СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА БАРАБАННОГО ТИПА
WASHING MACHINE OF DRUM TYPE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к стиральной машине барабанного типа для стирки белья во вращающемся барабане посредством приведения в движение вращающегося барабана, установленного в баке для стирки таким образом, что направление вращения вращающегося вала задано горизонтальным или наклоненным вниз от горизонтального направления.
Предпосылки изобретения
Фиг.7 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию обычной стиральной машины барабанного типа. Стиральная машина содержит корпус 31, бак 32 для стирки, вращающийся барабан 34, электродвигатель 35 и дверь 36. Бак 32 для стирки поддерживается в корпусе 31 при помощи висячей конструкции. Вращающийся барабан 34, содержащий множество отверстий 33, установлен в баке 32 для стирки. Электродвигатель 35 приводит во вращение вращающийся барабан 34. Дверь 36 расположена на передней стороне корпуса 31. Пользователь открывает дверь 36 и может загрузить белье во вращающийся барабан 34 или выгрузить его из вращающегося барабана 34 через переднее отверстие бака 32 для стирки и переднее отверстие вращающегося барабана 34.
При обычном режиме стирки пользователь открывает дверь 36 и загружает белье и моющее средство во вращающийся барабан 34, и включает стиральную машину. Затем, устройство 37 подачи воды подает воду в бак 32 для стирки. При подаче воды, заданное количество воды также подается во вращающийся барабан 34 через отверстия 33. Электродвигатель 35 приводит в движение вращающийся барабан 34 при заданной скорости вращения, и белье, содержащееся во вращающемся барабане 34, зацепляется с перемешивающим выступом 38, образованным на внутренней периферии вращающегося барабана 34, и поднимается в направлении вращения. Затем, белье падает с соответствующей высоты. Таким образом, белье стирается посредством такого ударного действия. После операции стирки, грязная вода для стирки сливается из сливного устройства 41, и устройство 37 подачи воды заново подает воду для начала операции полоскания. После операции полоскания вращающийся барабан 34 вращается при высокой скорости, и начинается операция отжимания. Эти операции выполняются автоматически в соответствии с заданным процессом управления.
Вращающийся барабан 34 установлен таким образом, что вращающийся вал 34A установлен горизонтально или под углом вниз от горизонтального направления от открытой стороны к нижней стороне. При стирке белья во вращающемся барабане 34, установленном таким образом, пользователь может легко загружать или разгружать белье. Однако, когда вращающийся барабан 34 установлен в таком направлении, ударное действие, обусловленное подъемом и падением белья, является слабым. В частности, во вращающемся барабане 34, содержащем наклонный вращающийся вал, белье обычно собирается в нижнем положении даже в направлении вращающегося вала, и эффект стирки является особенно слабым.
Для решения данной проблемы, патентный документ раскрывает нижеупомянутый способ. То есть белье, поднятое посредством вращения вращающегося барабана 34, падает с высоты, на которой его собственный вес больше центробежной силы, и предполагается, что этот режим соответствует первой заданной скорости вращения, и вращающийся барабан 34 приводится в движение при этой скорости в течение первого заданного периода времени. Затем, вращение вращающегося барабана 34 прекращается в течение заданного периода времени, и положения белья, обычно собирающегося в нижнем положении, меняются местами.
Фиг.8A и 8B изображают состояние белья 61 во вращающемся барабане 34 в стиральной машине, раскрытой в патентном документе 1. Фиг.8A изображает перекрученное состояние белья 61 в состоянии прилипания после отжимания, и фиг.8B изображает спутанное состояние белья 61 в состоянии прилипания после отжимания. В стиральной машине, раскрытой в патентном документе 1, посредством периодического изменения такого вращения в прямом и обратном направлениях, перекрученное состояние и спутанное состояние белья 61 могут быть предотвращены до некоторой степени. В результате, белье 61 можно достаточно легко достать.
Когда диаметр вращающегося барабана 34 равен 500±50 мм, предположив, что первая заданная скорость вращения равна 30±5 об/мин, ударное действие, обусловленное падением, усиливается. Эта скорость выше обычной скорости, когда вращающийся барабан 34 установлен в горизонтальном положении. Первый заданный период времени установлен, например, как 13 секунд или 4 минуты, и вращение является непрерывным относительно данной скорости вращения.
В соответствии со способом патентного документа 1, скорость вращения вращающегося барабана 34 выше скорости вращения вращающегося барабана с горизонтальной установкой. В данном способе, однако, поднятое белье 61 падает под действием силы тяжести с высоты, на которой собственный вес превышает центробежную силу вращающегося барабана 34. То есть высота подъема может быть недостаточной, и ударное действие может быть недостаточным.
Кроме того, поскольку прямое непрерывное вращение и обратное непрерывное вращение выполняются поочередно, белье 61 перекручивается и спутывается во время непрерывного вращения. Даже если между прямым непрерывным вращением и обратным непрерывным вращением предусмотрена пауза, спутанное состояние, изображенное на фиг.8B, может быть исключено, но перекрученное состояние не может быть предотвращено полностью. Кроме того, белье 61 прилипает к внутренней периферии вращающегося барабана 34 после стирки. При выгрузке белье 61 может отцепляться из другого направления, и это нелегко. Кроме того, поскольку белье 61 сминается, также требуется время и усилие для его распрямления после стирки.
Патентный документ 1: публикация № 2005-124764 японского нерассмотренного патента
Раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение описывает стиральную машину барабанного типа, которая в значительной степени предотвращает спутывание и перекручивание белья, более эффективна в использовании механического усилия и уменьшает образование морщин и складок. Стиральная машина барабанного типа настоящего изобретения содержит бак для стирки, вращающийся барабан, электродвигатель и устройство управления. Вращающийся барабан для вмещения белья образован в цилиндрической форме, имеющей дно. Он установлен в баке для стирки таким образом, что направление вращающегося вала задано горизонтальным или под углом вниз от горизонтального направления от открытой передней стороны к задней стороне на дне. Электродвигатель приводит в движение вращающийся барабан. Устройство управления управляет, по меньшей мере, электродвигателем и выполняет операцию стирки и операцию полоскания. Кроме того, устройство управления быстро приводит в действие электродвигатель и, таким образом, вращает вращающийся барабан при быстром повороте, и под действием центробежной силы быстрого поворота вращающегося барабана белье прилипает к внутренней периферии вращающегося барабана, и белье поднимается из самого нижнего положения вращающегося барабана, в положении 0°, в положение меньше 180° посредством прохождения через положение 90°. Устройство управления также быстро замедляет вращение электродвигателя, и белье отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана и падает на сторону, противоположную стороне подъема белья вращающегося барабана. Устройство управления выполняет ряд операций посредством поочередного повторения прямого и обратного вращения, которое называется режимом прямого и обратного поворотного движения, по меньшей мере, части, по меньшей мере, или операции стирки или операции полоскания.
Посредством выполнения этого режима прямого и обратного поворотного движения, белье поднимается из самого нижнего положения вращающегося барабана в положение менее 180° посредством прохождения через положения 90°, в максимум посредством быстрого поворота вращающегося барабана. Заторможенное состояние устанавливается посредством быстрого торможения на конечной стадии подъема белья. Из этого заторможенного состояния белье отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана под действием своей инерции и собственного веса и падает надежно на сторону, противоположную стороне подъема нижней части вращающегося барабана. Посредством быстрого поворотного движения поочередного прямого и обратного вращения, положение подъема и положение падения белья могут поочередно меняться местами справа и слева каждый раз при быстром поворотном движении, и распутывающее действие усилено при предотвращении спутывания белья. Эффективность чистки может быть дополнительно повышена, поскольку частота воздействия механического усилия на белье может быть увеличена.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий конфигурацию стиральной машины барабанного типа в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 изображает вид сзади, иллюстрирующий внутреннюю часть стиральной машины барабанного типа на фиг.1.
Фиг.3 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий почти половину установочной части электродвигателя в стиральной машине на фиг.1.
Фиг.4A изображает схематический вид, иллюстрирующий положения белья во вращающемся барабане в остановленном состоянии стиральной машины барабанного типа на фиг.1.
Фиг.4B изображает схематический вид, иллюстрирующий начальное состояние вращения вращающегося барабана из состояния на фиг.4A.
Фиг.4C изображает схематический вид, иллюстрирующий замедленное состояние вращения вращающегося барабана из состояния на фиг.4B.
Фиг.4D изображает схематический вид, иллюстрирующий ускоренное состояние в обратном направлении вращения вращающегося барабана из состояния на фиг.4C.
Фиг.4E изображает схематический вид, иллюстрирующий замедленное состояние вращения вращающегося барабана из состояния на фиг.4D.
Фиг.4F изображает схематический вид, иллюстрирующий ускоренное состояние в прямом направлении вращения вращающегося барабана из состояния на фиг.4E.
Фиг.4G изображает схематический вид, иллюстрирующий процесс обмена справа и слева положения подъема и положения падения белья в режиме прямого и обратного поворотного движения, показанного на фиг.4C-4F.
Фиг.5 изображает график изменения скорости вращения относительно прилипания белья к внутренней периферии вращающегося барабана и отцепления его от внутренней периферии вращающегося барабана для выполнения режима прямого и обратного поворотного движения в идеале в стиральной машине барабанного типа на фиг.1.
Фиг.6A изображает схематический вид, иллюстрирующий пример состояния белья после операции отжимания в режиме прямого и обратного поворотного движения в стиральной машине барабанного типа на фиг.1.
Фиг.6B изображает схематический вид, иллюстрирующий другой пример состояния белья после операции отжимания в режиме прямого и обратного поворотного движения в стиральной машине барабанного типа на фиг.1.
Фиг.7 изображает вид в разрезе основных частей обычной стиральной машины барабанного типа.
Фиг.8A изображает схематический вид, иллюстрирующий пример состояния белья после операции отжимания в обычной стиральной машине барабанного типа.
Фиг.8B изображает схематический вид, иллюстрирующий другой пример состояния белья после операции отжимания в обычной стиральной машине барабанного типа.
Ссылочные номера на чертежах
1 - корпус
2 - бак для стирки
3 - отверстие
4 - вращающийся барабан
4a - вращающийся вал
5 - электродвигатель
5a - статор
51 - внутренний ротор
52 - наружный ротор
6 - дверь
7 - устройство подачи воды
8 - перемешивающий выступ
9 - устройство управления
11 - сливное устройство
12 - нагнетательный вентилятор
13 - воздуховод
14 - исполнительное устройство
15 - фильтр
16 - осушитель
17 - нагреватель
18 - компрессор
19 - кондиционер
20 - белье
Подробное описание настоящего изобретения
Примеры осуществления настоящего изобретения конкретно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. Нижеследующее объяснение относится к конкретным примерам настоящего изобретения и подразумевается, что оно не ограничивает объем настоящего изобретения.
Фиг.1 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий конфигурацию стиральной машины барабанного типа в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Фиг.2 изображает вид сзади, иллюстрирующий внутреннюю часть стиральной машины барабанного типа на фиг.1. Фиг.3 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий почти половину установочной части электродвигателя в стиральной машине на фиг.1.
Стиральная машина настоящего изобретения содержит корпус 1, бак 2 для стирки, вращающийся барабан 4, электродвигатель 5 и дверь 6. Бак 2 для стирки поддерживается в корпусе 1 при помощи висячей конструкции. Вращающийся барабан 4 цилиндрической формы с дном и множеством отверстий 3 установлен в баке 2 для стирки. Электродвигатель 5 приводит во вращение вращающийся барабан 4. Дверь 6 установлена на передней стороне корпуса 1. Пользователь открывает дверь 6 и может загрузить белье во вращающийся барабан 4 или выгрузить его из вращающегося барабана 4 через переднее отверстие бака 2 для стирки и переднее отверстие вращающегося барабана 4.
Пользователь устанавливает режим с исполнительного устройства 14. В соответствии с этой установкой, устройство 9 управления выполняет различные режимы. Устройство 9 управления содержит микрокомпьютер, который хранит управляющие программы.
В соответствии с обычным режимом стирки, пользователь открывает дверь 6 и загружает белье и моющее средство во вращающийся барабан 4 и включает стиральную машину. В результате, устройство 9 управления управляет устройством 7 подачи воды для подачи воды в бак 2 для стирки. При подаче воды, заданное количество воды подается также во вращающийся барабан 4 через отверстия 3.
Затем, устройство 9 управления приводит во вращение вращающийся барабан 4 при заданной скорости вращения при помощи электродвигателя 5. Белье, содержащееся во вращающемся барабане 4, зацепляется с перемешивающим выступом 8, образованным на внутренней периферии вращающегося барабана 4, и поднимается в направлении вращения. Затем, белье падает с соответствующей высоты. Таким образом, белье стирается посредством такого ударного действия. После операции стирки, устройство 9 управления сливает грязную воду для стирки из сливного устройства 11, заново подает воду из устройства 7 подачи воды и выполняет операцию полоскания. После операции полоскания устройство 9 управления вращает вращающийся барабан 4 при высокой скорости и выполняет операцию отжимания. Устройство 9 управления выполняет эти операции автоматически в соответствии с заданным процессом управления. После операции полоскания устройство 9 управления вращает вращающийся барабан 4 при высокой скорости и выполняет операцию отжимания. Устройство 9 управления выполняет эти операции автоматически в соответствии с заданным процессом управления. Таким образом, устройство 9 управления управляет, по меньшей мере, электродвигателем 5 и выполняет, по меньшей мере, операцию стирки и операцию полоскания.
Устройство 9 управления также всасывает воздух в бак 2 для стирки и вращающийся барабан 4 при помощи нагнетательного вентилятора 12. Осушитель 16 сушит всасываемый воздух. Нагреватель 17 нагревает сухой воздух. Воздуховод 13 соединяет нагнетательный вентилятор 12 и бак 2 для стирки, а также нагреватель 17 и бак 2 для стирки. С помощью сушильной секции, образованной таким образом, устройство 9 управления подает сухой и горячий воздух в бак 2 для стирки и вращающийся барабан 4. В стиральной машине барабанного типа, также называемой стиральной и сушильной машиной барабанного типа, операция сушки также выполняется после операции отжимания.
Устройство 7 подачи воды соответствующим образом подает воду, как указано стрелкой, изображенной сплошной линией, посредством открытия и закрытия электромагнитного клапана (не показан). Посредством использования воды для подачи, моющее средство в контейнере для моющего средства (не показан), соответственно, подается в бак 2 для стирки. Сливное устройство 11 соответственно сливает воду, как указано стрелкой, изображенной штрихпунктирной линией, по мере необходимости в конце операции стирки и в конце операции полоскания посредством открытия и закрытия электромагнитного клапана (не показан).
Нагнетательный вентилятор 12 заставляет воздух циркулировать в баке 2 для стирки и вращающемся барабане 4, как указано стрелкой, изображенной пунктирной линией на фиг.1 и 2, в воздуховоде 13, образующем сушильную секцию. Воздуховод 13 оснащен фильтром 15 для улавливания и удаления ворсинок и других загрязняющих частиц из воздуха, поданного из бака 2 для стирки и вращающегося барабана 4. Следовательно, осушитель 16 сушит поданный воздух после фильтрации. Нагнетательный вентилятор 12 расположен вниз по потоку на стороне от нагревателя 17 для того, чтобы не подвергаться воздействию влажности.
На фиг.1 и 2 осушитель 16 и нагреватель 17, соответственно, содержат испаритель и конденсатор для теплообмена с циркулирующим воздухом. В испарителе и конденсаторе хладагент циркулирует под действием компрессора 18. То есть, эти элементы соединены для формирования кондиционера 19. Осушитель 16 и нагреватель 17 конкретно не определены такой конфигурацией и могут быть встроены в другую конструкцию.
Вращающийся барабан 4 расположен таким образом, что направление вращающегося вала 4A задано горизонтальным или под углом вниз от горизонтального направления от открытой стороны к нижней стороне. В примере на фиг.1 электродвигатель на баке 2 для стирки непосредственно соединен с вращающимся валом 4A, который наклонен и установлен вместе с баком 2 для стирки, так что направление вращающегося вала 4A задано под углом θ=20±10° от горизонтального направления.
При стирке белья вращающийся барабан 4 установлен таким образом, что отверстие расположено с наклоном вверх, даже если вращающийся барабан 4 установлен на такой же высоте, на какой вращающийся вал 4A установлен в горизонтальном направлении. Следовательно, пользователь может загрузить белье или выгрузить его легко без изменения направления корпуса. В частности, поскольку угол θ наклона составляет 20±10°, с бельем может справляться очень легко и одинаково как ребенок, так и взрослый или человек, сидящий в инвалидной коляске.
Кроме того, поскольку вода, поданная во вращающийся барабан 4, собирается на задней стороне, много воды собирается, даже если количество воды небольшое. Однако, когда вращающийся барабан 4 установлен в таком направлении, ударное действие, обусловленное подъемом и опусканием белья, является слабым. В частности, в наклонном вращающемся барабане 4 белье обычно собирается в нижнем положении даже в направлении вращающегося вала, и эффект стирки очень низкий.
Для решения таких проблем, в настоящем варианте осуществления режим прямого и обратного поворотного движения задается в устройстве 9 управления для приведения во вращение и управления вращающимся барабаном 4 при помощи электродвигателя 5. В данном документе «поворот» означает вращение менее одного оборота. В «режиме поворотного движения» из положения 90° в положение меньше 180°, предположив, что нижний конец перпендикулярного направления, являющийся положением 0°, вращающийся барабан 4 поворачивается при высокой скорости и быстро замедляется. То есть устройство 9 управления быстро приводит в действие электродвигатель 5 и быстро поворачивает вращающийся барабан 4 при такой переменной скорости таким образом, что белье прилипает к внутренней периферии вращающегося барабана 4 под действием центробежной силы. Белье поднимается из положения 0° в самом нижнем положении вращающегося барабана 4 в положение менее 180°, проходя через положение 90°. Последовательно устройство 9 управления быстро замедляет вращение электродвигателя 5 при такой переменной скорости, чтобы белье отцепилось от внутренней периферии вращающегося барабана 4, и белье падает на сторону, противоположную стороне подъема.
Фиг.4A-4F изображают схематические виды, иллюстрирующие положение белья 20 во вращающемся барабане 4 в режиме поворотного движения стиральной машины барабанного типа на фиг.1. В этом режиме белье обычно поднимается выше 90° в менее 180°. На конечной стадии подъема белья 20 вращающийся барабан 4 быстро тормозится. Когда вращающийся барабан 4 тормозится таким образом, белье 20 отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 в результате инерции, действующей на белье 20, и его собственного веса и опускается надежно под действием собственного веса. В результате повышается эффект распутывания при уменьшении перепутывания или спутывания белья 20. Поскольку механическое усилие надежно прикладывается к белью 20, эффективность стирки повышается. Кроме того, предпочтительно, работать в режиме прямого и обратного поворотного движения, в котором быстрый прямой поворот в прямом направлении и быстрый обратный поворот в обратном направлении режима поворотного движения поочередно повторяются. Посредством такого прямого и обратного поочередного быстрого поворотного движения положение подъема и положение падения белья поочередно меняются справа и слева каждый раз при поворотном движении. Кроме того, эффект распутывания повышается при уменьшении спутывания белья 20, и механическое усилие прикладывается к белью неоднократно. В результате эффективность стирки дополнительно повышается.
Перемещение белья 20 в режиме поворотного движения и режиме прямого и обратного поворотного движения объясняется со ссылкой на фиг.4A-4F. Фиг.4A-4F изображают схематические виды для объяснения перемещения белья 20 и не ограничивают объем настоящего изобретения.
Прежде всего, как показано на фиг.4A, при остановке стиральной машины барабанного типа, белье во вращающемся барабане 4 находится на нижней стороне, то есть около положения 0°. Когда вращающийся барабан 4 поворачивается при высокой скорости (быстрое прямое поворотное движение) через положение 90° в положение менее 180°, белье 20 поднимается выше положения 90° в положение менее 180°, то есть, из положения, изображенного ломаной линией, в положение, изображенное сплошной линией, как показано на фиг.4B. Как показано на фиг.4C, когда вращающийся барабан 4 останавливается на конечной стадии подъема белья 20, белье 20 надежно отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 под действием своей инерции и собственного веса. В результате белье 20 опускается на сторону, противоположную стороне подъема вращающегося барабана 4, описывая параболическую кривую, как указано стрелкой, из положения, изображенного пунктирной линией, в положение, изображенное сплошной линией, под действием собственного веса.
После такого торможения, вращающийся барабан 4 приводится в движение для поворота при высокой скорости в обратном направлении в положение менее 180° через положение 90° (быстрое обратное поворотное движение). В результате, как показано на фиг.4D, белье 20 поднимается из положения, изображенного пунктирной линией, в положение, изображенное сплошной линией в обратном направлении за положение 90° посредством прохождения через положение 90° в положение менее 180°. Затем, как показано на фиг.4E, когда вращающийся барабан 4 тормозится на конечной стадии подъема белья 20, белье 20 надежно отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 под действием своей инерции и собственного веса. В результате белье 20 падает на сторону, противоположную стороне подъема вращающегося барабана 4, описывая другую параболическую кривую, как указано стрелкой, из положения, изображенного пунктирной линией, в положение, изображенное сплошной линией, под действием собственного веса. Затем, как показано на фиг.4F, вращающийся барабан 4 быстро приводится в движение при прямом повороте, и операция, как объяснено на фиг.4C-4E, повторяется.
Посредством такого прямого и обратного поочередного быстрого поворотного движения положение подъема и положение падения белья 20 поочередно меняются справа и слева каждый раз, как показано на фиг.4G при поворотном движении. Следовательно, эффект распутывания белья 20 повышается, и механическое усилие прикладывается к белью.
Таким образом, устройство 9 управления управляет поворотным движением вращающегося барабана 4 и поднимает белье 20 в верхнюю часть правой и левой сторон вращающегося барабана 4 поочередно в прямом и обратном направлениях. В крайнем положении или около конца подъема белья 20 белье 20 отцепляется под действием своей инерции и собственного веса в замедленном или заторможенном состоянии и падает на правую и левую противоположные стороны под действием собственного веса. Посредством повторения прямого и обратного поворотных движений, положение подъема и положение падения белья 20 поочередно меняются справа и слева при каждом поворотном движении. В результате распутывающее действие в отношении белья 20 усиливается, и спутывание и перекручивание, а также прилипание к внутренней периферии вращающегося барабана 4 могут быть предотвращены. Следовательно, белье 20 можно легко достать, и образование морщин на белье 20 заметно предотвращено. Кроме того, к белью 20 прикладывается механическое усилие, частота падения белья 20 при использовании ударного действия значительно может быть увеличена и эффект и функции стирки в каждой операции стиральной машины могут быть осуществлены.
Из самого нижнего положения (положение 0°) в положение около 90° вращающегося барабана 4, вращающийся барабан 4 приводится в движение для поворота посредством быстрого ускорения, так что белье 20 может прилипать к внутренней периферии вращающегося барабана 4. Когда белье 20 поднимается из самого нижнего положения вращающегося барабана 4, белье 20 не может вращаться вместе с вращающимся барабаном 4 и, вероятно, падает под действием собственного веса около положения 90°. Устройство 9 управления управляет приводным электродвигателем 5 посредством такого быстрого ускорения, и белье 20 надежно прилипает к внутренней периферии вращающегося барабана 4. Следовательно, белье 20 поднимается без сползания в положение выше 90° и надежно поднимается в заданное положение вместе с достаточной инерцией, соответствующей скорости вращения вращающегося барабана 4. В точке перехода в заторможенное состояние, устройство 9 управления отцепляет белье 20 под действием инерции и собственного веса белья 20 и опускает на сторону, противоположную стороне подъема, под действием собственного веса белья 20. При таком режиме движения устройство 9 управления надежно меняет положение подъема и положение падения белья 20 между собой справа и слева.
При изменении направлений поворота вращающегося барабана 4 в прямом и обратном направлениях, резкое тормозящее действие выполняется из положения 90° в положение менее 180° при поворотном движении вращающегося барабана 4. В результате, даже при условии быстрого ускорения для обеспечения прилипания белья 20, белье 20 надежно отцепляется под действием инерции быстрого замедления и собственного веса на конечной стадии поворота белья 20 и останавливается на стороне, противоположной стороне подъема. Таким образом, ослабление механического усилия, приложенного к белью 20, предотвращено. Следовательно, эффекты каждой операции стиральной машины достигаются за короткое время, в то время как перекручивание и спутывание могут быть предотвращены, и образование морщин на белье 20 уменьшается.
Наблюдение за такой операцией с точки зрения состояния белья 20, в режиме поворотного движения настоящего варианта осуществляет устройство 9 управления, заставляя белье 20 прилипать к внутренней периферии вращающегося барабана 4 и поднимая его вверх под действием центробежной силы в соответствии с быстрым поворотом вращающегося барабана 4. Затем, белье 20, поднятое таким образом, отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 под действием своей инерции в соответствии с быстрым торможением вращающегося барабана 4 и падает под действием собственного веса. Под режимом прямого и обратного поворотного движения настоящего варианта осуществления подразумевается режим, в котором прямое поворотное движение и обратное поворотное движение повторяются поочередно.
В более предпочтительном режиме прямого и обратного поворотного движения устройство 9 управления заставляет белье 20 прилипать к внутренней периферии вращающегося барабана 4 и поднимает его в верхнюю часть вращающегося барабана 4 под действием центробежной силы в соответствии с быстрым поворотом вращающегося барабана 4. Затем, белье 20 отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 под действием своей инерции в соответствии с быстрым торможением вращающегося барабана 4 и падает на сторону, противоположную стороне подъема в нижней части вращающегося барабана 4 под действием инерции и собственного веса. Такое управление приведением в движение повторяется поочередно в прямом и обратном направлениях.
В этих случаях, прямой поворот и обратный поворот вращающегося барабана 4 повторяются, предпочтительно, в положениях меньше 180°, более предпочтительно, выше положения 90° вследствие тех же причин, как упоминалось выше.
В данном документе в отношении вращающегося барабана 4 с диаметром 500±50 мм, сила тяжести белья 20 распределяется в центральном направлении и тангенциальном направлении вращающегося барабана 4, и скорость вращения барабана, уравновешенная между силой в центральном направлении и центробежной силой, рассчитывается по формуле (1).
2
mrω=mgcosθ (1)
где m - масса белья, r - радиус вращения, ω - угловая скорость, g - ускорение свободного падения, θ - угол направления вращения при условии, что вертикальное направление составляет 0°.
Результаты расчета показаны на фиг.5. На фиг.5 ось X обозначает положение угла вращения барабана, которое показывает угловое положение от самого нижнего положения вращающегося барабана 4, где расположена контрольная точка вращающегося барабана 4 при условии, что самая нижняя точка является контрольной точкой, когда вращающийся барабан 4 остановлен. Кривые из квадратиков показывают скорость вращения барабана, необходимую для уравновешивания силы в центральном направлении и центробежной силы при каждом угловом положении, где расположена контрольная точка вращающегося барабана 4. Стрелки, изображенные пунктирной линией и сплошной линией, указывают скорость вращения вращающегося барабана 4 в каждом угловом положении.
Из точки 21, изображающей момент остановки, вращающийся барабан 4 быстро поворачивается, как указано пунктирной линией, и достигает скорости вращения около 45 об/мин в точке 22. В точке 22, так как стрелка, изображенная сплошной линией, проходит выше кривой из квадратиков, белье 20 надежно прилипает к вращающемуся барабану 4. Таким образом, когда положение угла вращения контрольной точки вращающегося барабана 4 находится в положении 90°, белье 20 надежно прилипает к вращающемуся барабану 4. Следовательно, белье 20 поднимается посредством прохождения через положение 90°. Как упоминалось выше, подъем белья 20 посредством прилипания находится в положении менее 180° посредством прохождения через положение 90° вращающегося барабана 4, но в этом примере положение находится около 120°, как указано точкой 26.
Около положения 120° стрелка, изображенная сплошной линией, пересекается с кривой из квадратиков, и стрелка, изображенная сплошной линией, находится ниже кривой из квадратиков. При таком условии белье 20 больше не прилипает к вращающемуся барабану 4, а отцепляется от него. Следовательно, в точке 26 около положения 120° устройство 9 управления применяет торможение к вращающемуся барабану 4 для остановки около положения 140°, как указано точкой 23. В результате этого торможения, белье 20 отцепляется от внутренней периферии вращающегося барабана 4 вследствие инерции вращения, действующей на белье 20, и его собственного веса. Таким образом, из-за максимальной скорости вращения 45 об/мин и незначительного замедления, понятно, что белье 20 отцепляется от вращающегося барабана 4.
На основании такого расчета и опыта максимальная скорость вращения поворота в режиме прямого и обратного поворотного движения, предпочтительно, составляет 40 об/мин или больше. Торможение для отцепления белья 20 выполняется при максимальной скорости вращения, так что эффект, обусловленный режимом прямого и обратного поворотного движения, может быть получен. Отцепление белья 20 в режиме прямого и обратного поворотного движения может выполняться посредством торможения в пределах от положения 120° до положения 140°, как показано в примере на фиг.5. Более конкретно, при торможении от поворота при максимальной скорости вращения 45 об/мин, сила расцепления в соответствии с торможением прикладывается к белью 20 вследствие инерции вращения и собственного веса белья 20, продолжающего вращаться при данной скорости вращения.
Кроме того, как показано на фиг.5, предпочтительно, чтобы первое поворотное движение от фиг.4A до фиг.4C выполнялось из положения 0° в положение около 140°. И, предпочтительно, чтобы последующие поворотные движения, повторяющиеся от фиг.4C до фиг.4F, выполнялись из положения около 140° в положение около 30°. Следовательно, при первом поворотном движении белье 20, останавливающееся, тем не менее, в нижней части вращающегося барабана 4, как показано на фиг.4A, поднималось в положение около 120° и тормозилось в положении от 120° до 140°. В результате белье 20 падает на правую или левую противоположную сторону вращающегося барабана 4, конкретно, почти на диаметре или в нижнее положение вращающегося барабана 4. В последующих поворотных движениях вращающийся барабан 4 приводится в движение в диапазоне 110° из положения около 140° в положение около 30°. То есть белье 20 перемещается при сдвиге или в правую сторону, или в левую сторону вращающегося барабана 4. Более конкретно, белье 20, упавшее около 30° от нижнего конца вращающегося барабана 4, поднимается в верхнее положение на той же стороне вращающегося барабана 4, конкретно, в положение около 120°, и падает в положение около 30° на противоположной правой или левой стороне вращающегося барабана 4. Такой режим выполняется почти симметрично справа и слева и обеспечивается надежно посредством достижения максимального расстояния падения, равного диаметру вращающегося барабана 4. Таким образом, повышаются эффект распутывания и ударный эффект белья 20.
То есть, предпочтительно, чтобы устройство 9 управления управляло первым поворотным движением вращающегося барабана 4 в режиме прямого и обратного поворотного движения из положения 0° в положение более 120° и менее 180°. Последующие поворотные движения предпочтительны для управления из крайнего положения первого поворота в положение, перевернутое на 120° из крайнего положения первого поворота. В соответствии с данным управлением, белье 20, останавливающееся, тем не менее, в нижней части вращающегося барабана 4 при первом повороте, может подниматься в верхнее положение стороны первого поворота. Следовательно, белье 20 может падать на правую или левую противоположную сторону вращающегося барабана 4. При последующих поворотных движениях вращающегося барабана 4 белье может подниматься в верхнее положение той же стороны вращающегося барабана 4 и может падать на противоположную правую или левую сторону вращающегося барабана 4.
Для перемещения белья 20 при равномерном распределении на правой и левой стороне таким образом, предпочтительно останавливать или переворачивать белье для изменения направления вращения вращающегося барабана 4 до тех пор, пока белье 20, прилипшее к внутренней периферии вращающегося барабана 4, не упадет. В результате положение падения белья 20 смещается от стороны подъема направления поворота на правую или левую противоположную сторону, и может выполняться подъем в результате обратного поворота. Следовательно, положение подъема и положение падения белья 20 может поочередно меняться справа и слева. В результате распутывающее действие относительно белья 20 усиливается, и механическое усилие более эффективно прикладывается к белью 20. Между тем, предпочтительно, чтобы белье 20 отцеплялось незамедлительно из его положения подъема. С этой целью, торможение необходимо, и такое торможение осуществляется посредством механического торможения и электрического торможения. Существует различное электрическое торможение, и электрическое торможение отмечено в связи с его преимуществом, обеспечивающим бесперебойную работу без необходимости в сложном механизме.
Если максимальная скорость вращения при повороте в режиме прямого и обратного поворотного движения меньше 40 об/мин, инерция вращения, действующая на белье 20, вследствие торможения вращающегося барабана 4 слишком неэффективная для отцепления белья 20 от внутренней периферии вращающегося барабана 4. То есть, при вращении вращающегося барабана 4 в обратном направлении, белье остается в зацеплении с внутренней периферией вращающегося барабана 4 и вращается вместе с вращающимся барабаном 4. Следовательно, не обеспечивается стирка с ударным эффектом.
Если угол вращения вращающегося барабана 4 при повороте в режиме прямого и обратного поворотного движения меньше 60°, белье 20 не может подниматься выше положения 90°. Если угол вращения вращающегося барабана 4 больше 150°, белье 20 проходит через положение 180° (самое высокое положение) при вращении вращающегося барабана 4 в обратном направлении. Следовательно, белье 20 не меняется поочередно справа и слева, как показано на фиг.4G.
Для выполнения такого режима прямого и обратного поворотного движения вращающегося барабана 4, очень большая нагрузка для приведения в действие прикладывается к электродвигателю 5. Следовательно, количество полюсов электродвигателя 5 должно быть увеличено, и размер будет увеличен. В настоящем варианте осуществления, однако, как показано на фиг.1 и 3, внутренний ротор 51 расположен на внутренней стороне, и наружный ротор 52 расположен на наружной стороне статора 5A, закрепленного на наружной стороне дна бака 2 для стирки. Внутренний ротор 51 и наружный ротор 52 непосредственно соединены с вращающимся валом 4A. Таким образом, внутренний ротор 51 и наружный ротор 52 взаимно действуют на статор 5A от внутренней и наружной периферий. Следовательно, управляющая мощность может быть увеличена без увеличения размера электродвигателя 5, и электродвигатель 5 небольшого размера может легко осуществлять режим прямого и обратного поворотного движения посредством быстрого изменения направления.
Таким образом, выполнение режима прямого и обратного поворотного движения посредством быстрого изменения направления, включающего в себя характеристику правого и левого сбалансированного вращения, как показано на фиг.5, может осуществляться постоянно. То есть, как при прямом повороте, так и обратном повороте вращающегося барабана 4, белье 20 может падать почти в то же положение около 30° противоположной стороны направления вращения. Кроме того, посредством поворота из положения падения в положение того же угла поворота 60°, белье 20 достигает участка прилипания, затем, белье 20 отцепляется от вращающегося барабана 4 посредством быстрого торможения при угле поворота около 30°. Во время тормозящего движения вращающийся барабан 4 дополнительно поворачивается на 20°. Необходимое время от положения расцепления в точке 21 до положения расцепления в точке 26 составляет около 0,8 с, и необходимое время от положения падения в точке 25 до положения падения в точке 23 составляет около 0,8 с, так что время в обоих случаях одно и то же.
В обычной стиральной машине при операции стирки и операции полоскания выполняется режим непрерывного вращательного движения или режим прямого и обратного вращательного движения. В режиме прямого и обратного вращательного движения белье 20, поднятое вследствие вращения вращающегося барабана 4, падает с высоты, на которой собственный вес превышает центробежную силу, и при скорости вращения, иллюстрирующей такой режим, непрерывное вращение вращающегося барабана 4 поочередно повторяется в прямом и обратном направлении. Предпочтительно, чтобы часть или весь такой режим непрерывного вращательного движения, или часть или весь режим прямого и обратного вращательного движения был заменен режимом прямого и обратного поворотного движения, упомянутого выше. В результате, подъем и падение белья 20 поочередно повторяются в прямом и обратном направлении, и механические усилия прикладываются к белью 20, и распутывающее действие и ударное действие белья 20 могут быть усилены.
В результате время стирки может быть сокращено, и перекручивание или спутывание, обычно наблюдаемое после операции отжимания, заметно уменьшены в белье 20. Пользователь может легко достать белье 20, и уход после стирки является легким. Обработанный вид является чистым с небольшим количеством морщинок, и сэкономлены силы на распрямление.
При выполнении режима прямого и обратного поворотного движения после операции отжимания, ударное действие выполняет функцию распрямляющего действия, и получается хороший обработанный вид с небольшим количеством морщинок. Кроме того, белье 20 не прилипает к внутренней периферии вращающегося барабана 4 в процессе отжимания, и белье получается мягким и воздушным, как показано на фиг.6A и 6B. Следовательно, пользователь может легко достать белье 20 из вращающегося барабана 4. Последующий процесс является легким и не требует времени и сил для распрямления. При выполнении режима прямого и обратного поворотного движения во время операции сушки после отжимания, распрямляющий эффект благодаря ударному действию дополнительно повышен.
Хотя нагрузка для приведения в действие является высокой в режиме прямого и обратного поворотного движения, механическая нагрузка уменьшена посредством частичного выполнения режима прямого и обратного непрерывного поворотного движения вместо данного режима. Следовательно, при операции стирки и операции полоскания, в которых нагрузка для приведения в действие является большой из-за воды, содержащейся в белье 20, использование обоих режимов является особенно эффективным. С помощью двух режимов два разных состояния используются для белья 20 в процессе стирки и полоскания. Более конкретно, режим интенсивной ручной стирки используется при режиме прямого и обратного поворотного движения, и режим непрерывной и равномерной стирки используется для белья при режиме прямого и обратного непрерывного поворотного движения.
Целесообразно не увеличивать чрезмерно мощность электродвигателя 5. Следовательно, если электродвигатель 5 входит в свой нерегулируемый предел, когда приводной электродвигатель 5 в соответствии с первой командой приведения в действие электродвигателя для приведения во вращение вращающегося барабана 4, предпочтительно, чтобы устройство 9 управления управляло вращением электродвигателя 5 в соответствии со второй командой приведения в действие электродвигателя. В соответствии со второй командой приведения в действие электродвигателя, определяется скорость вращения, чтобы не превышать верхнюю предельную нагрузку электродвигателя 5. В соответствии с таким управлением, если нагрузка для приведения в действие изменяется время от времени, обеспечивается характеристика вращения вращающегося барабана 4, чтобы использовать подъем и отцепление для белья 20 в соответствии с данной установкой. Одновременно, уменьшен верхний предел увеличения мощности. С этой целью, скорость вращения вращающегося барабана 4 может контролироваться и регулироваться при помощи, например, обратной связи.
Между тем, предпочтительно изменять приведение в действие вращающегося барабана 4 в зависимости от истечения срока или веса белья 20. В соответствии с изменением, вращающийся барабан 4 приводится во вращение в состоянии, оптимальном для белья 20 в зависимости от изменения условия стирки вместе с ходом выполнения стирки или разницей в нагрузке для приведения в движение в зависимости от количества белья 20. Количество белья 20 может быть измерено с помощью любого известного измерительного способа.
Промышленная применимость
В стиральной машине барабанного типа настоящего изобретения эффект стирки может быть повышен при уменьшении перекручивания или спутывания белья посредством управления вращением вращающегося барабана, установленного в горизонтальном направлении или наклонном состоянии. Кроме того, может быть предотвращено образование морщинок на белье.