CN1724741A - 洗衣机的搅拌器组件 - Google Patents

Abstract

一种用于自动洗衣机的搅拌器组件包括一搅拌器和一装在该搅拌器上的一螺旋推运器。该螺旋推运器包括一限定圆周表面的管状体，并有一中心纵轴线。叶片环绕管状体成螺旋状，并从圆周表面上具有厚度为T的根部延伸到尖端。叶片有一宽度W，是从圆周表面沿一垂直于中心纵轴线的一线上测得。叶片由多个凸缘形成，相邻凸缘由台阶连接。利用本结构，叶片可有相对较小的根部厚度T和相对较大的宽度W。

Description

洗衣机的搅拌器组件

本申请要求对美国专利申请号60/521746(2004年6月29日归档)的权利。

技术领域

本发明总体涉及一洗衣机的一种搅拌器组件，特别关于一种带有螺旋形叶片推运器的搅拌器组件。

背景技术

众所周知，自动洗衣机已广泛应用于清洗一批衣服，包括一件或多件服装物品，并按事先设定的循环进行清洗。这种型式的洗衣机主要在一无孔桶中装有一多孔的篮，而该篮能相对于桶旋转。衣服被置于篮中，洗衣液能通过孔在篮和桶之间自由流动。立轴浸没型洗衣机主要在篮中装有一单动作或双动作的搅拌器组件，该搅拌器组件环绕一立轴相对于篮旋转，对浸没的衣服施加机械能量。单动作的搅拌器组件包括一往复式搅拌器，它有一搅拌圆筒和一裙边部份，该部份在圆周上带有分隔的叶片。搅拌叶片从搅拌圆筒沿径向往外延伸，其下边可和裙边完全是整体的或和裙边分离。搅拌叶片会同搅拌圆筒和裙边通常由注射模压聚丙烯制成。其结果是，因叶片相对较为刚性，当和裙边成整体时基本上不能弯曲，或者当叶片下边和裙边分离时仅能绕一和立轴平行的一轴弯曲。

双动作搅拌器联合一螺旋推运器(auger)可以推动衣服往下到达搅拌器。传统的螺旋推运器环绕搅拌器圆筒并由一单向离合器和搅拌器耦合。螺旋推运器通常包括一管状体和一连续的螺旋叶片，该叶片具有一恒定的横截面。螺旋叶片是和管状体成整体并从管状体向外延伸，叶片具有一根部，在该根部叶片和管状体相交并向外延伸到尖端成一锥面。螺旋叶片可垂直于管状体的中心轴线，或为了较佳的洗衣性能，最好有些根切或者相对于中心轴线有所倾斜，如上述Pinkowski专利所示。螺旋推运器最好用注射模压工艺生产。为适应螺旋叶片的根切，注射模压工艺使用了环绕模芯的多个沿径向活动的模块，在材料注入模芯并充分凝固后模块沿径向退出，同时模芯从模具中沿轴向抽出。

制造螺旋推运器的方法及其物理特征(连续的螺旋体、根切的叶片、恒定的径向截面)的组合限止了螺旋叶片沿径向延伸或其宽度(从管状体到尖端的距离)，并使螺旋叶片具有相对厚的根部。叶片的实际宽度被限止在比最大叶片宽度较小的值，最大宽度是叶片的可能最大宽度。叶片根部的厚度和最大叶片宽度依赖于叶片锥体的角度，该角度也称为从根部到尖端的拔模斜角(draftangle)。该斜角是根切角(undercut angle)和叶片节距的一个函数，根切角是叶片下表面与管状体的外壁之间的夹角，叶片节距是叶片相邻两圈之间的距离，并能表示叶片的坡度。假设所有其它变数为恒定，一较大的根切角和一较小的节距各自相当于一较小的拔模斜角，这样，导致一更薄的根部和一更大的最大叶片宽度。然而，在已有技术的螺旋推运器的设计中要求根切角和节距的组合能达到要求的螺旋推运器的性能，结果导致一相对较大的拔模斜角和随之一较厚的根部和较短的宽度。例如，有些已有技术的螺旋叶片具有的根部厚度在12-16毫米的数量级中，以及最大叶片宽度在约33-35毫米之间。相应的叶片宽度和根部厚度之比约为2.2-2.8，这就意味着叶片宽度小于根部厚度的三倍。

不幸的是，较厚的根部会导致注射模压工艺及螺旋推运器本身关联的若干问题。例如，不单是这些叶片需要大量材料，而且在螺旋推运器能从模具中取出前，根部还必须充分凝固。其结果是，循环时间将会不希望地加长，而模具的寿命也将相对缩短。而且，当根部很厚时，管状体会变形成椭圆形、鸡蛋形，而且在叶片处的管状体内壁会形成凹部或根切，因为叶片的根部在冷却时试图把管状体向外拉。由于螺旋推运器装在搅拌圆筒上并围绕它旋转，该螺旋推运器必须适应于接受变形和根切，使之和搅拌圆筒同心。

为避免根部太厚的问题，可将根切角加大，节距减小，从而减小根部的厚度。这种解决办法还可增加最大叶片宽度，从而增加螺旋推运器的效率。然而，根切角和节距至少部份是根据洗衣性能和洗衣机的效率来选择的，而且并不要求以改变根切角和节距达到需要的程度以得到最大叶片宽度和一相对薄的根部。

当使用洗衣机时，螺旋叶片对衣服物品和洗衣液施加向下的运动，而搅拌叶片向衣服物品和洗衣液施加一离心运动。所以当螺旋推运器沿一个方向旋转而搅拌器往复旋转时，螺旋推运器推动衣服物品从洗衣液表面往下向搅拌器移动，而搅拌器推动衣服物品往外向篮子移动。当衣服物品接近篮的内壁时，该篮起到栅栏的功能，加强了离心向外的运动，因此从运动的洗衣液和其它衣服物品的离心压力转换成更大的静压力。增强的静压推动洗衣液和衣服物品，有些洗衣液和衣服物品向下移动，而大部份沿着篮往上向洗衣液的表面移动。至此它们被螺旋推运器向下推动。其结果是，衣服物品沿着环形路径移动时得到清洗，沿此路径一个完整的循环通常被称为一个“翻转”。

因为搅拌器靠洗衣液、衣服物品和篮之间的相互作用而将衣服物品向上移动，搅拌器要对衣服物品施加大量机械能以维持它们沿环形路径移动，并完成要求的翻转数。水流传动从向外到向上运动的磨擦损失需要外加的能量将向外方向的水流转变为向上方向。一电机驱动搅拌器往复旋转，而搅拌器的旋转能被转换成施加于衣服上的机械能。所以，较大的机械能的需求会使电机紧张，结果是高电能的消耗。还有，衣服物品会聚集在篮的底部，并阻碍大批衣服沿环形路径移动，这将导致降低洗衣性能和洗衣机的效能。

发明内容

按照本发明的一实施例，用于自动洗衣机的一种搅拌器组件包括一搅拌器和一装在搅拌器上的螺旋推运器；还包括一管状体，它限定了一圆周表面，并有一中心纵轴线；再包括一叶片，它呈螺旋状环绕管状体，并有一上表面和一下表面，该叶片从圆周表面延伸，从和圆周表面相邻的根部开始并终止于一尖端，这样限定了一螺旋体。该尖端位于沿一垂直于中心纵轴线距圆周面一距离W的位置，在根部上表面与下表面之间有一厚度T，距离W和厚度T之比(W/T)大于4左右。

距离W和厚度T之比(W/T)可大于8左右。距离W和厚度T之比(W/T)可在约13-14。距离W可为约40毫米，而厚度T可为约3毫米。

叶片从根部到尖端逐渐变薄，形成一拔模斜角。该斜角可小于约12°，可为约1°。

叶片相对于管状体的圆周表面可倾斜，在管状体的圆周表面与叶片的下表面之间形成一尖锐的根切角。该根切角可在约50°到75°之间。该角度可从50°变化到75°。

由尖端限定的螺旋线可有一节距为约115毫米-约155毫米。该节距可为约135毫米。

叶片可由多个凸缘形成，其间由台阶连接。

该搅拌器可包括一大体上的圆盘体和一圆筒，螺旋推运器可装在该圆筒上旋转。

按照本发明的另一实施例，自动洗衣机的搅拌器组件包括一搅拌器和一装在该搅拌器上的螺旋推运器，还包括一管状体和一叶片，叶片螺旋状环绕管状体，并由多个凸缘形成。

叶片还包括多个台阶，凸缘可由诸台阶连接。叶片环绕管状体在一圈螺旋内包含4到12个台阶。叶片可在环绕管状体一圈的螺旋中有8个台阶。

每个凸缘可有一前导边和一尾随边，一个凸缘的尾随边可由一个台阶和相邻凸缘的前导边连接。每个台阶可包括一前导边和一尾随边，一个台阶的尾随边可和前一凸缘的前导边结合，以及，一个台阶的前导边可和一尾随凸缘的尾随边结合。

管状体限定了一圆周表面，从该表面叶片在邻近圆周表面的根部开始延伸而终止于一尖端处。每个台阶的尾随边和前导边可在该尖端处结合。一个台阶的尾随边和前导边能在根部隔开一竖直距离H，约为6毫米-12毫米。距离H可为约9毫米。管状体具有一中心纵轴线，台阶可相对于该中心纵轴线有所倾斜。尖端可限定一螺旋线。

搅拌器可包括一大体上的圆盘体和一圆筒，螺旋推运器装在圆筒上可以旋转。

附图说明

图1为按照本发明一实施例中一带有搅拌器组件的洗衣机的局部剖面图，搅拌器组件包括一螺旋推运器和一搅拌器。

图2为按照本发明一实施例中如图1所示搅拌器组件的一螺旋推运器的俯视透视图。

图3为图2所示的螺旋推运器的仰视透视图。

图4为图2所示的螺旋推运器的仰视图。

图5为图4沿线“5-5”的剖视图。

图6为图4沿线“6-6”的剖视图。

图7为图4沿线“7-7”的剖视图。

图8为图1所示第一实施例中搅拌器组件的一搅拌器的俯视透视图。

图8A相同于图8，但它显示搅拌器叶片的弯曲，其叶片弯曲的位置以虚线表示。

图8B为图8A中叶片的端视图，叶片一部份弯曲的位置以虚线表示。

图9为图8所示搅拌器的仰视透视图。

图10为图8中沿线“10-10”的剖视图。

图11为图8所示搅拌器中一搅拌叶片的侧视图。

图12为图11中沿线“12-12”的剖视图。

图13为图11中沿线“13-13”的剖视图。

图14为图11中沿线“14-14”的剖视图。

图15为图8中所示一洗衣机的篮内搅拌器的示意图，表示在洗衣循环中衣服载荷的环形路径。

图16为按本发明搅拌器第二实施例的透视图。

图17为按本发明搅拌器第三实施例的透视图。

具体实施方法

现在参阅附图中的图1，其中显示一洗衣机10，可为本发明提供说明的环境。如图中所示，洗衣机10是一立轴式洗衣机，它有一限定一内腔14的外壳体12，从壳体12顶部的开口16可进入该内腔14。壳体12通常由一门封闭(未显示)，此门由铰链连接在壳体12上。一无孔桶20和一多孔篮22位于壳体12的内腔14中。桶20和篮22以传统方式安装在壳体12中，使篮22能相对于桶20旋转。

每个桶20和篮22各具有一封闭的底部20a、22a和一圆周壁20b、22b，该壁从相应的底部20a、22a向上延伸并终止于上顶边20c、22c，形成一开口顶部。圆周壁20b和22b最好为圆柱形，使开口顶部成圆形。

通常使用一洗衣液系统(未显示)使液体流向放在篮22中的衣服上。洗衣液可以是水或水和助洗剂(如洗涤剂)的混合物。洗衣液系统通常包括一助洗剂的撤布器和一进水口，连同一和桶连接的泵，用以将洗衣液从桶中排出或再循环。洗衣液系统的型式对本发明没有关系。有多种熟知的洗衣液系统，其中一个通用的型式是浸没型式，它至少将洗衣液部分充满篮22和桶20，使衣服浸设在洗衣液中加以清洗。另一通用的洗衣液系统是往复式洗衣液系统，它将洗衣液来回往复通过衣服。有些系统可既为浸没式又为往复式，依据一持定的洗衣循环选择一特定的方式。

按照本发明一实施例，一搅拌器组件30装在篮22内，并相对于篮22旋转，以邦助清洗衣服。搅拌器组件30包括一螺旋推运器32和一搅拌器34，它们可环绕一共同立轴相对旋转。螺旋推运器32通过一驱动机构和搅拌器联接，例如用一单向离合器(未显示)。螺旋推运器32的旋转推动衣服从洗衣液表面往下移动，推向搅拌器34。一电机驱动机构推动搅拌器34环绕共同轴顺时针方向和逆时针方向往复旋转，使搅拌器34摆动，同时将衣服往外推向篮22，并往上推向洗衣液的表面，然后再由螺旋推运器32往下推动。所以，搅拌器组件30将衣服沿搅拌器组件30与篮22之间的环形路径移动。沿环形路径一个完整循环通常被称作一个翻转。

下面将对螺旋推运器32和搅拌器34加以详细说明。图2-7说明按本发明的一实施例中的螺旋推运器32的详情。详阅图2-3，螺旋推运器32包括一管状体40和一连续的螺旋推运器叶片50，该叶片绕管状体40成螺旋形。管状体40包括一内表面46、一外周表面48、一带有上端头42a的上部份42、一带有下端头44a的下部份44以及一中心纵轴线X。按照一实施例，管状体40沿垂直于中心纵轴线X的横剖面通常呈圆形。下部份44的尺寸做成可容纳搅拌器34的一部份，并最好向上部份42成锥形，而同样，上部份42最好向下部份44成锥形。换言之，上、下部份42、44可以具有等同直径，或者可以相互在相反方向呈锥形。不管上下部份42、44和其间区域的相关尺寸怎样，管状体40从上端头42a到下端头44a仍保持圆形横截面。

当螺旋推运器叶片50具有合适的长度时，在本图解说明的实施例中，该叶片50从管状体40的近上端头42a朝管状体40的近下端头44a向下盘旋。螺旋推运器叶片50是由多个凸缘52形成，其中相邻两凸缘52是由一台阶54相连接，每个凸缘52是以尾随的第一端56和前导的第二端58为界，以及同样地，每个台阶54是以尾随的第一端60和前导的第二端62为界。凸缘52和台阶54是这样安排：即台阶54的第一端60和凸缘52的第二端58重叠，以及台阶54的第二端62和凸缘52的第一端56相重叠。换言之，一个台阶54将一个凸缘52的第二端58和相邻凸缘52的第一端56连接。再有，每个凸缘52有一上表面55和一下表面57，以及每个台阶54有一上表面61和一下表面63。

凸缘52在根部64和管状体40连接，并向外延伸到尖端66。按照本发明的图解实施例，尖端66环绕管状体40形成一螺旋线。凸缘52从根部64稍向尖端66成斜度，并如图5-7所见，这些图均为沿图4中所指切线的剖视图，每个凸缘52的斜度从第一到第二边56、58均相等，该斜度可用拔模钭角θ的数量来表示，在凸缘52的上下表面55、57之间测得θ值，该斜角θ决定了根部64的厚度T和最大叶片宽度W_max，如图5和6中详细图示。根部厚度T是上下表面55、57之间的距离，如图6所示。因为根据本发明背景提供的理由，要求有一个薄的根部64(即小的厚度T)和一大的最大叶片宽度W_max，斜角θ宁可要小些。由于小的斜角θ，从管状体40的圆周表面48到尖端66沿通常垂直于中心纵轴X的线Y的沿径向距离，即螺旋推运器叶片宽度W，如图5所示，可以根据要求的性能来选择，而不必根据限定螺旋推运器叶片宽度W的最大叶片宽度W_max来决定，如已有技术中的螺旋叶片那样。例如，斜角θ可以小于12°。按照本发明一实施例，斜角θ约为1°。以相对较小的斜角θ，叶片宽度W和根部厚度T可以这样选择，使其比例W/T大于已有技术螺旋叶片的比例。大的W/T比例相当于一个大的螺旋叶片W和小的根部厚度T。例如，W/T比例可大于4。按照本发明一实施例，比例W/T在13-14，根部厚度T和螺旋推运器叶片宽度W的举例值分别为3毫米和40毫米。对上述举例值W和T的比例W/T值为13.3。再有，当斜角θ约为1°时，其斜度非常之小，因而只要根部厚度T略微增大，最大叶片宽度W_max就可大幅加大，使螺旋叶片50沿径向往外扩展。

凸缘52被较佳地根切，并相对于管状体40取向一角度α，从而在尖端66和管状体40的外表面44之间形成凹槽68。根切角θ可在管状体40的圆周表面48与凸缘52的下表面57之间测得，该角能从凸缘52的第一端56到凸缘52的第二端58逐渐加大。图5-7有效地说明了根切角α的逐渐增大。图5是沿凸缘52的第一端56附近的一线的剖视图，图6是沿第一端和第二端56、58之间的大致中间位置的剖视图，而图7是沿凸缘52的第二端58附近的剖视图。在图6中的根切角α稍大于图5中的根切角α，而在图7中的根切角α又略大于图6中的α。例如，根切角α可从约30°至约85°的范围内变化。根切角α较狭窄的示范性范围为约50°至约75°.。无论如何，任何等于或小于90°的合适的根切角α都能用以优化螺旋推运器32的性能。由于洗衣机10运行时螺旋叶片50接合于衣服，凸缘52的根切取向推迟了衣服相对于螺旋叶片50的向外移动，并加强了衣服和螺旋叶片50间的接触，从而当螺旋推运器32旋转时螺旋叶片50将衣服向下推动。还有，当螺旋叶片50向下推动衣服时，台阶54起到洗刷表面的作用，和衣服磨擦来改进洗衣机的清洗功能，而且根切角α影响到台阶54与衣服之间相互作用的强度。然而，衣服主要和螺旋叶片50的尖端66相互作用，这样，螺旋叶片50驱动衣服进入环形路径的能力可通过优选需用的螺旋叶片宽度W和需求的根切角α而得以最优化。

再参阅图2-4，相邻两凸缘52的第一、二端56、58在根部64处的圆周上是隔开的，在尖端处会聚到一点，所以台阶54通常呈三角形。再者，台阶54相对于管状体40的中心纵轴线X是倾斜的。作为可替换地，凸缘52也可以在竖直方向对齐，使台阶54成竖直并平行于管状体中心纵轴线X。每个台阶54有一高度H，它是在根部64处的第一和第二端60和62之间测得的距离，如图2所示。台阶高度H可为任何合适的长度，其示范值约在3至20毫米之间。按照一实施例，其台阶高度H约为9毫米。再有，如图4所示，每圈螺旋叶片50包含8个台阶54。然而，每圈可有任何合适数量的台阶54。每圈中台阶数量的示范范围为4至20个台阶。

为了取得一螺旋结构，螺旋叶片50沿管状体40以预定的坡度延伸，该坡度决定了节距P，如图5所示，节距P为相邻圈的螺旋叶片50的尖端66之间的竖直间距。反之，节距P也决定了螺旋叶片的坡度。节距P是一设计参数，并根据所需性能来选定。节距P应足够大些以适应在螺旋叶片50的相邻两圈之间有一合适的衣服容量。但两圈之间也应是够紧密以利将衣服保持其中。节距P的示范范围为从约60毫米至约200毫米。按照本发明的一实施例，其节距P约为135毫米，但可使用任何合适的节距以优化螺旋推运器32的性能。

如上讨论，螺旋推运器32的性能依赖于螺旋叶片50的几个几何特征。具体说，其性能是其根切角α、节距P和螺旋叶片宽度W的函数。再有，最好根部64有一较薄的厚度T以减轻有关管状体40的形状和螺旋推运器32在生产中存在的问题。在已有技术中，螺旋推运器的叶片没有台阶54，要求的根切角α和节距P必须适应厚的根部64和受限制的螺旋叶片宽度W。然而，因为在本发明的螺旋叶片50中具有台阶54，斜角α不受制于根切角θ或节距P。台阶54在竖直方向和相邻两凸缘52的间距等于台阶54的高度H，这样，台阶54使螺旋叶片50能达到要求的节距P，即相当于预定的坡度，然而各别的凸缘52却具有比预定的坡度较小的坡度。其结果是，凸缘52的斜角θ、最终的根部厚度T和最大叶片宽度W_max可以不必根据根切角α和节距P来选定，目的在于改进翻转和清洗的性能和避免前述的问题，诸如管状体40的翘曲和管体42的内表面46上有下陷，当根部64较厚时通常会遭遇到这些问题。螺旋叶片50在一圈内的台阶54的数量和每个台阶54的高度H可加以调整，以达到要求的节距P和每个单独凸缘52要求的坡度。

现在参阅图8-10，搅拌器34包括一竖直的搅拌圆筒80，整体附带一大体上的圆盘体或裙边部份90。搅拌圆筒80基本上是圆柱形的，并有一上部82，附带一上端头82a，还有一下部84，附带一下端头84a。下部84在裙边部份90的下面延伸，并包括一驱动连接器86，它和电机驱动机构啮合，可以往复旋转搅拌器34，搅拌圆筒80和裙边部份90在一中间圆环88处连接，该环88的外径大于搅拌圆筒80的外径。

裙边部份90包括一裙边96，它从一倾斜的内圆周环92扩张到外圆周边94，在该外圆周边处有一垂挂的凸缘98。裙边96在靠近内圆周环92处具有多个通孔100，用以过滤通过这里的洗衣液。裙边96还在靠近外周边94处具有几个沿圆周隔开的凹部102。每个凹部102是由一右壁104和一相对的左壁106形成，它们在一转角108处邻接，还有一倾斜的基本上三角形的底壁110沿着底边与右壁和左壁104、106连接。

为了便于衣服沿环形路径移动，裙边部份90还具有多个鳍板112和搅拌叶片120。鳍板112在圆周上隔开，并从中间圆环88沿径向往外延伸到裙边96。宁可鳍板112相对短些，并在裙边96靠近最外侧的通孔100处一位置终止；然而，要鳍板112终止于最外侧通孔100的前面或外面仍属本发明范围之内。

再参阅图11-14，搅拌叶片120沿圆周间隔，并从裙边部份90的内圆周环92沿裙边96沿径向往外延伸，且穿过凹部处102。如图10所示，搅拌叶片120最好延伸超出裙边部份90的外周边94。每个搅拌叶片120包括；一右侧面122，和凹部处102的右壁104相对；以及，一左侧面124，和凹部处102的左壁106相对。搅拌叶片120还包括：一细长的基底126和一尾部128，它们由以下几个边线所限定：一上边，带有第一部份130和第二部份132，并在转角134处相连；一基本水平的底面138；一圆弧形外边或末梢136，它与上边第二部份(upper edge second portion)132和底边138相连；以及，一后边，带有第一部份140，和上边第一部份(upper edge first portion)130在上连接点148处相连接，还带有第二部份142，和第一部份140在转角处144连接，和底边138在下连接点146处相连接。基底126是由上边第一部份130、上边转角134、后边第一部份(rear edge first portion)140和后边转角144所界定的一区域。而尾部128包括由上边第二部份132、末梢136、底边138和后边第二部份(rearedge second portion)142所界定的一区域。因为底边138基本上是水平的，而上边第二部份132从上边转角处134向上倾斜到末梢136，搅拌叶片的高度h由底边138和上边第二部份132之间的距离所限定，如图11所示，该高度h从基底126到末梢136逐渐增加。再有，尾部128沿上边第一部份132和末梢136具有一周边凸缘150以增加尾部128的强度。

如图12-14所示，搅拌叶片120的尾部128具有变化的厚度T，该厚度是从右侧面122到左侧面124的距离。通常，尾部128具有一大体三角形的中心区域152，那里的厚度T显著大于尾部128其余部份的厚度T。为了形成该中心区域152，厚度T从末梢增加到靠近基底126，从上边第二部份(upper edgesecond portion)132增加到尾部128的中心，以及从底边138增加到尾部128的中心。然而，本说明是十分大概的，尾部128的厚度T会和该大概的构形具有偏差。例如，图12是尾部128在靠近基底126的一个位置上的剖视图，其中厚度起先确实从底边138向中心区域152下面的区域减小，随后在中心区域152增厚。中心区域152加强了尾部128以达到在一个洗衣循环中尾部128要求的机械性能，中心区域152的实际形状会和图中显示的有所改变，并能依靠尾部128的整体形状得以最优化。

搅拌叶片120较佳地和裙边96组合成整体，它从上连接点148到下连接点146和裙边96连接一起，如图10中所示。具体说，后边第一部份140和内圆周环92及裙边96相结合，而后边转角144和后边第二部份142和凹部处102的转角108相结合。底边138和凹部的底壁110隔开，从而尾部128可在凹部102中并相对于底壁110活动。

如图10所示，搅拌叶片120是由一种不同于搅拌圆筒80和裙边部份90的材料构成。特别是，搅拌叶片120是用一种大体上比搅拌圆筒80和裙边部份90所用的材料更具挠性的材料制成。换言之，搅拌叶片材料的挠曲模量显著低于搅拌圆筒和裙边部份材料的模量。挠曲模量是对挠性的度量单位，并被定义为施加的挠曲应力对由施加挠曲应力产生的应变之比。当需要增加一给定应变的挠曲应力时，挠曲模量增加，即对挠曲的阻力增加。相反，当从一给定的挠曲应力取得的应变减少时，则挠曲模量增加。搅拌圆筒80和裙边部份90最好是用聚丙烯制作，而搅拌叶片120则由弹性体如Santoprene橡胶构成。Santoprene商业上有几个牌号可以买到，当任何合适牌号可以使用时则最佳的Santoprene牌号为203-50。Santoprene 203-50和聚丙烯的挠曲模量在室温时分别为347磅/英寸²和180,000磅/英寸²。鳍板112既可用与搅拌圆筒80和裙边部份90的相同材料制成，也可用和搅拌叶片120的相同材料或用别的材料制成。

搅拌叶片120的形状、尾部128变化的厚度以及主要的搅拌叶片120的材料这些因素的组合使搅拌叶片120能在多个方向上及绕多个轴线挠曲，结果是，不同于已有的搅拌器，当搅拌器34推动衣服从螺旋推运器32到达篮22的圆周壁22b时该搅拌叶片120直接向衣服除了施加一向外的力之外还有一向上的力。尾部128的挠曲位置用虚线示于图8A和8B中。在图8B中虚线代表末梢部份136的挠曲位置，在图8A中以标号“C”表示。尾部128能绕一轴线线摆动，该轴线线与下连接点146和上边转角134重合，或绕其它相同定向的轴线线从一侧移到另一侧(如图8A中箭头A所示)在凹部102的右壁104与左壁106之间摆动。再有，尾部128可绕一轴线挠曲(如图8A中箭头B所示)，该轴线与转角144和末梢136相重合，并与上边第二部份132平行，也可绕其它相同定向的轴线，这样，上边第二部份132和一部份末梢136向右壁104和左壁106弯曲，从而靠近上边第二部份132和末梢136的左右侧面124、122各别面向上，并远离凹部102的底壁110。例如，当搅拌器34顺时针方向旋转时，尾部128向凹部102的右壁104摆动和挠曲，这样，一部份左侧面124面向上和远离底壁110。当衣服接触面向上的左侧面124部份时搅拌叶片120迫使衣服沿篮22的圆周壁22b向上移动。当搅拌器34逆时针方向旋转时，尾部128向凹部102的左壁106摆动和挠曲，这样，一部份右侧面122面向上和远离底壁110。在这种情况下，当衣服接触面向上的这部份右侧面122时搅拌叶片120迫使衣服沿篮22的圆周壁22b向上移动。施加于衣服上的向上力量可用以下方法改变变换搅拌叶片120的形状、尾部128伸出裙边96的外周边94的程度、搅拌叶片120与裙边96结合的状态、尾部128的中心区域152的形状、大小和厚度以及搅拌叶片120的材料。与已有技术的搅拌叶片不同，搅拌叶片120的尾部128可以延伸超击裙边部份96的外周边94，甚至需要时可伸到篮22的圆周壁22b，因为搅拌叶片120能邦助推动衣服向外往上，胜过单独推动衣服沿径向向外。

可以理解：为了便于说明，叶片沿箭头方向A和B的挠曲是分别说明的，实际上这两种挠曲方式会同时发生，从而当搅拌器运行时将形成复合的挠曲。

图15示意地说明衣服在搅拌器34与篮22之间的环形路径，以及搅拌叶片120形状的重要性。如箭头160指出，衣服和清洗液沿搅拌圆筒80向下移动，接着沿裙边部份90向外往上移动，再沿篮22的圆周壁22b向上移动到达清洗液的表面，然后向内到搅拌圆筒80。其结果是，搅拌圆筒80与篮22之间的空间包括两个区域：一个是衣服和清洗液大体上向下移动的内部区域162，和一个衣服和清洗液大体向上流动的外部区域164。内部和外部区域162、164由分界线166隔开，如图15中由示意虚线表示。如前所述，上边第二部份132和一部份末梢136能弯曲而使衣服向上移动。所以从大体上上边转角134和上边第二部份132相交之处开始的尾部128的这一区域完全位于外部区域164之内。再有，上边拐角(upper edge corner)134关键地和分界线166重合，以致衣服一进入外部区域164就开始逐渐向上移动。

因为搅拌器34将衣服既向外移动又向上移动，洗衣机10比用已有技术的搅拌器只将衣服向上移动的洗衣机效果更好，效率更大。例如，衣服的向上运动阻止了衣服团聚在篮22的底部，邦助衣服沿环形路径移动，以改善清洗的效果。此外，搅拌器34需要的机械能量有所减少，相应地降低了电力消耗，降低了最大电机扭矩和电机温度。

如上所述，搅拌器34的性能依赖于若干因素，一个主要因素是搅拌叶片的材料。对用不同挠曲模量的材料制成的搅拌叶片构成的搅拌器34进行性能测试，其结果列于表1。

         表1  各种不同搅拌叶片材料的搅拌性能

搅拌叶片材料	Santoprene101-55	Santoprene203-50	聚丙烯
				挠曲模量(psi)	(7.8)	(347)	(180,000)
电能(w)	294	305	368
				机械能(w)	124	125	131
效率(w/w)	0.42	0.41	0.36
				电机温度(C/分钟)	3.65	4.41	6.21
最大速度(rpm)	152	156	131
				最大扭矩(牛顿米)	24.7	25.3	28.2
循环时间(秒)	1.21	1.21	1.71

表1中有以下性能参数：

电能＝搅拌时电能的平均消耗

机械能＝搅拌时搅拌器施加于衣服上的平均机械能量

效率＝机械能/电能

电机温度＝搅拌时电机平均温度增加值

最大速度＝搅拌时搅拌器最大转速

最大扭矩＝搅拌时电机的最大扭矩

循环时间＝一完整往复搅拌循环的平均时间

当以Santoprene 203-50制造的搅拌叶片120和聚乙烯的比较，驱动搅拌器34的电机消耗较少的电能，并且电能转变成施加于衣服的机械能更为有效。再有，电机温度的增加和电机最大扭矩均有显著减少。结果是，用Santoprene203-50制作的搅拌器34比用聚丙烯的搅拌叶片120制作的搅拌器34能量转换更为有效，并对电机要求更低。用Santoprene 101-55能取得更大的改进，然而Santoprene 101-55非常柔软，最好不用于搅拌叶片120。搅拌叶片120必须有足够的强度，当衣服的重量通过搅拌器34移动时要能至少部份支承其重量。

当搅拌器组件30装配时，搅拌圆筒80处于螺旋推运器管状体40的下部份44之中，管状体40的下端头44a连接螺旋推运器32的中间环88。如前所述，搅拌器34通过驱动连接器86耦合到电机驱动机构，并且螺旋推运器32通过该驱动机构和搅拌器耦合。

当搅拌器组件30运行时，电机驱动机构顺时针方向和逆时针方向往复旋转搅拌器34，螺旋推运器32在其中一个方向和搅拌器34一起旋转，而当搅拌器34在另一方向旋转时螺旋推运器则停止不动。当搅拌器组件30旋转时，螺旋推运器32推动衣服从清洗液的表面向下移向搅拌器34，而且搅拌鳍板112推动衣服沿径向往外并沿着篮22的圆周壁22b向上移动。衣服继续沿着环形路径移向清洗液的表面和回到螺旋推运器32。

已由图示和说明，搅拌器组件30包括了螺旋推运器32和搅拌器34，但精于洗衣机技术的人员非常清楚搅拌器34在没有螺旋推运器时也能使用，或者可应用另一种推运器，同样，螺旋推运器32可以结合和这里描述的搅拌器34不同的另一种搅拌器使用，例如和另一种衣服和/或清洗液推动器例如涡轮或盘旋馈入装置(nutator)结合使用。此外，搅拌叶片120迄今被描述为和裙边部份90是整体的。然而，对于搅拌叶片120原本是和裙边部份90分离的而后固定上去的方法，例如用机械的紧固件、粘合剂或如热桩法等联结工艺均属本发明范围之内。

图16描述了第二实施例的搅拌器34’，其中相似的元件用同一标号数字加一右上撇(’)标记。第二实施例的搅拌器34’和第一实施例的搅拌器34相似，其主要区别涉及裙边96’和搅拌叶片120’。裙边96’从内圆周92’沿径向往外扩张到外圆周94’，并包括几条隔开的沿径向槽170，可以容纳搅拌叶片120’。和第一实施例相似，其搅拌叶片120’具有一右侧面122’和一左侧面124’，但其形状被界定于上边132’、外边或末梢136’和底边138’之间。底边138’嵌在槽170中并在下连接点146’处和外圆周边94’邻接。上边132’在上连接点148’处和底边138’结合。上连接点148’位于内圆周边92’和外圆周边94’间的约中部位置。因为搅拌叶片120’是由较具弹性的材料构成，并沿一底边138’和裙边96’相结合，该搅拌叶片120’能挠曲而既可使右侧面122’的一部份也可使左侧面124’的一部份面向远离裙边96’，从而向衣服施加一向上的力。

图17显示了一第三实施例，其中相似元件用同一标号数字加两个右上撇(”)标记。第三实施例的搅拌器34”基本上等同于第二实施例的搅拌器34’，除了前者具有的鳍板112”从中间圆环88”沿径向延伸到内圆周边92”和外圆周边94”之间约中部位置处。此外，搅拌叶片120”还具有一后边140”，处于上边132”和底边138”之间，下连接点146”位于后边140”和底边138”相交处。再有，末梢136”突出外圆周边140”远大于第二实施例。和第二实施例相似，搅拌叶片120”沿底边138”和裙边96”结合，并能如前所述挠曲而向衣服施加向上和向外移动的力。

当本发明已结合某些特定实施例加以具体说明时，可以理解以上说明是用以描述而并非加以限止。所附权利要求的范围应如已有技术允许的那样宽。

Claims (30)

1.一种自动洗衣机的搅拌器组件包括：

一搅拌器；

一装在搅拌器上的螺旋推运器，它包括：

一管状体，它限定一圆周表面并有一中心纵轴线；以及

一叶片，它环绕管状体成螺旋形并具有一上表面和一下表面，叶片从圆周表面向外延伸，开始于邻近圆周表面的一根部和终止于一尖端，从而限定了一螺旋体；

其中，该尖端位于从圆周表面沿一垂直于中心纵轴线的一线距离W处，根部在上表面和下表面之间的厚度为T，距离W和厚度T之比(W/T)大于4左右。

2.按权利要求1所述的搅拌器组件，其特征在于：距离W和厚度T之比(W/T)大于8左右。

3.按权利要求2所述的搅拌器组件，其特征在于：距离W和厚度T之比(W/T)为约13-14。

4.按权利要求3所述的搅拌器组件，其特征在于：距离W约为40毫米，厚度T约为3毫米。

5.按权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：叶片从根部到尖端逐渐变小，其夹角成一拔模斜角。

6.按权利要求5所述的搅拌器组件，其特征在于：拔模斜角小于约12°。

7.按权利要求6所述的搅拌器组件，其特征在于：拔模斜角约为1°。

8.按权利要求5所述的搅拌器，其特征在于：叶片相对于管状体的圆周表面倾斜一尖锐的根切角，该角为管状体的圆周表面和叶片下表面的夹角。

9.按权利要求8所述的搅拌器组件，其特征在于：根切角为约50°-75°。

10.按权利要求9所述的搅拌器组件，其特征在于：根切角从约50°至约75°之间变化。

11.按权利要求8所述的搅拌器组件，其特征在于：由尖端限定的螺旋线具有约60毫米至200毫米的节距。

12.按权利要求11所述的搅拌器组件，其特征在于：节距约为135毫米。

13.按权利要求1所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片从根部到尖端逐渐变薄，形成的一拔模斜角小于约12°。

14.按权利要求13所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片相对于管状体的圆周表面倾斜成一尖锐的根切角，该角由管状体的圆周表面和叶片的下表面形成，为约50°-75°。

15.按权利要求14所述的搅拌器组件，其特征在于：由尖端限定的螺旋线具有节距为约115毫米-155毫米。

16.按权利要求1所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片由多个凸缘形成，凸缘之间由台阶连接。

17.按权利要求1所述的搅拌器组件，其特征在于：搅拌器包括一大体上的圆盘体和一圆筒，而螺旋推运器装在圆筒上可以旋转。

18.一种自动洗衣机的搅拌器组件包括：

一管状体；以及

一叶片，该叶片环绕该管状体成螺旋体，并由多个凸缘形成。

19.按权利要求18所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片还包括多个台阶，而凸缘由台阶连接。

20.按权利要求19所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片环绕管状体一整圈的螺旋体中包括4至20个台阶。

21.按权利要求20所述的搅拌器组件，其特征在于：叶片环绕管状体一整圈的螺旋体中包括8个台阶。

22.按权利要求19所述的搅拌器组件，其特征在于：每个凸缘包括一前导边和一尾随边，一个凸缘的尾随边和一邻接凸缘的前导边由一台阶连接。

23.按权利要求22所述的搅拌器组件，其特征在于：每个台阶包括一前导边和一尾随边，一个台阶的尾随边和前一凸缘的前导边连结，以及，一个台阶的前导边和下一个凸缘的尾随边连结。

24.按权利要求23所述的搅拌器组件，其特征在于：管状体限定了一圆周表面，叶片从邻近圆周表面的根部开始延伸而终止于尖端。

25.按权利要求24所述的搅拌器组件，其特征在于：每个台阶的尾随边和前导边在尖端处连结。

26.按权利要求25所述的搅拌器组件，其特征在于：一个台阶的尾随边和前导边在根部隔开的一垂直距离H为约3毫米-20毫米。

27.按权利要求26所述的搅拌器组件，其特征在于：距离H约为9毫米。

28.按权利要求26所述的搅拌器组件，其特征在于：管状体包括一中心纵轴线，而台阶相对于该中心纵轴线倾斜。

29.按权利要求24的搅拌器组件，其特征在于：尖端限定了一螺旋线。

30.按权利要求18所述的搅拌器组件，其特征在于：搅拌器包括一大体上的圆盘体和一圆筒，而该搅拌器装在该圆筒上可以旋转。

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