CN113330155B - 洗衣机 - Google Patents

Abstract

提供了洗衣机和适于洗衣机的驱动器(例如，驱动单元)。驱动器包括用于使由单元基座支承的轴旋转的电机以及介于轴和电机之间的减速器。电机和减速器一体地形成为沿着与旋转轴线垂直的方向在直线上对准。

Description

洗衣机

技术领域

本公开涉及适用于洗衣机的驱动单元和具有该驱动单元的洗衣机。

背景技术

各种洗衣机目前已商品化。洗衣机可以大致分为竖直式洗衣机(即，顶部装载洗衣机)和滚筒式洗衣机，其中，竖直式洗衣机使容纳衣物的旋转筒沿着竖直轴线方向旋转，滚筒式洗衣机使容纳衣物的旋转筒沿着水平轴线方向或沿着倾斜方向旋转。在这种趋势下，滚筒式洗衣机变得流行。这些洗衣机都由电机驱动。

在滚筒式洗衣机的情况下，通过使储存衣物的滚筒旋转来执行诸如洗涤、漂洗和脱水的一系列过程。在用于使含有大量水的衣物旋转的洗涤或漂洗过程中，需要低速的高转矩旋转力。在使衣物旋转以使衣物含有少量水的脱水过程中，需要高速的低转矩旋转力。

因此，驱动洗衣机的电机需要承受该旋转力。为此，通常使用减速器和离合器。例如，可以通过电机与输出轴之间的皮带轮和皮带或者通过诸如行星齿轮机构的多个齿轮来减速。此外，可以通过插入离合器来切换驱动状态。

这种减速器和离合器的示例在相关技术的专利文献1至4中公开。对于专利文献中公开的减速器和离合器，减速器和离合器对两个输出轴进行切换，离合器布置在电机的外部，或者减速器和离合器在轴向上并排布置。

上述洗衣机是其中电机间接地将驱动对象驱动的洗衣机(即，间接式驱动类型)，其不同于其中电机直接将驱动对象驱动的洗衣机(即，直接式驱动类型)。代替减速器和离合器，在直接式洗衣机中执行逆变器控制。

根据所公开的技术，专利文献5公开了一种离合器，该离合器配置成通过利用电磁力使滑动器滑动来执行切换。然而，该文件的滑动器具有金属材料的吸附器，并且通过利用电磁力吸附该吸附器来执行抵抗弹簧的弹力的滑动。

专利文献5的离合器通过始终提供电力来产生电磁力，以便将滑动器保持在预定位置。

相关技术文献

[专利文献1]日本专利申请，公开号2001-778

[专利文献2]日本专利申请，公开号2006-517126

[专利文献3]日本专利申请，公开号2017-99605

[专利文献4]日本专利申请，公开号2010-240006

[专利文献5]日本专利申请，公开号2001-017778

上述信息作为背景信息被呈现，以仅用于帮助理解本公开。关于上述任何一项是否可适用于作为本公开的现有技术，没有做出确定，也没有做出断言。

发明内容

技术问题

本公开的方面至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供以下描述的优点。因此，本公开的一个方面提供了一种通过有效地组合直接驱动方法和间接驱动方法而适于驱动洗衣机的驱动单元。

对于洗衣机，需要在尺寸紧凑的情况下具有大容量和低噪声，并且还需要洗衣机是节能的。

对于直接驱动式洗衣机，需要控制具有大速度差或转矩差的旋转力，并将旋转力输出到具有相同磁性构造的单个电机。因此，需要以非常不同的旋转状态驱动电机，因此难以维持最佳的旋转性能状态。另外，为了应对这种旋转性能状态，电机本身需要具有大尺寸。

另一方面，对于间接驱动式洗衣机，在驱动目标和电机之间设置有减速器或离合器。因此，需要用于安装减速器和离合器的大空间，这导致对洗涤能力的限制。另外，机械结构复杂，例如两个输出轴。复杂的结构可能引起大的噪声。

直接驱动方法和间接驱动方法分别具有优点和缺点。

附加方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例而被习得。

技术方案

根据本公开的方面，提供了一种用于洗衣机的驱动器(例如，驱动单元)。驱动器包括单元基座、以可绕旋转轴线旋转的状态支承在单元基座上的轴、使轴旋转的电机、以及介于轴和电机之间的减速器。电机和减速器一体地形成为在沿着与旋转轴线基本垂直的方向的直线上对准。

根据驱动器，可以从一个轴输出电机的旋转力。因此，可以简化结构。电机和减速器一体地形成为在沿着与旋转轴线基本垂直的方向的直线上对准。因此，驱动器可以变得更薄，并且因此可以使得整个驱动器紧凑。洗涤能力可以增加，因此适合于洗衣机。

术语“在直线上对准”是指在观察驱动单元的纵向截面的情况下的布置，并且不仅包括以直线排列的对象，而且还包括对象以某种程度的未对准状态排列的情况。要求每个对象的至少一部分正好在列方向上重叠。

特别地，电机可以包括围绕旋转轴线可旋转地支承的转子以及固定到单元基部并且以预定间隙与转子面对的定子。减速器可包括固定到轴的托架、配置成绕旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置的内齿轮、以及由托架可旋转地支承以布置在太阳齿轮和内齿轮之间以便与太阳齿轮和内齿轮接合的多个行星齿轮。转子、定子、太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

此外，因为转子通过转子支承部分可旋转地支承在轴上，所以转子、定子、太阳齿轮、多个行星齿轮、内齿轮和转子支承部分可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

根据本公开的另一方面，驱动器包括单元基座、以可围绕旋转轴线旋转的状态支承在单元基座上的轴、使轴旋转的电机、以及介于轴和电机之间的减速器和离合器。电机和离合器一体地形成为在沿着基本上垂直于旋转轴线的方向的直线上对准。

电机和减速器可以一体地形成为在基本上垂直于旋转轴线的方向上在直线上对准。因此，驱动器可以变得更薄，因此整个驱动器可以变得紧凑。洗涤能力可以增加，因此适合于洗衣机。

特别地，电机可以包括围绕旋转轴线可旋转地支承的转子以及固定到单元基部并且以预定间隙面对转子的定子。离合器可包括可沿旋转轴线方向滑动的可动部分和沿旋转轴线方向间隔开的一对固定部分。通过将可动部分连接到固定部分中的任何一个，离合器可以将模式切换为第一模式和第二模式，在第一模式中，电机通过减速器旋转轴，在第二模式中，电机在不使用减速器的情况下使轴旋转。转子、定子、太阳齿轮、可动部分和固定部分可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

根据本公开的另一方面，提供了一种驱动器。驱动器包括单元基座、以可绕旋转轴线旋转的状态支承在单元基座上的轴、使轴旋转的电机、以及设置在轴和电机之间的减速器和离合器。减速器和离合器一体地形成为在沿着基本上垂直于旋转轴线的方向的直线上对准。

减速器和离合器可以整体地形成为在沿着基本上垂直于旋转轴线的方向的直线上对准。因此，驱动单元可以变得更薄，因此整个驱动单元可以变得紧凑。洗涤能力可以增加，因此适合于洗衣机。

特别地，减速器可以包括固定到轴的托架、围绕旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置的内齿轮、以及由托架可旋转地支承的多个行星齿轮，行星齿轮布置在太阳齿轮和内齿轮之间以便与太阳齿轮和内齿轮接合。离合器可包括可沿旋转轴线方向滑动的可动部分和沿旋转轴线方向间隔开的一对固定部分。通过将可动部分连接到固定部分中的任何一个，离合器可以将模式切换为第一模式和第二模式，在第一模式中，电机通过减速器旋转轴，在第二模式中，电机在不使用减速器的情况下使轴旋转。太阳齿轮、多个行星齿轮、内齿轮、可动部分和固定部分可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

根据本公开的另一方面，驱动器包括单元基座、以可围绕旋转轴线旋转的状态支承在单元基座上的轴、使轴旋转的电机、以及介于轴和电机之间的减速器和离合器。电机、减速器和离合器一体地形成为沿着基本上垂直于旋转轴线的方向在直线上对准。

电机、减速器和离合器可以一体地形成为在基本上垂直于旋转轴线的方向上在直线上对准。因此，驱动器可以变得更薄，并且因此可以使得整个驱动器紧凑。洗涤能力可以增加，因此适合于洗衣机。

特别地，电机可以包括围绕旋转轴线可旋转地支承的转子以及固定到单元基部并且以预定间隙面对转子的定子。减速器可包括固定到轴的托架、围绕旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置的内齿轮、以及由托架可旋转地支承的多个行星齿轮，多个行星齿轮布置在太阳齿轮和内齿轮之间以与太阳齿轮和内齿轮接合。离合器可包括可沿旋转轴线方向滑动的可动部分和沿旋转轴线方向间隔开的一对固定部分。通过将可动部分连接到固定部分中的任何一个，离合器可以将模式切换为第一模式和第二模式，在第一模式中，电机通过减速器使轴旋转，在第二模式中，电机在不使用减速器的情况下使轴旋转。转子、定子、太阳齿轮、多个行星齿轮、内齿轮、可动部分和固定部分可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

此外，因为转子通过转子支承部分可旋转地支承在轴上，所以转子、定子、太阳齿轮、多个行星齿轮、内齿轮、可动部分、固定部分和转子支承部分可以在基本上垂直于旋转轴线的直线上对齐。

至于驱动器，转子可以包括多个磁体，并且多个磁体可以面对定子的外周部分。

至于驱动器，转子可以包括圆柱形转子壳体，该圆柱形转子壳体形成为使得周向壁的高度小于底壁的半径，并且底部具有与旋转轴重合的中心。转子、定子、太阳齿轮、多个行星齿轮、内齿轮、可动部分、固定部分和转子支承部分可容纳在转子壳体中。

因此，几乎所有驱动器可以容纳在电机的转子壳体中，因此驱动器可以更紧凑。

对于驱动器，转子壳体还可以包括由转子支承部分支承的轴支承件，并且轴支承件可以用作太阳齿轮。

因此，可以通过共享构件来更有效地配置驱动器。

根据本公开的另一方面，提供了一种洗衣机。该洗衣机包括安装在主体内部的固定筒、可旋转地设置在固定筒中以容纳衣物的旋转筒、以及上述驱动单元。

单元基座可以安装在固定筒的底部，穿过固定筒的底部的轴可以固定到旋转筒，因此旋转筒可以围绕旋转轴线旋转。

即，上述小型驱动器可用于洗衣机，特别是驱动器可安装在固定筒的底部以使旋转筒旋转。因此，可以增大固定筒和旋转筒的容量。

洗衣机还可以包括至少一个处理器，处理器配置为通过控制驱动器来执行至少每个洗涤、漂洗和脱水过程，并且至少一个处理器可以在洗涤和漂洗过程中将模式切换为第一模式，并且在脱水过程中将模式切换为第二模式。

因此，通过驱动器，可以输出与洗衣机执行的每个过程相对应的旋转力，因此可以有效地操作。

至于洗衣机，旋转轴线可以布置成在相对于水平方向倾斜的方向上或在基本水平方向上延伸。

实施例可应用于滚筒式洗衣机。因为对于滚筒式洗衣机，驱动力的输出仅施加在滚筒上，所以适合于上述驱动单元。能够容易且方便地实现洗衣机。

根据本公开的另一方面，提供了一种驱动器。驱动器包括轴、使轴旋转的电机、夹在轴和电机之间的离合器、以及配置成使用行星齿轮机构的减速器。离合器包括可沿旋转轴线方向滑动的可动部分、沿旋转轴线方向间隔开的一对固定部分、以及致动器，致动器通过滑动可动部分将可动部分连接至固定部分中的任一个来切换减速器的连接状态。致动器包括可动元件和固定元件，可动元件设置在可动部分中并且包括离合器磁体，固定元件布置成在直径方向上面对可动元件并且包括离合器线圈和离合器轭，固定元件与可动元件之间具有间隙。离合器磁体包括沿旋转轴线方向布置的多个磁极。

特别地，驱动器可以如下配置。

根据本公开的另一方面，驱动器包括单元基座、以可围绕旋转轴线旋转的状态支承在单元基座上的轴、使轴旋转的电机、以及介于轴和电机之间的减速器和离合器。

电机可以包括围绕旋转轴线可旋转地支承的转子以及固定到单元基座并且以预定间隙面对转子的定子。

减速器可包括固定到轴的托架、围绕旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置的内齿轮、以及由托架可旋转地支承的多个行星齿轮，多个行星齿轮布置在太阳齿轮和内齿轮之间以与太阳齿轮和内齿轮接合。

离合器可包括可在旋转轴线方向上滑动的可动部分、包括在旋转轴线方向上间隔开的第一和第二固定部分的一对固定部分、以及用于使可动部分滑动的致动器。离合器可以被配置成可在第一模式和第二模式之间切换，在第一模式中，当可动部分连接到第一固定部分时，电机通过减速器使轴旋转，在第二模式中，当可动部分连接到第二固定部分，电机在不使用减速器的情况下使轴旋转。

致动器可包括可动元件和固定元件，可动元件设置在可动部分中并且包括离合器磁体，固定元件布置成面对可动元件并且在它们之间在直径方向上具有间隙，并且固定元件包括离合器线圈和离合器轭。离合器磁体可以包括沿旋转轴线方向布置的多个磁极。

根据该驱动器，离合器和减速器可以设置在轴和输出驱动力的电机之间。即，由于离合器和减速器一体地形成，所以可以使整个单元紧凑。可以使用单个轴来执行两种类型的输出，例如减速输出和无减速输出。因此，适合于洗衣机执行洗涤过程或脱水过程。

离合器可以通过在致动器的可动元件安装在旋转轴线方向上的情况下使可动部分滑动来切换减速器的连接状态。因为可动部分包括具有沿旋转轴线方向布置的多个磁极的离合器磁体，所以可动部分可以通过向固定元件的离合器线圈提供电流而滑动。此外，由于作用在离合器轭和离合器磁体之间的电磁力的作用，可以维持可动部分的连接状态。

因此，可以抑制电力消耗，因为只有当离合器被切换时电流才被供应到离合器线圈。

在可动部分和固定部分的连接部分的任一侧上磁稳定的第一稳定点和在连接部分的另一侧上磁稳定的第二稳定点可以在电流不供应到离合器线圈时产生。

特别地，离合器磁体包括三个磁极是合适的，并且离合器轭包括位于磁极两端的端部磁极和设置成彼此面对的一对磁极对置部分。

因此，可以更稳定地保持可动部分的连接状态。

在洗衣机中，固定部分可以包括沿旋转轴线方向凸出的固定侧，并且可动部分可以包括当连接到固定部分时与固定侧凸起接合的一对可动侧凸起。洗衣机还可以包括位置选择器，以将固定部分和可动部分定位在周向方向上的预定位置上，在该预定位置处固定侧凸起与可动侧凸起接合。

因为固定部分和可动部分通过固定侧凸起和可动侧凸起的接合而连接，所以可以通过简单的构造来确保这种稳定的连接状态。因为设置了位置选择器，所以即使当可动侧凸起相对于固定侧凸起在圆周方向上移位时，固定部分和可动部分也可以彼此平滑地接合。

洗衣机还可包括冲击吸收构件，以减小在连接到可动部分和固定部分的连接部分时的冲击。

可动部分可以滑动，然后连接到固定部分。因此，在连接时，根据该接触可能产生不愉快的冲击声音。另一方面，当诸如弹性构件或减振构件的冲击吸收构件设置在可动部分和固定部分的连接部分处时，冲击声音可减小。

洗衣机还可以包括至少一个处理器，该处理器配置为控制电机和离合器。至少一个处理器可以包括配置为控制电机的驱动的电机控制器和配置为控制离合器的驱动的离合器控制器。离合器控制器和电机控制器可以共享控制电路。

因此，能够防止半导体元件等部件的数量的增加，因此能够以低成本实施洗衣机。

在离合器控制器将预定切换电流供应到离合器以将可动部分连接到固定部分之前，离合器控制器可以将与切换电流方向相反的冲击弛豫电流供应到离合器。

因此，可以在不进行结构研究的情况下简单地降低冲击声音。

根据本公开的另一方面，提供了一种洗衣机。洗衣机包括主体、安装在主体内的固定筒、可旋转地设置在固定筒中以容纳衣物的旋转筒、以及配置成使旋转筒旋转的驱动器。驱动器包括连接到旋转筒的底部以使旋转筒围绕旋转轴线旋转的轴、包括定子和可通过与定子的相互作用而旋转的转子的电机、将转子连接到轴以使轴旋转的减速器、以及可在第一模式和第二模式之间切换的离合器，在第一模式中，电机通过减速器降低速度然后电机以降低的速度使轴旋转，在第二模式中，电机在不降低速度的情况下使轴旋转。减速器和离合器布置在轴和电机之间。

减速器、离合器和电机可以沿着垂直于旋转轴线的方向以直线布置。

转子可以包括转子壳体和多个磁体。多个磁体可以布置成面对定子的外周部分。

转子壳体可以包括圆盘形底壁和围绕底壁延伸的圆柱形周向壁，在圆盘形底壁中，转子壳体的中心与旋转轴线重合。定子、减速器和离合器可容纳在转子壳体中。

转子壳体可以包括通过转子支承部分可旋转地支承在轴上的轴支承件。

洗衣机还可以包括至少一个处理器，该处理器配置为通过控制驱动器来执行洗涤、漂洗和脱水过程中的至少每个，并且该至少一个处理器还可以配置为在洗涤和漂洗过程中控制离合器切换到第一模式，并且在脱水过程中控制离合器切换到第二模式。

减速器可包括固定到轴的托架、围绕旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置的内齿轮、以及由托架可旋转地支承的多个行星齿轮，多个行星齿轮布置在太阳齿轮和内齿轮之间以与太阳齿轮和内齿轮接合。

离合器可包括可在旋转轴线方向上滑动的可动部分、在旋转轴线方向上间隔开的一对固定部分、以及用于通过将可动部分连接到一对固定部分中的任一个来在第一模式和第二模式之间切换模式的致动器。

所述一对固定部分可以包括固定到定子的第一固定部分和固定到转子的第二固定部分。

可动部分可以由直径大于内齿轮的直径的圆柱形构件形成，并且可以布置在内齿轮的外侧以在旋转轴线方向上滑动。

所述一对固定部分中的每一个可包括在旋转轴线方向上凸出的一对锁定凸起，并且可动部分可包括一对钩合凸起，所述一对钩合凸起形成为在旋转轴线方向上隔开以与所述一对锁定凸起接合。

致动器可包括可动元件和固定元件，可动元件设置在可动部分上且包括离合器磁体并且包括离合器磁体，固定元件及设置成面对可动元件并且它们之间在直径方向上具有间隙，并且固定元件包括离合器线圈和离合器轭。离合器磁体可以包括沿旋转轴线方向布置的多个磁极。

当电流不供应到离合器线圈时，可以产生第一稳定点和第二稳定点，在第一稳定点中，在可动元件连接到固定部分的连接部分的任何一侧上磁稳定，在第二稳定点，可动元件在连接部分的另一侧上磁稳定。

离合器可包括位置选择器，以允许固定部分和可动部分在锁定凸起与钩合凸起接合的圆周方向上布置在预定位置上。

洗衣机还可以包括至少一个处理器，该处理器配置为控制电机和离合器。至少一个处理器可以包括配置为控制电机的驱动的电机控制器和配置为控制离合器的驱动的离合器控制器。在离合器控制器将预定切换电流供应到离合器以将可动部分连接到固定部分之前，离合器控制器可以将与切换电流方向相反的冲击弛豫电流供应到离合器。

本公开的其他方面、优点和显著特征将从下面的详细描述中变得对本领域的技术人员显而易见，下面的详细描述结合附图公开了本公开的各种实施例。

有益效果

能够实现适合于驱动洗衣机的驱动单元，并且还能够提供便利性优异的洗衣机。

附图说明

根据以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将更明显，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的应用所公开的技术的洗衣机的结构的示意图；

图2是示出根据本公开的实施例的驱动单元的外观的示意性侧视图；

图3是示出根据本公开的实施例的驱动单元的主要构件的分解立体图；

图4是根据本公开的实施例的驱动单元的主要部分的示意性剖视图；

图5是示出根据本公开的实施例的轴和转子的一部分的示意性立体图；

图6是示出根据本公开的实施例的定子的一部分的示意性立体图；

图7是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分的示意性立体图；

图8是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分和离合器的一部分的示意性立体图；

图9是示出根据本公开的实施例的减速器和离合器的主要部分的示意性立体图；

图10是示出根据本公开的实施例的减速器和离合器的主要部分的示意性立体图；

图11是示出根据本公开的实施例的离合器的切换的视图；

图12A是示出根据本公开的实施例的洗衣机的基本操作的流程图；

图12B是示出根据本公开的实施例的离合器的切换的示例的流程图；

图13是示出根据本公开的实施例的离合器的主要部分的示意性立体图；

图14A是示出根据本公开的实施例的离合器的功能(无电流流动状态)的视图；

图14B是示出根据本公开的实施例的离合器的功能(电流流动状态)的视图；

图15A是示出根据本公开的实施例的驱动单元的控制电路的示意图；

图15B是示出根据本公开的实施例的驱动单元的另一控制电路的示意图；

图16A是示出根据本公开的实施例的用于减少离合器切换时的冲击声音的控制的示例的视图；

图16B是示出根据本公开的实施例的用于减少离合器切换时的冲击声音的控制的另一示例的视图；以及

图17是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分的放大图。

在整个附图中，应当注意的是，相同的附图标记用于描述相同的元件。

具体实施方式

提供参考附图的以下描述以帮助全面理解如权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。它包括有助于该理解的各种具体细节，但这些细节仅被视为示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对这里描述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和结构的描述。

<洗衣机>

图1是示出根据本公开的实施例的应用所公开的技术的洗衣机1的结构的示意图。

参照图1，洗衣机1是滚筒式洗衣机。此外，洗衣机1是自动洗衣机，其配置为自动执行与洗涤操作有关的一系列过程，例如洗涤过程、漂洗过程和脱水过程。

洗衣机1可包括主体2、筒3(固定筒)、滚筒4(旋转筒)、驱动单元5(例如，驱动器)和控制器6(例如，控制装置或至少一个处理器)。

控制器6由诸如中央处理单元(CPU)和存储器之类的硬件以及诸如控制程序和各种数据之类的软件组成。控制器6可以包括至少一个处理器。处理器可以被配置成执行保留在存储器上的程序指令。

主体2是由面板或框架形成的箱形容器，并且主体2可以形成洗衣机1的外观。主体2的前部设有圆形的入口2a，用于放入或取出衣物。入口2a设有具有透明窗的门22。入口2a由门22打开和关闭。在主体2中，设置有由用户操纵的开关的操纵器7可以安装在入口2a的上侧。

<筒3>

在主体2中设置有与入口2a连通的筒3。筒3设置有具有底部的圆柱形储水容器，并且筒3的开口连接到入口2a。筒3由设置在主体2中的阻尼器(未示出)支承，以稳定在稍微向上倾斜的中心线J的位置。

在筒3的上方设置有供水装置8，该供水装置8包括供水管8a、供水阀8b和洗涤剂供应装置8c。供水管8a的上游端伸出到洗衣机1的外部，然后连接到供水源(未示出)。供水管8a的下游端连接到通向筒3上侧的供水端口3a。在供水管8a的中间，从上游侧依次设置供水阀8b和洗涤剂供应装置8c。

洗涤剂供应装置8c储存洗涤剂，并将储存的洗涤剂与供应的水混合，从而将混合的水供应到筒3。在筒3的下部设有排出口3b。排出口3b与排水泵9连接。排水泵9通过排水管9a将存储在筒3中的不必要的水排出到洗衣机1的外部。

<滚筒4>

滚筒4形成有直径略小于筒3的圆柱形容器。滚筒4放置在筒3中，同时与筒3的中心线J对齐。在滚筒4的前部形成有与入口2a对应的圆形开口4a。通过入口2a和圆形开口4a将衣物引入滚筒4。

在滚筒4的侧部，在整个圆周上形成许多脱水孔4b(图1中仅示出一个部分)。此外，搅拌升降器4c设置在侧部内的多个位置。滚筒4的前部由入口2a可旋转地支承。

图2是示出根据本公开的实施例的驱动单元的外观的示意性侧视图。

在筒3的底部安装有驱动单元5。参见图2和图3，驱动单元5包括轴50、单元基座51和电机52。轴50穿透筒3的底部并伸入筒3中。轴50的一端固定在滚筒4底部的中心。

即，滚筒4的底部由轴50轴向支承，因此驱动单元5直接驱动滚筒4(对应于所谓的直接驱动方法)。因此，滚筒4通过电机52的驱动而绕中心线J旋转。

中心线J对应于旋转轴线。因为洗衣机1是滚筒式，所以旋转轴线J布置成在相对于水平方向倾斜的方向上或在大致水平方向上延伸。

控制器6设置在主体2的上部。控制器6包括诸如CPU和存储器之类的硬件以及诸如控制程序和各种数据之类的软件。控制器6全面控制洗衣机1的操作。

配置成从外部电源接收电力的逆变器10安装在主体2中。逆变器10与控制器6和驱动单元5电连接。因为控制器6控制逆变器10，所以驱动单元5被驱动。因此，滚筒4转动。

<驱动单元5>

如上所述，驱动单元5包括轴50、单元基座51和电机52。

图4是根据本公开的实施例的驱动单元5的主要部分的示意性剖视图。

图3是示出根据本公开的实施例的驱动单元的主要构件的分解立体图。

参照图3，单元基座51由设置在筒3底部的大致圆盘状的金属或树脂构件形成。沿着中心线J延伸的圆柱形轴插入孔511形成在单元基座的中心。一对滚珠轴承(主轴承512M和副轴承512S)安装在轴插入孔511的两端。在图3中，轴50和副轴承512S被示出组装到电机52。电机52安装在单元基座51的后部。

轴50由直径小于轴插入孔511的直径的圆柱形金属构件形成。轴50插入轴插入孔511，并且轴50的一端从轴插入孔511伸出。轴50通过一对滚珠轴承(即，主轴承512M和副轴承512S)由单元基座51支承。结果，轴50可围绕旋转轴线J旋转

研究了适合于驱动洗衣机1的电机52的结构。即，在洗衣机1中，进行洗涤、漂洗和脱水的各过程。为此，电机52需要在低速旋转时具有高转矩输出和在高速旋转时具有低转矩输出。

一般地，应用通过在滚筒和电机之间插入减速器和离合器而间接旋转滚筒的方法(间接驱动方法)，或者应用通过逆变器控制驱动电机而直接旋转滚筒的方法(直接驱动方法)。

驱动单元5配置为通过将间接驱动方法与直接驱动方法有效地组合来减轻间接驱动方法和直接驱动方法中的困难。即，洗衣机1被配置成在具有紧凑尺寸的同时实现大洗涤能力、低噪声和节能特征。

特别地，设置在轴50和电机52之间的减速器53和离合器54被有效地组合，然后与配置成使具有单个输出轴的轴50旋转的电机52一体化。因此，电机52、减速器53和离合器54在与旋转轴线J大致垂直的方向H(参照图4)上处于对齐状态。下面将详细描述该结构。

<轴50的底端50a>

参照图4，轴50的底端(base end)50a从副轴承512S凸出。在轴50的底端50a处形成有沿着中心线J延伸的螺纹孔501。在轴50的底端50a的外周面上形成有沿中心线J延伸的锯齿(参照图7)。螺栓503通过保持器502固定在螺纹孔501上。因此，后述的托架531的主框架5311固定在轴50的底端50a上。

<电机52>

电机包括转子521和定子522。电机是所谓的外转子型式，其中转子521位于定子522的外侧。

图5是示出根据本公开的实施例的轴和转子的一部分的示意性立体图。

转子521包括转子壳体5211和多个磁体5212。转子壳体5211由具有底部的圆柱形构件形成，该底部的中心布置成与旋转轴线J重合。转子壳体5211包括圆盘形底壁5211a和围绕底壁5211a连续设置的圆柱形周向壁5211b，在圆盘形底壁5211a的中央处开设有圆形孔。底壁5211a可形成为单件或形成有多件。转子壳体5211形成为其底部薄(小厚度)，并且周向壁5211b的高度小于底壁5211a的半径。

面向周向壁5211b的圆柱形轴支承件5211c围绕开设在底壁5211a的中心处的圆孔形成。在轴支承部5211c的外周面上形成有齿轮，轴支承部5211c也用作后述的太阳齿轮(太阳齿轮5211c)。

在轴支承部5211c的内部固定有圆筒状的浸油轴承5213。轴支承件5211c通过浸油轴承5213由轴50(特别是固定在轴50上的主框架5311)可滑动地支承。因此，转子壳体5211可相对于轴50旋转。浸油轴承5213构成转子支承部分。

每个磁体5212形成有弧形弯曲的矩形永磁体。每个磁体5212沿周向串联布置，然后固定到转子壳体5211的周向壁5211b的内表面。每个磁体5212构成转子521的磁极，因此S极和N极并排交替布置。

图6是示出根据本公开的实施例的定子的一部分的示意性立体图。

参照图6，定子522由圆环形构件形成。定子522包括圆环形的芯部522a以及从芯部522a径向向外凸出的多个齿部522b。定子522通过设置在芯部522a中的固定凸缘522c固定到单元基座51。定子522容纳在转子壳体5211中。

芯部522a和每个齿部522b通过用绝缘的绝缘体覆盖磁性的定子芯部5221的表面而形成。虽然未示出，但通过按预定顺序缠绕导线在每个齿部522b中形成多个线圈。定子芯部5221的一部分在位于定子522的外周部分的每个齿部522b的端面处露出。定子芯部5221的暴露部分在直径方向上以预定间隙面对转子521的磁体5212。

多个线圈构成由U、V和W构成的三相线圈组。当控制器6控制逆变器10时，每个线圈组提供交流电(AC)。因此，在每个线圈组和转子521的磁体之间形成磁场。通过磁力的作用，转子521绕旋转轴线J旋转。

<减速器53>

减速器53围绕轴支承件5211c布置。在转子壳体5211内收容有减速器53。

图7是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分的示意性立体图。

参照图7，其示出了减速器53的一部分。减速器53是使用所谓的行星齿轮机构的减速器。减速器53包括托架531、太阳齿轮5211c、多个行星齿轮533(附图中的四个齿轮)和内齿轮534。

托架531包括主框架5311和子框架5312。子框架5312由具有四个下支承槽5312a的环形构件形成。子框架5312通过环形的引导板535安装在转子壳体5211上。

在引导板535的内侧固定有环状的滑动构件536。引导板535可旋转地安装在转子壳体5211的底壁5211a上，同时滑动构件536插置在引导板535和轴支承件5211c之间。

主框架5311包括具有浅底部的圆柱形基座5311a和从基座5311a的中央部分向后凸出的圆柱形的轴支承件5311b。基座5311a的后表面设置成面向子框架5312。多个上支承槽5311c分别形成在基座5311a的后表面上以面对下支承槽5312a。

在轴支承部5311b的内周面上形成有与轴50的底端50a嵌合的锯齿。当轴50的底端50a插入到轴支承件5311b中时，主框架5311被固定到轴50，因此主框架5311不可旋转。如上所述，转子521的轴支承件5211c通过构成转子支承部分的浸油轴承5213支承在轴支承件5311b周围。轴支承件5211c构成围绕旋转轴线J旋转的太阳齿轮

内齿轮534由直径大于太阳齿轮5211c的直径的大致圆柱形构件形成。在内齿轮534的内周面的下部设置有齿轮534a。在齿轮534a中，沿着整个圆周形成齿轮的齿。另外，在内齿轮534的外周面上，沿整个圆周以预定距离形成有多个内部滑动引导件534b，该多个内部滑动引导件534b形成有沿旋转轴线方向延伸的线性凸起。稍后将描述该内部滑动引导件534b。

内齿轮534围绕太阳齿轮5211c地围绕旋转轴线J设置。内齿轮534的下部分设置在引导板535上。在内齿轮534(参见图4)的上部分的内侧固定有环状的滑动构件537。托架531(主框架5311)通过滑动构件537由内齿轮534可旋转地支承。

行星齿轮533中的每个由托架531可旋转地支承。行星齿轮533设置在太阳齿轮5211c和内齿轮534之间，以便与太阳齿轮5211c和内齿轮534接合。

行星齿轮533由具有小直径的齿轮构件形成。在各行星齿轮533的中央形成有销孔。插入销孔的销5331的两端由主框架5311的上支承槽5311c和子框架5312的下支承槽5312a轴向支承。在各个行星齿轮533的外周面上，沿着全周形成齿轮的齿。齿轮的齿与太阳齿轮5211c和内齿轮534两者啮合。

因此，当太阳齿轮5211c在内齿轮534固定的状态(非旋转状态)下以预定速度旋转时，每个行星齿轮533根据太阳齿轮5211c的旋转围绕太阳齿轮5211c旋转。因此，托架531和轴50以减速状态旋转。

<离合器54>

离合器54围绕减速器53布置。离合器54被容纳在转子壳体5211中。图8至图10表示减速器53和离合器54的一部分。离合器54包括滑动器541(可动部分)、转子侧和定子侧的锁定凸起542R和542S(固定部分)、以及离合器驱动器543(致动器)。离合器驱动器543包括可动元件5431和固定元件5432。

图8是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分和离合器的一部分的示意性立体图。

滑动器541由直径大于内齿轮534的圆柱形构件形成。在滑动器541的内周面上，参见图8，包括沿旋转轴线方向延伸的线性凸起的外部滑动引导件541a沿着整个圆周以预定距离形成。外部滑动引导件541a配置成与形成在内齿轮534的外周表面上的多个内部滑动引导件534b接合。

滑动器541以外部滑动引导件541a与内齿轮534的内部滑动引导件534b接合的方式围绕内齿轮534设置。结果，滑动器541可在旋转轴线方向上滑动。

在滑动器541的外周面上，形成有一对钩合凸起5411R和5411S，这些钩合凸起在转子侧和定子侧上设置有钩合凸起。钩合凸起5411R和5411S设置有沿旋转轴线方向凸出的多个凸起(可动侧凸起)，并且沿着整个圆周以预定距离布置在滑动器541的外周表面上。转子侧的钩合凸起5411R设置在滑动器541的下端处，并且每个凸起向下凸出。定子侧的钩合凸起5411S设置在滑动器541的上端，并且每个凸起向上凸出。

在滑动器541的外周面上，在转子侧和定子侧的钩合凸起5411R和5411S之间形成有可动元件容纳部分541b，该可动元件容纳部分541b配置成容纳可动元件5431。

图10是示出根据本公开的实施例的减速器和离合器的主要部分的示意性立体图。

转子侧的锁定凸起542R(第一固定部)设置在安装在转子壳体5211上的环形构件544中。转子侧的锁定凸起542R设置有沿旋转轴线方向沿着整个圆周以预定距离凸出的多个凸起(固定侧凸起)。凸起向上凸出。或者，虽然未示出，但是当凸起与转子一体形成时，凸起可与另一元件一体形成或与转子壳体5211一体形成。

定子侧的锁定凸起542S(第二固定部分)设置在安装到定子522的环形构件545中。定子侧的锁定凸起542S设置有沿旋转轴线方向沿着整个圆周以预定距离凸出的多个凸起(固定侧凸起)。凸起向下凸出。另外，凸起可以与绝缘体一体地形成。

转子侧的锁定凸起542R和定子侧的锁定凸起542S设置成在沿旋转轴线方向分离的位置处彼此面对。转子侧的锁定凸起542R与转子侧的钩合凸起5411R接合，同时，定子侧的锁定凸起542S与定子侧的钩合凸起5411S接合。

转子侧的锁定凸起542R和定子侧的锁定凸起542S之间的距离被设定为大于转子侧的钩合凸起5411R和定子侧的钩合凸起5411S之间的距离。因此，当转子侧的锁定凸起542R与转子侧的钩合凸起5411R接合时，定子侧的锁定凸起542S不与定子侧的钩合凸起5411S接合。当定子侧的锁定凸起542S与定子侧的钩合凸起5411S接合时，转子侧的锁定凸起542R不与转子侧的钩合凸起5411R接合。

图9是示出根据本公开的实施例的减速器和离合器的主要部分的示意性立体图。

参照图9，离合器驱动器543的可动元件5431包括滑动器芯5431a和离合器磁体5431b。可动元件5431安装在可动元件容纳部分541b中。

滑动器芯5431a形成有具有磁性的金属圆柱形构件。滑动器芯5431a安装在可动元件容纳部分541b的内部。离合器磁体5431b由永磁体构成。离合器磁体5431b沿着可动元件容纳部分541b的整个圆周布置，同时离合器磁体5431b与滑动器芯5431a的表面接触。

如图10所示，离合器驱动器543的固定元件5432包括离合器线圈5432a、线圈保持器5432b和保持器支承件5432c。线圈保持器5432b形成有绝缘环状部件，该绝缘环状部件具有大致C形的截面，在该截面中开口朝向直径方向的外侧。当布线缠绕在线圈保持器5432b上时，形成离合器线圈5432a。

保持器支承件5432c设置有一对将线圈保持器5432b夹在其间的上环形构件和下环形构件。保持器支承件5432c固定在定子522上。因此，离合器线圈5432a(固定元件5432)被布置成在直径方向上与离合器磁体5431b(可动元件5431)相对并且具有轻微的间隙。

流向离合器线圈5432a的电流由控制器6控制。通过向离合器线圈5432a供应电流，在离合器线圈5432a和离合器磁体5431b之间形成磁场。因此，滑动器541向旋转轴线方向的任一侧滑动。

图11是示出根据本公开的实施例的离合器的切换的视图。

参照图11，离合器切换成定子侧的钩合凸起5411S与定子侧的锁定凸起542S接合的第一模式或转子侧的钩合凸起5411R与转子侧的锁定凸起542R接合的第二模式。

在第一模式中，内齿轮534通过滑动器541由定子522支承。因此，转子521和太阳齿轮5211c的旋转通过减速器53传递到轴50和托架531。因此，驱动单元5在低旋转时输出高转矩旋转力。

同时，在第二模式中，内齿轮534通过滑动器541由转子521支承。因此，转子521和太阳齿轮5211c的旋转不经过减速器53而传递到轴50和托架531。

也就是说，因为转子521、太阳齿轮5211c和内齿轮534一体地旋转，所以每个行星齿轮533不会绕轨道运行。因此，轴50和托架531也根据转子521、太阳齿轮5211c和内齿轮534的旋转而旋转。因此，驱动单元5以高的旋转输出低转矩旋转力。

如上所述，对于驱动单元5，减速器53和离合器54与电机52有效地一体化，因此减速器53和离合器54与电机52一体形成。因此，电机52、减速器53和离合器54在与旋转轴线J大致垂直的直线上对齐。因此，通过切换离合器54，能够经由单根轴50以低旋转输出高转矩旋转力和以高旋转输出低转矩旋转力。此外，由于在具有不同输出的第一模式和第二模式的两个模式中，可以将电机52的转速和转矩值设置为相对接近的值，所以可以优化电机效率。

因此，驱动单元5可以以紧凑的尺寸输出适合于洗衣机的旋转力。驱动单元5适于洗衣机。

<洗衣机1的操作>

图12A是示出根据本公开的实施例的洗衣机的基本操作的流程图，并且图12B是示出根据本公开的实施例的离合器的切换的示例的流程图。

图12A和图12B示出了洗衣机1的基本操作的示例。

当执行洗衣机1的操作时，首先将衣物放入滚筒4中(在操作S1中)。在洗衣机1的情况下，此时将洗涤剂放入洗涤剂供应装置8c中。通过操纵器的操作向控制器输入洗涤操作开始命令(在操作S2中是)。因此，控制器6自动开始洗涤操作，该洗涤操作包括一系列过程，包括洗涤过程、漂洗过程和脱水过程。

在洗涤操作之前，控制器测量衣物的重量以设定供水量(在操作S3中)。在操作S4中，控制器根据测量的衣物重量设置适当的供水量。

当完成供水量的设置时，控制器开始洗涤操作(在操作S5中)。当洗涤操作开始时，控制器6控制供水阀8b并向筒3供应预定量的水。此时，包含在洗涤剂供应装置8c中的洗涤剂与供应的水一起被引入到筒3中。

随后，控制器6将驱动单元5驱动以开始滚筒4的旋转。此时，在滚筒转动之前，控制器识别是洗涤过程还是漂洗过程(在操作S10中)。结果，当是洗涤过程或漂洗过程时，控制器控制离合器54将模式切换到第一模式(在操作S11中)。当是脱水过程而不是洗涤过程或漂洗过程时，控制器控制离合器54将模式切换到第二模式(在操作S12中)。

因为是洗涤过程，所以控制器6将离合器54切换到第一模式。结果，驱动单元5以低速输出高转矩旋转力。因此，可以低速有效地旋转相对较重的滚筒4。

当洗涤过程完成时，控制器6开始漂洗过程(在操作S6中)。在漂洗过程中，通过排水泵9的驱动将收集在筒3中的洗涤水排出。随后，控制器6执行与洗涤过程类似的供水和搅拌过程。

在漂洗过程中，在离合器54保持在第一模式时将驱动单元5驱动。

当漂洗过程完成时，控制器执行脱水过程(在操作S7中)。在脱水过程中，滚筒4以高速旋转驱动预定时间。因此，控制器6在脱水过程之前将离合器54切换到第二模式。在第二模式中，能够以高旋转输出低转矩旋转力。因此，能够以高速有效地旋转相对较轻的滚筒4。

通过离心力将衣物粘在滚筒4的内表面上。残留在衣物中的水排出到滚筒4的外部。然后使衣物脱水。

通过脱水收集在筒3中的水通过排水泵9的驱动而排出。当脱水过程完成时，通知洗涤操作的结束，例如发出预定蜂鸣声，并且结束洗衣机1的操作。

<离合器54的细节>

图13是示出根据本公开的实施例的离合器的主要部分的示意性立体图。

图13示出了离合器54的细节。通过离合器54，可以使用简单的结构稳定地切换减速器53。因为在无电流流动状态下，通过永磁体的磁作用来维持滑动器541的连接状态，所以可以降低功耗。

离合器磁体5431b包括多个磁极构件54311，其中永磁体的薄板具有弧形。每个磁极构件54311包括多个磁极(图中为三个)，其中N极和S极在旋转轴线方向上交替布置。特别地，当沿横截面方向观察磁极构件54311时，磁极构件54311包括位于其中心的中间磁极54311a和位于其两端的一对端部磁极54311b。

各端部磁极54311b的旋转轴线方向的尺寸相同，中间磁极54311a的旋转轴线方向的尺寸大于各端部磁极54311b的尺寸。在图中，中间磁极54311a是N极，端部磁极54311b是S极。中间磁极54311a和端部磁极54311b中的每个沿圆周方向延伸，并且每个磁极构件54311的截面结构相同。此外，磁极构件54311可以具有分段形状或圆环形状。

保持器支承件5432c由具有磁性的金属形成。换句话说，支架支承件5432c构成离合器轭(以下，将支架支承件5432c称为离合器轭5432c)。离合器轭5432c包括一对磁极对置部分54321和54321，该对磁极对置部分54321和54321在直径方向上以小间隙面对每个端部磁极54311b。

在一对磁极对置部分54321和54321之间设置有孔54322，该孔54322在直径方向上与中间磁极54311a形成微小的间隙。因此，中间磁极54311a通过孔54322面对线圈保持器5432b。

当离合器处于无电流流动状态时(当没有电流供应到离合器线圈5432a时)，可动元件5431通过与固定元件5432的磁性作用而在三个不同的位置改变，从而具有两个稳定点和一个不稳定点。

图14A是示出根据本公开的实施例的离合器的功能(无电流流动状态)的视图。

稳定点和不稳定点的具体位置在图14A中示出。图14A的表中示出的曲线示出了可动元件5431相对于固定元件5432在旋转轴线方向上的位置与通过磁性作用在可动元件5431中产生的驱动力(起动转矩)之间的关系，即，当离合器线圈不励磁(不提供电流)时操作的磁力。前者是竖直轴线，而后者是水平轴线。

可动元件5431的位置“0”表示可动元件5431和固定元件5432无偏置地彼此面对的位置(中性位置)。在中性位置，每个端部磁极54311b面对每个磁极对置部分54321，并且中间磁极54311a面对线圈保持器5432b。在中性位置，驱动力为“0”。当该位置从中性位置稍微偏移到定子侧或转子侧时，可产生驱动力并在偏移方向上增加驱动力。因此，可动元件5431变得磁性不稳定(不稳定点P3)。

当可动元件5431处于中性位置时，滑动器541位于转子侧的锁定凸起542R和定子侧的锁定凸起542S之间。因此，钩合凸起5411R和5411S不与锁定凸起542R和542S接合。由于可动元件5431是磁性不稳定的，所以滑动器541滑动而不停留。此外，锁定凸起542R和542S以及钩合凸起5411R和5411S的端部形成为倒U形或具有尖锐端部的倒V形，以便容易接合(参见图8和图10)。

当可动元件5431在定子侧(S侧)滑动时，朝向定子侧(正向)的驱动力增大，并且在可动元件5431在预定位置达到峰值之后，驱动力减小。因此，驱动力再次变为“0”并到达可动元件5431变得磁性稳定的点(第一稳定点P1)。

在第一稳定点P1处，定子侧的端部磁极54311b位于离合器轭5432c的外侧，中间磁极54311a面向定子侧的磁极对置部分54321。转子侧的端部磁极54311b面对转子侧的端部磁极54311b和孔54322。当可动元件5431指向第一稳定点P1时，定子侧上的锁定凸起542S与定子侧上的钩合凸起5411S接合。

在本实施方式中，定子侧的锁定凸起542S和定子侧的钩合凸起5411S在到达第一稳定点P1之前的点P1-1(连接位置Cs)处相互接合(参照图14B)。在接合点1-1处，保持朝向第一稳定点P1的驱动力，这将在后面描述。

当可动元件5431在转子侧(R侧)上滑动时，朝向转子侧(负方向)的驱动力增加，并且当在预定位置处达到峰值之后驱动力减小。因此，驱动力再次变为“0”并到达可动元件5431变得磁性稳定的点(第二稳定点P2)。

在第二稳定点P2处，转子侧的端部磁极54311b位于离合器轭5432c的外侧，中间磁极54311a面向转子侧的磁极对置部分54321。定子侧的端部磁极54311b面对定子侧的端部磁极54311b和孔54322。当可动元件5431指向第二稳定点P2时，转子侧的锁定凸起542R与转子侧的钩合凸起5411R接合。

在本实施例中，设定转子侧的锁定凸起542R和转子侧的钩合凸起5411R在到达第二稳定点P2之前的接合点P2-1(连接位置Cr)处彼此接合(参见图14B)。在接合点P2-1处，保持朝向第二稳定点P2的驱动力。

将定子侧上的连接位置Cs和转子侧上的连接位置Cr设置为接合点P1-1和接合点P2-1，其中，在连接位置Cs处锁定凸起542S与钩合凸起5411S接合，在连接位置Cr处锁定凸起542R与钩合凸起5411R接合。因此，通过起动转矩(detent torque)，可以将每个连接位置Cs和Cr的接合状态稳定地保持在无电流流动状态。

另外，当离合器处于无电流流动状态时，位于中性位置的可动元件5431不稳定。换句话说，当可动元件5431从中性位置向旋转轴线方向移动时，施加驱动力，并且可动元件5431容易滑动。

当离合器处于其中电流供应到离合器线圈5432a的流动状态时，滑动器541根据电流方向滑动到定子侧和转子侧中的一个。根据电流流动的方向选择向定子侧滑动的第一模式或向转子侧滑动的第二模式。

图14B是示出根据本公开的实施例的离合器的功能(电流流动状态)的视图。

图14B示出了可动元件5431在旋转轴线方向上相对于固定元件5432的位置与施加到可动元件5431的驱动力之间的关系。虚线表示起动转矩。实线L1表示第一模式中的驱动力，实线L2表示第二模式中的驱动力。

在第一模式中，电流流过离合器线圈5432a，使得转子侧的磁极对置部分54321变为N极，并且定子侧的磁极对置部分54321变为S极。结果，在固定元件5432中产生的电磁力施加到离合器磁体5431b，并且在可动元件5431中产生朝向定子侧的驱动力T1。驱动力T1被设计成这样的尺寸：即使可动元件5431处于转子侧的连接位置，也充分地克服起动转矩并且将可动元件5431移动到定子侧。因此，可动元件5431在任何位置向定子侧滑动。

在第二模式中，电流在离合器线圈5432a中流动，使得转子侧的磁极对置部分54321变为S极，并且定子侧的磁极对置部分54321变为N极。结果，由固定元件5432产生的电磁力施加到离合器磁体5431b，并且在可动元件5431上产生朝向转子侧的驱动力T2。驱动力T2被设计成在定子侧的连接位置处产生。因此，可动元件5431在任何位置都向转子侧滑动。

<离合器54沿圆周方向的定位>

滑动器541配置成使得其在圆周方向上的位置被选择以允许锁定凸起542S与钩合凸起5411S平滑地接合。

在离合器54切换的中间，可动元件5431处于自由状态而没有接合。因此，当锁定凸起542R和542S的端部被引导至钩合凸起5411R和5411S时，可动元件5431与固定元件5432接合，其中钩合凸起5411R和5411S形成为如上容易接合的形状。

然而，为了减小冲击声音，可动元件5431比固定元件5432更平滑地接合是合适的。因此，在可动元件5431和固定元件5432之间设置有位置选择器5433。位置选择器5433可以将滑动器541定位在锁定凸起542S和钩合凸起5411彼此平滑接合的预定位置(参考位置)。

特别地，如图13所示，在两个相邻的磁极构件54311和54311之间提供预定的距离(磁极5433a之间的间隙)。狭缝5433b设置在离合器轭5432c的周向方向上的多个位置处，以在直径方向上面对磁极5433a之间的间隙。每个狭缝5433b形成为沿周向方向划分磁极对置部分54321。

在参考位置，构成位置选择器5433的磁极5433a和狭缝5433b之间的间隙被设置成在直径方向上彼此面对。当磁极5433a和狭缝5433b之间的间隙在直径方向上彼此面对时，在可动元件5431和固定元件5432之间在圆周方向上发生不均匀的磁性作用。通过检测该非均匀磁作用，可以将滑动器541定位在参考位置。

控制器6控制电机的旋转，从而在离合器54从第二模式切换到第一模式之前将滑动器541定位在参考位置。因此，可以平滑地切换离合器54。

<离合器54的切换控制>

离合器54的切换控制由控制器6执行。如图1所示，控制器6包括电机控制器6a和离合器控制器6b。电机控制器6a控制电机52的驱动。离合器控制器6b控制离合器54的驱动。

驱动单元5的离合器控制器6b与电机控制器6a共用控制电路60。图15A示出了其示例。

图15A是示出根据本公开的实施例的驱动单元的控制电路的示意图。

图15A示出用于将驱动单元5驱动的控制电路60(主要部分)。控制电路60包括逆变器驱动电路601、电机驱动电路602和离合器驱动电路603。逆变器驱动电路601、电机驱动电路602和离合器驱动电路603设置在逆变器10中。

如上所述，电机52包括由U、V和W构成的三相线圈组602a、602a和602a。这些线圈组602a中的每一个被星形连接(Y形连接)以形成具有中性点602b的电机驱动电路602。

逆变器驱动电路601电连接到外部商用电源(未示出)。逆变器驱动电路601包括未示出的内置转换器。转换器将商用电源的AC转换为预定DC电压并输出DC电压。在图15A中，输出DC电压示意性地示出为DC电源601a。

逆变器驱动电路601通过脉宽调制控制将直流电压转换为三个不同相位(U相、V相和W相)的预定交流电压。逆变器驱动电路601包括布置在一对汇流条之间的三个臂601b、601b和601b。在每个臂601b中，串联设置两个元件单元601c，每个元件单元601c由反并联连接的开关元件和回流二极管构成。

在每个臂601b的两个元件单元601c和601c之间拉出的输出线601d连接到每个线圈组602a。各个臂601b的元件单元601c在预定定时接通和断开。因此，具有不同相位的AC电压被供应到线圈组602a，并且因此电机52与AC电压同步地旋转。

离合器驱动电路603包括离合器线圈5432a、电机侧布线603a和逆变器侧布线603b。离合器线圈5432a的一端通过电机侧布线603a与中性点602b连接。离合器线圈5432a的另一端连接到通过逆变器侧布线603b对DC电源601a的电势进行二等分的电势点(二等分电势点603c)。

如上所述，当电机52被驱动时，具有不同相位的AC电压被供应到每个相位的线圈组602a。此时，由于中性点602b变得与二等分电势点603c大致相同的电势差，所以几乎没有电流流过离合器线圈5432a。

因此，当电机52被驱动时，离合器54不被切换。离合器54的连接状态由起动转矩保持。

当离合器54被切换时，电机52不被驱动。利用逆变器驱动电路601和电机驱动电路602来切换离合器。也就是说，离合器控制部分6b控制每个臂601b的元件单元601c。例如，如图15A中的箭头所示，向电机驱动电路602供应电流。因此，可以将预定的零相电流Iz供应到离合器线圈5432a。

当向离合器线圈5432a提供预定的零相电流Iz时，在滑动器541上产生驱动力，从而切换离合器。通过改变元件单元601c的控制内容，可以允许零相电流Iz沿相反方向流动。因此，可以切换离合器54。因为通过使用控制电路60在电机52和离合器54的驱动时共享半导体元件，所以可以防止部件数量的增加，从而可以防止制造成本的增加。

另外，图15B示出了控制电路的另一配置示例。在控制电路60'中，与上述控制电路60一样，改变离合器驱动电路603的结构。

离合器驱动电路603包括离合器线圈5432a、第一布线603h、第二布线603i和继电器603j。离合器线圈5432a的一端通过第一布线603h与三个线圈组602a中的任意一个线圈组602a的输出线601d连接。离合器线圈5432a的另一端与另一线圈组602a的输出线601d的连接部连接。继电器603j设置在第一布线603h和第二布线603i的任一侧上。

在控制电路60'的情况下，可以通过接通和断开继电器603j来驱动离合器54。在这种情况下，因为控制电路60'与电机52共用，所以可以防止部件数量的增加，从而可以防止制造成本的增加。

<减少冲击声音>

当离合器54被切换时，由于锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R彼此接触，所以产生冲击声音。冲击声音可以是不愉快的噪声。

由离合器54的切换引起的冲击声音可分为以下三种类型。冲击声音类型包括当在锁定凸起542S和542R的状态下每个锁定凸起542S和542R的前端部与每个钩合凸起5411S和5411R的前端部碰撞时产生的冲击声音(第一冲击声音)，在每个锁定凸起542S和542R被插入到每个钩合凸起5411S和5411R中期间产生的冲击声音(第二冲击声音)，并且在每个锁定凸起542S和542R与每个钩合凸起5411S和5411R完全接合期间产生的冲击声音(第三冲击声音)。

在这些第一冲击声音至第三冲击声音中，特别地，第一和第三冲击声音倾向于是不愉快的噪声。因此，为了减少这种冲击声音，适当地提供配置成减少冲击声音的冲击吸收构件，例如在转子侧和定子侧上的滑动器541与锁定凸起542R和542S之间的连接部分处的弹性构件或振动阻尼构件。

特别地，具有弹性或振动阻尼特性的橡胶或塑料可以安装在其中设置有锁定凸起542S的部分和其中设置有钩合凸起5411S的部分中的至少任何一个处，以及在其中设置有锁定凸起542R的部分和其中设置有钩合凸起5411R的部分中的至少任何一个处。当选择后一种情况时，环形构件544可以由弹性构件形成。

或者，可以在将弹性构件插入到设置有锁定凸起542S的部分和设置有钩合凸起5411S的部分中的至少任何一个上的同时执行组装，以及插入到设置有锁定凸起542R的部分和设置有钩合凸起5411R的部分中的至少任何一个上的同时执行组装。因此，可以减少第一和第三冲击声音。

通过研究离合器54的控制可以减少冲击声音。

例如，紧接在离合器控制器6b向离合器54提供预定的切换电流(用于切换离合器的电流，对应于上述零相电流Iz)以将滑动器541连接到锁定凸起542R和542S之前，离合器控制器6b向离合器54提供与切换电流相反的方向的电流(冲击弛豫电流(impactrelaxation current))。

特别地，参照图14B，通过在由电磁力引起的驱动力T1和T2的作用下使滑动器541滑动来执行离合器的切换。此时，也施加起动转矩。起动转矩沿与驱动力P1和P2相反的方向施加，直到滑动器541越过中性位置。然而，当滑动器541越过中性位置时，起动转矩以与驱动力P1和P2相同的方向施加。

因此，当滑动器541越过中性位置时，滑动器541通过起动力矩滑动，尽管停止向离合器供电。因此，离合器54被切换。然后，冲击弛豫电流从滑动器541到达中性位置之后直到滑动器541连接到每个锁定凸起542R和542S为止，以一定的定时(该定时表示“刚好在”之前)供应到离合器54。反向驱动力(在图14B中由箭头Pr所示)被产生。

因此，可以减轻滑动器541的动量，从而可以减少冲击声音。这种控制对于减少第三冲击声音特别有效。

此外，可以控制由离合器控制器6b施加到离合器线圈5423a的电压，使得锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R接合之前的驱动力低于锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R接合之后的驱动力。

图16A示出了根据本公开的实施例的控制的示例。图16A中的实线示出施加到离合器线圈5432a的电压与可动元件5431相对于固定元件5432在旋转轴线方向上的位置之间的关系。前者是竖直轴线，而后者是水平轴线。V0示出了通常施加到离合器线圈5432a的电压值。

区段A是锁定凸起542S和542R不与钩合凸起5411S和5411R接合的区段，区段B是锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R接合的区段。

点P1表示锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R之间的接合开始的位置，点P2表示锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R之间的接合结束的位置。

当施加到离合器线圈5432a的电压降低时，在固定元件5432中产生的电磁力也减小。因此，驱动力减弱。结果，在区段A中，驱动力比通常弱，并且抑制了滑动器541的动量。结果，当锁定凸起542S和542R与钩合凸起5411S和5411R之间的接合开始时产生的第一冲击声音减小。

在每个锁定凸起542S和542R与每个钩合凸起5411S和5411R接合之后，电压增加到正常电压。图16A示出了从区段B的开始到结束逐渐增加电压的示例。

图16B是示出根据本公开的实施例的用于减少离合器切换时的冲击声音的控制的另一示例的视图。

参照图16B，施加到离合器线圈5423a的电压可以从区段B的开始立即增加到正常电压。通过升压，驱动力被恢复，因此离合器被快速且稳定地切换。

<减速器53的细节>

图17是示出根据本公开的实施例的减速器的一部分的放大图。

图17是表示减速器53的一部分的放大图。将减速器53的附近密封，并在其中注入润滑脂。

特别地，环形第一密封构件538(诸如橡胶的弹性构件)安装在滑动构件537(也称为第一滑动构件537)的滑动表面下方，以可旋转状态与托架531(主框架5311)接触。结果，液体密封在托架531和第一滑动构件537之间。

另外，环形第二密封构件539安装在滑动构件536(也称为第二滑动构件536)的滑动表面下方，滑动构件536固定在引导板535的内侧，并以可旋转状态与转子壳体5211(轴支承件5211c)接触。结果，液体被密封在引导板535、第二滑动构件536和转子壳体5211之间。

结果，可以将润滑脂稳定地包封在减速器内，并且可以通过润滑脂的润滑使太阳齿轮5211c、行星齿轮533和内齿轮534平滑地旋转。

因为第一滑动构件536和第二滑动构件537的原料可以是便宜的，所以自润滑树脂是合适的。在这种情况下，通过对滑动表面的面对表面进行硬镀来改善润滑性是合适的。另外，可以安装第一滑动构件536和第二滑动构件537，并且因此滑动部分可以设置有滚珠轴承。

主框架5311的材料是铝(铝压铸)是合适的。在这种情况下，对与第一滑动构件537的滑动表面接触的部分进行铝石处理是适当的。

<支承部分的修改示例>

在上述实施例中，对于驱动单元5，配置成将转子521可旋转地支承在轴50一侧的转子支承部分由单一的浸油轴承5213实现。然而，转子支承部分不限于此，因此转子支承部分可以根据规格进行修改。

例如，转子支承部分可以由一对滚珠轴承实现。特别地，代替浸油轴承5213，一对滚珠轴承可以插入在托架531的轴支承件5311b和转子壳体5211的轴支承件5211c之间。

各滚珠轴承配置在远离旋转轴线方向的位置。滚珠轴承具有加压机构，可以通过加压机构对滚珠轴承施加恒定的加压。

在这种情况下，一对滚珠轴承中的一个可以是浸油轴承。通常，浸油轴承适合于高速旋转，但是在驱动单元5的情况下，转子支承部分不在高速旋转的第二模式中旋转。因此，即使在转子支承部分中使用浸油轴承，也可以提高支承部分的可靠性。

此外，所公开的技术不限于上述实施例，并且可以包括各种其他配置。

例如，虽然该实施例示出了滚筒式洗衣机，但它也可应用于竖直洗衣机。此外，虽然示出了转子的磁体位于定子外部的外转子型电机，但也可以是转子的磁体位于定子内部的内转子型电机。

离合器磁体5431b的磁极数不限于三个，而是可以是四个或更多。结果，磁稳定的点可以是四个或更多。

虽然已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在没有背离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节的各种改变。

Claims (14)

1.一种洗衣机，包括：

主体；

固定筒，安装在所述主体内部；

旋转筒，可旋转地设置在所述固定筒中以容纳衣物；以及

驱动器，配置为使所述旋转筒旋转；

其中，所述驱动器包括：

轴，连接到所述旋转筒的底部以使所述旋转筒围绕旋转轴线旋转，

电机，包括定子和转子，所述转子配置成能够通过与所述定子的相互作用而旋转，

减速器，包括围绕所述旋转轴线枢转的太阳齿轮、围绕所述太阳齿轮布置的内齿轮、以及布置在所述太阳齿轮和所述内齿轮之间并且与所述太阳齿轮和所述内齿轮接合的行星齿轮，所述太阳齿轮配置成接收所述转子的旋转，所述行星齿轮配置成使所述轴旋转，以及

离合器，配置为选择性地将所述内齿轮固定到所述定子和所述转子，以便能够在第一模式和第二模式之间切换，

其中，在所述第一模式中，所述电机通过所述减速器降低速度并且使所述轴以降低的速度旋转，

其中，在所述第二模式中，所述电机在不降低速度的情况下使所述轴旋转，以及

其中，所述减速器和所述离合器布置在所述轴和所述电机之间。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述减速器、所述离合器和所述电机沿着与所述旋转轴线垂直的方向以直线布置。

3.根据权利要求1所述的洗衣机，

其中，所述转子包括转子壳体和多个磁体，以及

其中，所述多个磁体布置成面对所述定子的外周部分。

4.根据权利要求3所述的洗衣机，其中，所述转子壳体包括：

盘状底壁，所述盘状底壁的中心与所述旋转轴线重合，以及

圆柱形周向壁，围绕所述盘状底壁延伸，以及

其中，所述定子、所述减速器和所述离合器容纳在所述转子壳体中。

5.根据权利要求4所述的洗衣机，其中，所述转子壳体包括通过转子支承部分可旋转地支承在所述轴上的轴支承件。

6.根据权利要求1所述的洗衣机，还包括：

至少一个处理器，

其中，所述至少一个处理器配置为：

控制所述驱动器执行洗涤过程、漂洗过程和脱水过程的每个，

控制所述离合器在所述洗涤过程和所述漂洗过程中切换到所述第一模式，以及

控制所述离合器在所述脱水过程中切换到所述第二模式。

7.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述减速器还包括：托架，固定在所述轴上；

其中，多个所述行星齿轮由所述托架可旋转地支承，以及

其中，所述离合器包括：

可动部分，能够沿旋转轴线方向滑动；

一对固定部分，沿所述旋转轴线方向间隔开；以及

致动器，通过将所述可动部分连接至所述一对固定部分中的任一个而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。

8.根据权利要求7所述的洗衣机，其中，所述一对固定部分包括：

第一固定部分，固定到所述定子；以及

第二固定部分，固定到所述转子。

9.根据权利要求7所述的洗衣机，

其中，所述可动部分由直径大于所述内齿轮的直径的圆柱形构件形成，以及

其中，所述可动部分配置在所述内齿轮的外侧上从而能够在所述旋转轴线方向上滑动。

10.根据权利要求7所述的洗衣机，

其中，所述一对固定部分各自包括在所述旋转轴线方向上凸出的一对锁定凸起，以及

其中，所述可动部分包括形成为在所述旋转轴线方向上间隔开以与所述一对锁定凸起接合的一对钩合凸起。

11.根据权利要求7所述的洗衣机，

其中，所述致动器包括：

可动元件，设置在所述可动部分上，所述可动元件包括离合器磁体，以及

固定元件，设置成在直径方向上与所述可动元件具有间隙地面对所述可动元件，所述固定元件包括离合器线圈和离合器轭，以及

其中，所述离合器磁体包括沿所述旋转轴线方向布置的多个磁极。

12.根据权利要求11所述的洗衣机，还包括：

第一稳定点，在所述第一稳定点中，所述可动元件在所述可动部分与所述固定部分连接的连接部分的第一侧上磁稳定；以及

第二稳定点，在所述第二稳定点中，所述可动元件在所述连接部分的第二侧上磁稳定，

其中，所述第一稳定点和所述第二稳定点基于电流未被供应到所述离合器线圈而生成。

13.根据权利要求10所述的洗衣机，其中，所述离合器包括位置选择器，所述位置选择器配置成允许所述固定部分和所述可动部分在所述锁定凸起与所述钩合凸起接合的圆周方向上布置在预定位置。

14.根据权利要求7所述的洗衣机，还包括：

至少一个处理器，配置为控制所述电机和所述离合器，

其中，所述至少一个处理器包括：

电机控制器，配置为控制所述电机的驱动，以及

离合器控制器，配置成控制所述离合器的驱动，

其中，紧接在所述离合器控制器控制向所述离合器供应预定切换电流以将所述可动部分连接至所述固定部分之前，所述离合器控制器控制向所述离合器供应冲击弛豫电流，所述冲击弛豫电流具有与所述切换电流相反的方向。

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