УСТРОЙСТВА, РАБОТАЮЩИЕ ОТ АККУМУЛЯТОРОВ Российский патент 2010 года по МПК H01M2/10 

Данное изобретение относится к устройствам, работающим от аккумуляторов, таким как устройства для личной гигиены, и более конкретно к крышкам аккумуляторных отсеков для таких устройств.

Во многих маленьких устройствах, работающих от аккумуляторов, аккумуляторы заменяются пользователем и вставляются и удаляются из аккумуляторного отсека через отверстие с крышкой. Необходимо механически закреплять крышку на месте, так чтобы аккумуляторы не выпадали и крышка не терялась. Необходимо также обеспечить электрический контакт между аккумуляторами и электрической схемой устройства.

Настоящее изобретение обеспечивает простой эффективный механизм как для прикрепления крышки аккумуляторов к корпусу малого устройства, так и в то же время для обеспечения высоконадежного электрического контакта между аккумулятором и электронной частью устройства. Предпочтительные закрывающие системы включают в себя очень немного частей и таким образом являются простыми и экономичными для производства и сборки. Кроме того, некоторые предпочтительные закрывающие системы пригодны для использования с малыми, экономящими пространство конструкциями корпусов и (или) конструкциями, которые включают в себя нелинейные линии стыков между крышкой аккумуляторов и корпусом.

В одном объекте изобретение характеризует устройство, работающее от аккумуляторов и включающее в себя корпус, образующий отсек с внутренней стенкой, электронную часть внутри отсека, крышку аккумуляторов, причем крышка аккумуляторов и (или) корпус сконфигурированы так, чтобы содержать один или несколько аккумуляторов и закрывающую систему. Закрывающая система включает в себя первый электропроводный элемент, прикрепленный к крышке аккумуляторов, и второй электропроводный элемент, прикрепленный к внутренней стенке корпуса и сконфигурированный так, чтобы сцепляться с первым электропроводным элементом и таким образом механически прикреплять крышку аккумуляторов к корпусу, также устанавливая электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами.

Некоторые реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Первый и второй электропроводные элементы могут быть сконфигурированы так, чтобы сцепляться друг с другом при повороте крышки аккумуляторов относительно корпуса. Например, второй электропроводный элемент может включать в себя проходящую по окружности прорезь, имеющую открытый конец, а первый электропроводный элемент может включать в себя крючок, сконфигурированный так, чтобы проходить в прорезь через открытый конец во время поворота. Внутренняя стенка корпуса может быть в общем случае цилиндрической, и (или) внешние поверхности корпуса и крышки аккумуляторов могут быть в общем случае цилиндрическими. Под «в общем случае цилиндрическими» мы понимаем, что корпус и крышка аккумуляторов могут каждый включать в себя не цилиндрические элементы, например гребни, выступы или углубления, и (или) могут включать в себя области по их длине, которые не являются цилиндрическими.

Первый электропроводный элемент может включать в себя пружинный элемент, сконфигурированный так, чтобы прилагать осевое усилие между корпусом и крышкой аккумуляторов, когда первый и второй электропроводные элементы сцеплены. Первый электропроводный элемент включает в себя два или более пружинных элемента, и каждый пружинный элемент может обеспечивать электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами.

Первый и второй электропроводные элементы могут быть прикреплены к крышке аккумуляторов и корпусу соответственно при помощи посадки с защелкой. Например, второй электропроводный элемент может включать в себя пружинную часть, которая сжимается перед вставлением в корпус и сцепляется с внутренней стенкой корпуса при помощи усилия радиальной пружины. Пружинная часть может в общем случае иметь форму кольца. Второй электропроводный элемент может также включать в себя один или несколько вырезов, сконфигурированных так, чтобы зацеплять соответствующие вырезы на внутренней стенке корпуса.

Второй электропроводный элемент может включать в себя часть, сконфигурированную так, чтобы создать электрический контакт с электронным подузлом устройства, например одна или несколько шин питания. Каждая шина питания может включать в себя зажим, сконструированный так, чтобы зацеплять подузел, и это зацепление может механически прикреплять второй электропроводный элемент к подузлу.

Второй электропроводный элемент может включать в себя области зацепления, сконфигурированные для механического зацепления с соответствующими областями первого электропроводного элемента, и каждый подрез на втором электрически проводящем элементе может быть в общем случае выровнен соосно с одной из областей зацепления.

Устройством может быть, например, механическая зубная щетка или бритва, имеющая электрически активируемую функцию. Таким образом, электронная часть может быть сконфигурирована так, чтобы управлять головкой зубной щетки или управлять функцией вибрации бритвы для влажного бритья.

В другом объекте изобретение характеризует устройство, работающее от аккумуляторов, такое как бритва или механическая зубная щетка, включающее в себя в общем случае цилиндрический корпус, образующий отсек, имеющий в общем случае цилиндрическую внутреннюю стенку, электронную часть внутри отсека, в общем случае цилиндрическую крышку аккумуляторов, причем крышка аккумуляторов и (или) корпус сконфигурированы так, чтобы содержать один или несколько аккумуляторов, и закрывающую систему, включающую в себя первый электропроводный элемент, прикрепленный к крышке аккумуляторов, и второй электропроводный элемент, прикрепленный к внутренней стенке корпуса и сконфигурированный так, чтобы зацеплять первый электропроводный элемент во время поворота крышки аккумуляторов относительно корпуса, механически прикрепляя посредством этого крышку аккумуляторов к корпусу, наряду с установлением электрического контакта между первым и вторым электропроводными элементами.

Подробности одного или нескольких вариантов осуществления изобретения изложены в сопровождающих чертежах и в приведенном ниже описании. Другие признаки, цели и преимущества изобретения будут очевидны из описания и чертежей и из формулы изобретения.

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе закрывающей системы в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, причем передняя часть корпуса и крышка аккумуляторов срезаны, чтобы показать внутренние компоненты.

Фиг.2 представляет собой увеличенный покомпонентный вид в перспективе, показывающий два компонента закрывающей системы по Фиг.1.

Фиг.3 представляет собой увеличенный вид в перспективе одного из компонентов, показанного на Фиг.2, повернутого в различные положения.

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе, показывающий компоненты Фиг.2 в собранном состоянии.

Фиг.5 представляет собой увеличенный подробный вид части узла, показанного на Фиг.4.

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе, показывающий один из компонентов Фиг.2, собранных с последующим подузлом.

Фиг.7 представляет собой увеличенный подробный вид части узла, показанного на Фиг.6.

Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах указывают одинаковые элементы.

На Фиг.1 устройство 10, питающееся от аккумуляторов, включает в себя цилиндрический корпус 12 и в общем цилиндрическую крышку 14 аккумуляторов. Крышка 14 аккумуляторов установлена на корпусе 12 при помощи соединения одного или нескольких металлических пружинных элементов 16 к в общем случае цилиндрической металлической приемной части 18. Пружинные элементы 16 и приемная часть 18 не будут обсуждаться подробно, со ссылкой на Фиг.2-4.

На Фиг.2-4 показаны два пружинных элемента. Однако может быть использовано больше или меньше, как будет понятно специалистам. В общем, чем больше используется пружинных элементов, тем выше электрическая надежность и прочнее соединение между крышкой аккумуляторов и корпусом.

На Фиг.2 каждый пружинный элемент 16 имеет крючок 20 на одном конце. Каждый крючок включает в себя один или несколько выступов 22. Крючки сконструированы так, чтобы приниматься и удерживаться в соответствующих прорезях 24 в приемной части 18, как показано на Фиг.1, 4 и 5, причем выступы 22 облегчают введение, извлечение и удерживание крючков. Каждая прорезь 24 включает в себя ввод 25, имеющий наклонные стенки 26, 28, для того чтобы направлять крючок в прорезь по мере того, как крышка аккумуляторов поворачивается относительно корпуса. Зацепление крючков в прорезях обеспечивает надежное поворотное механическое соединение крышки аккумуляторов и корпуса.

Пружинные элементы разработаны для того, чтобы прилагать усилие пружины соосно вдоль длинной оси корпуса. В показанном варианте осуществления S-образный профиль пружин (Фиг.4), наряду с растяжением пружин во время работы, производит это усилие пружины. Таким образом, по мере движения пружинного элемента в прорезь он растягивается, придавливая крышку аккумуляторов к корпусу. Это упругое зацепление крышки аккумуляторов и корпуса компенсирует нелинейные линии стыков между крышкой аккумуляторов и корпусом и другие геометрические проблемы, такие как допуски.

Пружинные элементы и приемная часть - оба сделаны из металла, и таким образом зацепление крючков с прорезями также обеспечивает электрический контакт между пружинными элементами и приемной частью. Приемная часть, в свою очередь, находится в электрическом контакте со схемой устройства, как будет обсуждено ниже, и аккумулятор находится в контакте с пружинным элементом, и таким образом контакт пружинных элементов и электрической части в конечном счете приводит к контакту между аккумулятором и схемой устройства. Соответственно, пружинная функция пружинных элементов также является преимуществом, потому что она служит обеспечению постоянного и надежного электрического контакта между пружинными элементами и приемной частью.

Пружинные элементы и приемная часть легко собираются в устройство. Пружинные элементы удерживаются постоянно на крышке аккумуляторов при помощи запрессованных выступов 34 на внутренней стенке 36 крышки аккумуляторов в разрезных отверстиях 32 на каждом пружинном элементе (см. Фиг.1 и 4). Приемная часть 18 удерживается постоянно на корпусе 12 при помощи зацепления вырезов 30 на приемной части с соответствующими вырезами (не показаны) на внутренней стенке корпуса 12. Зацепление приемной части и корпуса достигается при помощи действия пружин приемной части. Приемная часть имеет диаметр, который в несжатом состоянии больше, чем внутренний диаметр корпуса 12. Во время сборки приемную часть сжимают до тех пор, пока ее внешний диаметр, включая вырезы 30, не станет меньше, чем внутренний диаметр корпуса 12. Приемная часть затем вставляется в корпус и имеет возможность разжаться до ее нормального несжатого диаметра. По желанию приемная часть может быть нагрета, например, при помощи индукционного нагрева, до ее введения в корпус, так что горячие вырезы вонзятся в пластик корпуса, когда приемная часть разожмется в свое несжатое состояние.

Предпочтительно, чтобы вырезы 30 были относительно близки к прорезям 20, и более предпочтительно, чтобы они были соосно совмещены с ними, как показано. Совмещение вырезов с прорезями позволяет усилиям, прикладываемым к прорези во время и после закрывания, непосредственно передаваться к точкам прикрепления приемной части (вырезам). Эта компоновка обеспечивает узел, который является очень жестким и который относительно нечувствителен к допускам.

На Фиг.6 и 7 приемная часть 18 может быть использована для того, чтобы осуществлять электрическое соединение с подузлом А, например, прибором, который заставляет устройство вибрировать. В этом случае приемная часть 18 включает в себя плечи 50, которые действуют как шины электропитания, обеспечивая электрическое соединение с подузлом А. Каждое плечо 50 включает в себя оконечный крючок 52, который зацепляется с соответствующей структурой на подузле А (Фиг.7), обычно при помощи запрессовки или защелкивания крючка в канавке или углублении подузла. Как и в случае с зацеплением пружинных элементов и приемной части, обсужденном выше, зацепление крючков 52 с подузлом А служит двум функциям: (а) механическому закреплению подузла на месте и (b) обеспечению электрического соединения между рычагами 50 (и в конечном счете аккумулятором) и подузлом А. Эта двойная функциональность уменьшает количество необходимых частей, экономит пространство и упрощает сборку устройства.

Описаны несколько вариантов осуществления изобретения. Тем не менее, следует понимать, что различные модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения. Например, несмотря на то что выше упомянуты бритвы и зубные щетки, закрывающие системы, которые обсуждались здесь, могут использоваться со многими другими типами устройств, например ручными фонариками, скребковыми щетками, питающимися от батарей и камерами. Более того, хотя в вариантах осуществления, показанных на чертежах, крышка аккумуляторов несет «охватываемый» элемент зацепления, а корпус несет соответствующий «охватывающий» элемент зацепления, эта компоновка может быть обратной, так что аккумулятор несет охватывающий элемент зацепления, а корпус несет охватываемый элемент зацепления, или могут использоваться другие типы совместного зацепления.

Изобретение касается устройств, работающих от аккумуляторов, таких как устройства личной гигиены, например, таких как механическая зубная щетка или бритва, имеющая электрически активируемую функцию. Некоторые варианты устройства включают в себя корпус, образующий отсек, имеющий внутреннюю стенку, электронную схему внутри отсека, крышку аккумуляторов и закрывающую систему, включающую в себя: (а) первый электропроводный элемент, прикрепленный к крышке аккумуляторов, и (b) второй электропроводный элемент, прикрепленный к внутренней стенке корпуса и сконфигурированный, чтобы зацеплять первый электропроводный элемент и посредством этого механически прикреплять крышку аккумуляторов к корпусу, в то же время устанавливая электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами. Технический результат - обеспечение простого и эффективного механизма как для прикрепления крышки аккумуляторов к корпусу малого устройства, так и для обеспечения высоконадежного электрического контакта между аккумулятором и электронной частью устройства. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство, работающее от аккумуляторов, содержащее:
корпус, образующий отсек, имеющий внутреннюю стенку,
электронную схему внутри отсека,
крышку аккумуляторов, причем крышка аккумуляторов и (или) корпус сконфигурированы так, чтобы содержать один или несколько аккумуляторов, и
закрывающую систему, включающую в себя первый электропроводный элемент, скрепленный с крышкой аккумуляторов, и второй электропроводный элемент, закрепленный на внутренней стенке корпуса и сконфигурированный так, что он зацеплен с первым электропроводным элементом, обеспечивая тем самым механическое прикрепление крышки аккумуляторов к корпусу, и обеспечивая также электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй электропроводные элементы выполнены с возможностью взаимного зацепления при повороте крышки аккумуляторов относительно корпуса.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя стенка корпуса является в общем цилиндрической.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружные поверхности корпуса и крышки аккумуляторов являются в общем цилиндрическими.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый электропроводный элемент включает в себя пружинный элемент, выполненный с возможностью приложения осевого усилия между корпусом и крышкой аккумуляторов, при зацеплении первого и второго электропроводных элементов.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что первый электропроводный элемент включает в себя по меньшей мере второй пружинный элемент.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй электропроводные элементы прикреплены к крышке аккумуляторов и корпусу, соответственно, посредством защелки.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй электропроводный элемент включает в себя часть, выполненную с возможностью обеспечения электрического контакта с электронной подсистемой устройства.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что указанная часть содержит одну или несколько шин электропитания.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронные схемы сконфигурированы с возможностью управления головкой зубной щетки.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронные схемы сконфигурированы с возможностью активирования функции вибрации устройства.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что корпус содержит ручку бритвы.

13. Устройство, работающее от аккумуляторов, содержащее:
в общем цилиндрический корпус, образующий отсек, имеющий в общем цилиндрическую внутреннюю стенку,
электронную схему внутри отсека,
в общем цилиндрическую крышку аккумуляторов, причем крышка аккумуляторов и (или) корпус выполнены с возможностью вмещать один или несколько аккумуляторов, и
закрывающую систему, включающую в себя первый электропроводный элемент, скрепленный с крышкой аккумуляторов, и второй электропроводный элемент, закрепленный на внутренней стенке корпуса и выполненный с возможностью зацепления первого электропроводного элемента при повороте крышки аккумуляторов относительно корпуса, обеспечивая тем самым механическое прикрепление крышки аккумуляторов к корпусу и обеспечивая также электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что второй электропроводный элемент включает в себя по меньшей мере одну расположенную по окружности прорезь.

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что первый электропроводный элемент включает в себя пружинный элемент, выполненный с возможностью приложения осевого усилия между корпусом и крышкой аккумуляторов, при зацеплении первого и второго электропроводных элементов.

16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что первый и второй электропроводные элементы прикреплены к крышке аккумуляторов и корпусу, соответственно, посредством защелки.

17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что второй электропроводный элемент включает в себя часть, выполненную с возможностью обеспечения электрического контакта с электронной подсистемой устройства.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанная часть содержит одну или несколько шин электропитания.

19. Устройство по п.13, отличающееся тем, что второй электропроводный элемент включает в себя один или несколько подрезов, выполненных с возможностью зацепления соответствующих подрезов на внутренней стенке корпуса.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что второй электропроводный элемент включает в себя области зацепления, выполненные с возможностью механического зацепления с соответствующими областями на первом электрически проводящем элементе, а каждый подрез на втором электропроводном элементе выполнен в общем соосным с одной из областей зацепления.

21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что электронные схемы сконфигурированы с возможностью управления головкой зубной щетки.

22. Устройство по п.13, отличающееся тем, что электронные схемы сконфигурированы с возможностью активирования функции вибрации устройства.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что корпус содержит ручку бритвы.

24. Устройство, работающее от аккумуляторов, содержащее:
корпус, образующий отсек, имеющий внутреннюю стенку,
электронную схему внутри отсека,
крышку аккумуляторов, причем крышка аккумуляторов и (или) корпус выполнены с возможностью вмещать один или несколько аккумуляторов, и
закрывающую систему, включающую в себя первый закрывающий элемент, скрепленный с крышкой аккумуляторов, и второй закрывающий элемент, закрепленный на внутренней стенке корпуса и сконфигурированный так, что он зацеплен с первым закрывающим элементом, обеспечивая тем самым механическое прикрепление крышки аккумуляторов к корпусу и обеспечивая также электрический контакт между первым и вторым электропроводными элементами.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что первый и второй закрывающие элементы выполнены с возможностью взаимного зацепления при повороте крышки аккумуляторов относительно корпуса.