全自动洗衣机离合电机控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03109690.5

申请日:

2003.04.11

公开号:

CN1536151A

公开日:

2004.10.13

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

D06F37/40; D06F33/02

主分类号:

D06F37/40; D06F33/02

申请人:

乐金电子(天津)电器有限公司;

发明人:

安仁根

地址:

300402天津市北辰区兴淀公路

优先权:

专利代理机构:

天津才智专利商标代理有限公司

代理人:

杜文茹

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内容摘要

全自动洗衣机离合电机控制方法,洗衣机包括刷直流电机、脱水轴、洗涤轴、联轴节、离合电机。对离合电机的控制方法是由如下阶段完成:1)供水;2)开启离合电机,使凸轮旋转;3)进行计时;4)对离合电机开关是否在设定的时间内,进行判断;5)对脉冲数进行计数;6)判断是否到达设定的脉冲数;7)是,关闭离合电机;8)第4阶段的判断结果为否,关闭离合电机;9)让无刷直流电机左右反转,进行解除约束动作;10)检测动作次数是否等于设定次数;11)否,重新进行第2阶段;12)是,则表示错误,停止洗衣机。本发明从电机向洗涤叶轮或脱水桶传送动力时,可以在短时间内稳定地进行洗涤叶轮和脱水桶之间的传动切换。

权利要求书

1: 一种全自动洗衣机离合电机控制方法,全自动洗衣机包括有由转子 (7b)和定子(7a)组成的无刷直流电机(7);与转子(7b)相连的洗涤 轴(4)、套于洗涤轴(4)外侧的脱水轴(5);可上升或下降、在洗涤时, 只向洗涤轴(4)传送动力,在脱水时,向洗涤轴(4)和在其外部的脱水 轴(5)同时传送动力的联轴节(15);为了让联轴节(15)位于洗涤或脱 水时的位置,控制联轴节(15)上升或下降的离合电机(6),联轴节(15) 在离合电机(6)驱动下与离合电机(6)连动,其特征在于,对离合电机 的控制方法是: 第1阶段:为了洗涤进行供水;第2阶段:上述供水结束后,离合电 机的凸轮位于初始点,并且开关处于关闭的状态下,开启离合电机,使凸 轮旋转;第3阶段:开启离合电机的同时,进行计时;第4阶段:随着凸 轮旋转,对离合电机开关是否在设定的时间内向开启状态转换,进行判断; 第5阶段:如果第4阶段判断结果,是在规定时间内完成转换时,从开关 开启点开始,对离合电机产生的脉冲数,进行计数;第6阶段:对第5阶 段计数的脉冲数,进行判断,是否到达设定的脉冲数;第7阶段:如果上 述第6阶段判断结果,计数的脉冲数已到设定的脉冲数时,关闭离合电机, 维持凸轮位置;第8阶段:如果第4阶段的判断结果,过了设定时间后, 开关仍处于关闭状态时,关闭离合电机;第9阶段:进行第8阶段后,让 无刷直流电机在一定时间内,以短周期左右反转,进行解除约束动作;第 10阶段:在无刷直流电机进行解除约束动作时,检测动作次数是否等于设 定次数;第11阶段:如果第10阶段检测的结果,无刷直流电机进行的解 除约束动作次数未到设定次数时,重新进行第2阶段,开启离合电机,使 凸轮旋转;第12阶段:如果第10阶段检测的结果,无刷直流电机进行的 解除约束动作次数,已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机。
2: 根据权利要求1所述的全自动洗衣机离合电机控制方法,其特征在 于,供水结束后,离合电机6被开启,离合电机6内部的开关650,向开启 状态转换时,向离合电机6供应的交流电,其额定频率为50Hz或60Hz的 一种,转换所需的时间设定为5秒以内。
3: 一种全自动洗衣机离合电机控制方法,全自动洗衣机包括有由转子 (7b)和定子(7a)组成的无刷直流电机(7);与转子(7b)相连的洗涤 轴(4)、套于洗涤轴(4)外侧的脱水轴(5);可上升或下降、在洗涤时, 只向洗涤轴(4)传送动力,在脱水时,向洗涤轴(4)和在其外部的脱水 轴(5)同时传送动力的联轴节(15);为了让联轴节(15)位于洗涤或脱 水时的位置,控制联轴节(15)上升或下降的离合电机(6),联轴节(15) 在离合电机(6)驱动下与离合电机(6)连动,其特征在于,对离合电机 的控制方法是: 第1阶段:离合电机的凸轮位于维持点,并且开关处于开启的状态下, 开启离合电机,使凸轮旋转;第2阶段:开启离合电机的同时进行计时的; 第3阶段:随着凸轮旋转,对离合电机开关是否在设定的时间内向关闭状 态转换,进行判断;第4阶段:如果上述第3阶段判断结果,是在规定时 间内完成转换时,从开关关闭点开始,对离合电机的驱动时间,从新进行 计时;第5阶段:进行第4阶段后,对计时的时间是否已完成设定时间, 进行判断;如果第5阶段的判断结果,开关关闭的瞬间开始,离合电机驱 动时间未到设定时间时,从新进行第4阶段,从开关关闭点开始,对离合 电机的驱动时间,从新进行计时;第6阶段:如果第5阶段的判断结果, 开关关闭的瞬间开始,离合电机驱动时间已到设定时间时,关闭离合电机, 把凸轮位置维持在初始点上的;第7阶段:第3阶段的判断结果,如果超 过设定时间,开关仍处关闭状态时,关闭离合电机;第8阶段:进行上述 第7阶段后,让无刷直流电机在一定时间内,以短周期左右反转,进行解 除约束动作;第9阶段:无刷直流电机进行解除约束动作时,检测动作次 数是否达到设定次数;第10阶段:如果第9阶段检测的结果,无刷直流电 机进行的解除约束动作次数,未到设定次数时,从新进行第1阶段,开启 离合电机,使凸轮旋转;第11阶段:如果第9阶段检测的结果,无刷直流 电机进行的解除约束动作次数,已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机。
4: 根据权利要求2所述的全自动洗衣机离合电机控制方法,其特征在 于,为了向脱水模式转换,离合电机6被开启,离合电机6内部的开关650, 向关闭状态转换时,向离合电机6供应的交流电,其额定频率为50Hz或60Hz 的一种,转换所需的时间设定为7秒以内。

说明书


全自动洗衣机离合电机控制方法

    【技术领域】

    本发明涉及一种全自动洗衣机。进一步说,是涉及一种用低速旋转的洗涤叶轮进行洗涤,用高速旋转的脱水桶进行脱水的全自动洗衣机洗涤以及脱水控制法。

    背景技术

    通常,洗衣机是利用洗涤剂的润滑作用,洗涤叶轮旋转引起的水流摩擦作用,以及洗涤叶轮对水的冲击作用,洗涤衣物、生活用品等的家电产品。该洗衣机先通过传感器,测量洗涤量和种类,自动设定洗涤方式,并按洗涤物的量和种类适当给水后,在微机的控制下进行洗涤。

    传统的全自动洗衣机驱动方式有以下两种。其一是用传送带或齿轮,向洗涤轴或脱水轴传送驱动电机的旋转动力,使洗涤轴或脱水轴进行旋转。另一种是,控制无刷直流电机的速度,将洗涤缸兼脱水桶,以各自不同的速度旋转。

    最近利用无刷直流电机的同时,改变传动路径,出现了以下转换机构。即,进行洗涤时以低速旋转洗涤叶轮,进行脱水时将洗涤叶轮和脱水桶同时进行高速旋转。该转换机构的实施例,在日本专利文献特开平第11-347289号公告上有所记载。

    日本专利文献特开平第11-347289号公告上记载的方式有以下问题。该离合装置的动作受控于电磁阀。因此,动作不稳,并在驱动体结合时,发生很大的噪音。

    【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,从定子和转子构成的驱动部,向洗涤叶轮或脱水桶传送动力时,可以在无噪音的情况下,短时间内稳定地切换旋转动力的全自动洗衣机离合电机控制方法。

    本发明所采用地技术方案是:一种全自动洗衣机离合电机控制方法,全自动洗衣机包括有由转子和定子组成的无刷直流电机;与转子相连的洗涤轴、套于洗涤轴外侧的脱水轴;可上升或下降、在洗涤时,只向洗涤轴传送动力,在脱水时,向洗涤轴和在其外部的脱水轴同时传送动力的联轴节;为了让联轴节位于洗涤或脱水时的位置,控制联轴节上升或下降的离合电机,联轴节在离合电机驱动下与离合电机连动,其对离合电机的控制方法是:第1阶段:为了洗涤进行供水;第2阶段:上述供水结束后,离合电机的凸轮位于初始点,并且开关处于关闭的状态下,开启离合电机,使凸轮旋转;第3阶段:开启离合电机的同时,进行计时;第4阶段:随着凸轮旋转,对离合电机开关是否在设定的时间内向开启状态转换,进行判断;第5阶段:如果第4阶段判断结果,是在规定时间内完成转换时,从开关开启点开始,对离合电机产生的脉冲数,进行计数;第6阶段:对第5阶段计数的脉冲数,进行判断,是否到达设定的脉冲数;第7阶段:如果上述第6阶段判断结果,计数的脉冲数已到设定的脉冲数时,关闭离合电机,维持凸轮位置;第8阶段:如果第4阶段的判断结果,过了设定时间后,开关仍处于关闭状态时,关闭离合电机;第9阶段:进行第8阶段后,让无刷直流电机在一定时间内,以短周期左右反转,进行解除约束动作;第10阶段:在无刷直流电机进行解除约束动作时,检测动作次数是否等于设定次数;第11阶段:如果第10阶段检测的结果,无刷直流电机进行的解除约束动作次数未到设定次数时,重新进行第2阶段,开启离合电机,使凸轮旋转;第12阶段:如果第10阶段检测的结果,无刷直流电机进行的解除约束动作次数,已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机。

    另一种全自动洗衣机离合电机控制方法,全自动洗衣机包括有由转子和定子组成的无刷直流电机;与转子相连的洗涤轴、套于洗涤轴外侧的脱水轴;可上升或下降、在洗涤时,只向洗涤轴传送动力,在脱水时,向洗涤轴和在其外部的脱水轴同时传送动力的联轴节;为了让联轴节位于洗涤或脱水时的位置,控制联轴节上升或下降的离合电机,联轴节在离合电机驱动下与离合电机连动,其对离合电机的控制方法是:第1阶段:离合电机的凸轮位于维持点,并且开关处于开启的状态下,开启离合电机,使凸轮旋转;第2阶段:开启离合电机的同时进行计时的;第3阶段:随着凸轮旋转,对离合电机开关是否在设定的时间内向关闭状态转换,进行判断;第4阶段:如果上述第3阶段判断结果,是在规定时间内完成转换时,从开关关闭点开始,对离合电机的驱动时间,从新进行计时;第5阶段:进行第4阶段后,对计时的时间是否已完成设定时间,进行判断;如果第5阶段的判断结果,开关关闭的瞬间开始,离合电机驱动时间未到设定时间时,从新进行第4阶段,从开关关闭点开始,对离合电机的驱动时间,从新进行计时;第6阶段:如果第5阶段的判断结果,开关关闭的瞬间开始,离合电机驱动时间已到设定时间时,关闭离合电机,把凸轮位置维持在初始点上的;第7阶段:第3阶段的判断结果,如果超过设定时间,开关仍处关闭状态时,关闭离合电机;第8阶段:进行上述第7阶段后,让无刷直流电机在一定时间内,以短周期左右反转,进行解除约束动作;第9阶段:无刷直流电机进行解除约束动作时,检测动作次数是否达到设定次数;第10阶段:如果第9阶段检测的结果,无刷直流电机进行的解除约束动作次数,未到设定次数时,从新进行第1阶段,开启离合电机,使凸轮旋转;第11阶段:如果第9阶段检测的结果,无刷直流电机进行的解除约束动作次数,已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机。

    如上所述,本发明从电机向洗涤叶轮或脱水桶传送动力时,可以在短时间内稳定地进行洗涤叶轮和脱水桶之间的传动切换。离合电机开启时,驱动轴凸轮进行匀速旋转,关闭时,不会发生凸轮快速恢复原位,因此,从根本上消除了,快速恢复原位带来的冲撞噪音。从而,传动切换可以在低噪音状态下进行。与此同时,本发明中,洗衣机在进行洗涤或脱水模式的传动切换之前,进行无刷直流电机的左右反转。即,在先解除联轴节的约束后,再进行洗涤或脱水模式的传动切换。这样的情况下,向洗涤或脱水模式进行传动切换使,如果还发生联轴节受约束的现象的话,通过对离合电机开启或关闭的时间进行控制,查出联轴节受约束的状态,从新解除联轴节的约束后,再启动离合电机。从而,可以保证了顺畅的,确实的结合作用。    

    【附图说明】

    图1是使用本发明提供的离合装置后,全自动洗衣机的示意图;

    图2a、图2b是本发明提供的离合装置作用的主要部位纵断面结构示意图;

    其中:图2a显示的是洗涤时的状态图。图2b显示的是脱水时的状态图;

    图3a、图3b是图2a、图2b的重要部位放大示意图;

    其中:图3a显示的是洗涤时的状态图。图3b显示的是脱水时的状态图。

    图4a是图2a中I--I线的底面示意图;

    图4b是图2b中II--II线的底面示意图;

    图5是图2a中洗涤轴以及脱水轴的放大示意图;

    图6是图2a中A部的放大示意图;

    图7是本发明主要部位组装过程的示意图,是与传动的离合电机相关的各传动部件组装前状态示意图;

    图8是图7中的各传动部件组装后的结构示意图;

    图9是联轴节的底面结构示意图;

    图10是橡胶环垫的结构示意图;

    图11是图10的断面示意图;

    图12是离合电机的结构示意图;

    图13是图12的分解示意图;

    图14a、图14b、图14c是本发明提供的离合电机启动时,凸轮和开关之间动作关系的示意说明图;

    其中:图14a是在洗衣模式维持点上,凸轮和开关状态示意图;

    图14b是刚要向脱水模式转换之前,凸轮和开关状态示意图;

    图14c是初始点上,凸轮和开关状态示意图;

    图15是本发明提供的离合电机中,凸轮和开关之间,随时间变化的动作关系示意图;

    图16是在本发明提供的洗衣机中,洗衣初期对无刷直流电机和离合电机,随时间的控制过程示意图;

    图17是在本发明提供的洗衣机中,在结束洗涤以及脱水初期,对无刷直流电机和离合电机,随时间的控制过程示意图;

    图18是在本发明提供的洗衣机中,向洗涤模式切换时,离合电机控制过程的流程图;

    图19是在本发明提供的洗衣机中,向脱水模式切换时,离合电机控制过程的流程图。

    附图中主要部件:

    1:外桶                                   2:脱水桶

    3:洗涤叶轮                               4:洗涤轴

    5:脱水轴                                 5a:上侧轴部

    5b:下侧轴部                              6:离合电机

    600:凸轮                                 600a:凸轮槽面

    601:加载连接轴                           602:驱动轴

    650:开关                                 650a:突出部

    7:无刷直流电机                           7a:定子

    7b:转子                                  8:拉杆

    800:槽                                   801:倾斜面

    802:平坦面                               802:挂钩

    805:停止钩                               9:可动件

    900:导向槽                               901:导向长孔

    902:导向杆                               10:插杆

    100:防脱离片                             11:缓冲弹簧

    12:可动连接件                            12a:连接部

    12b:固定轴                               13:外拉弹簧

    14:拉伸弹簧                              15:联轴节

    150a、150b:齿型面                        151:齿锁部

    152:凸缘部                               154:突起件

    16:连接部件组合体                        16a:外连接器

    162a:结合槽                              16b:内连接器

    160b:内连接器内轴面齿型面                161b:内连接器外周面齿型面

    17:连接端子                              18:橡胶环垫

    180:弹性垫                               181、182:凹槽

    183:凸缘                                 20:轴承套

    22:联轴节限制件                          220:支撑架

    221:齿锁部                               23:上部轴承

    24:下部轴承                              30:拉杆导向管

    30a:导向部                       30a-1:导向槽

    40:压缩弹簧                      51:球轴承

    52:C形环                         53:密封部件

    530:密封唇                       54:密封部件

    540a、540b:密封唇

    【具体实施方式】

    下面结合附图给出具体实施例,进一步说明本发明是如何实现的。

    首先结合附图1至附图7,对本发明提供的实施例,详细说明如下。

    图1是使用本发明提供的离合装置后,全自动洗衣机的示意图;图2a、图2b是本发明提供的离合装置作用的主要部位纵断面结构示意图;其中:图2a显示的是洗涤时的状态图。图2b显示的是脱水时的状态图;图3a、图3b是图2a、图2b的重要部位放大示意图;其中:图3a显示的是洗涤时的状态图。图3b显示的是脱水时的状态图。图4a是图2a中I--I线的底面示意图;图4b是图2b中II--II线的底面示意图。

    如图1、图2所示,本发明提供的全自动洗衣机包括脱水桶2、洗涤叶轮3、脱水轴5、洗涤轴4、无刷直流电机7、离合器装置等结构。其中,脱水桶2以可旋转方式设在外桶1内。洗涤叶轮3设置在脱水桶2内,可以与脱水桶2相独立地旋转。脱水轴5以可旋转方式被轴承套20支撑,并向脱水桶2传送动力。洗涤轴4向洗涤叶轮3传送动力。向无刷直流电机7的定子7a上通电时,其转子7b随之转动。向洗涤模式或脱水模式,进行模式转换时,离合装置可以向洗涤轴4或脱水轴5转换无刷直流电机的传动路径。

    离合装置包括离合电机6,凸轮600,拉杆导向件30,拉杆8,连接端子17,拉伸弹簧14,可动件9,插杆10,缓冲弹簧11,联轴节限制件22,可动连接件12,联轴节15,连接部件组合体16等结构组成。其各部件的结构与作用如下。离合电机6设在外桶1下部。凸轮600连接在离合电机6的驱动轴602。拉杆导向件30固定在轴承套20上。拉杆8在离合电机6驱动时,被拉杆导向件30限制,做直线运动。该拉杆8具备设有倾斜面801的槽800以及平坦面802。平坦面802水平连接在倾斜面801的下端。连接端子17设在拉杆8和离合电机6的凸轮600之间,作用是在离合电机6开启时,把拉杆8拉向离合电机6。拉伸弹簧14的一端固定在拉杆导向件30上,另一端连接在拉杆8一侧的挂钩803上,给拉杆8回程力。中空圆筒形可动件9在脱水时,插入到具有倾斜面801的槽800内,而向洗涤模式转换时,顺着倾斜面801向下滑动到位于平坦面802的下部。插杆10设在可动件9内部,可以顺着可动件9内部的导向槽900上下升降。缓冲弹簧11位于可动件9和插杆10之间。联轴节限制件22固定在轴承套20下侧,并绕着圆周方向形成齿锁部221。叉形可动连接件12的前端与插杆10下端的一侧铰接,中间部位一支撑点与支撑架下端铰接。其中,支撑架形成在联轴节限制件22的下部。该可动连接件12在插杆10升降时,以处于铰接状态的中间部位一支撑点为中心,做杠杆式运动。联轴节15随着可动连接件12的运动方向,顺脱水轴5上下升降,为无刷直流电机7切换传动路径。为了使转子7b的旋转力传送到洗涤轴4,该发明还具备连接部件组合体16。

    离合电机6是齿轮传动电机,该电机通过内部的减速齿轮进行减速,向与凸轮600连接的驱动轴602传送动力。

    连接部件组合体16由外连接器16a,内连接器16b组成。外连接器16a用树脂做成,被螺栓结合在转子7b上。齿型面160b在外连接器16a的内侧,与之一体注塑形成,其内周面与洗涤轴4下端的齿型面结合。内连接器16b用金属做成,其在外连接器16a外部露出的上端部位外周面上,形成齿型面161b,与联轴节15结合。为了加强硬度,内连接器16b用铝合金制作为宜。

    外连接器16a上面中心部位具备环形的弹性部件结合部162a。在该结合部162a上,将结合作为弹性部件的橡胶环垫18。

    图5为图2a的洗涤轴4以及脱水轴5的放大示意图。其中,脱水轴5与原先的脱水轴有所不同,在内径较大的下侧轴部5b内,压入上侧轴部5a。下侧轴部5b的上端顶着轴承23。该轴承23对脱水轴5起支撑作用。

    洗涤轴4的下端形成槛400,在内连接器16b的内轴面上,形成与槛400相对应的槛。以此,在内连接器16b与洗涤轴4的下端用螺母结合时,决定它们之间的结合位置。

    脱水轴5的下侧轴部5b下端面与内连接器16b的上端面之间,具有一定间隙。在洗衣机包装时或受到其他冲击时,为了防止轴被弯曲,上述的结合方式,可以让内连接器16b和脱水轴5的下侧轴部5b能够事先接触的方式构成。

    内连接器16b和脱水轴5之间的间隙G1小于,向半径方向支撑洗涤轴4下部的球轴承51和C形环52之间的间隙G2。

    洗涤轴4的上端部形成密封部件53,防止洗涤轴4和脱水轴5之间浸透水分。为了提高可靠度,在密封部件53的内侧至少形成3个以上密封唇530。

    图6为图2a的A部放大示意图。在支撑脱水轴5上部轴承23的上面,具有密封部件54,密封脱水轴5和轴承套20之间的缝隙。为了提高可靠度,在密封部件54的内侧至少形成4个以上密封唇540a。外侧至少形成3个以上密封唇540b。

    图7为本发明重要部位组装过程示意图,是用于传动的与离合电机相连的各传动部件组装前状态图。图8为图7中的部件组装后的示意图。插在可动件9内侧的插杆10,在周面上具备可动件防脱离片100。插杆10带着缓冲弹簧11与可动件9组装时,防脱离片100防止可动件9从插杆10脱离。

    即,在可动件9内侧插入的插杆10,其上端外周面上具有向半径方向突出的可动件防脱离片100。在插杆10的外周面上套入缓冲弹簧11的状态下,把插杆10向可动件9内部压入。这时插杆10的可动件防脱离片100,将位于导向长孔901中。其中,导向长孔901轴向形成在可动件9外周面一侧。从而,即使可动件9被缓冲弹簧11的回程力向上部推出,也因可动件防脱离片100下端,挂在可动件9的导向长孔901下端,可以防止可动件9从插杆10脱离的现象。

    在可动件9的外周面外侧,顺着轴向形成具有一定长度的导向杆902。可动件9插在拉杆导向管30中。在拉杆导向管30的导向部30a内侧面上,结合导向杆902后,形成导向槽30a-1,使可动件9作直线运动。

    在可动件9上端部,对应于拉杆8的倾斜面801形成倾斜面。从而,拉杆8水平移动时,可动件9可以向垂直方向移动。

    与此同时,拉伸弹簧14的一端形成钩形,可以与拉杆8的挂钩802相挂。另一端的直径D2大于其他部位直径D1,可以套挂在拉杆导向管30的后端部上,在此固定。

    连接端子17的一端与凸轮600结合,另一端与拉杆8铰接。与连接端子17结合的拉杆8中,其一端的下侧形成停止钩805。该停止钩805,在拉伸弹簧14的回程力发挥作用时,限制拉杆8向拉杆导向管30插入的位置。

    如图2,图3所示,联轴节15的上部面与下部轴承24之间具备压缩弹簧40。在向脱水模式转换时,该弹簧把联轴节15向下推出。

    如图2,图3,图7,图8所示,联轴节限制件22的外侧面上形成突起件222。该突起件222位于插杆10和联轴节限制件22的支撑架220之间。位于突起件222下方的叉形可动连接件12具备连接部12a。该连接部12a穿过叉形可动连接件12的左右。突起件222和连接部12a之间具备外拉弹簧13。脱水时,该外拉弹簧13让可动连接件12以固定轴12b为中心,向顺时针方向旋转。

    与联轴节15凸缘部152下部面接触的可动连接件12的前端部,进行磨角处理,以便减小阻力。

    图9为联轴节的底面示意图。联轴节15具备凸缘部152、齿锁部151、齿型面150a、150b。联轴节15上半部向半径方向扩展后,形成凸缘部152。凸缘部152的边沿部位形成齿锁部151,可以与联轴节限制件22的齿锁部221结合。联轴节15的内轴面上具备齿型面150a、150b,分别结合于脱水轴5的齿型面以及内连接器16b上端外轴面上的齿型面161b。内连接器16b是构成连接部件组合体的一部件。

    联轴节15内轴面上形成的齿型面150a、150b各自具备相互不同的齿距。在联轴节15下降到最低点,与内连接器16b结合时,以内连接器16b的上端位置为基准,齿型面150a、150b可分为上部齿型面150a,以及下部齿型面150b。

    联轴节15内轴面上形成的齿型面150a与内连接器16b结合时,以内连接器16b的上端位置为基准,其下部齿型面150b具有更大的齿距。

    联轴节15内轴面上部形成的齿型面150a与下部形成的齿型面150b之间,齿距比例为1∶1.5为宜。

    联轴节15内轴面上形成的齿型面中,齿距大的下部齿型面150b要进行表面处理,使它容易与内连接器16b的齿型面161b结合或分离。

    下部齿型面150b的下端部,进行处理后,形成内旋面形状。从而,与内连接器16b的齿型面161b结合时,易于结合。

    在联轴节15的内轴面上形成的上部齿型面150a和下部齿型面150b相结合的部位进行加工,可以减少发生剧大的断面差,从而加强了抗扭力性能。

    联轴节15的下端面上,顺着圆周方向,形成许多突起件154。

    即,联轴节15的下端面上形成的突起件154,在向脱水模式转换,联轴节15下降时,可以让联轴节15和橡胶环垫18的接触面减少。其中,橡胶环垫18位于联轴节15和外连接器16a之间,设置在外连接器16a的弹性部件结合槽162a中。

    图10为橡胶环垫18的示意图。图11为图10的断面示意图。橡胶环垫18在内部边缘上形成弹性垫180。该弹性垫180的内径略大于内连接器16b的外径。弹性垫180的外侧形成凹槽181。该凹槽181可以给弹性垫180在半径方向上的变形余地。在橡胶环垫18上,与联轴节15下端对应的上侧部位形成凹槽182。从而防止橡胶环垫18随联轴节15粘在一起上升的现象。

    位于联轴节15上侧的凹槽182,在半径方向形成具有一定间隔的环形凸缘183。

    如上构成的本发明提供的离合装置,其作用如下。

    本发明提供的离合装置,在洗涤开始前,其离合电机6处于断电的状态。如图2b,图3b所示,联轴节15维持下降的状态。

    即,这时可动件9位于拉杆8的槽800内,联轴节15位于下顶点。其中,槽800具备倾斜面801。

    在这种状态下,向离合电机6供给电源时,通过离合电机6的驱动轴602,向凸轮600传送动力。随凸轮600的旋转,连接端子17向离合电机6方向移动。同时,拉杆8受到拉杆导向管30的导向,被拉向离合电机6一侧。

    可动件9接触在拉杆8的倾斜面801上。凸轮600旋转时,可动件9被倾斜面801压住,进行下降。如图4所示的状态,凸轮600在维持点上,开始维持一定位置时,如图2a,图3a所示,可动件9将位于拉杆8的平坦面802的下方。

    这样,凸轮600向维持点旋转的过程中,拉杆8向离合电机6移动,可动件9下降。可动件将压缩缓冲弹簧11,从而,插杆10也随着下降。其中,插杆10可以在可动件9的导向槽900上下运动。

    随着插杆10继续下降,与插杆10铰接的可动连接件12,以固定轴12b为中心,按逆时针方向旋转。其中,轴承套20的下端固定有联轴节限制件22,而固定轴12b贯通该联轴节限制件22的支撑架220后形成。

    这种可动连接件12以固定轴12b为中心向逆时针方向旋转时,可动连接件12前端接触在联轴节15凸缘部152的下端,把联轴节15,顺着脱水轴方向,向上顶高。

    向洗涤模式动力切换结束时,在联轴节15上端部上形成的齿锁部151,如图2a,图3a所示,结合在联轴节限制件22具备的齿锁部221上。其中,联轴节限制件22固定在轴承套20下部面上。

    联轴节15的齿锁部151与联轴节限制件22具备的齿锁部221结合时,联轴节15会脱离连接部件组合体16。因此,在转子7b转动时,只有洗涤轴4进行旋转。

    即,洗涤时,联轴节15处于只与内连接器16b上端部的锯齿部161b相结合的状态,与脱水轴5外轴面的锯齿部没有连接。而内连接器16b与洗涤轴4结合。从而,转子7b的动力,通过洗涤轴4,只传送给洗涤叶轮3。    

    另外,联轴节15的齿锁部151结合在联轴节限制件22的齿锁部221时,联轴节限制件22的齿锁部221防止联轴节15的旋转。

    向洗涤模式转换,进行洗涤时,离合电机6处在开启状态。这是起因于,本发明提供的离合电机6的构成及作用。本发明提供的离合电机,在关闭状态下可以维持凸轮600位置,在后面进行详细说明。

    以下,将详细说明脱水时离合装置的动作过程。

    如图2a,图3a所示,在该状态中,洗涤结束后,把传动路径向脱水模式转换时,再次启动离合电机6,让凸轮600随着电机转动。

    这样,离合电机6的凸轮600进行旋转后,移动到脱水位置时,拉杆8在拉伸弹簧14回程力的作用下,离开离合电机6。

    随之,洗涤模式中,原先接触在拉杆平坦面802上的可动件9,如图2b、3b所示,在拉杆8的恢复结束时,将位于拉杆8的槽800内。槽800具备倾斜面801。

    这样,可动件9随着拉杆8的移动上升时,缓冲弹簧11受到的压力有所减小,插杆10顺着可动件9的导向槽900上升。

    插杆10上铰接的可动连接件12,随着插杆10的上升,以贯通支撑架220形成的固定轴12b为中心,顺时针方向旋转(参照图2,图3)。支撑架220形成在轴承套20下部固定的联轴节限制件22上。

    随着可动连接件12以固定轴12b为中心按顺时针方向旋转,可动连接件12前端顺着脱水轴5向上支撑联轴节15的力,将被消除。

    随着可动连接件12对联轴节15的支撑力被消除,联轴节15在自重以及压缩弹簧40回程力的作用下下降。从而,联轴节15齿锁部151从联轴节限制件22齿锁部221脱离。

    联轴节15下降结束后,联轴节15内周面上的齿型面150a、150b与内连接器16b上端部位外周面上的齿型面161b,以及脱水轴5下端部位的齿型面相结合。而内连接器16b与洗涤轴4结合在一起。从而,随着转子7b的高速旋转,洗涤轴4和脱水轴5也作高速旋转,进行脱水。

    这时,联轴节15的内轴面上形成的齿型面150a、150b中,与内连接器16b结合的齿型面150b具有更大的齿距。同时,该齿型面150b的下端部位经过了磨角处理,可以很容易地与内连接器16b的齿型面161b结合或脱离。

    联轴节15中,进行磨角处理的齿型面150b的下端部位,形成渐开线齿形表面,与内连接器16b齿型面161b的结合以及脱离,变得更加容易。

    对联轴节15内轴面上形成的上部齿型面150a和下部齿型面150b相结合的部位进行加工,减少发生剧大的断面差,从而加强了抗扭力性能。

    向洗涤模式进行动力切换时,随着离合电机6的启动,联轴节15进入到洗涤位置。这时,如果联轴节15的齿锁部151与联轴节限制件22齿锁部221结合位置不正常,联轴节15的正常移动会受到瞬间的阻碍。

    联轴节限制件22结合在轴承套20上,因此,虽然齿锁部221的位置已定,但联轴节15可以与脱水轴5一起旋转,所以齿锁部151的位置是可变的。

    因此,向洗涤模式转换时,可能发生联轴节15齿锁部151的齿顶与联轴节限制件22齿锁部221的齿顶相碰的情况。把该状态称之为瞬间阻碍状态。

    这时,联轴节15与内连接器16b上端部的齿型面161b处于部分结合的状态,所以会作旋转。联轴节15旋转时,随着联轴节齿锁部151的齿顶与联轴节限制件22齿锁部221的齿底相会,在可动件9和插杆10之间的缓冲弹簧11作用下,联轴节15齿锁部151与联轴节限制件22齿锁部221自然地相结合。从而,解除对联轴节15的瞬间阻碍状态。

    与洗涤轴4下端部位形成齿型面的情况不同,也可以以如下结构形成结合。即,洗涤轴4下端部位形成4角轴形状,在内连接器16b内部形成与洗涤轴相结合的中空形4角轴形状。

    实施例中,对以铰接方式连接端子17和拉杆8之间的情况,进行了说明。但如果用柔软的材料作连接端子17时,就不需以铰接方式连接拉杆8和连接端子17。

    以下说明本发明采用的离合电机。

    图12是离合电机的结构示意图,图13是图12的分解示意图。参照附图对离合电机的结构与作用说明如下。

    本发明提供的离合电机6中,凸轮600直接连接在驱动轴602上。在驱动轴602旋转时,凸轮600会匀速旋转,在驱动轴602停止时,凸轮600也会停止。

    本发明提供的离合电机6是,对排水电机进行改造而得到的电机。通常,排水电机应用于排水阀的驱动。因此,该离合电机的转子定子等基本构造与排水电机相同。

    但是,排水电机在凸轮和驱动轴之间设有弹簧,具有一定程度的回程力,在排水电机启动时,凸轮快速回转,具有离合状态的迅速切换作用。而本发明使用的离合电机6的凸轮600和驱动轴602之间没有回程力,因此,防止了迅速切换,而凸轮600上具备的凸轮槽和原来的凸轮槽相比,形成的角度有所不同。

    本发明中的离合电机6驱动轴602不旋转时凸轮600也不会旋转。而驱动轴602旋转所需的扭力大于拉伸弹簧14的回程力,因此,离合电机6处在关闭的状态下,也防止了凸轮的迅速切换。从而防止了联轴节15以及拉杆迅速切换位置,以及它带来的噪音。

    另外,图14a、图14b、图14c为本发明提供的离合电机启动时,凸轮600和开关之间动作关系的示意说明图。其中,图14a为洗衣模式维持点上,凸轮600和开关状态图。图14b为刚要向脱水模式转换之前,凸轮600和开关状态图。图14c为初始点上,凸轮600和开关状态图。

    图15是本发明提供的离合电机、凸轮和开关之间,随时间的动作关系示意图。参照这些附图,对离合电机6,凸轮600和开关之间的动作关系,作如下说明。

    首先,凸轮600位于初始点的状态下,开关650维持关闭状态。这里,“凸轮600位于初始点的状态”的定义为,如图14c所示,凸轮600的加载连接轴601指向初始点的状态。

    该状态下,为了向洗涤模式切换传动路径时,离合电机6被开启,随之,凸轮600向顺时针方向旋转。这时,凸轮600的旋转角从初始点形成150°之前,开关650的突出部位650a位于凸轮槽600a中。因此,开关650维持关闭状态。

    当凸轮600的旋转角从初始点形成150°时,开关650的突出部位650a脱离凸轮槽600a,开关650处于开启状态。

    如上所述,凸轮600的旋转角从初始点形成150°时,联轴节15的齿锁部151的齿部和联轴节限制件22的锁节部221齿部会处于相结合的状态。

    之后离合电机6维持开启状态,如图14a所示,直到凸轮600的旋转角从初始点形成170°时,离合电机6才被关闭。这样把离合电机6在凸轮600的维持点上关闭,是为了保障向洗涤模式的传动切换。

    另外,洗涤结束后,进行脱水时,凸轮600需要恢复到原位。

    为此,向脱水模式进行动力切换时,离合电机6再次被开启,把凸轮600按顺时针方向旋转。这时,开关650维持开启状态。而凸轮600的旋转角从初始点形成328°(从维持点过158°)时,开关650的突出部位650a落回凸轮槽600a中,随之开关650会处于关闭状态。

    开关650即使处于关闭状态,离合电机6在微机的控制下直到凸轮600到达初始点后才被关闭。

    开关650关闭后,离合电机6直到凸轮600到达初始点后才被关闭。因此离合电机6的开启是由时间的控制来维持。而离合电机6的旋转周期是一定的。因此,该离合电机6的开启维持时间,按以下方式可以算出。即,用周期乘以角度(32°)再除以360°。

    如上所述,凸轮600位于初始点的状态下,联轴节15的锁接部151和联轴节限制件22锁接部221之间的结合关系,被解除。同时联轴节15内轴面上侧齿型面150a以及下侧齿型面150b分别结合在内连接器16b上端部位齿型面161b以及脱水轴5下端部位齿型面。而内连接器16b与洗涤轴4相结合。因此,洗涤轴4和脱水轴5可以同时旋转,进行脱水。

    以下,参照图16,图17,在洗涤以及脱水模式转换前后,对解除联轴节结合过程,进行详细说明。

    图16是本发明提供的洗衣机中,洗衣初期对无刷直流电机和离合电机,随时间的控制过程示意图。图17为本发明提供的洗衣机中,在结束洗涤以及脱水初期,对无刷直流电机和离合电机,随时间的控制过程示意图。首先参照图16,从脱水模式向洗涤模式转换前后对解除联轴节15结合过程,进行说明。

    给水结束后,开始洗涤时,有可能发生如下状况。与联轴节15结合的脱水轴5和内连接器16b互相交错,导致联轴节15内周面的锯齿部150a、150b,从脱水轴5下端部位锯齿部以及内连接器16b上端的锯齿部,受到反方向的力。从而,在离合电机驱动时,有可能发生联轴节15上升受挫的现象。

    因此,本发明中,在给水结束后,首先进行无刷直流电机7左右反转的阶段。之后再开启离合电机6,把联轴节15上升到洗涤位置。从而防止了联轴节15上升受挫的现象。

    即,为了向洗涤模式转换,在启动离合电机6之前,将无刷直流电机7以小于洗涤旋转角的旋转角进行左右反转。

    另外,向洗涤模式转换之后,进入洗涤状态之前,让无刷直流电机7在一定的时间内,以较短的周期进行左右反转。然后以正常的周期进行左右反转,进入洗涤状态。因此,防止了洗涤初期有可能出现的超负荷现象。接下来,参照图17,从洗涤模式向脱水模式转换前后对解除联轴节15结合过程,进行说明。

    图17为本发明提供的洗衣机中,在结束洗涤及脱水初期,对无刷直流电机7和离合电机5,随时间的控制过程示意图。洗涤结束后,向脱水模式转换时,有可能发生如下状况。与联轴节15结合的联轴节限制件22互相交错,导致联轴节15的齿锁部151,从联轴节限制件22的齿锁部221受到反方向的力,这样在离合电机6驱动时,有可能发生联轴节15下降受挫的现象。

    因此本发明中,洗涤结束后,向脱水模式转换时,首先进行无刷直流电机7左右反转的阶段。之后再开启离合电机6,把联轴节15下降到脱水位置。从而防止了联轴节15下降受挫的现象。这时,无刷直流电机7以小于洗涤旋转角的旋转角,在一定时间内进行左右反转。    

    向脱水模式转换之后,进入脱水状态之前,让无刷直流电机7在一定的时间内,以较短的周期进行左右反转,让联轴节15和内连接器16b之间更加牢固地结合,然后进行正常的脱水。

    参照图18、图19,对进行模式转换时的离合电机控制过程,详细说明如下。

    图18是在本发明提供的洗衣机中,向洗涤模式切换时,离合电机控制过程的流程图。图19是在本发明提供的洗衣机中,向脱水模式切换时,离合电机控制过程的流程图。

    首先,结合图18,在洗涤模式中,对离合电机控制过程说明如下。

    进入洗涤模式后,为了洗涤进行供水(S1)。这时离合电机的凸轮600处在位于初始点的状态。而开关处于关闭状态。

    接着,供水结束后,离合电机6被启动,使凸轮600旋转(S2)。与此同时,开始计时(S3)。

    然后,进行计时的过程中,随着凸轮600旋转,对离合电机6的开关650是否在设定时间内被开启,进行不断地判断(S4)。

    如果离合电机6的开关650是在设定时间内被开启,从开关650开启点开始,对离合电机6产生的脉冲数,进行计数(S5)。

    接着,对计数的脉冲数,是否到达设定的脉冲数,进行判断(S6)。如果其判断结果,计数的脉冲数已到设定的脉冲数时,关闭离合电机6,维持凸轮位置(S7)。

    如果上述随着凸轮旋转,对离合电机6的开关650是否在设定时间内被开启,进行的判断(S4)结果,过了设定时间后,开关650仍处关闭状态时,关闭离合电机6(S8)。然后,让无刷直流电机7在一定时间内,以短周期左右反转,解除约束动作(S9)。

    无刷直流电机7进行解除约束动作时,检测动作次数(S10)。如果检测的结果,解除约束动作的进行次数,未到设定次数时,从新进行第S2阶段,开启离合电机6,使凸轮600旋转(S11)。相反,如果S10检测的结果,无刷直流电机7进行的解除约束动作次数,已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机(S12)。

    在上述内容中,供水结束后,离合电机6被开启,离合电机6内部的开关650,向开启状态转换。这时,向离合电机6供应的交流电,其额定频率为50Hz或60Hz的情况下,共同适用于上述情况,上述转换所需的时间设定为5秒以内为宜。即,离合电机6的凸轮600旋转1周所需的时间,在减速齿轮的作用下,频率为50Hz时,设定为12秒,而频率为60Hz时,设定为10秒。这时,凸轮600从初始点,到离合电机6内部开关650的开启状态转换点之间的角度为150度。从而,在50Hz或60Hz时,上述转换时间均为5秒以内。

    上述凸轮旋转1周的时间,也可同样适用于在后述脱水时离合电机6的控制过程中。

    下面结合图19,在脱水模式中,对离合电机6控制过程说明如下。

    洗涤结束时,离合电机6处在关闭状态。而凸轮600位于洗涤维持点上,因此,离合电机6内部的开关650保持开启状态。

    从而,向脱水模式转换时,在离合电机6的凸轮600位于维持点,开关650处于开启的状态下,首先开启离合电机6,使凸轮600旋转(S1)。与此同时,进行计时(S2)。

    开始进行计时后,随着凸轮600旋转,对离合电机6开关650是否在设定的时间内向关闭状态转换,进行判断(S3)。

    如果上述离合电机6开关650,在设定的时间内向关闭状态转换时,从开关650关闭点开始,对离合电机6的驱动时间,从新进行计时(S4)。

    接下来,对计时的离合电机6驱动时间,是否已到达设定时间,进行判断(S5)。如果判断结果,开关650关闭的瞬间开始,计时的离合电机6驱动时间,已到设定时间时,关闭离合电机6,把凸轮位置维持在初始点上(S6)。

    如果S5判断结果,开关650关闭的瞬间开始,计时的离合电机6驱动时间,未到设定时间时,从新进行S4阶段,对离合电机6的驱动时间,从新进行计时。

    如果上述S3阶段的判断结果,超过设定时间时开关650仍处关闭状态时,关闭离合电机6(S7)。接着,让无刷直流电机7在一定时间内,以短周期左右反转,解除约束动作(S8)。

    无刷直流电机7进行解除约束动作时,检测其动作次数(S9)。如果无刷直流电机7进行的解除约束动作,其次数未到设定次数时,从新进行S1阶段,开启离合电机6,使凸轮600旋转(S1)。相反,如果上述无刷直流电机6进行的解除约束动作,其次数已到设定次数时,表示错误,停止洗衣机(S11)。

    在上述内容中,为了向脱水模式转换,离合电机6被开启,离合电机6内部的开关650,向关闭状态转换。这时,向离合电机6供应的交流电,额定频率为50Hz或60Hz的情况下,共同适用于上述情况,上述转换所需的时间设定为7秒以内为宜。

    即,离合电机6的凸轮600旋转1周所需的时间,在减速齿轮的作用下,频率为50Hz时,设定为12秒,而频率为60Hz时,设定为10秒。这时,凸轮600从维持点,到离合电机6内部开关650的关闭状态转换点之间的角度为158度。从而,在50Hz或60Hz时,上述转换时间均为7秒以内。

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全自动洗衣机离合电机控制方法,洗衣机包括刷直流电机、脱水轴、洗涤轴、联轴节、离合电机。对离合电机的控制方法是由如下阶段完成:1)供水;2)开启离合电机,使凸轮旋转;3)进行计时;4)对离合电机开关是否在设定的时间内,进行判断;5)对脉冲数进行计数;6)判断是否到达设定的脉冲数;7)是,关闭离合电机;8)第4阶段的判断结果为否,关闭离合电机;9)让无刷直流电机左右反转,进行解除约束动作;10)检测动。

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