洗衣的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种洗衣机，该洗衣机设置有可以抑制旋转筒的水平振动中的变化的平衡装置，而不必执行控制操作。所述平衡装置包括安装成与旋转筒同心的环形壳体、以及多个平衡球和粘性流体。在壳体内形成环形球容纳部分、沿球容纳部分的径向设置在球容纳部分的下部内侧的流体容纳部分、以及连通通道。所述流体容纳部分设置在所述壳体的沿着壳体的周边方向的一部分处。球容纳部分的底表面向下倾斜使得在旋转筒的旋转停止时平衡球汇集在面对流体容纳部分的相对位置处。
【专利说明】洗衣机
【技术领域】
[0001]本发明的各实施方式涉及具有外桶、可旋转地安装在外桶中的旋转筒(spinbasket)以及安装到旋转筒的平衡装置。
【背景技术】
[0002]传统上，具有外桶和可旋转地安装在外桶内的旋转筒以执行容纳在旋转筒中的衣物，如衣服的洗涤、漂洗和甩干的洗衣机是已知的。
[0003]当其中容纳衣物的旋转筒旋转来执行甩干操作时，传统的洗衣机经受振动。该振动主要是源自于容纳在旋转筒内的衣物的不均匀分布。于是，用于衰减振动的球平衡器安装到旋转筒。
[0004]具体地说，球平衡器形成为环形，并且设置有多个平衡球和粘性流体，该平衡球容纳在容纳腔室内。平衡球和粘性流体被允许沿着容纳腔室的周边方向在该容纳腔室内移动。平衡球被浸入到粘性流体内，并因此其运动被限制到一定程度。由此，在容纳腔室内回转的平衡球的自激振动可以被约束。在旋转筒旋转过程中，平衡球被离心力沿着周边方向在容纳腔室内移动并最终定位在与分布不均的衣物相对的一侧上。结果，通过平衡球的重量，保持了旋转筒的平衡旋转。
[0005]在甩干操作开始之前旋转筒的旋转停止期间，在被定位的平衡球不能执行平衡的情况下，平衡球的分布不均导致在旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时旋转筒的水平振动(摇摆旋转)的幅度发生变化。如果旋转筒的水平振动大，则外桶会与外壳发生碰撞。另外，当外桶与外壳发生碰撞时，通常执行控制以迫使甩干操作终止。这会浪费能量和时间。
[0006]在传统洗衣机的情况下，在容纳腔室的底表面上形成凹陷的容纳部分，以容纳平衡球。由此，解决了在洗衣机的甩干操作开始之前平衡球的不平衡位置。于是，可以抑制当旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时由于平衡球的分布不均而导致的旋转筒的水平振动变化。
[0007]但是，传统洗衣机具有容纳在容纳腔室内的粘性流体。由此，平衡球的运动会受到粘性流体的粘性阻力的约束，并因此，难于将平衡球容纳在凹陷的容纳部分中。
[0008]在这个方面，可以执行控制操作，以减速或加速旋转筒的旋转，以将平衡球移动到在平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置处。
[0009]但是，这个控制会消耗能量和时间。
【发明内容】
[0010]因此，本公开的一个方面是提供一种洗衣机，即使不将平衡球移动到在平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置，该洗衣机也可以抑制在旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时由平衡球的分布不均而导致的旋转筒的水平振动的变化。
[0011]本发明的另外方面将部分在随后的描述中予以陈述，且部分将从该描述中理解到或可以通过本发明的实践而习得。[0012]根据本发明，球容纳部分具有底表面，该底表面倾斜，使得当旋转筒的旋转停止时，平衡球汇集在与流体容纳部分侧相对的位置处。
[0013]根据本发明的一个方面，洗衣机包括外桶、可旋转地安装在外桶内的旋转筒以及安装到旋转筒的平衡装置。
[0014]平衡装置包括环形壳体，该环形壳体与旋转筒同心地安装；以及多个平衡球和粘性流体，平衡球和粘性流体被容纳在该壳体中。在壳体内形成容纳平衡球的环形球容纳部分、沿着球容纳部分的径向设置在球容纳部分的下部内侧以容纳粘性流体的流体容纳部分、以及允许球容纳部分与流体容纳部分连通的连通通道。流体容纳部分设置在该壳体的沿壳体的周边方向的一部分处。球容纳部分的底表面随着该底表面从流体容纳部分的位置向相对位置延伸而向下倾斜，使得在旋转筒的旋转停止时，平衡球汇集在面对流体容纳部分的相对位置处。
[0015]根据上述描述，球容纳部分的底表面随着该底表面从流体容纳部分的位置向相对位置延伸而向下倾斜，使得在旋转筒的旋转停止时，平衡球汇集在面对流体容纳部分的相对位置处。由此，当旋转筒的旋转停止时，在平衡球、球容纳部分中的粘性流体以及流体容纳部分中的粘性流体之间自动形成重量平衡。结果，即使不将平衡球移动到在所述平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置处，在旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时，也可以抑制由平衡球的分布不均造成的旋转筒的水平振动变化。
[0016]当旋转筒的旋转停止时，粘性流体的大部分容纳在流体容纳部分中，而粘性流体的剩余部分可以容纳在球容纳部分中，并且，平衡装置被构造成在旋转筒的旋转停止时，在已经汇集在流体容纳部分的相对位置处的平衡球、在球容纳部分中的粘性流体以及在流体容纳部分中的粘性流体之间形成重量平衡。
[0017]根据上述描述，平衡装置被构造成使得在旋转筒的旋转停止时，在已经汇集在流体容纳部分的相对位置处的平衡球、在球容纳部分中的粘性流体以及在流体容纳部分中的粘性流体之间形成重量平衡。由此，当旋转筒的旋转停止时，在平衡球、在球容纳部分中的粘性流体以及在流体容纳部分中的粘性流体之间自动形成重量平衡。结果，即使不将平衡球移动到在平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置处，在旋转筒的旋转速率穿过(跨越)第一共振区时，也可以抑制由平衡球的分布不均造成的旋转筒的水平振动变化。
[0018]连通通道可以被构造成不允许平衡球从球容纳部分移动到流体容纳部分，并且平衡装置被构造成使得当旋转筒的旋转速率低于预定的旋转速率时，粘性流体由于重力而容纳在流体容纳部分中，而当旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，流体容纳部分中的粘性流体通过连通通道由离心力移动到球容纳部分中。
[0019]根据上述描述，平衡装置被构造成使得当旋转筒的旋转速率低于预定旋转速率时，粘性流体由于重力而容纳在流体容纳部分中，而当旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，流体容纳部分中的粘性流体通过连通通道由离心力移动到球容纳部分中。由此，当旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，平衡球被没入粘性流体中，并且其运动受到粘性流体的粘性阻力的限制。结果，在旋转筒旋转过程中，可以衰减平衡球的自激振动。
[0020]壳体可以包括具有向上开放的开口的壳本体以及覆盖壳本体的开口的盖，其中，分隔壁可以一体地形成在盖的下表面上，以从该下表面向下突出，来分隔连通通道。[0021]根据上述描述，分隔壁可以一体地形成在壳体盖的下表面上，以从该下表面向下突出，来分隔连通通道。由此，壳体盖可以用于形成连通通道。
[0022]所述平衡装置可以包括与旋转筒同心安装的环形壳体以及平衡球的多个平衡球组和粘性流体，平衡球和粘性流体容纳在壳体内，且每个平衡球组包括具有相同直径的平衡球，其中，包括在一个平衡球组中的平衡球的直径与包括在另一个平衡球组中的平衡球的直径不同，容纳平衡球组的球容纳部分形成在壳体内，其中球容纳部分设置有多个环形凹陷部分，所述多个环形凹陷部分具有不同的径向宽度并且一体地堆叠，使得一个凹陷部分的径向宽度小于定位在所述一个凹陷部分之下的另一个凹陷部分的径向宽度，每个平衡球组中的平衡球容纳在径向宽度与该平衡球的直径相对应的一个凹陷部分中，每个凹陷部分的底表面在周边方向上倾斜，使得当旋转筒的旋转停止时，包括在每个平衡球组中的平衡球通过滚动而移动，并且汇集在所述底表面上的最低位置处，以导致平衡球组的重心与旋转筒的旋转轴重合。
[0023]根据上述描述，在壳体内的球容纳部分设置有多个凹陷部分，所述多个凹陷部分具有不同的径向宽度并且在垂直方向上一体地堆叠，并且球容纳部分的径向宽度随着它向下延伸而减小。另外，平衡球组容纳在相应的凹陷部分中，所述平衡球组包括平衡球，该平衡球的直径对应于相应的凹陷部分的径向宽度，且所述相应的凹陷部分的底表面沿着周边方向倾斜。在旋转筒的旋转停止时，容纳在相应的凹陷部分内的平衡球通过在底表面上滚动而沿着凹陷部分的周边方向移动并汇集，使得该平衡球组的重心与旋转筒的旋转轴重合。由于平衡球因重力而在相应的凹陷部分的底表面上滚动并汇聚在一个位置处，因此自动形成重量平衡，不需要如传统情况下那样的特殊控制。于是，可以防止时间和能量的浪费。
[0024]另外，平衡装置具有简单的结构，其中具有不同径向宽度的环形凹陷部分垂直堆叠，球容纳部分具有凹陷部分，每个凹陷部分的底表面沿周边方向倾斜，并且多个平衡球容纳在相应的凹陷部分中，有利于制造并可以降低制造成本。
[0025]每个凹陷部分可以在向下延伸时径向向外设置，并且每个凹陷部分设置有内周壁和外周壁，所述内周壁和外周壁形成为大致垂直圆管形状，且所述底表面形成为从所述内周壁的下端沿径向向外方向延伸的凸缘的形状，其中每个内周壁从与其连接的底部的径向外边缘向上延伸，并且每个外周壁与垂直邻接每个外周壁的凹陷部分的外周壁连接，且在所述旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，每个平衡球组被离心力推在外周壁上，以沿着该外周壁向上移动。
[0026]根据上述描述，每个凹陷部分的外周壁沿着径向向外方向向上倾斜，并且连接到与之垂直相邻的凹陷部分的外周壁上，于是，当旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，容纳在每个凹陷部分中的平衡球沿着凹陷部分的外周壁向上移动。例如，当预定旋转速率在第一共振区之上时，平衡球组在壳体内沿着周边方向移动，并由此可以形成旋转筒的重量平衡。另外，每个凹陷部分的内周壁连接到位于该凹陷部分上侧的另一凹陷部分的底表面的外边缘。因此，当旋转筒的旋转速率相对低时，球落下。此时，大直径平衡球首先被底表面停止。然后，平衡球沿着底表面的斜坡在周边方向上滚动，以形成重量平衡。如此，在旋转筒的旋转被停止之后，平衡球可以自动形成重量平衡。
[0027]所述底表面可以沿着径向向外方向向下倾斜。[0028]S卩，由于每个凹陷部分的底表面沿着径向向外方向向下倾斜，小直径的平衡球通过在这个底表面上滚动而沿着径向向外方向移动，并落在每个凹陷部分之下的凹陷部分上。于是，可以防止小直径平衡球停留在每个凹陷部分的底表面上。
[0029]球容纳部分可以包括两个垂直堆叠的凹陷部分，并且平衡球组包括第一平衡球组和第二平衡球组，第一平衡球组包括第一平衡球，而第二平衡球组包括第二平衡球，第二平衡球的直径小于第一平衡球的直径，其中，第二平衡球的直径与第一平衡球的直径的比在大约0.25与大约0.9之间。
[0030]根据上述描述，使用两种平衡球组，于是球容纳部分具有至少两个台阶。因此，可以实现紧凑的平衡装置。另外，由于小直径平衡球的直径与大直径平衡球的直径的比在大约0.25与大约0.9之间，因此卡在容纳小直径平衡球的凹陷部分内的大直径平衡球的部分的区域减小，并因此，大直径平衡球可以容易地沿周边方向移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]从下面结合附图给出的各实施方式的描述中，本公开的这些和/或其他方面将变得清楚和更容易理解，图中:
[0032]图1是示出根据本发明的示例性实施方式的洗衣机的纵向截面图；
[0033]图2是示出平衡装置的平面图，其中壳体的盖从壳体去除；
[0034]图3是示出平衡器的透视截面图，其中该平衡器的一部分被切去；
[0035]图4是说明旋转筒的旋转速率和被容纳的粘性流体的比例之间的关系的曲线；
[0036]图5是说明平衡球和粘性流体之间的重量平衡状态与旋转筒的水平振动中的变化之间的关系的曲线；
[0037]图6是示出根据本发明另一实施方式的洗衣机的纵向截面图；
[0038]图7是示出在旋转筒停止转动过程中的平衡装置的横向截面图；
[0039]图8是示出图7的平衡装置的局部放大视图；
[0040]图9是说明小直径平衡球和大直径平衡球的直径比与大直径平衡球的移动性之间的关系的曲线；
[0041]图10是说明在穿过第一共振区后旋转筒的状态的视图，其对应于图7 ;以及
[0042]图11是说明平衡球和粘性流体之间的重量平衡状态与旋转筒的水平振动中的变化之间的关系的示例的曲线。
【具体实施方式】
[0043]现在详细参照本公开的各实施方式。
[0044]下面，将参照附图详细描述本公开的各实施方式，图中相同的附图标记一直表示相同的元件。各实施方式被简化地说明并且不意在限制本公开。
[0045]图1是示出钟形电动洗衣机(下面，称为洗衣机)的纵向截面图。如图1所示，洗衣机10包括外壳11、外桶12 (也称为水槽)、旋转筒13 (也称为洗涤桶)以及平衡装置20 (也称为球平衡器)。
[0046]外壳11形成为具有底部的大致矩形盒形状。外桶12通过悬挂部件15弹性支撑在外壳11内。即，悬挂部件15将外壳11连接到外桶12。另外，悬挂部件15衰减外桶12的振动。洗涤水容纳在外桶12中。外桶12形成为具有底部的圆筒形状。
[0047]旋转筒13可旋转地安装在外桶12中。衣物被容纳在旋转筒13中。旋转筒13形成为具有底部的圆筒形。波轮14安装在旋转筒13的底部。波轮14在旋转筒13内产生旋转水流。多个通孔(未示出)形成在旋转筒13的壁内。通孔允许旋转筒13与外桶12共用洗漆水。
[0048]动力传递单元18安装在外桶12的底部。动力传递单元18设置有驱动马达16和轴组件17。驱动马达16与波轮14相连接。根据控制单元(未示出)的程序,动力传递单元18选择性地在向前方向或相反方向上旋转旋转筒13或波轮14。由此，依次执行在旋转筒13内的衣物的洗涤、漂洗和甩干。
[0049]平衡装置20安装在旋转筒13的上部内表面。平衡装置20作用为保持旋转筒13的旋转的平衡。平衡装置20形成为圆环形状。
[0050]图2是示出平衡装置的平面图，其中壳体的盖被从壳体上去除，且图3是示出平衡器的透视截面图，其中该平衡器的一部分被切去。如图1至3所示，平衡装置20包括壳体21以及容纳在壳体21内的多个平衡球30和粘性流体31。在这个实施方式中，提供了十六个平衡球30。
[0051]壳体21安装成与旋转筒13同心。壳体21形成为圆环形状。壳体21具有壳本体22和盖23。壳本体22具有向上开放的开口。盖23覆盖壳本体22的开口的上侧。在壳体21内形成有球容纳部分24 (也称为滚道)、流体容纳部分25 (也称为储液罐)以及连通通道26。
[0052]平衡球30容纳在该球容纳部分24中。球容纳部分24形成为圆环形。球容纳部分24的面对径向方向的外部侧表面24a随着它向外延伸而在球容纳部分24的整个周边上向上倾斜。
[0053]流体容纳部分25沿径向方向设置在球容纳部分24的内侧之下。粘性流体31容纳在流体容纳部分25中。流体容纳部分25沿着壳体21的周边的一部分设置。在所示的实施方式中，流体容纳部分25沿着壳体21的周边的一半布置。即，流体容纳部分25具有半圆环形。流体容纳部分25被设置成具有这样的体积，该体积使得在旋转筒13的旋转停止时，允许在汇集在与流体容纳部分25相对的位置处的平衡球30、在球容纳部分24内的粘性流体31以及在流体容纳部分25内的粘性流体31之间形成重量平衡。
[0054]球容纳部分24的底表面24b从流体容纳部分25的位置向相对侧向下倾斜，使得在旋转筒13的旋转停止时平衡球30汇集在与流体容纳部分25相对的一个位置处。具体地说，球容纳部分24的底表面24b在与流体容纳部分25的沿周边方向的中心相对应的部分处(图2和3中的底表面24b的左端部分)具有最高的垂直位置。从这个部分起，底表面24b随着它向流体容纳部分25的相对侧延伸而逐渐降低。球容纳部分24的底表面24b在沿径向方向面对底表面24b的最高部分的底表面24b的部分处(图2和3中的底表面24b的右端部分)具有最低点。即，在旋转筒13的旋转停止时，平衡球30汇集在包括在最低位置处的部分的预定部分中。
[0055]球容纳部分24的底表面24b被设定成具有这样的倾斜角，即使在旋转筒13的旋转停止时衣物在旋转筒13中分布不均，该倾斜角也允许平衡球30汇集在流体容纳部分25的相对侧的一个位置处。具体地说，球容纳部分24的底表面24b的倾斜角大于或等于约I度。更具体地说，它可以等于或大于约2.5度。
[0056]连通通道26允许球容纳部分24与流体容纳部分25连通。连通通道26不允许平衡球30从球容纳部分24移动到流体容纳部分25。S卩，连通通道26的壳体在径向方向上的宽度小于平衡球30的外径。由此，在平衡球30保持容纳在球容纳部分24中的同时，允许粘性流体31通过连通通道26在球容纳部分24和流体容纳部分25之间移动。连通通道的宽度例如可以在大约2mm到8mm之间。这个范围可以节省空间。
[0057]连通通道26由内分隔壁23a和外分隔壁25a来分隔。内分隔壁23a与壳体盖23成一体，以从壳体盖23的下表面沿着整个周边长度向下突出。由此，壳体盖23可以用于形成连通通道26。内分隔壁23a的对应于流体容纳部分25的部分比球容纳部分24的底表面24b更向下突出。内分隔壁23a形成为圆环形，外分隔壁25a由流体容纳部分25的沿径向方向的外侧壁形成。
[0058]壳体21适于对其自身形成重量平衡。具体地说，壳体21在预定位置设置有配重，使得其自身形成重量平衡。
[0059]平衡球30由金属，如铝或铁形成。平衡球30被设定成消除旋转筒13内的衣物的预期最大分布不均。如上设计的平衡球30可以克服衣物的预期最大分布不均或者比预期最大分布不均弱的衣物的分布不均而衰减振动。平衡球30的外径例如可以大约为20mm。平衡球30通过旋转筒13的旋转而沿周边方向围绕球容纳部分24转动。
[0060]粘性流体31由具有预定粘度的油形成。粘性流体31的总重量大于平衡球30的总重量。当旋转筒13的旋转停止时或者当旋转筒13的旋转速率低于第一共振区之下的第一预定旋转速率(见图4)时，粘性流体31主要容纳在流体容纳部分25中。在此，第一共振区是其中旋转筒13的水平振动(摇摆旋转)在甩干操作的初始阶段最大的旋转速率范围。在这个实施方式中，粘性流体31的大约80%到90%容纳在流体容纳部分25中。粘性流体31的剩余部分容纳在球容纳部分24中。具体地说，粘性流体31的剩余部分容纳在与流体容纳部分25相对定位的球容纳部分24的半个周边长度内。另外，在旋转筒13的旋转停止时，流体容纳部分25内的粘性流体31和球容纳部分24内的粘性流体31形成连续表面。
[0061]同时，根据旋转筒13的旋转，流体容纳部分25内的粘性流体31通过连通通道被离心力移动到球容纳部分24内。另外，用于将粘性流体31从流体容纳部分25移动到球容纳部分24内的旋转筒的旋转速率的最佳区域大于第一共振区并小于第二共振区。在此，第二共振区是其中旋转筒的垂直振动最大的旋转速率的范围。发生自激振动的旋转速率的区域是第二共振区之上的旋转速率范围。另外，当旋转筒13的旋转停止时，粘性流体31的表面变得高于球容纳部分24的底表面的对应于流体容纳部分25在周边方向上的两端的部分，使得从流体容纳部分25流入球容纳部分24内的粘性流体31由于重力而通过连通通道26移动回到流体容纳部分25。
[0062]下面，将给出关于洗衣机10的甩干操作的描述。
[0063]当洗衣机10的甩干操作开始之前旋转筒13的旋转停止时，由于球容纳部分24的底表面24b从流体容纳部分25向流体容纳部分25的相对侧向下倾斜(见图3)，平衡球30汇集在面对流体容纳部分25的相对侧的一个位置处。此时，大部分粘性流体31容纳在流体容纳部分25中，并且粘性流体31的剩余部分容纳在球容纳部分24中。另外，在收集在与流体容纳部分25相对的一个位置处的平衡球30、在球容纳部分24内的粘性流体31以及在流体容纳部分25内的粘性流体31 (在图2中由双虚线所围绕的区域内的粘性流体31)之间形成重量平衡。在旋转筒13的旋转速率低于第一预定旋转速率时，这种重量平衡得以保持。如此，当旋转筒13的旋转停止时，在平衡球30、球容纳部分24内的粘性流体31以及流体容纳部分25内的粘性流体31之间自动形成重量平衡。结果，在旋转筒13的旋转速率穿过(跨越)第一共振区时，可以抑制由平衡球30的分布不均所致的旋转筒13的水平振动中的变化，即使不将平衡球移动到在平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置处。
[0064]当洗衣机10的甩干操作开始时，旋转筒13开始旋转。此时，安装到旋转筒13的平衡装置20也开始一体地旋转。
[0065]当旋转筒13的旋转速率穿过第一共振区时，球容纳部分24内的平衡球30自动移动到与分布不均的衣物相对的位置处。由此，旋转筒13的旋转平衡得以保持。
[0066]此时，根据旋转筒13的旋转，球容纳部分24内的平衡球30被离心力沿着在球容纳部分24的径向方向上的外部侧表面24a移动到球容纳部分的内部上侧(见图3中双虚线所表示的平衡球30)。
[0067]如图4所示，当旋转筒13的旋转速率小于第一预定旋转速率时，流体容纳部分25内的粘性流体31由于重力而保留在流体容纳部分25内。
[0068]当旋转筒13的旋转速率等于或高于第一预定旋转速率时，根据旋转筒13的旋转，流体容纳部分25内的粘性流体31被离心力通过连通通道26移动到球容纳部分24中。当旋转筒13的旋转速率变为高于第一共振区且低于第二共振区的第二预定旋转速率时，流体容纳部分25内的所有粘性流体31移动到球容纳部分24中。由此，平衡球30被浸入到粘性流体31中，并且其运动受到粘性流体31的粘性阻力的限制。结果，在旋转筒13旋转过程中，可以衰减平衡球30的自激振动。
[0069]当洗衣机10的甩干操作终止并且旋转筒13的旋转速率变得低于第一预定旋转速率时,从流体容纳部分25移动到球容纳部分24内的粘性流体31随着它由于重力而通过连通通道26流到流体容纳部分25而恢复。由此，大部分粘性流体31容纳在流体容纳部分25内并且粘性流体31的剩余部分容纳在球容纳部分24内。结果，粘性流体31返回到其初始状态。
[0070]当旋转筒13的旋转停止时，由于球容纳部分24的底表面24b从流体容纳部分25的位置向相对侧向下倾斜，平衡球30汇集在与流体容纳部分25相对的一个位置处。由此，平衡球30返回到其初始状态。
[0071]图5是说明平衡球和粘性流体所形成的重量平衡与旋转筒的水平振动中的变化之间的关系的曲线。在图5中，水平轴表示没有与粘性流体形成重量平衡的平衡球的数量，而垂直轴表示当旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时旋转筒的振动的最大振幅。所示的实施方式对应于没有平衡球未能与粘性流体形成重量平衡的情况。如图5所示，随着未与粘性流体形成重量平衡的平衡球的数量增加，旋转筒的振动的最大振幅增加，并因此，旋转筒的水平振动中的变化也增加。另外，随着旋转筒的振动的最大振幅增加，外桶和外壳之间碰撞的可能性增加。
[0072]尽管球容纳部分24的底表面24b被示作沿着整个周边长度倾斜，但是本公开的各实施方式不局限于此。球容纳部分24的底表面24b的对应于汇集在与流体容纳部分25相对的一个位置处的平衡球30的一部分可以形成为水平平面，而其他部分可以形成为倾斜平面。
[0073]另外，尽管流体容纳部分25被示作沿着壳体21的半个周边长度布置，但是流体容纳部分25所布置的范围不局限于此，只要在旋转筒13的旋转停止时在平衡球30和粘性流体31之间形成重量平衡即可。在此，流体容纳部分25的布置的更窄范围可以节省更多空间。
[0074]此外，在所示的实施方式中，当旋转筒13的旋转停止时，大部分粘性流体31容纳在流体容纳部分25中。但是，本公开的各实施方式不局限于此。当旋转筒13的旋转停止时，所有粘性流体31可以替代地容纳在流体容纳部分25中。
[0075]另外，虽然第一预定旋转速率在实施方式中被示作低于第一共振区的旋转速率，但是本公开的各实施方式不局限于此。第一预定旋转速率可以替代地为高于第一共振区且低于第二共振区的旋转速率。
[0076]如图6至11所示，根据本公开另一实施方式的平衡装置120被形成为圆环形并且安装到旋转筒13的上部内表面。图7是示出在旋转筒13停止的情况下的平衡装置120的横向截面图，而图8是示出图7的平衡装置120的局部放大图。平衡装置120具有与旋转筒13同心安装的环形壳体121。容纳在壳体121中的是大直径平衡球组122 (第一平衡球组)、小直径平衡球组123 (第二平衡球组)以及粘性流体124，所述大直径平衡球组122被构造为具有相同直径的多个大直径平衡球122a (第一平衡球)，而所述小直径平衡球组123被构造为具有相同直径的多个小直径平衡球123a (第二平衡球)，小直径平衡球123a的直径小于大直径平衡球122a的直径。平衡球122a和123a都是由金属如例如铝或铁形成。小直径平衡球组123的总重量与大直径平衡球组122的总重量平衡。另外，小直径平衡球123a的半径rS与大直径平衡球122a的半径rL的比rS/rL可以在大约0.25与大约0.9之间。该比rS/rL可以在大约0.5和大约0.7之间。另外，图6和7示出一个大直径平衡球122a和一个小直径平衡球123a。
[0077]壳体121例如由树脂形成为圆环形。壳体121具有壳本体125和盖126，壳本体125设置有凹陷部分，其具有向上开放的开口，盖126大致形成为盘形。盖126封闭该开口以形成球容纳部分127 (也称为滚道)，以容纳大直径平衡球组122和小直径平衡球组123。另外，壳体121适于形成重量平衡。具体地说，壳体121设置有未示出的配重，该配重安装在预定位置处。
[0078]球容纳部分127包括上凹陷部分128和下凹陷部分129，上凹陷部分128形成为圆环形，以允许大直径平衡球组122容纳在其中，以在球容纳部分127的周边方向上可移动，下凹陷部分129 —体地形成在上凹陷部分128的下侧，以允许小直径平衡球组123容纳在其中，以在球容纳部分127的周边方向上可移动。形成在上凹陷部分128的下侧处的下凹陷部分129从比上凹陷部分128沿径向方向的中心更远离上凹陷部分128的外端的径向位置处延伸到上凹陷部分128的外端。下凹陷部分129的径向宽度WL小于上凹陷部分128的径向宽度WU。另外，下凹陷部分129的径向宽度WL稍大于小直径平衡球123a的直径2rS，并小于上凹陷部分128的径向宽度WU。上凹陷部分128的径向宽度WU稍大于大直径平衡球122a的直径2rL。
[0079]下凹陷部分129是由形成为圆管形状的大致垂直的下部内周壁129a、从下部内周壁129a的下端径向向外突出的凸缘状下部底表面129b以及从下部底表面129b的径向外端向上延伸的圆管形状的下部外周壁129c形成。另外，上凹陷部分128由形成为圆管形状并设置在下部内周壁129a的上侧且比下部内周壁129a径向更向内的大致垂直的上部内周壁128a、从上部内周壁128a的下端径向向外突出并且在其径向外端连接到下部内周壁129a的上端的凸缘状上部底表面128b、以及从下部外周壁129c的上端向上延伸的圆管形状的上部外周壁128c形成。
[0080]下部底表面129b和上部底表面128b沿着周边方向倾斜，并且当在垂直方向上看时，表示下部底表面129b和上部底表面128b上的最低位置的最低点129d和128d沿周边方向彼此间隔180度，以彼此面对。S卩，在图7中，下部底表面129b的最低点129d定位在左侧，而上部底表面128b的最低点128d定位在右侧。如图8所示，上部底表面128b沿着径向向外方向向下倾斜，并且相对于水平平面，其倾斜角Θ I等于或大于大约I度。此外，下部外周壁129c沿径向向外方向向上倾斜，并且相对于水平平面，其倾斜角Θ 2等于或大于约40度且小于约90度。通过将倾斜角Θ 2设定为相对大，壳体121的径向宽度可以得到限制，并因此平衡装置120可以变得紧凑。同时，上部外周壁128c的下端沿着径向向外方向向上倾斜。这个倾斜部分的倾斜角与下部外周壁129c的倾斜角相同，并且其垂直尺寸随着它接近上凹陷部分128的最低点128d而增大。
[0081]另外，如图8所示，大直径平衡球122a的下端的一部分插入到下凹陷部分129中。插入的部分的体积随着平衡球122a和123a之间的半径比rS/rL而变化。当该体积大时，大直径平衡球122a、上部底表面128b和上部外周壁128c之间的接触区域变大，导致较大的摩擦。在这种情况下，大直径平衡球122a难于在上部底表面128b上滚动。图9是说明半径比rS/rL与大直径平衡球122a的移动性之间的关系的曲线，其中水平轴表示半径比rS/rL,而垂直轴表示大直径平衡球122a在上部底表面128b上的移动性。如图9所示，当半径比rS/rL被设定为在大约0.25与大约0.9之间的值时，大直径平衡球122a可以相对容易地移动。另外，鉴于平衡装置120的尺寸的限制，将半径比rS/rL设定成等于或大于约0.25实际上更理想。
[0082]粘性流体124由具有预定粘性的油构成，并且容纳在球容纳部分127中至使得大直径平衡球组122被浸没的高度。例如，粘性流体124填充球容纳部分127的容积的大约80%。
[0083]平衡装置的操作
[0084]下面，参照图7、8和10描述在洗衣机10的甩干操作过程中平衡装置120的操作。图10是说明在甩干操作过程中，在穿过第一共振区之后，旋转筒13以高旋转速率旋转的状态的视图，其对应于图7。在此，第一共振区是其中在甩干操作的初始阶段旋转筒13的水平振动(摇摆旋转)最大的旋转速度范围。类似于图6和7，图10示出一个大直径平衡球122a和一个小直径平衡球123a。
[0085]当甩干操作开始之前旋转筒13的旋转停止时，容纳在上凹陷部分128内的大直径平衡球122a通过在上部底表面128b的斜坡上滚动而沿周边方向移动，并汇集在最低点128d处，如图7所示。同时，容纳在下凹陷部分129内的小直径平衡球123a通过在下部底表面129b的斜坡上滚动而在周边方向上移动，并汇集在最低点129d处。当在垂直方向看时，最低点129d位于与上部底表面128b的最低点128d相对的位置处。于是,大直径平衡球组122的总重量与小直径平衡球组123的总重量平衡，如上所述。由此，大直径平衡球组122和小直径平衡球组123的重心在旋转筒13的旋转轴上。这个重量平衡被保持,直到旋转筒13的旋转速率穿过第一共振区为止。由于大直径平衡球122a和小直径平衡球123a被形成为由于重力而在上凹陷部分128和下凹陷部分129的底表面128b和129b上滚动并汇集在一个位置处，不同于传统情况，可以自动形成重量平衡，并且不需要旋转筒13的旋转控制。因此，与传统情况相比，可以节省更多能量和时间。另外，当旋转筒13的旋转速率穿过(跨越)第一共振区时，可以抑制平衡球122a和123a的分布不均所致的旋转筒13的水平振动中的变化。
[0086]当甩干操作开始时，旋转筒13开始旋转。此时，安装到旋转筒13的平衡装置20也与旋转筒13 —起开始旋转。通过离心力，平衡球122a和123a沿着径向向外方向移动，并在被压在外周壁128c和129c上的同时沿着外周壁128c和129c向上移动。另外，一旦旋转筒13的旋转速率穿过第一共振区，平衡球122a和123a升高到球容纳部分127的上端，并且沿着周边方向自动移动到与分布不均的衣物相对的位置处。由此，可以保持旋转筒13的旋转的平衡。
[0087]另一方面，当旋转筒13的旋转速率相对低时，粘性流体124被容纳使得其表面124a几乎被重力摊平。当旋转筒13的旋转速率超过第一共振区时，粘性流体124被离心力沿着径向向外方向移动，如图10所示。大直径平衡球122a和小直径平衡球123a在周边方向上的移动被沿着径向向外方向移动的粘性流体124的粘性阻力所约束。结果，在旋转筒13旋转过程中，平衡球122a和123a之间的碰撞或者由其造成的自激振动和噪声可以被抑制。
[0088]当洗衣机10的甩干操作被终止并因此旋转筒13以低速旋转时，已经收集在球容纳部分127的内侧的径向外部的粘性流体124由于重力而向下流动。结果，粘性流体124返回到其初始状态。当旋转筒13的旋转速率变成等于或低于在低旋转速率区域内的第一预定旋转速率时，大直径平衡球122a和小直径平衡球123a分别落下。此时，大直径平衡球122a被上凹陷部分128的上部底表面128b保持在上凹陷部分128中。同时，由于小直径平衡球123a的直径小于下凹陷部分129的径向宽度WL，所以小直径平衡球123a穿过上凹陷部分128并落入到上凹陷部分128之下的下凹陷部分129内。此时，小直径平衡球123a可以落到上凹陷部分128的上部底表面128b上。在这种情况下，小直径平衡球123a沿着上部底表面128b的径向斜坡在径向向外方向移动并落到下凹陷部分129。由于上部底表面128b是倾斜的，因此可以防止小直径平衡球123a停留在上部底表面128b上。
[0089]最终，当旋转筒13的旋转停止时，大直径平衡球122a通过在上部底表面128b上滚动而沿着周边方向(图7中白箭头所示的方向)移动，并汇集在上部底表面128b的最低点128d处。另外，小直径平衡球123a通过在下部底表面129b上滚动而沿着周边方向(由图7中黑箭头所不的方向)移动，并汇集在上部底表面128c的最低点128d的相对侧处的最低点129d处。由此，大直径平衡球122a和小直径平衡球123a返回到其初始状态。于是，大直径平衡球组122和小直径平衡球组123的重心可以定位在旋转筒13的旋转轴上，以形成平衡装置120的重量平衡。
[0090]图11是说明平衡球122a和123a与粘性流体124之间的重量平衡状态与旋转筒13的水平振动中的变化之间的关系的示例的曲线。在图11中，水平轴表示没有形成重量平衡的平衡球122a和123a的数量，而垂直轴表示当旋转筒13的旋转速率穿过第一共振区时旋转筒13的振动的最大振幅。所示的实施方式对应于没有平衡球122a和123a未形成重量平衡的情况。如图11所示，随着没有形成重量平衡的平衡球122a和123a的数量增加，旋转筒13的振动的最大振幅增大并因此旋转筒13的水平振动中的变化也增加。因此，如在所示的实施方式中的，大直径平衡球组122的总重量与小直径平衡球组123的总重量相平衡将是理想的。
[0091]其他实施方式
[0092]在前面的实施方式中，使用了两种类型的平衡球122a和123a。但是，本发明的各实施方式不局限于此。可以使用三种或更多种类型的平衡球。但是，如果平衡球的种类数量增加，球容纳部分127的容积将要增大。于是，鉴于使装置紧凑的观点，利用两种类型的平衡球是最适合的。
[0093]如从上面的描述中理解到的，球容纳部分的底表面随着该底表面从流体容纳部分的位置向相对位置延伸而向下倾斜，使得在旋转筒的旋转停止时平衡球汇集在面对流体容纳部分的相对位置处。由此，当旋转筒的旋转停止时，在平衡球、球容纳部分中的粘性流体以及流体容纳部分中的粘性流体之间自动形成重量平衡。结果，在旋转筒的旋转速率穿过第一共振区时，可以抑制平衡球的分布不均所导致的旋转筒水平振动的变化，即使未将平衡球移动到在平衡球和粘性流体之间形成重量平衡的位置处。
[0094]另外，由于平衡球在相应凹陷部分的底表面上滚动并由于重力而汇集在一个位置处，由此自动形成重量平衡，不需要像传统情况下那样的特殊控制。于是，可以防止时间和能量浪费。
[0095]虽然已经图示和描述了本发明的若干实施方式，但是本领域技术人员应理解到在不背离本发明的原理和精髓的前提下可以在这些实施方式中做出变化，本发明的范围在权利要求书及其等价物中限定。
【权利要求】
1.一种洗衣机，包括外桶、可旋转地安装在外桶内的旋转筒以及安装到所述旋转筒的平衡装置，其中所述平衡装置包括:环形壳体，所述环形壳体与所述旋转筒同心地安装；多个平衡球和粘性流体，所述平衡球和粘性流体容纳在所述壳体内；容纳所述平衡球的环形球容纳部分；流体容纳部分，所述流体容纳部分沿所述球容纳部分的径向方向设置在所述球容纳部分的下部内侧处，以容纳所述粘性流体；以及形成在所述壳体内的连通通道，所述连通通道允许所述球容纳部分与所述流体容纳部分连通，其中，所述流体容纳部分设置在壳体的沿着所述壳体的周边方向的一部分处；且所述球容纳部分的底表面随着该底表面从所述流体容纳部分的位置向相对位置延伸而向下倾斜，使得在所述旋转筒的旋转停止时，所述平衡球汇集在面对所述流体容纳部分的相对位置处。
2.如权利要求1所述的洗衣机，其中:当所述旋转筒的旋转停止时，大部分粘性流体容纳在所述流体容纳部分中，且所述粘性流体的剩余部分容纳在所述球容纳部分中；且所述平衡装置被构造成使得在所述旋转筒的旋转停止时，在已经汇集到流体容纳部分的相对位置的平衡 球、在所述球容纳部分中的粘性流体以及在所述流体容纳部分内的粘性流体之间形成重量平衡。
3.如权利要求2所述的洗衣机，其中:所述连通通道被构造成不允许所述平衡球从所述球容纳部分移动到所述流体容纳部分；且所述平衡装置被构造成使得当所述旋转筒的旋转速率低于预定旋转速率时，所述粘性流体由于重力而容纳在所述流体容纳部分内，而当所述旋转筒的旋转速率等于或高于所述预定旋转速率时，在所述流体容纳部分中的粘性流体由离心力通过所述连通通道移动到所述球容纳部分中。
4.如权利要求1所述的洗衣机，其中，所述壳体包括具有向上开放的开口的壳本体以及覆盖所述壳本体的开口的盖，其中，在所述盖的下表面上一体地形成分隔壁，该分隔壁从所述下表面向下突出，以分隔所述连通通道。
5.一种洗衣机，包括外桶、可旋转地安装在外桶内的旋转筒以及安装到所述旋转筒的平衡装置，其中所述平衡装置包括:环形壳体，所述环形壳体与所述旋转筒同心地安装；平衡球的多个平衡球组以及粘性流体，所述平衡球和粘性流体容纳在所述壳体内，且每个所述平衡球组包括具有相同直径的平衡球，包括在一个平衡球组中的平衡球的直径不同于包括在另一个平衡球组中的平衡球的直径；以及容纳所述平衡球组的球容纳部分，所述球容纳部分形成在所述壳体内，所述球容纳部分设置有多个环形凹陷部分，所述多个环形凹陷部分具有不同的径向宽度且一体地堆叠，使得一个凹陷部分的径向宽度小于位于所述一个凹陷部分之下的另一个凹陷部分的径向览度；其中，在每个平衡球组中的平衡球容纳在径向宽度与该平衡球的直径相对应的一个凹陷部分内，且每个凹陷部分的底表面沿着周边方向倾斜，使得当所述旋转筒的旋转停止时，包括在每个平衡球组中的平衡球通过滚动而移动并汇集在所述底表面上的最低位置处，以导致平衡球组的重心与所述旋转筒的旋转轴重合。
6.如权利要求5所述的洗衣机，其中:每个凹陷部分在向下延伸时径向向外设置；每个凹陷部分设置有内周壁和外周壁，所述内周壁和外周壁形成为大致垂直圆管的形状，且所述底表面形成为从所述内周壁的下端在径向向外方向延伸的凸缘形状；每个内周壁从与其连接的底部的径向外边缘向上延伸，并且每个外周壁与垂直邻接每个外周壁的凹陷部分的外周壁相连接；且当所述旋转筒的旋转速率等于或高于预定旋转速率时，每个平衡球组被离心力推到所述外周壁上，以沿着该外周壁向上移动。
7.如权利要求6所述的洗衣机，其中，所述底表面在径向向外方向上向下倾斜。
8.如权利要求7所述的洗衣机，其中:所述球容纳部分包括垂直堆叠的两个凹陷部分；且所述平衡球组包括第一平 衡球组和第二平衡球组，所述第一平衡球组包括第一平衡球，而所述第二平衡球组包括第二平衡球，所述第二平衡球的直径小于所述第一平衡球的直径，其中，所述第二平衡球的直径与所述第一平衡球的直径的比在0.25与0.9之间。
9.一种洗衣机，包括:外桶；可旋转地安装在所述外桶中的旋转筒；以及安装到所述旋转筒的平衡装置，其中所述平衡装置包括:环形壳体，所述环形壳体具有容纳平衡球的球容纳部分、容纳粘性流体的流体容纳部分以及将所述球容纳部分与所述流体容纳部分相连接的连通通道，所述球容纳部分的底表面随着该底表面从所述流体容纳部分的位置向相对位置延伸而向下倾斜，使得在所述旋转筒的旋转停止时所述平衡球汇集在面对所述流体容纳部分的相对位置处。
10.如权利要求9所述的洗衣机，其中，所述流体容纳部分尺寸确定成且构造成使得大部分粘性流体容纳在该流体容纳部分中而粘性流体的剩余部分容纳在所述球容纳部分中。
11.如权利要求10所述的洗衣机，其中，所述连通通道被构造成不允许平衡球从所述球容纳部分移动到所述流体容纳部分。
12.如权利要求9所述的洗衣机，其中，所述壳体包括具有向上开放的开口的壳本体以及覆盖所述壳本体的开口的盖，其中，分隔壁一体地形成在所述盖的下表面上，以从所述下表面向下突出，来分隔所述连通通道。
【文档编号】D06F21/06GK103668856SQ201310421055
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】大八木淳史, 池田泉 申请人:三星电子株式会社