专利名称：洗衣机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种洗衣机，这种洗衣机中设有以大致处于水平方向 或者倾斜方向上的轴为中心进行旋转的旋转滚筒，衣物装到这一旋转滚 筒内，进行洗涤、漂洗、脱水操作。
背景技术：
现有的洗衣机一般设有旋转滚筒、盛水桶、支承住盛水桶的金属 支承构件、支承住洗衣机机体的洗衣机底座、驱动旋转滚筒的电机、设 定洗衣机的操作的输入设定单元、和控制单元。旋转滚筒用于收容要洗 的衣物，并且以大致处于水平方向或者倾斜方向上的轴为中心进行旋 转。盛水桶将这一旋转滚筒从外面包围住，并通过适当的支承部件支承 在洗衣机机体中。控制单元对从输入设定单元设定的操作方式和电机进 行控制。通过进行这些控制，可以对洗漆、漂洗、脱水等各个行程进行 精细的控制。但是，从洗涤行程进入到脱水行程中时，旋转滚筒内装着洗涤行程 结束时还含有水分的衣物。在为了使这些衣物脱水而使旋转滚筒旋转 时，由于衣物的种类、质地及形状各不相同，衣物对于脱水行程中的旋 转运动可能会处于失衡状态。这样，旋转滚筒等中会发生很大的振动，发 出很大的噪声。对此，日本专利公开公报特开昭61 — 98286中示出了一种用于检测 洗衣机的脱水行程中的异常振动的方法。在这一方法中，装着衣物和洗 涤液并发生旋转的旋转滚筒以旋转自如的方式支承在内框中，所述的内 框通过弹簧等缓冲机构支承在洗衣机的外框中。然后，通过设在外框上 的振动检测器对内框的机械振动进行检测。在脱水行程中，首先进行平衡取得行程，即，电机进行低速旋转， 驱动旋转滚筒旋转，依靠旋转产生的离心力使衣物均匀地贴紧在旋转滚
筒的内壁面上；然后，再进行使旋转滚筒作高速旋转的脱水行程。如果 中途发生异常振动的话，则使旋转滚筒停止旋转。但是，采用上述的装置构成的话，在通过低速旋转使衣物取得平衡 的过程中，在衣物的某些贴紧方式下，即使旋转滚筒中存在失衡，机械 振动的振幅也很小。这样，就检测不出异常振动。然而，在旋转滚筒进 行高速旋转时，才首次出现很大的振动，检测到异常振动。这样，在实 际进行高速旋转之前，并不能检测出有没有发生异常振动。因此，在发 生异常振动之后再停止的话，存在着给衣物及洗衣机造成损伤的危险， 且在要等到旋转滚筒停下来之前又会浪费很多时间。另外，最近又有人提出了这样的洗衣机异常振动检测方法，这种方 法能在旋转滚筒进行高速旋转之前检测出因失衡引起的异常振动，从而 进行安全、高效率的脱水操作。具体方法为洗衣机中设有用于驱动旋 转滚筒旋转的感应电机、和用于驱动该感应电机的变频器电路；然后， 依次连续地进行使旋转滚筒进行正转/反转的洗涤行程、进行低速旋转的 平衡行程、和进行高速旋转的脱水行程。在这样的洗衣机中，在与平衡 行程开始的同时，就对变频器电路的输出电流有效值进行检测。然后， 从电流有效值的电流最大值和电流最小值计算出电流值差值，再与预先 设定好的过振动电流设定值进行比较，如果超过该过振动电流设定值， 则发出过振动警告。这样的异常振动检测方法的一例见日本专利公开公 报特开平6-170080。这样的方法是通过感应电机的电流有效值来间接地推断出异常振动 的，但这样的推断的成立前提是，衣物的失衡在感应电机的电流有效值 中有体现，且这样的失衡状态会造成异常振动。但是，感应电机的电流 有效值变化除了衣物的失衡以外，还受到感应电机的轴承及其它机械部 件的影响。因此，采用上述方法的话，必须在考虑了偏差之后再通过与 振动电流设定值进行比较来判断振动的有无，因此会发生很多没有必要 的过振动警告，旋转滚筒停止旋转的情况出现过多。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种洗衣机，其不但可以防止脱水行程中 因衣物失衡造成的振动及异响，而且可以高精度地检测出投入的洗涤物且 里。本实用新型的洗衣机中设有旋转滚筒、盛水桶、装有盛水桶的机 体、洗衣机底座、电机、振动检测单元、控制单元、波形输入电路、第1输出检测电路26、和第2输出检测电路。旋转滚筒供衣物装入，其旋转中心轴处于水平或者倾斜方向上。盛水桶被以可以摇动的方式加以支 承，其内部设有旋转自如的旋转滚筒。洗衣机底座被设置在机体的下 方，将机体加以支承。电机驱动旋转滚筒旋转。振动检测单元中设有一 次线圈、二次线圈和磁性体，被设置在盛水桶和洗衣机底座之间。在一 次线圈中输入规定的电压波形后，当磁性体随着盛水桶的揺动而揺动时，二次线圈会向第1输出检测电路26输出与磁性体的运动相对应的电 压波形。第1输出检测电路26将这一输出信号加以整流后，输出给控制 单元。另外，第2输出检测电路将第1输出检测电路26的输出放大后， 输出至控制单元。通过采用上述的装置构成，只用一个二次线圈就可以 高精度地检测出内置有旋转滚筒的盛水桶的振动及上下位移。因此，不 但可以将脱水行程中因衣物失衡造成的振动及异响防患于未然，而且还 可以高精度地检测出投入的洗涤物量。附图简述
图1为本实用新型的一个实施例中的洗衣机的侧视截面图， 图2为图1中所示的洗衣机的振动检测单元的斜视图， 图3为图2中所示的振动检测单元的截面图，图4为包含图2中含所示的振动检测单元在内的、用于进行振动检 测的配线电路图，图5为图4中所示的配线电路图中的第1、第2输出检测电路的特性图，图6为本实用新型的实施例中的洗衣机的另一种振动检测单元的截 面图。
具体实施方式
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下面通过附图来对本实用新型的一个实施例进行具体说明。需要指 出的是，本实用新型的技术范围不受这样的实施例的限定。图1为本实用新型的一个实施例中的洗衣机的侧视截面图，图2为 该洗衣机中的振动检测单元的斜视图。其中，旋转滚筒1呈带底的圆筒 形状，其外壁面上设有许多通水孔2，该旋转滚筒1以旋转自如的方式设 置在盛水桶3中。另外，旋转滚筒1中还安装有旋转轴(旋转中心轴) 4。旋转轴4在从洗衣机10的正面侧至背面侧的方向上向下倾斜。安装 在盛水桶3背面的电机5与旋转轴4相联接。电机5驱动旋转滚筒1在 正转、反转方向上旋转。旋转滚筒1的内壁面上设有多个突起板6。在盛水桶3中位于正面侧 的向上倾斜的表面上，设有由机盖7以开闭自如的方式加以覆盖的开口 部分3a。用户打开机盖7后，可以通过衣物出入口 8在旋转滚筒1内投 入或取出洗涤物。另外，由于机盖7设置在向上倾斜的面上，故用户在 投入或取出洗涤物之际，无需将腰弯得很低。机盖7的上方设有用于设定洗衣机10的操作模式等的输入设定单元 9。另外，洗衣机10内的前下方设有控制单元11，该控制单元ll接受来 自设定单元9的信息，再根据这样的信息对电机5等的操作进行控制。 控制单元11由微电脑等构成，对洗涤、漂洗、脱水、干衣等一连串操作 过程依次进行控制。盛水桶3被安装在洗衣机10的机体10A的内部，通过弹簧部件12 悬挂在机体10A中，并由阻尼部件13从下方进行支承。换句话说，盛水 桶3被支承在可以发生摇动的状态下。盛水桶3的下部与排水通道14的 一端相联接，排水通道14的另一端与排水阀15相联接。盛水桶3内的 洗涤水通过排水通道14排出。盛水桶3的下部设有用于支承住盛水桶3的金属支承部件16。在金 属支承部件16和洗衣机底座的一部分即底板17之间，安装有用于检测 盛水桶3的振动的振动检测单元18。另外，振动检测单元18的上部也可 以构成与金属支承部件16相对应的形状。换句话说，振动检测单元18 设置在盛水桶3和底板17之间。机体10A的下方设有洗衣机的底座，将 机体10A支承住。
如图1及图2中所示，振动检测单元18中包括线圈部分19和轴 23。图3为振动检测单元18的截面图。线圈部分19由呈同轴状的一次 线圈21和二次线圈22构成。输入用的一次线圈21被设置在内侧，输出 用的二次线圈22设置在外侧。轴23由合成树脂等非磁性体构成，内部 设有呈轴状的磁性体20。轴23被设置成可沿轴向作上下运动，从同轴状 的2个线圈21、 22的中心部分中贯穿而过。采用这样的构成后，磁性体 20可以根据盛水桶3的晃动在线圈21、 22的中心部发生运动。这里，轴23内的磁性体20的下端位于一次线圈21的绕组范围内时 的位置被作为轴23的上下振动的基准位置。二次线圈22的圈数为一次 线圈21的圈数的约10倍，磁性体20的长度比二次线圈22的线圈绕组 宽度要长。图4为洗衣机10的配线电路图。振动检测单元18的一次线圈21与 用于输入规定的电压波形的波形输入电路25相连接。二次线圈22经第1 输出检测电路26与控制单元11相连接。从第1输出检测电路26和控制 单元11之间分支出来的一路经第2输出检测电路27与控制单元11相连 接。另外，第1输出检测电路26由整流电路和第1平滑电路构成，第2 输出检测电路27由放大电路和第2平滑电路构成。控制单元11对从用于设定洗衣机10的操作方式的输入设定单元9 设定的洗涤操作和电机5进行控制。控制单元11中的一部分由微电脑24 构成，波形输入电路25利用供给到该微电脑24中的电源电压(如5V) 形成三角波，并将该三角波输入到一次线圈21中。这样，二次线圈22 将向第1输出检测电路26输出与磁性体20的位置相对应的输出信号。 第1输出检测电路26将二次线圈22的输出进行整流、平滑处理，其输 出电压输入到微电脑24的A/D变换端子28a。另外，由第l输出检测电 路26进行过整流、平滑处理的输出电压在第2输出检测电路27中被进 一步进行放大、平滑处理，第2输出检测电路27的输出电压被输入至微 电脑24的A/D变换端子28b。二次线圈22的输出为在第1输出检测电路26中检测出的振动输出 电压，该振动输出电压被第2输出检测电路27中的放大电路进行放大。 一般来说，在由运算放大器构成的放大电路中，即使放大倍率再高，也
只能输出比放大电路的电源电压(约1.5V)低的电压。因此，放大后的 输出电压也比构成控制单元11的微电脑24的电源电压要低。为此，最好将微电脑24的电源电压、送入到波形输入电路25的电 源电压、及第1输出检测电路26中的整流电路的电源电压设定在相同的 电压上，而构成第2输出检测电路27中的放大电路的电源电压被设定在 比这些电源电压高的电压上。举例来说，如果微电脑24等的电源电压为 5V的话，构成第2输出检测电路27的放大电路的电源电压最好设定为比 其高1.5V或以上，可以为比方说6.5V。通过进行这样的电压设定之后， 可以使放大后的输出电压最高能达到微电脑24的电源电压即5V。将第2 输出检测电路27的信号电压电平提高到微电脑24的电源电压电平上之 后，可以提高后面将要加以描述的、利用来自第2输出检测电路27的信 号进行的检测分辨能力。图5为具有上述构成的振动检测单元18的第1输出检测第2输出检 测电路27的特性图。这一特性图中示出了将一次线圈21的输入保持一 定、并使内置有磁性体20的轴23朝上(拉伸方向)或者向下(压縮方 向)运动时的第1输出检测第2输出检测电路27的输出电压变化情况。 更具体地说，图5示出了轴23相对于基准位置进行上下位移时的位移量 与第l输出检测电路26、第2输出检测电路27的输出电压之间的关系。下面对具有以上构造的振动检测单元18中的第1输出检测第2输出 检测电路27的工作情况和作用进行详细描述。从图5中可以看出，在内 置有磁性体20的轴23的运动位移量与第1输出检测电路26的输出电压 之间，在拉伸方向上的约10mm到压縮方向上的40ram的范围内呈现出越 向右越下降的一定的关系。这里的从拉伸方向约10mm到压縮方向40mm 的范围相当于旋转滚筒1中装入衣物、然后在洗涤行程中还加入水后达 到最大负载时的沉降位移量范围。由于第1输出检测电路26的输出电压 检测范围大、对于单位位移量的电压倾斜率也小，故适合于进行振动检 测。也就是说，通过使用第1输出检测电路26的输出电压，控制单元ll 在一连串的洗涤行程中特别是脱水行程中可以适当地检测出振动情况。另一方面，第1输出检测电路26的输出电压还被第2输出检测电路 27的放大电路进行放大。亦即，第2输出检测电路27的输出电压比起第
1输出检测电路26的输出电压来电压得到了放大。因此，在内置有磁性体20的轴23的运动位移量与第2输出检测电路27的输出电压之间，在 拉伸方向上的约10mm到压縮方向上的10mm的范围内几乎呈直线关系， 并在压縮方向上的约15mm的位置上达到最大值。这里的从拉伸方向上的 约10mm到压缩方向上的10mm的范围与衣物装到旋转滚筒1中时的沉降 位移量范围相当。由于第2输出检测电路27的输出电压的检测范围狭、 但对于单位位移量的电压倾斜率大，故适于对投入到旋转滚筒1中的衣 物(洗涤物)的量进行检测。亦就是说，控制单元11利用第2输出检测 电路27的输出电压可以对衣物量进行高精度的检测。在使用具有上述构成的洗衣机进行洗衣操作时，用户首先打开机门 体7，向旋转滚筒1内投入洗涤物，然后从设在洗衣机10的正面侧上部 的输入设定单元9选择操作模式及输入操作开始指示。通过进行这样的 操作，洗衣机10即开始执行与所指定的操作模式相对应的操作，并且是 根据控制单元11的控制实行规定的操作。在投入洗涤物时，盛水桶3与 投入到旋转滚筒1内的洗涤物量相对应地向下下沉。由于金属支承部件16支承住盛水桶3，振动检测单元18被安装在底 板17和盛水桶3之间，振动检测单元18又由用多个线圈构成的线圈部 分19和磁性体20构成，线圈部分19被固定在底板17上，磁性体20则 固定在安装在盛水桶3上的金属支承部件16上，因此，磁性体20也将 随着盛水桶3向下方的下沉相对应地向下方移动，第2输出检测电路27 的输出电压将随着这样的移动发生变化。通过预先确定第2输出检测电 路27的输出电压和洗涤物量之间的关系，控制单元11从第2输出检测 电路27的输出电压的变化量可以检测出投入的洗涤物量。然后，控制单 元11根据投入的洗涤物量来决定洗涤水量或者洗涤行程的时间等，然后 依次进行与洗涤物量相适合的洗涤操作。从洗涤行程进入到脱水行程中时，旋转滚筒1内装着含有洗涤行程 完成时的水分的衣物，控制单元11使旋转滚筒1以规定的第1转速发生 旋转，以进行脱水。这里的第1转速可以是与洗涤行程中相同的转速。 由于衣物的种类、质地及形状各不相同，衣物对于第1转速时的旋转运 动可能出现失衡。在这样的场合千，銜转滚筒1会发生振动，设置在其内部的盛水桶3也将发生振动。当盛水桶3发生振动时，磁性体20会与 这样的振动相对应地作上下运动(揺动)。第1输出检测电路26的输出 电压也会根据其位移发生变化，控制单元11就可以检测出其振动情况。控制单元11根据第2输出检测电路27的输出电压对由输入设定单 元9预先设定的一连串洗涤操作进行控制。而且，在脱水行程中，如果 从第1输出检测电路26的输出电压发生振动程度不大，则由电机5驱动 旋转滚筒1以大于第1旋转速度的第2旋转速度(最高旋转速度)发生 旋转。另一方面，如果判定振动程度为异常的程度，控制单元11则使电 机5停止旋转，或者使电机5先停止旋转、再从低转速重新加速，以消 除衣物的失衡状态。另外，在判定振动程度轻微的情况下，控制单元11 则使电机5的旋转速度下降一些，从而降低脱水旋转时的振动及噪声。 采取这些措施之后，可以抑制旋转滚筒1等中的异常振动及异常噪声。 这样的旋转控制的详细细节在日本专利公开公报特开2005 — 230315中有 公开，故在此就不再累述。另外，图3中虽然示出了输入侧的一次线圈21设置在内侧，输出侧 的二次线圈22设置在外侧，线圈21、 22呈同轴状设置在轴状磁性体20 的外侧的结构，但是除此以外，也可以象图6中所示的那样将一次线圈2 l设置在上侧，二次线圈22设置在下侧，构成并联状；或者反过来，将 一次线圈21设在下侧，将二次线圈22设置在上侧，也构成并联状。亦 即， 一次线圈21和二次线圈22也可以设置在内部设有磁性体20的轴 23的轴向方向上。采用这样的构成之后，通过使内置有磁性体20的轴 23在轴向上上下可动，在二次线圈22中也会感应出电压，达到与图3中 所示的构成一样的效果。另外， 一次线圈21或者二次线圈22的圈数可以改变，第2输出检 测电路27的放大率也可以发生变化。这样，在通过第1输出检测电路26 的输出电压进行振动检测时、或者在通过第2输出检测电路27的输出电 压进行衣物量检测时，可以将因洗衣机的规格不同而不同的位移量和输 出电压的关系加以利用，从而使特性达到最佳。振动检测单元18中包括位于输入侧的一次线圈21;与一次线圈 21设置成同轴状，位于输出侧的二次线圈22;和设置成贯穿在线圈21、22中并且能够移动自如的轴状磁性体20。釆用这一构成后， 一次线圈21 和二次线圈22之间能够有效地进行磁耦合。另外，由于轴状磁性体20 被设置成贯穿在线圈21、 22中且可以移动自如，因此，二次线圈22中 可以高精度地感应出反映出线圈21、 22和磁性体20之间的位置关系的 二次电压。此外，控制单元11不但通过第1输出检测电路26对二次线圈22的 输出进行检测，而且还通过第2输出检测电路27对其经放大后的输出信 号进行检测。采用这一电路构成后，可以将1个二次线圈22中感应出的 二次电压作为2个输出电压来处理。为此，控制单元11只用1个二次线 圈22就可以高精度地检测出内置有旋转滚筒1的盛水桶3的振动及上下 位移情况。通过使用这样的检测结果，控制单元11就可以使在脱水行程 因衣物失衡产生的振动及异常噪音防患于未然。另外，从第2输出检测 电路27的输出电压还可以检测出盛水桶3向下的轻微下沉产生的位移， 从而可以检测出投入的洗漆物量。这样，本实用新型就可以提供一种制 造成本低、使用方便的洗衣机。通过只用一个二次线圈22来分别进行上述两种检测，振动检测单元 18的构造可以简化，为此，振动检测单元18也可以实现小型化。而且， 振动检测单元18的成品率也可以提高。另外，虽然本实施例中的旋转轴4在从洗衣机10的正面侧至背面侧 的方向上是设置成向下倾斜的，但实际上设置成水平方向也是可以的。 而且，即使第1输出检测第2输出检测电路27设在一块电路板上、构成 一体也是可以的。如上所述，本实用新型的洗衣机对盛水桶的振动通过振动检测单元 直接进行检测，故可以使脱水行程中因衣物失衡产生的振动及异常噪音 防患于未然，同时对旋转滚筒内的衣物量也能进行检测。因此，本实用 新型在具有衣物洗涤和脱水功能的家用、业务用洗衣机等中是极其有用的。
权利要求1. 一种洗衣机，其特征在于包括-用于装入衣物、旋转中心轴设置在水平方向或者倾斜方向上的旋转 滚筒；内部以旋转自如的方式设置有所述旋转滚筒、且被支承成可以揺动 的盛水桶；收容所述盛水桶的机体；设置在所述机体的下方、用于支承所述机体的洗衣机底座； 驱动所述旋转滚筒旋转的电机；设置在所述盛水桶和所述洗衣机底座之间的振动检测单元，所述振 动检测单元包括 一次线圈、二次线圈、和与所述盛水桶的摇动相对应 地发生摇动的磁性体；接受来自所述振动检测单元的输出、至少对所述电机进行控制的控 制单元；用于向所述一次线圈输入电压波形的波形输入电路；带有整流电路、接受所述二次线圈的输出、并将所述二次线圈的所述输出加以整流后输出到所述控制单元中的第1输出检测电路；和带有放大电路，将所述第1输出检测电路的输出加以放大后输出到述控制单元中的第2输出检测电路。
2. 如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述二次线圈被设置 成与所述一次线圈呈同轴状，所述磁性体被设置成贯穿在所述一次线圈 和所述二次线圈的中心轴上，且可以移动自如。
3. 如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述第1输出检测电 路中还设有第l平滑电路，第2输出检测电路还设有第2平滑电路。
4. 如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述放大电路的电源 电压设置成比所述控制单元的电源电压高。
5. 如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述放大电路由运算放大器构成，所述放大电路的电源电压比所述控制单元的电源电压高1.5V或更多。
专利摘要本实用新型的洗衣机中设有旋转滚筒、盛水桶、装有盛水桶的机体、洗衣机底座、电机、振动检测单元、控制单元、波形输入电路、第1输出检测电路、和第2输出检测电路。洗衣机底座被设置在机体的下方，将机体加以支承。电机驱动旋转滚筒旋转。振动检测单元中设有一次线圈、二次线圈和磁性体，被设置在盛水桶和洗衣机底座之间。在一次线圈中输入规定的电压波形后，当磁性体随着盛水桶的摇动而摇动时，二次线圈会向第1输出检测电路输出与磁性体的运动相对应的电压波形。第1输出检测电路将这一输出信号加以整流后，输出给控制单元。另外，第2输出检测电路将第1输出检测电路的输出放大后，输出至控制单元。
文档编号G01H11/02GK201021475SQ20062013694
公开日2008年2月13日 申请日期2006年10月11日 优先权日2005年10月19日
发明者小松隆, 松仓丰继, 松尾繁, 松岛治男 申请人:松下电器产业株式会社