专利名称：洗衣机及平衡部件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及到具有平衡部件的洗衣机，该平衡部件内装有密封的液体，以减小内桶不平衡产生的振动幅度，特别涉及到一种洗衣机，其中，有害影响减小，这种有害影响是液体在不平衡共振的共振点之前引起的，以及由于液体引起的振动得到稳定。
已知的常规洗衣机，为了减小洗涤(例如洗衣服)时引起的不平衡的振动幅度，在内桶的上部开口端装有一个平衡部件，平衡部件由下列部分组成一个空心环，把空心环的内部空间分隔成多个空腔的隔板，以及密封在这些空腔中的液体。
在这类洗衣机中的上述平衡部件被描述成用于针对洗涤时不平衡负荷调整平衡。当洗衣机驱动或运转时，平衡部件内的液体急速地朝着与不平衡负荷相反的方向流动，大部分液体相互碰撞，结果使大的振动被传递到了洗衣机的外框架。为了消除这种现象，例如，在日本专利审查公报5642314号中，建议每个隔板上设置一个流通通道，以防止液体的这种急速流动。
在上述常规平衡部件中的液体，在旋转时所产生的离心力的作用下，形成和平衡部件的旋转轴同心或同轴的自由表面，换句话说，当内桶受到不平衡作用时，平衡部件中的液体形成一个圈，其中心位于平衡部件空心环的轴心使得在不平衡存在的方向上，液体的径向厚度减小，结果，液体产生减小不平衡的作用。这种作用被采用了。
总的说来，根据旋转部件对振动的反应，存在着这样一种趋势当旋转速度在低于额定旋转速度的“临界速度”Nc下增加时，振动的幅度随之增加，在旋转速度达到临界速度Nc时，振动幅度达到最大值，然后，当旋转速度超过临界速度Nc时，振动接近一个恒定的幅度。
在上述洗衣机的平衡部件中，当旋转速度超过临界速度Nc时，空心环中的液体位于与不平衡相反的一侧，空心环的旋转轴位于它们之间。即，在旋转时由于离心力的作用，液体圆柱形自由表面的轴中心，沿着不平衡的方向，移离空心环的旋转轴，这样造成一个修正来减小振动幅度。然而，在临界速度之下，相对于洗衣机的旋转轴，空心环的旋转轴位于不平衡一侧，这样，在不平衡一侧形成圆柱形液体较厚的部分，这将会进一步加剧不平衡，增加振动幅度。在旋转速度超过临界速度Nc之前，振动幅度的增加不仅产生振动和噪音，而且也降低了机器的可靠性，因此，这对于洗衣机来说是不希望的。此外，旋转速度甚至可能超不过临界速度。这样，常规的结构存在这样的问题虽然在超过临界速度Nc的工作范围，不平衡能够得到校正，但是，在运转速度的整个范围，难以减小不平衡。
本发明的目的是提供一种结构，采用这种结构，在达到临界速度(共振点)之前，抑制了包含在平衡部件中的液体的运动，防止了由于平衡部件而增加的不平衡，因此，减小了共振振幅。
为了这个目的，根据本发明的一个方面，提供了一种洗衣机，这种洗衣机由下列部分组成一个内桶，其底部心部位安装有一个波轮；一个外桶，内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑外桶；一个平衡部件，包括一个安装在内桶上部开口端的空心环，把空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在空腔内的液体，允许液体在空腔之间流动的通道装置；在内桶旋转速度达到临界速度之前，通过由于内桶的旋转而产生的液体自由表面的改变，通道装置抑制了液体在空腔之间流动。
液体自由表面是液体在离心力(平衡部件的旋转所产生的)和重力的作用下形成的理论表面，或根据实际形成的液体表面所测定的平均表面。例如，为了理论上获得自由表面，液体的物理特性，如密度和粘度，其中密封有液体的空腔的横截面形状等等，都要加以考虑。
通道装置可能包括一个第二通道，只有当内桶处于静止状况时，第二通道才允许液体在空腔之间流动，内桶旋转速度超过临界速度以后，第一通道允许液体在空腔之间流动。
第一通道设置在内桶位于静止状态时液体自由表面垂直上方的区域，和当内桶的旋转速度超过临界速度时获得的液体自由表面相接触，并且比临界速度时的自由表面更靠近内桶旋转轴。第二通道设置在液体(静止时)的自由表面垂直上方的区域，和液体(静止时的)自由表面相接触，并且比内桶处于额定旋转速度时获得的液体自由表面更靠近旋转轴。
第一通道设置在内桶处于静止状态时液体自由表面垂直上方的区域，相对于内桶旋转速度超过临界速度时获得的液体自由表面来说，该第一通道处于内桶旋转轴的相反方向；第二通道设置在液体(静止时)的自由表面的垂直上方的区域，和液体(静止时)的自由表面相接触，并且比内桶处于额定旋转速度时获得的液体自由表面更靠近旋转轴。
第一通道和第二通道可以是连接在一起的。
根据本发明的另一方面，提供了一种用在洗衣机中的平衡部件，洗衣机由下列部分组成一个内桶，其底部中心部位安装有一个波轮；一个外桶，内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑外桶；一个平衡部件，包括一个安装在内桶上部开口端的空心环，把空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在空腔内的液体，允许液体在空腔之间流动的通道装置；在内桶旋转速度达到临界速度之前，通过由于内桶的旋转而产生的液体自由表面的改变，通道装置抑制了液体在空腔之间流动。
在上述平衡部件中，通道装置可能包括一个第二通道，只有当内桶处于静止状态时，第二通道才允许液体在空腔之间流动，内桶旋转速度超过临界速度以后，第一通道允许液体在空腔之间流动。
在上述平衡部件中，第一通道设置在内桶处于静止状态时液体自由表面的垂直上方的区域，和当内桶的旋转速度超过临界速度时所获得的液体自由表面相接触，并且比(临界速度时的)自由表面更靠近内桶旋转轴。第二通道设置在液体(静止时)的自由表面垂直上方的区域，和液体(静止时)的自由表面相接触，并且比内桶处于额定旋转速度时获得的液体自由表面更靠近旋转轴。
在上述平衡部件中，第一通道设置在内桶处于静止状态时液体自由表面的垂直上方的区域，相对于内桶旋转速度超过临界速度时获得的液体自由表面来说，该区域处于与内桶旋转轴相反的方向；第二通道的设置在液体(静止时)的自由表面的垂直上方的区域，和液体(静止时)的自由表面相接触，并且比内桶处于额定旋转速度时获得的液体自由表面更靠近旋转轴。
在上述平衡部件中，第一通道和第二通道可以连结在一起。
在本发明的洗衣机和平衡部件中，即使第一通道和第二通道不能在上述理想的位置和区域设置，分别地，通过不同的多少有点独立的情况，只要内桶旋转速度达到临界速度之前，液体的流动被抑制，本发明的优越效果就可以达到。
在上述结构中，当洗衣机内桶旋转速度增加，空心环中的液体表面在离心力的作用下形成一个旋转抛物面。即，液体的表面变成从空心环的内圆周到外圆周向上倾斜。在旋转开始以后，当旋转抛物面形成时，所设置的第二通道结果不与液体接触，相应地，旋转开始以后，液体不能通过第二通道流入毗邻的空腔。而且，当旋转速度超过临界速度，已经形成旋转抛物面和位于空心环外圆周上部的那部分液体通过第一通道连续地流入毗邻的空腔。这样，液体就流入了与内桶不平衡相反的一侧。这就可以防止在不平衡一侧形成圆柱形液体厚的部分。结果，在整个旋转速度范围都能减小振动的幅度。
旋转速度超过临界速度以后，这时如果第一通道淹没在液体中，在布局上最好设置第二通道，通过第二通道，空心环中的气体可以在空腔之间流动。
图1是本发明的洗衣机的垂直剖面图；图2是本发明的平衡部件的一个实施例的平面图；图3是图2的平衡部件的正视图，其中局部为剖面图；图4是图2的平衡部件的一部分的透视图；图5是说明隔板数量和自激振动产生旋转速度之间关系的示意图，其目的是用来解释本发明的作用；图6是本发明的平衡部件的一个实施例的剖面图，说明空腔内所含液体处于静止状态时其表面与通道位置的关系；图7是本发明的平衡部件的一个实施例的剖面图，说明空腔内所含液体处于旋转的初始阶段时其表面与通道位置的关系；图8是本发明的平衡部件的一个实施例的剖面图，说明空腔内所含液体处于旋转的中间阶段时其表面与通道位置的关系；图9是本发明的平衡部件的一个实施例的剖面图，说明空腔内所含液体处于额定速度时其表面与通道位置的关系；图10A和图10B是两个剖面图，分别说明本发明的平衡部件的两个实施例；图11是本发明的平衡部件的另一个实施例；图12是图11的平衡部件的局部破断面的透视图；图13是本发明的平衡部件另一改进型的剖面图；图14是本发明的平衡部件另一改进型的剖面图；图15是本发明的平衡部件另一改进型的剖面图；图16是本发明的平衡部件另一改进型的剖面图；图17是本发明的平衡部件另一改进型的剖面图；图18A和图18B分别表示图13和图14的平衡部件改进型的剖面图；图19A至图19C分别表示图15的平衡部件改进型的剖面图；图20A至图20E分别表示图16的平衡部件改进型的剖面图；图21A至图21C分别表示图17的平衡部件改进型的剖面图；图22是本发明的液体摇晃的图解说明；图23是关于本发明和常规结构内桶旋转速度和振动幅度之间关系的示意说明图；图24是本发明平衡部件另一改进型的局部剖开透视图；图25是本发明平衡部件的局部剖开透视图，说明了通道的一个实施例
图26A至图26G是与图25类似的透视图，分别说明了通道的不同改进型；图27是本发明的平衡部件的局部剖开透视图，说明了通道的另一改进型；图28A和图28B是与图27类似的透视图，分别说明了通道的不同的改进型；图29是本发明的平衡部件的局部水平剖面图，说明了通道的一个实施例；图30是与图29类似的局部水平剖面图，说明了通道的一个改进型；图31A至图31H是与图29类似的局部水平剖面图，说明了通道的不同改进型；图32A至图32E是与图30类似的局部水平剖面图，说明了通道的不同改进型；图33是本发明的平衡部件的局部水平剖面图，说明了通道的另一改进型；图34是与图33类似的局部水平剖面图，说明了通道的另一改进型；图35是本发明的平衡部件的另一改进型的局部剖开透视图。
图1显示了本发明的洗衣机的一个最佳实施例。这种洗衣机由下列部分组成装有平衡部件1和波轮2的内桶3，内部装有内桶3的外桶4，通过悬吊杆5来支撑外桶4的外框架6。
在洗涤操作过程中，马达7通过轮—皮带系统和离合器8来转动波轮，在脱水过程中，马达7通过轮—皮带系统和离合器来转动内桶。马达7和离合器8用螺栓牢固地固定在中心底座9上，中心底座用螺钉牢固地固定在外桶4的底面上。内桶通过法兰10支撑在离合器8的轴上。
图中只显示了平衡部件1(该部件是构成本发明的主要部分)和洗衣机的基本组成部件，其它部件如开关盘等都省略了。
图2是本发明的平衡部件1的一个实施例的平面图，图3是其正视图。在这些图中，一个平衡环11由一个通过焊接表面12焊接在一起的上半部和下半部组成。液体13和气体14按照一定的比例密封在平衡环11中，平衡环11的内部通过多个隔板15分隔成多个空腔，相互沿圆周隔开。虽然在图2中，空腔的个数是6个，但并不限于6个。被密封的液体13最好具有高密度的物理特性，通常采用饱和盐水溶液。在许多情况下，气体14是空气。隔板15上有一对第一通道16a和第二通道16b，使液体和气体可以从中通过，每个通道的一个表面恰好与焊接表面相重合，也就是说，位于焊接表面所在的平面上。
图4是一个本发明的平衡部件的局部剖开透视图，但图4中没有表示出平衡部件内所包含的液体。为了校正平衡环11(分隔成多个空腔)中所含的液体13在静止状态不平衡，也为了允许气体14在旋转时通过，每个隔板15上的第二通道设置在这样一个位置静止时与液体13的表面相接触，旋转时与液体不接触。更明确地说，第二通道位于隔板15靠近平衡环11的旋转轴的部位，第二通道16b的下表面与静止液体13的表面相接触，上表面与平衡环11的焊接表面12相重合。
在达到临界速度以后，为了允许相邻空腔内的液体13的流动，第一通道16a设置在这样一个位置，使其静止时与空腔内所含的液体不接触，在旋转时刚刚达到临界速度以后，与液体的自由表面(这是由作用在所含液体上的离心力所决定的)相接触。更明确地说，第一通道16a的下表面与平衡环11的焊接表面12相重合，第一通道设置在静止时液体表面的上方，在旋转时刚刚达到临界速度以后，第一通道就和液体13的自由表面相接触。
参考图5至图11，对本发明的上述实施例的操作加以说明。
图5是说明平衡部件中沿圆周分隔的隔板数量与自激振动产生速度之间关系的示意图，这是数值分析的一个例子。我们从中将会注意到，随着隔板数量的增加，自激振动产生旋转速度将会变高。平衡环(空心旋转部件)11的内部被沿圆周分隔的隔板15分隔成多个空腔，自激振动产生旋转速度被设置成高于额定旋转速度。根据这样的安排，在额定旋转速度的范围内，可以实现旋转部件的稳定性。
图6至图11显示了位于本发明的平衡部件隔板15上的通道16a和16b与液体自由表面之间的位置关系。图6显示了所含液体在静止状态时的表面21b和第二通道16b之间的关系，所含液体13通过通道16b在由隔板15隔开的相邻空腔内流动，使得相邻腔内的液体的量相等。最好的情况是，每个垂直方向上的通道16b(该通道是用来校正分成多个空腔的平衡环11中所含液体13的不平衡)在静止时其下表面与液体13的表面(水平表面)相接触。对于更实际的使用来说，在静止时，通道16b的下表面最好是略低于液体13的表面。其理由是，如果通道16b的下表面和液体13的表面设置在同一水平上，恐怕液体在相邻空腔之间的流动会受到作用在所含液体13上的表面张力的影响。
至于通道16b在径向的位置，最好是尽可能地靠近内桶的旋转轴，这样，在旋转过程中，液体不会从中通过。在实际使用中，通道16b可以设置在离开平衡环内圆周壁的地方，只要在旋转时液体13不能流过通道。在旋转时，通道16b也可以促进平衡部件中其它流体(例如气体14)的流通，用来防止由于液体13的流动而造成的空腔内其它流体体积变化而引起的压力振动。因此，消除了空腔内气体14的压力振动引起的摇动作用，从而，抑制了诸如摇晃之类的液体振动现象。此外，如果空腔内的气体14的压力保持在低水平，由于气体14引起的摇动作用也会减弱，因此，也会抑制诸如摇晃之类的液体振动现象。
图7显示了旋转达到临界速度之前，所含液体13的自由表面和通道16a、16b之间的位置关系。
图8显示了旋转刚刚达到临界速度之后，所含液体13的自由表面和通道16a、16b之间的位置关系，同时也显示了所含液体13通过第一通道16a在被隔板15分隔的空腔内流动，因此消除了不平衡。这样，就第一通道(该通道是用来在达到临界速度之后，允许液体在被分隔的平衡环中流动)在垂直方向上的位置来说，通道16a的下表面设置在液体13处于静止状态的表面21b(即水平表面)的上方，最好是设置在这一个位置，当旋转速度略高于临界速度时，或旋转速度处于略高于临界速度到额定速度的范围，下表面与液体13的自由表面相接触。其理由是，由于不平衡导致的液体流动在旋转速度超过临界速度以后才开始；由于衰减会产生一定的时间滞后；在额定旋转速度时，要求液体最终起到平衡器的作用。
图9显示了处于额定旋转速度时，所含液体13的自由表面21和通道16a和16b之间的位置关系，在旋转速度处于超过临界速度的范围，即使第一通道16a被液体13吞没，其预定目的也不受影响。
类似地，至于第一通道16a的径向位置，第一通道最好是设置在这样一个位置，在临界速度时，主要由作用在液体上的离心力所决定的液体13的自由表面21a与其相接触，对于更实际的使用来说，通道16a最好是设置在这样一个位置，当旋转速度略高于临界速度时，或旋转速度处于略高于临界速度到额定速度的范围，通道与液体13的自由表面相接触。其理由是，由于不平衡导致的液体流动在旋转速度超过临界速度以后才开始；由于衰减会产生一定的时间滞后；在额定旋转速度时，要求液体最终起到平衡器的作用。
图10A和图10B显示了关于第一通道16a的位置的两个实施例。在这两种情况中，通道16a设置在这样的位置，即通道与液体13的自由表面21a相接触，自由表面由下列因素决定平衡环的离心力，所含液体13的物理特性，所含液体的量和系统的临界速度。
虽然在上述实施例中采用了两个通道16a和16b，上述作用和目的也可以通过一个单一的通道来实现，这个单一通道的一端形状相当于上述两个通道中的一个(第一通道16a)，而另一端形状相当于另一个通道(第二通道16b)，如图11所示。
图12显示了本发明的另一实施例，其单一的通道达到了图4所示的两个通道的目的。图12是一个局部剖开透视图，显示了平衡环11的一个部分，在每个隔板15上开有一个单一通道16。图中没有显示出所含的液体13。为了校正静止状态时平衡环11(被分隔成多个空腔)中的液体13的不平衡，也为了旋转时允许气体14流动，通道16的内端设置在这样一个位置，在静止时与液体13的表面相接触，而在旋转时与液体13不接触。更明确地说，通道16的内端位于隔板上靠近平衡环11的旋转轴的部位，其下表面与静止液体13的表面相接触，而上表面与平衡环11的焊接表面相重合。
在达到临界速度以后，为了允许相邻空腔内的液体13的流动，通道16的外端设置在这样一个位置，使其静止时与空腔内所含的液体不接触，在旋转时刚刚达到临界速度以后，与液体的自由表面(这是由作用在所含液体上的离心力所决定的)相接触。更明确地说，通道16的外端设置在静止时液体表面的上方，在旋转时刚刚达到临界速度以后，通道外端就和液体13的自由表面相接触。
在平衡环11的制造方面，安排开在隔板15上的通道16的下表面或者上表面与焊接表面相重合，这样可以使生产平衡环的模具拆模容易，通道的形状朝着焊接表面不是锥形的。
图13至图17显示了焊接表面(该焊接表面将平衡环11的上半部和下半部连在一起)的位置，隔板15上的通道16a、16b、16的位置，和液体13的自由表面的关系，同时也显示了平衡环11上的焊接表面12的位置和隔板15上的通道16a、16b、16的位置的不同关系。在图13和图14中，在静止状态时，液体自由表面21b和平衡环的焊接表面12相重合。在图13中，设置了两个通道，而在图14中，只设置了一个单一通道。在图15至图17中，平衡环11的焊接表面12设置在高于静止状态时液体自由表面21b上方的位置。在图15和图17中，设置了两个通道16a和16b，而在图16中，只设置了一个单一通道16。更明确地说，在图13和图14中，通道16a、16b、16的下表面与焊接表面12相重合，在图15中，一个通道16a的下表面和另一通道16b的上表面与焊接表面12相重合，在图16和图17中，通道16a、16b、16的上表面与焊接表面12相重合。
这样，通道的一个表面和平衡环11的焊接表面12相重合，通道的形状向着焊接表面不是锥形的。采用这种布局，平衡环的模具容易拆模。
图18至21显示了涉及图13至图17的平衡环的另几种实施例。图18A和图18B的局部剖面图分别显示了与图13和图1 4类似的平衡环，图19A至图19C的局部剖面图显示了与图15类似的平衡环，图20A至图20E的局部剖面图显示了与图16类似的平衡环，图21A至图21C显示了与图17类似的平衡环，在图18至图21中，显示了不同类型的通道16、16a和16b的位置。
而且，为了避免由于上述单一或两个通道所连接的空腔的液体摇晃而引起的共振现象，改变通道的结构，使液体振动的频率和系统结构的振动频率相隔离，这样达到抗共振的效果。通道结构的一种改变是减小流通通道的横截面，另一种改变是增加流通通道的长度。这些改变都是为了降低振动频率，达到抗共振的目的。
图22大略地显示了通过通道连接在一起的空腔之间的液体摇晃现象。在这种情况下产生的振动频率由下列公式表示ω＝A/B (公式1)A＝(1＋S1/S2)α (公式2)B＝(1＋S1/S2)h＋l(S1/S0)(公式3)其中，ω代表振动频率，α代表离心加速度，h代表没有不平衡存在情况下处于速度渐增阶段的液体厚度，l代表流通通道的长度，S0代表流通通道的横截面积，S1和S2代表空腔的横截面积。α、S1和S2的数值主要由洗衣机的结构所决定。可以看出，增加流通通道横截面S0或者增加流通通道长度l，可以有效地降低振动频率ω。
为了化简，这里平衡环的半径用r表示，平衡环的高度用t表示，平衡环沿圆周分隔的个数用n表示，空腔的横截面用S1表示(S1＝2πrt/n)，系统结构的固有频率用ω1表示，旋转速度用ω2表示，抗共振作用通常用下列公式表示ω＜ω1然而，上述共振现象不仅是由系统结构的固有频率(＝摇晃频率)产生的，而且也是由旋转频率ω2产生的(ω2＝系统结构的固有频率ω1+摇晃频率ω)。所论及的系统结构固有频率，其特点在于受到与振动模式有关的旋转所产生的回转作用的影响，随着旋转速度而改变，而且大体上与旋转速度成比例。摇晃频率也随着与旋转速度相对应的离心力而改变，横截面的改变取决于空腔的连接，并使得振动频率也发生改变。根据这些，从经验数值中已经发现下列情况是最佳的3ω＜ω1(公式4)将下面的公式5代入ω1，可以得出下面的公式6A＝2r(ω2)2，B＝2h＋l(S1/S0)ω2＝ω1＋ω(公式5)ω2＝2r(ω1＋ω)2/(2h＋l(S1/S0))(公式6)
在公式6中，用3ω代替ω1，可以得出下列公式ω2＞2r(3ω＋ω)2/(2h＋l(S1/S0))(公式7)对这一公式进行变形，由于h/r＜＜1，可以得出下列公式l(S1/S0)/2r＞16(公式8)将S1代入这一公式，可以得出下列公式lπt/nS0＞16 (公式9)对这一公式进行变形，可以得出下列公式tl/S0＞16n/π (公式10)从这一公式中看出，最好是l大，S0小，例如，在公式10中，tl/S0的数值可以根据平衡环沿圆周分隔的个数得出，还可以看出，当n＝6时，这一数值不应小于30.5，当n＝12时，这一数值不应小于61.1。
参考显示外桶振动幅度和旋转速度关系的图23，可以描述本发明的作用。在这一图中，横坐标轴表示旋转速度，纵坐标轴表示振动幅度。为了比较，在图23中，虚线表示采用常规平衡部件获得的结果，实线表示采用本发明的实施例所获得的结果。在旋转速度低于每分钟500转的情况下，虚线和实线的差表示了由于本发明的流通通道的位置所产生的作用，从图中可以明显看出，振动幅度减小。在旋转速度达到每分钟1000转左右的情况下，虚线和实线的差说明了本发明的流通通道的长度和通道横截面所产生的作用，从中可以明显看出，已经实现了稳定的振动现象，消除了共振现象。
图24是本发明的一个实施例的透视图，其中第一通道16a(达到临界速度后，该通道允许液体在空腔中流动，见图4所示)的长度显著地大于隔板15的厚度18，图中没有显示出所含的液体。
图25是图24所示的平衡环11的上半部分，处于垂直翻转情况下的透视图。
图26A至图26G分别显示了图24所示的第一通道16a的改进型，其部位和位置与图25相同。
图26A显示了一个实施例，在该实施例中，如图25所示的通道16a的一个表面是由平衡环11的外圆周壁19所构成的。
图26B显示了一个实施例，隔板15的厚度增加，与图25所示的通道16a的长度相等。
图26c显示了一个实施例，在该实施例中，如图26所示的隔板15的厚度沿着平衡环11的径向逐渐增加。
图26D和图26E显示了两个实施例，平衡环11的外圆周壁(如图26A所示)用作通道16a的一个表面，该表面在径向有一相对位移，更明确地说，在图26D中，外圆周壁19径向向外凸出，而图26E中，外圆周型19径向向内凹进。
图26F显示了一个实施例，在这一实施例中，图26A所示的通道部分具有一个薄板结构。
图26G显示了一个实施例，在这一实施例中，图26A所示的通道部分具有一个交错结构。
图27显示了一个实施例，其通道16a由一个分离部件构成，在这一实施例中，通道16a的一个表面不必与平衡环11的焊接表面12相重合。
图28A和图28B显示了另外两个实施例，其通道16a由一个分离部件构成，更明确地说，图28A是与图27类似的透视图，通道16a的一个表面是由平衡环11的外圆周壁19构成的。图28B是与图4类似的透视图，通道16a的形状不是直的，而是基本上U型的。在这些图中，所含液体都没有表示。这样的分离部件通道可以用粘合剂、装配凹槽或任何其它合适的方法牢固地固定在隔板15上。
在上述实施例中，除了图27和图28以外，虽然为简化起见，所表示的通道16a的横截面都是方形的，但并不局限于这样的方形。任何其它合适的形状都可以实现预定的目的，只要通道16a具有所需的流通通道的长度和所需的流通通道的横截面积。虽然诸如圆形和三角形等不同形状都可以被认为用作通道的横截面，但从制造的观点来看，朝着平衡环的焊接表面向外成喇叭状是比较适合的。总之，圆形或者圆形和多边形的相结合都是可以采用的，但是，方形和方形以下范围内是适合于实际使用的。
图29和图30显示了一个圆周形通道16a的实施例，是从设置有通道的平衡环11的焊接表面的上方看的。图29显示了一个与隔板15垂直的具有直线外形的通道。图30显示的通道沿着外圆周壁10有着相同的宽度。
图31显示了与图29类似的直线通道的不同改进型。更明确地说，图31A显示了一种沿旋转方向成锥形的通道。图31B显示了一种沿旋转方向成喇叭形的通道。图31C显示了一种沿旋转方向与隔板15成一定角度的直线外形的通道，其上游端靠近旋转轴。图31D显示了一种中央部位向内收进的通道。图31E显示了一种向相反方向收进的通道。图31F显示了一种沿旋转方向与隔板15成一定角度的直线外形的通道，其下游端靠近旋转轴。图31G显示了一种朝轴凸出的通道。图31H显示了一种朝轴相反方向凹进的通道。
图32显示了如图30所示的沿外圆周壁延伸的直线通道的不同改进型。图32A显示了一例表面为弧形、一侧表面为直线的通道。图32B显示了沿旋转方向成喇叭形的通道。图32C显示了沿旋转方向成锥形的通道。图32D显示了中央部位收近的通道。图32E显示了中央部位向相反方向收近的通道。
上述通道16a在圆周方向的不同形状都是水平横截面形状，通道可以具有类似特性的垂直横截面形状，实际上所使用的外形是这些形状的相结合。
在上述实施例中，虽然隔板15与平衡环11的外圆周表面的切线相垂直地设置，但是，即使隔板设置成沿旋转方向成一定角度，也可以达到预定的目的，如图33和图34所示。
在上述实施例中，虽然平衡环11都是单一环形结构，但是，即使在平衡环的内圆周壁和外圆周壁之间设置一个圆周隔板20，将平衡环隔成如图35所示的多环结构，也可以达到预定的目的。
在上述本发明的实施例中，由于包含在平衡部件中的液体13在达到共振点之间并不流动，所含液体13的运动所产生的不平衡不会增加，因此，减小了共振振幅。而且，共振振幅减小，液体平衡器的应用范围增加。结果，旋转部件和静止部件之间的缝隙可以取一个较小的数值，使得机器在具有一个紧凑的尺寸。而且，自激振动产生旋转速度可以被转移到一个较高的旋转速度。结果，机器的额定旋转速度可以设的较高。而且，由于振动得到了稳定，振动和噪音减小，机器的可靠性也就能得到加强。
权利要求
1.一种洗衣机由下列部分组成一个内桶，该内桶的底部中心部位安装有一个波轮；一个外桶，上述内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑上述外桶；一个平衡部件，包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，在上述内桶旋转速度达到临界速度之前，通过上述内桶的旋转而产生的上述液体自由表面的改变，使上述通道装置抑制了上述液体在上述空腔之间的流动。
2.一种洗衣机由下列部分组成一个内桶，该内桶的底部中心部位安装有一个波轮；一个外桶，上述内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑上述外桶；一个平衡部件，包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第二通道，只有当上述内桶处于静止状态时，第二通道才允许上述液体在上述空腔之间流动，上述内桶旋转速度超过临界速度以后，第一通道才允许上述液体在上述空腔之间流动。
3.根据权利要求2的一种洗衣机，其特征在于，上述第一通道和上述第二通道是连接在一起的。
4.一种洗衣机由下列部分组成一个内桶，该内桶的底部中心部位安装有一个波轮；一个外桶，上述内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑上述外桶；一个平衡部件，包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第一通道和一个第二通道，在上述内桶(3)处于静止状态时上述液体(13)的自由表面(21b)的垂直上方区域，该第一通道16a和当上述内桶(3)的旋转速度超过临界速度时所获得的自由表面(21a)相接触，并且比上述自由表面(21a)更靠近上述内桶(3)的旋转轴；第二通道(16b)设置在上述自由表面(21b)的垂直上方区域，和上述自由表面(21b)相接触，并且比上述内桶(3)处于额定旋转速度时获得的上述液体的自由表面(21)更靠近上述旋转轴。
5.根据权利要求4的一种洗衣机，其特征在于，上述第一通道(16a)和上述第二通道(16b)是连接在一起的。
6.根据权利要求4的一种洗衣机，其特征在于，上述通道装置和上述平衡部件是这样确定的，使得(lt/S0)＞(16n/π)成立，其中l代表上述通道装置的长度，S0代表上述通道装置的横截面积，t代表上述空腔的高度，n代表上述平衡部件沿圆周分隔的空腔的个数。
7.一种洗衣机由下列部分组成一个内桶，该内桶的底部中心部位安装有一个波轮；一个外桶，上述内桶装在其中；一个外框架，通过悬吊杆支撑上述外桶；一个平衡部件，包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第一通道和一个第二通道，第一通道(16a)设置在上述内桶(3)处于静止状态时上述液体的自由表面(21b)的垂直上方的区域，相对于上述内桶(3)的旋转速度超过临界速度所获得的上述液体(13)的自由表面(21a)来说，该通道(16a)处于与上述内桶(2)的旋转轴相反的方向；第二通道(16b)设置在上述自由表面(21b)垂直上方的区域，和上述自由表面(21b)相接触，并且比上述内桶(3)处于额定旋转速度时获得的上述液体(13)的自由表面(21)更靠近上述旋转轴。
8.根据权利要求7的一种洗衣机，其特征在于，上述第一通道(16a)和上述第二通道(16b)是连结在一起的。
9.根据权利要求7的一种洗衣机，其特征在于，上述通道装置和上述平衡部件是这样确定的，使得(lt/S0)＞(16n/π)成立，其中l代表上述通道装置的长度，S0代表上述通道装置的横截面积，t代表上述空腔的高度，n代表上述平衡部件沿圆周分隔的空腔的个数。
10.一种用在洗衣机中的平衡部件，洗衣机包括一个底部中心部位装有波轮的内桶，一个其内部装有上述内桶的外桶，以及通过悬吊杆支撑上述外桶的外框架，上述平衡部件包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，在上述内桶的旋转速度达到临界速度之前，通过上述内桶的旋转而产生的上述液体的自由表面的改变，使上述通道装置抑制了上述液体在上述空腔之间的流动。
11.一种用在洗衣机中的平衡部件，洗衣机包括一个底部中心部位装有波轮的内桶，一个其内部装有上述内桶的外桶，以及通过悬吊杆支撑上述外桶的外框架，上述平衡部件包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空间之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第二通道，只有当上述内桶处于静止状态时，第二通道才允许上述液体在上述空腔内流动；上述内桶旋转速度超过临界速度以后，第一通道才允许上述液体在上述空腔之间流动。
12.根据权利要求11的一种平衡部件，其特征在于，上述第一通道和上述第二通道是连接在一起的。
13.一种用在洗衣机中的平衡部件，洗衣机包括一个底部中心部位装有波轮的内桶，一个其内部装有上述内桶的外桶，以及通过悬吊杆支撑上述外桶的外框架，上述平衡部件包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第一通道和一个第二通道，在上述内桶(3)处于静止状态时上述液体(13)的自由表面(21b)的垂直上方的区域，第一通道(16a)和当上述内桶(3)的旋转速度超过临界速度时所获得的自由表面(21a)相接触，并且比上述自由表面(21a)更靠近上述内桶(3)的旋转轴；第二通道(16b)设置在上述自由表面(21b)垂直上方的区域，和上述自由表面(21b)相接触，并且比上述内桶(3)处于额定旋转速度时获得的上述液体(13)的自由表面(21)更靠近上述旋转轴。
14.根据权利要求13的一种平衡部件，其特征在于，上述第一通道和上述第二通道是连接在一起的。
15.根据权利要求13的一种平衡部件，其特征在于，上述通道装置和上述平衡部件是这样确定的，使得(lt/S0)＞(16n/π)成立，其中l代表上述通道装置的长度，S0代表上述通道装置的横截面积，t代表上述空腔的高度，n代表上述平衡部件沿圆周分隔的空腔的个数。
16.一种用在洗衣机中的平衡部件，洗衣机包括一个底部中心部位装有波轮的内桶，一个其内部装有上述内桶的外桶，以及通过悬吊杆支撑上述外桶的外框架，上述平衡部件包括一个安装在上述内桶上部开口端的空心环，把上述空心环的内部空间沿圆周分隔成多个空腔的隔板，密封在上述空腔中的液体，以及允许上述液体在上述空腔之间流动的通道装置；其中，上述通道装置包括一个第一通道和第二通道，第一通道(16a)设置在上述内桶(3)处于静止状态时上述液体的自由表面(21b)的垂直上方的区域，相对于上述内桶(3)的旋转速度超过临界速度所获得的上述液体(13)的自由表面(21a)来说，该通道(16a)处于上述内桶(3)的旋转轴相反的方向；第二通道(16b)的设置在上述自由表面(21b)垂直上方的区域，和上述自由表面(21b)相接触，该区域比上述内桶(3)处于额定旋转速度时获得的上述液体(13)的自由表面(21)更靠近上述旋转轴。
17.根据权利要求16的一种平衡部件，其特征在于，上述第一通道和上述第二通道是连结在一起的。
18.根据权利要求16的一种平衡部件，其特征在于，上述通道装置和上述平衡部件是这样确定的，使得(lt/S0)＞(16n/π)成立，其中l代表上述通道装置的长度，S0代表上述通道装置的横截面积，t代表上述空腔的高度，n代表上述平衡部件沿圆周分隔的空腔的个数。
全文摘要
本文描述了一种洗衣机，在这种洗衣机中，减小了由于平衡部件的不平衡引起的振动幅度。用在这种洗衣机中的平衡部件具有一个低于额定旋转速度的临界速度，平衡部件的内部空间被隔板沿圆周分隔成多个空腔，每个隔板上设有通道，使包含在空腔中的液体在达到特定的旋转速度以后可以在空腔之间流动。
文档编号D06F37/12GK1126257SQ9510354
公开日1996年7月10日 申请日期1995年3月17日 优先权日1994年3月18日
发明者井田道秋, 田中基八郎, 会田修司, 鹿森保, 大杉宽 申请人:株式会社日立制作所