KR20210096600A - 수직 브러싱 전동 칫솔 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직 브러싱 전동 칫솔을 개시하며, 공간 동력 전달 기구를 통해 브러쉬 헤드(9)의 정방향 및 역방향의 왕복 스윙을 실현하여, 실제 수동 칫솔질의 수직 브러싱 동작 과정을 시뮬레이팅하며, 칫솔 내부에는 공간 변속기가 구비되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 업라이트 캠(2)은 변속기의 입력단으로서 모터(1)의 회전축 상에 슬리브 설치되고, 인버트 캠 원통(7)은 변속기의 출력단으로서 전동 칫솔의 브러쉬 헤드(9)와 연결되며, 업라이트 캠(2) 상에는 홈(21)이 구비되고, 업라이트 캠(2)은 슬라이드 블록(4)을 통해 굴림구슬(5)과 협력하여 인버트 캠 원통(7)을 구동시키고, 모터 주축의 단일 방향 회전을 브러쉬 헤드(9)의 변향되는 왕복 스윙 운동으로 변환시켜, 공간 상에서의 운동 변환 및 변속을 실현하고, 변속기를 추가 설치함으로써, 방사상 크기가 제한되는 경우, 동축 또는 축방향과 평행되는 방향에서의 입출력 회전 각도의 고정된 분도를 실현하고, 빈도가 일정하고 토크가 배수로 증가하는 출력 특성을 유지한다.
Description
본 발명은 전동 칫솔 분야에 관한 것으로, 특히는 수직 브러싱 전동 칫솔에 관한 것이다.
현재 시중에는 두가지 유형의 전동 칫솔이 있으며, 첫 번째 유형으로는 칫솔의 솔모가 평면에서 스윙하는 기계식 회전륜 회전 치솔이며, 이는 캔틸레버 자유단이 고속 회전 진동하여 회전륜을 충돌하는 방식, 고속 회전하는 캠, 편심륜 또는 크랭크가 회전륜을 충돌하는 방식의 작동 원리의 광범위한 평면 기계적 동력 전달 기구를 포함하며, 이의 회전 평면은 치아 표면에 평행되어, 치은 고랑을 청소하지 못하고, 치아 표면에 대한 마모가 크다. 두 번째 유형으로는 진동식 칫솔이며, 이는 기계적 편심 진동 및 선형 전자기 편향 강화형 기진 전동 칫솔을 포함하며, 진동은 주기적으로 기하급수적으로 감쇠하고, 솔모의 진폭은 아주 커 보이나, 솔모의 질량이 밀리그램 급이여서, 실제로 칫솔질을 위한 출력 전력이 아주 낮아, 칫솔질의 효과가 이상적이지 못하다.
칫솔 암이 스윙하는 수직 브러싱 전동 칫솔에 대한 연구 개발은 항상 전동 칫솔의 문제점으로 대두되고 있다. 정방향 및 역방향 회전 모터로 칫솔 암이 스윙하는 수직 브러싱 전동 칫솔을 구동하는 것은 가장 단순한 사유 방식으로서, 모터는 기계적 시간 상수 Tm 및 전기적 시간 상수 Te와 같은 두개의 시간 상수를 구비하며, 다시 말해서, 작은 각도의 정방향 및 역방향 회전 모터의 빈도가 아주 낮고, 출력하는 토크가 아주 작으며, 강한 전류 조건 하에서 작동되며, 특히는 전동 칫솔의 모터를 배치 가능한 크기 공간은 아주 한정적이다.
본 발명이 해결하고자는 기술적 과제로서, 수직 브러싱 전동 칫솔을 제공하고자 한다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 아래와 같은 기술적 방안을 이용한다.
수직 브러싱 전동 칫솔에 있어서, 브러쉬 헤드(9) 및 하우징을 포함하고, 하우징 내부에는 모터(1) 및 출력축이 고정되고, 출력축은 하우징을 관통하여 브러쉬 헤드(9)와 연결되고, 상기 출력축과 모터(1) 사이에는 변속기가 설치되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 상기 업라이트 캠(2)은 원통 형상이고, 상기 업라이트 캠(2)의 외벽에는 홈(21)이 구비되고, 상기 홈(21)은 업라이트 캠(2)을 에돌아 선단부와 후단부가 서로 연결되고, 상기 홈(21) 내에는 굴림구슬(5)이 설치되고, 상기 메인 받침대(3)는 업라이트 캠(2) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 메인 받침대(3)의 하단부에는 플랜지 링이 설치되고, 상기 플랜지 링 상에는 위치 제한 홀(31)이 개방되고, 상기 메인 받침대(3)의 측벽에는 슬라이드 블록 홈(32)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록 홈(32) 내에는 슬라이드 블록(4)이 설치되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 외벽에는 원통형 핀(42)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 내벽 상에는 아크 홈(41)이 구비되고, 상기 아크 홈(41)은 굴림구슬(5)과 맞대이고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3)와 고정 연결되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)에는 관통 홈(61)이 종방향으로 구비되고, 원통형 핀(42)은 상기 관통 홈(61)을 관통하고, 상기 인버트 캠 원통(7)은 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 인버트 캠 원통(7)의 측벽 상에는 슬라이드 홈(72)이 구비되고, 상기 원통형 핀(42)은 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하며, 상기 인버트 캠 원통(7)의 하단에는 위치 제한 돌기(71)가 구비되고, 상기 위치 제한 돌기(71)는 플랜지 링의 위치 제한 홀(31) 내부에 위치하고, 상기 변속기 하우징(8)은 인버트 캠 원통(7) 외부에 슬리브 설치된다.
바람직하게, 상기 출력축과 인버트 캠 원통(7)은 일체형이고, 상기 출력축은 변속기 하우징(8)을 관통한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 하단에는 장착 기둥이 구비되고, 상기 플랜지 링 상에는 장착 홀이 개방되고, 상기 장착 기둥은 플랜지 링의 장착 홀 내부에 위치한다. 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 장착 기둥을 통해 메인 받침대(3)와 고정 연결되어, 장착 기둥을 통해 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 자유도를 제한한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상이다. 부채꼴 형상의 구조 부피는 상대적으로 작다.
본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔은, 공간 동력 전달 기구를 통해 브러쉬 헤드(9)의 정방향 및 역방향의 왕복 스윙을 실현하여, 실제 수동 칫솔질의 수직 브러싱 동작 과정을 시뮬레이팅하며, 칫솔 내부에는 공간 변속기가 구비되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 업라이트 캠(2)은 변속기의 입력단으로서 모터(1)의 회전축 상에 슬리브 설치되고, 인버트 캠 원통(7)은 변속기의 출력단으로서 전동 칫솔의 브러쉬 헤드(9)와 연결되며, 업라이트 캠(2) 상에는 홈(21)이 구비되고, 업라이트 캠(2)은 슬라이드 블록(4)을 통해 굴림구슬(5)과 협력하여 인버트 캠 원통(7)을 구동시키고, 모터 주축의 단일 방향 회전을 브러쉬 헤드(9)의 변향되는 왕복 스윙 운동으로 변환시켜, 공간 상에서의 운동 변환 및 변속을 실현하고, 변속기를 추가 설치함으로써, 방사상 크기가 제한되는 경우, 동축 또는 축방향과 평행되는 방향에서의 입출력 회전 각도의 고정된 분도를 실현하고, 빈도가 일정하고 토크가 배수로 증가하는 출력 특성을 유지한다.
아래에 본 발명의 상술한 장점이 보다 명확해지도록, 첨부된 도면을 결부하여 본 발명에 대한 상세한 설명을 진행하기로 한다.
도 1은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 변속기의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 변속기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 업라이트 캠의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 인버트 캠 원통의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 슬라이드 블록의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 메인 받침대의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 슬라이드 블록 위치 제한 원통의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 하프 단면도이다.
도 9는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 구조 개략도이다.
도 1은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 변속기의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 변속기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 업라이트 캠의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 인버트 캠 원통의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 슬라이드 블록의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 메인 받침대의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 슬라이드 블록 위치 제한 원통의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 하프 단면도이다.
도 9는 본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔의 구조 개략도이다.
아래에 첨부된 도면 및 실시예를 결부하여 본 발명의 구현 방식에 대한 상세한 설명을 진행하기로 하며, 이로써 발명이 기술적 문제를 해결하기 위해 기술적 수단을 적용하는 방법, 실현하는 기술적 효과의 구현 과정을 충분히 이해하고 실시할 수 있게 된다. 본 발명 중의 각 실시예 및 각 실시예 중의 각 특징은 상호 모순되지 않는 한 서로 결합될 수 있으며, 이렇게 형성된 기술적 방안은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되는 것을 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 수직 브러싱 전동 칫솔에 있어서, 브러쉬 헤드(9) 및 하우징을 포함하고, 하우징 내부에는 모터(1) 및 출력축이 고정되고, 출력축은 하우징을 관통하여 브러쉬 헤드(9)와 연결되고, 상기 출력축과 모터(1) 사이에는 변속기가 설치되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 상기 업라이트 캠(2)은 원통 형상이고, 상기 업라이트 캠(2)의 외벽에는 홈(21)이 구비되고, 상기 홈(21)은 업라이트 캠(2)을 에돌아 선단부와 후단부가 서로 연결되고, 상기 홈(21) 내에는 굴림구슬(5)이 설치되고, 상기 메인 받침대(3)는 업라이트 캠(2) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 메인 받침대(3)의 하단부에는 플랜지 링이 설치되고, 상기 플랜지 링 상에는 위치 제한 홀(31)이 개방되고, 상기 메인 받침대(3)의 측벽에는 슬라이드 블록 홈(32)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록 홈(32) 내에는 슬라이드 블록(4)이 설치되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 외벽에는 원통형 핀(42)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 내벽 상에는 아크 홈(41)이 구비되고, 상기 아크 홈(41)은 굴림구슬(5)과 맞대이고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3)와 고정 연결되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)에는 관통 홈(61)이 종방향으로 구비되고, 원통형 핀(42)은 상기 관통 홈(61)을 관통하고, 상기 인버트 캠 원통(7)은 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 인버트 캠 원통(7)의 측벽 상에는 슬라이드 홈(72)이 구비되고, 상기 원통형 핀(42)은 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하며, 상기 인버트 캠 원통(7)의 하단에는 위치 제한 돌기(71)가 구비되고, 상기 위치 제한 돌기(71)는 플랜지 링의 위치 제한 홀(31) 내부에 위치하고, 상기 변속기 하우징(8)은 인버트 캠 원통(7) 외부에 슬리브 설치된다.
바람직하게, 상기 출력축과 인버트 캠 원통(7)은 일체형이고, 상기 출력축은 변속기 하우징(8)을 관통한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 하단에는 장착 기둥이 구비되고, 상기 플랜지 링 상에는 장착 홀이 개방되고, 상기 장착 기둥은 플랜지 링의 장착 홀 내부에 위치한다. 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 장착 기둥을 통해 메인 받침대(3)와 고정 연결되어, 장착 기둥을 통해 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 자유도를 제한한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상이다. 부채꼴 형상의 구조 부피는 상대적으로 작다.
업라이트 캠의 홈의 단위 회전 각도의 축 방향 변위를 t로 정할 경우, t>0일 때 양정이고, t=0일 때 무 양정 원고리 홈이고, t<0일 때 회정이다. 세가지 경우에 대응되는 회전 각도값과 단위 양정의 상이한 조합은 상이한 예상 홈(21)을 획득할 수 있다. 홈(21)의 모든 180도의 회전 각도를 단일의 양정 또는 회정으로 설계할 경우, 최대의 토크 증가 배수를 획득할 수 있다. 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)을 설계할 때, 슬라이드 홈(72)의 회전 각도를 *?*로, 업라이트 캠의 멀티 턴 홈(21)의 턴수를 k로 설정할 경우, 토크 확대 배수 m=k*180/
이고, 출력 빈도는 입력 빈도에서 k를 나눈 값이다. 예컨대 단일 턴 홈의 업라이트 캠이면, 인버트 캠 원통의 슬라이드 홈(72)의 회전 각도를 10-18도로 설정할 경우, 최대 토크 확대 배수는 18-10 배이고, 멀티 턴 홈(21)이면, 최대 토크 확대 배수에 턴수 k를 더 승한다.
해당 변속기는 정밀한 공간 동력 전달 기구이고, 전기 모터는 업라이트 캠(2)의 회전을 구동시키고, 업라이트 캠(2)상의 홈(21)의 곡면은 굴림구슬(5)을 푸싱하여, 굴림구슬(5)이 홈(21) 내부에서 순환 운동을 진행하고, 굴림구슬(5)은 슬라이드 블록(4)과 협력하여, 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 관통 홈(61)의 제한 하에, 슬라이드 블록(4)은 직선 왕복 이동을 진행하고, 슬라이드 블록(4) 상의 원통형 핀(42)은 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하고, 원통형 핀(42)은 인버트 캠 원통(7)의 스윙 회전을 트리거하고, 브러쉬 헤드(9)를 인버트 캠의 원기둥 상에 슬리브 설치하여, 수직 브러싱을 실현한다.
업라이트 캠(2)의 홈(21)에 대응되는 업라이트 캠(2)의 중심축 원주 회전 각도는 360 도의 정수 배이고, 업라이트 캠(2)이 1회 회전하는 것은 슬라이드 블록(4)이 1 주기 왕복 운동을 진행하는 것에 대응되며, 이러한 업라이트 캠(2)의 홈(21)은 단일 턴 순환으로 지칭되며, 이로써 멀티 턴 순환을 유추한다. 멀티 턴 순환의 홈(21)이 360 도 회전할때마다 양정 및 회정 곡선 상에서 하나의 단일 지점이 불연속적인 교차 중단점을 발생하게 되고, 마찰력과 관성의 작용 하에, 굴림구슬(5)은 교차 중단점을 순조롭게 지나갈 수 있다. 변곡점이 없는 곡선 홈(21)은 이러한 업라이트 캠(2)을 안정적으로 작동시킬 수 있다.
메인 받침대(3), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 변속기 하우징(8)은 먼저 조립된 후, 일체로 서로 고정 연결된다. 받침대 부분은 업라이트 캠(2), 인버트 캠 원통(7) 및 슬라이드 블록(4)을 결합시키는 관건적인 부재로서, 인버트 캠 원통(7)의 위치 제한 돌기(71)를 통해 인버트 캠 원통(7)의 강도를 증가시키고, 위치 제한 돌기(71)와 위치 제한 홀(31)의 협력을 통해 인버터 캠 원통(7)의 스윙 폭을 제한시키고, 메인 받침대(3)는 출력단에서 모터(1)와 결합되고, 필요에 따라 노치를 개설하거나 버클 등과 같은 보조 기구 등을 추가할 수 있다.
슬라이드 블록(4)은 굴림구슬과 협력하고, 업라이트 캠(2)은 굴림구슬을 통해 슬라이드 블록(4)과 결합된다. 슬라이드 블록(4)은 슬라이드 블록(4) 상의 원통형 핀(42)을 통해 인버트 캠 원통(7)을 구동시킨다. 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상 구조를 이용하여, 부피가 가장 작으며, 기타의 계단 위치 지정 가이드 또는 기타의 형상을 이용할 수도 있으며, 굴림구슬은 기타의 롤러를 이용할 수 있으며, 원통형 핀(42)은 테이퍼 핀, 볼 핀, 신축 핀 등과 같은 기타의 균등한 부재를 이용할 수도 있다.
인버트 캠 원통(7)은 변속기의 출력단으로서, 그의 상부에는 브러쉬 헤드(9)가 장착되어 수직 방향 스윙 칫솔질을 수행한다. 기능성 변속기로서, 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)은 0-360 도의 임의의 고정 각도로 설계될 수 있다. 전동 칫솔의 출력단으로서, 슬라이드 홈(72)의 각도가 10-18 도에 있을 때 작동 요구에 상대적으로 부합된다. 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)은 슬라이드 블록(4)의 원통형 핀(42)과 맞물려, 전동 칫솔에 사용되는 작은 회전 각도의 슬라이드 홈(72)에 대해, 내벽과 외벽을 직접적으로 개통할 수 있어, 가공 공정을 단순화시키고, 인버트 캠 원통(7)의 강도에 대해 아주 큰 영향을 미치지 않게 된다.
본 발명은 종래의 영구 자석 DC 회전 모터를 기반으로 동력을 제공하며, 모터 회전 속도는 3000-12000 턴/분이고, 모터의 출력 토크는 6-18 g.cm이며, 해당 기계 변속기의 운동 변환을 경유하여, 출력축에 따른 출력단에 고정된 칫솔 브러쉬 헤드의 10-18 도의 임의의 하나의 고정된 설계 각도 변수 범위 내에서의 왕복 스윙을 실현하며, 단일 턴 홈(21)일 경우, 스윙 빈도와 모터의 출력 각속도는 동일하며, 약 3000-12000 회/분이고, 솔모의 스윙 호 길이는 2.5-4.5 밀리미터이고, 토크 증가 최대 배수는 10-18이고, 10 도일 때 18 배이고, 18 도일 때 10 배이며, 업라이트 캠(2)의 홈(21)의 곡선 설계를 변화시킴으로써, 토크 증가 배수 계수를 감소시켜, 약 50-160 g.cm 설정 수치의 토크 출력을 실현할 수 있다.
본 실시예 중의 변속기의 업라이트 캠은 주동 부재이고, 인버트 캠 원통은 피동 부재이며, 실제 사용 경우에 따라, 슬라이드 홈(72)이 360도 폐쇄 순환일 경우, 인버트 캠 원통을 주동 부재로 이용하고, 업라이트 캠을 피동 부재로 이용할 수 있다.
본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔은, 모터(1)와 출력축 사이에 변속기를 추가로 설치함으로써, 전동 칫솔의 브러쉬 헤드(9)가 축선 방향을 중심으로 하는 왕복 스윙을 실현하고, 본 발명은 업라이트 캠(2) 상에 변곡점이 없는 순환 곡선 홈(21)을 개방함으로써, 모터(1)의 등속 회전 출력을 확보하고, 제한된 공간 내에서 출력 토크가 더욱 크며, 홈(21)이 단일 턴일 경우, 모터(1)가 1회 회전할 때, 브러쉬 헤드(9)가 1 주기 스윙하며, 브러쉬 헤드(9)의 스윙 빈도와 회전 각속도가 동일하다.
발명의 실시 방식
아래에 첨부된 도면 및 실시예를 결부하여 본 발명의 구현 방식에 대한 상세한 설명을 진행하기로 하며, 이로써 발명이 기술적 문제를 해결하기 위해 기술적 수단을 적용하는 방법, 실현하는 기술적 효과의 구현 과정을 충분히 이해하고 실시할 수 있게 된다. 본 발명 중의 각 실시예 및 각 실시예 중의 각 특징은 상호 모순되지 않는 한 서로 결합될 수 있으며, 형성된 기술적 방안은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되는 것을 설명하고자 한다.
도 1 내지 9에 도시된 바와 같이, 수직 브러싱 전동 칫솔에 있어서, 브러쉬 헤드(9) 및 하우징을 포함하고, 하우징 내부에는 모터(1) 및 출력축이 고정되고, 출력축은 하우징을 관통하여 브러쉬 헤드(9)와 연결되고, 상기 출력축과 모터(1) 사이에는 변속기가 설치되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 상기 업라이트 캠(2)은 원통 형상이고, 상기 업라이트 캠(2)의 외벽에는 홈(21)이 구비되고, 상기 홈(21)은 업라이트 캠(2)을 에돌아 선단부와 후단부가 서로 연결되고, 상기 홈(21) 내에는 굴림구슬(5)이 설치되고, 상기 메인 받침대(3)는 업라이트 캠(2) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 메인 받침대(3)의 하단부에는 플랜지 링이 설치되고, 상기 플랜지 링 상에는 위치 제한 홀(31)이 개방되고, 상기 메인 받침대(3)의 측벽에는 슬라이드 블록 홈(32)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록 홈(32) 내에는 슬라이드 블록(4)이 설치되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 외벽에는 원통형 핀(42)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 내벽 상에는 아크 홈(41)이 구비되고, 상기 아크 홈(41)은 굴림구슬(5)과 맞대이고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3)와 고정 연결되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)에는 관통 홈(61)이 종방향으로 구비되고, 원통형 핀(42)은 상기 관통 홈(61)을 관통하고, 상기 인버트 캠 원통(7)은 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 인버트 캠 원통(7)의 측벽 상에는 슬라이드 홈(72)이 구비되고, 상기 원통형 핀(42)은 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하며, 상기 인버트 캠 원통(7)의 하단에는 위치 제한 돌기(71)가 구비되고, 상기 위치 제한 돌기(71)는 플랜지 링의 위치 제한 홀(31) 내부에 위치하고, 상기 변속기 하우징(8)은 인버트 캠 원통(7) 외부에 슬리브 설치된다.
바람직하게, 상기 출력축과 인버트 캠 원통(7)은 일체형이고, 상기 출력축은 변속기 하우징(8)을 관통한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 하단에는 장착 기둥이 구비되고, 상기 플랜지 링 상에는 장착 홀이 개방되고, 상기 장착 기둥은 플랜지 링의 장착 홀 내부에 위치한다. 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 장착 기둥을 통해 메인 받침대(3)와 고정 연결되어, 장착 기둥을 통해 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 자유도를 제한한다.
바람직하게, 상기 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상이다. 부채꼴 형상의 구조 부피는 상대적으로 작다.
업라이트 캠의 홈의 단위 회전 각도의 축 방향 변위를 t로 정할 경우, t>0일 때 양정이고, t=0일 때 무 양정 원고리 홈이고, t<0일 때 회정이다. 세가지 경우에 대응되는 회전 각도값과 단위 양정의 상이한 조합은 상이한 예상 홈(21)을 획득할 수 있다. 홈(21)의 모든 180도의 회전 각도를 단일의 양정 또는 회정으로 설계할 경우, 최대의 토크 증가 배수를 획득할 수 있다. 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)을 설계할 때, 슬라이드 홈(72)의 회전 각도를 *?*로, 업라이트 캠의 멀티 턴 홈(21)의 턴수를 k로 설정할 경우, 토크 확대 배수 m=k*180/
이고, 출력 빈도는 입력 빈도에서 k를 나눈 값이다. 예컨대 단일 턴 홈의 업라이트 캠이면, 인버트 캠 원통의 슬라이드 홈(72)의 회전 각도를 10-18도로 설정할 경우, 최대 토크 확대 배수는 18-10 배이고, 멀티 턴 홈(21)이면, 최대 토크 확대 배수에 턴수 k를 더 승한다.
해당 변속기는 정밀한 공간 동력 전달 기구이고, 전기 모터는 업라이트 캠(2)의 회전을 구동시키고, 업라이트 캠(2)상의 홈(21)의 곡면은 굴림구슬(5)을 푸싱하여, 굴림구슬(5)이 홈(21) 내부에서 순환 운동을 진행하고, 굴림구슬(5)은 슬라이드 블록(4)과 협력하여, 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 관통 홈(61)의 제한 하에, 슬라이드 블록(4)은 직선 왕복 이동을 진행하고, 슬라이드 블록(4) 상의 원통형 핀(42)은 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하고, 원통형 핀(42)은 인버트 캠 원통(7)의 스윙 회전을 트리거하고, 브러쉬 헤드(9)를 인버트 캠의 원기둥 상에 슬리브 설치하여, 수직 브러싱을 실현한다.
업라이트 캠(2)의 홈(21)에 대응되는 업라이트 캠(2)의 중심축 원주 회전 각도는 360 도의 정수 배이고, 업라이트 캠(2)이 1회 회전하는 것은 슬라이드 블록(4)이 1 주기 왕복 운동을 진행하는 것에 대응되며, 이러한 업라이트 캠(2)의 홈(21)은 단일 턴 순환으로 지칭되며, 이로써 멀티 턴 순환을 유추한다. 멀티 턴 순환의 홈(21)이 360 도 회전할때마다 양정 및 회정 곡선 상에서 하나의 단일 지점이 불연속적인 교차 중단점을 발생하게 되고, 마찰력과 관성의 작용 하에, 굴림구슬(5)은 교차 중단점을 순조롭게 지나갈 수 있다. 변곡점이 없는 곡선 홈(21)은 이러한 업라이트 캠(2)을 안정적으로 작동시킬 수 있다.
메인 받침대(3), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 변속기 하우징(8)은 먼저 조립된 후, 일체로 서로 고정 연결된다. 받침대 부분은 업라이트 캠(2), 인버트 캠 원통(7) 및 슬라이드 블록(4)을 결합시키는 관건적인 부재로서, 인버트 캠 원통(7)의 위치 제한 돌기(71)를 통해 인버트 캠 원통(7)의 강도를 증가시키고, 위치 제한 돌기(71)와 위치 제한 홀(31)의 협력을 통해 인버터 캠 원통(7)의 스윙 폭을 제한시키고, 메인 받침대(3)는 출력단에서 모터(1)와 결합되고, 필요에 따라 노치를 개설하거나 버클 등과 같은 보조 기구 등을 추가할 수 있다.
슬라이드 블록(4)은 굴림구슬과 협력하고, 업라이트 캠(2)은 굴림구슬을 통해 슬라이드 블록(4)과 결합된다. 슬라이드 블록(4)은 슬라이드 블록(4) 상의 원통형 핀(42)을 통해 인버트 캠 원통(7)을 구동시킨다. 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상 구조를 이용하여, 부피가 가장 작으며, 기타의 계단 위치 지정 가이드 또는 기타의 형상을 이용할 수도 있으며, 굴림구슬은 기타의 롤러를 이용할 수 있으며, 원통형 핀(42)은 테이퍼 핀, 볼 핀, 신축 핀 등과 같은 기타의 균등한 부재를 이용할 수도 있다.
인버트 캠 원통(7)은 변속기의 출력단으로서, 그의 상부에는 브러쉬 헤드(9)가 장착되어 수직 방향 스윙 칫솔질을 수행한다. 기능성 변속기로서, 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)은 0-360 도의 임의의 고정 각도로 설계될 수 있다. 전동 칫솔의 출력단으로서, 슬라이드 홈(72)의 각도가 10-18 도에 있을 때 작동 요구에 상대적으로 부합된다. 인버트 캠 원통(7)의 슬라이드 홈(72)은 슬라이드 블록(4)의 원통형 핀(42)과 맞물려, 전동 칫솔에 사용되는 작은 회전 각도의 슬라이드 홈(72)에 대해, 내벽과 외벽을 직접적으로 개통할 수 있어, 가공 공정을 단순화시키고, 인버트 캠 원통(7)의 강도에 대해 아주 큰 영향을 미치지 않게 된다.
본 발명은 종래의 영구 자석 DC 회전 모터를 기반으로 동력을 제공하며, 모터 회전 속도는 3000-12000 턴/분이고, 모터의 출력 토크는 6-18 g.cm이며, 해당 기계 변속기의 운동 변환을 경유하여, 출력축에 따른 출력단에 고정된 칫솔 브러쉬 헤드의 10-18 도의 임의의 하나의 고정된 설계 각도 변수 범위 내에서의 왕복 스윙을 실현하며, 단일 턴 홈(21)일 경우, 스윙 빈도와 모터의 출력 각속도는 동일하며, 약 3000-12000 회/분이고, 솔모의 스윙 호 길이는 2.5-4.5 밀리미터이고, 토크 증가 최대 배수는 10-18이고, 10 도일 때 18 배이고, 18 도일 때 10 배이며, 업라이트 캠(2)의 홈(21)의 곡선 설계를 변화시킴으로써, 토크 증가 배수 계수를 감소시켜, 약 50-160 g.cm 설정 수치의 토크 출력을 실현할 수 있다.
본 실시예 중의 변속기의 업라이트 캠은 주동 부재이고, 인버트 캠 원통은 피동 부재이며, 실제 사용 경우에 따라, 슬라이드 홈(72)이 360도 폐쇄 순환일 경우, 인버트 캠 원통을 주동 부재로 이용하고, 업라이트 캠을 피동 부재로 이용할 수 있다.
본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔은, 모터(1)와 출력축 사이에 변속기를 추가로 설치함으로써, 전동 칫솔의 브러쉬 헤드(9)가 축선 방향을 중심으로 하는 왕복 스윙을 실현하고, 본 발명은 업라이트 캠(2) 상에 변곡점이 없는 순환 곡선 홈(21)을 개방함으로써, 모터(1)의 등속 회전 출력을 확보하고, 제한된 공간 내에서 출력 토크가 더욱 크며, 홈(21)이 단일 턴일 경우, 모터(1)가 1회 회전할 때, 브러쉬 헤드(9)가 1 주기 스윙하며, 브러쉬 헤드(9)의 스윙 빈도와 회전 각속도가 동일하다.
공업실용성
본 발명의 수직 브러싱 전동 칫솔은, 공간 동력 전달 기구를 통해 브러쉬 헤드(9)의 정방향 및 역방향의 왕복 스윙을 실현하여, 실제 수동 칫솔질의 수직 브러싱 동작 과정을 시뮬레이팅하며, 칫솔 내부에는 공간 변속기가 구비되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 업라이트 캠(2)은 변속기의 입력단으로서 모터(1)의 회전축 상에 슬리브 설치되고, 인버트 캠 원통(7)은 변속기의 출력단으로서 전동 칫솔의 브러쉬 헤드(9)와 연결되며, 업라이트 캠(2) 상에는 홈(21)이 구비되고, 업라이트 캠(2)은 슬라이드 블록(4)을 통해 굴림구슬(5)와 협력하여 인버트 캠 원통(7)을 구동시키고, 모터 주축의 단일 방향 회전을 브러쉬 헤드(9)의 변향되는 왕복 스윙 운동으로 변환시켜, 공간 상에서의 운동 변환 및 변속을 실현하고, 변속기를 추가 설치함으로써, 방사상 크기가 제한되는 경우, 동축 또는 축방향과 평행되는 방향에서의 입출력 회전 각도의 고정된 분도를 실현하고, 빈도가 일정하고 토크가 배수로 증가하는 출력 특성을 유지한다.
이상의 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 않으며, 전술한 실시예를 참조하여 본 발명에 대한 상세한 설명을 진행하였으나, 당해 기술 분야의 기술자는 여전히 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 방안에 대해 수정을 진행하거나 그중의 일부의 기술적 특징에 대해 균등한 대체를 진행할 수 있음을 설명하고자 한다. 본 발명의 사상 및 원칙 내에서 진행한 임의의 수정, 균등한 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.
Claims (4)
- 수직 브러싱 전동 칫솔에 있어서,
브러쉬 헤드(9) 및 하우징을 포함하고, 하우징 내부에는 모터(1) 및 출력축이 고정되고, 출력축은 하우징을 관통하여 브러쉬 헤드(9)와 연결되되,
상기 출력축과 모터(1) 사이에는 변속기가 구비되고, 변속기는 업라이트 캠(2), 메인 받침대(3), 슬라이드 블록(4), 굴림구슬(5), 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6), 인버트 캠 원통(7), 및 변속기 하우징(8)을 포함하고, 상기 업라이트 캠(2)은 원통 형상이고, 상기 업라이트 캠(2)의 외벽에는 홈(21)이 구비되고, 상기 홈(21)은 업라이트 캠(2)을 에돌아 선단부와 후단부가 서로 연결되고, 상기 홈(21) 내에는 굴림구슬(5)이 설치되고, 상기 메인 받침대(3)는 업라이트 캠(2) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 메인 받침대(3)의 하단에는 플랜지 링이 설치되고, 상기 플랜지 링 상에는 위치 제한 홀(31)이 개방되고, 상기 메인 받침대(3)의 측벽에는 슬라이드 블록 홈(32)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록 홈(32) 내에는 슬라이드 블록(4)이 설치되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 외벽에는 원통형 핀(42)이 구비되고, 상기 슬라이드 블록(4)의 내벽 상에는 아크 홈(41)이 구비되고, 상기 아크 홈(41)은 굴림구슬(5)과 맞대이고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)은 메인 받침대(3)와 고정 연결되고, 상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)에는 관통 홈(61)이 종방향으로 구비되고, 원통형 핀(42)은 상기 관통 홈(61)을 관통하고, 상기 인버트 캠 원통(7)은 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6) 외부에 슬리브 설치되고, 상기 인버트 캠 원통(7)의 측벽 상에는 슬라이드 홈(72)이 구비되고, 상기 원통형 핀(42)은 슬라이드 홈(72) 내부에 위치하며, 상기 인버트 캠 원통(7)의 하단에는 위치 제한 돌기(71)가 구비되고, 상기 위치 제한 돌기(71)는 플랜지 링의 위치 제한 홀(31) 내부에 위치하고, 상기 변속기 하우징(8)은 인버트 캠 원통(7) 외부에 슬리브 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 브러싱 전동 칫솔. - 제1항에 있어서,
상기 출력축과 인버트 캠 원통(7)은 일체형이고, 상기 출력축은 변속기 하우징(8)을 관통하는 것을 특징으로 하는 수직 브러싱 전동 칫솔. - 제1항에 있어서,
상기 슬라이드 블록 위치 제한 원통(6)의 하단에는 장착 기둥이 구비되고, 상기 플랜지 링 상에는 장착 홀이 개방되고, 상기 장착 기둥은 플랜지 링의 장착 홀 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 수직 브러싱 전동 칫솔. - 제1항에 있어서,
상기 슬라이드 블록(4)은 부채꼴 형상인 것을 특징으로 하는 수직 브러싱 전동 칫솔.
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