MX2007006710A - Compresores para dispositivos para el cuidado oral sostenidos con la mano. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan compresores que incluyen un motor con un eje de unidad de traccion; una camara de compresion, con una entrada y una salida; un diafragma, dispuesto dentro de la camara de compresion de manera que cuando el diafragma se desvia hacia atras y hacia adelante entre la primera y la segunda posicion, el aire es conducido a traves de la entrada e impulsado hacia afuera por la salida; un ciguenal, operativamente conectado al eje de unidad de traccion; un obturador, configurado para desplazarse transversalmente mediante un movimiento de rotacion del ciguenal y posicionado para desviar el diafragma por su movimiento trasversal; y una guia configurada para inhibir el movimiento no transversal del obturador. En algunas implementaciones, el compresor ocupa un volumen total menor que aproximadamente 0.24 l.

Description

COMPRESORES PARA DISPOSITIVOS PARA EL CUIDADO ORAL SOSTENIDOS CON LA MANO Esta invención se refiere a compresores. Se han utilizado pequeños compresores para suministrar al usuario una corriente de aire de los dispositivos para el cuidado por vía oral sostenidos con la mano, por ejemplo, como se describe en la patente WO 2004/049968. Se desea que dichos compresores sean compactos, para suministrar un dispositivo para el cuidado personal con una forma ergonómica, al mismo tiempo que sea eficaz. Los aspectos de la invención presentan pequeños compresores compactos. El tamaño pequeño y la geometría compacta de los compresores permiten que éstos estén contenidos en alojamientos con forma ergonómica, tales como la carcasa de un dispositivo para el cuidado oral sostenido con la mano u otro dispositivo para el cuidado personal. En un aspecto, la invención presenta compresores que incluyen: (a) un motor con un eje de unidad de tracción; (b) una cámara de compresión, que tiene una entrada y una salida; (c) un diafragma, dispuesto en la cámara de compresión de manera que cuando el diafragma está desviado hacia atrás o adelante entre una primera posición y una segunda posición el aire es derivado a través de la entrada e impulsado fuera de la salida; (d) un cigüeñal, conectado de manera operativa al eje de unidad de tracción; (e) una plataforma, configurada para desplazarse transversalmente por medio de un movimiento de rotación del cigüeñal y colocada para desviar el diafragma por medio de su movimiento transversal, y (f) una guía configurada para inhibir el movimiento no transversal del obturador. El compresor ocupa preferentemente un volumen total (es decir, el volumen del compresor que incluye todos los componentes enumerados anteriormente) menor que aproximadamente 0.25 1, por ejemplo, menor que 0.16 I. En algunos casos, el volumen total ocupado por el compresor puede ser aún menor, por ejemplo, 0.08 I o menor. Los compresores preferidos tienen una configuración lineal. Por "configuración lineal" nos referimos al motor que impulsa el compresor y la carcasa en la que los componentes del compresor se encuentran contenidos (la carcasa del compresor), están linealmente alineados, y tienen un diámetro similar. En algunos compresores preferidos, la guía está configurada para restringir el movimiento del obturador para que se mueva a lo largo de un eje perpendicular al plano de la superficie aplanada del diagrama. En algunas implementaciones, el compresor comprende dos diafragmas, cada diafragma dispuesto dentro de una cámara de compresión y el obturador y el cigüeñal están configurados de manera que el movimiento hacia adelante y atrás del obturador desvíe los diafragmas alternadamente, resultando en una compresión alternada en las dos cámaras. En algunas modalidades, el compresor exhibe una o más de las siguientes ventajas. El compresor proporciona una buena presión de aire y flujo. En algunas implementaciones, el compresor tiene una salida de al menos 0.06 l/s (4 litros/min) a una presión de 103 kPa (15 psi) o al menos 0.05 l/s (3 litros/min) a una presión de 55 kPa (8 psi). El compresor tiene una configuración "sandwich" para facilitar el ensamble. El compresor exhibe un mínimo oscilamiento del diafragma, resultando en alta salida y larga vida del diafragma. Como en los compresores de diafragmas convencionales, el aire de salida es limpio, es decir, está sustancialmente libre de contaminantes, tales como lubricante y material particulado. Se definen los detalles de una o más modalidades de la invención en las figuras acompañantes y la descripción que sigue a continuación. Otras características, objetivos y ventajas de la invención serán apreciables por la descripción y figuras, en las que: La FlG. 1 es una vista en perspectiva de un compresor de conformidad con una modalidad de la invención. La Figura 1A es una vista en corte transversal del compresor tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 1. La Figura 2 es una vista en perspectiva en despiece parcial que ilustra los componentes del compresor de la Figura 1 (solamente un lado de la unidad de compresor de diafragma doble está en despiece; la otra mitad está dentro de la carcasa del compresor). La FlG. 3 es una vista en despiece ampliada de un subgrupo de componentes del compresor.

La FlG. 4 es una vista en perspectiva altamente ampliada de una unidad de contrapeso utilizado en el compresor de las FIGS. 1-2. Los compresores descritos en la presente pueden utilizarse, por ejemplo, en dispositivos para el cuidado oral sostenidos con la mano, por ejemplo, aquellos descritos en la patente de los EE.UU. número de serie 10/960,467 titulada "Oral Care Systems, Oral Care Devices and Methods of Use" (Sistemas para el cuidado oral, Dispositivos para el cuidado oral, y métodos de uso), presentada el 7 de octubre de 2004, la exposición completa de la cual se incorpora en la presente como referencia. El compresor puede estar contenido dentro del mango del dispositivo que se sostiene con la mano o, en algunos casos, puede estar dispuesto en una estación de acoplamiento con la que el mango esta en comunicación continua. Como se describió anteriormente, es preferible que el compresor tenga una configuración lineal. En la modalidad exhibida en las Figuras 1-3, la configuración lineal se realiza utilizando una plataforma para reemplazar las varillas conectoras utilizadas en el diafragma convencional y los compresores de pistón. En compresores convencionales, generalmente el motor y la carcasa del compresor están alineados perpendicularmente, y de este modo la geometría del compresor no es tan adecuada para ajustarse ergonómicamente al mango. En referencia a las Figuras 1-3, el compresor 600 incluye una unidad de compresor 602 y un motor 604 unido a la unidad de compresor por medio de un soporte del motor 601 que incluye un contrapeso 605 (Figura 4) montado en el cigüeñal de la unidad de compresor y un acoplamiento del eje cerrado 607 montado en el eje del motor, por ejemplo, por una rosca fija. El contrapeso 605 es un abanico (tiene la forma de la mitad del disco) que minimiza el espacio ocupado por el contrapeso y reduce la vibración del compresor. Preferentemente, como se muestra, la unidad del compresor está unido directamente al motor, sin la utilización de un engranaje cónico. El contrapeso 605 incluye una ranura 660 acoplada con salientes que cooperan 662 en el acoplamiento cerrado 607 para unir el eje del motor al cigüeñal. Esta ranura/acoplamiento de cierre elimina la necesidad del alineamiento preciso del eje del motor y la unidad del cigüeñal. Además permite que una fuerza de torsión relativamente amplia sea transferida del motor a la unidad de compresor con una mínima pérdida de energía y del tamaño de acoplamiento. La unidad compresora 602 incluye dos mitades, cada mitad incluye una unidad de diafragma y cabezal de válvula 603, ilustrada en detalle en la Figura 2 y descrita más adelante. Cada unidad de diafragma y cabezal de válvula 603 incluye sus propias entrada y salida de aire, y cada una proporciona un flujo de aire comprimido, como se explicará más adelante. El compresor 600 puede tener, por ejemplo, un diámetro menor que aproximadamente 31.8 mm, con una presión de salida de al menos 103 kPa (15 psi) y un régimen de flujo de al menos 0.06 l/s (4 litros/min). En referencia a las Figuras 2-3, un cigüeñal 606, que se extiende desde y es impulsado por el motor 604, provoca la deflexión alternada de dos diafragmas 608A, 608B, dispuestos en lados opuestos del obturador 610, cada diafragma es parte de una unidad de diafragma y de una unidad de cabezal de válvula. El cigüeñal 606 incluye una varilla 621 , montada excéntricamente sobre un par de soportes de ejes 611A, 611 B, y un par de rodillos o rodamientos 614A, 614B. El soporte del eje inferior 611 A se encuentra montado colonialmente en un eje de la unidad de tracción del motor 604, de manera que la rotación del eje de la unidad de tracción provoque que el cigüeñal 606 impulse el obturador 610 hacia atrás y hacia adelante, resultando en una deflexión de los diagramas. El obturador 610 incluye una ranura rectangular 612 a través de la cual se extiende el cigüeñal, y los rodillos 614A, 614B del cigüeñal (Figura 2) están dimensionados para entrar en contacto con la pared interior 616 de la ranura 612. Cuando el cigüeñal rota, el obturador 610 se transporta hacia atrás y hacia adelante a lo largo de un eje central A de los diafragmas (flechas, Figura. 3). Este movimiento del obturador empuja los diafragmas 608A, 608B dentro y fuera de cámaras de compresión 618A, 618B respectivas, definidas por un par de domos elastoméricos 619 (Figura 1A) ubicados en la carcasa 620. Cuando el obturador produce la deflexión de los diafragmas, el aire es atraído a las cámaras de compresión y luego se expulsa por la descarga del compresor. Cada diafragma incluye una espiral 622 que produce la desviación de los diafragmas con un movimiento rodante que tiende a prolongar la vida de los diafragmas. El uso del obturador 610 minimiza la distancia entre los dos diafragmas al grosor del obturador, por ejemplo, a menos de aproximadamente 1.3 mm. Para obtener la máxima eficacia y vida útil del diafragma es deseable que el movimiento del obturador sea limitado, en la medida de lo posible, a un movimiento a lo largo del eje A. La forma rectangular de la ranura 612 inhibe el movimiento en otras direcciones. El movimiento en otras direcciones también es inhibido por un pasador de guía 630 que se extiende desde cada par de discos de guía 628 generalmente a lo largo del eje A. Con referencia a la Figura 1A, cada pasador de guía está montado de tal manera que se desplace con un movimiento corredizo en un eje de guía 632 de la carcasa 620. Por consiguiente, el movimiento no axial del obturador y diafragma está limitado por el disco de guía 628 que se mueve linealmente a lo largo del eje A debido al acoplamiento corredizo del eje de guía 630 en el eje de guía 632. Se prefiere generalmente que los pasadores guía estén formados por materiales durables y refinados, por ejemplo, acero inoxidable pulido, por ejemplo, con una dureza de aproximadamente Rc 16 a 68, preferentemente, aproximadamente 48 a 54, y que los ejes guía estén formadas por materiales de poca fricción, por ejemplo, polímeros tales como polímeros TEFLON, DELRIN y PEEK. Debido a que los pasadores guía inhiben la oscilación y otro movimiento no axial, la holgura del espacio vacío, es decir, la distancia entre el diafragma y el domo en la cima de la carrera de compresión, se reduce. Generalmente, la holgura del espacio vacío es menor que aproximadamente 1.3 mm, preferentemente, menor que aproximadamente 0.64 mm, y con la máxima preferencia, menor que aproximadamente 0.3 mm. Como el diafragma puede acercarse al domo, el espacio vacío, que de cualquier otra forma sería necesario para compensar la oscilación del diafragma, puede usarse para un volumen de carrera adicional, aumentando así la compresión.

El uso de pasadores guía y ejes guía generalmente exige la descarga del aire que se mueve dentro de la guía, bajo la fuerza del pasador guía. Esto se realiza de cualquier manera. Por ejemplo, la parte superior del eje guía puede abrirse a la atmósfera, en cuyo caso un arosello estará ubicado generalmente alrededor del pasador guía como un sello. Alternativamente, la cavidad del pasador/guía se puede aumentar, por ejemplo, haciendo el diámetro del pasador guía lo suficientemente pequeño de manera que el aire en la guía pueda salir hacia la cámara de compresión a través de la cavidad. Otras alternativas incluyen la utilización de un pasador guía hueco que se descarga a través de su pared lateral, y la conducción de aire a través de ranuras en la superficie del pasador o canales en la tapa y en la carcasa. Es favorable, para una fácil fabricación, que el compresor tenga una configuración "sandwich" o "apilada". Con referencia a la Figura 2, cada lateral del compresor está ensamblado como una pila incluyendo el disco, diafragma y obturador, e intercalando toda la unidad, una tapa externa 650, una tapa media 652 y la carcasa 620. La tapa externa 650 y la tapa media 652 incluyen canales de paso que permiten el paso del aire de la entrada 634 y hacia la salida 638. Esta configuración sandwich permite que el compresor se pueda producir en masa utilizando procesos convencionales de moldeado. Con referencia a la Figura 1A, cuando el compresor está en uso, el aire es atraído a cada lado del compresor a través de una entrada 634. El movimiento alternativo del obturador hace que el aire se comprima primero en una cámara 618 y luego en la otra 618B. Por consiguiente, el aire se expulsa primero desde una salida de aire 638 y luego desde la otra, proporcionando una corriente estable de aire comprimido. La entrada 634 y la salida 638 incluyen válvulas 636 y 640, respectivamente, (por ejemplo, válvulas de charnela) para controlar el flujo de aire que entra y sale del compresor. El movimiento hacia atrás y hacia adelante del obturador, que da como resultado esta compresión alternada en dos cámaras, minimiza las pérdidas del bombeo al eliminar la necesidad de descargar el aire del "lado del cigüeñal" del compresor. Debido a que no es necesario descargar aire del compresor, tampoco es necesario liberar ese aire descargado del dispositivo en el que está contenido el compresor, que puede ser favorable, por ejemplo, si el compresor se encuentra dentro del mango de un dispositivo sostenido con la mano. Además, ya que no es necesario descargar el aire, se elimina un posible punto de fuga, lo cual puede ser favorable para los dispositivos que dispensan un líquido o se utilizan en un ambiente húmedo. Si se desea, podría usarse una configuración lineal similar en un compresor de un solo diafragma o en compresores que tienen más de dos diafragmas, por ejemplo, tres o más. El compresor puede convertirse en un único compresor de diafragma simplemente eliminando uno de los laterales. Esta configuración reduce los requerimientos de energía, pero producirá además la reducción correspondiente en la salida. El rediseño de la configuración del diafragma para eliminar las porciones no utilizadas de la carcasa puede reducir el tamaño del compresor.

Se han descrito una cantidad de modalidades de la invención. No obstante, se entiende que se pueden introducir diversas modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, mientras que los compresores descritos en la presente son particularmente adecuados para utilizar en dispositivos para el cuidado oral, como se ha presentado anteriormente, éstos pueden utilizarse en cualquier aplicación en la que se necesite un compresor compacto de alta eficacia. Otras aplicaciones incluyen varios dispositivos que se sostienen con la mano y recipientes que expulsan el aire u otros productos (en este caso, el aire comprimido generado por el compresor puede utilizarse en lugar de un propelente o bomba para suministrar la presión despachadora). Además, los pasadores guía pueden estar asegurados en los domos, en lugar de expandirse desde el obturador. En este caso, los obturadores incluirán guías que permitirán que los obturadores se deslicen a lo largo de los pasadores, con un sello proporcionado alrededor de cada guía. Además con respecto a los pasadores guía, más de un pasador puede proporcionarse para guiar cada obturador, si se desea. Mientras que se ha presentado anteriormente el uso del compresor para suministrar aire comprimido, la entrada y la salida se pueden invertir y el compresor se puede utilizar para aplicar la succión. Mientras que en las figuras se presenta un compresor cilindrico, el compresor puede tener la forma alargada deseada. Por ejemplo, puede ser oval o rectangular en sección transversal.

Además, el contrapeso puede posicionarse en otros lugares perpendiculares al eje A, por ejemplo, al lado del compresor opuesto al motor.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un compresor que comprende: Un motor con un eje de unidad de tracción; una cámara de compresión, con una entrada y una salida; un diafragma, dispuesto dentro de la cámara de compresión de manera que cuando el diafragma se desvía hacia atrás y hacia adelante entre una primera posición y una segunda posición, el aire es derivado a través de la entrada e impulsado a través de la salida; un cigüeñal, conectado de manera operativa a un eje de la unidad de tracción; un obturador, configurado para que sea desplazado transversalmente por medio de un movimiento de rotación del cigüeñal, y ubicado para desviar el diafragma por medio de su movimiento transversal y una guía configurada para inhibir el movimiento no transversal del obturador; el compresor, que ocupa un volumen total menor que aproximadamente 0.24 I.

2. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la guía está configurada para restringir el movimiento del obturador a lo largo de un eje perpendicular al plano de la superficie plana del diafragma.

3. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el cigüeñal está montado excéntricamente en el eje de la unidad de tracción, de manera que la rotación del eje de la unidad de tracción provoque que el cigüeñal impulse el obturador hacia atrás y hacia adelante.

4. El compresor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el obturador está configurado para traducir el movimiento pivotante del cigüeñal en la deflexión del diafragma.

5. El compresor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el obturador incluye una ranura rectangular a través de la cual se extiende el cigüeñal.

6. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el diafragma incluye un pliegue que provoca que el diafragma se desvíe con un movimiento de rodamiento.

7. El compresor de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la guía está configurada de manera que el movimiento del obturador esté completamente orientado en una dirección a lo largo de un eje central del diafragma.

8. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la guía incluye un pasador guía.

9. El compresor de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el pasador guía se extiende desde un disco guía ubicado adyacente al diafragma opuesto al obturador.

10. El compresor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el diafragma, el obturador y el disco guía están contenidos dentro de una alojamiento del compresor, y el pasador guía está montado para realizar un movimiento corredizo en un eje guía en la carcasa del compresor.

11. El compresor de conformidad con la reivindicación 10, que comprende además un conducto para permitir que el aire salga del eje guía cuando el aire se encuentra comprimido por el movimiento del pasador guía.

12. El compresor de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el pasador guía se extiende hacia la cámara del compresor y está en acoplamiento corredizo con una guía en el obturador.

13. El compresor de conformidad con la reivindicación 12, que comprende además un sello entre el pasador guía y el eje guía.

14. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterízado además porque el compresor incluye una carcasa del compresor en la se encuentran dispuestos el diafragma, la cámara de compresión, el cigüeñal, el obturador y la guía.

15. El compresor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la carcasa del compresor tiene un diámetro máximo menor que aproximadamente 31.8 mm.

16. El compresor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la carcasa del compresor es generalmente cilindrico.

17. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , que incluye además un contrapeso generalmente con forma de abanico.

18. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la varilla del motor está acoplada al cigüeñal por medio de un acoplamiento cerrado.

19. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compresor comprende dos o más diafragmas.

20. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compresor comprende un único diafragma solamente.

21. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compresor está configurado para tener una holgura de espacio vacío menor que aproximadamente 1.3 mm.

22. El compresor de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el compresor está configurado para tener una holgura de espacio vacío menor que aproximadamente 1.3 mm.

23. El compresor de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el compresor está configurado para tener una holgura de espacio vacío menor que aproximadamente 0.25 mm.

24. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el obturador tiene un grosor menor que aproximadamente 12.7 mm.

25. El compresor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el separador entre los diafragmas es menor que aproximadamente 1.3 mm.

26. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterízado además porque el volumen total ocupado por el compresor es menor que aproximadamente 0J6 I.

27. El compresor de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el volumen total ocupado por el compresor es 0.08 I o menor.

28. El compresor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el compresor comprender dos diafragmas, cada diafragma dispuesto dentro de una cámara de compresión, y el obturador y el cigüeñal están configurados de manera que el movimiento hacia atrás y hacia adelante del obturador desvía los diafragmas alternadamente, resultando en una compresión en las dos cámaras.

29. El compresor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la entrada y la salida están configuradas de manera que el compresor aplicará succión al ser utilizado.

30. Un dispositivo para el cuidado oral capaz de eyectar aire, el dispositivo para el cuidado oral comprende: Un aplicador que incluye un conducto en su interior para dirigir el aire a través de él hacia el cabezal del aplicador; el cabezal está dimensionado para encajar dentro de la boca del usuario; un compresor configurado para presurizar el aire, el 5 compresor comprende un motor con un eje de unidad de tracción; una cámara de compresión, con una entrada y una salida; un diafragma, dispuesto dentro de la cámara de compresión de manera que cuando el diafragma se desvíe hacia atrás y 10 hacia adelante entre una primera posición y una segunda posición, el aire es derivado a través de la entrada e impulsado a través de la salida; un cigüeñal, conectado de manera operativa a un eje de la unidad de tracción; 15 un obturador, configurado para que sea desplazado transversalmente por medio de un movimiento de rotación del cigüeñal y para desviar el diafragma por medio de su movimiento transversal, y una guía configurada para inhibir el movimiento no 20 transversal del obturador; el compresor, que ocupa un volumen total menor que aproximadamente 0.24 I.