CN107923104B - 具有轴向偏移摩擦块的线性阻尼器 - Google Patents

Abstract

一种阻尼器，包括外壳，所述外壳具有至少一个轴向偏移纵向延伸的导槽，所述导槽用于接收活塞组件的柱塞。所述柱塞与沿所述外壳和所述活塞组件延伸的控制杆轴向偏移。螺旋弹簧围绕所述外壳并且在所述外壳的半球形盖和所述活塞之间延伸。所述柱塞包括与所述外壳导槽配合的摩擦块来为所述阻尼器提供摩擦性的相互配合。在一个实施方案中，所述外壳包括一对轴向偏移的导槽，且所述活塞组件包括在所述外壳的一对导件内延伸的一对轴向偏移柱塞。所述柱塞中的一个柱塞包括提供信号信息以供洗衣机控制电路使用的线性传感器。

Description

具有轴向偏移摩擦块的线性阻尼器

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求优先权，并且要求Michael Bauer等人在2015年7月20日提交的标题为“具有配合插入有摩擦块的柱塞的轴向偏移导件的线性阻尼器”的美国临时申请No.62/194,379的权益，所述申请的全文内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

本发明涉及结合洗衣机使用的阻尼器。

用于洗衣机的阻尼器通常是具有一个弹簧承载的活塞的封闭的圆柱形构件，所述弹簧承载的活塞连接到从圆柱形主体延伸的杆上并连接在洗衣机的机壳和用于洗衣服的筒之间。活塞通常包括阻尼材料和润滑油从而在活塞和圆柱形外壳的内壁之间形成摩擦界面。美国专利第7,549,519号公开了这种阻尼器的一种改进形式，其中允许洗衣机筒在发生阻尼之前有一些移动。洗衣机环境中采用的阻尼器的其它例子包括美国专利No.7,445,098、美国公布No.2003/0183994和PCT申请No.PCT/IB2015/051190。

封闭的圆柱形阻尼器的一个问题在于，在长时间重载使用期间，阻尼器内部活塞与外壳圆柱形内壁之间的界面产生相当大的热量，而且在长期使用期间可能磨损或降低阻尼器的有效性。美国专利No.8,640,837提出了一种不同形式的阻尼器，其中非圆柱形的外壳上具有一个导轨和一个含有摩擦块的滑块来配合外壳的相对壁。然而，仍然需要一种改进的线型阻尼器能够安装定位在现有的洗衣机设计中，也就是具有半球形盖和延伸活塞杆的阻尼器，从而使其能够连接到目前的洗衣机设计中。还需要提供一种可靠的寿命长的阻尼器，这种阻尼器可以主要由聚合材料注塑成型，使得构成部件的数量最少。

发明内容

本发明的阻尼器通过提供一种双片式外壳和活塞组件来满足这种需求，其中所述外壳包括一个端盖和至少一个导槽，所述导槽具有一个轴向偏移的纵向延伸壁来将摩擦块配合在活塞组件的柱塞上。所述柱塞与可沿外壳端盖导向延伸的控制杆轴向偏移。控制杆的相反一端连接到活塞组件的盘形活塞处。螺旋弹簧围绕外壳并且在端盖和活塞之间延伸。柱塞包括一个或多个与外壳导槽壁配合的摩擦块，从而为阻尼器提供所需的摩擦的相互配合。通过阻尼器组件的这种开放式构造，很大程度上避免了散热问题，而且用于制造形成外壳和活塞组件的两种聚合物构件的成本相比于现有阻尼器也大幅减少。

在本发明的一个实施方案中，所述外壳包括一对具有轴向偏移壁的导槽，且所述活塞组件包括一对在外壳的导槽内延伸的轴向偏移柱塞。所述柱塞中的一个柱塞包括配合摩擦块的壁，而另一个柱塞包括一个线性传感器来提供信号信息以供洗衣机控制电路使用，从而提供关于阻尼器运动的信息。使用代表阻尼器在清洗和旋转干燥运作循环期间的拉伸和频率的这些信号，可以控制洗衣机旋转的速度。在其它实施方案中，单个或多个导槽具有由一个或多个摩擦块配合的壁来提供所需的阻尼作用。

通过参考附图一起阅读下文的具体实施方式，将显而易见本发明的这些和其它特征、目标和优势。

附图简单说明

图1是洗衣机的透视图(部分放弃显示)，说明两个传统阻尼器的安装；

图2是可用来替代现有技术的阻尼器的具体体现本发明的一种新的开放构造阻尼器的不连续透视图；

图3是阻尼器外壳和活塞组件的透视图；

图4是活塞组件的透视图；

图5是图2中所示的不具有弹簧而且部分以框架形式显示的结构的装配图，说明如图4中所见的配合外壳导件壁的泡沫摩擦块的定位；

图6是图5中所示组件的右侧立视图；

图7是图6中所示结构的正视图；

图8是图7中所示结构的顶视图，部分以框架形式显示；

图9是本发明的替代实施方案的侧视图，其中传感器安装在活塞组件的偏移阻尼杆的轴上；

图10是图9中所示活塞、传感器和外壳的放大不连续透视图；

图11是图9中所示活塞和传感器的不连续透视图；

图12是以虚线形式显示图9中传感器组件、控制杆和外壳的结构的透视图；

图13是可结合本发明的任一活塞组件使用的摩擦块的透视图；

图14是可用在本发明的任一阻尼器中的圆形摩擦块的透视图；

图15是可用在本发明的阻尼器中的长方形摩擦块的透视图；

图16是活塞组件替代实施方案的透视图，包括两个装配在匹配的外壳组件中的柱塞；

图17是图16的活塞和外壳组件的垂直剖视图，说明摩擦块的定位；

图18是图16中所示阻尼器组件的水平剖视图，说明第一组摩擦块与接收活塞组件的导槽壁的相互关系；

图19是本发明的替代实施方案的透视图，其中采用具有单一柱塞的活塞组件，所述活塞组件具有相对的摩擦块接收凹槽；

图20是图19中所示结构的垂直剖视图；以及

图21是图19的阻尼器的水平剖视图，示出了第二对摩擦块以及它们和导槽壁之间的关系。

具体实施方式

首先参考图1，示出了一种洗衣机10，包括箱体框架12和顶开式筒14，所述顶开式筒14通过铰接盖15接收待洗涤的衣物。筒14在清洗和旋转干燥循环期间使衣物旋转和搅动，并且在机器正常操作期间，尤其在出现负载不平衡时发生振动。筒14由位于各个位置的多个现有技术的阻尼器16(两个显示在图1的示意图中)来支撑。阻尼器以拉伸模式通过支架17稳固地安装到筒14上。支架具有围绕阻尼器16的半球形端盖18并与其配合的凹形端，所述半球形端盖包括自其伸出的控制杆13。所述控制杆通过固定支架19连接到洗衣机的箱体框架12上。通常采用四个这种阻尼器来使筒14悬在箱体12中并为洗衣机筒14提供阻尼。

图1中所示的现有技术阻尼器16被本发明的改进型开放构造阻尼器20所替代。开放构造意思是阻尼器元件不是位于圆柱形腔室中，而是开放的，例如图2、9、16和18的装配图中可见。本发明的阻尼器20包括外壳30、活塞组件40和控制杆50。控制杆沿其纵轴延伸穿过外壳并且延伸穿过活塞组件的盘形活塞42中的圆形孔48(图3)。杆50的下端通过锤头端52(图2)连接到活塞42上。垫圈(图9和12)定位在锤头端52和活塞42之间。阻尼器20还包括受压并且在外壳30的半球形上盖32与活塞42的盘形内盘44之间延伸的螺旋弹簧60。

本发明的一个实施方案的外壳组件30最佳可见于图2、3和5至8中，并且包含具有外部上表面29、锥形端34和开口35(图3)的半球形盖32，控制杆52穿过此开口35自由延伸。在安装到如图1中所示的洗衣机10时，表面29与安装支架17匹配使得阻尼器20以球窝型连接方式移动。外壳30还包括两对轴向偏移导件36和38，每个导件分别界定导槽37和39，所述导槽通常是长方形的(图3、6和8)。导槽37可滑动地接收活塞组件40的通常为长方形的柱塞47。外壳组件30的导槽37和39偏移阻尼器20的纵轴(L，图2)。外壳30的偏移导槽37和39之间的关系最佳可见于图6和图8中，其中导槽37和39由分开的外壁31和内壁33来界定，所述外壁和内壁末端由横撑的肋板35’来支撑。半球形盖32由壁31和33末端径向向外延伸的肋板35”支撑，最佳如图8和12中所见。外壳30还包括纵向延伸的加强肋41(图3)。

活塞组件40的基座包括安装台46，长方形柱塞整体从安装台延伸。如图2和5至11中所说明，安装台46包括中心孔48(图3)，控制杆50延伸穿过此孔。如图4中所说明，柱塞47包括用于接收和支撑摩擦块70的凹座或孔71。外壳30和活塞组件40是通过注塑成型由诸如聚丙烯、ABS等合适的聚合材料整体注塑成型。因此，阻尼器的两个主要组件是由聚合材料整体注塑成型。螺旋弹簧60上端卡持式地保持在外壳的半球形盖32的凹入凹座中，而下端卡持式地保持在活塞42的盘形盘44中。组装期间，控制杆通过外壳盖的开口35插入，穿过外壳30的中心以及穿过活塞的孔48和垫圈49，并且锤头在52上以完成组装。

控制杆50照惯例在其上端包括一个挂钩或其它的连接机构，以便可以安装在洗衣机的支架19上，诸如图1中所说明，使弹簧处于受压状态。摩擦块70可采用多种形状，诸如正方块，如图13中可见，所述摩擦块穿过柱塞47的正方形开口71延伸，诸如图6和7中所说明，延伸到导槽37的两侧来配合两个壁31和33的表面。摩擦块由闭孔聚氨酯泡沫制成，与2至6立方厘米(cc)的合适油脂一起注射从而在柱塞47与外壳30之间提供润滑并且有些微摩擦的界面。摩擦块70通常是正方形的，并用力装配到柱塞47的接收正方形摩擦块的孔71中。或者，摩擦块70可采用其它形状，诸如图14中以70’显示的圆形或椭圆形，或图15中以70”显示的长方形。另外，如图4中的虚线所示，柱塞47可具有一个或多个其它开口45用于其它摩擦块(如果需要额外的阻尼)。而且用于接收摩擦块的孔在纵向上可以比摩擦块大，以便阻尼器在发生阻尼之前可以在空间上自由移动。因此，摩擦块可以是10mm×10mm并装配在柱塞中10mm×15mm的孔中。摩擦块70被围绕摩擦块的柱塞47的框架限定在摩擦块周围的空间中，并且被限定在外壳内的导件的壁31和33之间，以便可以与活塞组件柱塞47一起移动而且在洗衣机使用期间被限定在外壳30的导槽37、39内。

由于外壳包括一对导槽37和39，因此如下文所述的图16和17的实施方案中所示，在活塞组件中可合并第二个柱塞。在如图9至12中所示的本发明的替代性实施方案中，包括一个运动传感器组件80来为洗衣机控制电路提供电信号，指示阻尼器20在洗涤运作循环期间的运动频率和幅度。

传感组件80包含多个不同的线性传感装置，诸如霍尔效应传感器、电容传感器、电感传感器、光学编码器或超声波编码器。在图9至12中所示的实施方案中，在盘44中的基座46处安装活塞组件40是用来保持具有线圈87(图11中以虚线形式显示)的纵向延伸柱塞82的安装槽，其中嵌入自柱塞延伸的电线导体84和86。线圈沿柱塞82的长度延伸并且与通过卡锁插座与横撑支架中的一个支架卡扣配合的固定磁铁相互作用，最佳如图1中所见。磁铁嵌入聚合物外壳中，还可以包括连接到外壳组件30的肋板81上的稳定槽85，最佳如图10中所见。随着阻尼器柱塞沿图12中箭头D所示的方向对应于洗衣机筒的振动作用进行运动，柱塞82中包含的线圈相对于固定的磁铁88发生移动，从而在通过导体84和86连接到合适控制电路的嵌入线圈87中诱发电压。这将为洗衣机控制提供关于引起阻尼器控制杆和活塞组件相对于外壳运动的振动力的频率和幅度信息，从而指示振动的严重程度。洗衣机控制电路接着可以改变旋转筒例如在旋转干燥循环期间的速度从而防止过度振动。

图16至18示出了采用两个分开的柱塞的阻尼器20的替代性实施方案，每个柱塞都具有摩擦块来为阻尼器20提供平衡的偏移摩擦阻尼。图中，与图2至15中所示现有实施方案相同的组件由相同的元件符号来标识。未显示控制杆和弹簧，它们具有与现有实施方案相同的构造和方向。

图16至18的阻尼器20包括柱塞47和整体注塑成型到活塞42上的分开的第二个柱塞82，所述活塞42的基座中包括一个孔48用于接收控制杆。柱塞47、82各自包括一个正方形孔71用于接收泡沫聚合物摩擦块70(图17)。因此，图16至18中所示的阻尼器20提供一对分别在导槽37和39中移动的柱塞47和82，其中摩擦块70一侧与导槽的外表面31配合，另一侧与内表面33配合从而提供某种程度上更牢固的阻尼器。如果需要，在柱塞47或82的任一者中可以合并传感器组件，诸如图9至12中所示的80。

在本发明的又一个替代性实施方案中，图19至21示出了一种具有外壳组件130的阻尼器120，所述外壳组件130具有由四个壁135形成的通常为正方形的导槽136，所述四个壁是整体成形的，并且包括沿限定外壳组件130的正方形导槽136的外壁纵向延伸的整体成形的加强肋131。正方形导槽136与具有用于接收控制杆的锥形端134的盖132一起整体成形，所述控制杆穿过外壳组件和匹配活塞组件140的中心延伸，并且穿过活塞142中用于接收控制杆50(图21)的孔148延伸。未显示如同在其它实施方案中定位于盖132与活塞142之间的弹簧。

阻尼器120包括具有正方形柱塞147的正方形中空活塞组件，所述正方形柱塞在外壳130的正方形导槽136内移动。柱塞147包括端壁141和143并且与侧壁145和146整体成形。活塞组件140的侧壁包括狭槽149以减少原料的量。侧壁包括用于接收摩擦块170的孔或凹座171，所述摩擦块在外壳130的纵向偏移内壁133上移动。

在每个实施方案中都提供一种阻尼器，所述阻尼器具有至少一个导槽，所述导槽的至少一个壁与外壳的纵轴偏移，和包括成形为在外壳的导槽内可滑动地装配的柱塞的活塞组件，以及安装到柱塞上来摩擦性地配合外壳导槽的至少一个壁的摩擦块。

本领域技术人员将显而易见，在不偏离如随附权利要求书所定义的本发明的精神或范畴的情况下，可对如本文所述的本发明的优选实施方案进行各种修改。

Claims (23)

1.一种用于洗衣机的阻尼器，其特征在于：所述阻尼器包含：

具有纵轴和端盖的外壳，所述端盖具有用于导向性地接收所述阻尼器的控制杆的中心孔，所述外壳包括至少一个导槽，所述导槽的至少一个壁与所述外壳的所述纵轴偏移；

活塞组件，所述活塞组件包括位于一端的活塞和自其延伸并且成形为可滑动地装配在所述外壳的所述导槽内的柱塞；所述活塞组件包括一对分开的柱塞，且所述外壳包括一对分开的用于接收所述柱塞的导槽，其中所述分开的导槽各自具有至少一个壁用于配合安装在每个所述柱塞上的摩擦块；

摩擦块，所述摩擦块安装到所述柱塞上从而摩擦性地配合所述外壳的所述导槽的所述至少一个壁；

控制杆，所述控制杆穿过所述外壳的所述端盖中的所述孔延伸并且连接到所述活塞上；和

螺旋弹簧，所述螺旋弹簧围绕所述外壳并且卡持式地保持在所述外壳的所述端盖与所述活塞之间。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于：其中所述导槽包括一对相对的壁，并且所述柱塞包括一对与所述导槽的所述相对壁配合的摩擦块。

3.根据权利要求1或2所述的阻尼器，其特征在于：其中每个所述分开的导槽包括一对相对的壁用于配合所述柱塞上的所述摩擦块。

4.根据权利要求3中所述的阻尼器，其特征在于：其中所述导槽由一对分开的与所述外壳的所述纵轴以平行关系延伸的壁来界定。

5.根据权利要求1或2或4中所述的阻尼器，其特征在于：其中所述柱塞是通常为平面长方形的构件，其尺寸为在所述外壳的所述导槽的所述壁之间滑动。

6.根据权利要求5中所述的阻尼器，其特征在于：其中所述柱塞是通常为正方形的构件，其尺寸为在所述导槽内滑动。

7.根据权利要求6所述的阻尼器，其特征在于：其中所述柱塞包括至少一个孔用于卡持式地将摩擦块保持在其中。

8.根据权利要求6或7所述的阻尼器，其特征在于：其中所述外壳包括第二导槽，且所述活塞组件包括延伸到所述第二导槽中用于提供代表阻尼器运动的电信号的线性位置传感器。

9.根据权利要求8所述的阻尼器，其特征在于：其中所述线性位置传感器包含电感传感器、霍尔效应传感器、光学传感器、电容传感器和超声波传感器中的一种。

10.根据权利要求8所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块是正方形、圆形、长方形或椭圆形中的一种，并且具有大于所述柱塞厚度的厚度。

11.根据权利要求1或2或4或6或7或9或10所述的阻尼器，其特征在于：其中所述外壳和所述活塞组件由聚合物材料整体注塑成型。

12.根据权利要求11所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块安装在所述柱塞中的孔中以便所述柱塞在所述摩擦块与所述导槽的所述壁配合来提供阻尼之前可以自由移动。

13.根据权利要求1或2或4或6或7或9或10或12所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块是由浸透润滑油的闭孔聚氨酯材料制成的。

14.一种用于洗衣机的阻尼器，其特征在于：所述阻尼器包含：

具有纵轴和端盖的外壳，所述端盖具有用于导向性地接收所述阻尼器的控制杆的中心孔，所述外壳包括一对分开的导槽，所述导槽与所述外壳的所述纵轴偏移；

活塞组件，所述活塞组件包括位于一端的活塞和自其延伸并且成形为可滑动地装配在所述外壳的所述导槽中的一个导槽内的柱塞；

至少一个摩擦块，所述摩擦块安装到所述柱塞上从而摩擦性地配合所述外壳的所述导槽；

控制杆，所述控制杆穿过所述外壳的所述端盖中的所述孔延伸并且连接到所述活塞上；和

螺旋弹簧，所述螺旋弹簧围绕所述外壳并且卡持式地保持在所述外壳的所述端盖与所述活塞之间。

15.根据权利要求14所述的阻尼器，其特征在于：其中所述活塞组件包括延伸到第二导槽中用于提供代表所述阻尼器运动的电信号的线性位置传感器。

16.根据权利要求15所述的阻尼器，其特征在于：其中所述线性位置传感器包含电感传感器、霍尔效应传感器、光学传感器、电容传感器和超声波传感器中的一种。

17.根据权利要求15或16所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块是正方形、圆形、长方形、多边形或椭圆形中的一种，并且具有大于所述柱塞厚度的厚度。

18.根据权利要求17所述的阻尼器，其特征在于：其中所述外壳和所述活塞组件由聚合物材料整体注塑成型。

19.根据权利要求18所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块安装在所述柱塞中的孔中以便所述柱塞在所述摩擦块与所述导槽配合来提供阻尼之前可以自由移动。

20.根据权利要求18或19所述的阻尼器，其特征在于：其中所述摩擦块是由浸透润滑油的闭孔聚氨酯材料制成的。

21.一种用于洗衣机的阻尼器，其特征在于：所述阻尼器包含：

具有纵轴和端盖的注塑成型聚合物外壳，所述端盖具有用于导向性地接收所述阻尼器的控制杆的中心孔，所述外壳包括一对分开的导槽，所述导槽与所述外壳的所述纵轴偏移，其中所述导槽由与所述外壳的所述纵轴呈平行关系延伸的分开的壁对来界定；

注塑成型的聚合物活塞组件，所述注塑成型的聚合物活塞组件包括位于一端的活塞和自其延伸并且成形为可滑动地装配在所述外壳的所述导槽中的一个导槽内的通常为平面长方形的柱塞；

摩擦块，所述摩擦块安装到所述柱塞上从而摩擦性地配合所述外壳的所述一个导槽；

控制杆，所述控制杆穿过所述外壳的所述端盖中的所述孔延伸并且连接到所述活塞上；和

螺旋弹簧，所述螺旋弹簧围绕所述外壳并且卡持式地保持在所述外壳的所述端盖与所述活塞之间。

22.根据权利要求21所述的阻尼器，其特征在于：其中所述活塞组件包括延伸到所述导槽中的一个导槽内的用于提供代表所述阻尼器运动的电信号的线性位置传感器。

23.根据权利要求22所述的阻尼器，其特征在于：其中所述线性位置传感器包含电感传感器、霍尔效应传感器、光学传感器、电容传感器和超声波传感器中的一种。

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