ES2850353T3 - Dispositivo de higiene personal - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (1) para la higiene personal que comprende un mango (5) previsto para ser sostenido por un usuario; un cabezal (3) de tratamiento previsto para ser presionado contra una parte del cuerpo de un usuario; en donde el cabezal (3) de tratamiento está conectado de forma pivotante con el mango (5) de modo que la aplicación de una fuerza (F1) de tratamiento contra el cabezal (3) de tratamiento al menos a lo largo de una dirección de tratamiento lleva a un pivotamiento del cabezal (3) de tratamiento con relación al mango (5) alrededor de un eje (12) de pivotamiento; un sensor (420) para medir una variable de medición, asegurado de forma fija con respecto a uno del mango (5) y el cabezal (3) de tratamiento; una unidad (410) de cooperación con el sensor para definir o influenciar la variable de medición en función de la posición relativa del sensor (420) y la unidad (410) de cooperación con el sensor, asegurada de forma fija con respecto al otro de entre el mango (5) y la cabeza (3) de tratamiento; en donde una unidad (510A) de resortes define una posición de reposo del cabezal (3) de tratamiento cuando no se aplica ninguna fuerza (F1) de tratamiento en el cabezal (3) de tratamiento y la unidad (510A) de resortes comprende al menos un primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla que se extiende a lo largo de una dirección (L) de extensión longitudinal del mango (5); en donde el al menos primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla se extiende entre una estructura (140A) de soporte dispuesta dentro del mango (5) y el mango (5), que soporta la estructura (140A) de soporte, se conecta con el cabezal (3) de tratamiento de manera que la estructura (140A) de soporte pivota alrededor del eje (12) de pivote junto con el cabezal (3) de tratamiento, en particular cuando la estructura (140A) de soporte es un soporte de motor; y además, donde en el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una longitud libre de al menos aproximadamente 15 mm y el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una altura en el intervalo de 0,6 mm a 1,0 mm y una anchura en el intervalo de entre 1,0 mm y 2,0 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de higiene personal

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para la higiene personal que comprende un mango y un cabezal de tratamiento, en donde el cabezal de tratamiento está conectado de forma pivotante con el mango de modo que aplicar una fuerza de tratamiento contra el cabezal de tratamiento al menos a lo largo de una dirección de tratamiento produce un pivotamiento del cabezal de tratamiento con respecto al mango alrededor de un eje de pivotamiento y se dispone una unidad de resortes para definir una posición de reposo del cabezal de tratamiento cuando no se aplica ninguna fuerza de tratamiento al cabezal de tratamiento.

Antecedentes de la invención

Se sabe que un dispositivo para la higiene personal puede tener una parte que pivota cuando se aplica una fuerza de tratamiento al cabezal de tratamiento del dispositivo para la higiene personal, donde la parte orientable está conectada por resorte mediante una unidad de resortes con una parte fija del dispositivo para la higiene personal. La unidad de resortes proporciona una posición cero definida cuando no se aplica ninguna carga y proporciona una fuerza de resorte que actúa contra la fuerza de tratamiento aplicada y devuelve la parte orientable a la posición cero cuando ya no se aplica ninguna carga.

En el documento WO2016174621A1 se describe un dispositivo para la higiene bucodental que incluye al menos un sensor para mejorar una operación por parte del usuario del dispositivo para la higiene bucodental. El dispositivo para la higiene bucodental incluye un eje longitudinal, una unidad de accesorio, una parte de mango, un sistema de suspensión, al menos dos sensores y al menos un procesador. El al menos un procesador puede funcionar para recibir una cantidad de fuerza aplicada a la unidad de accesorio, que es detectada por los al menos dos sensores. También se determina un ángulo en el que se aplica el conjunto de unión, basándose el ángulo en la cantidad de fuerza detectada. Un objeto de la presente descripción es proporcionar un dispositivo para la higiene personal del tipo expuesto que tiene una unidad de resortes especialmente adecuada para la tarea de conectar por resorte una parte orientable del dispositivo para la higiene personal a una parte fija, en particular con respecto al uso del volumen de construcción. Resumen de la invención

Según la invención, se proporciona un dispositivo para la higiene personal como se define mediante la reivindicación 1. Se proporcionan otras realizaciones de la invención mediante las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

La presente descripción se aclara adicionalmente mediante una descripción y exposición detalladas de realizaciones ilustrativas, donde se hace referencia a las figuras. En las figuras

la Fig. 1 es una representación de un dispositivo para la higiene personal ilustrativo según la presente descripción; la Fig. 2 es un corte en sección transversal a través de una sección de un dispositivo para la higiene personal según la presente descripción;

la Fig. 3 es una representación esquemática de la relación entre un imán permanente del sensor y un sensor Hall alineados de modo coaxial;

la Fig. 4 es una representación de la densidad de flujo magnético B de un imán permanente de sensor en función de la distancia x;

la Fig. 5 es un gráfico que muestra las mediciones de la tensión de Hall U-HALL en función de la fuerza externa aplicada F para cuatro muestras distintas de dispositivos para la higiene personal;

la Fig. 6 es una representación aislada de un soporte de motor y de una unidad de resortes que comprende dos elementos de resorte en forma de varilla;

la Fig. 7 es un corte en sección transversal de un detalle de un soporte de motor, unidad de resortes y estructura de un dispositivo para la higiene personal ilustrativo;

la Fig. 8 es una representación esquemática de un dispositivo para la higiene personal ilustrativo no según la invención;

la Fig. 9 es una representación de un detalle de un dispositivo para la higiene personal que muestra una parte de un soporte de motor, un elemento de sujeción, y una parte de una unidad de resortes que comprende dos elementos de resorte en forma de varilla;

la Fig. 10A es una vista superior de un ejemplo, no según la invención, de una parte de extremo del soporte de motor que se conecta mediante resorte con una estructura por medio de un resorte de láminas estructurado; y

la Fig. 10B es una vista lateral de la realización mostrada en la Fig. 10A.

Descripción detallada de la invención

En el contexto de la presente descripción “ higiene personal” debe significar la nutrición (o cuidado) de la piel y de sus anejos (es decir, pelo y uñas) y de los dientes y la cavidad oral (incluidas la lengua, las encías etc.), donde el objetivo es, por una parte, la prevención de enfermedades y el mantenimiento y fortalecimiento de la salud (“ higiene” ) y, por otra, el tratamiento cosmético y mejora del aspecto de la piel y sus anejos. Deberá incluir el mantenimiento y fortalecimiento del bienestar. Esto incluye el cuidado de la piel, el cuidado del cabello y la higiene bucal, así como cuidado de las uñas. Esto incluye además otras actividades de acicalamiento tales como el cuidado de la barba, el afeitado y la depilación. Un “dispositivo para la higiene personal” significa, por lo tanto, cualquier dispositivo para realizar dichas actividades de cuidado o acicalamiento, p. ej. dispositivos de tratamiento dermatológico (cosmético) tales como dispositivos eléctricos de masaje para la piel o cepillos eléctricos para la piel; afeitadoras eléctricas o recortadoras; depiladoras eléctricas; y dispositivos eléctricos para la higiene bucal tales como cepillos de dientes eléctricos, portahilos dentales eléctricos, irrigadores eléctricos, limpiadores de la lengua eléctricos o masajeadores de encías eléctricos. Esto no excluye que el dispositivo para la higiene personal propuesto pueda tener una ventaja más importante en una o varias de estas áreas de cuidado o de dispositivo que en una o varias de otras áreas.

Cuando en la presente descripción se utiliza el término “fuerza de tratamiento” o “fuerza de tratamiento externa” , significa una fuerza que se aplica en el cabezal de tratamiento en una dirección de tratamiento, la dirección de tratamiento es perpendicular al plano que está definido por el eje de rotación del soporte de motor y el punto del cabezal de cepillo al que se aplica la fuerza de tratamiento de manera que la fuerza de tratamiento aplicada proporciona un momento para hacer girar el soporte de motor alrededor del eje de rotación. La fuerza de tratamiento aplicada total puede ser superior a la fuerza de tratamiento en la dirección de tratamiento, pero como los componentes de la fuerza de tratamiento que actúan en otras direcciones no se pueden medir mediante la configuración descrita, no se consideran. De forma típica, las fuerzas aplicadas en el cabezal de tratamiento en una dirección distinta a la dirección de tratamiento se absorben en los cojinetes o mediante deformación elástica del dispositivo para la higiene personal.

En la siguiente descripción, el sensor, para medir una variable de medición, se describe como un sensor Hall, y la unidad de cooperación con el sensor para proporcionar o influir en la variable de medición dependiendo de la posición relativa entre el sensor y la unidad de cooperación se describe como un imán permanente. Sin embargo, debe entenderse que esto es solo un ejemplo y que también se consideran otros pares de sensor/unidad de cooperación con el sensor. Por ejemplo, el sensor puede ser un sensor de inductancia que mida la inductancia de una bobina y la unidad de cooperación con el sensor puede ser un núcleo de bobina que influya en la inductancia medida dependiendo de la posición del núcleo de la bobina. En otro ejemplo, el sensor es un fotodiodo que mide la cantidad de luz que recibe y la unidad de cooperación con el sensor es una pantalla que bloquea una parte de la luz dependiendo de su posición respecto al fotodiodo. También se contemplan muchos otros ejemplos, p. ej., el sensor puede ser un sensor de capacitancia y la unidad de cooperación con el sensor puede ser un objeto dieléctrico o el sensor puede ser un sensor de triangulación óptica y la unidad de cooperación con el sensor puede ser un objeto reflectante. En el presente contexto, el término “sensor” puede significar una unidad que incluya un componente sensor (p. ej., un fotodiodo) y un componente que proporcione el medio medible (p. ej., un LED o diodo láser que proporcione luz) y la unidad de cooperación puede ser entonces un objeto que influya en la variable de medición. En otras realizaciones, el sensor se dispone para medir la variable de medición (p. ej., el sensor Hall es capaz de medir el flujo magnético en el área sensible del sensor Hall) y la unidad de cooperación con el sensor se dispone para proporcionar la variable de medición en una forma dependiente de la posición (p. ej., el imán permanente proporciona un campo de flujo magnético).

Según la presente descripción, la unidad de resortes está dispuesta entre el cabezal de tratamiento y el mango del dispositivo para la higiene personal. El cabezal de tratamiento puede estar conectado de forma fija con una estructura de soporte (p. ej., un soporte de motor) que se extiende en el hueco del mango. Aquí se entenderá que “conectado de forma fija” no excluirá que el cabezal de tratamiento pueda unirse repetidamente a la estructura de soporte y extraerse de la misma, sino que se entenderá que no existe prácticamente ningún movimiento entre el cabezal de tratamiento y la estructura de soporte. En la descripción que sigue, se examina una estructura de soporte que es un soporte de motor (es decir, un soporte que soporta un motor), pero debe entenderse que esto no es limitante. La unidad de resortes consiste en al menos un elemento de resorte o comprende al menos un elemento de resorte. La unidad de resortes puede comprender otros medios de conexión, tales como tornillos.

Deben tenerse en cuenta varios requisitos al elegir el elemento de resorte de la unidad de resortes:

- el elemento de resorte debe tener tolerancias de fabricación bajas;

- el elemento de resorte debe requerir un volumen de construcción bajo;

- la constante elástica debe estar en un intervalo para lograr una determinada distancia de desplazamiento entre una condición sin carga y una carga externa máxima aplicada.

Los resortes estándar como los muelles helicoidales no cumplen estos criterios al menos con respecto al requisito de tolerancias de fabricación bajas. Un resorte de láminas plano estructurado puede fabricarse con tolerancias relativamente bajas y también puede estar diseñado y estructurado para proporcionar las constantes de elasticidad necesarias. Esto se describe con más detalle abajo con referencia particular a las Figs. 10A y 10B. La presente descripción se centra en una unidad de resortes que comprende al menos una varilla de resorte.

Para cumplir todos los requisitos, se eligió un sistema de resorte ilustrativo que tiene al menos un elemento de resorte en forma de varilla (denominado en adelante varilla de resorte), en particular una varilla de resorte que tiene una forma esencialmente rectangular en sección transversal. En al menos una realización se utilizan al menos dos varillas de resorte. La varilla de resorte (o varillas de resorte) tiene dimensiones en su sección transversal de forma general de aproximadamente un milímetro, p. ej., las dimensiones en su sección transversal pueden variar de 0,6 mm a 2,0 mm, p. ej., la altura de la varilla de resorte puede estar en el intervalo entre 0,6 mm y 1,0 mm y la anchura de la varilla de resorte puede estar en el intervalo de 1,0 mm a 2,0 mm, lo que significa que la relación anchura a altura está en un intervalo de 1 a 3,33, en particular entre 1,25 mm y 2,0. En algunas realizaciones, la relación de anchura a altura es de aproximadamente 1,5. Los valores de anchura y altura definen entonces un resorte relativamente robusto que no se conocía hasta ahora en los dispositivos para la higiene personal, en particular no en los dispositivos para la higiene bucodental tales como los cepillos dentales eléctricos. Debido a su robustez, debe utilizarse una longitud libre relativamente larga de la varilla de resorte para cumplir el tercer requisito, es decir, la longitud de desplazamiento sensible entre el sensor Hall y el imán permanente, que debe estar en el intervalo de entre 0,6 mm y 2,0 mm, concretamente cuando un mango de un dispositivo para la higiene personal no proporciona mucho volumen de construcción para distancias grandes de desplazamiento entre las partes dispuestas dentro del mango. La longitud libre de una única varilla de resorte debe seleccionarse para que quede por encima de 15 mm. En realizaciones en las que se utilizan dos varillas de resorte, la longitud libre puede elegirse de forma que sea superior a 20 mm. En algunas realizaciones, se eligen dos varillas de resorte que se extienden paralelas entre sí y las varillas de resorte pueden tener una longitud libre de 24,3 mm, una anchura de 1,2 mm y una altura de 0,8 mm. Para lograr la misma constante elástica con estas dos varillas de resorte, un resorte de láminas plano sin estructurar que tenga un espesor de 0,1 mm y una anchura de 20 mm podría tener solamente una longitud libre de aproximadamente 6,2 mm.

En algunas realizaciones, una primera constante elástica de la unidad de resortes en dirección de tratamiento está en el intervalo de entre 2 N/mm y 6 N/mm y una segunda constante elástica en una dirección lateral que es perpendicular a la dirección del tratamiento está en un intervalo de entre 6 N/mm y 24 N/mm.

Puede fabricarse una varilla de resorte de las dimensiones mencionadas con tolerancias relativamente bajas. Esto permite definir precisamente la posición de reposo del cabezal de tratamiento con respecto al mango de forma flotante con una precisión relativamente alta. La forma compacta y robusta de la sección transversal de la varilla de resorte o las varillas de resorte permite montar las varillas de resorte sin sacrificar mucho volumen de construcción ya que las varillas de resorte, p. ej., pueden situarse a lo largo de los lados de otros componentes, p. ej., a lo largo de una pila o acumulador dispuestos dentro del mango.

Un extremo de una varilla de resorte puede montarse en un receptáculo que proporcione un cojinete para que la varilla de resorte pueda pivotar alrededor de un punto de pivote definido por el cojinete. El cojinete también puede permitir que la varilla de resorte se mueva en dirección longitudinal para compensar la diferencia de longitud entre los puntos de fijación de la varilla de resorte en el mango y en el cabezal de tratamiento o en una estructura de soporte conectada de forma fija con el cabezal de tratamiento. En lugar de permitir que la varilla de resorte se mueva en dirección longitudinal, la varilla de resorte puede asegurarse de forma fija en un receptáculo y el receptáculo puede montarse de forma elástica al cabezal de tratamiento o la estructura de soporte.

En algunas realizaciones, un segundo par de un sensor Hall y un imán permanente están montados de forma fija con respecto al mango y al cabezal de tratamiento, respectivamente, donde el segundo sensor Hall y el segundo imán permanente están dispuestos en una relación coaxial en la posición de reposo y están dispuestos para moverse axialmente uno con respecto al otro cuando se aplica una fuerza externa al cabezal del cepillo en la dirección lateral. Esta disposición permite determinar el valor de la fuerza lateral aplicada y, por lo tanto, permite también corregir el efecto en la señal Hall proporcionada por el primer sensor Hall debido al desplazamiento lateral entre el primer imán permanente y el primer sensor Hall.

En un dispositivo para la higiene personal del presente tipo hay varias fuentes de distorsión de la señal del sensor Hall. Por ejemplo, la distancia axial entre el primer imán permanente y el primer sensor Hall puede verse influida por las vibraciones del dispositivo para la higiene personal durante su funcionamiento (p. ej., causadas por una unidad de accionamiento). Si las vibraciones son causadas por una excitación periódica (p. ej., por un accionamiento de frecuencia constante), puede reducirse la influencia sobre la señal del sensor Hall cuando la señal del sensor Hall se mide siempre en el mismo instante temporal en el ciclo de la vibración periódica. Otra fuente de distorsión es la fuerza gravitatoria que actúa en el cabezal de tratamiento que está montado de forma pivotante con respecto al mango. Dependiendo de la orientación del dispositivo para la higiene personal con respecto al campo de gravedad terrestre, se cambia la distancia axial entre el primer imán permanente y el primer sensor Hall. En algunas realizaciones, el dispositivo para la higiene personal comprende un sensor de orientación que puede determinar la orientación del dispositivo para la higiene personal con respecto al campo de gravedad terrestre, de modo que pueda corregirse la influencia de la orientación sobre la señal del sensor Hall.

Cuando se utiliza un sensor Hall para el presente propósito de medir el movimiento del cabezal de tratamiento o de la estructura de soporte con respecto al mango, deben resolverse varias dificultades del diseño general:

1. El espacio en el mango de un cepillo de dientes eléctrico está limitado, en particular en realizaciones en las que la parte móvil, es decir, el soporte del motor, soporta al menos la totalidad del motor que, de forma típica, es una de las partes más voluminosas de un dispositivo para la higiene personal.

2. Todas las partes del dispositivo para la higiene personal tienen una tolerancia de fabricación intrínseca de manera que las posiciones relativas finales del imán permanente del sensor y del sensor Hall entre sí tienen una cierta variación entre los dispositivos para la higiene personal individuales.

3. El intervalo de eficiencia de un sensor Hall debe usarse lo mejor posible.

4. La acción de la gravedad de la Tierra que actúa sobre el soporte de motor montado de manera pivotante introducirá cambios en la tensión de Hall en función de la orientación del dispositivo con respecto al campo de gravedad de la Tierra ya que las partes móviles (p. ej., el soporte del motor) están más o menos influidas por esta fuerza adicional y se añadirán otras vibraciones del dispositivo al ruido de fondo de la señal de tensión de Hall. 5. Los costes del imán permanente del sensor deben mantenerse a un nivel aceptable.

Para hacer frente a los problemas anteriormente mencionados, se consideraron diversos detalles del diseño de la disposición propuesta en la presente memoria, donde cada uno de los siguientes aspectos de diseño se consideró solo (es decir, por sí mismos) y también en combinación con uno o más o incluso todos los demás aspectos (lo que significa, que cada una de las siguientes características es una característica descrita individualmente y también en todas las combinaciones posibles con una o varias características, siempre que esto no conduzca a combinaciones contradictorias): 1. La forma del imán permanente del sensor se puede elegir de modo que sea cilíndrico o de tipo disco (donde el último se refiere solo a un cilindro que tiene una altura que es inferior al diámetro).

2. El área de la superficie del imán permanente del sensor orientada hacia el sensor Hall puede seleccionarse para que se encuentre en un intervalo de entre aproximadamente 3 mm2 y 15 mm2, en particular en un intervalo de entre 7 mm2 y 13 mm2.

3. La altura del imán permanente del sensor puede fijarse de modo que esté en un intervalo de entre 1 mm y 3 mm, en particular en un intervalo de entre 1,5 mm y 2,5 mm e incluso en particular, la altura del imán permanente del sensor puede estar en el intervalo de 2,0 ± 0,25 mm.

4. El volumen del imán permanente del sensor puede fijarse de modo que se sitúe en un intervalo de entre 10 mm3 y 30 mm3, en particular en un intervalo de entre 15 mm3 y 25 mm3.

5. La remanencia magnética del imán permanente del sensor puede definirse para que esté en el intervalo de entre 200 mT y 2000 mT, en particular en un intervalo de entre 300 mT y 1500 mT

6. El producto de la remanencia magnética del imán permanente del sensor y del volumen del imán permanente del sensor puede definirse de modo que esté en un intervalo de entre 3000 mT-mm3 y 20000 mT-mm3, en particular en un intervalo de entre 12000 mT-mm3 y 18000 mT-mm3.

7. Las posiciones especificadas del imán permanente del sensor y del sensor Hall pueden definirse de manera que el eje de cilindro del eje permanente del sensor atraviese de forma central y en perpendicular el área eficaz del sensor Hall. En particular, se puede definir que el movimiento relativo del imán permanente del sensor y del sensor Hall se produzca entonces esencialmente a lo largo del eje del cilindro.

8. La distancia de desplazamiento entre el imán permanente y el sensor Hall puede definirse de modo que sea superior a 0,5 mm, en particular de al menos 0,8 mm, y más en particular, de alrededor de 1 mm.

9. La distancia inicial entre el imán permanente del sensor y el sensor Hall cuando el soporte del motor está en una posición de reposo (es decir, cuando no actúa ninguna carga sobre el cabezal de tratamiento, posición que también puede denominarse posición sin carga) puede definirse de modo que esté en un intervalo de entre 2 mm y 6 mm de, en particular que esté en un intervalo de entre 3,5 mm y 5,5 mm y, más en particular, la distancia inicial se fijó en 4,5 ± 0,25 mm.

10. La intensidad del campo magnético del imán permanente del sensor, la distancia inicial entre el sensor Hall y el imán permanente del sensor, y la distancia de desplazamiento pueden configurarse de tal manera que el sistema funcione en la cola del campo magnético donde el comportamiento de la intensidad del campo magnético sea aproximadamente lineal ya que así se utiliza el intervalo de respuesta lineal del sensor Hall de una forma apropiada.

11. Puede definirse que el sensor Hall tenga un intervalo de respuesta lineal que está en un intervalo de entre 10 mT a 200 mT, en particular de entre 30 mT a 90 mT, es decir, el sensor Hall puede tener un intervalo de respuesta lineal de 40 mT o de 80 mT.

12. Puede establecerse un primer valor o valor mínimo umbral de fuerza detectable para que esté dentro de un intervalo de entre 0,5 N y 1,5 N, y puede establecerse que la distancia recorrida del sensor Hall con respecto al imán permanente del sensor entre una condición sin carga y la primera fuerza de umbral detectable sea al menos 0,15 mm.

13. Puede establecerse un valor máximo de fuerza detectable que esté en un intervalo de entre 2,0 N y 4,0 N, en particular en un intervalo de entre 2,5 N y 3,5 N (es decir, el diseño puede elegirse de modo que, p. ej., el intervalo de sensibilidad lineal del sensor Hall termine cuando se alcance el valor máximo de fuerza detectable o, de forma alternativa o adicional, pueda proporcionarse al menos un elemento de tope contra el que se apoye el soporte del motor cuando se alcance el valor de fuerza máximo detectable, de modo que se inhiba mecánicamente un giro adicional).

El área sensible de un sensor Hall es, de forma típica, relativamente pequeña, p. ej., el área sensible puede ser de aproximadamente 1 mm2 o inferior, p. ej., el área sensible de un sensor Hall puede ser de tipo cuadrangular con una longitud de arista de 0,2 mm, por lo que el área activa es entonces de 0,04 mm2. Para proporcionar una densidad de flujo magnético de intensidad correspondiente a una distancia razonable entre del sensor Hall y el imán permanente del sensor, el área del imán permanente del sensor orientada hacia el sensor Hall se seleccionó de modo que estuviera en el intervalo de entre 3 mm2 y 15 mm2, en particular en el intervalo de entre 7 mm2 y 13 mm2. Entonces el área sensible del sensor Hall (con frecuencia aproximada como un área circular) puede considerarse aproximadamente como de tipo puntual en comparación con el área del imán permanente del sensor. En estas condiciones, se considera entonces práctico utilizar un imán permanente del sensor cilíndrico (una cara de extremo del cilindro orientada hacia el sensor Hall tiene entonces una forma circular) y colocar el imán permanente del sensor de manera que sea coaxial con el área sensible del sensor Hall (o de modo que el área sensible puntual del sensor Hall esté situada sobre un eje de cilindro del imán permanente del sensor cilíndrico). Por supuesto, esto no excluiría que se puedan usar asimismo otras formas de imanes permanentes de sensor, por ejemplo, la cara del extremo del imán permanente del sensor puede tener una forma cuadrática, cualquier otra forma geométrica o incluso una forma irregular. La densidad de flujo magnético del imán permanente del sensor en el sensor Hall solo se puede aumentar en menor medida debido al grosor del imán permanente del sensor. Por lo tanto, el espesor puede estar en el intervalo de entre 1 mm y 3 mm y, en particular, en el intervalo de entre 1,5 mm y 2,5 mm y, más en particular, el espesor puede estar en el intervalo de 2 ± 0,25 mm.

En algunas realizaciones investigadas, el imán permanente del sensor se fabricó con NdFeBr y tenía una remanencia de 1350 mT, la forma era cilíndrica con un diámetro de 3,8 mm y una altura de cilindro de 2 mm. El imán permanente del sensor estaba situado a una distancia de 4,4 mm con respecto al sensor Hall y la distancia de desplazamiento hacia el sensor Hall entre una condición sin carga y la fuerza de tratamiento externa máximamente detectable fue de 1 mm. En otras realizaciones, la distancia de desplazamiento es incluso superior, p. ej., 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm o 1,5 mm.

Para algunos dispositivos para la higiene personal, en particular para cepillos de dientes, la fuerza de tratamiento externa es la fuerza con la que el usuario empuja el cabezal de cepillo contra los dientes. Se conoce generalmente que para que sea eficaz, se deberá aplicar una fuerza mínima (es decir, un primer valor umbral de fuerza) y para proteger en particular las encías frente a irritaciones, no se superará una fuerza máxima (es decir, un segundo valor umbral de fuerza). Por lo tanto, es un objetivo poder detectar si un usuario está en este intervalo entre el primer valor umbral de fuerza y el segundo valor umbral de fuerza y comunicar la fuerza aplicada al usuario. La fuerza mínima y máxima puede depender en cierta medida del tipo de cabezal de tratamiento utilizado y también puede depender de las preferencias del usuario. La fuerza mínima (primer valor umbral de fuerza) puede estar en un intervalo de 0,5 N a 1,5 N y en particular en un intervalo de entre 0,5 N y 1,0 N. La fuerza máxima (segundo valor umbral de fuerza) puede estar en un intervalo de entre 1,5 N y 3,5 N, en particular en un intervalo de entre 2,0 N y 3,0 N. El sistema puede estar dispuesto de forma que sea capaz de detectar una fuerza máxima externa de tratamiento en el intervalo de 2,0 N y 4,0 N, en particular en el intervalo de entre 2,5 N y 3,5 N. En una realización investigada, la fuerza mínima se fijó en 0,75 N, la fuerza máxima se fijó en 2,15 N y la máxima fuerza detectable se fijó en 3,0 N. A una distancia de desplazamiento del imán permanente del sensor entre el estado sin carga y la aplicación de la fuerza máxima detectable de 1,0 mm, la distancia de desplazamiento entre la condición sin carga y la aplicación de la fuerza mínima es de 0,25 mm. En este contexto, deben considerarse diversas tolerancias de fabricación. Por lo tanto, cuando la distancia de desplazamiento está diseñada para ser 1,0 mm, la tolerancia global en el proceso de fabricación que va del tamaño del imán a las posiciones del sensor Hall y el imán permanente del sensor suma fácilmente hasta aproximadamente 0,1 mm. La distancia de desplazamiento no debería elegirse inferior a 0,5 mm, puesto que entonces la fuerza mínima no puede detectarse de forma fiable debido a las tolerancias mencionadas. Se considera ciertamente una distancia de desplazamiento de más de 1,0 mm, donde lo permita el volumen de construcción; p. ej., puede elegirse una distancia de desplazamiento de 1,3 m.

El sensor Hall puede, en particular, estar acoplado a un controlador que recibe una señal procedente del sensor Hall que es indicativa de la tensión de Hall y, por lo tanto, es indicativa de la fuerza de tratamiento aplicada al cabezal de tratamiento. El controlador puede, en particular, estar dispuesto para desencadenar una acción del dispositivo para la higiene personal en función de la señal recibida desde el sensor Hall y en al menos un valor umbral de fuerza. Una acción del dispositivo para la higiene personal puede ser un tope del motor o una rampa descendente de la amplitud del motor cuando la señal del sensor Hall indica que la fuerza de tratamiento aplicada es superior a un segundo valor umbral de fuerza que indica la aplicación de una fuerza demasiado alta.

El dispositivo para la higiene personal puede además comprender una unidad de indicación acoplada al controlador, y el controlador puede disponerse entonces para indicar a un usuario si la fuerza de tratamiento aplicada está por debajo de un primer valor umbral de fuerza o si es igual o superior a un primer valor umbral de fuerza o, adicionalmente, si la fuerza de tratamiento aplicada está entre un primer y un segundo valor umbral de fuerza mediante una señal detectable visualmente, detectable por audición y/o una señal detectable de forma tangible. Por ejemplo, la unidad de indicación y el controlador pueden estar dispuestos para comunicar al usuario que la fuerza de tratamiento aplicada está por debajo de un primer valor umbral de fuerza mediante un color neutro tal como, p. ej., una señal luminosa blanca, que la fuerza de tratamiento aplicada está entre un primer valor de fuerza de tratamiento y un segundo valor de la fuerza de tratamiento (es decir, que la fuerza de tratamiento aplicada está en el intervalo previsto) mediante una señal luminosa verde, y que la fuerza de tratamiento aplicada está por encima del segundo valor umbral de fuerza mediante una señal luminosa roja. En lugar de un cambio abrupto del color indicado, el color de la señal luminosa se puede modificar gradualmente. Un LED de tipo RGB permite dicho cambio gradual de la señal luminosa indicada.

El dispositivo para la higiene personal puede comprender una interfaz de usuario que permite a un usuario influir en un parámetro del dispositivo para la higiene personal, en particular para establecer un primer y/o segundo valor umbral de fuerza.

El dispositivo para la higiene personal puede disponerse para detectar el tipo de cabezal de accesorio o tratamiento que se utiliza con el dispositivo de tratamiento personal. Por ejemplo, un accesorio puede comprender un chip de RFID y el mango puede comprender una unidad de lector RFID de manera que pueda determinarse el tipo de cabezal de tratamiento. El controlador puede configurarse entonces para establecer automáticamente al menos un primer valor umbral de fuerza en función del cabezal de tratamiento detectado/determinado. El al menos un primer valor umbral de fuerza se puede almacenar en una unidad de memoria.

El dispositivo para la higiene personal puede estar diseñado para tener un modo de calibración en el que el controlador utiliza la señal del sensor Hall para una fuerza de tratamiento externa aplicada cero y al menos otra señal Hall para una fuerza predefinida que actúa en el cabezal de tratamiento para determinar, y por lo tanto calibrar, una relación entre la señal del sensor Hall y el valor de la fuerza de tratamiento aplicada en el cabezal de tratamiento. La calibración se puede utilizar en particular por el fabricante en un ambiente controlado, donde de una manera controlada la fuerza de tratamiento predefinida se puede aplicar al cabezal de tratamiento. El modo de calibración puede utilizarse en el proceso de montaje justo antes de envasar el dispositivo para la higiene personal en un envase comercial.

Además, el controlador puede estar dispuesto para restablecer de forma automática el valor de señal del sensor Hall para la condición sin carga, en particular el controlador puede estar dispuesto para detectar si el dispositivo para la higiene personal está en un cargador (p. ej., mediante el uso de una identificación RFID como ya se ha descrito) o está en una posición vertical sin moverse (p. ej., mediante el uso de un acelerómetro) para realizar un reinicio automático del valor de señal Hall para la condición sin carga bajo al menos una de estas condiciones.

La Fig. 1 es una representación de una realización ilustrativa de un dispositivo 1 para la higiene personal, realizada como un cepillo de dientes eléctrico. El dispositivo 1 para la higiene personal comprende, en particular, un accesorio desmontable 2 que tiene un cabezal 3 de tratamiento, aunque también puede proporcionarse un cabezal de tratamiento en una estructura no separable del dispositivo 1 para la higiene personal. El cabezal 3 de tratamiento se realiza en este caso como un cabezal de cepillo y está montado para efectuar una rotación oscilatoria alrededor del eje 4 como se conoce de forma general en la técnica. El accesorio 2 está unido a un mango 5 del dispositivo 1 para la higiene personal. El mango 5 puede en particular alojar un motor para accionar el movimiento del cabezal 3 de tratamiento. Una fuerza 6 de tratamiento que actúa sobre el cabezal de tratamiento en una dirección 7 produce una rotación del accesorio 2 alrededor de un eje 8 de pivote si la fuerza 6 de tratamiento tiene un componente de fuerza perpendicular al plano definido por el eje 8 de pivote y el punto en el que la fuerza de tratamiento actúa sobre el cabezal 3 de tratamiento (la dirección respectiva se nombra en la presente descripción la “dirección de tratamiento” ; la dirección 7 que se indica en la Fig. 1 no está alineada con la dirección de tratamiento y por lo tanto la fuerza de tratamiento aplicada medida es inferior al tratamiento total que actúa en el cabezal de tratamiento). La fuerza 6 de tratamiento puede formarse en particular empujando el cabezal 3 de tratamiento contra un área de tratamiento del usuario (p. ej., en la realización mostrada, el cabezal del cepillo puede ser empujado contra los dientes con una fuerza determinada para que las cerdas montadas en el cabezal del cepillo puedan limpiar eficazmente los dientes). El accesorio 2 está unido de forma fija a una parte de conector del mango 5, y la parte de conector está conectada a su vez de forma fija con un soporte de motor dispuesto en el mango 5. El soporte del motor está montado para girar alrededor del eje 8 de rotación contra una fuerza de resorte.

La Fig. 2 es una representación de un dispositivo 10 para la higiene personal ilustrativo cortado a lo largo de un plano central longitudinal; el dispositivo 10 para la higiene personal solo se muestra parcialmente (el extremo frontal y el extremo inferior del dispositivo para la higiene personal no se muestran). El dispositivo para la higiene personal comprende un mango 11 y un accesorio desmontable 20. Hay dispuesta una estructura de soporte realizada como un soporte 140 del motor en el mango 11 y está montada de forma pivotante sobre un eje 13 para permitir la rotación del soporte 140 del motor alrededor de un eje 12 de rotación. Como se ha mencionado anteriormente, se contempla de forma general que el cabezal de tratamiento esté montado directamente en el mango o el cabezal de tratamiento esté conectado de forma fija con una estructura de soporte, que aquí se realiza como un soporte 140 de motor que lleva el motor.

El soporte 140 del motor lleva un motor 100 resonante de tipo resorte-masa y una unidad 200 de cancelación de vibraciones. El motor 100 comprende una parte 110 de estátor que tiene una bobina 111 alrededor de unas patas del estátor (aquí, el estátor 110 tiene un núcleo en E con tres patas del estátor hechas de un material magnético blando y la bobina está enrollada alrededor de la pata central). En funcionamiento, un controlador aplica una señal periódica alternante de accionamiento del motor con una primera frecuencia en la bobina 111. La señal de accionamiento periódica alternante da lugar a un flujo de corriente alternante periódico a través de la bobina 111 y por tanto da lugar a la generación de un campo electromagnético alternante periódico. El motor 100 comprende además una parte 120 de inducido que tiene un imán permanente 121 del motor montado en la parte 120 del inducido (aunque en la presente descripción se utiliza el término “ imán” en su forma singular, esto no excluirá que haya presente más de un imán permanente del motor). La parte 120 del inducido está montada mediante resortes en el soporte 140 del motor por medio de los resortes 130A y 130B. Cuando la bobina 111 genera un campo electromagnético alternante periódico en funcionamiento, el imán permanente 121 interacciona con el campo electromagnético y la fuerza resultante induce un movimiento M de oscilación lineal de la parte 120 del inducido a lo largo de una dirección longitudinal L fuera de la posición de reposo de la parte 120 del inducido contra la fuerza de resorte proporcionada por los resortes 130A y 130B.

La unidad 200 de cancelación de la vibración comprende una masa 210 y resortes 220A y 220B con los que se monta la masa 210 en el soporte 140 del motor. La unidad 200 de cancelación de vibraciones tiene una frecuencia de resonancia que coincide con la primera frecuencia de la señal de accionamiento del motor. Durante el funcionamiento, cuando el motor se acciona para oscilar a la primera frecuencia, las vibraciones que se transmiten al soporte 140 del motor sirven de fuerza de excitación externa periódica. Como la unidad 200 de cancelación de vibraciones se excita de forma esencialmente exacta a su frecuencia de resonancia y como consecuencia oscilará en fase opuesta a la parte 120 del inducido, puede cancelar eficazmente las vibraciones transmitidas al soporte 140 del motor. Como la frecuencia real de resonancia de la unidad 200 de cancelación de vibraciones está sometida a tolerancias de fabricación, puede resultar apropiado medir primero la frecuencia de resonancia de la unidad 200 de cancelación de vibraciones y, a continuación, fijar la primera frecuencia de la señal de accionamiento del motor a la frecuencia de resonancia determinada de la unidad 200 de cancelación de vibraciones. Aunque aquí se muestra que la unidad de cancelación de vibraciones se monta sobre el soporte 140 del motor, también puede montarse sobre el mango 11 ya que las vibraciones generadas por el motor 100 serán transmitidas del soporte 140 del motor al mango 11 a través del eje 13.

En el extremo distal del soporte 140 del motor un elemento 142 de sujeción está asegurado de forma fija al soporte 140 del motor, y el elemento 142 de sujeción sostiene un imán 410 permanente del sensor que está situado en la proximidad de un sensor Hall 420. El sensor Hall 420 puede estar montado en particular sobre una placa de circuitos impresos, montada de forma fija con respecto al mango 11. En principio, el sensor Hall 420 también puede estar montado de forma fija con respecto al soporte 140 del motor, pero entonces es necesario proporcionar conexiones eléctricas que puedan resistir el movimiento repetido entre el mango (en el que se monta la fuente de energía) y el soporte 140 del motor.

Cuando una fuerza F1 de tratamiento externa actúa sobre el cabezal de tratamiento (indicada por la flecha F1), esta fuerza F1 hace que el soporte 140 del motor y todas las partes conectadas de forma fija pivoten alrededor del eje 12 de pivote definido por el eje 13 (como se indica mediante la flecha R), estando montado dicho eje 13 en el mango 11 y que se extiende a través del soporte 140 del motor. La fuerza F1 de tratamiento externa debe actuar de este modo contra una fuerza de resorte proporcionada aquí mediante un elemento de resorte (ver las Figs. 6, 7 y 8) que está dispuesto entre el soporte 140 del motor y el mango 11. El elemento de resorte puede estar en particular montado de modo que el soporte 140 del motor esté en una condición no desviada cuando se encuentra en su posición de reposo, es decir, cualquier fuerza F1 de tratamiento exterior da lugar directamente a un movimiento de rotación del soporte 140 del motor. En realizaciones donde el elemento de resorte aplica una fuerza de desviación, el soporte del motor solamente comenzará a girar una vez que la fuerza de tratamiento externa venza la fuerza de desviación. En algunas realizaciones, se debe poder detectar un primer valor umbral de fuerza que sea relativamente pequeño, de manera que un soporte de motor no desviado que gira directamente proporcione al menos la distancia máxima de desplazamiento entre la fuerza externa cero (condición sin carga) y la primera fuerza umbral detectable.

La Fig. 3 es una representación esquemática de un imán 50 permanente del sensor que aquí se representa como un dipolo que genera un campo magnético que se indica mediante líneas 51 de flujo magnético, y un sensor Hall 60, que aquí se muestra como un dispositivo SMD adecuado para un montaje automatizado sobre una PCB. El sensor Hall 60 tiene un área sensible 61 que de forma típica es relativamente pequeña, en particular de aproximadamente 1 mm2 o inferior, p. ej., 0,5 mm2 o 0,25 mm2 o 0,1 mm2 o 0,01 mm2. Son posibles también otras magnetizaciones diferentes de una magnetización dipolar, tales como una magnetización cuadrupolar. Cuando el imán 50 permanente del sensor se mueve con respecto al sensor Hall 60, varía la densidad de flujo magnético en el área sensible del sensor Hall 60 y el sensor Hall proporciona una tensión de Hall correspondiente. El sensor Hall puede en particular ponerse en contacto con un controlador para recibir y en particular analizar la tensión de Hall. Aunque cualquier desplazamiento relativo entre el imán 50 permanente del sensor y el sensor Hall 60 dará lugar a un cambio de la densidad de flujo magnético en el área sensible 61 del sensor Hall 60 y por tanto a una variación de la tensión de Hall, aquí se muestra que el imán 50 permanente del sensor puede moverse hacia el sensor Hall 60, p. ej., en una distancia de desplazamiento Ax si se aplica una determinada fuerza de tratamiento. En particular, el imán 50 permanente del sensor y el sensor Hall 60 están dispuestos de forma coaxial con respecto a un eje central C y el movimiento relativo entre el imán 50 permanente del sensor y el sensor Hall se produce prácticamente a lo largo del eje central C (debido al pivotado del soporte del motor en el ejemplo descrito con respecto a la Fig. 2, se producirá un movimiento ligeramente curvado, que puede considerarse un movimiento lineal para los fines presentes).

El imán permanente del sensor descrito en la presente descripción puede fabricarse de diversos materiales adecuados para fabricar un imán permanente. Por ejemplo, el imán permanente del sensor puede estar hecho de una aleación tal como NdFeB o SmCo, materiales que se pueden unir mediante una unión de plástico o sinterizar. Los imanes de NdFeB sinterizados pueden tener una remanencia en el intervalo de entre 1 a 1,4 T. También son posibles de forma general los materiales duros de ferrita, tales como la de ferrita de estroncio, si bien la remanencia de estos materiales, de forma típica, está por debajo de aproximadamente 400 mT. La remanencia de los imanes permanentes de unión plástica está con frecuencia en el intervalo de entre 600 mT a 700 mT.

La Fig. 4 es un gráfico que muestra la curva 70 la densidad de flujo magnético B (en T) de un imán permanente de sensor ilustrativo en función de la distancia x (en mm) entre el sensor Hall y el imán permanente del sensor. Únicamente a título ilustrativo, se muestran parcialmente otras dos curvas 71 y 72, y estas curvas 71 y 72 indicarán la relación de dependencia de la densidad de flujo magnético con respecto a diversas tolerancias. En algunas realizaciones, la distancia inicial entre el imán permanente del sensor y el sensor Hall se establece en un valor de X2 = 4,4 mm y la distancia de desplazamiento entre una condición sin carga y la fuerza de tratamiento máximamente detectable será de 1 mm (hacia el sensor Hall) de modo que la posición final está en x1 = 3,4 mm. El cambio de densidad del flujo magnético entre estas dos posiciones proporciona el intervalo típico en el que el sensor Hall deberá proporcionar una señal lineal de tensión de Hall. El cambio en la densidad del flujo magnético puede ser, p. ej., de aproximadamente 40 mT. Debido a las tolerancias de posición y/o a las tolerancias de tamaño (un imán permanente de NdFeB sinterizado puede tener fácilmente una tolerancia de tamaño en el intervalo de ± 0,05 mm a ± 0,1 mm), la distancia inicial y la distancia de desplazamiento también puede variar fácilmente como se indica mediante las líneas discontinuas referidas a las posiciones modificadas x1' y x2'. Para hacer frente a estas tolerancias, debe elegirse un sensor Hall de modo que tenga un intervalo lineal mayor, p. ej., aproximadamente 80 mT, y la mención ilustrativa del intervalo de detección de 40 mT de las posiciones y tamaños ideales definidos está prevista entonces de modo que esté situado centralmente en el intervalo de sensibilidad lineal de 80 mT del sensor Hall elegido. Se observa que lo anterior es solo un ejemplo para mostrar los principios generales. Dependiendo del tamaño, el material, la distancia inicial al sensor Hall, etc., del imán permanente del sensor, pueden utilizarse otros sensores Hall que tengan, p. ej., un intervalo de sensibilidad lineal de 20 mT o de 160 mT, etc. Sensores Hall adecuados incluyen sensores de, p. ej., la serie Allegro A1304 (comercializada por Allegro MicroSystems, LLC, Massachusetts, EE. UU,) o la serie Diodes AH49F (comercializada por Diodes Incorporated, Texas, EE. UU.). La sensibilidad del sensor Hall puede estar en el intervalo de entre 10 mV/mT a 90 mV/mT.

La Fig. 5 es un gráfico que muestra las curvas 80, 81, 82 y 83 de medición hechas con varios prototipos investigados, donde la señal de tensión de Hall U-HALL (en V) se muestra como función de la fuerza F de tratamiento aplicada (en N). Las curvas 80 a 83 de medición son esencialmente lineales entre una fuerza de tratamiento de 0 N y una fuerza de tratamiento de 3 N. P. ej., una fuerza de tratamiento detectable mínima o primer valor umbral de fuerza de 0,8 N puede medirse también como un segundo valor umbral de fuerza de 2,5 N. Debido a las diferencias de las curvas, es apropiado llevar a cabo una calibración de la respuesta del sistema. Puede ser suficiente una calibración lineal, p. ej., midiendo la tensión de Hall en una condición sin carga y para una fuerza de tratamiento predefinida (p. ej., 2,0 N), aunque esto no excluirá que la calibración funcione con más de dos puntos de medición. En particular, se puede realizar una calibración en el lugar de fabricación antes de vender el dispositivo para la higiene personal, de modo que el parámetro o los parámetros de calibración se pueden almacenar en una memoria del dispositivo para la higiene personal.

La Fig. 6 es una representación de un soporte 140A de motor que lleva un motor 100A y una unidad 200A de cancelación de vibraciones. Se conecta un eje 150A de accionamiento con una parte de inducido del motor 100A. Puede utilizarse un conector 160A eléctrico en forma de S para la conexión eléctrica de un motor 100A con una fuente de energía, cuyo conector de tipo S sea lo suficientemente flexible para acomodar el pequeño movimiento del soporte 140A de motor bajo una fuerza de tratamiento aplicada respecto a un mango del dispositivo para la higiene personal. Un elemento 142A de sujeción está asegurado de forma fija al soporte 140A de motor y sostiene un imán 410A permanente del sensor y además dos elementos 5100A y 5101A de resorte de tipo varilla. Los elementos 5100A y 5101A de resorte de tipo varilla son recibidos en un extremo en receptáculos 1424A que están conectados con el soporte 140A de motor y serán recibidos en accesorios de sujeción respectivos fijados con respecto al mango del dispositivo para la higiene personal, como se explicará más detalladamente con respecto a la Fig. 7. Los elementos 1500A y 1501A de resorte de tipo varilla forman conjuntamente una unidad 510A de resortes que proporciona una fuerza elástica contra la cual debe actuar la fuerza de tratamiento aplicada externamente para hacer pivotar el soporte 140A de motor alrededor del eje de pivote.

Los elementos 1500A Y 1501A de resorte de tipo varilla aquí descritos poseen determinadas características que los hacen adecuados para el uso previsto. Por un lado, un elemento de resorte de tipo varilla se puede hacer con alta precisión a pesar de los pequeños costes de fabricación. Esta alta calidad de fabricación (es decir, tolerancias bajas) favorece que los elementos de resorte se pueden montar esencialmente sin introducir una fuerza de desviación que tendría que ser vencida por la fuerza de tratamiento aplicada, lo cual es perjudicial para la calidad de medición del valor umbral de fuerza detectable mínima. Por otro lado, un elemento de resorte de tipo varilla puede proporcionar una constante elástica relativamente alta utilizando para ello tan solo un volumen de construcción limitado. Es más fácil dar cabida a un objeto largo de un diámetro pequeño o de pequeña forma en sección transversal en el alojamiento de un dispositivo para la higiene personal que un resorte en espiral o un resorte de láminas que proporciona una constante elástica similar con alta precisión. Además, como un elemento de resorte de tipo varilla se puede fabricar con una sección transversal esencialmente rectangular, la constante elástica en la dirección de rotación y la constante elástica en la dirección perpendicular pueden ajustarse con precisión. En algunas realizaciones investigadas, los elementos 1500A y 1501A de resorte de tipo varilla tienen cada uno una longitud de resorte libre de aproximadamente 24 mm y una constante elástica de aproximadamente 2 N/mm y están fabricados en un acero inoxidable para resortes de 1,4310 y tienen una forma de sección transversal rectangular con unas dimensiones de 0,8 mm por 1,2 mm.

La Fig. 7 muestra un detalle de un corte a través del extremo de un soporte 140B de motor en el que el elemento 142B de sujeción está montado de forma fija y a través de un bastidor 600B que está montado a su vez de forma fija con respecto a un mango de un dispositivo para la higiene personal. El bastidor 600B puede, en particular, soportar una fuente de energía, tal como un acumulador recargable y una PCB sobre la cual se montan las partes electrónicas del dispositivo para la higiene personal incluido el sensor Hall. El elemento 142B de sujeción comprende un receptáculo 1424B para recibir un elemento 5100B de resorte de tipo varilla (puede haber dispuesto otro receptáculo en particular en la cara opuesta del elemento 142B de sujeción como se muestra en la Fig. 6 para recibir un elemento paralelo de resorte de tipo varilla). El receptáculo 1424B tiene un agujero u orificio 1421B en el que estructuras 1422B portantes semicilíndricas alineadas proporcionan un punto de soporte para el elemento 5100B de resorte de tipo varilla. Como se explicará en mayor detalle, el elemento 5100B de resorte de tipo varilla está montado de forma fija en el bastidor 600B y, por lo tanto, el soporte del elemento 5100B de resorte de tipo varilla en el elemento 142B de sujeción debe proporcionar cierta movilidad del elemento 5100B de resorte de tipo varilla dentro del receptáculo 1424B. Cuando el soporte 140B del motor se mueve, p. ej., aproximadamente 1 mm alrededor de su eje de rotación como se indica mediante una flecha doble en la Fig. 7, el elemento 5100B de resorte de tipo varilla debería poder girar dentro de su soporte en el receptáculo 1424B y debería también poderse desplazar ligeramente de forma lineal con respecto al receptáculo 1424B para compensar el movimiento del soporte 140B del motor con respecto al bastidor 600B. Se muestra un diseño alternativo para satisfacer la flexibilidad requerida mencionada y se explica en relación con la Fig. 9.

Se muestra adicionalmente en la Fig. 7 que el elemento 5100B de resorte de tipo varilla es recibido por un accesorio 610B de sujeción proporcionado en el bastidor 600B. El accesorio 610B de sujeción comprende una abrazadera anterior 6101b y una abrazadera posterior 6102B. Aunque no puede verse en el corte, la abrazadera anterior 6101B y la abrazadera posterior 6102B tienen forma de receptáculos en U. En otras realizaciones, las abrazaderas pueden realizarse esencialmente como abrazaderas en forma de O. La estructura puede comprender más de las dos abrazaderas mostradas, en particular, la estructura puede comprender tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o incluso más abrazaderas para sujetar firmemente el elemento 5100B de resorte de tipo varilla. Al menos una de las abrazaderas 6101B o 6102B, pero en particular cada una de las abrazaderas, puede tener una cara frontal achaflanada (como se muestra en la Fig. 7) para facilitar la inserción del elemento 5100B de resorte en forma de varilla en las abrazaderas.

El elemento 5100B de resorte de tipo varilla tiene una longitud libre Lf entre el punto 1422B de soporte y la abrazadera anterior 6101B. La longitud libre Lf del elemento de resorte en forma de varilla determina la constante elástica que actúa contra un movimiento pivotante del soporte 140B del motor. P. ej., el elemento 5100B de resorte con forma de varilla puede tener una altura de 0,8 mm y una anchura de 1,2 mm, una longitud libre de 24,3 mm y puede estar fabricado en acero para resortes con un módulo elástico de 195.000 N/mm2. Se obtiene entonces una rigidez (es decir, constante elástica) de aproximadamente 2,09 N/mm por elemento de resorte de tipo varilla y, si se utilizan dos elementos de resorte de tipo varilla, se obtiene una rigidez total de 4,18 N/mm. Adaptando la longitud libre Lf, puede ajustarse la rigidez de la unidad de resortes.

La estructura general de un imán permanente del sensor y un sensor Hall que están montados en un soporte de motor móvil y un mango de un dispositivo para la higiene personal, respectivamente, también es aplicable a un dispositivo para la higiene personal que tiene un tipo genérico de motor en lugar de un motor resonante como se ha descrito. Esto se describe con referencia a la Fig. 8, que es una representación esquemática de un dispositivo 10C para la higiene personal que tiene un mango 1C y una sección de cabezal 2C que comprende un cabezal 3C de tratamiento. La sección 2C de cabezal está conectada de forma fija con un soporte 140c de motor que lleva un motor para poner en movimiento el cabezal 3C de tratamiento. El soporte 140C del motor está montado de forma pivotante alrededor de un eje 12C de pivote. Si se aplica una fuerza F de tratamiento externa al cabezal de tratamiento en una dirección de tratamiento, la sección 2C del cabezal y el soporte 140C del motor giran alrededor del eje 12C de pivote como se indica mediante las flechas P en la Fig. 8. El soporte 140C del motor está montado para un movimiento pivotante contra una fuerza de resorte aplicada por la unidad 510C de resortes. Un imán 410C permanente del sensor está montado en el soporte 140C del motor y un sensor Hall 420C está montado en el mango 11C. Se proporciona un elemento 15C de tope para evitar un movimiento pivotante adicional por encima de una fuerza de tratamiento externa aplicada máxima predeterminada. Todo lo que se ha explicado con respecto al imán permanente del sensor y al sensor Hall en la exposición anterior también se aplica al ejemplo, no según la invención, de la Fig. 8.

La Fig. 9 es una representación de un soporte 140D de motor sobre el que se monta de forma fija un elemento 142D de sujeción y donde el elemento 142D de sujeción sostiene dos elementos 5100D y 5101D de resorte de tipo varilla en receptáculos 1424D. A diferencia del soporte proporcionado en el receptáculo 1424B mostrado en la Fig. 7 que permitía una rotación así como un ligero movimiento lineal del elemento 5100B de resorte de tipo varilla, en la Fig. 9 se muestra una realización donde los elementos 5100D y 5101D de resorte de tipo varilla están asegurados de forma fija en los receptáculos 1424D. Por ejemplo, los elementos 5100D y 5101D de resorte de tipo varilla pueden tener un rebaje con respecto a la dirección de extensión longitudinal y los receptáculos 1424D se moldearon por inyección alrededor de estos rebajes de modo que los elementos 5100D y 5101D de resorte de tipo varilla están fijados de forma segura a los receptáculos 1424D. Los receptáculos 1424D están conectados a través de brazos 1425D con una estructura 1426D de puente que se extiende desde una base 1427D del elemento 142D de sujeción. Este diseño particular permite que los brazos 1425D y la estructura 1426D de puente se flexionen cuando el soporte 140D de motor gira de modo que puedan acomodarse las diferencias de longitud.

Las Figs. 10A y 10B muestran una vista superior y una vista en sección transversal a lo largo del plano A-A indicado en la Fig. 10A de un ejemplo no según la invención, donde una parte final de una estructura 140E de soporte está conectada por resorte a una estructura 600E a través de un resorte 510E de láminas estructurado, donde la estructura 600E está asegurada de forma fija a una carcasa del mango y el soporte 140E del motor está montado de forma pivotante en la carcasa del mango como se explica en particular con referencia a la Fig. 2.

En el ejemplo mostrado, no según la invención, el resorte 510E de láminas plano estructurado es simétrico con respecto al eje L2 central longitudinal. El resorte 510E de láminas se asegura de forma fija a una parte 143E de brazo de la estructura de soporte 140E en una posición central de una parte central 5111E por medio de un tornillo 5116E. En lugar de fijarse por medio de un tornillo, pueden elegirse otros medios de conexión fija, p. ej., el resorte de láminas puede estar moldeado en una parte del soporte del motor. Dos brazos 5121E y 5122E se extienden desde la parte central 5111E. El brazo 5122E tiene una primera parte 51132E que se extiende en el lado derecho (con respecto al plano del papel) y que tiene una forma general de S y el brazo 5121E tiene una primera parte 5131E que se extiende en el lado izquierdo y que tiene una forma de S idéntica pero especular. Cada parte 5131E, 5132E de brazo con forma de S continua de forma simétricamente especular en una parte 5141E y 5142E de brazo vertical, respectivamente, que recuerda al observador una trompa de elefante. Cada una de las partes de la “trompa” se ensancha hacia una parte 5114E y 5115E de conector, donde cada una de las partes 5114E y 5115E de conector se conectan de forma fija a una parte de la estructura 600E por medio de un tornillo 5112E y 5113E, respectivamente.

La parte 143E de brazo de la estructura 140E de soporte sirve para proporcionar una compensación de longitud cuando la estructura 140E de soporte pivota debido a la aplicación de una fuerza externa en una dirección M3, de forma que los brazos mismos pivotan en una dirección P3 para compensar la diferencia de longitud entre los puntos de fijación del resorte 510E de láminas en la estructura 600E y la estructura 140E de soporte.

El resorte 510E de láminas es un ejemplo, no según la invención, de un resorte de láminas estructurado que utiliza únicamente un pequeño volumen de construcción y que puede diseñarse mediante el espesor de las láminas y la forma exacta de los brazos de modo que tenga una constante elástica en la dirección de tratamiento adecuada para el uso previsto y donde la constante elástica en una dirección lateral, que es perpendicular a la dirección de tratamiento, es al menos dos veces tan alta como la constante elástica en la dirección de tratamiento.

Las dimensiones y valores descritos en la presente memoria no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos indicados. Sino que, salvo que se indique lo contrario, debe considerarse que cada dimensión significa tanto el valor indicado como un intervalo funcionalmente equivalente en torno a ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como “40 mm” significa “ aproximadamente 40 mm.”

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un dispositivo (1) para la higiene personal que comprende

   un mango (5) previsto para ser sostenido por un usuario;

   un cabezal (3) de tratamiento previsto para ser presionado contra una parte del cuerpo de un usuario; en donde el cabezal (3) de tratamiento está conectado de forma pivotante con el mango (5) de modo que la aplicación de una fuerza (F1) de tratamiento contra el cabezal (3) de tratamiento al menos a lo largo de una dirección de tratamiento lleva a un pivotamiento del cabezal (3) de tratamiento con relación al mango (5) alrededor de un eje (12) de pivotamiento;

   un sensor (420) para medir una variable de medición, asegurado de forma fija con respecto a uno del mango (5) y el cabezal (3) de tratamiento;

   una unidad (410) de cooperación con el sensor para definir o influenciar la variable de medición en función de la posición relativa del sensor (420) y la unidad (410) de cooperación con el sensor, asegurada de forma fija con respecto al otro de entre el mango (5) y la cabeza (3) de tratamiento;

   en donde una unidad (510A) de resortes define una posición de reposo del cabezal (3) de tratamiento cuando no se aplica ninguna fuerza (F1) de tratamiento en el cabezal (3) de tratamiento y la unidad (510A) de resortes comprende al menos un primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla que se extiende a lo largo de una dirección (L) de extensión longitudinal del mango (5);

   en donde el al menos primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla se extiende entre una estructura (140A) de soporte dispuesta dentro del mango (5) y el mango (5), que soporta la estructura (140A) de soporte, se conecta con el cabezal (3) de tratamiento de manera que la estructura (140A) de soporte pivota alrededor del eje (12) de pivote junto con el cabezal (3) de tratamiento, en particular cuando la estructura (140A) de soporte es un soporte de motor; y

   además, donde en el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una longitud libre de al menos aproximadamente 15 mm y el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una altura en el intervalo de 0,6 mm a 1,0 mm y una anchura en el intervalo de entre 1,0 mm y 2,0 mm.
2. 2. El dispositivo para la higiene personal según la reivindicación 1, en donde el al menos primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una primera constante elástica en la dirección de tratamiento y una segunda constante elástica en una dirección lateral que es perpendicular a la dirección de tratamiento, cuya segunda constante elástica es al menos aproximadamente dos veces superior a la primera constante elástica.
3. 3. El dispositivo para la higiene personal según la reivindicación 2, en donde la primera constante elástica está en el intervalo de 2 N/mm a 6 N/mm y la segunda constante elástica está en un intervalo de 6 N/mm a 24 N/mm.
4. 4. El dispositivo para la higiene personal según la reivindicación 1, en donde el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una longitud libre de al menos 20 mm.
5. 5. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad (510A) de resortes comprende un segundo elemento (5101A) de resorte en forma de varilla que se dispone paralelo al primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla.
6. 6. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde al menos el primer elemento (5100A) de resorte en forma de varilla tiene una forma en sección transversal esencialmente rectangular.
7. 7. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde un extremo de al menos el primer elemento (5100B) de resorte en forma de varilla es soportado en un receptáculo (1421B) de modo que el primer elemento (5100B) de resorte en forma de varilla se monta de forma pivotante y puede moverse a lo largo de su dirección de extensión longitudinal.
8. 8. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde un extremo de al menos el primer elemento (5100D) de resorte en forma de varilla es soportado de forma fija en un receptáculo (1424D) y el receptáculo (1424D) está montado por resorte en la estructura (140D) de soporte.
9. 9. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde un extremo de al menos el primer elemento (5100B) de resorte en forma de varilla se mantiene fijo en un accesorio (610B) de sujeción en el mango, en particular en donde el accesorio (610B) de sujeción comprende al menos una abrazadera inferior y al menos una superior (6101B; 6102B) en forma de U.
10. 10. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el sensor (420) es un sensor Hall.
11. 11. El dispositivo para la higiene personal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la unidad (410) de cooperación con el sensor es un imán permanente del sensor.