Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ БЫТОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электрическому бытовому устройству, в частности, к бытовой сушке или стиральной машине, которая описана ниже только в качестве примера.

Как известно, представленные на современном рынке стиральные машины содержат корпус, в котором расположен стиральный узел, обычно содержащий стиральный бак, барабан для белья, установленный внутри стирального бака с возможностью свободного вращения вокруг соответствующей оси вращения, шкив, установленный на приводном валу барабана и привод, содержащий электродвигатель, соединенный со шкивом с помощью приводного ремня для вращения барабана вокруг его оси вращения.

Стиральные машины вышеописанного типа также содержат электронный модуль управления, обычно инвертированный, изменяющий скорость электродвигателя на основании количества управляющих сигналов, генерируемых центральным блоком управления в зависимости от рабочего цикла, установленного пользователем.

В частности, электронный модуль управления, т.е. инвертор, устанавливается внутри корпуса стиральной машины на заданном расстоянии от электродвигателя и подключается к электродвигателю электрическим кабелем.

В документе US 2007/063603 описана стиральная машина с фронтальной загрузкой, содержащая встроенный двигатель и блок управления. Блок управления установлен непосредственно на одном из двух противолежащих торцевых щитков электродвигателя, при этом указанные торцевые щитки установлены непосредственно на статоре двигателя. Блок управления может содержать изолирующий экран, расположенный между платой блока управления и торцевым щитком двигателя, на котором установлен блок управления. Изолирующий экран обеспечивает защиту от электрической дуги, термоизоляцию и/или электромагнитную изоляцию между платой и торцевым щитком.

Как известно, основной задачей при производстве стиральных машин является разработка технического решения, позволяющего сократить время сборки и, таким образом, стоимость производства машин.

К сожалению, в настоящее время этап сборки электрических/электронных компонентов и, в частности, привода стиральных машин вышеописанного типа требует больших затрат времени и не удовлетворяет вышеописанным требованиям. Фактически, сборка вышеописанных компонентов состоит из ряда отдельных операций, включая установку электродвигателя на дне стирального бака; установку электронного модуля управления на внутренней боковой стенке корпуса; подключение электродвигателя к инвертору посредством ряда кабелей и, наконец, компактное расположение электропроводки внутри корпуса.

Задачей настоящего изобретения является создание электрического бытового устройства с компактным интегрированным приводом, позволяющим сократить время сборки устройства.

Указанная задача решена в электрическом бытовом устройстве согласно пункту 1 формулы изобретения и предпочтительно в любом из пунктов, прямо или косвенно зависимых от пункта 1.

Вариант осуществления настоящего изобретения, не имеющий ограничительного характера, описан на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично изображено электрическое бытовое устройство согласно изобретению с удаленными для ясности компонентами, вид в перспективе;

на фиг.2 изображен привод устройства, показанного на фиг.1, вид сбоку в перспективе;

на фиг.3 изображена деталь привода устройства, показанного на фиг.1, вид в перспективе с вынесенными для ясности компонентами;

на фиг.4 изображено соединение электронного модуля управления с корпусной частью привода, показанного на фиг.2, вид сбоку в перспективе;

на фиг.5 изображен электронный модуль, показанный на фиг.4, вид сбоку в перспективе;

на фиг.6 изображено сечение электронного модуля по VI-VI на фиг.5.

Показанное на фиг.1 электрическое бытовое устройство 1 предпочтительно соответствует стиральной машине. Однако подразумевается, что дальнейшее описание также может быть применимо к бытовой сушке для белья.

Стиральная машина 1 содержит внешний корпус 2, в котором расположен стиральный узел 3, включающий в себя стиральный бак 4, барабан 5 для белья, установленный внутри стирального бака с возможностью свободного вращения вокруг заданной оси А вращения. Стиральная машина 1 содержит также шкив 6, установленный на приводном валу барабана 5, привод 7, вал 8 которого соединен со шкивом 6 приводным ремнем 9 так, чтобы барабан 5 мог вращаться вокруг оси А, и главное устройство 10 управления для генерации управляющих сигналов S_V для управления скоростью вращения барабана 5 в зависимости от заданного цикла стирки, сохраненного в главном устройстве 10 управления и выбранном пользователем.

В частности, как показано на фиг.1 и 2, привод 7, по существу, включает в себя электродвигатель 11, электронный модуль 12 управления, который в отличие от электронных модулей управления известных устройств объединен с электродвигателем 11 так, что образует с ним единую компактную корпусную деталь, объединяющую электродвигатель 11 и электронный модуль 12 управления.

В показанном примере электронный модуль 12 управления объединен с кожухом 13 электродвигателя 11, так что образует с ним единый компактный наружный корпус, т.е. один корпус, объединяющий электродвигатель 11 и электронный модуль 12 управления.

В показанном примере электронный модуль 12 управления неподвижно прикреплен к кожуху 13 электродвигателя 11, образуя с кожухом 13 единый компактный внешний корпус, но может быть легко снят.

Согласно примеру, изображенному на фиг.2, электронный модуль 12 управления, по существу, содержит неподвижно прикрепленный к кожуху 13, но легко снимаемый защитный внешний контейнер или корпус 14, так что преимущественно образует вместе с кожухом 13 внешний корпус привода 7; и электронную схему 15 (фиг.6), по меньшей мере частично расположенную внутри корпуса 14 и подключенную и к главному устройству 10 управления, чтобы получать сигналы S_V управления скоростью, и к электродвигателю 11 для изменения скорости вращения электродвигателя в зависимости от сигналов S_V управления скоростью.

Корпус 14 прикреплен к кожуху 13, непосредственно прилегая к одному из двух концов 13а кожуха 13 электродвигателя 11. В показанном примере корпус 13 электродвигателя 11 содержит по меньшей мере одну полугильзу или боковую накладку 13а, определяющую один из концов кожуха 13, а корпус 14 может быть неподвижного, но с возможностью легкого съема, установлен на внешней стенке боковой накладки 13а.

В частности, кожух 13, по существу, разделен на три разные части: центральную часть 13b, имеющую предпочтительно цилиндрическую форму снаружи; и две части на концах оси, каждая из которых характеризуется накладкой 13а. В показанном примере, центральная часть 13b предпочтительно выполнена из металла, а внутри нее расположен статор (не показан), подключенный к электронной схеме 15, как описано ниже, и ротор (не показан), расположенный с возможностью вращения внутри статора. Вал ротора является приводным валом 8. В частности, центральная часть 13b может являться внешней металлической поверхностью статора электродвигателя 11.

Две накладки 13а для удобства изготовлены из пластмассы и неподвижно закреплены на противоположных концах центральной части 13b, но могут быть легко сняты.

Корпус 14 предпочтительно изготовлен из пластмассы, имеет, по существу, форму коробки и предназначен для расположения электронной схемы 15.

В частности, в показанном примере корпус 14, по существу, содержит элемент 16, открытый на обоих концах оси и закрытый на одном открытом конце радиатором 17. В показанном примере радиатор 17 содержит опорную пластину 18 из теплопроводного материала, например алюминия, закрывающую открытый конец элемента 16 корпуса; и ряд рассеивающих пластин 19, выступающих на наружной стороне опорной пластины 18.

На противоположной рассеивающим пластинам 19 стороне опорная пластина 18 имеет гладкую поверхность, предпочтительно служащую опорой для электронной схемы 15.

Как показано на фиг.3 и 4, корпус 14 предназначен для присоединения к одной из двух накладок 13а с помощью защелкивающегося крепежного механизма 20, включающего, по существу, ряд, по существу, крючкообразных соединительных язычков 21, выступающих на наружной части корпуса 14 в направлении, по существу, перпендикулярном опорной пластине 18, так, чтобы закрепить корпус 14 на накладке 13а кожуха 13.

Как показано на фиг.2 и 4, накладка 13а содержит ряд соединительных крылышек 22, выступающих на наружной части накладки 13а, по существу, параллельно продольной оси А кожуха 13; причем соединительные язычки 21 выступают на элементе 16 корпуса и выровнены для установки в соответствующие посадочные места, образуемые соединительными крылышками 22, когда корпус 14 закрепляется на накладке 13а.

В показанном примере электронный модуль 12 управления закрепляется в накладке 13а, когда осевые концы язычков 21 целиком вставлены в посадочные места незакрепленных концов соединительных крылышек 22 и защелкиваются по радиусу наружу для предотвращения выпадения язычков 21 из посадочных мест соединительных крылышек 22.

Как показано на фиг.2 и 3, привод 7 также содержит защелкивающуюся систему электрического соединения, включающую два электрических соединителя 24, 25, жестко прикрепленных к корпусу 14 и электродвигателю 11, соответственно, выровненных относительно друг друга параллельно продольной оси А так, чтобы механическое соединение коробки 14 и электродвигателя 11 обеспечивало одновременное соединение электрических соединителей 24 и 25.

В примере, показанном на фиг.2 и 3, электрический соединитель 25 предпочтительно имеет пластмассовый корпус, который жестко прикреплен к электродвигателю 11 и предназначен для расположения электрического разъема 26, подключенного внутренним проводником (не показан) к статору электродвигателя 11.

Электрический соединитель 24, в свою очередь, содержит продолговатую опорную часть 27, также предпочтительно выполненную из пластмассы и выступающую с бокового конца элемента 16 корпуса в направлении, по существу, перпендикулярном опорной пластине 18, так, чтобы его открытый конец был обращен к электрическому соединителю 25. Электрический соединитель 24 содержит также электрический разъем 28, подключенный к электронной схеме 15 и расположенный на конце продолговатой опорной части 27 для взаимодействия с разъемом 26 электрического соединителя 25, когда корпус 14 механически присоединяется к кожуху 13.

Электронная схема 15 характеризуется инвертером и содержит интерфейсную схему 15а для получения, фильтрации и преобразования сигналов S_V скорости от главного устройства 10 управления; схему 15b регулирования, подключенную к интерфейсной схеме 15а для получения сигналов S_V скорости и генерации соответствующих управляющих сигналов; и схемы 15с питания, получающей управляющие сигналы и соответственно регулирующей подачу тока/напряжения на электродвигатель 11 для регулировки скорости вращения двигателя.

В частности, как показано на фиг.5, интерфейсная схема 15а, схема 15b управления и схема 15с питания для удобства определены тремя электронными платами 30а, 30b, 30с, расположенными друг над другом внутри корпуса 14, образуя, по существу, сандвич-структуру.

Как показано на фиг.5, размер электронных плат 30а, 30b, 30с позволяет разместить их внутри корпуса 14, и каждая из них имеет путь или электропроводящую дорожку, соединяющий различные электронные компоненты, образующие часть электронной схемы на электронной плате, и имеющий ряд контактных областей или контактных участков 31 поверхности, изготовленных из проводящего материала и определяющих конечные точки ввода/вывода электронной схемы каждой электронной платы 30а, 30b, 30с.

Электронная схема 15 также содержит ряд упругих соединительных механизмов 32, помещенных между электронными платами 30а, 30b, 30с и выровненных с контактными участками 31 поверхности для электрического соединения.

В частности, как показано на фиг.6, каждый соединительный механизм 32, по существу, содержит трубчатый участок 32а, изготовленный из пластмассы и расположенный, по существу, перпендикулярно электронным платам 30а, 30b, 30с таким образом, что его незакрепленные концы обращены к двум участкам 31 поверхности двух отдельных электронных плат 30а, 30b, 30с; и контакт 32b, расположенный внутри трубчатого участка 32а, незакрепленные концы которого контактируют с участками 31 поверхности.

В частности, в примере, показанном на фиг.5, контакт 32b содержит пружину, изготовленную из проводящего материала, свободно перемещающуюся внутри трубчатого участка 32а, незакрепленные концы которой для образования электрического соединения опираются на контактные участки 31 поверхности двух электронных плат 30а, 30b, 30с.

В примере, изображенном на фиг.5, трубчатый участок 32а соединительного механизма 32, соединяющего две наружные электронные схемы 30а, 30с в сандвич-структуре, проходит через сквозное отверстие 33, выполненное в электронной плате 30b, помещенной между электронными платами 30а и 30с таким образом, чтобы электрически соединить электронные платы 30а и 30с.

В сандвич-структуре из примера, показанного на фиг.5, электронная плата 30с схемы 15с питания расположена на опорной пластине 18; электронная плата 30b схемы 15b управления обращена к электронной плате 30с и расположена параллельно ей, с противоположной стороны опорной пластины 18; а электронная плата 30а интерфейсной схемы 15а обращена к электронной плате 30b схемы 15b управления и расположена параллельно ей с противоположной стороны электронной платы 30с.

Как показано на фиг.5, плата 30а управления интерфейсной схемы 15а предназначена преимущественно для предотвращения отделения от поверхности электронных компонентов больших размеров, когда электронная схема 15 подвергается вибрации устройства 1 в процессе эксплуатации.

В этих целях электронная плата 30а интерфейсной схемы 15а содержит выступающую периферическую удерживающую стенку 34, расположенную вдоль поверхности, объединяющей электронные компоненты, ограждая электронные компоненты.

Электронная схема 15 может также содержать ряд измерительных датчиков, размещенных внутри корпуса 14 и неподвижно прикрепленных к электронным платам 30а, 30b, 30с для определения различных параметров управления циклом стирки.

В частности, электронная схема 15 может содержать, например, датчик 40 для определения ускорения привода 7, представляющий собой, например, акселерометр, неподвижно соединенный с одной из электронных плат 30а, 30b, 30с; и/или датчик 41 для определения скорости электродвигателя 11, прикрепленный, например, к одной из электронных плат 30а, 30b, 30с и обращенный к участку вала 8 ротора электродвигателя для определения скорости вала. В этом случае вал 8 ротора может иметь такой размер, чтобы выступать из накладки 13а кожуха 13 через отверстие, проходящее через накладку 13а, и через центральное отверстие так, чтобы частично выступать внутрь корпуса 14 в направлении к датчику 41 скорости (фиг.5).

Вышеописанный привод обладает рядом преимуществ.

Во-первых, объединение электронного модуля управления непосредственно с кожухом электродвигателя значительно сокращает время сборки привода внутри устройства и, следовательно, стоимость сборки устройства. Фактически привод можно собрать внутри устройства за одну операцию, включающую фиксацию привода на стиральном узле без необходимости фиксации электронного модуля управления и/или подключения электродвигателя к электронному модулю управления.

Во-вторых, защелкивающаяся система механического соединения и защелкивающаяся система электрического соединения обеспечивает быстрое, простое объединение электронного модуля управления и кожуха электродвигателя.

В-третьих, сандвич-структура расположения электронных плат 30а, 30b, 30с является очень компактной и образует плоскую коробку, по существу, равную по длине кожуху электродвигателя.

В-четвертых, упругость контактных механизмов на электронных платах гарантирует электрическое соединение участков поверхности, т.е. вводов/выводов электронных плат даже в том случае, когда привод подвергается достаточно сильной вибрации.

Наконец, размещение датчиков непосредственно внутри корпуса электронного модуля управления еще больше сокращает время сборки и защищает датчики от случайных ударов. Фактически в отличие от известных стиральных машин, в которых акселерометр или датчик скорости расположен на электродвигателе без внешней защиты, встраивание датчиков в коробку электронного модуля управления значительно уменьшает риск повреждения датчиков, вызванный случайным ударом.

Разумеется, описанное и проиллюстрированное чертежами данное электрическое бытовое устройство может быть изменено без выхода за границы настоящего изобретения.