Aparato para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio con un conjunto de resorte.

Aparato (26) para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio para una parte (20,

94) de una pieza de trabajo de un aparato (10, 80) eléctrico, que comprende:

un elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil, que puede accionarse en un movimiento alternativo de lado a lado;

un elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija separado del elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil, en el que el elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija se mantiene en posición de manera que no se mueve durante el funcionamiento del aparato;

un elemento (60, 62; 84, 86; 128, 130) de resorte que se extiende entre el elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija y el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil y conectado de forma fija en un lado al elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija y en el otro lado montado en el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil; y un elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento conectado al elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil y dispuesto de manera rotatoria con respecto al elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija, teniendo el árbol (28, 90, 129) de accionamiento una pieza de trabajo montada en el mismo;

en el que el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte está configurado y dispuesto de tal manera que es sustancialmente menos resistente a una acción de torsión que a una acción de flexión para producir una rotación del elemento de árbol de accionamiento en respuesta a una fuerza de accionamiento de lado a lado para producir la rotación de la pieza de trabajo a una frecuencia preseleccionada, caracterizado porque el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte comprende dos resortes de láminas o dos resortes de formas de alambre ortogonales.

Aparato para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio con un conjunto de resorte Esta invención se refiere a un aparato, generalmente a aparatos eléctricos pequeños, tales como, por ejemplo, cepillos de dientes, y más específicamente se refiere a un aparato para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio para una parte de una pieza de trabajo de un aparato eléctrico. La invención también se refiere a un aparato eléctrico que incluye una pieza de trabajo montada en un árbol de accionamiento.

Los aparatos eléctricos pequeños tienes varios movimientos de pieza de trabajo. En algunos casos, el movimiento de accionamiento es el mismo que el movimiento de pieza de trabajo; en otros casos, es deseable convertir un movimiento de accionamiento particular en un movimiento de pieza de trabajo diferente, tal como un movimiento de accionamiento de lado a lado en un movimiento rotatorio. El accionador magnético mostrado en la patente estadounidense nº 5.189.751 mueve un extremo de un brazo articulado alargado al cual está unido un elemento de cepillo de dientes, de una manera ligeramente arqueada, de lado a lado (adelante y atrás) . La pieza de trabajo vibra de una manera particular en consecuencia. Aunque el movimiento de la pieza de trabajo proporciona buenos resultados, podría ser deseable, por varios motivos, hacer rotar la pieza de trabajo a través de un arco seleccionado (movimiento rotatorio) , mientras se retiene la acción de accionamiento de lado a lado. Esto requeriría, sin embargo, un conjunto de conversión de movimiento, desde el de lado a lado al rotatorio.

Se conocen aparatos para convertir una acción de accionamiento de lado a lado, tal como se produce por el accionador electromagnético de la patente ‘751, en una acción rotatoria de una pieza de trabajo. Algunos dispositivos implican disposiciones de tipo de sistema articulado. Sin embargo, tales disposiciones de sistema articulado tienen frecuentemente una acción indeseable de desajuste, que puede provocar amortiguación, vibración y ruido. También se usan conjuntos de pivote en combinación con un elemento de resorte. Pueden usarse resortes de torsión, pero habitualmente se hacen a partir de resortes de tipo helicoidal, que normalmente no combinan la rigidez radial requerida con una constante elástica de torsión aceptablemente baja. La mayoría de estos dispositivos conocidos requieren varias estructuras de cojinete, que a menudo son complejas, ruidosas y no fiables. Los cojinetes también tienen sus propias condiciones de desajuste.

Otras patentes que enseñan dispositivos vibratorios incluyen los documentos US 2002/0092104 A1 y US-A-6 140

723. El documento US 2002/0092104 A1, que muestra el preámbulo de la reivindicación 1, se refiere a un cepillo de dientes eléctrico que tiene un conjunto de cabezal de cepillo desmontable que incluye un árbol accionado que se acciona por un árbol de accionamiento dispuesto dentro de un alojamiento. El árbol de accionamiento se alinea con la longitud de una barra de torsión que soporta una placa magnética. Un cojinete articula el extremo interno del árbol para el movimiento rotatorio oscilante e inhibe el movimiento de traslación.

El documento US-A-6 140 723 se refiere a un dispositivo de higiene oral, que comprende un árbol de salida que se soporta de manera elástica por un vástago de resonancia. El árbol de salida se ensambla a una carcasa para poder oscilar hacia izquierda y derecha.

Además, a menudo se usan elementos de resorte como parte de un conjunto de accionamiento en un sistema resonante, tal como el conjunto de resorte de la presente invención. Estos conjuntos de resorte habitualmente requieren o bien un ajuste de algún tipo o bien tolerancias de fabricación muy estrechas, de manera que la frecuencia resonante del conjunto de resorte sea aceptablemente estrecha para la frecuencia de funcionamiento o de accionamiento del dispositivo, para mantener la eficacia del sistema resonante.

Con respecto al conjunto de conversión de movimiento de la presente invención, es deseable que el conjunto de conversión sea eficaz, fiable y económico de fabricar.

Por consiguiente, un aspecto de la presente invención es un aparato para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio para una parte de una pieza de trabajo de un aparato eléctrico según la reivindicación 1.

Las figuras 1 y 1A son vistas de despiece ordenado del conjunto de conversión de movimiento de la presente invención mostrado en el contexto de un cepillo de dientes eléctrico.

La figura 2 es una vista en perspectiva de la parte de conjunto de conversión de movimiento de la figura 1.

La figura 3 es una vista en alzado que muestra la orientación angular del árbol de accionamiento y el brazo de cepillo respecto al eje longitudinal del cepillo de dientes.

La figura 4 muestra un sistema de conversión de movimiento modificado usado para un aparato eléctrico de afeitado.

La figura 5 muestra el resultado de un método de ajuste de frecuencia en el conjunto de conversión de movimiento de la figura 2.

Las figuras 6-8 muestran una realización alternativa a la invención de la figura 2.

Las figuras 1 y 1A muestran un cepillo 10 de dientes eléctrico que incluye una parte 12 de mango y una parte 14 de cabezal. La parte de mango incluye una fuente de energía, tal como una batería 16 recargable, y un conjunto de accionamiento, mostrado generalmente en 18. La parte 14 de cabezal incluye un elemento de pieza de trabajo, por ejemplo un cabezal 20 de cepillo, que comprende una pluralidad de cerdas dispuestas en un patrón seleccionado, un brazo 22 de cabezal de cepillo sobre el que se monta el cabezal 10 de cepillo, un conjunto de conversión de movimiento, mostrado generalmente en 26, y un conjunto 27 de montaje para el conjunto de conversión de movimiento.

El conjunto 26 de conversión de movimiento en la realización mostrada convierte una acción lineal en rotación de un árbol 28 de accionamiento que se extiende hacia y se une a un brazo 22 de cabezal de cepillo para la rotación del mismo y la rotación del cabezal 20 de cepillo. La parte 14 de cabezal también incluye un elemento 30 de tuerca, que conecta la parte 14 de cabezal a la parte 12 de mango y al cual se sujeta de manera fija el conjunto 27 de montaje.

En el aparato eléctrico mostrado, el conjunto 18 de accionamiento es un electroimán, que produce una fuerza de lado a lado y actúa conjuntamente en funcionamiento con dos imanes 32 permanentes montados en una pieza 40 de extremo móvil en el extremo posterior del conjunto 26 de conversión de movimiento para mover la pieza 40 de extremo de una manera en traslación, ligeramente arqueada de lado a lado. “De lado a lado” en el presente documento se refiere a un movimiento de lado a lado recto o una trayectoria de lado a lado que está ligeramente arqueada. El conjunto 26 de conversión de movimiento convierte la acción de accionamiento del conjunto de accionamiento por medio de una disposición de resorte de láminas en una acción de torsión o rotatoria del árbol 28 de accionamiento, que a su vez hace rotar el brazo 22 de cabezal de cepillo y el cabezal 20 de cepillo alrededor del eje longitudinal A-A del árbol 28 de accionamiento (figura 2) . En la realización mostrada, el ángulo (arco) de rotación incluido del cabezal de cepillo es de aproximadamente 11º , aunque este ángulo puede variarse y no es una parte esencial de la presente invención.

El conjunto 26 de conversión de movimiento se muestra en más detalle en la figura 2. Incluye una pieza 40 de extremo móvil, que en la realización mostrada está hecha de un material de plástico y tiene aproximadamente 0, 6 pulgadas de largo, aproximadamente 0, 6 pulgadas de ancho en su dimensión más ancha, y aproximadamente 0, 1 pulgadas de grosor. Extendiéndose desde la cara 44 posterior de la pieza 40 de extremo hay una pequeño tope 46 de montaje, ubicado en el centro. Montado sobre el tope 46 hay un conjunto de imán permanente, que en la realización mostrada comprende una placa 50 de montaje metálica (figura 1) y dos imanes 32-32 permanentes rectangulares separados. Los imanes 32-32 permanentes actúan conjuntamente con el electroimán 18 en el mango 12 de tal modo que la pieza 40 de extremo móvil se mueve de lado a lado en una trayectoria ligeramente arqueada. Esta acción se explica en más detalle en la patente ‘751, cuyo contenido se incorpora... [Seguir leyendo]

1. Aparato (26) para convertir movimiento de accionamiento de lado a lado en movimiento rotatorio para una parte (20, 94) de una pieza de trabajo de un aparato (10, 80) eléctrico, que comprende:

un elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil, que puede accionarse en un movimiento alternativo de lado a lado;

un elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija separado del elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil, en el que el elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija se mantiene en posición de manera que no se mueve durante el funcionamiento del aparato;

un elemento (60, 62; 84, 86; 128, 130) de resorte que se extiende entre el elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija y el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil y conectado de forma fija en un lado al elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija y en el otro lado montado en el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil; y un elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento conectado al elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil y dispuesto de manera rotatoria con respecto al elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija, teniendo el árbol (28, 90, 129) de accionamiento una pieza de trabajo montada en el mismo;

en el que el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte está configurado y dispuesto de tal manera que es sustancialmente menos resistente a una acción de torsión que a una acción de flexión para producir una rotación del elemento de árbol de accionamiento en respuesta a una fuerza de accionamiento de lado a lado para producir la rotación de la pieza de trabajo a una frecuencia preseleccionada, caracterizado porque el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte comprende dos resortes de láminas o dos resortes de formas de alambre ortogonales.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (60, 62, 84, 86) de resorte comprende dos resortes (60, 62; 84, 86) planos llanos separados.

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que el movimiento de lado a lado del elemento de montaje de base se lleva a cabo por una disposición (18, 82) de accionador magnético que incluye imanes (32, 122) permanentes posicionados sobre el elemento de montaje de base móvil y un accionador electromagnético separado de los imanes permanentes en una parte de base del aparato eléctrico.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que el aparato eléctrico es un cepillo (10) de dientes.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que el aparato eléctrico es una máquina (80) de afeitar.

6. Aparato según la reivindicación 2, en el que los dos resortes planos están separados por un ángulo seleccionado a lo largo de la longitud de los mismos.

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que el ángulo es de aproximadamente 90º ±40º .

8. Aparato según la reivindicación 6, en el que el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento está ubicado en una intersección de los planos respectivos de los dos resortes.

9. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento se extiende una distancia más allá del elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija y en el que la pieza de trabajo es un cabezal (20) de cepillo.

10. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte y el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento son ambos metálicos.

11. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento y el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de resorte se posicionan ambos alejándose un ángulo seleccionado del eje longitudinal del aparato eléctrico.

12. Aparato según la reivindicación 1, que incluye un elemento (72, 74, 76) de posicionamiento que evita que el elemento (64, 88, 138) de montaje de posición fija se mueva durante el funcionamiento del aparato eléctrico, y en el que el elemento de posicionamiento incluye partes (74, 76) de extensión que se acoplan con partes de recepción en una parte (12) de mango del aparato eléctrico, impidiendo que el conjunto de posicionamiento rote.

13. Aparato según la reivindicación 11, en el que el ángulo seleccionado se encuentra en el intervalo de 5-15º .

14. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento se extiende desde el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil en una dirección aproximadamente hacia el elemento (60, 62, 84, 86, 128, 130) de montaje de posición fija y en la dirección opuesta hacia la parte posterior del elemento de montaje de base, una distancia seleccionada, en el que la pieza de trabajo se extiende por sustancialmente la longitud del elemento de árbol de accionamiento.

15. Aparato (10, 80) eléctrico que incluye una pieza (20, 94) de trabajo montada en un árbol (28, 90, 129) de accionamiento, que comprende:

una parte (12) de mango que aloja un sistema (18, 82) de accionamiento para el aparato eléctrico; y un aparato (26) según la reivindicación 1.

16. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, en el que el elemento de resorte comprende dos resortes (60, 62; 84, 86) planos llanos separados.

17. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, en el que el movimiento de lado a lado del elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil se lleva a cabo por una disposición (18, 82) de accionador magnético que comprende imanes (32, 122) permanentes posicionados en el elemento (40, 81, 120) de montaje de base móvil y un accionador electromagnético separado de los imanes permanentes en una parte de mango del aparato eléctrico.

18. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, en el que el aparato eléctrico es un cepillo (10) de dientes.

19. Aparato eléctrico según la reivindicación 16, en el que los dos resortes planos están separados por un ángulo seleccionado a lo largo de la longitud de los mismos.

20. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, en el que el elemento (28, 90, 129) de árbol de accionamiento y el elemento de resorte están ambos posicionados alejándose un ángulo seleccionado del eje longitudinal del aparato eléctrico.

21. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, en el que el elemento de árbol de accionamiento se extiende desde el elemento (81) de montaje de base móvil en una dirección aproximadamente hacia el elemento (88) de montaje de posición fija y en la otra dirección hacia la parte posterior del elemento de montaje de base, una distancia seleccionada, en el que la pieza de trabajo se extiende por sustancialmente la longitud del elemento de árbol de accionamiento, y en el que el aparato eléctrico es una máquina (80) de afeitar.

22. Aparato eléctrico según la reivindicación 15, que incluye un elemento (72, 74, 76) de posicionamiento que evita que el elemento de montaje de posición fija se mueva durante el funcionamiento del aparato eléctrico, y en el que el elemento de posicionamiento incluye partes (74, 76) de extensión que se acoplan con partes de recepción en la parte de mango del aparato eléctrico, y que además incluye un elemento (30) de cubierta, en el que un extremo del elemento de cubierta está conectado de modo enroscable con el mango y el otro extremo se acopla con un extremo proximal de un alojamiento para el elemento de árbol de accionamiento y en el que el elemento de posicionamiento está montado en una superficie interior del elemento de cubierta.