專利名稱：球式平衡器的制作方法
技術領域：
本發明涉及緩沖轉動體振動的球式平衡器。
汽車車輪之類的轉動體一般裝有使轉動中的轉動體保持靜態和動態平衡的平衡器。美國專利5,048,367、4,674,356和2,687,918公開了用來抵消由外力或內部載荷變動造成的動態不平衡的一種動態平衡器。從這些美國專利中可看出，該平衡器安裝成與轉動體的轉動軸線同心而保持轉動中的轉動體的動態平衡或轉動平衡，從而減小振動和噪聲。
例如，洗衣機的內裝衣物的轉桶上裝有保持轉桶的動態平衡的平衡器。當轉桶在由轉桶內的不平衡衣物載荷造成的不平衡狀態下轉動時，該平衡器抵消轉桶的不平衡轉動而保持轉桶的轉動平衡。
美國專利4,433,592詳細公開了用于洗衣機的這樣一類平衡器，這類平衡器分為固體平衡器、液體平衡器和球式平衡器。
固體平衡器包括一固定在轉桶內壁上的平衡件。該平衡件提高轉桶的轉動慣量而減小由轉桶內的不平衡衣物載荷造成的振動。
另一方面，液體平衡器包括一安裝成與轉桶同心的環形殼體，該殼體中裝有液體。殼體中的液體在轉桶轉動時流向與不平衡衣物載荷相反的一邊而保持轉桶的轉動平衡，從而減小振動和噪聲。
但是，固體平衡器和液體平衡器鑒于其結構不足以有效地減小轉桶的振動。特別是液體平衡器，由于使用鹽水之類沒有粘性的液體，因此必須有防漏裝置。
鑒于固體和液體平衡器存在上述問題，具有優良減振效果的球式平衡器得到廣泛使用。
從

圖1和2可見，球式平衡器11包括一形成一環形室13的環形殼體12和裝在殼體12的室13中的許多平衡球33和一種減振液體35。用鋼制成的平衡球33浸在減振液體35中而在室13中滾動。減振液體35的數量足以把平衡球33浸沒在其中。減振液體35一般使用具有一定粘度的油。減振液體35在殼體12開始轉動時、即在殼體12的轉速達到預定值前用來限制平衡球33的相對運動。從而防止由平衡球33之間的碰撞所造成的振動。球式平衡球11的結構和工作情況在下文中結合本發明一優選實施例詳述。
球式平衡器11與洗衣機1的轉桶4同心地安裝在該轉桶內壁頂部。當轉桶4在轉桶內不平衡衣物載荷下轉動時，室13中的平衡球33滾向與不平衡衣物載荷相反的一邊，從而轉桶4可在平衡狀態下轉動。
在用于洗衣機轉桶4之類轉動體的球式平衡器11中，減振效果受到平衡球33和減振液體35的特性的很大影響。也即，隨著減振液體35的粘度的提高，對殼體12中的平衡球33的運動的限制也加大，從而可有效防止平衡球33之間的碰撞。但是，粘度的提高妨礙平衡球33的快速滾動，從而平衡球33的減振效果、即球式平衡器11所要達到的目的會打折扣。為解決這一問題，進行了積極的研究。
而且，減振液體35的粘度會隨著外部溫度的變動以及由平衡球33之間的摩擦所生成的熱量而有變動。因此經過一段時間后就無法有效防止平衡球33之間發生碰撞，從而無法有效保持轉桶4之類轉動體的轉動平衡。
此外，在其中氣密密封有平衡球33和減振液體35的球式平衡器11中，平衡球33會發生磨損，而減振液體35的粘度會改變。因此無法充分保證轉動體的轉動平衡。
本發明的一個目的是提供一種包括一種減振液體的球式平衡器，它可減小減振液體由溫度變動造成的粘度變動，從而有效防止轉動體的振動。
本發明的另一個目的是提供一種球式平衡器，它可防止減振液體的質量下降和平衡球遭磨損，從而提高該球式平衡器的壽命。
為實現上述目的，提供了一種球式平衡器，包括與轉動體同心地裝在該轉動體上、其中有一環形室的一環形殼體；許多可在該殼體的該室中滾動的平衡球；以及該殼體的該室中的一種減振液體，其中，該減振液體中含有一種鏈式高分子物質的添加劑，用來減小該減振液體由溫度變動所造成的粘度變動。
該添加劑最好為聚甲基丙烯酸烷基酯、聚異丁烯、聚烷基苯乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的一種。
減振液體中最好還含有抗氧化劑和抗腐蝕劑。
為有效地實現上述目的，減振液體的粘度最好為200-2000cSt，若為200-400cSt則更好。
從結合附圖對本發明優選實施例的詳述中可清楚看出本發明的上述目的和優點，附圖中圖1為使用本發明球式平衡器的洗衣機的剖面圖；圖2為圖1球式平衡器的局部剖視的立體圖；圖3和4分別圖示出減振液體中的鏈式高分子物質在正常溫度和高溫下的狀態；圖5圖示出減振液體的粘度與球式平衡器的噪聲之間的關系；以及圖6圖示出減振液體的粘度與一轉桶的振動之間的關系。
從圖1可見，使用本發明一優選實施例的球式平衡器的洗衣機1包括一外殼2、一用懸掛件6懸掛在外殼2中的外桶3以及一可轉動地裝在外桶3中、內裝衣物的轉桶4。外殼2呈長方體，外桶3和轉桶4為圓筒形。轉桶4的壁上有許多孔(未示出)，因此洗衣水可在外桶3與轉桶4之間流動。轉桶4的底部裝有一脈動器5使洗衣水產生環流。
一包括一驅動電動機7和一軸組件8的傳動件9四周用一座架(未示出)固定安裝在外桶3的下方。傳動件9按照存儲在一控制器(未示出)中的程序正向或反向轉動轉桶4或脈動器5，從而對裝在轉桶4中的衣物進行洗滌、清洗和脫水。
轉桶4的頂部外圓周上有一環形凸緣10。該凸緣10抵靠球式平衡器11上的一支撐肋23(在下文說明)而用來支撐球式平衡器11。
如圖2所示，該球式平衡器11包括一同軸安裝在轉桶4上、其中有一室13的環形殼體12。該殼體12包括一外壁件15、一內壁件17、一底件19和一蓋件21。外壁件15、內壁件17和底件19制成一體，蓋件21蓋住由內外壁件17和15以及底件19構成的空間而形成室13。
許多平衡球33和一種減振液體35裝在殼體12的室13中。平衡球33和減振液體35在殼體12的室13中運動。打開蓋件21即可把平衡球33和減振液體35裝入殼體12中。
殼體12最好用適合于吸收轉桶轉動過程中生成的振動和噪聲的塑料、比方說ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)制成。ABS具有優良的絕緣性，從而可防止因殼體12與平衡球33之間的接觸而生成的電化學腐蝕以及由于減振液體35在殼體12中的翻動而生成的電解磨損。ABS還有隔絕外界溫度的隔熱性。
平衡球33最好用具有優良抗腐蝕和抗磨損性的鉻鋼制成。平衡球33的直徑決定于殼體12的室13的橫截面，最好大于室13的橫截面的一半。
減振液體35防止平衡球33在室13中自由運動以及由于受轉桶轉動所產生的離心力的作用而緊抵殼體12的外壁件15。減振液體35可使用礦物油或硅油。根據本發明的實驗，減振液體35的粘度最好為200-2000cSt，若為200-400cSt則更好。粘度取這一范圍的理由在下文中說明。
減振液體35最好不灌滿殼體12的室13而使平衡球33的一部分露出在液面外。實際上，減振液體35的量為殼體12的室13的容積的1/4-3/4。減振液體35中含有添加劑以減小減振液體35的粘度隨溫度變動而發生的變動。該添加劑為鏈式高分子物質，在本實施例中最好為聚甲基丙烯酸烷基酯。
下面結合附圖3和4說明該添加劑的作用和效果。
如圖3所示，只由礦物油或硅油構成的減振液體35在正常溫度下保持其粘度。此時，平衡球33的運動受到減振液體35的粘度的限制。但當溫度超過減振液體35的流動點時，減振液體35如圖4所示發生分解從而其粘度下降。在此狀態下，轉桶轉動時殼體12中的平衡球33可自由滾動，從而平衡球33之間的碰撞造成振動和噪聲。
添加劑用來防止減振液體35的分解和粘度下降。由于減振液體35含有具有鏈式結構的添加劑，因此減振液體35的流動點增大。從而減振液體的粘度保持力增大而保持圖3所示狀態，從而防止平衡球33因在殼體12中的自由滾動所造成的相互間的碰撞。
減振液體35還含有抗氧化劑和抗腐蝕劑。抗氧化劑用來防止減振液體35轉變成具有低碳分子的化合物，而抗腐蝕劑用來防止平衡球33遭腐蝕。
同時，如圖2所示，從殼體12的外壁件15上向外突起的支撐肋23抵靠轉桶4的凸緣10。殼體12的底件19與轉桶4的頂部用螺絲37之類的連接件連接，從而把殼體12緊固到轉桶4的上部內壁上。
從示出減振液體35的粘度與球式平衡器11的噪聲之間的關系的圖5中可看出，球式平衡器11的噪聲隨著減振液體35的粘度的增大而降低。例如，當減振液體35的粘度為110cSt時，噪聲大小為80dB；而當粘度為500cSt時，噪聲大小為60dB。同時還可看出，噪聲降低率隨著粘度的增大而降低。
從示出減振液體35的粘度與轉桶4的振動之間的關系的圖6中可看出，轉桶4的振動隨著減振液體35的粘度的增大而增大。例如，當粘度為410cSt時，振動大小約為30mm；而當粘度為1000cSt時，振動大小超過60mm。
從圖5和圖6的結果中可知，為了獲得合適的減振效果，減振液體35的粘度最好在200cSt以上。但是，減振液體35的粘度最好不超過2000cSt，因為當轉桶4的振動大小≥80mm時，球式平衡器11幾乎起不了減振作用。因此，減振液體35的粘度最好約為200-2000cSt。
考慮到轉桶4的振動大小最好≤30mm，減振液體35的粘度約為200-400cSt則更好。
按照上述結構，由于減振液體35的粘度隨溫度變動的變動極小，因此可降低由平衡球33的自由運動所造成的轉桶4的振動和噪聲，特別是在開始脫水時或在轉桶4以低于其共振轉速的轉速轉動而進行洗滌和清洗之時。
當轉桶4高速轉動、即以大于其共振轉速的轉速轉動時，平衡球33滾向與轉桶4內的不平衡衣物載荷相反的一邊而使轉桶4的轉動平衡。此時，由平衡球33和減振液體35與殼體12之間的摩擦生成的熱量會傳給減振液體35。但是，由于減振液體35中含有添加劑，因此減振液體35的粘度幾乎保持不變。
此外，由于抗氧化劑和抗腐蝕劑提高了平衡球1 1和減振液體35的使用壽命，因此幾乎不必更換球式平衡器11。
同時，添加劑也可使用聚異丁烯、聚烷基苯乙烯或乙烯-丙烯代替聚甲基丙烯酸烷基酯。
本發明球式平衡器11可用于種種轉動體，包括洗衣機1的轉桶4。
如上所述，本發明球式平衡器使用其粘度隨溫度變動的變動很小的減振液體，從而有效地減小轉動體的振動。此外，減振液體中含有提高平衡球和減振液體的使用壽命的抗氧化劑和抗腐蝕劑。
權利要求
1.一種用于轉動體的球式平衡器，其特征在于包括與轉動體同心地裝在該轉動體上、其中有一環形室的一環形殼體；許多可在所述殼體的所述室中滾動的平衡球；以及所述殼體的所述室中的一種減振液體，其中，所述減振液體中含有一種鏈式高分子物質的添加劑，用來減小所述減振液體由溫度變動所造成的粘度變動。
2.按權利要求1所述的球式平衡器，其特征在于，所述添加劑為聚甲基丙烯酸烷基酯、聚異丁烯、聚烷基苯乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的一種。
3.按權利要求2所述的球式平衡器，其特征在于，所述減振液體中還含有抗氧化劑。
4.按權利要求2所述的球式平衡器，其特征在于，所述減振液體中還含有抗腐蝕劑。
5.按權利要求1所述的球式平衡器，其特征在于，所述減振液體的粘度為200-2000cSt。
6.按權利要求1所述的球式平衡器，其特征在于，所述減振液體的粘度為200-400cSt。
全文摘要
提供了一種球式平衡器。該球式平衡器包括:與轉動體同心地裝在該轉動體上、其中有一環形室的一環形殼體;許多可在該殼體的該室中滾動的平衡球;以及該殼體的該室中的一種減振液體,其中,該減振液體中含有一種鏈式高分子物質的添加劑,用來減小該減振液體由溫度變動所造成的粘度變動。從而,該球式平衡器的減振效果可不隨溫度的變動而變動。
文檔編號F16F15/36GK1171464SQ9711235
公開日1998年1月28日 申請日期1997年5月28日 優先權日1996年5月29日
發明者李俊燁 申請人:三星電子株式會社