专利名称：洗衣机的离合器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及洗衣机的离合器装置。更具体而言，涉及这样的洗衣机离合器装置，它使用电磁力控制将旋转动力从驱动电机传递到衣物筐轴。
通常，
图1所示的洗衣机包括一个形成内部容放空间的壳体111；一个安装在壳体111内的桶113，桶113内部存储水；一个旋转布置在桶113内部的旋转衣物筐115，旋转衣物筐115用于洗涤衣物；一个布置在旋转衣物筐115内部的搅拌器119，它相对于旋转衣物筐作旋转运动，搅拌器119用来形成水流；以及一个在桶113下部形成的驱动电机125，驱动电机125为旋转衣物筐115和搅拌器119提供驱动动力。
图2是一个表示按照现有技术的离合器装置的垂直截面图，它包括在上述洗衣机中。
由在旋转衣物筐115底部的中空件形成的一个衣物筐轴117，与旋转衣物筐115组合在一起。通过轴承114，衣物筐轴117被旋转支承在桶113和轴承壳130上。
与驱动电机125直接连接并旋转搅拌器119的搅拌器轴121，插入到衣物筐轴117中。搅拌器轴121利用轴承120支承到衣物筐轴117上，以便进行相对旋转。
驱动电机125包括一个固定到桶113的轴承壳130下部的定子129，以及一个从定子129的外周连接到定子129中心、并与搅拌器轴121组合在一起的转子127。
具体而言，在轴承壳130和转子127之间包括一个离合器装置131，以便选择性地将驱动电机125产生的旋转动力传递到衣物筐轴117。
离合器装置131包括一个固定到轴承壳130下部的螺线管致动器137，螺线管致动器137产生电磁力；一个围绕衣物筐轴117组合在一起的联接件133，联接件133借助螺线管致动器137的电磁力作上下运动，从而与固定到转子127上的锯齿件122组合或分离，以传递或截断旋转动力；一个安装在联接件133和轴承壳130之间的弹簧件141，弹簧件141为联接件133提供弹性，以便联接件133由于电磁力而运动并随后返回初始位置。
螺线管致动器137包括一个布置在联接件133外周上的螺线管线圈138，螺线管线圈138用来形成电磁场；以及一个固定到轴承壳130上的螺线管壳体139，螺线管壳体139用来支承螺线管线圈138。
联接件133包括一个通过锯齿连接方法结合在衣物筐轴117周围的锯齿联结件134a，它与锯齿件122结合或隔开一定距离；和一个整体固定在锯齿联结件134a周围的磁耦联件134b，用来产生与螺线管线圈138相对应的力。
即，在衣物筐轴117外周和锯齿件122外周上分别形成轴齿118和转子齿123。在锯齿联接件134a的内周上形成连接齿135。连接齿135在沿着轴齿118上下运动的同时，与转子齿123连接或分离，从而传递驱动电机125的旋转动力到衣物筐轴117或者截断从驱动电机125到衣物筐轴117的旋转动力。
现在说明具有按照现有技术的离合器装置洗衣机的操作。
衣物洗涤或衣物洗涤后甩干时，整体旋转衣物筐115和搅拌器119，驱动电机125在下述状态下进行衣物洗涤/甩干，此时电源不供给到螺线管致动器137，即螺线管致动器137断开。
此时，连接齿135同时与轴齿118和转子齿123啮合在一起，此时由于弹簧件的弹性作用使得联接件133向下移动。因此，旋转衣物筐115与搅拌器119一起旋转。
在仅仅旋转搅拌器119而停止旋转衣物筐115状态下进行衣物洗涤时，电源供给到螺线管致动器137。螺线管线圈138产生的电磁力，经由布置在螺线管壳体139上部的轴承壳130和螺线管壳体139，形成一条将联接件133的磁耦联件134b、转子127的中心区域和衣物筐轴117彼此连接起来的磁路。此时，磁力在磁阻抗最小的方向产生吸引作用，即联接件133的磁耦联件134b接近螺线管壳体139底部的方向。
因此，联接件133的连接齿135与转子齿123分离，并只与轴齿118连接，来自驱动电机125的旋转动力不传递到旋转衣物筐115而是仅仅传递到搅拌器119。
当截断供给到螺线管致动器137的电源时，由于弹簧件141的弹性和自重，联接件133落下。因此，连接齿135同时与轴齿118和转子齿123啮合。
可是，在现有技术的洗衣机离合器装置中，由于螺线管致动器137使用直流电(DC)源，这就必须包括供给直流电DC的附加直流电源。并且由于在螺线管致动器137周围布置了许多可以被磁化的零件，因此会发生磁通泄漏。特别是，由于轴承壳130的厚度和螺线管壳体139的厚度分别是大约2mm，因而自饱和程度高，磁通泄漏严重。
并且，随着联接件133升高，电磁力变得大于在初始阶段升高联接件133的动力，这样在联接件和螺线管线圈之间的距离变窄。因此，联接件133升高时，产生过大的磁力。并且，当联接件133升高并到达最终位置时，磁力变强。这样，联接件133与轴承壳130发生碰撞，导致撞击噪音。
当弹簧件141的弹性增加以克服剩余磁通而使联接件133快速下落时，为保持联接件133上升的状态，必须增加供给到螺线管线圈138的保持电压。因此，电能消耗增加。
本发明的另一个目的是提供一种洗衣机离合器装置，它能够简化离合器装置的结构，以及能够通过包括一个变压器来降低电能消耗，该变压器是用于根据联接件的位置来供给到螺线管线圈另一个电压。
为了实现这些和其它优点并按照本发明的目的，这里进行概括的说明。这里提供一种洗衣机包括一个旋转布置在一个桶内部的旋转衣物筐；一个布置在旋转衣物筐内部作相对旋转运动的搅拌器；一个安装在桶下部的驱动电机；一个直接从驱动电机连接到搅拌器的搅拌器轴；一个从搅拌器轴外部连接到旋转衣物筐的衣物筐轴，结果它和搅拌器轴一起构成双轴结构；以及一个离合器装置，用于传递或截断驱动电机的动力到衣物筐轴。本离合器装置包括一个由至少在一部分中的磁性件构成的联接件，它围绕衣物筐轴组合并在联接件向下移动的状态下和驱动电机的转子组合起来，联接件用于传递驱动电机的旋转动力到衣物筐轴；离合器装置还包括一个由螺线管线圈构成并固定到桶下部的螺线管致动器，它用于在螺线管致动器和联接件之间提供电磁排斥力，以便联接件与驱动电机的转子分离，从而向上推动联接件。
联接件利用锯齿式方法与衣物筐轴和驱动电机的转子组合在一起，从而可进行上下运动。
支承衣物筐轴的轴承壳固定在桶的底部，并且螺线管致动器支承到轴承壳上。
一个弹性件布置在联接件和轴承壳之间，用于提供弹性以便联接件在电磁排斥力消除时快速向下移动。
联接件包括一个与衣物筐轴组合在一起的圆筒式非磁性耦联件，非磁性耦联件在上下运动中与驱动电机的转子组合在一起或者分离开；一个固定到非磁性耦联件上端的、且在上下方向与螺线管致动器对应的环状导电耦联件；以及一个由磁性件构成并固定到非磁性耦联件上端的环状磁性耦联件，它在导电耦联件的中心。
非磁性耦联件利用合成树脂制造。在非磁性耦联件的内周形成轴向和纵向延伸的连接齿，以便连接齿利用锯齿式方法与衣物筐轴组合在一起。
导电耦联件利用具有导电性的金属制造。在导电耦联件和磁性耦联件之间、在半径方向形成均匀开口。
桶的下部支承的弹性件的下端，向联接件提供弹性支承，被嵌入到导电耦联件和磁性耦联件之间。
螺线管致动器包括一个围绕联接件布置的螺线管线圈和一个固定到桶下部的螺线管壳体，该螺线管壳体用来支承螺线管线圈。
支承衣物筐轴的轴承壳体安装在桶的下部，螺线管壳体固定到轴承壳体上。
螺线管壳体利用磁性件构成。在螺旋管壳体上形成多个轴向切口。这些切口在螺旋管壳体上均匀形成，在圆周方向彼此间隔预定的距离。
螺线管壳体包括一个具有圆筒部分和底部、并具有在其内部的螺线管线圈53的线圈固定部分；以及一个从线圈固定部分的上端在半径方向延伸并固定到桶下部的凸缘部分。
洗衣机还包括一个变压工作件，用来根据联接件的位置向螺线管线圈供给不同大小的电压。变压工作件可以在产生电磁力以便向上移动联接件41的初始操作中和维持联接件完成向上移动后的状态的维持操作中，向螺线管线圈供给不同大小的电压。
变压工作件包括一个用于检测联接件位置的位置传感器；一个安装在线路中用于向螺线管线圈供给电源的变压器，该变压器可提供不同大小的电压；以及一个安装在线路中，在变压器和螺线管线圈之间的开关装置，开关装置根据位置传感器的信号来从变压器提供的电压中选择一个电压。
开关装置是一个根据接受位置传感器信号的控制单元的信号来工作的继电器开关。
按照本发明的洗衣机的离合器装置是排斥型的，而不同于传统的吸引型离合器装置。因此，防止联接件上升时产生撞击噪音是可能的。并且，降低维持联接件升高状态的耗电量是可能的。
结合附图和根据本发明下述的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点会显而易见。
这些附图包括图1是一个垂直截面图，表示具有按照现有技术离合器装置的洗衣机；图2是一个垂直截面图，详细表示示于图1的离合器装置；图3是一个垂直截面图，表示按照本发明实施例的离合器装置；图4是一个放大视图，表示示于图3的离合器装置；图5是一个立体视图，表示按照本发明的一个联接件；图6是一个立体视图，表示按照本发明的一个螺线管壳体；图7表示按照本发明的离合器装置的控制电路；图8A和8B表示本发明的联接件在初始工作位置状态下，磁场分布和进入导电耦联件内部的涡流电流分布；图9A和9B表示本发明的联接件在完全升高位置状态下，磁场分布和进入导电耦联件内部的涡流电流分布；以及图10是一个曲线图，比较按照现有技术的吸引型离合器装置由联接件位移决定的磁力与按照本发明的排斥型离合器装置由联接件位移决定的磁力。
按照本发明的洗衣机离合器装置可以存在多个实施方案。可是，现在说明本发明的优选实施方案。
图3是一个垂直截面图，表示按照本发明实施例的离合器装置。图4是图3所示主要部分的放大视图。
参照图3，使用按照本发明的离合器装置的洗衣机包括一个壳体11；一个安装在壳体11内的桶13，桶13内部存储水；一个旋转布置在桶13内部的旋转衣物筐15，旋转衣物筐15用于洗涤衣物；一个布置在旋转衣物筐15内部的搅拌器29，它相对于旋转衣物筐15作旋转运动；以及一个固定在桶13下部的驱动电机35，驱动电机35旋转驱动旋转衣物筐15和搅拌器29。
参照图4，旋转衣物筐15与由旋转衣物筐15底部的中空件形成的一个衣物筐轴17组合在一起。通过轴承19和25，衣物筐轴17旋转支承在固定到桶13上的轴承壳21和23上。
在衣物筐轴17下部的外周部分上的预定长度部分上，轴向形成一个齿条或锯齿形式的轴齿17a。
与驱动电机35直接连接并旋转搅拌器29的搅拌器轴31，插入到衣物筐轴17中，形成双轴结构。搅拌器轴31利用轴承12支承到衣物筐轴17上，以便进行相对运动。
驱动电机35包括一个固定到下轴承壳23下部的定子39；以及一个从定子39的外周连接到定子39中心、并与搅拌器轴31组合在一起的转子37。
一个与搅拌器轴31组合在一起的衬套38安装在转子37中心。一个与搅拌器轴31整体组合在一起的锯齿件32固定在衬套38的上部中心部分。
在锯齿件32外周部分上形成一个与轴齿17a方向一致的、齿条或锯齿形式的转子齿32a。
一个排斥型离合器装置40布置在轴承壳23和衬套38之间，以便将由驱动电机产生的旋转动力选择性地传递到衣物筐轴17。
离合器装置40包括一个固定到轴承壳下部的螺线管致动器51，螺线管致动器51产生电磁力；一个围绕衣物筐轴17组合在一起的联接件41，联接件41借助螺线管致动器51的电磁力来上下运动，从而与锯齿件32组合或分离，以传递或截断旋转动力；以及一个安装在联接件41和轴承壳23之间的弹簧件60，弹簧件60提供弹性，以便联接件41由于电磁力而运动并随后返回初始位置。
如图5所示，联接件41包括一个圆筒式非磁性耦联件42，其上面形成通过把轴齿17a和转子齿32a装配起来而形成的连接齿42a；一个在非磁性耦联件42上部轴向延伸形成的圆筒状磁性耦联件43；以及一个固定到磁性耦联件上部外侧的环状导电耦联件44。
非磁性耦联件42利用合成树脂制造，其长度使得非磁性耦联件42的连接齿42a同时与轴齿17a和转子齿32a啮合，此时非磁性耦联件42完全沿着衣物筐轴17下落。
磁性耦合件43利用磁性件构成，以便形成与螺线管致动器51对应的磁场。
导电耦联件44利用具有优良导电性的金属如铝来制造，并且其内径大于磁性耦联件43的外径，以便在导电耦联件44的内径和磁性耦联件43的外径之间具有预定的距离。
弹簧件60向联接件41提供弹性支承，以便联接件41不会由于剩余磁通而处于上部，而是快速下落到导电耦联件44和磁性耦联件43之间的开口区域41a。
由于非磁性联接件42利用比金属轻的合成树脂制造，所以联接件41可以降低自身重量。因此，联接件41可以减小螺线管致动器51在初始操作中所需的电磁力。
螺线管致动器51为环形，内部容纳联接件41。螺线管致动器51包括一个在电源供接通时产生电磁力的螺线管线圈53；和一个由磁性材料构成的螺线管壳体54，用来形成交流(AC)磁场的主要通道，并固定到下轴承壳23上，以便支承螺线管线圈53。
如图6所示，螺线管壳体54包括一个具有圆筒部分55a和底部55b、内部装有螺线管线圈53的线圈固定部分55；以及一个沿半径方向从线圈固定部分55的上端延伸出来并固定到下轴承壳23的凸缘部分56。
具体而言，在线圈固定部分55上形成多个从圆筒部分55a延伸到底部的切口55c，以便降低涡流电流。切口55c均匀形成，以便在圆筒部分55a的圆周方向彼此间隔预定的距离。
切口55c防止了涡流电流进入螺线管壳体54，并通过形成供空气流动的通道来冷却螺线管线圈53。
按照本发明的离合器装置包括一个变压工作件，用来根据联接件41的位置向螺线管线圈53供给不同大小的电压。
在产生电磁力以便向上移动联接件41的初始操作中和将联接件41维持在完成向上移动后的状态的维持操作中，变压工作件可以向螺线管线圈53供给不同大小的电压。
变压工作件包括一个安装在螺线管壳体54中用于检测联接件41位置的位置传感器75；一个安装在用于向螺线管线圈53供给电源的线路中的变压器57，该变压器57可提供不同大小的电压；以及一个安装在变压器57和螺线管线圈53之间的线路中的继电器开关装置59，开关装置59根据位置传感器75的信号来从变压器提供的不同电压中选择一个电压。
在变压器57中形成输出端58a和58b，以便输出不同大小的电压。包括多个与变压器57的输出端58a和58b连接的触点A、B的继电器开关59，布置在变压器57和螺线管线圈53之间，以便可以施加不同的电压。
继电器开关装置59最好根据接收到位置传感器75信号的控制单元70的信号来工作。
现在说明按照本发明的离合器装置的操作和效果。
当整体旋转衣物筐15和搅拌器29而洗涤衣物或衣物洗涤后甩干时，驱动电机35在下述状态下进行工作，此时电源不供给到螺线管致动器51，即螺线管致动器51断开。
此时，联接件41下降并与转子的上表面接触。因此，连接齿42a与轴齿17a和转子齿32a组合起来，此时连接齿42a与轴齿17a和转子齿32a同时啮合。因此，由驱动电机35的操作决定的转子37的转动动力，通过联接件41传递到衣物桶轴17上。因此，旋转衣物筐15与搅拌器29一起整体旋转。
当衣物洗涤中搅拌器29旋转而旋转衣物筐15停止转动时，通过供给电源到螺线管致动器51的螺线管线圈53，联接件41向上移动。此时，联接件41的连接齿42a与转子齿32a分离而与轴齿17a连接，驱动电机35产生的旋转动力仅仅传递到搅拌器29。
在电源开始供给到螺线管线圈53中的初始操作中，为了升高联接件41，继电器开关59与触点A接触，以便提供较高的电压(图7所示)。
当较高的电压供给到线圈53时，由于在螺线管壳体54和下轴承壳体23之间的螺线管线圈53形成的交流磁场的存在，涡流电流进入导电耦联件44中。此时，与洛仑兹力相对应的电磁排斥力作用在导电耦联件44上。因此，连接件41和转子齿32a分离开并向上移动。
图8A和8B表示联接件41在初始工作位置状态下，磁场分布和进入导电耦联件44内部的涡流电流分布。图9A和9B表示联接件在完全升高位置状态下，磁场分布和进入导电耦联件内部的涡流电流分布。
随着联接件41升高，进入导电耦联件44内部的涡流电流减少。布置在联接件41上部的弹簧件60的弹性变大，联接件14停止在不与下轴承壳23碰撞的状态。因此，不产生碰撞噪音。
联接件41升高并到达最终上升的位置时，继电器开关59与触点B接触并工作，以便向螺线管线圈53提供相对低的电压。此时，联接件41保持升高的状态。
图10是一个曲线图，比较按照现有技术的吸引型离合器装置由联接件位移决定的磁力与按照本发明的排斥型离合器装置由联接件位移决定的磁力。在现有技术的吸引型离合器装置中，随着联接件位移增加，电磁力逐渐变大。在按照本发明的排斥型离合器装置中，随着联接件位移增加，电磁力变得小于初始电磁力。
当供给到螺线管致动器51的螺线管线圈53的电源中断时，联接件41由于弹簧件60的弹性和自重而快速下降。此时，连接齿42a与轴齿17a和转子齿32a组合起来，即，连接齿42a与轴齿17a和转子齿32a同时啮合。因此，可以整体旋转衣物筐15和搅拌器29。
不同于吸引型离合器装置，由于按照本发明的洗衣机的离合器装置是排斥型的，因此螺线管致动器在下部向上推动联接件。因此，防止联接件上升时产生的撞击噪音是可能的。
并且，在按照本发明的洗衣机的离合器装置中，由于几乎构成联接件的所有零件诸如非磁性耦联件和导电耦联件都是非磁性材料制造的，因此可以防止耦联件上升后由剩余磁通造成的压缩力和保持电压升高。因此，降低维持联接件升高状态的耗电量是可能的。
并且，在按照本发明的洗衣机的离合器装置中，设有向螺线管线圈提供不同电压的变压器。因此，不使用传统的DC电源供给器件以及降低电能消耗是可能的。
权利要求
1.一种洗衣机，包括旋转布置在一个桶内部的旋转衣物筐；布置在旋转衣物筐内部作相对旋转运动的搅拌器；安装在桶下部的驱动电机；直接从驱动电机连接到搅拌器的搅拌器轴，用于传递旋转动力；从搅拌器轴外部连接到旋转衣物筐的衣物筐轴，它和搅拌器轴一起构成双轴结构；以及离合器装置，用于传递或截断驱动电机到衣物筐轴的动力；其特征在于，所述离合器装置包括至少一部分为磁性件的联接件，它围绕衣物筐轴组合并在联接件向下移动的状态下和驱动电机的转子组合起来，联接件用于将驱动电机的旋转动力传递到衣物筐轴；以及由螺线管线圈构成并固定到桶下部的螺线管致动器，它用于在螺线管致动器和联接件之间提供电磁排斥力，以便联接件与驱动电机的转子分离，从而向上推动联接件。
2.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，所述联接件利用锯齿连接方法与衣物筐轴和驱动电机的转子组合在一起，从而可进行上下运动。
3.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，所述支承衣物筐轴的轴承壳固定在桶的底部，并且螺线管致动器支承到轴承壳上。
4.如权利要求3所述的洗衣机，其特征在于，在联接件和轴承壳之间设有一弹性装置，用于提供弹性以便联接件在电磁排斥力消除时快速向下移动。
5.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，所述联接件包括一个与衣物筐轴组合在一起的圆筒式非磁性耦联件，非磁性耦联件在上下运动过程中与驱动电机的转子组合在一起或者分开；一个固定到非磁性耦联件上端的、且在上下方向与螺线管致动器对应的环状导电耦联件；以及一个由磁性件构成并固定到位于导电耦联件中心的非磁性耦联件上端的环状磁性耦联件。
6.如权利要求5所述的洗衣机，其特征在于，所述非磁性耦联件由合成树脂制造。
7.如权利要求5所述的洗衣机，其特征在于，在非磁性耦联件的内周形成轴向和纵向延伸的连接齿，连接齿利用锯齿连接方法与衣物筐轴组合在一起。
8.如权利要求5所述的洗衣机，其特征在于，所述导电耦联件由具有导电性的金属制造。
9.如权利要求5所述的洗衣机，其特征在于，在所述导电耦联件和磁性耦联件之间、在半径方向形成均匀开口。
10.如权利要求9所述的洗衣机，其特征在于，由所述桶的下部支承的弹性装置的下端被嵌入到导电耦联件和磁性耦联件之间的开口中，用于向联接件提供弹性。
11.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，所述螺线管致动器包括一个围绕联接件布置的螺线管线圈和一个固定到桶下部的螺线管壳体，该螺线管壳体用来支承螺线管线圈。
12.如权利要求11所述的洗衣机，其特征在于，所述支承衣物筐轴的轴承壳体安装在桶的下部，螺线管壳体固定到轴承壳体上。
13.如权利要求11所述的洗衣机，其特征在于，所述螺线管壳体由磁性件构成。
14.如权利要求11所述的洗衣机，其特征在于，在螺旋管壳体上形成多个轴向切口。
15.如权利要求14所述的洗衣机，其特征在于，所述切口在螺旋管壳体上均匀形成，在圆周方向彼此间隔预定的距离。
16.如权利要求11所述的洗衣机，其特征在于，所述螺线管壳体包括一个具有圆筒部分和底部、内部带有螺线管线圈的线圈固定部分；以及一个沿半径方向从线圈固定部分的上端延伸出来并固定到桶下部的凸缘部分。
17.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，还包括一个变压工作装置，用来根据联接件的位置向螺线管线圈供给不同大小的电压。
18.如权利要求17所述的洗衣机，其特征在于，在产生电磁力以便向上移动联接件的初始操作中以及使联接件维持在完成向上移动后的状态的维持操作中，所述变压工作装置可以向螺线管线圈供给不同大小的电压。
19.如权利要求17所述的洗衣机，其特征在于，所述变压工作装置包括一个用于检测联接件位置的位置传感器；一个安装在用于向螺线管线圈供给电源的线路中的变压器，该变压器可提供不同大小的电压；以及一个安装在变压器和螺线管线圈之间的线路中的开关装置，开关装置根据位置传感器的信号来从变压器提供的不同电压中选择一个电压。
20.如权利要求19所述的洗衣机，其特征在于，所述开关装置是一个根据接收位置传感器信号的控制单元的信号来工作的继电器开关。
全文摘要
这里提供一种洗衣机离合器装置。本离合器装置包括一个由至少在一部分中的磁性件构成的联接件，它围绕衣物筐轴组合并在联接件向下移动的状态下和驱动电机的转子组合起来，联接件用于传递驱动电机的旋转动力到衣物筐轴；以及一个由螺线管线圈构成并固定到桶下部的螺线管致动器，它用于在螺线管致动器和联接件之间提供电磁排斥力，以便联接件与驱动电机的转子分离，从而向上推动联接件。本离合器装置具有排斥型结构，不同于传统吸引型离合器装置。因此，防止联接件上升时产生撞击噪音是可能的，并且降低维持联接件升高状态的耗电量是可能的。
文档编号F16D27/10GK1393591SQ0210208
公开日2003年1月29日 申请日期2002年1月21日 优先权日2001年6月27日
发明者金东勳, 安埈澔 申请人:Lg电子株式会社