CN1296096A - 电动洗衣机 - Google Patents

Abstract

电动洗衣机的啮合离合器机构中,降低转动力传输面的重复接触和分离导致的噪声。通过在啮合离合器机构的转动力传输面之间插入一个缓冲杆,该啮合离合器机构将电动机的转动传输给洗涤兼脱水槽,降低电动机脉动转矩产生的接触噪声。

Description

电动洗衣机

本发明涉及一种电动洗衣机。

所谓的全自动电动洗衣机具有这样的结构，即洗涤兼脱水槽可以转动地设置在外槽内，该外槽被悬垂支撑在一个用防振支持装置的外部机壳内，在洗涤兼脱水槽的底部设置一个可转动的搅动桨叶，洗涤兼脱水槽及搅动桨叶都由一个驱动装置驱动而转动，该驱动装置附在外槽底部的外侧。

该驱动装置将电动机的转动通过减速齿轮机构传输给搅动桨叶，搅动桨叶按照一个方向低速转动然后换为另一个方向，这样来实现洗涤和漂洗程序。通过离合器机构将电动机的转动传输给洗涤兼脱水槽，驱动装置按一个方向高速转动洗涤兼脱水槽，从而实现转动甩干操作。

由于全自动电动洗衣机采用了啮合-耦合型离合器机构，当电动机转速与洗涤兼脱水槽的转速不相上下时，驱动装置中的离合器机构通过由电动机脉动转矩引起啮合－耦合转动力传输面的反复接触和分离产生接触声(噪声)。在用感应电动机作电动机并且转速受到控制的情况下，通过相位控制输入感应电动机的电压波形，从而使转速保持一定的全自动电动洗衣机中，这种接触声尤其大。

本发明的目的是降低驱动装置中的离合器机构由于重复接触分离啮合－耦合转动作用传输面而引起的噪声。

根据本发明的一个方面，电动洗衣机包括：一个可转动地设置在外槽中的洗涤兼脱水槽；一个可转动地设置在洗涤兼脱水槽底部内的搅动桨叶；一个驱动洗涤兼脱水槽和搅动桨叶的驱动装置，该驱动装置置于外槽底部之外；以及一个控制装置。驱动装置具有这样的结构，即一个减速齿轮机构，一个离合器机构和一个逆转电动机，串联排列在洗涤兼脱水槽与搅动桨叶的驱动转轴中央的垂直方向上，其中的离合器机构在相互啮合和耦合的转动作用传输面之间有一个缓冲杆。

而且，根据本发明的另一个方面，逆转电动机是一个倒相电动机。

根据本发明的另一个方面，离合器机构通过在啮合电动机转子中提供的不规则点和啮合输入轴上可滑动地啮合的滑动的突出部分之间的啮合－耦合接触面传输一个转动作用力。

根据本发明的另一个方面，将缓冲杆置于使其可以插入啮合不规则板转动方向的两侧的接触面之间。

根据本发明的另一个方面，啮合不规则点由电动机转子中的啮合不规则板构成，滑块的啮合突出部分由与轴啮合的树脂浇注的滑块构成。

根据本发明的另一个方面，啮合不规则板由一种非磁性金属或一种树脂构成。

根据本发明的另一个方面，在转动甩干过程中，控制装置通过间断地向电动机供给电能，以特定转速控制保持转速。

图示简介

图1是垂直侧面截面图，根据本发明给出了全自动电动洗衣机的一个实施例的基本结构。

图2是垂直侧面截面图，给出图1中的全自动电动洗衣机的详细结构。

图3是垂直侧面截面图，给出图1中全自动洗衣机的驱动装置的内部结构。

图4A是平面示意图，给出图3中驱动装置的感应电动机的转子铁芯。

图4B给出转子铁芯的部分断面侧示意图。

图5A给出图3中驱动装置的啮合离合器机构的啮合不规则板的平面示意图。

图5B是啮合不规则板按A-A断面的截面图。

图6A是图3驱动装置中的感应电动机转子的平面示意图。

图6B是转子按B-B断面的截面图。

图7给出一个图3中插入转子的缓动杆的一个实施例的侧示图。

图8给出一个图3所示驱动装置中啮合离合器机构的一种运行状况的截面图，啮合离合器机构处于搅动桨叶驱动状态。

图9给出图3所示驱动装置中啮合离合器机构运行状态的截面图，该啮合离合器机构处于洗涤兼脱水槽驱动状态。

图10A是图3所示驱动装置啮合离合器机构滑块的平面示意图。

图10B是图3所示驱动装置啮合离合器机构滑块的纵向截面图。

图10C是图3所示驱动装置啮合离合器机构滑块的底视图。

图11是图1所示的全自动电动洗衣机的电气结构的一种实施例的框图。

图12是图11所示的全自动电动洗衣机由微型计算机执行控制过程的流程图。

图13是甩干过程中表示电动机转速特性的图。

图14是以甩干过程恒定速度控制时，电源给电ON初始阶段的给电电压相位控制波形图。

图15是以甩干过程恒定速度控制时，电源给电ON初始阶段的给电电压相位控制表。

图16是以甩干过程恒定速度控制时，电源给电ON初始阶段的给电电压相位控制波形图。

图17是以甩干过程恒定速度控制时，电源给电OFF初始阶段的给电电压相位控制波形图。

图18是以甩干过程恒定速度控制时，电源给电ON期间初始阶段的给电电压相位控制表。

图19是图1所示的全自动电动洗衣机的驱动装置中的电容分相型的可逆转感应电动机和驱动电路的改进示意框图。

图20是表示图19所示的驱动装置中，甩干过程的速度控制特性图。

图21是表示图1所示全自动电动洗衣机甩干过程中的运行控制特性图。

图22是表示图21所示甩干过程中，制动时负荷量与减速时间的关系曲线图。

图23是根据图22所示制动特性的制动控制表。

图24是表示图1所示全自动电动洗衣机甩干过程中运行控制特性图。

图25是图24所示甩干过程中制动时的负荷量与减速时间的关系曲线图。

图26是根据图25所示的制动特征的制动控制表。

所述实施例的说明

图1是垂直侧面截面图，根据本发明给出了全自动电动洗衣机的一个实施例的基本结构。

参考符号1是容纳内部结构的机壳。参考符号2是洗涤兼脱水槽，该槽在上缘部分有一个液体平衡器3，和一个搅动桨叶4，4可转动地设置于洗涤兼脱水槽底部的内侧。参考符号5是为转动带有洗涤兼脱水槽2的外槽，驱动装置6采用钢板做的联接座固定在底部外侧，从外部机壳1的上端四角的隔振支持装置悬垂支持外槽。驱动装置6的内部结构将在下面说明。

上端面盖板9有一个衣物投入口9a，上端面盖板与一个外部机壳1的开口相配合以覆盖外部机壳1的上部开口，前面板10和后面板11用联接螺钉与外部机壳相连(图示省略)。

在上端面板9和前面板10之间的前面板箱12包括一个电源开关13，一个输入开关组14，一个显示元件组15，一个水位感应器16，该感应器产生一个对应外槽5内的水位的水位信号和控制装置17。这些部分组成了一个控制装置。

上端面板9和后面板11之间形成的后面板箱18，包括一个给水的电磁阀21，该阀的进水口一侧连接到龙头19，出水口一侧连接到注水口20。注水口20是向洗涤兼脱水槽2的开口放水。

衣物投入开口9a位于上端面板9上，用盖板22可以自由开闭衣物投入开口9a。

在外槽5底部的排水口5a通过一个排水电磁阀23，连接到一个排水软管24，防气阀5b通过一个气管25连接到水位传感器16。

机座27在四个角有脚26，机座连接在机壳1的下端边缘，机座由合成树脂构成。

图2是全自动电动洗衣机详细结构的纵向截面图，其中图示出了全自动电动洗衣机的一部分。由于全自动电动洗衣机实质上具有与图1所示的全自动电动洗衣机同样的结构，对应图1所示全自动电动洗衣机的各个部分都用同样的参考符号表示出来，在此省去解释。

图3是驱动装置6的内部结构的纵向截面图。

驱动装置6有一个减速齿轮机构，一个啮合离合器机构和一个可逆转感应电动机，这三部分按所述的洗涤兼脱水槽2和所述的搅动桨叶4的驱动转动轴的中心相垂直位置的方向串联成一列。

减速齿轮机构支承一个驱动转轴系统34，紧靠球轴承33a，33b处，在两个可分离减速齿轮外箱32a，32b中，该系统有一个进出双结构。两个可分离减速齿轮外箱32a，32b置于箱体的各个联接凸缘，联接螺钉31与固定支座7相连。

驱动转轴系统34有一个中空的外部转轴系统和一个位于中空的外部转轴系统内的中空部分的内部转轴系统。

外部转轴系统是一个通过将电动机转动直接传输给洗涤兼脱水槽2来驱动洗涤兼脱水槽2的转轴系统，它包括一个外侧输出轴部分35a、外部输入轴部分35d、齿轮箱部分35e、齿轮箱部分35c。外侧输出轴部分35a向外延伸到外箱32a，穿过外槽5联接到洗涤兼脱水槽2的顶端；外部输入轴部分35d有一个锯齿35b，35b与啮合离合器机构相啮合，该啮合离合器机构位于向外延伸到外箱32b的圆柱体部分内，该外部输入轴部分35d在一个圆柱体内，外部输入轴部分35d在内端有一个凸缘35c；齿轮箱部分35e内有一个行星齿轮减速机构；齿轮箱部分35c置于外侧输出轴部分35a和外部输入轴部分35d之间。含有部分行星齿轮减速机构的环形齿轮35f固定在齿轮箱部分35e的内周面上。

位于外部转轴系统中的内部转轴系统是一个为降低电动机转动并将此转动传输给搅动桨叶4从而驱动搅动桨叶4的转轴系统。该系统包括一个内输出轴部分36c、内输入轴部分36g和行星齿轮36i。内输出轴部分36c带有一个联接螺钉36a和锯齿36b。在防水和落下制动的状态下，采用一个密封垫37和一个金属支座38a和38b以及一个夹紧止动环(推进螺母)39。将内输出轴部分36c设置在外输出轴部分36c的内部，内输出轴部分36c还有一个联接螺钉36a，以其外端部分从外部输出轴部分35a顶部伸入洗涤兼脱水槽2，与搅动桨叶4联接，内输出轴36c还有一个锯齿36b，以其内端从内部伸入齿轮箱部分35e，使锯齿36b与行星齿轮减速机构耦合；内输入轴部分36g在外输入轴部分35d中，内输入轴部分36g受滚珠轴承40a和40b支承。内输入轴部分36g有一个电动机转子固定部分36d和紧固螺钉36e，外端部的电动机转子固定部分36d和紧固螺钉36e从外输入轴部分35d的外端以悬臂形式延伸，内输入轴部分36g在延伸到齿轮箱部分35e的内端部分有恒星式齿轮36f；通过托架36h与支座的支承，以及与将转动的齿轮35f和36f的啮合，行星齿轮36i将已经减小的转动力传输给托架36h，托架36h固定在齿轮箱35e中的内输出轴部分36c的锯齿36b上。

为支承内输入轴部分36g，滚珠轴承40a和40b以外环压配状态下装在外输入轴部分35d内，内输入轴部分36g用作高精度电动机的转动轴。由于内部输入轴部分36g以悬臂状态支承感应电动机的转子，故使用具有较低的损耗，适于支承较大的径向负荷的典型滚动轴承的滚球轴承40a和40b，支承内输入轴部分36g。但是，可使用滚柱轴承代替滚珠轴承。

在这种驱动转轴系统34中，外部转轴系统部分是用镀锌钢板的冷压处理形成。起初，内输出轴部分36c置于外输出轴部分35a中，由金属支座38a，38b支承，且用密封圈37形成水密状态从而使输出轴部分暂时受到夹紧止动环39的推压。接着，通过在外输出轴部分35a内端部分装配齿轮箱部分35e实现暂时的组合。

将齿轮箱35e装配于外部输出轴部分35a的内端部分上面的组合的工件在压力机中由模具组的包围而得以支承，外输出轴部分35a和齿轮箱部分35e之间的配合部分是由推入夹紧止动环39进行金属变形结合，与此同时，用冲压机104进行挤压实现外输出轴部分35a端部的推进和膨出。

另一方面，通过滚珠轴承40a和40b设置外输出轴部分35d中的输入轴部分36g，从而构成输入轴部分。

然后，输入轴部分与齿轮箱部分35e相耦合是这样进行的：将托架36h固定在锯齿36b上，锯齿36b伸入局部装备形成工件的齿轮箱35e内，该工件是由在外部输出轴部分35a和齿轮箱35e之间的固定部分金属变形结合形成的，从而受到压力机中由模具组的包围的支承，支承行星齿轮36i托架36h，插入环形齿轮，将输出轴部分倒过来置于插入工件的环形齿轮上，这样用凸缘35c覆盖齿轮箱部分35e的开口端，然后将冲头推到输入轴部分放置的工件上，冲头有一个环切刀口，用来分开齿轮箱部分35e的开口和向内包住凸缘35e的外周边缘，如同支承外部周边。

电动机是这样装配：联接螺钉42穿过处于绝缘状态的绝缘构件41，将电动机壳43与外箱32b的低端面相连，以向下开口，穿过开口端插入定子44，然后将定子置于多个逐渐被抬高的凸起43a和弯钩43b之间，以固定定子。具体说来，电动机的安装是这样实现的：将6极结构的线圈44b缠绕并固定在定子铁芯44a上，以构成一个具有电容分相型的可逆转动的感应电动机，然后，将定子铁芯44a插入电动机壳43以使定子铁芯44a的外周表面固定在电动机壳43上，然后将电动机屏蔽罩43与外箱32b的低端面相连接。同定子44相配对的转子45置于转子固定部分36d，36d是内输入轴部分36g形成的，同时用紧固螺母46与紧固螺母36e拧紧固定。

关于转子45，转子芯45a的外侧铁芯45a₁和内侧铁芯45a₂叠层构成如图4A和4B。外侧铁芯45a₁和内侧铁芯45a₂的尺寸形成沟槽45a₃，45a₃是其间的一绝缘树脂层。外侧铁芯45a₁有槽45a₄，在外侧铁芯45a₁的外围通过模铸构成花篮状的次级导体，外侧铁芯45a₁歪斜地层叠以抑制转矩变动。内侧铁芯45a₂有一个转轴固定孔45a₅，用来插入中心部位的内输入轴36g底端的转子固定部分，4个不规则板固定孔45a₆用来将啮合的不规则板固定在转轴固定孔45a₅周围(下面将对此说明)，缓冲杆固定孔45a₇以插入并固定缓冲杆(下面将对此说明)，从而在不规则板固定孔45a₆的两侧缓冲联接，内侧铁芯45a₂按直线状分层叠。

为保证内侧铁芯45a₂的精确度，同时防止转动，内侧铁芯45a₂的转轴固定孔45a₅形成一个圆形和一个角形，该圆形孔厚度约叠片厚度的80％，该角形孔厚度为余下的约20％。而且，当绝缘树脂层渗入间隙45a₃时，通过联接不规则面防止外侧铁芯45a₁的内周面和内侧铁芯45a₂的外周面转动。而且，通过使叠片数相等，减小外侧铁芯45a₁的厚度和内侧铁芯45a₂的厚度尺寸上的差异。

如图5A和5B所示，啮合不规则板45c采用以下方式构成：在环形非磁性金属板(实施例中用黄铜板)的周边形成等距的4个凹切部分45c₁，从而形成4个啮合突出部分45c₂辐射状地保留在4个凹切部分45c₁之间；各个啮合突出部分45c₂的两侧联接面45c₃固定缓冲杆，形成缓冲杆固定切孔45c₄，使缓冲杆可以从接触面45c₃突出出来；进一步采用挤压处理在下表面形成固定突出部分45c₅，以固定并连接到内铁芯45a₂的不规则板固定孔45a₆。由此，所形成的缓冲杆固定切孔45c₄的直径比缓冲杆固定孔45a₇的直径大。啮合不规则板45c采用类似形状模制非磁性树脂构成。

关于如上述制造的转子铁芯45a和啮合不规则板45c，可以参考图6A和6B，对外侧铁芯45a₁，花篮形的次级导体45b₁和冷却风扇45b₂，45b₃都是由铝模铸45b而浇注成一体的。

对内侧铁芯45a₂，啮合不规则板45c的固定突出部分45c₅是压嵌入不规则板固定孔45a₆，以配合并固定在内侧铁芯45a₂上表面的啮合不规则板45c。在啮合不规则板45c啮合并固定于内铁芯45a2的上表面的状态下，在间隙45a3内形成的缓冲杆固定孔45a₇和在啮合不规则板45c中形成的缓冲杆固定切孔45c₄都是共轴联接在一起。

然后，通过将绝缘树脂(PPS)注入其间的间隙45a₃，形成一个用来耦合外侧铁芯45a₁和内侧铁芯45a₂的绝缘树脂层45d₁。通过将绝缘树脂层45d₁扩展，为转动检测传感器形成了转动磁铁接收部分45d₂，从而可以将磁铁45e放入转动磁铁接收部分45d₂。而且，转动磁铁接收部分45d₂延伸到转子铁芯45a的底端面上，这样包围了置于底端面的不规则板的4个啮合突出部分45c₂的外周。由此，实现了树脂浇注，从而缓冲杆固定孔45a₇在间隙45a₃中间形成，缓冲杆固定切孔45c₄在啮合不规则板45中形成，缓冲杆固定孔45a₇和缓冲杆固定切孔45c₄保持一个中空状。

缓冲杆45f插入间隙45a₃的缓冲杆固定孔45a₇和啮合不规则板45c中的缓冲杆固定切孔45c₄，缓冲杆45f略有弹性，且是一种良好耐热与耐磨强度的氨基甲酸乙酯橡胶(热塑氨基甲酸乙酯橡胶合成橡胶，硬度HS90±5)的模型。如图7所示，缓冲杆45f包括一个大直径端45f₁，固定在内侧铁芯45a₂的上表面；一个小直径部分45f₂，穿过缓冲杆固定孔45a₇；一个大直径部分45f₃，固定在底端面；以及一个固定工作部分45f₄。大直径端45f₁有一个可以使大直径端45f₁置于缓冲杆固定切孔45c₄的直径，而且该大直径端45f₁固定在缓冲杆固定孔45a₇的边缘。大直径端45f₃具有的直径可以使大直径端45f₃穿过缓冲杆固定切孔45c₄，而且压至变形为小直径可以穿过缓冲杆固定孔45a₇，并且，在穿过缓冲杆固定孔45a₇之后，大直径端45f₃膨胀和恢复以构成一个锥形端，该锥形端可以被固定在缓冲杆固定孔45a₇的边缘。固定工作部分45f₄的直径，可以使固定工作部分45f₄轻松穿过缓冲杆固定孔45a₇，而且固定工作部分45f₄的长度可以采用拉延操作，通过缓冲杆固定孔45a₇穿通缓冲杆45f，并将缓冲杆45f固定在缓冲杆固定孔45a₇。

缓冲杆45f的固定工作部分45f₄从啮合不规则板45c的缓冲杆固定切孔45c₄处，穿入内侧铁芯45a₂的缓冲杆固定孔45a₇，缓冲杆固定切孔45c₄在相对一侧露出，然后拉出该被露部分，使大直径端45f₃受压后可以穿过缓冲杆固定孔45a₇。在该过程的最后阶段，大直径端45f₁置于缓冲杆固定切孔45c₄之中，固定在内侧铁芯45a₂的缓冲杆固定孔45a₇的上缘。进一步拉固定工作部分45f₂小直径端45f₂膨胀，大直径端45f₃穿过缓冲杆固定孔45a₇，且恢复固定到缓冲杆固定孔45a₇的低端边缘。在此情况下，通过切割固定工作部分45f₄，大直径部分45f₁的局部从啮合突出部分45c₂的联接表面45c₃突出出来，以缓冲与联接表面45c₃之间的接触，实现缓冲杆45f的固定。

按照上述结构的转子45置入在内侧输入轴部分36g中形成的电动机转子固定部分36d，转子45通过紧固螺母46固定在电动机转子固定部分36d。

啮合离合器机构47，局部如图8～图10示意，啮合离合器机构47通过啮合耦合将外侧转轴系统35连接到电动机的转子45，而且将转子45的转动力传输给外侧转轴系统35，使外侧转轴系统35实现转动，或者解除啮合耦合，使外侧转轴系统35停止转动。

为了减少轴向的驱动部件6的整个尺寸，包括环状电磁铁芯47a在内，啮合离合器机构47与环状电磁铁芯47b一起，都用联接螺钉42置于电动机壳43的内部，而且啮合离合器机构47置于由定子线圈44b的终端线圈包围形成的内部空间，从而包围外侧输入轴部分35d。滑块47c由绝缘树脂构成，轴向可滑动地与外侧输入轴部分35d的锯齿35b相耦合，滑块47c被盘簧47d向下推，使得能够与转子45的啮合不规则板45c联接，滑块47c受电磁线圈47a的电磁作用抬高，电磁线圈47a抵抗盘簧47d的下推作用，从而脱开啮合，粘附并固定在电磁铁芯47b上以抑制转动。

滑块47c包括一个铁质附着元件47e，该铁质附着元件47e通过用PPS树脂外侧浇注与滑块结合为一体，铁质附着元件47e附着在电磁铁芯47b上。滑块47e设置有一余量可以为转动方向上的啮合不规则板的凹切部分45c的形成小间隙，滑块47c还包括一个啮合突出部分47f，47f通过浇注树脂与滑块结合为一体，啮合突出部分47f连接到缓冲杆45f的大直径部分45f₁，通过在传输转矩位置压紧大直径部分45f₁，缓冲杆45f从啮合突出部分45c₂和联接表面45c₃的两侧突出出来。而且，与外侧输入轴部分35d的锯齿35b轴向可滑动联接的锯齿47g在内侧形成。

当滑块47c的附着元件47e附在电磁铁芯47b上时，为阻止滑块47c转动，在电磁铁芯47b的附着面上形成多个径向阻塞槽47b₁，并在附着元件47e上形成了与多个径向阻塞槽47b₁啮合的多个径向突出横条47e₁。

由于缓冲杆45f是一个在啮合离合器机构中，实现电动机的转子45的啮合不规则板45c和滑块47c的啮合突出部分45c₂之间缓冲的缓冲杆，缓冲杆45f可以改变为各种形状，且置于滑块47c旁边。

电动机壳43的底部安装并覆盖一个外罩48。转动检测传感器的转动检测元件49(磁感应元件)附在该外罩上，转动检测元件49置于转子45的永磁体45d的转动路线的对面。

用联接螺母50，将外槽5的外侧底部的联接支座与上述驱动装置6联接。外罩51盖住驱动装置6的外侧，用联接螺母50将外罩51与驱动装置6联在一起。

图11给出全自动电动洗衣机的电气结构的实施例框图。

在微型计算机17a周围构成控制装置17，该控制装置17包括一个电源电路17b；一个零交信号发生电路17c；一个重置电路17d；一个功率继电器17e；一个驱动电路17f，由半导体交流开关元件(FLS)组和一个二极管组组成，用来控制向给水电磁阀21，排水电磁阀23，啮合离合器机构电磁线圈47a，以及定子绕组44b(44b₁，44b₂)供电；一个发出时钟信号的振荡电路17g；一个蜂鸣器17h。

电源电路17b为控制电路产生低压直流电压；零交信号发生器17c产生一个参考信号来控制半导体开关元件；重置电路17d发出一个重置信号，将微型计算机17a重置为电源打开时的预定初始状态；振荡器电路17g为使微型计算机17a工作，发出一个时钟信号。

关于对电动机的定子绕组44b₁，44b₂的电源控制，驱动电路17f包括两个半导体交流开关元件(FLS)17f₁，17f₂，用作逆转控制以及反转电磁制动。FLS17f₁是为正常转动电源控制提供的半导体交流开关元件，FLS17f₂是为反转电源控制提供的半导体交流开关元件。参考符号44c表示一个分相电容器。而且，还为控制给水电磁阀21和排水电磁阀23配置了阀控制FLS17f₃，17f₄。关于对电磁线圈47a的供电控制，提供有二极管桥路17f₅，为传导直流驱动电流适合产生用以控制驱动电流的较大电磁力和相位控制FLS17f₆，配置一个二极管桥17f₅。鉴于需要大电磁作用，电磁线圈驱动电流受到控制，使得在吸引附着元件47e的初始阶段驱动电流较大，然后，为了减少发热，吸附后驱动电流接着又降低。

根据预置控制操作程序，从电源开关13，输入开关组14，水位传感器16，以及控制显示元件组15、功率继电器17e、驱动电路17f和蜂鸣器17h的转动检测元件49，微型处理器17a取得输入信号。

当电源开关13开启，功率继电器17e也开启，以使控制装置17的微型计算机17a处于备用状态。

此时，当输入开关组14指示洗涤开始时，检查由输入开关组14设定的洗涤兼甩干方式，开始进行设置的洗涤兼甩干方式下的洗涤兼甩干操作。

图12给出在基本洗涤兼甩干方式下的微型计算机17a执行的控制过程。

步骤101

给水电磁阀21开启后，向外槽5给水直到预置水位。预置水位是适合于下道步骤中衣物量检测的水位，通过监测水位传感器16输出的水位检测信号，实现水位检测。

步骤102

检测衣物量。搅动桨叶4转动时根据洗涤衣物量的阻力大小，进行衣物量的检测，这一点类似传统的洗衣机。为了做到这一点，通过向啮合离合器机构47的电磁线圈47a供能，产生电磁作用吸引附着元件47e，同时通过用制动槽47b1将附着元件47e与电磁铁芯47b联接在一起与啮合突出横条47e₁相啮合，这样滑块47c向上拉至盘簧47d反方向，将滑块47c的啮合突出部分47f从电动机转子45的啮合不规则部分45c₃相分离，外槽转轴系统35(洗涤兼脱水槽2)的转动受到抑制而停止转动。在这种状况下，向电动机的定子线圈44b供能使转子45转动，从内侧输入轴部分36g通过行星齿轮36i降低转速后，将这种转

动传输给内侧输出轴部分36c，以使搅动叶片4转动。然后，根据转动检测元件49的输出信号，检测出停止驱动时的惯性转速，根据减速特性，就检测出衣物量。当水位变化时，衣物质量用检测程序就可以检测出来。

步骤103

相应于衣物重量和衣物质量的洗涤水位确定后，进行给水，直到洗涤水位。

步骤104

进行与衣物重量和衣物质量相应的洗涤操作。一种方法是按一个方向转动搅动桨叶4，然后以另一个方向转动；一种方法是按一个方向转动洗涤兼脱水槽2，然后按另一个方向转动；另一种方法是按一个方向连续转动洗涤兼脱水槽2，从这样几种洗涤方法中选择一种，进行洗涤。

按一个方向转动搅动桨叶4，然后以另一个方向转动的洗涤方式适合于强搅动洗涤类似棉内衣或短袜。按照一个方向转动洗涤兼脱水槽2，然后按另一个方向转动的洗涤方式适合于搅动洗涤类似被单或浴巾，防止洗涤物相互缠绕，减少洗涤不均匀。按一个方向连续转动洗涤兼脱水槽2的方法适合于类似标有干洗标志保持不变形的洗涤物。

按一个方向转动搅动桨叶4，然后以另一个方向转动的洗涤方式按照以下步骤进行：通过向啮合离合器机构47的电磁线圈47a供能，拉起滑块47c，断开滑块47c和转子45的啮合不规则板45c的联接；将附着元件47e连接到电磁铁芯47b，从而将制动突出横条47e₁与隔离槽47b₁联接以阻止外输入轴部分转动导致使洗涤兼脱水槽3进入停止状态；向定子线圈44供能使转子45按造一个方向转动，然后按另一个方向转动；通过内侧输入轴部分36g，行星齿轮36i和内侧输出轴部分36c向搅动桨叶4传输转动。

按一个方向转动洗涤兼脱水槽2，然后按另一个方向转动的洗涤方式可以按以下步骤实现：去除啮合离合器机构47的电磁线圈47a的供电，通过盘簧47d将滑块47c下推，使滑块47c的啮合突出部分47f与转子45的啮合不规则板45c的凹切部分45c₁相连，将滑块47c与转子45置于耦合状态；向定子线圈44供能使转子45按一个方向转动，然后按另一个方向转动；将此转动通过外侧输入轴部分35d，齿轮箱部分35e和外侧输出轴部分35a传输给洗涤兼脱水槽2。与此同时，由于行星齿轮机构失去了减速功能，搅动桨叶4与洗涤兼脱水槽2同步转动。

按一个方向连续转动洗涤兼脱水槽2的洗涤方法可以按下面步骤实现：设定水位置为较低位；给定子线圈44供能，在啮合离合器机构47的啮合与联接状态下，使转子45按一个方向转动。

微型计算机17a按以下步骤进行三种洗涤方式的选择：确定对应输入开关组14设定洗涤方式的衣物重量和衣物质量，通过控制啮合离合器机构47的电磁线圈47a来控制啮合离合器机构47的联接和不联接状态。而且，如果必要，可以将这几种洗涤方法组合为一种洗涤方法。

步骤105

进行漂洗。更好的方式是通过喷淋漂洗和池洗的组合来进行漂洗。这种组合的可取方法是先进行喷淋漂洗，然后进行池洗。

喷淋漂洗按造以下步骤实现：开启排水电磁阀23使洗衣机处于排水状态；在搅动桨叶4转动和洗涤兼脱水槽2高速的甩干状态下，开启给水电磁阀21对洗涤兼脱水槽2给水。

在洗涤兼脱水槽2高速转动甩干时，类似于上述的洗涤兼脱水槽2转动的洗涤方法的情况，啮合离合器机构47处在这样的状态：去除电磁线圈47a的供能，滑块47d与电动机转子45啮合，同时电动机按预定方向高速转动。

池洗按以下方式进行：反复进行开启排水电磁阀23的操作，在搅动桨叶4和洗涤兼脱水槽2停止的状态下排水；高速转动洗涤兼脱水槽2进行甩干；然后关闭排水电磁阀23，打开给水电磁阀21，给水以蓄积在洗涤兼脱水槽2中漂洗的水量；转动搅动桨叶4或洗涤兼脱水槽2，以搅动被洗涤物件。

步骤106

进行甩干处理。甩干处理按造类似于漂洗过程的甩干方式进行。

在各个步骤中，微型计算机17a控制显示元件组15，显示设定的状态和操作进程情况，当发生不正常时，蜂鸣器17h发出声音。

在漂洗过程的甩干和甩干过程中，为了转动洗涤兼脱水槽2，啮合离合器机构47将滑块47d和电动机转子45置于耦合状态。啮合离合器机构47将滑块47d的啮合突出部分47f配合到电动机转子的啮合不规则板45c的凹切部分45c₁，这样同缓冲杆45f的大直径部分45f₁联接，缓冲杆45f受大直径部分45f₁挤压，从啮合突出部分45c₂两侧的联接表面45c₃和联接表面45c₃突出来。在上述啮合情况下，通过电动机的运行，将转动转矩的转动状态传输给洗涤兼脱水槽2，当转速达到与洗涤兼脱水槽2不相上下时的一定转速时，用啮合进行转动转矩的传输就会变得较强，然后由于电动机转矩的波动而减弱或者中断。然而，在这个实施例中，由于缓冲杆45f的大直径端部分45f₁插入电动机转子45的啮合不规则板45f的联接表面45c₃，被传输转矩的强-弱波动或间断性变动由大直径部分45f₁弹性形变吸收，在啮合不规则板45c的联接表面45c₃和滑块47d的啮合突出部分47f之间的接触－分离过程减慢，从而抑制接触噪声的出现。

而且，对在电动机间断性工作过程的间断性地甩干来说，接触噪声出现的抑制功能是有效的。

而且，用倒相电动机做电动机，在啮合离合器机构47也用于电动洗衣机时，由啮合离合器机构47实现的抑制接触噪声出现的功能也同样会发挥作用。

通过在恒定速度控制中，提高电动机控制，以保持按一定转速进行甩干，可以更加有效地实现甩干过程中的抑制接触声的出现。

在甩干过程中，为了保持洗涤兼脱水槽2的转速为一定转速(如850rpm)，通过间断(ON/OFF)给定子绕组44b₁，44b₂通电，同时参考分相型电容器的逆转感应电动机的转子45的转速(转动检测元件49的输出信号)，控制装置17中的微型计算机17a控制驱动电路17f的FLS17f₁。

图13给出甩干过程中电动机转速的特性曲线。该特性曲线取自间断性控制电源的一种情况。即当电动机转速达到一定转速时，关闭电源(OFF)，经过一定时间后(如6秒)，开启电源(ON)，这样保持电动机为一定转速(如，850rpm)。

在上述的对电动机电源间断性控制过程中，如果在电源开启时，瞬时性提供全电压电源，在电源关闭时，瞬时性完全停止供电，转子45中出现的转矩波动就会变得更加厉害，在离合器的转矩传输部分减小时，降低缓冲杆45f的缓冲效果。在该实施例中，为了缩减缓冲效果，在最初的电源开启和关闭阶段，实现了提供给电源的电压波形的相位控制，从而调整电动机转矩的波动。在去掉转动转矩传输部分的缓冲杆45f的离合器机构中可以达到这种效果。

图14和图15给出电源开启的初始阶段提供给电源的相位控制波形图和控制表。

图14中的所提供的电源控制为：为了对所提供电源电压波形执行恒定相位控制(Δt)，电源开启阶段的初始状态下，就提供电压波形相位控制有效阶段T1，然后执行正弦波电压运行阶段T2。

在电压波形相位控制运行阶段T1的相位控制角Δt是按与负荷量(衣物量)和电源频率以及转速相对应来设置的，当负荷量大时，Δt设置得大，当转速较高时，Δt设置较小，如图15所示。负荷量的信息被视为一个衣物量的检测值，转速信息是根据转速检测元件49的输出信号进行检测。相位控制角Δt的设置参考图15所示的控制表，或者按计算所得进行设置。

如图16所示，相位控制可以在转矩中，通过相位控制角Δt的设置，从而使随电压波形相位控制运行期间T1逐渐减小，这样进一步调整转矩急剧波动。

图17和图18给出了在电源关闭期间的初始阶段，提供电源的相控电压波形和控制表。这里的电源关闭期间指作为控制周期的关闭期间。

如图17的所提供电源控制是这样实现的：对所提供电源的电压波形来说，执行恒定相位控制(Δt1～Δt2)的电源波形相位控制运行期间T1～T3是在电源关闭期间的最初阶段提供的，然后是完全停止电源供电期间T4。

不管负荷量(衣物量)和电源频率以及转速如何，电压波形相位控制运行期间T1～T3是恒定值，当负荷量大时，该恒定值设置较大，相位控制角Δt1～Δt3随电压波形相位控制运行期间T1～T3的过去而置为较大，如图18。相位控制角Δt1～Δt3参考图18所示的时间和控制表进行设定，或者按计算所得进行设置。

在这种恒定速度控制中，减少接触噪声可以这样实现：降低电源开关次数。在去掉分相型电容44c情况下，电源提供能量给分相型的感应电动机，这时电容分相型的感应电动机的转矩减小，转速下降。然而，速度下降(减速比)小。因此甩干时在电容器分相型逆转感应电动机的运行过程中，当速度接近一定转速时，通过控制分相型电容44c的联接-断开(即与分相型电路联接或断开)，转速可以缓慢增加和降低，并保持一定转速。

图19给出了电容分相型逆转感应电动机和实施这种控制的驱动电路17f改进后的一种情况。电磁继电器44d的开关触点44d₁与分相型电容44c串联，采用驱动电路17f给出的FLS17f7控制电磁继电器44d的电磁线圈44d₂。当然，FLS17f7由微型计算机17a发出的指令控制。

关于甩干过程中的电动机的运行控制，微型计算机17a执行如下的控制：设置一个特定的转速(最大和最小转速，如，最大转速=850rpm，最小转速=800rpm)；在甩干过程中，根据转速检测元件49的输出信号检测转速；在转速从起始增加到最大转速之前，通过闭合电磁继电器44d的电磁线圈44d₂，同时开启FLS17f₁，驱动按分相型电容44c联接方式运行电动机；先关闭FLS17f₁，然后开启电磁继电器44d的电磁线圈44d₂；再次接通FLS17f₁，在断开分相型电容方式下使电动机运行。在这种运行方式下，电容分相型逆转感应电动机的转矩降低，从而减小转速。然后，当转速下降到最小转速时，微型计算机17a执行控制，先关闭FLS17f₁，然后打开电磁继电器44d的电磁线圈44d₂；再次开启FLS17f₁，在分相型电容44c联接的方式下使电动机运行。在这种方式中，电动机转矩增加，从而增大转速。

更可取的是，在与电源电压波形的零交的相位相差90度的时刻(此刻流过分相电容器的电流为零)，进行电磁继电器44d的开关触点44d1的开关。

图20给出了上述运行控制的速度控制特性曲线。

甩干将要完成时，在制动以使洗涤兼脱水槽2的速度降低过程中，反相电磁制动是有效的，反相电磁制动中，电源为电容分相型的逆向制动感应电动机供电，产生与甩干转动方向相反的转矩。采用反转电源控制FLS17f₂来控制定子绕组44b₁，44b₂(定子绕组44b₁，44b₂是为反转搅动桨叶4的逆转感应电动机的)，实现反相电磁制动。

在直流制动方法中，由于突入电流增大到制动时的14到15A，控制装置17特别是微型计算机17a中的电源电压可能降低到40到59V，引起误运行，通过将直流电压加到感应电动机的定子绕组44b₁和44b₂，产生一个制动力。另一方面，在反相电磁制动中，由于没有较大突入电流，降低电源电压也不会导致误运行。

在反相电磁制动中，由于按反转方向的逆转感应电动机产生转矩，如果反相电磁制动的电源在转动停止后接着供电，逆转感应电动机将按反方向转动。但是，如果供电时间不够，在转动结束前无法实现完全制动。所以，对反相电磁制动来说，重要的是对供电电源停止时间的控制。值得考虑的是，采用一种控制方法，即采用转动检测元件49的输出信号，得到电动机转子45的转速，而且反相电磁制动的电源参考转速停止供电。然而，由于检测误差在低速转动下较大，实现精确控制很困难。

在该实施例中，在反相电磁制动中，为了更加精确停止电源供电，采用一种方法，该方法是，对应一定量负荷(衣物量)，控制反相电磁制动的电源供电时间。

甩干过程的反相电磁制动中，转速的减速比根据负荷量而变动。因此，在实施例中，从一个预置转速到另一个预置转速的减速比(减速时间)可以测出，根据该测得值，计算出反相电磁制动停止时间，从而控制反相电源供电时间。

而且，根据负荷量，甩干过程起始运行转速的增速比变动。因此，在另一个实施例中，测出一个达到一定转速的增速比(起始时间)，根据该测得值，计算出反相电磁制动停止时间，从而控制反相电源供电时间。

根据采用微型计算机17a的控制过程，可以实现控制反相电源供电时间的两种方法。

图21给出在前述实施例中甩干过程的运行控制特性曲线。甩干过程中，通过执行FLS17f₁的ON/OFF控制，使逆转感应电动机的定子绕组44b₁作为主绕组，定子绕组44b2作为辅绕组的情况下，进行电源供电，实行在特定时期内以特定转速甩干。然后，关闭FLS17f₁后，开启FLS17f₂，使逆转感应电动机的定子绕组44b₂作为主绕组，定子绕组44b₁作为辅助绕组，在此情况下，进行反相电源供电，启动反相电磁制动。转速从R1到R2下降的减速比(减速时间)T可以参考转动检测元件49的输出信号计算出来，而且计算出从转速R2到停止的反相电磁制动停止时间t，来控制反相电源供电时间。

参考转动检测元件49的输出信号，高精确的微型计算机17a可以计算出待检测的转速R1，R2。转速R2设置得尽量低为好。

图22(a)给出负荷量和减速时间T的相互关系，图22(b)给出负荷量和反相电磁制动停止时间t之间的相互关系。图23是一个具体数值的控制表。

因此，通过计算过程，或者根据所计算减速时间T，用这些关系的控制表作参考，计算出参考计算减速反相电磁制动停止时间t，这样微型计算机17a控制反相电源供电的时间。

图24给出其他前述实施例的甩干过程中的运行控制特性曲线。甩干过程中，通过对FLS17f₁进行开关控制，使逆转感应电动机的定子绕组44b₁作为主绕组，定子绕组44b₂作为辅助绕组，在此情况下，提供电能，可以实现一定转速，一定时间下的甩干操作。在起始时间，可以测得起始期间TA，这段时间是转速增加到一定转速的时间。然后，当甩干结束时，关闭FLS17f₁后，开启FLS17f₂，使逆转感应电动机的定子绕组44b₂作为主绕组，定子绕组44b₁作为辅助绕组，在此情况下，电源提供电能，开始进行反相电磁制动。参考起始期间TA，可以计算出从转速R1到停止的反相电磁制动停止时间TB，控制反相供电时间。

图25(a)给出了负荷量和起始时间TA之间的关系，图25(b)给出了负荷量和反相电磁制动停止时间TB之间的关系。图26给出一个表示具体数值的控制表。

因此，通过计算过程，或者根据所计算起始时间TA，用这些关系的控制表作参考，计算出参考计算减速反相电磁制动停止时间TB，这样微型计算机17a控制反相电源供电的时间。

根据本发明，在驱动装置的啮合离合器机构中，通过啮合－耦合转动力传输面间插入缓冲杆，使啮合-耦合转动力传输面重复接触和分开产生的噪声得以降低。

Claims (8)

1．一种电动洗衣机，其特征是，包括

一个可转动的洗涤兼脱水槽，位于外槽内；

一个可转动的搅动桨叶，位于所述洗涤兼脱水槽底部的内侧；

一个驱动装置，驱动所述洗涤兼脱水槽和所述搅动桨叶，所述驱动装置位于所述外槽底部的外侧；

一个控制装置，所述驱动装置的结构为，减速齿轮机构、离合器机构和逆转电动机按垂直方向串联，对准为所述洗涤兼脱水槽和所述搅动桨叶的驱动转轴的中心，其中

在相互啮合和耦合的转动力传输面之间，所述离合器机构有一个缓冲杆。

2．如权利要求1所述的电动洗衣机，其特征是，所述的逆转电动机是感应电动机。

3．如权利要求1所述的电动洗衣机，其特征是，所述的逆转电动机是倒相电动机。

4．如权利要求1所述的电动洗衣机，其特征是，通过在啮合不规则点和滑块突出部份之间的啮合耦合，所述离合器机构传输转动力，其中啮合不规则点由电动机转子提供，滑块与输入轴可滑动地啮合。

5．如权利要求4所述的电动洗衣机，其特征是，在位于所述啮合不规则点之转动方向两侧的接触面之间，插入所述的缓冲杆。

6．如权利要求4所述的电动洗衣机，其特征是，其中所述的啮合不规则点是由电动机转子的啮合不规则板构成，所述滑块的啮合突出部分是树脂浇注而成，所述滑块与轴可滑动地啮合。

7．如权利要求4所述的电动洗衣机，其特征是，其中所述的啮合不规则板由非磁性金属或树脂构成。

8．根据如权利要求1-7中任一项所述的电动洗衣机，其特征是，通过间断性地给电动机供能，所述的控制装置进行控制，以便保持甩干过程中的转速为一特定转速。

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