全自动洗衣机的联轴器啮合结构 【技术领域】
本发明涉及洗衣机领域。
背景技术
一般情况下，洗衣机是利用洗涤剂的硫化作用、洗涤扇叶旋转引起的水流摩擦作用、波轮施加给洗涤物的冲击作用等，除去粘贴在衣服、寝具等上的各种污染物质的产品。洗衣机利用传感器检出洗涤物的量和种类并自动设定洗涤方法，根据洗涤物的量和种类给水到适当的水位后，在微型计算机的控制下进行洗涤。
现有全自动洗衣机的驱动方式有：将驱动电动机地旋转动力借助动力传送带及轮等传送给洗涤轴或脱水桶，使波轮或者脱水桶进行旋转的方式；由无刷直流电动机控制速度，洗涤及脱水时使洗涤桶兼脱水桶按各自不同的速度旋转的方式。
最近发明了在利用无刷直流电动机的同时，还另外控制动力传送路径，洗涤时波轮低速旋转进行洗涤，脱水时将波轮及脱水桶同时高速旋转进行脱水的结构。
图1表示与本发明有关的全自动洗衣机的概略结构的纵剖面图。图2a及图2b表示适用于图1的离合器机构的主要详细图，图2a是洗涤时的状态图。图2b是脱水时的状态图。图3表示图2的主要组装状态的剖面图，为了把离合电机的动力传送到联轴器的动力传送要素等的组装前的状态图。图4表示图3的组装后状态的立体图。图5表示现有联轴器结构的立体图。
图1是利用无刷直流电动机的同时另外控制动力传送路径，洗涤时波轮低速旋转进行洗涤，脱水时把波轮及脱水桶同时高速旋转进行脱水的全自动洗衣机的概略图，参照上述附图，说明与本发明关联的全自动洗衣机的构成及作用。
首先，与本发明关联的全自动洗衣机是包括：可以旋转的形式设置在外桶1内的脱水桶2；设置在脱水桶2内，并独立于脱水桶2可以旋转的波轮3；被轴承箱20(参照图2a)以自由旋转形式支撑，向脱水桶2传送旋转动力的脱水轴5；向波轮3传送旋转动力的洗涤轴4；随着向定子7a通电时转子7b进行旋转的无刷直流电动机7；对应洗涤过程或者脱水过程，可以把无刷直流电动机7的动力传送路径切换到洗涤轴4或者脱水轴5的离合器机构。
此时，离合器机构包括：外桶1下部设置的离合电机6；结合在离合电机6的驱动轴上的凸轮600；固定在轴承箱20上的控制杆导向管30；驱动离合电机6时受控制杆导向管30的引导进行直线运动，具备有倾斜面801的槽800及倾斜面801下端上形成水平的平坦面802的杠杆8；设置在离合电机6的凸轮600与杠杆8之间，开动离合电机6时，起到把杠杆8拉向离合电机6侧作用的连杆17；一端固定在控制杆导向管30前端部上，另一端固定在杠杆8另一侧的挂钩803上，赋予杠杆8恢复力的复位弹簧14；脱水时贴在杠杆8的具有倾斜面801的槽800上，当切换到洗涤模式时，沿着倾斜面801下降到平坦面802下部的中空圆筒型的可动件9；能够沿着可动件9内部的导向槽900进行升降的插杆10；处在可动件9和插杆10之间的缓冲弹簧11；固定在轴承箱20的下部，具备沿着圆周方向形成轮齿221的联轴器闭锁装置22；插杆10下端部的铰链结合的可动杆12，在联轴器闭锁装置22下部形成支撑架220，支撑架220下端部的铰链结合可动杆12中间部位的一点，当插杆10升降时，分叉形态的可动杆12以铰链结合的中间部位的一点为中心进行摆动运动；随着可动杆12的摆动方向，沿着脱水轴5方向升降的同时切换无刷直流电动机7的旋转动力传送路径的联轴器15；为了把转子7b的旋转力传递到洗涤轴4而设置的连接器组件16。
此时，离合电机6是通过内部的减速齿轮减速后，向连接在凸轮600的驱动轴传送动力的齿轮电动机。
连接器组件16包括外部连接器16a、内部联接器16b，在转子7b上用螺母连结树脂物的外部连接器16a；外部连接器16a整体注塑成形；金属材质的内部联接器16b，其内圆周面上形成与洗涤轴4下端的锯齿啮合的锯齿160b；外部联接器16a上端部露出的外圆周面上形成与联轴器15啮合的锯齿161b。
此时，为了提高内部联接器16b的强度，最好使用铝合金结晶体制作。
另外，外部联接器16a上面的中心部上具备了环形的弹性元件装配槽，装配槽中装配了弹性元件的橡胶圈18。
另外，可动件9的上端部与对应的杠杆8的倾斜面801形成倾斜，因此杠杆8进行水平移动时，可动件9沿着垂直方向进行升降运动。
另外，塞入可动件9内侧的插杆10上端部的外圆周面上具备了沿着半径方向突出的可动件防止脱落片100，可动件9外圆周面一侧上是插杆10，插杆10外圆周面上塞入缓冲弹簧11的压缩弹簧的状态下，把插杆10压入可动件9内部时，插杆10的可动件防止脱落片100处在沿着轴方向的导向长孔901中。
在缓冲弹簧11复原力作用下的可动件9虽挤到上部，可动件防止脱落片101下端上钩住可动件9的导向长孔901下端部，防止出现可动件9从插杆10脱离的现象。
而且，可动件9的外圆周面上形成长度沿着轴方向的导向筋骨902，导向筋骨902插入可动件9的控制杆导向管30的导向部30a内侧面，导向槽30a-1与导向筋骨902啮合，形成能够帮助可动件9直线运动的导向槽30a-1。
一方面，连杆17是一端结合在凸轮600，另一端铰链结合在杠杆8。与连杆结合的杠杆8的一端部的下侧形成了当复位弹簧14的复原力作用时限定杠杆8向控制杆导向管30插入的位置的阻止突出物805。
另外，联轴器15的上部面与下轴承24之间具备了向脱水模式切换时推向联轴器15的下部方向的压缩弹簧40。
而且，参照图2a至图4，联轴器闭锁装置22外侧面上具备突出物222，突出物222处在插杆10与联轴器闭锁装置22的支撑架220之间，突出物222下方的分叉形可动杆12中具备了横穿连接两侧杆的连接部12a，突出物222和连接部12a之间具备了脱水时赋予可动杆12以固定销12b为中心按时针方向转动的拉伸弹簧13。
另外，可动杆12的前端部与联轴器15的凸缘部152下部面相贴的前端面是为了能够减轻摩擦力而处理成圆形状。
一方面，联轴器15是圆筒形本体上端部上具备沿着半径方向扩张的凸缘部152，凸缘部152上面边缘附近沿着圆周方向形成能够与联轴器闭锁装置22的轮齿221配合的轮齿151，内圆周面上具备了能够与构成脱水轴5的锯齿及连接器组件16的内部连接器16b上端部外圆周面上的锯齿进行啮合的锯齿150a/150b。
此时，形成在联轴器15的本体内圆周面上的锯齿150a/150b的齿距是，联轴器15完全下降后与内部连接器16b啮合时的内部连接器16b上端位置为基准，上部侧锯齿150a及下部侧锯齿150b形成相互不同的模数。
即，联轴器15的本体内圆周面上形成的锯齿的齿距，以啮合时的内部连接器16b上端位置为基准，其下部的锯齿150b形成更大的模数。
特别是，进行圆形处理的下部侧锯齿150b的下端部是，为了能够容易与内部连接器16b的锯齿161b进行咬合，形成渐开线齿形表面。
另外，联轴器15本体内圆周面上形成的上部侧锯齿150a的下面与下部侧锯齿150b的各谷接触的地点是，为了缩短急剧的端面变化及增加承受扭曲应力的能力，进行圆形处理。
另外，联轴器15的本体下端面上，也可以形成为了缩小与橡胶圈18接触面积的突出物154。
一方面，脱水轴5是与现有的脱水轴不同，内径大的下部轴部上端部内侧插入结合上部轴部，下部轴部的上端是支撑支持脱水轴5的上轴承23。
结构的本发明的离合器机构的作用过程如下。
首先，洗涤开始之前是没有给离合电机6上施加电源的关的状态，如图2b所示联轴器15维持下降的状态。
即，此时，可动件9处在具有杠杆8的倾斜面801的凹槽上，联轴器15是处在下死点。
上述状态中，向离合电机6施加电源并启动离合电机6时，离合电机6的驱动力通过驱动轴传送给凸轮600，通过凸轮600的旋转运动引起连杆17向离合电机6侧移动，随之，接受控制杆导向管30的引导，杠杆拽向离合电机6侧。
此时，设置在控制杆导向管的30后端部的复位弹簧14被拉伸。
一方面，凸轮600旋转时接触在杠杆8的倾斜面801的可动件9是被倾斜面801按住并下降，如图2a所示的状态，凸轮600处在维持点时，可动件9处在杠杆8的平坦面802的下部。
凸轮600旋转到维持点及与其伴随的杠杆8向离合电机侧移动引起可动件9下降时，可动件9压缩缓冲弹簧11，随之，沿着可动件9的导向槽900可以升降形式设置的插杆10也下降。
接着，随着插杆10的下降，可动杆12以贯通轴承箱20下部固定的联轴器闭锁装置22的支撑架220的中间部位位置的固定销12b为中心，向图面逆时针方向转动。
另外，可动杆12以固定销12b为中心，向图面的逆时针方向转动时，可动杆12前端接触在连轴器15的凸缘部152下部面，把联轴器15沿着脱水轴5向轴上部方向推上去。
随之，完成洗涤模式的动力切换时，如图2a及图4图示，形成在联轴器15上端部的轮齿151与固定在轴承箱20下部面上的联轴器闭锁装置22中具备的轮齿221相啮合。
而且，联轴器15的轮齿151与联轴器闭锁装置22的轮齿221相啮合时，联轴器15脱离连接器组件16，使转子7b旋转时只旋转洗涤轴4。
即，洗涤时，联轴器15只与脱水轴5的外圆周面的锯齿相啮合的状态，与啮合在洗涤轴4的内部连接器16b上端部的锯齿161b处在不啮合的状态，转子7b的旋转动力通过洗涤轴4只传送给波轮3。
另外，联轴器15的轮齿151啮合在联轴器闭锁装置22的轮齿221的状态下，防止连轴器15的旋转靠联轴器闭锁装置22的轮齿221进行。
因此，切换到洗涤模式进行洗涤时，离合电机6维持关闭的状态。
下面，说明脱水时的离合器机构的动作过程。
如图2a的状态下进行洗涤及洗涤完成后为进行脱水时，要求切换到脱水模式的动力传送路径时，再次向离合电机6施加电源，驱动离合电机，旋转凸轮600。
因此，离合电机6的凸轮600旋转移动到脱水位置时，杠杆8被复位弹簧14的复原力下远离离合电机6。
随之，洗涤模式中接触在杠杆8的平坦面802的可动件9是，如图2b所示，完成杠杆8的复位的起点时，处在具备杠杆8的倾斜面801的凹槽800上。
随着杠杆8的移动引起可动件9上升时，缓和对缓冲弹簧11施加的压缩力，随之沿着可动件9的导向槽900可以升降形式设置的插杆10也上升。
接着，随着插杆10的上升，可动杆12以固定在轴承箱20的下部的联轴器闭锁装置22的支撑架220上贯通设置的固定销12b为中心，按图面(参照图2a)上的顺时针方向转动。
另外，如同可动件12以固定销12b为中心向图面上的时针方向转动时，可动件12前端支持联轴器15并沿着脱水轴5向轴上部方向推出的力被消除。
当取消对联轴器15的可动件12的支持力时，联轴器15是根据自重及压缩弹簧40的复原力作用下下降，随之联轴器15的轮齿151从联轴器闭锁装置22的轮齿221中脱离。
另外，联轴器15完全下降时，联轴器15内圆周面的锯齿150a/150b各自与结合在洗涤轴4的内部连接器16b上端部外圆周面上的锯齿161b及脱水轴5下端部的锯齿相啮合，随之，转子7b高速旋转时，形成洗涤轴4及脱水轴5的高速旋转并进行脱水。
此时，形成在联轴器15的内圆周面的锯齿150a/150b中，与内部连接器16b啮合的部分的锯齿150b形成更大的模数的同时，处在齿距大的下部侧的锯齿150b的下端部已处理成圆形，容易形成与内部连接器16b的轮齿161b的啮合及分离。
一方面，洗涤模式的动力切换过程中根据离合电机6的驱动引起洗涤联轴器15进入洗涤时的位置时，联轴器闭锁装置22的轮齿与联轴器15的轮齿的啮合位置不对时，可能产生联轴器15瞬间约束的状态。
即，连轴器闭锁装置22固定在轴承箱20上使轮齿221的位置不变，但联轴器15与脱水轴5同时旋转，所以停止时轮齿的位置有变化。随之，切换到洗涤状态时，有可能产生连轴器15的轮齿151的山峰部分与联轴器闭锁装置22的轮齿221的山峰部分出现相互碰撞的情况，这情况称为对联轴器15的瞬间约束状态。
此时，连轴器15是处在与内部连接器16b上端部外圆周面上的锯齿161b也稍微啮合的状态，因此与内部连接器16b同时旋转，随着旋转时联轴器侧轮齿的山与联轴器闭锁装置22侧轮齿221的谷相会时，联轴器15的轮齿151和联轴器闭锁装置22的轮齿221根据可动件9与插杆10之间设置的缓冲弹簧11的推力作用下自然啮合并解除对联轴器15的瞬间约束状态。
但是，现有的联轴器15上形成的轮齿151和联轴器闭锁装置22上形成的轮齿221的前端部形成三角形形状的轮廓，接触时形成面接触，因此啮合时的动作不能形成柔和，因此存在轮齿完全啮合为止产生摩擦噪音的问题点。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，提供一种全自动洗衣机的联轴器啮合结构，通过改变具备在联轴器和联轴器闭锁装置的轮齿形状，形成线接触，啮合时的动作柔和，同时能够减轻轮齿啮合时产生的摩擦噪音。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：全自动洗衣机的联轴器啮合结构，在包括：以旋转形式设置在外桶内的脱水桶；设置在脱水桶内，并独立于脱水桶可以旋转的波轮；被轴承箱以自由旋转形式支撑，并向脱水桶传送旋转动力的脱水轴；向波轮传送旋转动力的洗涤轴；随着向定子通电时转子进行旋转的无刷直流电动机；对应洗涤过程或者脱水过程沿着脱水轴方向升降的同时，可以把无刷直流电动机的动力传送路径切换到洗涤轴或者脱水轴的联轴器；形成的全自动洗衣机中，联轴器的轮齿及联轴器闭锁装置的轮齿的前端部形成圆弧形轮廓。
所述的联轴器的轮齿及联轴器闭锁装置的轮齿的前端部曲率是将相当于齿幅W的1/2的长度为半径R画出圆弧时与轮齿的两侧面接触的圆弧的曲率。
本发明的有益效果是：向波轮或脱水桶传送旋转动力时，能够稳定、确保短时间内切换控制旋转动力的全自动洗衣机的离合器机构中，改善联轴器和联轴器闭锁装置的轮齿的形状。因此，使联轴器闭锁装置的轮齿与形成在联轴器的轮齿接触形成线接触，啮合时的动作柔和，同时能够减轻轮齿啮合时产生摩擦噪音。
【附图说明】
图1表示与本发明有关的全自动洗衣机的概略结构的纵剖面图。
图2a及图2b表示适用于图1的离合器机构的主要详细图，
图2a是洗涤时的状态图。
图2b是脱水时的状态图。
图3表示图2的主要组装状态的剖面图，为了把离合电机的动力传送到联轴器的动力传送要素等的组装前的状态图。
图4表示图3的组装后状态的立体图。
图5表示现有联轴器结构的立体图。
图6表示本发明的联轴器结构的立体图。
图7表示本发明的联轴器和联轴器闭锁装置的组装状态的立体图。
在图中：
1.外桶 2.脱水桶
3.波轮 4.洗涤轴
5.脱水轴 6.离合电机
7.无刷直流电动机 7a.定子
7b.转子 8.杠杆
800.槽 801.倾斜面
802.平坦面 803.挂钩
805.阻止突出物 9.可动件
900.导向槽 901.导向长孔
902.导向筋骨 10.插杆
100.防止脱落片 11.缓冲弹簧
12.可动杆 12a.连接部
12b.固定销 13.拉伸弹簧
14.复位弹簧 15.联轴器
150a，150b.锯齿 151.轮齿
152.凸缘部 154.突出物
16.连接器组件 16a.外部连接器
16b.内部连接器 160b.内部连接器内柱面的锯齿
161b.内部连接器外柱面的锯齿 17.连杆
18.橡胶圈 20.轴承箱
22.联轴器闭锁装置 220.支撑架
221.轮齿 222.凸出物
23.上轴承 24.下轴承
30.控制杆导向管 30a.导向部
30a-1.导向槽 40.压缩弹簧
53.密封件 600.凸轮
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：图6表示本发明的联轴器结构的立体图。图7表示本发明的联轴器和联轴器闭锁装置的组装状态的立体图。
在包括可以旋转形式设置在外桶1内的脱水桶2；设置在脱水桶2内，并独立于脱水桶2可以旋转的波轮3；被轴承箱20以自由旋转形式支撑，并向脱水桶2传送旋转动力的脱水轴5；向波轮3传送旋转动力的洗涤轴4；当向定子7a通电时转子7b进行旋转的无刷直流电动机7；对应洗涤过程或者脱水过程沿着脱水轴5方向升降的同时，可以把无刷直流电动机7的动力传送路径切换到洗涤轴4或者脱水轴5的联轴器15；这样的全自动洗衣机中：联轴器15的轮齿151及联轴器闭锁装置22的轮齿221的前端部形成圆弧形轮廓。
此时，联轴器15的轮齿及联轴器闭锁装置22的轮齿221的前端部曲率是将相当于齿幅W的1/2的长度为半径R画出圆弧时与轮齿151的两侧面接触的圆弧的曲率。
本发明的作用如下：
本发明的联轴器15和联轴器闭锁装置22的轮齿151、221的前端部轮廓形成圆弧型，接触条件形成线接触并降低接触部的接触面积，使动力切换时的啮合动作柔和。
而且，在洗涤模式的动力切换过程中，离合电机6的驱动使联轴器15进入到洗涤时位置时，联轴器15的轮齿151相对联轴器闭锁装置22的轮齿221的啮合位置不一致会引起的联轴器15的瞬间约束状态不易产生。
一方面，本发明在产生联轴器15的瞬间约束状态时，也能容易解除的效果。
即，切换到洗涤模式时，产生联轴器15的轮齿的山峰部分和联轴器闭锁装置22的轮齿221的山峰部分相互碰撞，产生对联轴器15的瞬间约束状态，此时联轴器15与内部连接器16b稍微啮合的状态，所以联轴器15与内部连接器16b一起向左或右小角度旋转，旋转过程中联轴器轮齿的山峰部分和联轴器闭锁装置22的轮齿221的山谷部分相接触时，被设置在可动件9和插杆10之间的缓冲弹簧11的推力作用下，联轴器15和联轴器闭锁装置22的轮齿151/221自然啮合并解除对联轴器15的瞬间约束状态。
但是，在形成瞬间约束状态解除作用时，本发明是在联轴器闭锁装置22的轮齿221和形成在联轴器15的轮齿151的前端部形成圆弧型轮廓，轮齿的相互接触时形成线接触使啮合时的动作柔和。
另外，还使轮齿151、221完全啮合过程中的摩擦噪音明显减轻。
本实施案例中联轴器15的轮齿151及联轴器闭锁装置22的轮齿221的前端部曲率是将相当于齿幅W的1/2的长度为半径R画出圆弧时与轮齿151的两侧面接触的圆弧的曲率，但是不一定必须如此限定。