CN100371518C - 洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能防止由衣物不平衡引起的振动及异响的洗衣机，包括：供衣物装入、旋转中心轴大致处于水平或倾斜方向上的旋转滚筒；内部设有可旋转自如的旋转滚筒的盛水桶；支承住盛水桶的支承构件；支承着洗衣机机体的洗衣机底板；驱动旋转滚筒旋转的电机；控制电机等控制装置；以及设在所述支承构件和洗衣机底板之间的、用于检测盛水桶的振动情况的振动检测单元，振动检测单元由带有多个绕组和磁性体的差动变压器构成。当旋转滚筒在脱水行程时旋转滚筒产生的振动而上下移位时，绕组中将有电压产生，旋转滚筒的振动就可以被检测出来。再通过根据其检测结果来对电机等进行控制，就可以防止旋转滚筒的异常振动的发生。

Description

洗衣机

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，这种洗衣机中设有旋转中心轴基本处于水平方向或者倾斜方向上的旋转滚筒，该旋转滚筒用于装入衣物，并进行洗涤、漂洗、脱水操作。

背景技术

现有的洗衣机中设有：用于装入衣物的、其旋转中心轴大致处于水平方向或者倾斜方向上的旋转滚筒；将这一旋转滚筒从外面包围住、且通过适当的支承装置支承在洗衣机机体内的盛水桶；支承住盛水桶的支承构件；支承住洗衣机机体的洗衣机底部；驱动旋转滚筒的电机；设定洗衣机的操作的输入设定装置；和控制由该输入设定装置设定的洗涤操作和控制电机的控制装置。通过执行这些的控制，对洗涤、漂洗、脱水行程进行细微的控制。

但是，在从洗涤行程进入到脱水行程中时，旋转滚筒内装有已经完成洗涤行程、含有水的衣物，为了使这些衣物脱水，需要使旋转滚筒发生旋转；由于衣物的种类、质地及形状不同，衣物相对于脱水行程的旋转运动会产生不平衡，从而使旋转滚筒等的振动增大，并发出很大的噪声。

为此，有人提出了这样一种检测洗衣机脱水行程中的异常振动的方法，即，将装有衣物和洗涤液的旋转滚筒以可以旋转的方式制成在内框内，再将内框通过弹簧等缓冲机构支承在洗衣机的外框内，通过设在外框上的振动检测器来检测内框的机械振动(其中的一例可参考日本专利公开公报特开昭61-98286号公报)。

这样，在脱水行程中，可以首先执行平衡取得行程，即通过使电机低速旋转来驱动旋转滚筒旋转，依靠其产生的离心力使衣物均匀地贴紧在旋转滚筒的内筒壁上；之后，使旋转滚筒进行高速旋转，执行脱水行程。其间，如果出现了异常振动，则使旋转滚筒停止旋转。

另外，最近又有人提出了这样的洗衣机异常振动检测方法，在使旋转滚筒进行高速旋转之前先检测由不平衡产生的异常振动，从而安全地、高效率地执行脱水行程。这一异常振动检测方法的具体过程是：在设有驱动旋转滚筒旋转的感应电机和驱动所述感应电机的变频器电路、并依次连续执行使所述旋转滚筒正转/反转的洗涤行程、低速旋转的平衡行程和高速旋转的脱水行程的洗衣机中，在所述平衡行程开始进行的同时，从所述变频器电路的输出中检测出电流有效值；从所述电流有效值的电流最大值和电流最小值计算出检测差值电流值；再与预先设定的过振动电流设定值进行比较；超过设定值时，将过振动检测电流值作为过振动警告进行输出(其中的一例可参考日本专利公开公报特开平6-170080号公报)。

但是，在上述的第1篇文献中所述的方法中，在通过低速旋转取得平衡的过程中，即使由于衣物的贴紧方式不佳而使旋转滚筒中产生了不平衡，由于机械振动的振幅小，也可能检测不出异常振动。然后，在使旋转滚筒高速旋转时才开始产生大的振动。因此，通过这种检测异常振动的方法，并不能在高速旋转之前检测出是否发生了异常振动，只能在异常振动发生后才停止旋转，故存在着有可能使衣物及洗衣机受到损伤、且无谓地浪费到旋转滚筒停止为止的很多时间的问题。

另外，在第2篇文献中所示的方法中，采用的是通过感应电机的电流有效值来间接地推定异常振动的方法，这一方法成立的前提是衣物的不平衡体现在感应电机的电流有效值中，且其不平衡状态也要与异常振动紧密相关。但是，感应电机的电流有效值的变化除了受到衣物不平衡的影响之外，也受到感应电机的轴承及其它机械要素的影响，故在设定过振动电流设定值时还需要考虑这些因素造成的偏差值。其结果，存在着经常会发生没有必要的过振动警告、旋转滚筒经常会停止的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，其目的在于提供一种能够将脱水行程引起异常振动的、因衣物的不平衡而产生振动及异响防患于未然的洗衣机。

为了解决现有技术中的上述问题，本发明的洗衣机中包括：用于供衣物装入的、并设有大致处于水平方向或者倾斜方向上的旋转中心轴的旋转滚筒；内部设有旋转自如的所述旋转滚筒、而且以可以摇动的方式支承在洗衣机机体内的盛水桶；用于支承所述盛水桶的支承构件；用于支承所述洗衣机机体的洗衣机底部；用于驱动所述旋转滚筒旋转的电机；对所述电机等进行控制的控制装置；和设在所述支承构件和所述洗衣机底部之间的、用于检测所述盛水桶的振动的振动检测单元。所述振动检测单元由带有多个绕组和磁性体的差动变压器构成。

这样，将所述支承构件和所述洗衣机底部的任一方与振动检测单元的绕组相连接、另一方与磁性体相联接的话，当因脱水行程时旋转滚筒的振动而使旋转滚筒发生上下移位时，磁性体相对于绕组将作相对移动，绕组中就有电压产生，旋转滚筒的振动就可以检测出来。然后，再根据其检测结果来对电机等进行控制的话，就可以将旋转滚筒的异常振动及异响防患于未然，从而可以提供一种使用非常方便的洗衣机。

本发明产生的技术效果如下。在本发明的洗衣机中，控制装置根据振动检测单元检测到的振动幅度等级在判定有异常情况时，就使电机停止旋转；在判定有轻微振动时，则降低电机的转速，或者使电机先停止旋转、然后再次从低转速开始重新加速。这样，就可以消除衣物的不平衡，防止旋转滚筒等中出现异常振动及异常噪声。

下面将本发明的具体实施方式概述如下。本发明的第1方案中的洗衣机包括：用于供衣物装入的、并设有大致处于水平方向或者倾斜方向上的旋转中心轴的旋转滚筒；内部设有旋转自如的所述旋转滚筒、而且以可以摇动的方式支承在洗衣机机体内的盛水桶；用于支承所述盛水桶的支承构件；用于支承所述洗衣机机体的洗衣机底部；用于驱动所述旋转滚筒旋转的电机；对所述电机等进行控制的控制装置；和设在所述支承构件和所述洗衣机底部之间的、用于检测所述盛水桶的振动的振动检测单元。所述振动检测单元由带有多个绕组和磁性体的差动变压器构成。这样，将所述支承构件和所述洗衣机底部的任一方面与振动检测单元的绕组相连接，另一方与磁性体相联接的话，当因脱水行程时旋转滚筒的振动而使旋转滚筒发生上下移位时，磁性体相对于绕组将作相对移动，绕组中就有电压产生，旋转滚筒的振动就可以检测出来。然后，再根据其检测结果来对电机等进行控制的话，就可以将旋转滚筒的异常振动及异响防患于未然，从而可以提供一种使用非常方便的洗衣机。

第2方案具体为，第1方案所述的振动检测单元中包括：一个用作输入的一次绕组；二个与所述一次绕组呈同轴状设置的、用作输出的二次绕组；和贯穿在所述3个绕组中、且设置成可以自如移动的轴状磁性体。这样，改变二个二次绕组的匝数，可以改变旋转滚筒的移位量和二次绕组的输出电压之间的关系，可以将二个二次绕组分开使用：一个二次绕组用于衣物量检测，另一个二次绕组用于进行振动检测。

第3方案具体为，第2方案中的磁性体运动时的移位量与一次绕组一定的输入产生的二个二次绕组的输出之间的关系被设置为：所述二个绕组中对于单位移位量的电压斜率互相不同。这样，一方的二个绕组的检测范围虽然窄，但由于相对于单位移位量的电压斜率大，可用来进行衣物量的检测；而另一方的二次绕组相对于单位移位量的电压斜率虽然小，但可以扩大检测范围，用来进行振动检测。因此，在衣物量和振动检测中保证针对于不同目的的最佳精度。

第4方案具体是，在第2或者第3方案中还设有用于设定洗衣机的操作的输入设定装置，通过供给到用于控制所述输入设定装置设定的所述洗涤操作和用于控制电机的控制装置的微电脑上的电压来形成三角波，所述三角波被送入所述一次绕组中。二个二次绕组的输出经整流平滑后，其电压先被调整到所述微电脑的电源电压以下，再送入到所述微电脑的A/D变换端子中。这样，就可以不受振动检测单元中的一次绕组的电感产生的影响，将正确的二次绕组的电压送入到微电脑的A/D变换端中，从而高精度地检测出衣物量及振动幅度的大小。

附图说明

图1为本发明实施例1中的洗衣机的截面图，

图2为该洗衣机的振动检测单元的斜视图，

图3为本发明实施例2的洗衣机中的振动检测单元的截面图，

图4为该振动检测单元的特性图，

图5为本发明实施例3中的洗衣机的振动检测单元的电路接线图。

上述附图中，1为旋转滚筒，3为盛水桶，5为电机，9为输入设定装置，10为洗衣机机体，11为控制装置，16为支承构件，17为洗衣机底板(洗衣机底部)，18为振动检测单元，19为绕组，20为磁性体。

具体实施方式

下面，参照附图来对本发明一些实施例进行详细说明。需要说明的是，这些实施例对本发明的技术范围并没有限定作用。

(实施例1)

图1为本发明第1实施例1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。

图1中，旋转滚筒1被制成带底的圆筒状，周围整个筒壁面上设有许多通水孔2，旋转滚筒1以旋转自如的方式设置在盛水桶3内。旋转滚筒1上设置有旋转轴(旋转中心轴)4，旋转滚筒1的轴心方向被设置在从正面侧至背面侧的方向上向下倾斜。这一旋转轴4与安装在盛水桶3背面的电机5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。盛水桶3的正面侧的向上倾斜的面上设有开口部分3a，这一开口部分3a由机盖7以开闭自如的方式覆盖住。将机盖7打开后，就可以通过衣物出入口8在旋转滚筒1内投入/取出洗涤物。另外，由于机盖7设在向后倾斜的面上，因此用户在投入/取出洗涤物之际，可以减少弯腰的程度。

机盖7的上侧设有用于设定洗衣机机体10的操作模式等的输入设定装置9，洗衣机机体10内的前下部设有控制装置11。控制装置11接收来自输入设定装置9的信息，再根据这些信息控制电机5等操作。另外，控制装置11中还设有用于依次控制洗涤、漂洗、脱水、干衣等一连串操作行程的微电脑。

另外，盛水桶3通过弹簧体12和阻尼器13悬置在洗衣机机体10内，以可以摇动的方式加以支承。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，从而使盛水桶3内的洗涤水能够被排到外部。另外，盛水桶3的下部设有用于支承住盛水桶3的支承构件16。在支承构件16和构成洗衣机底部的一个部件即洗衣机底板17之间，安装有用于检测盛水桶3的振动情况的振动检测单元18。振动检测单元18如图2中所示，由带有多个绕组19和磁性体20的差动变压器构成。

下面对具有上述构成的洗衣机的操作情况和作用进行说明。当从洗涤行程进入到脱水行程时，旋转滚筒1内装有已完成洗涤行程的、还含有水的衣物，为了使这些衣物脱水，需要使旋转滚筒1发生旋转。但是，由于衣物的种类、质地及形状各不相同，衣物相对于脱水行程的旋转运动可能会产生不平衡。此时，旋转滚筒1会发生振动，从外面将其包围住的盛水桶3也会发生振动。

在支承盛水桶3的支承构件16和洗衣机底部15之间安装有用于检测振动情况的振动检测单元18，而且该振动检测单元18由设有多个绕组19和磁性体20的差动变压器构成；其中，上述的多个绕组19被固定在洗衣机底部(底板)17上，磁性体20被固定在盛水桶3上的支承构件16上。因此，当磁性体20随着旋转滚筒1的振动而相应地发生上下运动时，绕组19中将有与上述移位相对应的电压发生，从而就能检测出振动情况。另外，在开始洗涤操作、投入衣物后，根据从振动检测单元18得到的移位还可以检测出旋转滚筒1内的衣物量。

然后，根据由振动检测单元18检测出的振动幅度等级，对由输入设定装置9预先设定的一连串的洗涤操作进行控制。具体做法是，在判定有异常时，使用控制装置11使电机5停止旋转；在判定有轻微振动时，则使电机5的转速降低一些，或者先使电机5的旋转停止，然后再次从低转速开始重新加速，以消除衣物的不平衡。其结果，可以将旋转滚筒1等的异常振动及异常噪声防患于未然。另外，由于通过振动检测单元18检测出的振动幅度等级还能检测出旋转滚筒1内的衣物量，因此，还可以根据检测出的振动幅度等级来调整洗涤及漂洗行程时应加入的水量。

(实施例2)

图3为本发明第2实施例中的洗衣机振动检测单元的截面图，图4为该振动检测单元的特性图。另外，与上述第1实施例中相同的部分被标上了相同的符号，并省略对其的重复说明。

如图3中所示，本实施例中的振动检测单元18由同轴状的3个绕组和磁性体构成。具体地说，3个绕组中的一个绕组被用作输入侧的一次绕组21，其余的二个绕组被用作输出侧的二次绕组22和二次绕组23，内部设有呈轴状的磁性体20、由合成树脂等制成的非磁性轴24贯穿入呈同轴状的3个绕组中。另外，内部设有磁性体20的轴24呈可沿轴向上下运动的结构。

3个绕组和磁性体20的位置关系如图3中所示，二次绕组22被设置在上下移动的轴24的插入侧，一次绕组21与之邻接，其同轴结构中的上层一侧设置有二次绕组23，且一次绕组21还与二次绕组22相邻接。轴24内的磁性体20的下端在一次绕组21的绕组范围内时所处的位置被作为轴24上下振动的基准位置。二次绕组22的匝数为一次绕组的约10倍，二次绕组23的匝数为一次绕组的约7倍，且磁性体20的长度被设定成要比二次绕组23的线圈宽度要长。

图4为具有上述构成的振动检测单元18的特性图，其中示出了使一次绕组的输入一定、并使内部设有磁性体20的轴24向上(拉伸侧)或者向下(压缩侧)移动时，轴24从上下振动的基准位置的移位量与各个二次电压之间的关系。

下面对具有上述构成的振动检测单元18的操作情况和作用进行描述。

如图4的特性表中所示，当一次绕组21中有一定的输入时，内部设有磁性体20的轴24运动时的移位量与二次绕组22的输出电压之间的关系为：在从拉伸侧约10mm至压缩侧10mm的范围基本成直线，在压缩侧大约15mm处出现最大值。从拉伸侧约10mm至压缩侧10mm的范围是旋转滚筒1中装入衣物时的沉降移位量范围，因此二次绕组22适合于进行衣物量检测。亦即，即使检测范围较窄，但是由于单位移位量的电压斜率较大，因此还是可以达到非常优异的衣物量检测特性。

另外，当一次绕组中有一定的输入时，内部设有磁性体20的轴24运动时的移位量与二次绕组23的输出电压之间的关系为：从拉伸侧约10mm至压缩侧40mm的范围基本成直线，而从拉伸侧约10mm至压缩侧40mm的范围是旋转滚筒1中装入衣物、并且在洗涤行程中加入水后达到最大负载时的沉降移位量范围，因此，二次绕组23适合于进行振动检测。亦即，由于检测范围很宽，故单位移位量的电压斜率小也没有关系，从而可以在一系列洗涤行程中实现非常优异的脱水振动检测。

如上所述，本实施例中通过改变二个二次绕组22、23各自的圈数，可以改变内部设有磁性体20的轴24的移位量和二次绕组22、23的输出电压之间的关系，故可以将二个二次绕组22、23分开使用，一个(二次绕组22)用来进行衣物量检测，另一个(二次绕组23)可用来进行振动检测。

(实施例3)

图5为本发明第3实施例的洗衣机中的振动检测单元的电路接线图。

在图5中，通过向用于设定洗衣机的操作的输入设定装置9、和对该输入设定装置9设定的洗涤操作进行控制和对电机5进行控制的控制装置11中的微型电脑(下面称为“微电脑”)25供给电压，在一次输入波形电路26中形成三角波，这样的三角波被送入一次绕组21中。二个二次绕组22、23产生的、与磁性体20的位置有关的输出由输出检测电路27进行整流、平滑；之后，将其电压被调整到供给到微电脑25中的电源电压以下的电压值上，再送入到微电脑25的A/D变换端子。其它构成部分与上面第1及第2实施例中相同，故在此省略对其的详细说明。

在上述构成中，振动检测单元18的一次绕组21的输入波形最好为正弦波。但是通过供给到微电脑25上的电源1来形成正弦波的话，部件的数量需要增加很多，这对基板上的设置空间及经济性来说是不利的。最方便的办法是将微电脑25所具有的矩形波分频后加到一次绕组21，但是，二次绕组22及二次绕组23中将会受到一次绕组21的电感产生的影响而产生共振波形，因而不能形成正确的波形。

为此，通过由一次输入波形电路26形成三角波，再将其提供给一次绕组21，可以使二次绕组22及二次绕组23不受一次绕组21的电感产生的影响，产生与磁性体20的移位相对应的电压。这样的电压由输出检测电路27先进行平滑、整流，再调整到微电脑25中的电源电压以下，然后送入到微电脑25的A/D变换端子中。微电脑25将其变换结果与预先确定的振动阈值进行比较、判断后，就可以通过控制装置11对电机5进行控制，或者根据其变换结果对旋转滚筒1内的衣物量进行检测。

综上所述，本发明中的洗衣机可以通过振动检测单元直接检测出盛水桶的振动，将可能在脱水行程引起异常振动的衣物不平衡产生的振动及异常音防患于未然，而且还可以对旋转滚筒内的衣物量进行检测。因此，在具备脱水功能的家用、专业洗衣机等中是极其有用的。

Claims (2)

1.一种洗衣机，其特征在于包括：

用于供衣物装入的、并设有大致处于水平方向或者倾斜方向上的旋转中心轴的旋转滚筒；

内部设有旋转自如的所述旋转滚筒、而且以可以摇动的方式支承在洗衣机机体内的盛水桶；

用于支承所述盛水桶的支承构件；

用于支承所述洗衣机机体的洗衣机底部；

用于驱动所述旋转滚筒旋转的电机；

对所述电机等进行控制的控制装置；和

设在所述支承构件和所述洗衣机底部之间的、用于检测所述盛水桶的振动的振动检测单元，

所述振动检测单元由带有多个绕组和磁性体的差动变压器构成，

所述振动检测单元中包括：

一个用作输入的一次绕组；

二个与所述一次绕组呈同轴状设置的、用作输出的二次绕组；和

贯穿在所述3个绕组中、且设置成可以自如移动的轴状磁性体，

并且，磁性体运动时的移位量与一次绕组一定的输入产生的二个二次绕组的输出之间的关系被设置为：所述二个绕组中对于单位移位量的电压斜率互相不同。

2.如权利要求1中所述的洗衣机，其特征在于还设有用于设定洗衣机的操作的输入设定装置，通过供给到用于控制所述输入设定装置设定的所述洗涤操作和用于控制电机的控制装置的微电脑上的电压来形成三角波，所述三角波被送入所述一次绕组中，

二个二次绕组的输出经整流平滑后，其电压先被调整到所述微电脑的电源电压以下，再送入到所述微电脑的A/D变换端子中。

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