專利名稱：滾珠平衡器的制作方法
滾珠平衡器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實施方式涉及糾正旋轉(zhuǎn)裝置的重心和旋轉(zhuǎn)中心之間的錯位的滾珠平衡器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，滾珠平衡器已經(jīng)作為用于糾正不平衡(旋轉(zhuǎn)裝置的重心和旋轉(zhuǎn)中心之間的錯位)的器件而被公知，該不平衡導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的振動或噪音。典型的滾珠平衡器包括其中具有空白空間的環(huán)形溝槽構(gòu)件以及可移動地容納在該溝槽構(gòu)件內(nèi)的多個滾珠。滾珠平衡器與旋轉(zhuǎn)裝置同心地安裝，并且繞旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)裝置一起旋轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速超過共振轉(zhuǎn)速(即，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主共振的轉(zhuǎn)速)，則滾珠移動離開旋轉(zhuǎn)裝置的重量不平衡部分。這能夠糾正不平衡。例如，這樣的滾珠平衡器安裝到洗衣機的旋轉(zhuǎn)桶以糾正由洗衣機旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的衣物偏置而產(chǎn)生的不平衡。除洗衣機的旋轉(zhuǎn)桶之外，滾珠平衡器還可以安裝到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)裝置，諸如離心機或盤驅(qū)動器(disc drive)。
然而，如果旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于共振轉(zhuǎn)速，則滾珠可以朝向旋轉(zhuǎn)裝置的重量不平衡部分移動，而不是移動離開重量不平衡部分。結(jié)果，加劇了不平衡。作為一種對策，日本專利公開第S54-120957號公開了一種平衡裝置，在該平衡裝置中多個凹槽(滾珠停留位置)形成在平衡裝置的底部，凹槽的內(nèi)部側(cè)壁的傾斜角被確定為使得在脫水桶以比脫水桶的支撐系統(tǒng)的固有頻率高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時平衡重物(balance weights)(滾珠)離心地滾出凹槽。在上述公開第S54-120957號中公開的平衡裝置中，如果脫水桶的轉(zhuǎn)速大于固有頻率，則平衡重物從凹槽離心地離開并移動到平衡裝置的頂部。如果脫水桶的轉(zhuǎn)速小于固有頻率，則平衡重物停留在凹槽中，這可以限制不平衡的加劇。
日本專利公開第S49-10563號公開了一種脫水/洗滌機構(gòu)，在該脫水/洗滌機構(gòu)中，安裝到洗滌桶的重物導(dǎo)管內(nèi)部提供有一坡道(slope)，當(dāng)洗滌桶小于共振轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，重物(滾珠)停留在坡道與側(cè)壁(該側(cè)壁與該坡道相對)之間的間隙(滾珠停留位置)中，但是當(dāng)洗滌桶達到共振轉(zhuǎn)速時，重物(滾珠)沿該坡道離心地向上移動。此外，日本專利公開第S59-183846號公開了一種平衡器，在該平衡器中環(huán)形腔接收液體和布置在其底部(滾珠停留位置)的球(滾珠)，使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)桶以比共振點高的速度旋轉(zhuǎn)時，球從環(huán)形腔的底部沿環(huán)形腔的傾斜壁向上離心地移動。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速變得小于共振轉(zhuǎn)速(導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主共振的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的情況下，滾珠通過重力開始向滾珠停留位置移動，但是存在一種可能:不在滾珠停留位置的一些滾珠接觸在滾珠停留位置的其它滾珠并保持不動，而不移動到滾珠停留位置。在該情形下，因為重力被施加到不在滾珠停留位置的滾珠，所以可能難以將滾珠移動到滾珠停留位置。例如，雖然上述公開第S54-120957描述了滾珠經(jīng)由脫水桶的振動而產(chǎn)生的移動，但是移動不在滾珠停留位置的滾珠是不可能的，因為施加到滾珠的重力大于由脫水桶的振動產(chǎn)生的力(即，用于沿溝槽構(gòu)件的圓周方向移動滾珠的力量)。因而，沿圓周方向分布不在滾珠停留位置的滾珠是不可能的，因此，增加在滾珠停留位置的滾珠的比率是不可能的。這使得難以限制由于不在滾珠停留位置的滾珠而引起的不平衡的加劇。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種滾珠平衡器，該滾珠平衡器可以增加在滾珠停留位置處存在的滾珠的比率并限制由不在滾珠停留位置的滾珠弓I起的不平衡的加劇。
本發(fā)明的其它方面將在以下的描述中部分地闡述，且部分將通過該描述明顯或者可以通過對本發(fā)明的實踐而習(xí)知。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種安裝到繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置的滾珠平衡器包括:環(huán)形溝槽構(gòu)件，其中具有空白空間；以及多個滾珠，可移動地容納在溝槽構(gòu)件的空白空間中，其中溝槽構(gòu)件的空白空間由繞旋轉(zhuǎn)軸的圓管形式的內(nèi)圓周壁和外圓周壁、以及使內(nèi)圓周壁和外圓周壁的上端和下端彼此連接的環(huán)形底壁和頂壁限定，其中底壁的內(nèi)表面由連接到內(nèi)圓周壁的內(nèi)圓周邊緣部分以及使內(nèi)圓周邊緣部分和外圓周壁彼此連接的滾動面配置，其中底壁的內(nèi)表面的內(nèi)圓周邊緣部分提供有沿溝槽構(gòu)件的圓周方向相互間隔開預(yù)定距離的多個滾珠停留部分以及分別布置在多個滾珠停留部分之間的多個防離開部分，其中滾動面從底壁的內(nèi)表面的內(nèi)圓周邊緣部分到外圓周壁向上傾斜，以在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于第二轉(zhuǎn)速時允許滾珠通過施加到滾珠的離心力而移動到外圓周壁，其中第二轉(zhuǎn)速小于導(dǎo)致主共振的第一轉(zhuǎn)速，其中當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，每個滾珠停留部分配置為允許從滾動面移動到滾珠停留部分的滾珠之一停留在滾珠停留部分并允許在滾珠停留部分中的停留滾珠接觸滾珠停留部分外部的滾珠中的一個釋放滾珠，以防止釋放滾珠離開滾動面，并且在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速時，每個滾珠停留部分還配置為允許滾珠停留部分中的停留滾珠通過施加到停留滾珠的離心力而離開并到達滾動面，以及其中多個防離開部分中的每個配置為在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時接觸滾珠停留部分外部的釋放滾珠，從而防止釋放滾珠離開滾動面。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，滾珠停留部分外的釋放滾珠可以位于滾動面上。因此，隨著旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速在小于第一轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)變化，釋放滾珠可以通過施加到釋放滾珠的離心力和重力而在滾動面上移動。因此，沿溝槽構(gòu)件的圓周方向分布被釋放的滾珠可以是可能的。因此，滾珠停留部分外的滾珠(釋放滾珠)可以容易地移動到其中沒有滾珠停留的滾珠停留部分，這可以增加滾珠停留部分中的滾珠的停留比率。結(jié)果，可以減少由于釋放滾珠而引起的不平衡的加劇。
多個滾珠停留部分可以分別通過多個凹槽配置。
多個凹槽的每個的徑向外側(cè)表面可以從凹槽的底部到滾動面的內(nèi)圓周邊緣以比滾動面陡峭的角度向上傾斜，以在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速時通過施加到滾珠的離心力而允許凹槽中的滾珠在凹槽的徑向外側(cè)表面上移動并離開且到達滾動面，以及多個凹槽的每個的深度可以被確定為確保凹槽外部的釋放滾珠既接觸滾動面又接觸凹槽中的停留滾珠。利用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，從滾動面移動到凹槽中的滾珠可以停留在凹槽中。當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速時，停留在凹槽中的滾珠可以通過施加到停留滾珠的離心力而離開并到達滾動面。此外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，停留滾珠可以接觸釋放滾珠以防止釋放滾珠離開滾動面。
多個凹槽的每個的深度可以被確定為確保凹槽中的停留滾珠的上端從凹槽突出以及在凹槽外部的釋放滾珠在高于凹槽的上端的位置處接觸停留滾珠。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠可以既接觸滾動面又接觸停留滾珠。
多個防離開部分可以分別通過多個突起配置。
多個突起的每個可以配置為允許釋放滾珠既接觸滾動面又接觸突起的徑向外側(cè)表面。利用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，釋放滾珠可以接觸突起的徑向外側(cè)表面以防止釋放滾珠離開滾動面。
從滾動面的內(nèi)圓周邊緣到多個突起的每個的徑向外側(cè)表面的徑向距離可以小于滾珠的半徑。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠可以既接觸滾動面又接觸突起的徑向外側(cè)表面。
多個突起的每個可以配置為允許釋放滾珠接觸突起的徑向外側(cè)表面的除了其邊緣之外的一部分。利用該結(jié)構(gòu)，可以減小釋放滾珠的滾動阻力。因此，釋放滾珠可以容易地沿溝槽構(gòu)件的圓周方向分布，導(dǎo)致增加的滾珠停留比率。
多個突起的每個的徑向外側(cè)表面關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的寬度可以大于滾珠的半徑。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠可以接觸突起的徑向外側(cè)表面的除了其邊緣之外的一部分。
旋轉(zhuǎn)裝置可在高速旋轉(zhuǎn)模式和變速旋轉(zhuǎn)模式之間轉(zhuǎn)換，其中在高速旋轉(zhuǎn)模式中旋轉(zhuǎn)裝置以大于第一轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在變速旋轉(zhuǎn)模式中轉(zhuǎn)速在小于第一轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)變化。利用該結(jié)構(gòu)，滾珠可以通過施加到其的離心力和重力以變速旋轉(zhuǎn)模式移動。


通過結(jié)合附圖對實施方式的以下描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變得顯然且更易于理解，在附圖中:
圖1是示出具有滾珠平衡器的洗衣機的結(jié)構(gòu)的剖視圖2是說明轉(zhuǎn)速的控制的曲線圖3是示出滾珠平衡器的結(jié)構(gòu)的示意圖4是示出滾珠平衡器的結(jié)構(gòu)的局部平面圖5A和圖5B是示出滾珠平衡器的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖6A和圖6B是說明凹槽和突起的形狀的具體示例的剖視圖7是說明滾珠平衡器的操作的平面圖8是說明滾珠平衡器的操作的平面圖9是說明滾珠平衡器的操作的平面圖1OA和圖1OB說明施加到滾珠的離心力和重力的剖視圖；以及
圖11是說明滾珠的停留比率的曲線圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實施方式，其實例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。將省略相同元件的重復(fù)描述。
洗衣機
圖1示出安裝滾珠平衡器的洗衣機的結(jié)構(gòu)。洗衣機包括滾珠平衡器1、外殼41，夕卜桶42、彈性吊架結(jié)構(gòu)43、旋轉(zhuǎn)桶44、攪拌葉片45、電機46和控制裝置47。外桶42放置在外殼41內(nèi)且由彈性吊架結(jié)構(gòu)43支撐。旋轉(zhuǎn)桶44放置在外桶42內(nèi)。旋轉(zhuǎn)桶44是繞旋轉(zhuǎn)軸40可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。滾珠平衡器I繞旋轉(zhuǎn)桶44的旋轉(zhuǎn)軸40同心地安裝到旋轉(zhuǎn)桶44。當(dāng)旋轉(zhuǎn)桶44旋轉(zhuǎn)時，滾珠平衡器I繞旋轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)。攪拌葉片45放置在旋轉(zhuǎn)桶44內(nèi)。電機46安裝到外桶42的下表面。響應(yīng)于控制裝置47的控制，電機46使旋轉(zhuǎn)桶44和攪拌葉片45轉(zhuǎn)動。控制裝置47執(zhí)行例如洗衣機的操作過程的管理或電機46的轉(zhuǎn)速的控制。另夕卜，滾珠平衡器I可以安裝到旋轉(zhuǎn)桶44的上端，或者可以安裝到旋轉(zhuǎn)桶44的中心部分或下端。根據(jù)需要，多個滾珠平衡器可以安裝到旋轉(zhuǎn)桶44。
例如，控制裝置47以供水、洗滌、中間脫水、漂洗和最后脫水程序的順序控制洗衣機的操作。在洗滌和漂洗程序期間，控制裝置47控制電機46以在保持旋轉(zhuǎn)桶44不動的同時旋轉(zhuǎn)攪拌葉片45。在供水和脫水程序(包括中間脫水程序和最后脫水程序)期間，控制裝置47控制電機46以旋轉(zhuǎn)攪拌葉片45和旋轉(zhuǎn)桶44 二者。在當(dāng)前實施方式中，在中間脫水程序和最后脫水程序期間，旋轉(zhuǎn)桶44被控制為以大于轉(zhuǎn)速ω I的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其中在轉(zhuǎn)速ω I時發(fā)生旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主共振，在供水程序期間，旋轉(zhuǎn)桶44被控制為使得其轉(zhuǎn)速如圖2所示地變化。更詳細(xì)地來說，在供水程序期間，旋轉(zhuǎn)桶44的轉(zhuǎn)速在小于轉(zhuǎn)速ω I的范圍內(nèi)變化。也就是說，旋轉(zhuǎn)桶44可以在高速旋轉(zhuǎn)模式和變速旋轉(zhuǎn)模式之間轉(zhuǎn)換，在高速旋轉(zhuǎn)模式中旋轉(zhuǎn)桶44以大于轉(zhuǎn)速ω I的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在變速旋轉(zhuǎn)模式中轉(zhuǎn)速在小于轉(zhuǎn)速ω I的范圍內(nèi)變化。
控制裝置47可以控制旋轉(zhuǎn)桶44使其在緊臨脫水程序之前以變速旋轉(zhuǎn)模式操作，并且控制裝置47可以控制旋轉(zhuǎn)桶44使其在緊臨脫水程序之后以變速旋轉(zhuǎn)模式操作，以及控制裝置47可以控制旋轉(zhuǎn)桶44使其在脫水程序期間在旋轉(zhuǎn)桶44以高速旋轉(zhuǎn)模式操作之后以變速旋轉(zhuǎn)模式操作。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)桶44的旋轉(zhuǎn)變速范圍的下限可以是“零”，或者可以是大于零且小于轉(zhuǎn)速ω I的轉(zhuǎn)速。也就是說，旋轉(zhuǎn)桶44可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)而不在變速旋轉(zhuǎn)模式中停止。
滾珠平衡器
圖3示出滾珠平衡器I的示意性結(jié)構(gòu)。滾珠平衡器I包括其中具有空白空間的環(huán)形溝槽構(gòu)件10以及可旋轉(zhuǎn)地容納在該溝槽構(gòu)件10的空白空間100中的多個滾珠ΒΒ。溝槽構(gòu)件10的空白空間100由繞旋轉(zhuǎn)軸的圓管形式的內(nèi)圓周壁11和外圓周壁12、以及使內(nèi)圓周壁11和外圓周壁12的上端和下端彼此連接的底壁13和頂壁14限定。更具體而言，空白空間100由內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101、外圓周壁12的內(nèi)表面102、底壁13的內(nèi)表面103和頂壁14的內(nèi)表面104圍繞。油以及多個滾珠BB可以被容納在空白空間100中。
參考圖4、圖5Α和圖5Β,將詳細(xì)描述滾珠平衡器I的不例性結(jié)構(gòu)。圖4不出一部分溝槽構(gòu)件10，圖5Α和圖5Β示出沿圖4中示出的溝槽構(gòu)件10的線A-A和B-B截取的剖視圖。滾珠平衡器I具有遍及溝槽構(gòu)件10圓周的以下結(jié)構(gòu)。
底壁
底壁13的內(nèi)表面103由連接到內(nèi)圓周壁11的內(nèi)圓周邊緣部分103a以及使內(nèi)圓周邊緣部分103a和外圓周壁12彼此連接的滾動面103b配置。多個凹槽105(多個滾珠停留部分)和多個突起106 (多個防離開部分)形成在底壁13的內(nèi)表面103的內(nèi)圓周邊緣部分 103a。
滾動面
在底壁13的內(nèi)表面103中，滾動面103b從內(nèi)圓周邊緣部分103a到外圓周壁12向上傾斜，以確保在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速ω2 (小于轉(zhuǎn)速ω I)時，滾珠BB通過施加到滾珠BB的離心力向外圓周壁12移動。當(dāng)從溝槽構(gòu)件10的上面看時，內(nèi)圓周邊緣部分103a和滾動面103b限定環(huán)形室(更具體地，繞旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)形室)。
凹槽
凹槽105在溝槽構(gòu)件10的圓周方向上相互間隔開預(yù)定距離。凹槽105具有相同的形狀。凹槽105配置用于在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速ω (或等于轉(zhuǎn)速ω I)時使從滾動面103b移動的滾珠BB停留。凹槽105還配置用于確保凹槽105中的滾珠BB(以下成為停留滾珠BBl)接觸凹槽105外的其它滾珠BB (以下稱為釋放滾珠BB2)，由此防止釋放滾珠BB2離開滾動面103b。此外，凹槽105配置用于在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速ω I時，協(xié)助凹槽105中的滾珠BB (停留滾珠BBl)通過施加到其上的離心力而移到滾動面103b。
凹槽的徑向外側(cè)表面
凹槽105的徑向外側(cè)表面105a (以下稱為凹槽側(cè)表面105a)可以從凹槽105的底部(以下稱為凹槽底表面105b)到滾動面103b的內(nèi)圓周邊緣以比滾動面103b陡峭的角度向上傾斜，從而在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速ω I時允許凹槽105中的滾珠BB (停留滾珠BBl)通過施加到停留滾珠BBl的離心力而在凹槽側(cè)表面105a上移動并被釋放到滾動面103b。利用該結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速ω I時，從滾動面103b移動到凹槽105的滾珠BB可以停留在凹槽105中，并且在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速ω I時，停留滾珠BBl可以通過施加到其上的離心力而移動到滾動面103b。
凹槽的深度
凹槽105的深度可以確定為確保與滾動面103b接觸的釋放滾珠BB2接觸凹槽105中的停留滾珠BB1。利用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速ω I時，停留滾珠BBl接觸釋放滾珠，這可以防止釋放滾珠ΒΒ2離開滾動面103b。
更具體而言，凹槽105的深度可以確定為確保停留滾珠BBl的上端從凹槽105突出以及釋放滾珠BB2在比凹槽105的上端高的位置處接觸停留滾珠BB1。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠BB2可以既接觸滾動面103b又接觸停留`滾珠BBl。
當(dāng)從溝槽構(gòu)件10的頂部看時，凹槽105具有大約正方形形狀。凹槽105的徑向內(nèi)側(cè)表面連接到內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101。S卩，凹槽105的徑向內(nèi)側(cè)表面由內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101限定。此外，當(dāng)從溝槽構(gòu)件10的頂部看時，凹槽側(cè)表面105a和凹槽底表面105b的外圓周邊緣可以是弧形(更具體而言，`可以成繞旋轉(zhuǎn)軸的弧的形式)。
突起
多個突起106分別布置在多個凹槽105之間。多個突起106可具有相同的形狀。當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速ω (或等于轉(zhuǎn)速ω I)時，突起106接觸凹槽105外的滾珠BB(釋放滾珠ΒΒ3)，由此防止釋放滾珠ΒΒ3離開滾動面103b。
突起的徑向?qū)挾?br> 突起106可以配置用于協(xié)助釋放滾珠BB3接觸滾動面103b以及突起106的徑向外側(cè)表面106a (在下文中，稱為突起側(cè)表面106a)。利用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速ω 時，釋放滾珠BB3接觸突起側(cè)表面106a，這可以防止釋放滾珠ΒΒ3離開滾動面103b。
更具體而言，從滾動面103b的內(nèi)圓周邊緣到突起側(cè)表面106a的徑向距離(圖5A和圖5B中的水平距離或者溝槽構(gòu)件10的徑向長度)可以小于滾珠BB的半徑。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠BB3可以既接觸滾動面103b又接觸突起側(cè)表面106a。
沿旋轉(zhuǎn)軸方向的突起寬度
突起106可以配置為使得釋放滾珠BB3接觸突起側(cè)表面106a的除了其邊緣之外的一部分。利用該結(jié)構(gòu)，突起側(cè)表面106a的邊緣(即，突起106的拐角)可以不接觸釋放滾珠 BB3。
更具體而言，沿旋轉(zhuǎn)軸方向的突起側(cè)表面106a的寬度(即，圖5A和圖5B中的垂直距離或沿旋轉(zhuǎn)軸40測量的寬度)可以大于滾珠BB的半徑。利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠BB3可以接觸突起側(cè)表面106a的除了其邊緣之外的一部分。
當(dāng)從溝槽構(gòu)件10的頂部看時,突起106具有大約正方形形狀。平面106b形成在突起側(cè)表面106a與滾動面103b的內(nèi)圓周邊緣之間。平面106b平行于與旋轉(zhuǎn)軸垂直的旋轉(zhuǎn)面。突起106的徑向內(nèi)側(cè)表面連接到內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101，突起106的兩個圓周表面具有與相鄰的凹槽105的圓周表面相同的面。當(dāng)從溝槽構(gòu)件10的頂部看時，突起側(cè)表面106a可具有弧形狀(更具體而言，可以成繞旋轉(zhuǎn)軸的弧的形式)。
內(nèi)圓周壁和外圓周壁
內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101可以垂直于(或大約垂直于)與旋轉(zhuǎn)軸垂直的旋轉(zhuǎn)面。外圓周壁12的內(nèi)表面102由連接到滾動面103b的外圓周邊緣的下端表面102a以及連接到下端表面102a的上端表面102b限定。下端表面102a是拱形的彎曲表面。也就是說，下端表面102a具有彎曲的圓周截面，其傾斜角(相對于垂直于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)面)從滾動面103b的外圓周邊緣到上端表面102b增加。上端表面102b垂直(或?qū)嵸|(zhì)上垂直)于與旋轉(zhuǎn)軸垂直的旋轉(zhuǎn)面。
凹槽和突起的形狀
參考圖6A和圖6B，現(xiàn)在將描述凹槽105和突起106的形狀的具體示例。凹槽105中的滾珠BB (停留滾珠BBl)接觸凹槽側(cè)表面105a、凹槽底表面105b以及內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101。比較關(guān)于垂直于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)面的傾斜角，凹槽側(cè)表面105a的傾斜角Θ2大于滾動面103b的傾斜角Θ I。在以下描述中，
‘R’指的是滾珠BB的半徑，
‘W。’指的是凹槽105的開口端的徑向?qū)挾龋?br> %’指的是突起106的徑向?qū)挾龋?br> %’指的是凹槽底表面105b的徑向?qū)挾龋?br> ‘D’指的是凹槽105的深度，
‘H，指的是突起106的高度，
‘X/指的是與滾珠接觸點Q2相距的距離，以及
‘Y/指的是與滾珠接觸點Q2相距的高度。以下將描述這些符號。
凹槽105的開口端的徑向?qū)挾萕tl表示從凹槽側(cè)表面105a與滾動面103b之間的連接(即，在圖6A和圖6B中的滾動面103b的內(nèi)圓周邊緣或接合點Pl)到內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101的徑向距離(B卩，圖6A和圖6B中的水平距離)。凹槽105的深度D表示關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸從凹槽底表面105b到接合點Pl的方向距離(direction distance)(即，在圖6A和圖6B中的垂直距離)。
突起106的徑向?qū)挾萕1表示從突起側(cè)表面106a到內(nèi)圓周壁11的內(nèi)表面101的徑向距離。突起106的高度H表示突起106的徑向外側(cè)表面106a的關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的寬度(在圖6A和圖6B中的豎直寬度)。
與滾珠接觸點相距的距離X1表示從滾珠BBl的中心O1到滾珠BBl與滾珠BB2之間的接觸點Q2的徑向距離。與滾珠接觸點相距的高度Y1表示從凹槽105中的滾珠BBl的中心Q1到接觸點Q2的關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的距離。
突起的徑向?qū)挾?br> 突起106的徑向?qū)挾萕1可以確定為滿足以下方程式I。
方程式I
W1 > W0 — R
這 里，凹槽105的開口端的徑向?qū)挾萕?？梢杂梢韵路匠淌?表示。
方程式2
W0 = W2 + D tan (90。一 Θ 2)
當(dāng)將方程式2代入方程式I時，突起的徑向?qū)挾萕l通過以下方程式3計算。
方程式3
W1 > W2 + D tan (90。一 Θ 2) - R
利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠BB3的中心Q3可以從接合點P1徑向向外定位，釋放滾珠BB3的接觸點03可以位于滾動面103b上。即，釋放滾珠BB3可以通過與滾動面103b和突起106二者接觸而保持不動。
突起的高度
突起106的高度H可以確定為滿足以下方程式4。
方程式4
H > R
利用該結(jié)構(gòu)，釋放滾珠BB3的接觸點Q4可以位于突起側(cè)表面106a的除了其邊緣(突起106的拐角)之外的一部分上。即，釋放滾珠BB3可以接觸突起側(cè)表面106a的除了其邊緣(突起106的拐角)之外的部分。
凹槽的深度
凹槽105的深 度D可以確定為滿足以下方程式5。
方程式5
D < R + Y1
以下方程式6建立在與滾珠接觸點相距的距離X1和與滾珠接觸點相距的高度Y1之間。
方程式權(quán)利要求
1.一種滾珠平衡器，安裝到繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，所述滾珠平衡器包括: 環(huán)形溝槽構(gòu)件，其中具有空白空間；以及 多個滾珠，可移動地容納在所述溝槽構(gòu)件的所述空白空間中， 其中所述溝槽構(gòu)件的所述空白空間由繞所述旋轉(zhuǎn)軸的圓管形式的內(nèi)圓周壁和外圓周壁、以及使所述內(nèi)圓周壁和所述外圓周壁的上端和下端彼此連接的環(huán)形底壁和頂壁限定，其中所述底壁的內(nèi)表面由連接到所述內(nèi)圓周壁的內(nèi)圓周邊緣部分以及使所述內(nèi)圓周邊緣部分和所述外圓周壁彼此連接的滾動面配置， 其中所述底壁的所述內(nèi)表面的所述內(nèi)圓周邊緣部分提供有多個滾珠停留部分和分別布置在所述多個滾珠停留部分之間的多個防離開部分，該多個滾珠停留部分沿所述溝槽構(gòu)件的圓周方向相互間隔開預(yù)定距離， 其中所述滾動面從所述底壁的所述內(nèi)表面的所述內(nèi)圓周邊緣部分到所述外圓周壁向上傾斜，以在旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于第二轉(zhuǎn)速時允許所述滾珠通過施加到所述滾珠的離心力而移動到所述外圓周壁，其中第二轉(zhuǎn)速小于導(dǎo)致主共振的第一轉(zhuǎn)速， 其中當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速時，每個所述滾珠停留部分配置為允許從所述滾動面移動到所述滾珠停留部分的所述滾珠之一停留在所述滾珠停留部分中并允許在所述滾珠停留部分中的所述停留滾珠接觸所述滾珠停留部分外部的滾珠中的一個釋放滾珠，以防止所述釋放滾珠離開所述滾動面，并且在所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于所述第一轉(zhuǎn)速時，每個所述滾珠停留部分還配置為允許所述滾珠停留部分中的所述停留滾珠通過施加到所述停留滾珠的離心力而離開并到達所述滾動面，以及 其中所述多個防離開部分中的每個配置為在所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速時，接觸所述滾珠停留部分外部的所述釋放滾珠，以防止所述釋放滾珠離開所述滾動面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾珠平衡器，其中所述多個滾珠停留部分分別通過多個凹槽配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾珠平衡器， 其中所述多個凹槽的每個的徑向外側(cè)表面從所述凹槽的所述底部到所述滾動面的內(nèi)圓周邊緣以比所述滾動面陡峭的角度向上傾斜，以在所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速大于所述第一轉(zhuǎn)速時通過施加到所述滾珠的離 心力而允許所述凹槽中的滾珠在所述凹槽的所述徑向外側(cè)表面上移動并離開且到達所述滾動面，以及 其中所述多個凹槽的每個的深度被確定為確保所述凹槽外部的所述釋放滾珠既接觸所述滾動面又接觸所述凹槽中的所述停留滾珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾珠平衡器，其中所述多個凹槽的每個的所述深度被確定為確保所述凹槽中的所述停留滾珠的上端從所述凹槽突出以及在所述凹槽外部的所述釋放滾珠在高于所述凹槽的上端的位置處接觸所述停留滾珠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾珠平衡器，其中所述多個防離開部分分別通過多個突起配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠平衡器，其中所述多個突起的每個配置為允許所述釋放滾珠既接觸所述滾動面又接觸所述突起的徑向外側(cè)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滾珠平衡器，其中從所述滾動面的所述內(nèi)圓周邊緣到所述多個突起的每個的所述徑向外側(cè)表面的徑向距離小于所述滾珠的半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的滾珠平衡器，其中所述多個突起的每個配置為允許所述釋放滾珠接觸所述突起的所述徑向外側(cè)表面的除了其邊緣之外的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾珠平衡器，其中所述多個突起的每個的所述徑向外側(cè)表面關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)軸的寬度大于所述滾珠的所述半徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滾珠平衡器，其中所述旋轉(zhuǎn)裝置在高速旋轉(zhuǎn)模式和變速旋轉(zhuǎn)模式之間轉(zhuǎn)換，其中在所述高速旋轉(zhuǎn)模式中所述旋轉(zhuǎn)裝置以 大于所述第一轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在所述變速旋轉(zhuǎn)模式中所述轉(zhuǎn)速在小于所述第一轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滾珠平衡器，該滾珠平衡器增加滾珠停留部分中的滾珠比率并限制由滾珠停留部分外的滾珠引起的不平衡的加劇。當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速時，滾珠停留部分允許從滾動面移動的滾珠停留在其中并允許其中的滾珠接觸滾珠停留部分外的釋放滾珠以防止釋放滾珠離開滾動面。防離開部分設(shè)置為接觸滾珠停留部分外的釋放滾珠以防止釋放滾珠離開滾動面。當(dāng)轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速時，滾珠停留部分允許其中的滾珠通過施加到其上的離心力而離開并到達滾動面。
文檔編號D06F37/00GK103161053SQ20121054993
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者嶌田吉成, 大八木淳史 申請人:三星電子株式會社