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三星到底怎么了?“Note 7”之后是洗衣机

IP创新赢2018-12-05 13:51:05

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小赢说:

三星公司近来真可谓是流年不利。Note7爆炸事件余波未了,又陷入洗衣机“爆炸”风波。有消息称,公司由于业绩下滑,面临重组或分拆。洗衣机技术经过百余年的发展早已成熟,三星为何会在成熟的技术领域“阴沟里翻船”?

在本文的开始,看一下在美国“爆炸”后的三星洗衣机



继全球频发的Note7爆炸事件之后,近日媒体又把三星洗衣机“爆炸”的事件推到了前台,从2011年起,三星的洗衣机已经引起至少730起“爆炸”事故,造成9人受伤。




不要被标题党迷惑

我们以为的“爆炸”是这样的:



事实上所谓的“爆炸”只是物理结构的分离

称之为——“解体”更合适


解体的原因”是什么呢?

材质太脆?做工不牢?结构缺陷?


事件持续发酵后,三星美国公司终于在11月4日发布声明,宣布对特定型号的顶开式洗衣机进行主动召回。


声明中,三星将事故归因于“洗衣机内滚筒失去平衡,引发过度的振动,使得顶部与机身分离”,同时强调前开式洗衣机不受影响。据估计,此次召回数量可能达到约280万台。


虽然根据已有的资料无从得知导致事故的技术细节,但从这份声明里,我们注意到,三星官方给出的事故的诱因在于滚筒“失去平衡”。也就是高速旋转下离心力不受制约,导致对结构的破坏作用。


离心力有多大?来先复习一下高中物理公式—角速度越快离心力越大哦。

 

我们知道,洗衣机工作时衣物在滚筒内的分布是随机的,旋转体的重心始终是偏移的,在脱水程序高速旋转时这种偏移更明显。



那么怎样约束离心力对其他结构的破坏作用呢?那就要靠洗衣机平衡技术中一个不可或缺的组件——平衡环。


咱们家中的洗衣机,不论是顶开式或是前开式,都少不了它。


在分析三星洗衣机的问题之前先简单回顾一下平衡环的发展历程:


如果说现代人类都带有“人类之母”Lucy的基因,那么,“平衡环之母”可追溯至法国人M. Leblanc于1913年申请的美国专利US1159052中公开的Leblanc平衡器。


US1159052公开的旋转体平衡器结构


Leblanc平衡器的基本原理是在旋转体上设置一个内部充有高密度液体的同心密封圆环,当圆环的旋转运动不稳定时,内部的液体由于回转产生的惯性力而重新配置,从而抵消偏心而使旋转体重新平衡。


从20世纪40年代开始,这一结构在洗衣机上的应用得到了开发,代表性的专利有通用汽车公司于1940年申请的US2375635(没错,最早将这一结构用于洗衣机的确实是一家汽车公司)、美国J. G. De Remer研究公司于1944年申请的US2525781、美国自动洗衣机公司于1946年申请的US2700473等。


上图为应用了Leblanc平衡环的洗衣机滚筒剖面图(图片来源:‘Dynamic Performance of the Leblanc Balancer for Automatic Washing Machines’Leonardo Urbiola-Soto,<Journal of  Vibration and Acoustics-ASME>, 2011,133(4))


随后,替代Leblanc平衡环的球式平衡环出现了(1952年申请的美国专利US2659243),其依靠球在轨道上移动到最佳平衡点而保持旋转体的平衡,至今该结构仍然在洗衣机中被广泛使用。

US2659243公开的球式平衡环


百年来,洗衣机也经历了由手动到半自动到全自动的大发展,目前正在向智能化家居方向前进。然而洗衣机内部的这个组件,看似外观上没有改变过的组件,实际却从没有停止过研发的脚步。


三星公司的洗衣机“爆炸问题”的根源,可能正是和平衡环出了问题有关。是三星的研发出了问题吗?


三星公司从1996年至今,仅在中国,即获得了近30件涉及洗衣机平衡环技术的专利授权,其中涵盖了平衡环结构、平衡器的电磁或电路控制、平衡器的制造或质量检测方法、平衡环内的减振液体等多方位的技术。


在平衡环的结构方面,三星专利披露的技术多是通过对球式平衡环中圆球在运动轨道中的排布方式、路径、尺寸等的设计来获得优化的平衡效果,如下图所示:


从对三星公司的专利分析可以看出,在对平衡环的研发和改进方面,至少三星的态度是积极的。在笔者看来:三星平衡环的问题更有可能来自于其装配或者控制环节,而非设计缺陷。也不能否认三星公司在此细分结构上研发的努力。从对本领域的专利布局也可以看出,尽管深陷产品质量与安全的信任危机,且洗衣机产品在我国的市场占有率并不高,但三星的技术积累、和创新能力仍然领先于其他洗衣机厂商。


下面,咱们再来看看其他洗衣机厂商的创新能力:


LG公司

与三星相比,LG的技术侧重于对液体注入式平衡环内部的挡板结构的设计减小异常振动(CN1746397A),或通过多个平衡器的联合作用来达到洗衣机平衡,例如针对滚筒式洗衣机(前开式)的通过前平衡器与后平衡器互补地消除偏心力的技术(CN1707010A)、针对上开式洗衣机的通过上部平衡器与下部平衡器的联合作用减小转矩从而使平衡效果最大化(CN102362027A)等。


LG公司专利请 CN1746397A

平衡环内部的液体挡板


海尔

国内洗衣机厂商中,海尔公司在平衡环领域的专利布局有亮眼的表现。海尔的技术侧重于球式平衡技术与液体平衡技术的联用(CN101962901A、CN104562554A)、平衡环的主动注水技术(CN104120584A)等。此外,海尔集团还通过专利转让从三洋电机获得了涉及液体注入式的平衡环专利CN1388284A。


海尔公司专利申请CN101962901A

球式与液体式联用平衡环结构


从产品方面:海尔集团将该技术(S-e复合平衡)应用于高端家电品牌卡萨帝复式大滚筒洗衣机上,获得了良好的商业表现。



其他公司

除了对洗衣机平衡器的改进之外,通过对固定洗涤桶的设施进行改进也是防止洗衣机由于不平衡而结构破坏的途径。例如:

东芝公司:涉及洗涤桶支撑结构的专利CN1296536A;

惠尔普尔公司:涉及洗涤桶悬挂结构的专利CN1611663A。


结语

平衡环——洗衣机上不起眼的小小部件,看似百年来没有发生过变化。但是,事实上对其改进和创新从来没有停止过。在厂家重视创新环节的同时,也要重视产品质量和安全性,毕竟走进千家万户的家用电器上安全无小事。


本文作者:审协北京中心化学部  吴万涛

本文为作者授权原创首发,转载请在显著位置注明来源于"IP创新赢"、作者及所在单位。未特殊说明图片为通过搜索引擎获得。文中所注专利号为中国专利申请公开/公告号


审核校对: IP创新赢  林婧弘

文字改编: IP创新赢  刘   鹤

美编布局: IP创新赢  胡   延


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