CN105864340B - 一种变阻尼减震器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变阻尼减震器，包括套筒和活塞杆，套筒一端开口，一端封闭，活塞杆一端由开口插入轴向滑动设于套筒内，于套筒内壁和活塞杆外壁之间沿轴向方向设有至少两组摩擦片，摩擦片在轴向方向上与套筒内壁相对固定，每组摩擦片与活塞杆外壁之间的滑动摩擦力自套筒封闭端向开口端依次变小。具体为，每组摩擦片在套筒径向方向上的厚度相同，与活塞杆外壁接触的一侧表面摩擦系数不同，该摩擦系数自套筒封闭端向开口端依次变小。或者，每组摩擦片的材质相同，在套筒径向方向上的厚度不同，每组摩擦片的厚度自套筒封闭端向开口端依次变小。本发明减震器简单实用、成本较低，该结构可以保证在负载和转速条件下，阻尼力都是可变的。

Description

一种变阻尼减震器

技术领域

本发明涉及洗衣机领域，具体是洗衣机的减震器，尤其是一种变阻尼减震器。

背景技术

如图1所示，现有的滚筒式洗衣机包括形成外观的外壳1’；设置在该外壳1’内用于存放洗涤用水的洗衣桶2’；以可旋转方式设置在该洗衣桶2’内并用于对衣物进行洗涤和脱水操作的滚筒3’；设置在该洗衣桶的后面并连接于滚筒的旋转轴的驱动电机。通过其将衣物放入或取出的门设置在外壳的前表面，并且用于支撑滚筒的转轴的支架设置在洗衣桶的后面。洗衣桶2’的上部通过弹簧4’悬挂在外壳1’内，而用于衰减由滚筒3’传递到洗衣桶2’的振动的减震器5’设置在洗衣桶2’的下部。

本领域技术人员知道，滚筒式洗衣机的减震器，在不同的洗衣运行阶段如洗涤过程、漂洗过程、脱水低速分布过程和高速脱水过程中产生的振动幅度不同，因而在有效地衰减大幅度和小幅度的振动时受到限制。在现有的滚筒式洗衣机减震器中，减震的阻尼力在所有的时间基本上是恒定的，无法实现阻尼的变化和调整。

目前滚筒洗衣机上广泛应用的减震器为摩擦减震器，如图2所示，该减震器5’包括一个套筒6’、一个活塞杆7’及一个摩擦片8’，套筒6’的一端与洗衣机的洗衣桶2’连接，套筒6’的另一端设置有开口，活塞杆7’的一端从该开口插入套筒6’内，活塞杆7’的另一端与洗衣机外壳1’的下部连接(参阅图1)，摩擦片8’紧贴于套筒6’的内壁并与活塞杆7’的外壁接触。

当洗衣机工作时，洗衣桶2’的运动带动套筒6’运动，为此固定于套筒6’内壁上的摩擦片8’和一端固定于洗衣机外壳1’的活塞杆7’之间产生相对运动，由于摩擦原理，活塞杆7’对套筒6’产生一个阻尼力，该阻尼力的大小由摩擦片8’、活塞杆7’的摩擦系数及两者间的压力决定，而方向与两者的相对运动方向相反。利用该阻尼力可以抑制洗衣桶过大的振动，但由于力的相互作用原理，套筒6’对活塞杆7’也会产生一个大小相等方向相反的反作用力，该反作用力作用于洗衣机外壳1’的下部，使外壳1’产生相应的振动。

但滚筒洗衣机的整个工作行程既包括洗涤、漂洗、低速脱水大振幅工况，又包括高速脱水这样的小振幅工况，即使在洗涤、漂洗、低速脱水大振幅工况的各阶段的振幅也是不同的，为了抑制大振幅工况的振动，需选择较大阻尼力的减震器，但较大的阻尼力在小振幅工况(比如高速脱水)阶段容易激励起洗衣机外壳1’较大的振动，并且整机的噪音也会增大；而如果采用较小阻尼力的减震器，则无法抑制大振幅工况的振动，有整机移位的风险。

申请号为92204732.4的中国专利公开了一种利用磁流体来调整阻尼变化的减震器，其利用磁流体密封气体的原理，由气体充当工作介质，把磁流体做为减震器阻尼调节液，并在减震器上安装电磁铁，电磁铁产生的磁场作用于调节液一磁流体，通过调节电磁铁电流而改变磁场强度，从而使调节液有不同承压能力，达到调节阻尼的目的。使用时将减震器连于受震物体上，物体受震时，活塞因此产生运动，被活塞分隔的上、下空腔的体积增减相反，气压一降一升，产生压力差，压力差的大小与活塞和缸筒间磁流体调节的间隙有关，间隙大，压力差小，间隙小，压力差大，间隙的大小受到磁场作用的磁流体调节，磁场的强弱由线圈电流的大小控制，这样便实现了压力差即阻尼调节的目的。

上述专利虽然提出了可利用电流的变化改变磁流体对气体的密封性，从而通过压力差调节阻尼的技术方案，但其并没有给出控制电流变化的技术方案，本领域技术人员根据申请文件的记载无法判断如何实时调整电流的变化以调节阻尼力大小。另外，空气作为减震器介质，密封是不可靠的，而且成本很高。其电磁铁固定在减震器的一端，当活塞移动到远离磁铁的一段时磁流体的密封性降低，而活塞运动到靠近磁铁的一端时，密封性增强，空气通过磁流的阻尼力会有差异，阻尼力无法保持恒定。且活塞是运动部件，磁流体如何粘附在活塞与筒壁之间专利中并未说明。其次，这种减震器的减震行程只能做到很短，否则电磁铁产生的磁力可能无法作用到磁流体上，起不到密封作用。还有这种减震器的阻尼力不能太大，因为空气是较容易压缩的介质，即使磁流完全密封住空气，震动力足够大时，活塞也有可能压缩空气变成液体。

在上述专利的基础上，本申请人在申请号为200710065595.9的申请中提出了一种具有磁流变主动减震器的滚筒洗衣机，其通过在洗涤桶的下方安装数个磁流变主动减震器。磁流变主动减震器与电子控制单元相连接，电子控制单元与传感器单元相连构成闭环控制回路。通过传感器采集洗衣机的振动情况，实时调整阻尼力，能根据滚筒洗衣机的振动情况及时调整减震器的阻尼力，从而达到消除或减小洗衣机振动的目的。该申请虽然给出了一个控制电流改变的具体技术方案，但是其仍然没有解决现有技术中此类减震器的上述问题，此外，改进后的该磁流变主动减震器还具有如下缺点：

1、给洗衣机的控制系统增加了振幅捕捉部件即传感器，整个过程中减震器的阻尼都在变化，这大大增加了控制系统的负担和制造成本，也是完全没有必要的。此外，这是一种理想的设计，实际过程中难以操控和实现；

2、上述结构所述的磁流体减震器，电磁铁位于减震器的一端并固定，无法有效控制运动位置的磁流体的流动性，致使阻尼力也不能准确的控制；

3、洗衣机在运转中只要转速高于共振频率的转速，随着转速的提高震动的振幅会越来越小，这时候可以完全消除阻尼力，避免震动的能量传递到外壳，因此实时捕捉振幅并控制减震器的阻尼也是没有必要的。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种变阻尼减震器，该减震器针对洗衣机在洗衣过程不同阶段的振幅工况，改变阻尼力，对洗衣机产生的震动产生有效的抑制作用，从而改善洗衣机的振动和整机的噪音水准。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种变阻尼减震器，包括套筒和活塞杆，套筒一端开口，一端封闭，活塞杆一端由开口插入轴向滑动设于套筒内，于套筒内壁和活塞杆外壁之间沿轴向方向设有至少两组摩擦片，摩擦片在轴向方向上与套筒内壁相对固定，每组摩擦片与活塞杆外壁之间的滑动摩擦力不同。

进一步的，所述的摩擦片与活塞杆外壁之间的滑动摩擦力自套筒封闭端向开口端依次变小。

进一步的，每组摩擦片在套筒径向方向上的厚度相同，与活塞杆外壁接触的一侧表面摩擦系数不同，该摩擦系数自套筒封闭端向开口端依次变小。

进一步的，每组摩擦片的材质相同，在套筒径向方向上的厚度不同，每组摩擦片的厚度自套筒封闭端向开口端依次变小。

进一步的，所述的摩擦片为圆筒结构，对应套筒开口的一端设有利于活塞杆插入的倒角引导结构。

进一步的，所述活塞杆插入套筒的一端头部设有方便穿过摩擦片的圆台状引导结构。

进一步的，所述的摩擦片包括第一摩擦片，第一摩擦片设于套筒开口端的内壁上。

本方案是在套筒开口端内壁设置摩擦片的同时，在套筒的其他位置设置厚度不同或摩擦系数不同的摩擦片，并且从套筒开口端到套筒封闭端活塞杆与摩擦片的滑动摩擦力逐渐增加。洗涤时活塞杆在套筒中的长度较大，较厚或摩擦系数较大的摩擦片与活塞杆接触，摩擦片和活塞杆之间的压力较大，阻尼力较大。随着脱水过程的进行，水量排出较多，洗衣桶总成不断上移，内部的摩擦片与活塞杆不再接触，外部与活塞杆接触的摩擦片滑动摩擦力逐渐减小，阻尼力逐渐变小。

本发明提供的另一方案为：一种变阻尼减震器，包括套筒和活塞杆，套筒一端开口，一端封闭，活塞杆一端由开口插入轴向滑动设于套筒内，于套筒内壁和活塞杆外壁之间设有一组摩擦片，摩擦片在轴向方向上与套筒内壁相对固定，与活塞杆外壁接触相对滑动，活塞杆滑动时，活塞杆沿轴向方向与摩擦片之间具有逐渐变小的摩擦力。

进一步的，所述的活塞杆由伸入套筒的一端向另一端外壁表面摩擦系数逐渐变大。

进一步的，所述的活塞杆由伸入套筒的一端向另一端直径逐渐变大，呈圆台形结构。

上述方案改变活塞杆的表面摩擦系数或者是改变其结构形状，摩擦片的位置不变，和现有技术一样安装在套筒开口端。洗涤时活塞杆在套筒中的长度较大，较大直径尺寸或者表面摩擦系数较大的活塞杆部分与套筒开口端的摩擦片接触，二者紧配合，阻尼力较大；脱水时，随着洗衣桶内水量的减少，洗衣桶总成不断上移，活塞杆在套筒内的部分减少，较小直径尺寸或者表面摩擦系数较小的活塞杆部分与套筒开口端的摩擦片接触，二者相对较松配合，阻尼力较小。该方案可以保证无论在什么样的负载和转速条件下，阻尼力都是可变的。

或者，采用更改摩擦片的形状，其原理与更改活塞杆的结构形状相同，具体为，所述的活塞杆为一圆柱结构，所述的摩擦片为一贴设于套筒内壁的圆筒结构，摩擦片的厚度自套筒封闭端向开口端逐渐变小。洗涤时活塞杆在套筒中的长度较大，活塞杆受摩擦片内部较厚部分的挤压，阻尼力较大；脱水时，随着洗衣桶内水量的减少，洗衣桶总成不断上移，活塞杆向外滑动，脱离摩擦片较厚部分的挤压，逐渐与摩擦片较薄部分接触，二者相对较松配合，阻尼力较小。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明减震器套筒的封闭端与洗衣桶连接，另一端开口，活塞杆一端通过开口滑动设于套筒内，另一端铰链安装在洗衣机底座上。洗涤时，洗衣桶内水量多，重量较大，套筒向下，活塞杆进入套筒部分较多；脱水时，洗衣桶内排水完毕，随着转速提高，洗衣桶重量逐渐减小，套筒向上移动，活塞杆伸出套筒外部的部分增多。洗涤过程中振幅较大，需要减震器的阻尼力较大，脱水时振幅较小，需要减震器的阻尼力较小。

本发明所述的减震器，根据活塞杆伸入套筒的不同尺寸，变化阻尼力，即活塞杆与摩擦片对应在套筒不同的深度具有不同的摩擦力，当洗衣机工作时，不同半径尺寸的活塞杆应用于不同洗涤过程，为洗衣机在洗涤、漂洗和脱水等不同阶段提供不同大小的阻尼力，以达到减振的目的。

本发明减震器简单实用、成本较低，该结构可以保证在负载和转速条件下，阻尼力都是可变的。

附图说明

图1是现有技术洗衣机的正面剖视图；

图2是现有技术减震器的纵向剖视图；

图3是本发明减震器结构示意图；

图4和图5分别是本发明减震器套筒不同结构的纵向剖视图；

图6是本发明减震器活塞杆的一种结构示意图；

图7、图8和图9分别是本发明减震器不同结构的纵向剖视图；

图10是本发明减震器活塞杆的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

实施例一

如图3至图5所示，本发明所述的变阻尼减震器1包括套筒2和活塞杆3，套筒2一端开口，一端封闭，活塞杆3一端由开口插入轴向滑动设于套筒2内，于套筒2内壁和活塞杆3外壁之间沿套筒2的轴向方向设有至少两组摩擦片4，摩擦片4在套筒2的轴向方向上与套筒2内壁相对固定，每组摩擦片4与活塞杆3外壁之间的滑动摩擦力自套筒2的封闭端向开口端依次变小。

实施例二

如图4所示，本实施例所述的套筒2内设有三组摩擦片4，分别为设于套筒开口端内壁的第一摩擦片41、设于套筒中部的第二摩擦片42及设于靠近套筒封闭端的第三摩擦片43，三组摩擦片41、42、43在套筒2径向方向上的厚度相同，与活塞杆3外壁接触的一侧表面摩擦系数不同，其摩擦系数自套筒2封闭端向开口端依次变小，即第三摩擦片43、第二摩擦片42、第一摩擦片41与活塞杆3外壁接触的一侧表面摩擦系数依次变小，该摩擦片设置方式使得活塞杆与摩擦片的滑动摩擦力从套筒开口端到封闭端逐渐增加。

由于洗涤时活塞杆3在套筒2中的长度较大，此时，摩擦系数较大的第三摩擦片43与活塞杆3接触，第三摩擦片43和活塞杆3之间的压力较大，阻尼力较大。排水后，洗衣桶内的水量排出，洗衣桶总成不断上移，第三摩擦片43与活塞杆3不再接触，第二摩擦片42与活塞杆3之间的滑动摩擦力构成此时减震器的阻尼力，随着脱水过程的进行，洗衣桶内衣物中的含水量逐渐减少，第二摩擦片42与活塞杆3也不再接触，仅仅保留套筒开口端的第一摩擦片41与活塞杆接触，二者相对较松配合，阻尼力变小。当然，由于受衣物量、衣物吸水率、衣物偏心分布及转速等因素的影响，在低速脱水过程中，活塞杆在套筒中的行程变化较大，因此，也存在第三摩擦片43与活塞杆3之间的滑动摩擦力、第二摩擦片42与活塞杆3之间的滑动摩擦力及第一摩擦片41与活塞杆之间的滑动摩擦力分别作为减震阻尼力，即阻尼力的变化比较频繁。

实施例三

如图5所示，本实施例与实施例二的区别在于：三组摩擦片41、42、43的材质相同，在套筒2径向方向上的厚度不同，三组摩擦片的厚度自套筒2封闭端向开口端依次变小。即第三摩擦片43、第二摩擦片42、第一摩擦片41在套筒2径向方向上的厚度依次变小，该摩擦片设置方式也能够使得活塞杆与摩擦片的滑动摩擦力从套筒开口端到封闭端逐渐增加。

实施例四

如图5所示，在上升实施例的基础上进一步改进，由于摩擦片设有多组，在每次活塞杆需要伸入摩擦片4的时候，如第二摩擦片42和第三摩擦片43，为了防止活塞杆不能正常伸入，摩擦片4对应套筒2开口的一端设有利于活塞杆3插入的倒角引导结构5，该摩擦片4的内径自内向外扩大，以引导活塞杆3插入。或者，所述活塞杆3插入套筒2的一端头部设有方便穿过摩擦片4的圆台状引导结构6(参阅图6)。上述两种结构可以单独使用也可配合使用。

实施例五

如图7至图9所示，本发明所述的变阻尼减震器1包括套筒2和活塞杆3，套筒2一端开口，一端封闭，活塞杆3一端由开口插入轴向滑动设于套筒2内，于套筒2开口端内壁和活塞杆3外壁之间设有一组摩擦片4，摩擦片4在轴向方向上与套筒2内壁相对固定，与活塞杆3外壁接触相对滑动，活塞杆3滑动时，活塞杆3沿轴向方向与摩擦片4之间具有逐渐变小的摩擦力。

实施例六

如图7所示，本实施例所述的活塞杆3由伸入套筒2的一端向另一端外壁表面摩擦系数逐渐变大。

上述方案改变活塞杆3的表面摩擦系数，摩擦片4的位置不变，和现有技术一样安装在套筒2开口端。洗涤时活塞杆3在套筒2中的长度较大，表面摩擦系数较大的活塞杆3一端与套筒2开口端的摩擦片4接触，二者紧配合，阻尼力较大；脱水时，随着洗衣桶内水量的减少，洗衣桶总成不断上移，活塞杆3在套筒2内的部分减少，表面摩擦系数较小的活塞杆3部分与摩擦片4接触，二者相对较松配合，阻尼力较小。该方案可以保证无论在什么样的负载和转速条件下，阻尼力都是可变的，尤其是低速脱水时，阻尼力变化更为频繁。

实施例七

如图8和图10所示，本实施例与实施例六的区别在于：所述的活塞杆3由伸入套筒2的一端向另一端直径逐渐变大，呈圆台形结构(参阅图10)。

上述方案改变活塞杆3的结构形状，洗涤时活塞杆3在套筒2中的长度较大，较大直径尺寸的活塞杆3部分与套筒2开口端的摩擦片4接触，二者紧配合，阻尼力较大；脱水时，随着洗衣桶内水量的减少，洗衣桶总成不断上移，活塞杆3在套筒2内的部分减少，较小直径尺寸活塞杆3部分与摩擦片4接触，二者相对较松配合，阻尼力较小，同样也能配合低速脱水时频繁变化的阻尼力。

实施例八

如图9所示，本实施例与上述实施例六和实施例七不同，本实施例虽然也采用一组摩擦片4，但改变了摩擦片4的结构形状，其原理与实施例七中更改活塞杆3的结构形状相同，具体为，所述的活塞杆3为一圆柱结构，所述的摩擦片4为一贴设于套筒2内壁的圆筒结构，摩擦片4的厚度自套筒2封闭端向开口端逐渐变小。洗涤时活塞杆3在套筒2中的长度较大，活塞杆3受摩擦片4内部较厚部分的挤压，阻尼力较大；脱水时，随着洗衣桶内水量的减少，洗衣桶总成不断上移，活塞杆3向外滑动，脱离摩擦片4较厚部分的挤压，逐渐与摩擦片4较薄部分接触，二者相对较松配合，阻尼力较小。

上述实施例中的实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变阻尼减震器，包括套筒和活塞杆，套筒一端开口，一端封闭，活塞杆一端由开口插入轴向滑动设于套筒内，其特征在于：于套筒内壁和活塞杆外壁之间沿轴向方向设有至少两组摩擦片，摩擦片在轴向方向上与套筒内壁相对固定，每组摩擦片与活塞杆外壁之间的滑动摩擦力不同，活塞杆向套筒封闭端方向运动时，阻尼力变大，活塞杆向套筒开口端方向运动时，阻尼力变小。

2.根据权利要求1所述的一种变阻尼减震器，其特征在于：所述的摩擦片与活塞杆外壁之间的滑动摩擦力自套筒封闭端向开口端依次变小。

3.根据权利要求1或2所述的一种变阻尼减震器，其特征在于：每组摩擦片在套筒径向方向上的厚度相同，与活塞杆外壁接触的一侧表面摩擦系数不同，该摩擦系数自套筒封闭端向开口端依次变小。

4.根据权利要求1或2所述的一种变阻尼减震器，其特征在于：每组摩擦片的材质相同，在套筒径向方向上的厚度不同，每组摩擦片的厚度自套筒封闭端向开口端依次变小。

5.根据权利要求1所述的一种变阻尼减震器，其特征在于：所述的摩擦片为圆筒结构，对应套筒开口的一端设有利于活塞杆插入的倒角引导结构。

6.根据权利要求1或5所述的一种变阻尼减震器，其特征在于：所述活塞杆插入套筒的一端头部设有方便穿过摩擦片的圆台状引导结构。