洗衣机及洗衣机驱动方法与流程

本发明涉及可独立驱动洗涤槽和波轮而可体现双动力的洗衣机及洗衣机驱动方法。

背景技术：

如韩国授权专利公报10-0548310(2006年01月24日)中所公开，以往的洗衣机包括：外壳，用于形成外形；外槽，支撑于上述外壳的内部，用于收容洗涤水；洗涤和脱水兼用的内槽，以可旋转的方式收容于上述外槽的内部；波轮(Pulsator)，以可相对旋转的方式设置于上述内槽的内部，用于形成洗涤水流；驱动马达，产生用于使上述内槽及波轮旋转的驱动力；内槽旋转轴，接收上述驱动马达的驱动力来使内槽旋转；波轮旋转轴，接收上述驱动马达的驱动力来使波轮旋转；太阳齿轮，与驱动马达相连接，并与波轮旋转轴相连接；多个行星齿轮，同时与太阳齿轮和环形齿轮相啮合；行星架，以可使行星齿轮自转及空转的方式支撑行星齿轮；以及离合器弹簧，用于控制洗涤时或脱水时的上述内槽和波轮的旋转。

这种以往的洗衣机设有包括太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮及行星架的行星齿轮组，上述行星齿轮装置使驱动马达的旋转力减速来向波轮及内槽传递，并且，通过启动离合器弹簧来选择性地向波轮和内槽传递动力，从而可仅使波轮旋转或使波轮和内槽同时旋转。

但是，以往的洗衣机呈仅可使波轮和内槽向相同方向旋转的结构，因而无法使波轮和内槽向相反方向旋转，且无法体现双动力。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于，提供可分别独立驱动波轮和洗涤槽，由此可体现双动力，从而可形成多种水流模式的洗衣机及洗衣机驱动方法。

本发明的再一目的在于，提供可在内转子或外转子初期驱动时减少启动电流(Starting Current)，从而可减少耗电的洗衣机及洗衣机驱动方法。

本发明的另一目的在于，提供可在波轮停止时、洗涤槽停止时或旋转方向变更时减少端电流(End Current)，从而可减少耗电的洗衣机及洗衣机驱动方法。

解决问题的方案

本发明的洗衣机的特征在于，包括：洗涤槽，借助外轴与外转子相连接；波轮，借助内轴与内转子相连接；以及行星齿轮装置，设置于上述内转子与波轮之间，且同时设置于外转子与洗涤槽之间，用于减少上述内轴的转速，当上述内转子初期起动时，若有负荷施加于上述波轮，则借助上述内转子的旋转力，上述行星齿轮装置向上述洗涤槽传递。

上述内轴可包括第一内轴及第二内轴，上述第一内轴与上述内转子相连接，上述第二内轴与波轮相连接，上述外轴包括第一外轴及第二外轴，上述第一外轴与上述外转子相连接，上述第二外轴与上述洗涤槽相连接。

上述行星齿轮装置可包括：环形齿轮，用于连接第一外轴与第二外轴之间；太阳齿轮，与上述第一内轴相连接；行星齿轮，与上述太阳齿轮的外部面及环形齿轮的内部面齿轮啮合；以及行星架，以可使上述行星齿轮旋转的方式支撑上述行星齿轮，与第二内轴相连接。

当上述内转子停止时，可解除上述外转子的电子制动器，从而在上述内转子以无负荷状态进行旋转的状态下，使上述内转子停止来降低端电流。

本发明的洗衣机驱动方法包括如下的步骤：使内转子向顺时针方向旋转的步骤；若有负荷施加于上述波轮，则上述内转子的旋转力借助行星齿轮装置向洗涤槽及外转子传递的步骤；检测上述外转子的每分钟转数，若上述外转子的每分钟转数为设定值以上，则运行对外转子的电子制动器的步骤；根据上述外转子的每分钟转数调节上述内转子的每分钟转数的步骤；以及为使上述波轮逆向驱动而使内转子停止的步骤。

本发明还可包括如下的步骤：若上述外转子的每分钟转数为设定值以下或者上述外转子不进行旋转，则使上述外转子向逆时针方向旋转。

在调节上述内转子的每分钟转数的步骤中，以与上述行星齿轮装置的减速比5:1、3:1或4:1相对应的方式增加上述内转子的每分钟转数，以可在当上述外转子进行旋转时维持上述波轮的转速。

可根据上述波轮的转数调节上述内转子的每分钟转数。

使上述内转子停止的步骤可包括如下的步骤：以降低端电流的方式解除上述外转子的电子制动器的步骤；上述内转子的旋转力借助上述行星齿轮装置向上述洗涤槽传递，来代替上述内转子的旋转力借助上述行星齿轮装置向有负荷施加的波轮传递的步骤；以及使上述内转子停止的步骤。

发明的效果

如上所述，在本发明的洗衣机中，波轮和内转子相互连接，洗涤槽和外转子相互连接，由此可分别独立驱动波轮和洗涤槽，从而可体现双动力并形成多种水流模式。

并且，在本发明的洗衣机中，当内转子或外转子初期驱动时，若有负荷施加于波轮，则内转子或外转子的旋转力借助行星齿轮装置向洗涤槽传递，由此可减少启动电流，从而可减少耗电。

并且，在本发明的洗衣机中，当波轮停止时、洗涤槽停止时或旋转方向变更时，解除外转子或内转子的电子制动器，由此在内转子或外转子以无负荷状态进行旋转的状态下，使内转子停止，从而可减少端电流并可减少耗电。

附图说明

图1为本发明第一实施例的洗衣机的剖视图。

图2为本发明第一实施例的洗衣机马达的剖视图。

图3为图2所示的本发明第一实施例的洗衣机马达的部分放大图。

图4为本发明第一实施例的行星齿轮装置的剖视图。

图5为本发明第一实施例的洗衣机马达的横向剖视图。

图6为本发明第一实施例的定子的剖视图。

图7为本发明第一实施例的定子芯的剖视图。

图8为本发明第一实施例的洗衣机控制单元的框图。

图9为示出本发明第一实施例的洗衣机驱动方法的流程图。

图10为本发明第二实施例的洗衣机马达的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。在此过程中，为了说明的明了性和便利性，图中示出的结构要素的大小或形状等可被扩张。并且，考虑到本发明的结构及作用，特殊定义的术语可通过使用人员、运营人员的意图或惯例发生改变。对于上述术语的定义以本说明书整体的内容为基础进行定义。

图1为本发明的第一实施例的洗衣机的剖视图，图2为本发明第一实施例的洗衣机马达的剖视图。

参照图1及图2，本发明第一实施例的洗衣机包括：外壳100，用于形成外形；外槽110，配置于外壳100的内部，用于收容洗涤水；洗涤槽120，以可旋转的方式配置于外槽110的内部，用于执行洗涤和脱水；波轮130，以可旋转的方式配置于洗涤槽120的内部，用于形成洗涤水流；以及洗衣机马达140，设置于洗涤槽120的下部，用于使洗涤槽120和波轮130同时或选择性地驱动。

如图2所示，洗衣机马达140包括：外轴20、22，与洗涤槽120相连接；内轴30、32，以可旋转的方式配置于外轴20、22的内部，并与波轮130相连接；外转子50，与外轴20、22相连接；内转子40，与内轴30、32相连接；以及定子60，以留有空隙的方式配置于内转子40与外转子50之间。

内轴30、32和外轴20、22中的一个可通过减少转速来增加扭矩。

在本实施例中，在内轴30、32设置行星齿轮装置70，从而通过减少内轴30、32的转速来增加扭矩。

在波轮130与外轴20、22相连接的情况下，上述行星齿轮装置70设置于外轴20、22，从而减少外轴20、22的转速。

外轴20、22以使内轴30、32通过的方式呈圆桶形态，外轴20、22包括：第一外轴20，与内转子40相连接；以及第二外轴22，与洗涤槽120相连接。

而且，内轴30、32包括：第一内轴30，与外转子50相连接；以及第二内轴32，与波轮130相连接。

如图4所示，行星齿轮装置70包括：环形齿轮72，用于连接第一外轴20与第二外轴22之间；太阳齿轮74，以一体的方式与第一内轴30相连接；行星齿轮78，与太阳齿轮74的外部面及环形齿轮72的内部面齿轮啮合；以及行星架76，以可使行星齿轮78旋转的方式支撑行星齿轮78，与第二内轴32相连接。

在上述行星齿轮装置70中，第一外轴20和第二外轴22借助环形齿轮72相连接，从而第一外轴20的转速直接向第二外轴22传递。因此，第一外轴20和第二外轴22的转速相同。

而且，第一内轴30与太阳齿轮74形成为一体，第二内轴32借助花键结合等来与行星架76相连接，行星架76以可旋转的方式被行星齿轮78的中央支撑，从而通过减少第一内轴30的转速来向第二内轴32传递。

如上所述，内轴30、32借助行星齿轮装置70相连接，并通过减少内转子40的转速来向波轮130传递，因此可增加波轮130的扭矩，以此可适用于大容量洗衣机。

在第一内轴30的外周面与第一外轴20的内周面之间设置圆筒形态的第一套管轴承80及第二套管轴承82，从而以可旋转的方式支撑第一内轴30。

而且，在第二外轴22的上端内部面及下端内部面设置第三套管轴承84及第四套管轴承86，从而以可旋转的方式支撑第二内轴32。

在第一外轴20的外部面形成与外转子50的外转子支撑体56相连接的第一连接部90，在第一内轴30的下端形成与内转子40的内转子支撑体46相连接的第二连接部92。

第一连接部90及第二连接部92可借助形成于第一外轴20的外部面及第一内轴30的外部面的突起锯齿(Serration)结合或者花键结合，且可通过形成键槽来相互键结合。

其中，在第一外轴20的下端螺纹紧固有用于防止外转子支撑体56从第一外轴20脱离的第一固定螺母34，在第一内轴30的下端螺纹紧固有用于防止内转子40的内转子支撑体46脱离的第二固定螺母36。

在第二外轴22的上端外部面形成与洗涤槽120相连接的第三连接部94，在第二内轴32的上端外部面形成与波轮130相连接的第四连接部96。

第三连接部94及第四连接部96可借助形成于第二外轴22的外部面及第二内轴32的外部面的突起锯齿(Serration)结合或者花键结合，且可通过形成键槽来相互键结合。

在第二外轴22与第二内轴32之间形成用于防止洗涤水漏水的第一密封部220，在第二外轴22与轴承外罩10之间形成用于防止洗涤水漏水的第二密封部210。

在第一外轴20的外部面配置第一轴承26，在第二外轴22的外部面配置第二轴承28，从而以可旋转的方式支撑外轴20、22。

第一轴承26设置于第一轴承外罩102，第二轴承28设置于第二轴承外罩10。

第一轴承外罩102包括：第一轴承设置部104，由金属材质形成，用于设置第一轴承26；盖部106，从第一轴承设置部104向外侧方向延伸，呈圆桶形态，在行星齿轮装置70的外部面隔着规定间隙包围行星齿轮装置70，用于保护行星齿轮装置；定子60，从盖部106的上端向外侧方向延伸，呈圆板形态；以及平板部108，用于固定外槽110。

平板部108沿着圆周方向借助多个螺栓250紧固于第二轴承外罩。

第二轴承外罩10包括：第二轴承设置部12，由金属材质形成，用于设置第二轴承28；第二密封部固定部14，从第二轴承设置部12向外侧方向延伸，用于固定第二密封部210；连接部16，从第二密封部固定部14向下侧方向弯曲，呈圆桶形态；以及平板部18，从连接部16的下端向外侧方向延伸，固定于外槽110。

平板部18借助螺栓250紧固于第一轴承外罩的平板部108，并借助螺栓260固定于定子支撑体270及外槽110。

如图4所示，内转子40包括：第一磁铁42，以留有规定间隙的方式配置于定子60的内部面；第一背轭44，配置于第一磁铁42的背面；以及内转子支撑体46，借助镶嵌注塑与第一磁铁42及第一背轭44形成为一体。

其中，内转子支撑体46通过将热固化性树脂，如聚酯等块状模塑料(BMC，Bulk Molding Compound)作为注塑材料来进行注塑，从而与第一磁铁42及第一背轭44形成为一体。因此，内转子40可具有防水性能，并可缩短制作工序。

内转子支撑体46的内部面与第一内轴30的第二连接部92相连接，在内转子支撑体46的外部面固定第一磁铁42及第一背轭44。

因此，若内转子40进行旋转，则内轴30、32进行旋转，且与内轴30、32相连接的波轮130也会旋转。

其中，由于波轮130的旋转扭矩不大，因此，可借助内转子40的扭矩充分进行旋转。

而且，外转子50包括：第二磁铁52，以留有规定间隙的方式配置于定子60的外部面；第二背轭54，配置于第二磁铁52的背面；以及外转子支撑体56，借助镶嵌注塑与第二磁铁52及第二背轭54形成为一体。

其中，外转子支撑体56通过将热固化性树脂，如聚酯等块状模塑料作为注塑材料来进行注塑，从而与第二磁铁52及第二背轭54形成为一体。因此，外转子50可具有防水性能，并可缩短制作工序。

外转子支撑体56的内部面与第一外轴20的第一连接部90相连接，从而与第一外轴20一同旋转，在外转子支撑体56的外部面固定第二磁铁52及第二背轭54。

因此，若外转子50进行旋转，则外轴20、22进行旋转，且与外轴20、22相连接的洗涤槽120也会旋转。

如图5及图6所示，定子60包括：多个定子芯62，排列成放射状；非磁性体的线轴64，包围定子芯62的外周面；第一线圈66，卷绕于定子芯62的一侧；第二线圈68，卷绕于定子芯62的另一侧；以及定子支撑体270，使定子芯62排列成环形，并固定于外槽110。

定子支撑体270通过在模具沿着圆周方向隔着规定间隔排列定子芯62之后借助镶嵌注塑与定子芯62形成为一体。

即，将热固化性树脂，如聚酯等的块状模塑料(BMC，Bulk Molding Compound)作为注塑材料来进行注塑，并通过镶嵌注塑方式形成定子支撑体102，此时，多个定子芯62沿着圆周方向隔着规定间隔排列在模具并与定子支撑体102形成为一体。

定子支撑体270除借助镶嵌注塑与定子芯形成为一体的结构之外，还可适用在与定子芯62单独制作之后与定子支撑体270螺栓紧固的结构。

如图6及图7所示，定子芯62包括：第一齿部310，第一线圈66卷绕于上述第一齿部310；第二齿部312，形成于第一齿部310的相反侧，第二线圈68卷绕于上述第二齿部312；划分部314，用于划分第一齿部310与第二齿部312之间；以及结合部320、322，形成于划分部314的侧方向两侧末端部分，用于相互连接定子芯62之间。

其中，向第一线圈66施加第一驱动信号，向第二线圈68施加第二驱动信号，因此，若仅向第一线圈66施加第一驱动信号，则仅有内转子40进行旋转，若仅向第二线圈68施加第二驱动信号，则仅有外转子50进行旋转，若同时向第一线圈66和第二线圈68施加第一驱动信号及第二驱动信号，则内转子40和外转子50同时旋转。

在划分部314的中央形成贯通孔332，从而防止借助第一线圈66形成的第一磁路和借助第二线圈68形成的第二磁路相互干扰。除圆形之外，上述贯通孔332能够以插槽形态沿着划分部314的侧方向长的方式形成。

在第一齿部310的末端部分形成与第一磁铁44相向的第一凸缘部316，在第二齿部312的末端部分形成与第二磁铁54相向的第二凸缘部318。

第一凸缘部316和第二凸缘部318以分别与内转子40的第一磁铁42和外转子50的第二磁铁52相对应的方式按规定曲率形成内向曲面及外向曲面。因此，提高了定子芯62的内周面及外周面的真圆度，从而可使定子60的内周面与外周面之间、第一磁铁42与第二磁铁52之间接近，并可维持规定的磁间隙(gap)。

定子芯62之间应以可形成磁路的方式具有直接相连接的结构。因此，结合部320、322具有以可使定子芯62之间相互通电的方式具有直接相连接的结构。

作为一例，这种结合部320、322以在划分部314的一侧突出有结合突起322的方式形成，在划分部314的另一侧形成有使结合突起322以扣入的方式结合的结合槽320，若将结合突起322扣入于结合槽320来进行组装，则定子芯62排列成放射状，并将具有相互直接连接的结构。

而且，除上述结构之外，结合部还可适用在定子芯的划分部的两侧末端部分形成销孔，并在使芯之间相互接触的状态下，使销部件扣入两个定子芯的销孔之间，从而可连接定子芯之间，并可适用在使定子芯之间相互接触的状态下，利用敛缝部件进行敛缝的方法。

如上所述的本发明的洗衣机马达在内转子40与卷绕有第一线圈66的定子60的一侧之间形成第一磁路L1，在外转子50与卷绕有第二线圈68的定子60的另一侧之间形成第二磁路L2，从而形成分别相互独立的一对磁路，因此，可使内转子40和外转子50分别单独驱动。

具体地，第一磁路L1经由N极的第一磁铁42、卷绕有第一线圈66的第一齿部310、划分部314的内侧部分、靠近N极的第一磁铁42的S极的第一磁铁42及内转子支撑体46。

而且，第二磁路L2经由N级的第二磁铁52、与N极的第二磁铁52相向并卷绕有第二线圈68的第二齿部312、划分部314的外侧部分、S极的第二磁铁54及外转子支撑体56。

图8为本发明第一实施例的洗衣机控制单元的框图，图9为示出本发明第一实施例的洗衣机驱动方法的流程图。

第一实施例的洗衣机驱动方法说明当进行洗衣机的洗涤行程时体现双动力的方法。

首先，在洗涤工序中，使内转子向顺时针方向旋转(步骤S 10)。即，若向第一线圈66施加正向第一驱动信号，则内转子40向顺时针方向旋转，与内转子40相连接的第一内轴30进行旋转。而且，借助与第一内轴30相连接的行星齿轮装置70减少转速并向第二内轴32传递减少的转速，使得与第二内轴32相连接的波轮130向顺时针方向旋转。

此时，在洗涤槽120的内部没有洗涤物或洗涤物的量为设定值以下的情况下(波轮130没有负荷或负荷少的情况下)，行星齿轮装置70的环形齿轮72与外轴20、22及洗涤槽120相连接，因此起到制动器的作用，由此，内转子40的旋转力向太阳齿轮74输入并向行星架76输出。因此，与行星架76相连接的波轮130进行旋转。

即，在洗涤槽120的内部没有洗涤物或洗涤物的量为设定值以下的情况下，内转子40的旋转力向波轮130传递，从而使波轮130进行旋转。

而且，在向洗涤槽120的内部投入规定量以上的洗涤物的情况下，有负荷施加于波轮130，与波轮130相连接的行星架76起到制动器的作用。因此，内转子40的旋转力向太阳齿轮74输入并向环形齿轮72输出，从而与环形齿轮72相连接的洗涤槽120及外转子50向逆时针方向旋转。

而且，判断外转子50的旋转及旋转方向(步骤S20)。即，根据从设置于外转子50的一侧并检测外转子50的每分钟转数的第一每分钟转数检测传感器510施加的信号，控制单元500判断外转子50的旋转及旋转方向。

其中，若无法检测外转子50的旋转，则使外转子50向逆时针方向旋转(步骤S30)。即，若向第二线圈68施加逆向第二驱动信号，则外转子50向顺时针方向旋转，与外转子50相连接的洗涤槽120逆向旋转。

而且，若检测到外转子50的旋转，则判断外转子50的每分钟转数是否为设定值以上(步骤S40)。即，根据从第一每分钟转数检测传感器510施加的信号，控制单元500对外转子50的每分钟转数和设定值进行比较，从而判断外转子50的每分钟转数是否为设定值以上。

其中，若外转子50的每分钟转数为设定值以下，则使外转子50向逆时针方向旋转，若外转子50的每分钟转数为设定值以上，则使用电子制动器或者使外转子50向顺时针方向旋转，从而调节外转子的每分钟转数(步骤S50)。

因此，外转子50起到制动器的作用，内转子40的旋转力向波轮130传递，且在波轮130旋转的过程中执行洗涤工序。

而且，调节内转子40的每分钟转数(步骤S60)。即，根据从第一每分钟转数检测传感器510施加的信号，控制单元500检测外转子50的每分钟转数，根据从设置于内转子40的一侧并检测内转子40的每分钟转数的第二每分钟转数检测传感器520施加的信号，检测内转子40的每分钟转数，从而根据外转子50的每分钟转数增加内转子40的转速。这是因为若外转子50进行旋转，则行星齿轮装置70的减速比变更为5:1、3:1或4:1，因此，为了维持波轮130的转速，需要调节内转子40的每分钟转数。

而且，为使波轮130向逆向旋转而使波轮停止(步骤S70)。即，若解除外转子50的电子制动器等的制动器作用，则内转子40的旋转力向洗涤槽120传递，从而，洗涤槽120逆向旋转，且波轮130会停止。在上述状态下，若使内转子40停止，则将在负荷很少的状态下使内转子40停止，因此可通过比较少的电力使内转子停止。

而且，使内转子40向逆时针方向旋转，从而使波轮130逆向旋转(步骤S80)。

之后工序按如上所述的顺序再次进行，波轮130在设定时间内逆向旋转，在再次停止之后，在设定时间内正向旋转。

而且，若完成洗涤行程，则执行松开行程、脱水行程等。

如上所述，在本发明的洗衣机中，当内转子40初期起动时，洗涤物向洗涤槽120的内部投入，由此，在有负荷施加于波轮130的情况下，内转子40的旋转力向洗涤槽120传递，从而内转子40以几乎无负荷状态起动，因此可减少启动电流，以此可减少耗电。

并且，在本发明的洗衣机中，当使内转子40停止时，外转子50的电子制动器处于松开状态，由此在波轮130首先停止的状态下，内转子40会停止，因此，在惯性力矩变小的状态下，内转子40会停止，因此可减少端电流，以此可减少耗电。

图10为本发明第二实施例的洗衣机马达的剖视图。

第二实施例的洗衣机马达包括：外轴20、22，与洗涤槽120相连接；内轴30、32，以能够旋转的方式配置于外轴20、22的内部，与波轮130相连接；内转子40(Inner Rotor)，与外轴20、22相连接；外转子50(Outor Rorot)，与内轴30、32相连接；定子60，在内转子40和外转子50之间隔着空隙配置；行星齿轮装置70，设置于内轴30、32，通过减少内轴30、32的转速来增大扭矩。

如上所述的第二实施例的洗衣机马达与在上述中进行说明的第一实施例的洗衣机马达相同，只是，在第一实施例的洗衣机中，波轮130和内转子40借助行星齿轮装置70相连接，洗涤槽120和外转子50借助行星齿轮装置70相连接，在第二实施例的洗衣机马达中，洗涤槽120和内转子40借助行星齿轮装置70相连接，波轮130和外转子50借助行星齿轮装置70相连接。

基于上述第二实施例的洗衣机马达的洗衣机驱动方法与以上说明第一实施例的洗衣机驱动方法相同，只是，在第一实施例的洗衣机驱动方法中，向波轮130传递内转子40的旋转力，外转子50的旋转力向洗涤槽120传递，在第二实施例的洗衣机驱动方法中，外转子的旋转力向波轮传递，内转子的旋转力向洗涤槽传递。

以上，举例示出特定优选实施例说明本发明，本发明并不局限于上述实施例，在不超出本发明的精神的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种变更和修改。

产业上的可利用性

本发明可适用于能够分别独立驱动波轮和洗涤槽，由此可体现双动力，从而可形成多种水流模式的洗衣机。