CN103167938A - 包括产生渐增的刀片架复位扭矩的偏置构件的剃刀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提供更贴面的剃刮的剃刀。所述剃刀可包括偏置构件，当所述刀片架枢转时，所述偏置构件在剃刀刀片架上产生渐增的复位扭矩，该扭矩强迫刀片架与皮肤平直接触，因此改善滑动和剃刮贴面性。此外，所述剃刀可包括剃刀柄部构型，所述剃刀柄部构型在剃刮期间减少剃刀在使用者的手中滚动的倾向并且改善剃刀刀片架的可操纵性。

Description

包括产生渐增的刀片架复位扭矩的偏置构件的剃刀

技术领域

本发明涉及剃刀，并且尤其是涉及在剃刮期间给使用者提供改善的控制和贴面性的剃刀设计。尤其是，所述剃刀包括偏置构件，当刀片架枢转时，所述偏置构件产生渐增的刀片架复位扭矩，所述扭矩强迫刀片架与皮肤平直接触，因此改善滑动和剃刮贴面性。

背景技术

本发明涉及一种包括刀片架的湿剃剃刀，所述刀片架包括具有切刃的剃刮刀片，所述剃刮刀片借助于邻接的柄部横跨要被剃刮的皮肤表面而运动。常规的安全剃刀具有连接到柄部以用于围绕基本上平行于刀片或刀刃的枢转轴线进行枢转运动的刀片单元。例如，美国专利7,197,825和5,787,586公开了此类剃刀，所述剃刀具有能够围绕基本上平行于一个或多个刀片的枢转轴线进行枢转运动的刀片单元。围绕单一轴线的枢转运动提供了某种程度的与皮肤相符合，从而允许刀片单元在剃刮期间遵循使用者的皮肤轮廓。此类安全剃刀已经成功上市许多年。然而，由于刀片单元围绕单一轴线枢转的能力加上控制和操纵剃刀柄部所需的灵巧性有限，因此在剃刮期间刀片单元可能无法保持平直并且常常与皮肤脱离。这些缺陷的组合可影响剃刮期间的滑动和总体舒适性。

对于将刀片架安装在柄部上已有各种建议以实现在剃刮期间使刀片架运动以便在剃刮期间保持皮肤接触零件与皮肤表面相符合。例如，当前销售的许多剃刀具有可围绕平行于安装在刀片架中的细长刀片的切刃延伸的纵向轴线枢转的刀片架。对于给剃刮消费者提供更贴面更有效的剃刮存在着越来越多的需求。申请人已经试图在其可商购获得的剃刀中提供这些，所述剃刀在其随动系统中装入弹簧以实现刀片架与皮肤夹角减小，已经发现其导致更好的剃刮。类似地，其他人已经试图操纵他们的商业剃刀的偏置机构。例如，美国专利公布2005/0241162A1公开了一种用于湿剃剃刀的偏置组件，其中所述组件包括：1)由刀片架限定并且位于所述刀片架的下侧上的基台表面，和2)从柄部向外延伸并且具有端部的偏置构件，在刀片架耦合到柄部时，所述偏置构件滑动接合在中性和完全旋转位置中间。偏置构件对邻接表面施加可变扭矩。然而，该参考文献主要集中于低弹簧力以防止刀片架抬离皮肤而不是集中于剃刮行程期间偏置构件对刀片架相对于皮肤保持平直和对应的剃刮贴面性具有的影响。

此外，市场上现有的剃刀通常包括‘L’形变型的柄部构型，其中柄部14的纵向轴线30从剃刀刀片架12偏移，使得它如图1所示在刀片架12后面与切割平面122相交。该构型具有推动剃刀刀片架12通过剃刮行程的效果，这可使它难以操纵并且可能需要稳定的手来操纵剃刀刀片架12。此外，剃刀具有滚轴36(下文中可互换地称为滚轴36和柄部滚轴36)，所述轴线在柄部14的自由端和力达到平衡的刀片架上的点之间延伸。滚轴36是当在使用者的手中时剃刀在图1所示的方向上围绕其旋转的线。对于所示的L形构型，该排列具有缺点。因为柄部纵向轴线30在滚轴36上方延伸，在剃刮期间引入了不稳定性，类似于头重脚轻的情形，在抓握剃刀时使用者必须对此进行补偿。因此，在剃刮期间使用者需要额外用力来保持剃刀的稳定。

为了追求改善的剃刮产品，需要在整个剃刮行程中可保持剃刀刀片架的刀片单元平直贴靠皮肤的剃刀。尤其是需要具有在整个剃刮行程中在刀片架上产生强迫刀片架与皮肤接触的渐增的复位扭矩的偏置构件。此外，还需要在剃刮时给使用者提供改善的控制的柄部几何形状。

发明内容

在一个方面，一般来讲，本发明的特征在于剃刀包括偏置构件，当刀片架枢转时，所述偏置构件产生渐增的刀片架复位扭矩，所述扭矩强迫刀片架与皮肤平直接触，因此改善滑动和剃刮贴面性。剃刀包括刀片架。刀片架包括刀片架外壳，所述刀片架外壳具有前边缘部分、后边缘部分和从所述前边缘部分延伸到所述后边缘部分的两个相对的侧边缘部分。一个或多个剃刮刀片被设置在前边缘部分和后边缘部分之间。刀片架包括连接构件和为刀片架提供旋转轴线的刀片架枢转轴线。剃刀包括柄部，所述柄部包括连接到刀片架的连接构件的连接结构。柄部连接结构包括偏置构件，当在使用期间刀片架围绕枢转轴线旋转时，所述偏置构件接触在刀片架上并在刀片架上施加渐增的复位扭矩。渐增的复位扭矩从刀片架处于中性位置时的0Nmm的最小扭矩增大到刀片架处于完全旋转位置时的约14Nmm的峰值扭矩。渐增的复位扭矩的梯度小于0.3Nmm/°。

在一个实施例中，所述旋转轴线提供了在约0°至约40°范围内的刀片架枢转角度。渐增的复位扭矩从0°刀片架旋转处的0Nmm的最小扭矩以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约14Nmm的峰值扭矩。作为另外一种选择，渐增的复位扭矩从0°至6°的刀片架旋转以小于1.0Nmm/°的梯度以及从6°至40°的刀片架旋转以小于0.25Nmm/°的梯度增大到约10Nmm的峰值扭矩。

附图说明

虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过下面的描述并结合附图可以更好地理解本发明。

图1是现有技术剃刀柄部构型的侧视图。

图2A是剃刀的底视图。

图2B是剃刀的透视图。

图3是显示偏置构件并且限定刀片架与皮肤夹角Φ的剃刀的侧视图。

图4是显示由偏置构件产生的渐增的复位扭矩的曲线图的图。

图5A是处于静止位置的图2B中的剃刀刀片架的侧视图。

图5B是处于完全旋转位置的图2B的刀片架的截面图。

图6A是构成图2B中的剃刀柄部的连接结构的组件的细部图。

图6B是图6A所示的释放按钮的侧视图。

图7是包括片簧偏置构件的柄部连接结构的槽的透视图。

图8是图2B的剃刀刀片架的截面图。

图9是图2B的压靠皮肤的剃刀刀片架的截面图。

图10是显示负荷点、柄部滚轴和柄部的纵向轴线的现有技术剃刀的侧视图。

图10a示出了施加到图10中的柄部构型的负荷的效果。

图11是剃刀柄部构型的侧视图，其显示柄部滚轴接近柄部负荷点，并且柄部纵向轴线的投影在剃刀刀片架前面与切割平面相交。

图11a示出了施加到图11的柄部的负荷的效果。

图12是剃刀柄部构型的侧视图，其显示柄部滚轴接近柄部负荷点，并且柄部的纵向轴线的投影在剃刀刀片架前面与切割平面相交。

图13是剃刀柄部构型的侧视图，其显示柄部滚轴接近柄部负荷点，并且柄部的纵向轴线的投影在剃刀刀片架前面与切割平面相交。

图13a示出了施加到图12的柄部的负荷的效果。

图14是受力图，其示出由不平衡阻力F_d和向侧面旋转的阻力F_sd引起的力矩。

图15按所测量的总负荷的百分比示出了负荷不平衡的分布。

具体实施方式

将参考示出某些实施例的以下附图描述根据本发明的剃刀。本领域的技术人员将显而易见，这些实施例并不代表本发明的整个范围，本发明可以随附权利要求可包括的变型和等同物的形式广泛应用。此外，作为一个实施例的一部分所描述或示出的特征可用于另一个实施例以得到另一个实施例。旨在将所述权利要求的范围延伸至所有此类变型和等同物。

本发明提供了一种湿剃剃刀，所述湿剃剃刀改善了剃刀的稳定性和对应的使用者控制并且对于覆盖有毛发的皮肤提供了改善的更贴面的剃刮。根据本发明所述的湿剃剃刀包括产生渐增的复位扭矩(可互换地称为“渐增的复位扭矩”和“渐增的扭矩”)的偏置构件，在剃刮期间，所述扭矩强迫刀片架与皮肤平直接触，从而减小刀片架与皮肤之间的夹角，这改善了滑动和剃刮贴面性。此外，湿剃剃刀包括剃刀柄部构型，所述剃刀柄部构型降低了剃刀在使用者的手中滚动或旋转的倾向并且改善了剃刀在剃刮期间的可操纵性。下面进一步描述了剃刀的这些和其它特征。

参见图2A和图2B，剃刀10包括一次性刀片架12和柄部14。刀片架12包括连接构件18，所述连接构件将刀片单元16可拆卸地连接到柄部14上的柄部连接结构11。刀片单元16可枢转地连接到连接构件18。刀片单元16包括塑料外壳20、在外壳20的前边缘部分40处的主防护件22和在外壳20的后边缘部分38处的顶盖24。防护件22可具有沿着一段外壳20纵向延伸的彼此间隔开的多个翅片34。顶盖24可具有润滑条26。两个相对的侧边缘部分42在前边缘部分38和后边缘部分40之间延伸。一个或多个细长的剃刮刀片28被定位在防护件22和顶盖24之间。尽管显示了五个剃刮刀片28，但应当理解，可将更多或更少的剃刮刀片28安装在外壳20内。刀片28被显示成用夹具32固定在外壳20内。然而，也可使用本领域技术人员已知的其它组装方法。剃刀10的这些和其它特征描述于美国专利7,168,173中。

在如同图2A和图2B所示的剃刀系统一样的前枢转剃刀系统中，高峰值扭矩将强迫刀片架进一步深入皮肤中，这对于增强接触是可取的。然而，当在现有的剃刀系统中已经获得高峰值扭矩时，这导致高的初始扭矩或陡峭的初始梯度。消费者测试显示，高初始扭矩是不可取的并且导致超过任何其它利益的控制有益效果上的降低。本发明通过小心控制组件公差来递送渐增的复位扭矩，使得它按开始低且结束高的小梯度来解决这个问题。复位扭矩是当刀片架枢转时由偏置构件施加在刀片架上的力所引起的强迫它返回到其中性位置的扭矩。当刀片架枢转时渐增的复位扭矩强迫刀片架与皮肤平直接触，因此改善滑动和剃刮贴面性。

本发明的湿剃剃刀能够通过用渐增的复位扭矩强迫剃刀刀片架12的刀片单元16与皮肤更均匀接触来给覆盖有毛发的皮肤提供改善的更贴面的剃刮，以便在整个剃刮行程中最小化刀片架与皮肤夹角。如图3所示，刀片架与皮肤夹角Φ被定义为在剃刮方向上刀片架长轴和皮肤132切线46之间的夹角，所述刀片架长轴是与刀片架的切割平面122相切的轴线(也称作刀片切线)。已发现，最小化刀片架与皮肤夹角Φ可改善滑动和剃刮贴面性，使它成为剃刀性能的重要量度。要做到这一点，本发明的剃刀10可包括当它围绕刀片架枢转轴线70枢转时能够在剃刀刀片架12上引起渐增的复位扭矩的偏置构件44。渐增的复位扭矩曲线的例子被示于图4中。下面表I中提供了复位扭矩曲线的数据。刀片架枢转角度是刀片架从如图5A所示的中性或静止位置枢转到如图5B所述的枢转位置的角度θ。

如图4所示，对于三个实施例提供了渐增的复位扭矩曲线的曲线图，分别表现出8Nmm、10Nmm和14Nmm的峰值扭矩。对于每条曲线，处于中性位置的偏置构件44所表现出的最小扭矩为0Nmm，这表明当没有力施加在刀片架12上时，偏置构件44既不受到压缩下也不受到拉伸，其处于松弛状态。曲线中的每一条的斜率所代表的梯度对于开始的6°枢转旋转小于1.0Nmm/°，并且从6°至40°的枢转转角小于0.3Nmm/°。优选地，刀片架12表现出渐增的复位扭矩，所述复位扭矩在约0°刀片架旋转处的0Nmm的初始扭矩和约40°刀片架旋转处的8Nmm的峰值扭矩的范围内，具有0.25Nmm/°的梯度。

参见图2B，刀片单元16被包括弹簧偏置的柱塞134的偏置构件44朝向垂直的静止位置偏置。柱塞134的倒圆远端在凸轮表面216上在与枢转轴线70间隔开的位置处接触刀片架外壳以向外壳20赋予偏置力。定位柱塞/外壳接触点与枢转轴线70间隔开提供了杠杆作用，使得在去除负荷时弹簧偏置的柱塞134可将刀片单元16返回到其垂直的静止位置。该杠杆作用也使得刀片单元16能够响应使用者所施加的变化负荷而在其垂直中性位置和满负荷位置之间自由地枢转。

现在参见图5A和5B，当刀片单元16相对于柄部旋转时，柱塞134和凸轮表面216之间的接触点改变。当刀片单元16处于弹簧偏置的静止位置时，水平距离d₁和直接距离l₁在点X处各自处于最小值，其中d₁沿着垂直于枢转轴线70且平行于切割平面122的水平线测量。当刀片单元16处于完全旋转位置时，水平距离d₂(也沿着垂直于枢转轴线70且平行于切割平面122的水平线测量)和直接距离l₂在接触点Y处各自处于最大值。在所示的实施例中，d₁为约0.9mm，l₁为约3mm，d₂为约3.5mm，并且l₂为约5mm。作为另外一种选择，d₁可介于约0.8和1.0mm之间，l₁可介于约2.5和3.5mm之间，d₂可介于约3和4mm之间，并且l₂可介于约4.5和5.5mm之间。

当刀片单元16从其静止位置旋转时，由于柱塞134所施加的力，围绕枢转轴线的扭矩至少部分地由于接触点y和枢转轴线70之间的水平距离增大以及活塞134旋转到与凸轮表面216更加垂直的取向而增大。在一些实施例中，弹簧偏置的柱塞所施加的最小扭矩例如在静止位置中为至少约1.5N-mm，例如约2N-mm。然而，优选地如下所述，弹簧偏置的柱塞134所施加的最小扭矩在静止位置中为0Nmm。

柱塞134用压缩弹簧偏置。参见图5A和图5B，柱塞134包括形成在柱塞主体内的能够容纳弹簧的腔体139。现在参见图6A和图6B，要想组装柄部14的连接结构11，可将槽167插入柄部前部60中，使得锁臂171和173在柄部14的前部60处锁压表面306。弹簧205被置于从释放按钮196延伸的圆柱形伸出部202之上(图6B)。弹簧205也被插入柱塞134的腔体139中。将柱塞-弹簧-按钮组件插入槽167的后部中，使得柱塞134被槽181容纳，并且推杆臂192和194被槽167中的狭槽容纳。释放按钮196的锁臂204和206被设定在柄部14的轨道209中。

对于图6A和6B所示的实施例，连接结构11包括释放按钮196，所述释放按钮给柄部14、弹簧205提供机械基础，其被放置在释放按钮196和柱塞134的圆柱形伸出部202指上。柱塞134延伸到刀片架凸轮表面216。柱塞的基座受槽167中的狭槽181的约束。弹簧205位于柱塞134的腔体139中。剃刀10的这些和其它特征描述于美国专利申请公布2007/0193042A1中。

就待松弛的压缩弹簧205而言，前述组件的尺寸必须严格控制以确保在刀片架静止时弹簧不被压缩或拉伸。就本发明而言，如果槽167、释放按钮196和凸轮表面216是不变的，则柱塞134里面的腔体139和柱塞134的总体尺寸对获得松弛的弹簧来说很重要。压缩弹簧可表现出约0.85N/mm至约1.13N/mm的弹簧刚度，其一个具体实施例具有约1.02N/mm的弹簧刚度。在某些实施例中，当弹簧205处于无应力下(即，无拉伸或压缩)时，弹簧的整个长度将被容纳在腔体139内。腔体139的直径和长度与弹簧205的直径和自由长度成比例以形成近零负荷。在某个实施例中，腔体长度可为约6.8mm。

在一个替代实施例中，偏置构件可包括如美国专利6,223,442B1所述的片簧50。对于该实施例而言，图2b所示的柱塞134可用片簧50来代替。图7示出了将柄部14可拆卸地连接到剃刀刀片架12上的连接构件18的柄部连接结构11的槽167。柄部连接结构11包括片簧50。片簧50包括第二端部54和附接到槽167的第一端部52。第二端部54是与图2B所示的剃刀刀片架12上的凸轮表面216配合的包括自由端的远端。片簧50向剃刀刀片架12的偏斜外壳20提供弹簧力。片簧可以松弛状态进行组装，以便当刀片架枢转角度为0°时施加在刀片架上的初始扭矩在中性位置为0Nmm，并且可包括通过围绕枢转轴线旋转0°至40°范围内的刀片架枢转角度使片簧50能够引起从0Nmm变化到约14Nmm的渐增的复位扭矩的弹簧刚度。

可提供其它机构，所述其它机构为剃刀刀片架12提供偏置构件44。此类机构包括如美国专利7,137,205和6,115,924中所述的四连杆机构。其它偏置构件44可包括扭转弹簧、膜片弹簧和活动铰链。

现在参见图8，连接构件和外壳20被连接，使得枢转轴线70位于切割平面122下方(例如，处于外壳20内部的位置处)和刀片28的前面。作为另外一种选择，枢转轴线70可与多个刀片28中的第一刀片的切刃对齐。将枢转轴线70定位在刀片28的前面有时称为“前枢转”排列。

枢转轴线70沿着刀片单元16的宽度W的定位确定刀片架将如何围绕枢转轴线70枢转以及在剃刮期间使用者所施加的压力将如何被传递到使用者的皮肤并且被分布在剃刀刀片架的表面区域之上。例如，如果枢转轴线70被定位在刀片后面并且相对靠近外壳的后边缘38，使得枢转轴线与外壳20的宽度中心明显间隔开，则当使用者通过柄部向皮肤施加压力时，刀片单元可趋于表现出“回摆”。“回摆”是指当使用者施加更大的压力时所述刀片单元16的较宽的刀片载体部分从皮肤上摆离的趋势。以这种方式定位枢轴点70通常导致安全的剃刮，但是可能趋于使得使用者通过改变所施加的压力来调节剃刮贴面性变得更加困难。

在刀片单元16中，枢转轴线70与刀片单元16的前边缘40之间的距离足够长以使刀片架围绕枢转轴线平衡。通过以这种方式使刀片架平衡，可最大程度地减少回摆，同时仍提供前枢轴排列的安全有益效果。安全性被保持因为使用者施加的附加压力将被相对均匀地分布在刀片和弹性体构件之间而不是被主要传递到刀片，如中心枢转排列的情形一样(刀片单元具有位于刀片之间的枢转轴线)。优选地，从刀片单元前面至枢转轴线的距离(W_f)充分接近从刀片单元后部至枢转轴线的距离(W_r)，使得在使用期间通过刀片单元16施加到皮肤上的压力相对均匀地分布。剃刮期间的压力分布可通过计算机建模来预测。

参见图8，投影距离W_f相对接近于投影距离W_r。优选地，W_f在W_r的45％之内，例如在35％之内。在一些情况下，W_r基本上等于W_f。优选地，W_f为至少约3.5mm，更优选介于5.5和6.5mm之间，例如约6mm。W_r通常小于约11mm(例如，介于约11mm和9.5mm之间，例如约10mm)。

刀片架平衡的量度是刀片单元16的后边缘38和枢转轴线70之间的投影距离W_r与刀片单元16的前边缘40和后边缘38之间的投影距离W的比率，每个投影距离沿着平行于外壳轴线的线进行测量，所述外壳轴线垂直于枢转轴线70。该比率也可表示为百分比，称为“前部重量百分比”。

现在参见图9，刀片单元16被显示压向皮肤132。刀片单元16通过垂直于枢转轴线70施加法向力F而受力(即，由使用者通过柄部14施加并且忽略其它力，例如由偏置构件44施加的力)。优选地，沿着W_f承载的重量百分比(或前部重量百分比)为由刀片单元16承载的总重量的至多约70％(例如，介于约50％和约70％之间，例如约63％)。

通过平衡刀片单元16，由前部135在W_f之上和后部137在W_r之上承载的重量在使用期间被更均匀地分布，其与剃刮期间施加到剃刮表面的压力分布更均匀相对应。同样，使用期间更多的重量被转移到刀片28所在的刀片架12的后部137，从而抑制了后部137的回摆，这样可提供更贴面的剃刮。

刀片单元16上的压力分布产生可被描述为合力的分布力。所述合力与通常将前部W_f和后部W_r分开的剃刀刀片架12上的平衡点48一致。平衡点48与切割平面相交并且优选地与刀片架枢转轴线70对齐，为剃刀刀片架12提供围绕枢转轴线70的平衡的旋转轴线。

除了偏置构件提供渐增的复位扭矩以便在整个剃刮行程中最小化刀片与皮肤夹角之外，本发明的剃刀还可包括在剃刮期间改善剃刀刀片架的稳定性和对应的使用者控制的柄部构型。稳定性涉及剃刀的平衡，其可根据施加到剃刀构型的静态负荷进行描述。控制涉及操纵或引导剃刀刀片架的能力，其可根据动态载荷进行描述。

稳定性可被分成三种情况：无条件地不稳定的、有条件地稳定的和无条件地稳定的。在剃刮环境中，在剃刮行程期间，剃刀可被描述为无条件地不稳定的，其中剃刀柄部构型具有自然不平衡性，产生头重脚轻的情形，当被简单地支撑在柄部的自由端和刀片架上的平衡点之间时，导致柄部趋于围绕柄部滚轴旋转或滚动。因此，无条件地不稳定的剃刀柄部构型要求在使用期间更加用力来保持控制以克服不平衡。有条件地稳定的剃刀可包括平衡的剃刀柄部构型，使得当被简单地支撑在柄部的自由端和刀片架上的平衡点之间时，剃刀趋于不旋转或滚动。无条件地稳定的剃刀可包括具有自然不平衡性的剃刀柄部构型，从而形成类似于钟摆的底部较重的情形。就该构型而言，当被简单支撑在柄部的自由端和刀片架上的平衡点之间时，剃刀不具有旋转或滚动的倾向，当简单支撑的剃刀从其平衡位置被移位时，受由使用者的食指施加的恢复力影响的底部较重的不平衡性很容易地使剃刀返回到其平衡位置。

图10示出了无条件地不稳定的现有技术柄部构型。参见图10，柄部14包括具有可释放地安装到连接构件18的柄部安装结构11的前部60、包括自由端的与所述前部相对的后部62和设置在所述前部60和所述后部62之间的细长中部64。前部60包括在端部处的轻微弯曲，所述端部在与刀片28相同的侧面上为凹形。细长中部64包括上表面66和下表面68以及设置在所述上表面和所述下表面之间的纵向轴线30。纵向轴线的投影与切割平面122相交。对于图10中的剃刀而言，交点72在刀片架的后边缘部分38的后面。剃刀刀片架12包括枢转轴线70和平衡点48。刀片架也包括与前边缘部分40和后边缘部分38相切的切割平面122和朝向前边缘部分40的切割方向74。平衡点48与切割平面122相交。剃刀包括在柄部14后部62的自由端和剃刀刀片架12上的平衡点48之间延伸的滚轴36(下文中可互换地称为滚轴36和柄部滚轴36)。

在剃刮期间，不同的使用者具有不同的抓持柄部的方式。例如，很多人在使用期间施加简单支撑的握姿，使得剃刀包括施加负荷的三个简单支撑的接触点。如图10所示，第一接触点76在自由端处，所述自由端被支撑在手掌和与食指相邻的手指之间。第二接触点78在剃刀刀片架的平衡点处，在此处刀片架被压靠待剃刮的使用者皮肤。第三接触点为在上表面66上接近柄部的前部60的柄部负荷点80。柄部负荷点80是由使用者的食指或者由食指和与其相邻的手指施加力的位置。在使用期间，施加到柄部负荷点80的力的方向与施加到第一接触点76和第二接触点78的力的方向相反。就简单支撑的握姿而言，剃刀刀片架12主要被由食指在柄部负荷点80处施加的力操纵；在剃刮期间所述力也抵消由作用在剃刀刀片架12上的力引起的围绕柄部滚轴36的力矩。

如图10所示，因为柄部14的纵向轴线30在柄部滚轴36上方延伸，因此柄部负荷点80在柄部滚轴36上方的测量距离处存在。对于图10所示的实施例，测量距离可为10mm或更高。就简单支撑的握姿而言，所述构型提供由类似图10a所示的头重脚轻情形。因此，图10中的柄部构型具有自然不平衡性，其形成围绕柄部滚轴36滚动或旋转的倾向。此外，不垂直于负荷点和滚轴的施加到柄部负荷点的力形成偏心负荷，产生引起滚动的力矩，使柄部旋转(spin)或旋转(rotate)到图10所示的阴影取向82。因此，构型呈现出无条件地不稳定的构型，因为由于不平衡和偏心负荷而引起的不稳定性在使用期间必须得到补偿。

图11示出了根据本发明的有条件地稳定的柄部构型。参见图11，剃刀110包括柄部114，所述柄部包括具有可释放地安装到剃刀刀片架112的柄部安装结构111的前部160、具有自由端的与所述前部160相对的后部162、和设置在所述前部160和所述后部162之间的细长中部164。细长中部164包括上表面166和下表面168以及设置在所述上表面和所述下表面之间的纵向轴线130。剃刀刀片架112包括枢转轴线170和平衡点148。刀片架112也包括与前边缘部分140和后边缘部分138相切的切割平面122和朝向前边缘部分140的切割方向74。平衡点148与切割平面122相交。纵向轴线130的投影与切割平面122在交点172处相交。就图11中的剃刀构型而言，交点172在平衡点148的前面，在刀片架112的前边缘部分140上或附近。优选地，交点172领先刀片架112上的平衡点148不到10mm。剃刀也包括在柄部114的后部162的自由端和剃刀刀片架112上的平衡点148之间延伸的柄部滚轴136。就该实施例而言，纵向轴线130可平行于柄部滚轴136。作为另外一种选择，纵向轴线130可与柄部滚轴136重合，使得纵向轴线130的投影的交点172在平衡点148处。

就图11中的构型而言，柄部负荷点180位于柄部114接近前部160的细长中部164上。类似于图10所示的剃刀构型，柄部滚轴136在柄部114的后部162的自由端和剃刀刀片架112上的平衡点148之间延伸。然而，如图11和图11a所示，就该实施例而言，柄部滚轴136几乎与柄部负荷点180相交。例如，柄部滚轴136与柄部负荷点180相交或者处于柄部负荷点偏下方，使得柄部负荷点180和柄部滚轴136之间的距离小于10mm。优选地，柄部负荷点180和柄部滚轴136之间的距离小于8mm。更优选地，柄部负荷点180和柄部滚轴136之间的距离小于5mm。因此，就简单支撑的握姿而言，所述柄部构型几乎是平衡的并且不会趋于围绕柄部滚轴136滚动或旋转。此外，因为负荷点180和柄部滚轴136之间的距离是最小的，因此在负荷点180处相对于柄部滚轴136产生了最小的偏心负荷，从而产生引起滚动的力矩。因此，所述构型呈现一种有条件地稳定的构型，因为在使用期间使用者不必补偿由不平衡或偏心负荷引起的不稳定性。

就图11中的实施例而言，柄部114的前部160从纵向轴线130偏移，使得纵向轴线130的投影与切割平面122的交点172在切割方向上处于平衡点148的前面，处于形成具有上部192和下部194以及它们之间的中部198的Z形部分的剃刀刀片架112的前边缘部分140上或附近。上部192形成柄部安装结构111并且下部194连接细长中部164。

设想了提供从柄部的纵向轴线130偏移的柄部的前部160的其它构型。例如，在图12所示的一个替代实施例中，柄部214的前部260可从纵向轴线230偏移，形成‘L’形。就该实施例而言，柄部214的细长中部264的纵向轴线230与从后部262的自由端和平衡点248延伸的滚轴236几乎重合。与图1所示的现有技术的L形构型不同，就图12所示的L形构型而言，前部260是偏移的，使得纵向轴线230的投影在交点272处与切割平面122相交，所述交点272处于刀片架112的平衡点248的前面。

在另一个实施例中，柄部的前部可从纵向轴线偏移，从而形成具有凸形上表面和凹形下表面的弓形形状。就该实施例而言，弓形的前部可对于柄部的细长中部是偏移的，使得纵向轴线的投影在刀片架上的平衡点的前面与切割平面相交。

图13示出了根据本发明的无条件地稳定的柄部构型。参见图13，柄部314的前部360从细长中部364偏移，使得柄部负荷点380处于柄部滚轴336下方。如图所示，剃刀310包括柄部314，所述柄部包括具有柄部安装结构311的前部360、具有自由端的与所述前部360相对的后部362、和设置在所述前部360和所述后部362之间的细长中部364。细长中部包括上表面366、下表面368、和设置在所述上表面和所述下表面之间的纵向轴线330。纵向轴线360的投影与切割平面122相交。剃刀310包括在切割平面122上的平衡点348，其与刀片架枢转轴线370对齐，提供平衡的旋转轴线。类似于图11和12中的柄部构型，对于图13中的剃刀，交点372处于平衡点348的前面；然而，对于该构型，交点372领先刀片架312的前边缘部分340。优选地，交点372领先平衡点348不到10mm。

柄部负荷点380位于柄部314的接近前部360的细长中部364上。剃刀310包括在柄部314后部362的自由端和刀片架312上的平衡点348之间延伸的柄部滚轴336。如图13所示，柄部负荷点380处于柄部滚轴336下方。就简单支撑的握资而言，所述构型由类似图13a所示的钟摆示出。其中所述钟摆和对应的重心处于枢转轴线336下方。当钟摆从其静止的平衡位置被移位时，它经受由于重力而产生的恢复力，将使它朝向平衡位置加速返回。类似于钟摆，当将偏心负荷施加到图13中的负荷点380时，柄部314从其平衡位置被移动并且由使用者的食指施加到负荷点380的恢复力将柄部返回到其平衡位置。因此，因为由偏心负荷引起的不稳定性可被食指恢复力抵消，所述设计提供无条件地稳定的构型。

除了前面所述的简单支撑的握姿之外，使用者也知道在柄部负荷点80处以三指握姿来握持剃刀柄部14，类似于作家抓握铅笔的方式施加力矩。例如，以三指握姿使用者可用定位在负荷点80上的食指以及沿着细长中部64的侧面接近负荷点80定位的拇指指腹和中指侧面围绕柄部负荷点80抓握细长中部64，以便由食指、拇指指腹和中指的侧面施加相等的压力。就三指握姿而言，图10所示的柄部14具有围绕细长中部64的纵向轴线30旋转或滚动的倾向，并且手指在柄部负荷点80处施加力矩M_手来抵消引起旋转的力。就三指握姿而言，M_手也操纵剃刀刀片架。

除了当用简单支撑的握姿固定剃刀刀片架时通过最小化或消除引起围绕柄部滚轴滚动的力矩来改善剃刀的稳定性之外，根据本发明的柄部构型上的偏移可通过增强引导或操纵剃刀刀片架的能力来改善使用者的剃刀控制，尤其是当采用三指握姿时。对控制的改善可根据动态加载进行解释。

例如，众所周知，与引导或操纵用力推压的负荷相比，引导或操纵用力拉出的负荷更容易。图10所示的现有技术剃刀10的纵向轴线30的投影在交点72处与切割平面122相交，其落后于剃刮刀片架12的平衡点48。因此，剃刀刀片架12被推动通过剃刮行程。相比之下，在图11-13所示的柄部构型中产生的偏移各自包括在细长中部(164、264、364)的纵向轴线(130、230、330)的投影和切割平面122之间的交点(172、272、372)，所述交点领先刀片架(112、212、312)上的平衡点(148、248、348)。因此，图11-13中的刀片架被拉动，使它更易于引导或操纵剃刀刀片架通过剃刮行程。

柄部几何形状对引导剃刀刀片架通过剃刮行程可具有的影响可采用动力学模拟和涉及使车轮转向的动态负荷来进一步解释。为使轮子转向，枢转点是成角度的，使得通过枢转点绘出的转向轴线在其中轮子接触道路稍微靠前的点与路面相交。这么做的目的是提供用于使轮子转向的自动定心的角度(其在车轮后倾角附近)以便落后于转向轴线。这使汽车更容易驾驶并且通过降低其漂移的趋势来改善其方向稳定性。

后倾角被定义为从轮子一侧所观察的在转向轴线和垂直平面之间的角度。正后倾角是当从侧面观察时轮子接触点和在接触点之前转向轴线与道路相交的点之间的距离。后倾角确定在转向中自动定心作用的角度以及影响直线稳定性和转弯中的转向力。后倾角过大将在通过弯道时使转向变重并且反应不灵敏，迫使需要附加的力以便转向。

比较图11中的转向轴线、接触点和轮子与剃刀110的后倾角，投影到切割平面122上并且在交点172与其相交的剃刀柄部114的纵向轴线130可代表剃刀110的转向轴线，与切割平面122相交的刀片架112上的平衡点148可代表剃刀刀片架接触点，并且在交点172和刀片架平衡点148之间的距离可代表剃刀110的后倾角。类似于车轮，图11中的柄部构型具有正后倾角，提供自动定心效果，其使它更容易引导刀片架112通过剃刮行程。与此相反，图10中所示的柄部构型具有负后倾角并因此不具有自动定心效果，因此需要更大的力来操纵刀片架112通过剃刮行程。同样，类似于与转向具有过大后倾角的车轮相关联的变差的响应性，具有过大后倾角的剃刀刀片架难以控制，尤其是在弯道附近，因为需要更大的力来旋转刀片架。

就本发明的剃刀而言，已经发现超过10mm的后倾角距离使它难以在转角周围操纵剃刀刀片架。为此，纵向轴线的交点领先平衡点不到10mm的距离。优选地，交点和平衡点之间的距离介于约2mm和约10mm之间。更优选地，后倾角距离介于约2mm和约5mm之间。

在图14中的图表中进一步证明了柄部构型对采用三指握姿操纵剃刀刀片架12的能力可具有的影响，尤其是通过转弯。如图14所示，不平衡阻力F_d和向侧面旋转的阻力F_sd产生围绕柄部纵向轴线30的力矩F_dX和F_sdY。如图所示，X是从总阻力F_d到剃刀刀片架12上的平衡点48的距离，并且Y是从柄部纵向轴线30的投影与切割平面122的交点72到剃刀刀片架12上的平衡点48的距离。

M_手是抵消由不平衡阻力F_d和向侧面旋转的阻力F_sd引起的力矩所需的在前面所述的柄部负荷点处施加的力矩，所述阻力引起围绕柄部14的纵向轴线30的力矩。M_手也是操纵刀片架12所需的力矩。

就处于平衡的柄部而言，对围绕在+Y所指示的剃刮方向上在剃刀刀片架前面的柄部纵向轴线交点72a的力矩求和得到以下公式：

M_手＝F_dX-F_sdY     (1)

其中

M_手-在柄部负荷点处施加的力矩。

F_d-不平衡阻力。

F_sd-向侧面旋转的阻力。

X-是从总阻力Fd到剃刀刀片架12上的平衡点48的距离。

Y-是从柄部纵向轴线30的投影与切割平面122的交点72a到剃刀刀片架12上平衡点48的距离。(+Y在剃刮方向74上；-Y与剃刮方向74相反)

(F_d和F_sd通常大约相等；因此，保持平衡所需的力矩取决于X/Y的比率)。

这表明，对于正的+Y，不平衡力F_d和向侧面旋转的阻力F_sd作用相反；因此，减小在剃刮行程期间抵消在柄部上引起的力矩所需的反力矩M_手。因此，刀片架更容易操纵。

作为另外一种选择，可以看出，具有在相对于切割方向74处于剃刀刀片架12上的平衡点48之后的交点72b处与切割平面相交的柄部纵向轴线的柄部构型增大在剃刮行程期间抵消由阻力F_d和F_sd引起的力矩所需的反力矩M_手。如图14所示，纵向轴线30的交点72b落在负距离-Y，如图14所示处于平衡点48的后面；因此，向侧面旋转的阻力F_sd引起力矩，该力矩与由阻力F_d引起的力矩方向相同。因此，需要围绕柄部轴线30的反力矩M_手来克服由不平衡阻力F_d和侧向阻力分量F_sd两者引起的力矩。因此，操纵具有在剃刀刀片架12上平衡点48之后的交点72b处与切割平面相交的柄部轴线的柄部构型比操纵其中纵向轴线30在处于剃刀刀片架12上平衡点48的前面的交点72a处与切割平面相交的柄部构型更加困难。

图15中的柱状图按总负荷百分比示出了负荷不平衡的分布，共有12名测试者，每名测试者剃刮2次。由于负荷正交于剃刮平面，假设阻力不平衡与负荷不平衡成比例。采用在法向负荷方向上具有隔开26mm的2个轴的负荷传感器测量法向负荷力。每个负荷传感器臂距刀片架的中心13mm。专利申请公布US2008/0168657A1中描述了用于测量剃刀刀片架上的负荷的一种设备。

100％的负荷不平衡发生在整个测量的负荷处于由图15所示的箭头所指示的一个负荷传感器臂上方时。作用力中心是其中由于法向负荷产生的合力沿着刀片架长度所在的点。柱状图显示，不到5％具有100％的负荷不平衡。就40mm标称刀片架宽度的刀片架而言，90％的负荷不平衡落在距刀片架中心10mm内。

将这一结果用于以上公式1，X将具有约10mm的最大距离。因此，参见图14，为了最小化需要用手施加的反扭矩M_手的量，从刀片架12的中心至柄部纵向轴线30与切割平面形成的交点72c的距离应当是10mm或更小。进一步增大距离Y超过10mm将导致M_手在相反方向上的增大以抵消向侧面旋转的阻力F_sd的增大。

此外，进一步增大Y的另一个优点是，它将降低其中使用者可旋转刀片架的速度以如下面公式(2)和(3)中所示操纵给定力矩。就该例子而言，为简化起见，假设阻力F_d是平衡的并且因此F_d＝0。如公式(3)所示，角速度随着Y增大而下降。

其中

-刀片架的角加速度

-刀片架的角速度

m_刀片架-刀片架质量。

M_手-用手施加的力矩。

Fsd-向侧面旋转的阻力。

因此，最小化交点72c领先平衡点48的距离Y降低F_sd具有对降低角速度和对应的操纵刀片架通过转弯的能力的影响。

除了影响操纵刀片架尤其是通过转弯的能力之外，具有领先平衡点348很多的交点372的如图13所示的柄部构型一样的柄部构型也可影响柄部的人体工程学。这是由于细长中部364的下表面368靠近柄部314的前部360以在剃刮行程期间与使用者的皮肤相接触的可能性的缘故。为了防止柄部314的下表面368接触皮肤，当刀片架在中性位置倚靠皮肤时，柄部314的细长中部364的前部的下表面368和切割平面122之间的空间距离86处于5mm和15mm之间的范围。因为空间距离86取决于柄部314的细长中部364的取向，它与细长中部364的纵向轴线330的投影的交点372在切割方向74上领先平衡点348的距离相互关联。就图13所示的构型而言，领先平衡点348不到约10mm的交点372可导致小于15mm并且优选地介于5mm和15mm之间的空间距离86。

关于本文所公开的所有数值范围，应该理解，在整个说明书中给出的每一最大数值限度包括每一较低的数值限度，就像这样的较低数值限度在本文中是明确地写出的一样。此外，在整个说明书中给出的每一最小数值限度包括每一较高数值限度，就像这样的较高数值限度在本文中是明确地写出的一样。此外，在整个说明书中给出的每一数值范围包括落在该较宽数值范围内的每一较窄数值范围，并且还包括该数值范围内的每个单独的数，就像这样的较窄数值范围和单独的数在本文中是明确地写出的一样。

本文所公开的量纲和值不应被理解为严格地限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确地排除或换句话讲有所限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关的专利或专利申请，全文均以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开或受权利要求书保护的任何发明的现有技术的认可，或者对其自身，或者与任何其它的参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本文件中赋予该术语的含义或定义。

尽管已图示和描述了本发明的具体实施例，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种包括产生渐增的刀片架复位扭矩的偏置构件的剃刀，所述剃刀包括：

a.刀片架，所述刀片架包括：

1)具有前边缘、后边缘和从所述前边缘延伸到所述后边缘的两个相对的侧边缘的刀片架外壳；

2)介于所述刀片架外壳的前边缘和后边缘之间的剃刮刀片；

3)为所述刀片架提供旋转轴线的刀片架枢转轴线；和

4)连接构件；

和

b.柄部，所述柄部包括连接到所述刀片架的连接构件的柄部连接结构，所述柄部连接结构包括偏置构件，在使用期间当所述刀片架围绕所述枢转轴线旋转时，所述偏置构件接触在所述刀片架上并且在所述刀片架上施加渐增的复位扭矩，其中所述渐增的复位扭矩从所述刀片架处于中性位置时的0Nmm的最小扭矩增大到所述刀片架处于完全旋转位置时的约14Nmm的峰值扭矩，并且其中所述渐增的复位扭矩的梯度小于0.3Nmm/°。

2.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述旋转轴线提供在约0°至约40°范围内的刀片架枢转角度，其中所述渐增的复位扭矩从0°刀片架旋转处的0Nmm的最小扭矩以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约14Nmm的峰值扭矩。

3.根据权利要求2所述的剃刀，其中所述渐增的复位扭矩从0°刀片架旋转处的0Nmm的最小扭矩以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约10Nmm的峰值扭矩。

4.根据权利要求2所述的剃刀，其中所述渐增的复位扭矩从0°刀片架旋转处的0Nmm的最小扭矩以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约10Nmm的峰值扭矩。

5.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述偏置构件包括弹簧偏置的柱塞，所述弹簧偏置的柱塞包括具有倒圆远端的柱塞主体和与所述远端相对的腔体；和设置在所述腔体中的弹簧，其中所述倒圆远端在凸轮表面上在与所述刀片架枢转轴线间隔开的位置处接触所述刀片架外壳。

6.根据权利要求5所述的剃刀，其中所述弹簧以松弛状态设置在所述柱塞的腔体中，使得当所述刀片架处于中性位置时它既不受到压缩也不受到拉伸。

7.根据权利要求5所述的剃刀，其中所述弹簧具有至少约0.84N/mm的弹簧刚度。

8.根据权利要求5所述的剃刀，其中所述弹簧具有至少约1.02N/mm的弹簧刚度。

9.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述偏置构件包括具有远端的片簧，所述远端在凸轮表面上在与所述刀片架枢转轴线间隔开的位置处接触所述刀片架外壳。

10.根据权利要求9所述的剃刀，其中所述片簧处于松弛状态，使得当所述刀片架处于中性位置时它既不受到压缩也不受到拉伸。

11.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述旋转轴线提供在约0°至约40°范围内的刀片架枢转角度，其中所述渐增的复位扭矩从0°至6°的刀片架旋转以小于1.0Nmm/°的梯度以及从6°至40°的刀片架旋转以小于0.3Nmm/°的梯度增大。

12.根据权利要求11所述的剃刀，其中所述渐增的复位扭矩从6°至40°的刀片架旋转以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约10Nmm的峰值扭矩。

13.根据权利要求11所述的剃刀，其中所述渐增的复位扭矩从6°至40°的刀片架旋转以小于0.25Nmm/°的梯度增大到40°刀片架旋转处的约8Nmm的峰值扭矩。

14.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述偏置构件选自包含以下各项的组：膜片弹簧、活动铰链、或扭转弹簧。

15.根据权利要求1所述的剃刀，其中所述枢转轴线包括轴颈轴承、壳轴承或四连杆机构。

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