кольцо 18, внутренний профиль которого сопрягается с внешним профилем рукояточного узла. За счет этого щеточный узел 10 может быть достаточно плотно насажен на рукояточный узел, в результате чего предотвращается вращение щеточного узла относительно рукояточного узла. В сопрягаемые поверхности щеточного узла и рукояточного узла могут быть включены структуры типа выступ/углубление или шпонка/паз, что дополнительно препятствует относительному вращению упомянутых узлов.

На втором конце 20 щеточный узел 10 включает головную часть 22 щетки. В некоторых воплощениях головная часть 22 щетки поддерживает первое множество контактных элементов 24, установленных на головную часть 22 щетки таким образом, что они закреплены, то есть неподвижны относительно головной части 22 щетки. При этом может использоваться любой подходящий способ крепления первого множества контактных элементов 24 к головной части 22 щетки. Так, например, в случае, если контактные элементы 24 содержат множество щетинок, могут использоваться такие способы крепления, как горячее заплавление пучков, приклеивание, крепление их скобами и прочие. В других воплощениях, то есть в случаях, когда контактные элементы 24 содержат множество эластомерных элементов, могут использоваться такие способы крепления, как приклеивание, защелкивание, сварка, формование и прочие.

В головной части 22 щетки установлена также опорная структура, или держатель 26, который является опорой для подвижных контактных элементов 28. Второе множество контактных элементов 28 может быть установлено на держатель 26 подвижных контактных элементов, как было описано выше в отношении первого множества контактных элементов 24. Держатель 26 подвижных контактных элементов может быть установлен внутри головной части 22 щетки с возможностью вращения вокруг продольной оси 14 под воздействием подходящего приводного движения со стороны рукояточного узла.

Первое множество контактных элементов 24 может иметь первую высоту, а второе множество контактных элементов 28 может иметь вторую высоту, отличную от первой высоты. Кроме того, концы первого и второго множеств контактных элементов 24 и 28 могут быть профилированными, скругленными или имеющими иную форму. Среди первого множества контактных элементов 24 и второго множества контактных элементов 28 различные контактные элементы, например пучки щетинок (в воплощениях, в которых контактными элементами являются пучки щетинок), расположенные в различных местах головной части 22 щетки, например от переднего краю к заднему и/или от центра к краям, могут иметь различную высоту и различный профиль концов.

Первое множество контактных элементов 24 может быть расположено рядами в направлении, поперечном по отношению к оси 14. Подобным образом, второе множество контактных элементов 28 также может быть расположено рядами в направлении, поперечном по отношению к оси 14. В некоторых воплощениях расположенные таким образом ряды первого множества контактных элементов 24 могут чередоваться с рядами второго множества контактных элементов 28. В некоторых воплощениях ряды первого множества контактных элементов 24 могут быть разделены рядом или множеством рядов второго множества контактных элементов 28, или наоборот, или ряды могут в сущности быть расположены любым образом.

Как показано на фиг.3, в некоторых воплощениях головная часть 22 щетки может включать первую опорную поверхность 30, которая включает углубление, вырез, паз или другое подходящее образование 32, выполненное в держателе 26 подвижных контактных элементов. Как видно из данного чертежа, в некоторых воплощениях углубление, вырез, паз или другое подходящее образование 32 может быть расположено между вторым множеством контактных элементов 28 и третьим множеством контактных элементов 46.

Приводной вал 38 может входить в зацепление с держателем 26 подвижных контактных элементов таким образом, что движение приводного вала 38 будет передаваться держателю 26 подвижных контактных элементов. Приводной вал может быть установлен на опоре внутри установочной трубки 12 в заднем конце 40 головной части 22 щетки. Приводной вал 38 может приводиться в зацепление с держателем 26 контактных элементов любым подходящим способом. Так, например, как показано на данном чертеже, приводной вал 38 может соединяться с держателем 26 подвижных контактных элементов посредством приводного пальца 36. В качестве других примеров можно привести, что приводной вал 38 может быть приведен в зацепление с держателем 26 подвижных контактных элементов адгезивным, химическим, механическим или электрическим способом, например посредством магнитного механизма сцепления, или любыми их сочетаниями. В некоторых воплощениях приводной палец 36 может быть вставлен в держатель 26 подвижных контактных элементов и/или приводной вал 38 через соответствующие отверстия в держателе 26 подвижных контактных элементов и/или приводном валу 38.

Как показано на фиг.4, держатель 26 подвижных контактных элементов (изображенный на фиг.1-3) может быть защелкнут на головную часть 22 щетки через проем 42. После этого проем 42 может быть закрыт защелкивающимся корпусным элементом (не показан).

В воплощении, изображенном на фиг.1-3, держатель 26 подвижных контактных элементов может включать удлиняющую часть 44, которая является опорой для третьего множества контактных элементов 46. Удлиняющая часть 44 может поддерживаться таким образом, что она будет иметь по меньшей мере одну степень свободы движения относительно головной части 22 щетки. Так, например, удлинитель 44 может быть установлен с возможностью вращения относительно головной части 22 щетки. В этом случае третье множество контактных элементов 46 может совершать чистящее движение относительно первого множества контактных элементов 24 и/или второго множества контактных элементов 28. Так, например, удлинитель 44 может быть соединен с держателем 26 подвижных контактных элементов таким образом, что третье множество контактных элементов 46 будет совершать движение, аналогичное движению второго множества контактных элементов 28.

В других воплощениях головная часть 22 щетки содержит удлиняющую часть 44 и третье множество контактных элементов 46 таким образом, что третье множество контактных элементов 46 является неподвижным относительно головной части 22 щетки.

Возвращаясь обратно к фиг.3, отметим, что сцепление между удлиняющей частью 44 и держателем 26 подвижных контактных элементов может быть непосредственным, в результате чего удлиняющая часть 44 будет двигаться вместе с держателем 26 подвижных контактных элементов. В других воплощениях удлиняющая часть может приводиться в сцепление с приводным валом через кулачковый механизм, систему тяг или иным подходящим способом, так, что удлиняющая часть 44 будет совершать чистящее движение, отдельное от чистящего движения держателя 26 подвижных контактных элементов и второго множества контактных элементов 28.

В воплощении, показанном на фиг.1-3, держатель 26 подвижных контактных элементов может осциллировать вокруг оси 14, заставляя тем самым второе множество контактных элементов 28 и/или третье множество контактных элементов 46 осциллировать взад-вперед по дуге окружности, обеспечивая чистящее действие, в сущности аналогичное движению вверх-вниз головки обычной ручной зубной щетки.

Угловая амплитуда, так же как и скорость движения держателя 26 подвижных контактных элементов, второго множества контактных элементов 28 и/или третьего множества контактных элементов 46 может влиять на эффективность чистки зубов щеточным узлом. В целом оптимальным считается угол осцилляции в диапазоне 40-60°. Так, например, в некоторых воплощениях держатель 26 подвижных контактных элементов может совершать движение в угловом диапазоне 44°, то есть ±22° относительно головной части 22 щетки. В другом воплощении угловой диапазон движения составляет 55°. Может использоваться и любой другой подходящий угол осциллирующего движения. Так, например, могут использоваться и иные угловые диапазоны движения, большие 55° или меньшие 44°.

В некоторых воплощениях держатель 26 подвижных контактных элементов может совершать движение в угловом диапазоне от примерно 10° до примерно 90°, или составляющем любое число градусов в указанном промежутке. Так, например, в различных воплощениях угловой диапазон движения держателя 26 подвижных контактных элементов может составлять больше чем примерно 10°, больше чем примерно 12°, больше чем примерно 15°, больше чем примерно 18°, больше чем примерно 20°, больше чем примерно 22.5°, больше чем примерно 25°, больше чем примерно 30°, больше чем примерно 35°, больше чем примерно 40°, больше чем примерно 45°, больше чем примерно 50°, больше чем примерно 55°, больше чем примерно 60°, больше чем примерно 65°, больше чем примерно 70°, больше чем примерно 75°, больше чем примерно 80°, больше чем примерно 85°, и/или меньше чем примерно 90°, меньше чем примерно 85°, меньше чем примерно 80°, меньше чем примерно 75°, меньше чем примерно 70°, меньше чем примерно 65°, меньше чем примерно 60°, меньше чем примерно 55°, меньше чем примерно 50°, меньше чем примерно 45°, меньше чем примерно 40°, меньше чем примерно 35°, меньше чем примерно 30°, меньше чем примерно 25°, меньше чем примерно 22.45°, меньше чем примерно 20°, меньше чем примерно 18°, меньше чем примерно 15°, меньше чем примерно 12°, или меньше чем примерно 10°.

Как было указано выше, скорость, с которой держатель 26 подвижных контактных элементов и второе множество контактных элементов 28 и/или третье множество контактных элементов 46 совершает свое движение по дугам окружности, может влиять на эффективность их чистящего действия. Так, например, движение с частотой 75 Гц может обеспечивать адекватную чистку при суммарном угловом диапазоне движения держателя 26 подвижных контактных элементов, составляющем примерно 44°. В целом можно ожидать, что для сохранения достаточной эффективности чистящего действия узла чем меньше диапазон углового движения держателя 26 подвижных контактных элементов, тем выше должна быть скорость его движения.

Держатель 26 подвижных контактных элементов может совершать движение в своем угловом диапазоне с частотой в диапазоне от примерно 30 Гц до примерно 130 Гц, то есть с частотой, принимающей любое значение в указанном диапазоне. В некоторых воплощениях держатель 26 подвижных контактных элементов может совершать движение в своем угловом диапазоне с частотой, большей чем примерно 30 Гц, большей чем примерно 40 Гц, большей чем примерно 50 Гц, большей чем примерно 60 Гц, большей чем примерно 70 Гц, большей чем примерно 80 Гц,, большей чем примерно 90 Гц, большей чем примерно 100 Гц, большей чем примерно Гц, большей чем примерно 120 Гц, и/или меньшей чем примерно 130 Гц, меньшей, чем примерно 120 Гц, меньшей чем примерно 110 Гц, меньшей чем примерно 100 Гц, меньшей чем примерно 90 Гц, меньшей чем примерно 80 Гц, меньшей чем примерно 70 Гц, меньшей чем примерно 60 Гц, меньшей чем примерно 50 Гц, или меньшей чем примерно 40 Гц.

За счет движения второго множества контактных элементов 28 и/или движения третьего множества контактных элементов 46, в сочетании с сообщаемым рукой движением всей головной части 22, обеспечивается улучшенное и эффективное чистящее движение электрической зубной щетки. Кроме того, данные виды движений именно дополняют друг друга и усиливают общий чистящий эффект зубной щетки, в то время как совершение пользователем двух типов движений вручную, как правило, происходит в ущерб обоим движениям и приводит к ослаблению чистящего эффекта. В случае, если, например, элемент питания в рукояточном узле разрядится и электрический привод перестанет действовать, щеточным узлом 10 можно пользоваться как обычной ручной зубной щеткой.

В некоторых воплощениях щеточный узел 10 может содержать приемо-передающее устройство, а рукояточный узел может содержать детектор или считывающее устройство, как описано в патентных публикациях США 2004/0255409 и 2003/0101526. Приемно-передающее устройство может передавать информацию о щеточном узле 10 на детектор или считывающее устройство. Детектор или считывающее устройство могут быть связаны с контроллером, который в соответствии с получаемыми от них сигналами регулирует скорость вращения двигателя и/или диапазон углового движения вала или двигателя. Базовая архитектура контроллера, считывающего устройства, детектора и/или приемо-передающего устройства в целом известна в данной области техники.

Скорость вращения двигателя, а также угол осциллирующего смещения вала могут регулироваться любым подходящим способом. Так, например, одним из способов изменения скорости вращения двигателя является повышение напряжения на нем. Как правило, повышение напряжения на двигателе приводит к повышению скорости его вращения, и наоборот, снижение напряжения приводит к снижению скорости его вращения. Механизмы изменения напряжения, подаваемого на двигатель, хорошо известны. Другим способом изменения скорости вращения, задаваемой двигателем, является использование системы трансмиссии.

Одно из воплощений системы трансмиссии представлено на фиг.11А и 11 В. Система 1500 трансмиссии может содержать систему 1501 привода. Система 1501 привода может содержать двигатель 1100, имеющий вал 1102. Вал 1102 может быть функционально связан с первым ведущим элементом 1126 и/или вторым ведущим элементом 1116. В первом положении («первая передача») зубья первого ведущего элемента 1126 находятся в зацеплении с зубьями множества планетарных зубчатых колес 1120, 1122 и 1124. Во втором положении («вторая передача») зубья второго приводного элемента 1116 находятся в зацеплении с зубьями множества планетарных зубчатых колес 1110, 1112 и 1114.

Как показано на данных чертежах, первый ведущий элемент 1126 и/или второй ведущий элемент 1116, а также соответствующие планетарные шестерни, могут быть расположены на носителе 1106 шестерен. Планетарные шестерни могут быть связаны с носителем 1106 с возможностью их вращения.

Кольцевая шестерня 1130 может содержать зубья, по форме сопрягающиеся с зубьями планетарных шестерен. То есть зубчатый венец кольцевой шестерни 1130 может входить в зацепление с зубьями планетарных шестерен. В некоторых воплощениях ведомый вал может быть функционально связан с кольцевой шестерней 1130. В таких воплощениях кольцевая шестерня может вращаться с различными скоростями в зависимости от числа зубьев шестерни ведущего элемента и соответствующих планетарных шестерен. Так, например, как показано на данных чертежах, первый приводной элемент 1126 может иметь меньший диаметр, чем второй приводной элемент 1116. Планетарные шестерни 1120, 1122 и 1124 имеют больший диаметр, чем диаметр первого приводного элемента 1126. На первой передаче, при одной и той же скорости ведущего вала 1102, кольцевая шестерня 1130 может иметь скорость вращения, меньшую, чем скорость вращения ведущего вала 1102. В противоположность этому на второй передаче при той же скорости вращения приводного вала 1102 кольцевая шестерня 1130 может иметь скорость вращения, большую, чем скорость вращения приводного вала 1102, если планетарные шестерни 1110, 1112 и 1114 имеют диаметр, меньший, чем диаметр второго приводного элемента 1116. Переключение между первым приводным элементом 1126 и вторым приводным элементом 1116 может осуществляться посредством системы сцепления или иным подходящим способом.

В некоторых воплощениях первый ведущий элемент 1126 и/или второй ведущий элемент могут быть функционально связаны с ведомым валом 1136. В таких воплощениях кольцевая шестерня 1130 может приводиться в движение приводным валом 1102, в то время как носитель 1196 остается неподвижным. В качестве альтернативы, носитель 1106 шестерен может приводиться во вращение валом 1102, в то время как кольцевая шестерня 1130 остается неподвижной.

Кроме того, как упоминалось выше, амплитуда углового движения также может регулироваться любым подходящим способом. Так, например, как показано на фиг.12A и 12B, система 1500 трансмиссии может дополнительно содержать систему 1502 вывода. Предвидятся воплощения, в которых устройства в соответствии с настоящим изобретением включают систему 1501 привода и/или систему вывода 1502.

Как показано на фиг.12A и 12B, система 1502 может содержать вал 1202, первую ведущую тягу 1240, первую ведомую тягу 1260, вторую ведущую тягу 1250, вторую ведомую тягу 1270 и ведомый вал 1236. Вал 1202 может быть функционально связан с двигателем таким образом, что он будет приводиться в движение от двигателя. Первая ведущая тяга 1240 и вторая ведущая тяга 1250 могут быть связаны с валом 1202 с возможностью вращения относительно вала 1202.

В некоторых воплощениях первая тяга 1240 может быть связана с первой ведомой тягой 1260 с возможностью их относительного вращения посредством пальца 1238. Подобным образом, вторая ведущая тяга 1250 также может быть связана со второй ведомой тягой 1270 с возможностью их относительного вращения посредством пальца.

Первая ведомая тяга 1260 содержит по меньшей мере один элемент 1262 зацепления, выполненный с возможностью вхождения в зацепление с первым принимающим элементом 1264. Как показано на данном чертеже, элемент 1262 зацепления может содержать зуб, а принимающий элемент 1264 может содержать углубление для приема зуба элемента 1262 зацепления. Принимающий элемент 1264 может быть закреплен на ведомом валу 1236 таким образом, что вращательное движение, сообщаемое принимающему элементу 1264, передается ведомому валу 1236.

Подобным образом вторая ведая тяга 1270 может содержать по меньшей мере один элемент 1272 зацепления, который может входить в зацепление со вторым принимающим элементом 1274. Упомянутые по меньшей мере один элемент 1272 зацепления второй ведомой тяги 1270 и второй принимающий элемент 1274 могут иметь конфигурацию, аналогичную описанной выше конфигурации элемента 1262 зацепления и принимающего элемента 1264. Второй принимающий элемент 1274 может быть закреплен на ведомом валу 1236 таким образом, что вращательное движение, сообщаемое второму принимающему элементу, передается ведомому валу 1236.

Первая ведущая тяга 1240 и первая ведомая тяга 1260 могут иметь различную длину, чтобы придать определенное угловое отклонение ведомому валу 1236. В некоторых воплощениях первая ведущая тяга 1240 и первая ведомая тяга 1260 могут иметь одинаковую длину. Вторая ведущая тяга 1250 и вторая ведомая тяга 1270 могут иметь аналогичную конфигурацию. Выбор пропорций длины тяг для обеспечения требуемого углового отклонения осуществляется с помощью методов, хорошо известных в данной области техники, например методом анализа системы из четырех тяг.

Как показано на фиг.12A, когда первый элемент 1262 находится в зацеплении с первым принимающим элементом 1264, ведомый вал 1236 может иметь первую амплитуду углового движения. Величина первой амплитуды углового движения может быть аналогичной величинам, описанным выше. При данной конфигурации второй элемент 1272 зацепления может быть выведен из зацепления с первым принимающим элементом 1274.

Как показано на фиг.12B, когда второй элемент 1272 зацепления находится в зацеплении со вторым принимающим элементом, ведомый вал 1236 может иметь вторую амплитуду углового отклонения. Величина второй амплитуды углового движения может быть аналогичной величинам, описанным выше. Величина первой амплитуды углового отклонения может быть отличной от величины второй амплитуды углового отклонения. Так, например, первая амплитуда углового отклонения может быть больше, чем вторая амплитуда углового отклонения. В иных воплощениях первая амплитуда углового отклонения может быть меньше, чем вторая амплитуда углового отклонения.

На фиг.5-6 показано еще одно воплощение щеточного узла 110. Элементы щеточного узла 110, аналогичные элементам щеточного узла 10, обозначены теми же номерами позиций, но увеличенными на 100. Щеточный узел 110 включает установочную трубку 112, протяженную вдоль оси 114. Своим первым концом (не показан) установочная трубка 112 может быть плотно насажена на рукояточный узел таким образом, что это будет препятствовать их относительному вращению, как обсуждалось выше в отношении установочной трубки 12.

На своем втором конце 120 щеточный узел 110 включает головную часть 122 щетки. Головная часть 122 щетки поддерживает первое множество контактных элементов 124, которые жестко закреплены на ней, то есть неподвижны относительно головной части 122 щетки. Для установки первого множества контактных элементов 124 на головную часть 122 щетки могут использоваться любые подходящие способы, в том числе те, что были описаны выше в отношении первого множества контактных элементов 24. Внутри головной части 122 щетки установлена опорная структура или держатель 126 подвижных контактных элементов, который поддерживает второе множество контактных элементов 128. Второе множество контактных элементов 128 может быть установлено на держатель 126 подвижных контактных элементов любым подходящим способом, включая способы, описанные выше в отношении второго множества контактных элементов 28. Держатель 126 подвижных контактных элементов может быть установлен внутри головной части 122 щетки с возможностью вращения вокруг оси 114 под действием привода, расположенного в рукояточном узле.

Первое множество контактных элементов 124 может иметь первую высоту, а второе множество контактных элементов 128 может иметь вторую высоту, отличную от первой высоты. Кроме того, концы первого и второго множеств контактных элементов 124 и 128 могут быть профилированными, скругленными или имеющими иную форму. Среди первого множества контактных элементов 124 и второго множества контактных элементов 128 различные контактные элементы, расположенные в различных местах головной части 122 щетки, например от переднего краю к заднему и/или от центра к краям, могут иметь различную высоту и различный профиль концов. Первое множество контактных элементов 124 может быть расположено рядами в направлении, поперечном по отношению к оси 114. Подобным образом, второе множество контактных элементов 128 также может быть расположено рядами в направлении, поперечном по отношению к оси 114.

Как показано на фиг.6, держатель 126 подвижных контактных элементов может включать множество отдельно движущихся частей 150, каждая из которых несет часть второго множества контактных элементов 128. Так, например, каждая часть 150 держателя контактных элементов может нести отдельный протяженный в поперечном направлении ряд второго множества контактных элементов 128. Приводной вал 138 может быть протяженным через головную часть 122 щетки и может поддерживаться с возможностью вращения в концевом элементе 154. Приводной вал 138 может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление с приводным элементом рукояточного узла, с которым соединяется и функционально взаимодействует щеточный узел 110. Каждая часть 150 держателя контактных элементов может быть связана с приводным валом 138 таким образом, что осцилляция приводного вала 138 будет вызывать осцилляцию соответствующей части 150 держателя контактных элементов. Каждая часть 150 держателя контактных элементов может вставляться с защелкиванием в головную часть 122 щетки через соответствующий проем 142 (показан на фиг.7) и входить в зацепление с приводным валом 138. Может быть предусмотрен специальный корпусной элемент (не показан), в котором выполнены проемы 142. В альтернативных воплощениях части 150 держателя контактных элементов могут вставляться с защелкиванием с передней стороны головной части 122 щетки.

Как было указано выше, каждая из частей 150 держателя контактных элементов может быть непосредственно связана с приводным валом 138 и совершать вместе с ним осциллирующее чистящее движение по дуге окружности. В качестве альтернативы, по меньшей мере некоторые из частей 150 держателя контактных элементов могут быть соединены с валом посредством тяги, кулачка или иной структуры и совершать чистящее движение, отдельное от вращател