一种应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居设计技术领域，尤其涉及一种应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构。


背景技术：

2.目前的开门机构方案，齿条复位结构主要由缺口齿轮、齿条、复位弹簧、减震垫等零部件构成。当缺口齿轮的最后一个齿与齿条啮合完成后，由复位弹簧瞬间将齿条收回至原点并与减震垫接触直至停止运动。当开门机构运行时间长了之后，复位弹簧的弹性变小，齿条受复位弹簧复位至原点并与减震垫碰撞后，齿条会向远离减震垫的方向移动一小段距离，当齿条移动距离较大时，缺口齿轮不能与齿条准确啮合，缺口齿轮的齿与齿条上的传动齿相互抵紧，导致缺口齿轮与齿条卡死，从而电机停转导致故障发生。
3.另外，目前的开门机构方案，传统的传动包括电机、蜗杆、斜齿轮等零件。其中蜗杆通过过盈压接等方式与电机连接，但是由于蜗杆斜齿轮传动具有沿蜗杆轴向的分力存在，会导致连接蜗杆的电机轴有轴向窜动的风险。由于体积和成本的限制，目前的电机选型都是尽可能的小型化。蜗杆斜齿轮传动存在的轴向力势必会影响电机的寿命。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的冰箱开门机构齿条复位位置发生改变时容易导致缺口齿轮与齿条卡死的技术问题，本实用新型提供了一种应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构来解决上述问题。
5.本实用新型提出一种应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构，包括相互啮合传动的齿条和缺口齿轮，所述缺口齿轮的外周具有多个连续相接的锯齿和未设置锯齿的缺口段，所述齿条上设有定位齿和多个连续相接的传动齿，所述定位齿位于所述冰箱开门机构开门时齿条的运行方向的前方；所述传动齿与所述定位齿之间的最小距离大于相邻两个锯齿之间的最大距离，所述缺口齿轮与所述齿条的模数相等。
6.进一步的，所述定位齿与最靠近定位齿的传动齿之间的最小距离为a，相邻两个锯齿之间的最大距离为b，则1.5b>a>b。
7.进一步的，所述缺口齿轮与所述齿条的模数为1.5~2.5。
8.本实用新型还提出一种冰箱开门机构，包括壳体、电机、蜗杆、齿轮传动组件和齿条复位结构，所述齿条复位结构包括以上所述的应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构、复位弹簧和缓冲垫，所述蜗杆连接所述电机的电机轴，电机依次通过蜗杆、齿轮传动组件和缺口齿轮带动齿条作直线运动。
9.所述缓冲垫与壳体固定连接，所述复位弹簧的一端连接所述缓冲垫，另一端连接所述齿条；当所述缺口齿轮与所述齿条啮合时，所述缺口齿轮带动所述齿条作直线运动，同时所述复位弹簧伸长；当所述缺口齿轮与所述齿条脱离时，所述复位弹簧带动齿条复位。
10.进一步的，所述壳体内还固定有定位块，所述电机的电机轴上套设有传动件，所述
定位块与所述蜗杆活动连接，所述电机、蜗杆和传动件同轴旋转；所述蜗杆上朝向所述电机的一端具有连接孔，所述传动件位于所述电机轴与所述连接孔的径向间隙之间；且所述传动件与所述电机轴过盈配合，传动件与所述连接孔间隙配合。
11.进一步的，所述定位块和所述蜗杆通过蜗杆轴孔和蜗杆轴配接，且所述蜗杆轴孔的内径大于所述蜗杆轴的外径。
12.进一步的，所述传动件的径向内表面为与所述电机轴过盈配接的圆周面，传动件的外表面为非圆面。
13.进一步的，所述连接孔包括与所述电机轴间隙配合的电机轴孔和与所述传动件间隙配合的型腔，电机轴穿过所述传动件伸入所述电机轴孔内。
14.进一步的，所述壳体上具有定位块装配孔，定位块上具有适于插入所述定位块装配孔的定位柱。
15.进一步的，所述壳体内还设置有拨杆、开关弹簧和微动开关，所述开关弹簧的一端与壳体固定、开关弹簧的另一端连接所述拨杆，所述拨杆的中部与所述壳体转动连接；所述开关弹簧和缺口齿轮分别位于拨杆的两端。
16.所述缺口齿轮的一端设有缺口圆柱，所述缺口圆柱的外表面由圆周表面和沿径向向内凹陷的非圆表面组成，当所述拨杆与所述圆周表面接触时，所述开关弹簧处于拉伸状态，且所述拨杆挤压所述微动开关；当所述拨杆与所述非圆表面接触时，所述开关弹簧带动拨杆与所述微动开关分离。
17.本实用新型的有益效果是：
18.（1）本实用新型所述的应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构，当齿条的复位位置发生变化时，缺口齿轮的第一齿和第二齿在缺口齿轮的转动中相继卡入定位齿和传动齿之间，然后缺口齿轮的第一齿与定位齿发生碰撞并且推动定位齿，从而推动齿条移动，确保了锯齿能够精确的卡入传动齿之间，即实现缺口齿轮与传动齿准确啮合，避免了由于齿条复位后位置发生变化导致的缺口齿轮与齿条在将要啮合的时候发生卡死的情况。
19.（2）本实用新型所述的应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构及冰箱开门机构，采用蜗杆轴向活动的安装方式，相较于固定的安装方式，能避免掉一个方向的受力窜动情况，从而达到提升电机使用寿命的效果。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
21.图1 是本实用新型所述的冰箱开门机构中蜗杆轴向活接的分解示意图；
22.图2 是图1的主视图；
23.图3 是图2的m
‑
m向剖视图；
24.图4 是本实用新型所述冰箱开门机构的具体实施方式的分解示意图；
25.图5 是本实用新型所述冰箱开门机构开门过程中缺口齿轮与定位齿啮合时的状态示意图；
26.图6 是本实用新型所述冰箱开门机构开门过程中缺口齿轮与传动齿啮合时的状态示意图；
27.图7 是本实用新型所述冰箱开门机构开门过程中缺口齿轮的最后一个锯齿与传动齿啮合时的状态示意图；
28.图8 是本实用新型所述冰箱开门机构复位后电机停止运转时的状态示意图；
29.图9 是本实用新型中所述齿条缺齿结构的示意图；
30.图10 是本实用新型中下壳的局部示意图。
31.图中，1、定位块，101、蜗杆轴孔，102、定位柱，2、蜗杆，201、连接孔，2011、电机轴孔，2012、型腔，202、蜗杆轴，3、传动件，4、电机，401、电机轴，5、齿条，501、定位齿，502、传动齿，6、壳体，601、下壳，6011、定位块装配孔，602、壳盖，7、斜齿轮，8、传动齿轮，9、缺口齿轮，901、锯齿，902、缺口段，10、复位弹簧，11、缓冲垫，12、拨杆，1201、凸柱，13、开关弹簧，14、微动开关，15、缺口圆柱，1501、圆周表面，1502、非圆表面。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.实施例一
34.如图9所示，一种应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构，包括相互啮合传动的齿条5和缺口齿轮9，缺口齿轮9由所述冰箱开门机构中齿轮传动组件驱动旋转，缺口齿轮9的外周具有多个连续相接的锯齿901和未设置锯齿901的缺口段902，齿条5上设有定位齿501和多个连续相接的传动齿502，定位齿501位于所述冰箱开门机构开门时齿条5的运行方向的前方；传动齿502与定位齿501之间的最小距离大于相邻两个锯齿901之间的最大距离，缺口齿轮9与齿条5的模数相等。
35.当齿条5的复位位置发生变化时，缺口齿轮9的第一个锯齿901和第二个锯齿901在缺口齿轮9的转动中相继卡入定位齿501和传动齿502之间（传动齿502与定位齿501之间的最小距离越大，卡入两者之间的锯齿901越多），然后缺口齿轮9的第一锯齿901与定位齿501发生碰撞并且推动定位齿501，从而推动齿条5移动，确保了锯齿901能够精确的卡入传动齿502之间，即实现缺口齿轮9与传动齿502准确啮合，避免了由于齿条5复位后位置发生变化导致的缺口齿轮9与齿条5在将要啮合的时候发生卡死的情况。
36.基于齿轮齿条传动原理来看，节线与节圆总是相切的关系。如图9所示，设节线位置齿条5上定位齿501与最靠近定位齿501的传动齿502之间的最小距离为a，设缺口齿轮9上相邻两个锯齿901之间的最大距离为b，为了保证缺口齿轮9与齿条5的顺利啮合，则1.5b>a>b。且为了传动齿502与锯齿901能顺利啮合，缺口齿轮9与齿条5的模数相同（所述模数推荐为1.5
‑
2.5），即当缺口齿轮9与定位齿501脱离啮合之前，缺口齿轮9便可与传动齿502接触啮合。
37.实施例二
38.一种冰箱开门机构，包括壳体6、电机4、蜗杆2、齿轮传动组件和齿条复位结构，所述齿条复位结构包括以上所述的应用于冰箱开门机构的齿条缺齿结构、复位弹簧10和缓冲垫11，蜗杆2连接电机4的电机轴401，电机4依次通过蜗杆2、齿轮传动组件和缺口齿轮9带动
齿条5作直线运动。
39.缓冲垫11与壳体6固定连接，复位弹簧10的一端连接缓冲垫11，另一端连接齿条5；当缺口齿轮9与齿条5啮合时，缺口齿轮9带动齿条5作直线运动，同时复位弹簧10伸长；当缺口齿轮9与所述齿条5脱离时，复位弹簧10带动齿条5复位。
40.如图4所示，壳体6采用分体式结构，由下壳601和壳盖602组成，电机4、蜗杆2、齿轮传动组件和齿条复位结构主要安装在下壳601内，最后再通过壳盖602密封。齿轮传动组件为多级啮合的齿轮。
41.本实施例中，齿轮传动组件采用两级齿轮啮合传动，包括与蜗杆2传动配合的斜齿轮7同时与斜齿轮7和缺口齿轮9传动配合的传动齿轮8。带动齿条5旋转的齿轮选用缺口齿轮9，缺口齿轮9上的锯齿901没有布满整个圆周，也就是在缺口齿轮9的外缘具有缺口段902，斜齿轮7和传动齿轮8则为整圆布满锯齿901的圆齿轮。
42.电机4通电转动，依次由蜗杆2、斜齿轮7、传动齿轮8、缺口齿轮9传动，使缺口齿轮9转动。缺口齿轮9的锯齿901与齿条5上的齿部配合，将传动齿轮8的旋转运动转换为齿条5的直线运动。从而使得齿条5向前推出，将冰箱门顶开（如图5
‑
图7所示）。
43.其中，由于缺口齿轮9具有的缺口段902，当缺口齿轮9与齿条5啮合至最后一个齿时（如图5所示），传动齿轮8继续转动，缺口齿轮9与齿条5完全脱开，齿条5在复位弹簧10的作用下，被迅速拉回（如图8所示），直至与缓冲垫11接触停止直线运动。
44.实施例三
45.针对现有技术中的冰箱开门机构存在的蜗杆2斜齿轮7传动具有沿蜗杆轴向的分力存在，会导致连接蜗杆2的电机轴401有轴向窜动的风险，本实施例在实施例二的基础上作如下改进：壳体6内还固定有定位块1，电机4的电机轴401上套设有传动件3，定位块1与蜗杆2活动连接，电机4、蜗杆2和传动件3同轴旋转；蜗杆2上朝向电机4的一端具有连接孔201，传动件3位于电机轴401与连接孔201的径向间隙之间；且传动件3与电机轴401过盈配合，传动件3与连接孔201间隙配合。
46.定位块1用于与冰箱开门装置的壳体6固定，电机4通过传动件3带动蜗杆2旋转，定位块1用于支撑蜗杆2的端部，保证蜗杆2的同轴度，定位块1与蜗杆2活动连接是指定位块1与蜗杆2之间不存在轴向和周向的运动限制，蜗杆2的旋转运动和轴向运动不会带动定位块1运动，传动件3与电机4过盈配合也就是传动件3与电机4相对固定，传动件3用于将电机轴401的外周转变为非圆面，从而可以使蜗杆2能够随电机4旋转，但是蜗杆2与电机4之间不存在轴向运动联系。
47.通过传动件3的位置调节使得蜗杆2在安装后可以相对电机4作轴向运动，当蜗杆2正时针旋转时，齿条5向前运动。此时设定蜗杆2与斜齿轮7旋向均为右旋，其轴向力是偏向于电机4方向，即轴向力一直把蜗杆2压在电机轴401和传动件3上，电机轴401持续受压力。当冰箱门体遇到阻碍或断电情况时，电机4反转或者手工推动齿条5复位时，此时蜗杆2为逆时针旋转，即轴向力一直把蜗杆2压在定位块1上，此时电机4的轴向不存在任何力，属自由状态。
48.反之，当蜗杆2与斜齿轮7的旋向为左旋时，此时蜗杆2正时针旋转、传动齿轮8逆时针旋转、缺口齿轮9正时针旋转、齿条5向前运动。这个时候其轴向力时偏向于定位块1方向，即轴向力一直把蜗杆2压在定位块1上，此时电机轴向不存在任何力，属自由状态。当冰箱门
体遇到阻碍或断电情况时，电机4反转或者手工推动齿条5复位时，此时蜗杆2为逆时针旋转，其轴向力是偏向于电机4方向，即轴向力一直把蜗杆2压在电机轴401/传动件3上，电机轴401持续受压力。
49.综上，蜗杆轴向活动的安装方式，相较于固定的安装方式，能避免掉一个方向的受力窜动情况，从而达到提升电机4使用寿命的效果。
50.在本实施例中，定位块1和蜗杆2通过蜗杆轴孔101和蜗杆轴202配接，且蜗杆轴孔101的内径大于蜗杆轴202的外径。如图1所示，蜗杆2的左端具有蜗杆轴202，定位块1上朝向蜗杆2的一端设有蜗杆轴孔101，定位块1与蜗杆2为间隙配合。
51.传动件3的径向内表面为与电机轴401过盈配接的圆周面，传动件3的外表面为非圆面，传动件3套在电机轴401上，蜗杆2则套在传动件3上，通过传动件3与电机轴401的过盈配合实现两者的固定，传动件3外表面非圆面的设计可以避免传动件3与蜗杆2相对旋转，同时传动件3与蜗杆2能够相对轴向运动，如图1所示的传动件3外表面为四周倒圆角的四边形。
52.连接孔201可以但不仅限于采用如下结构：连接孔201包括与电机轴401间隙配合的电机轴孔2011和与传动件3间隙配合的型腔2012，电机轴401穿过传动件3伸入电机轴孔2011内。
53.定位块1与壳体6可以但不仅限于采用如下结构固定：壳体6上具有定位块装配孔6011，定位块1上具有适于插入定位块装配孔6011的定位柱102。如图10所示，定位块装配孔6011位于下壳601内，定位块装配孔6011和定位柱102分别设置有两个。
54.实施例四
55.在实施例二或者实施例三的基础上，本实施例增加了自动停机的结构设计，可以根据缺口齿轮9的旋转位置自动停机，具体的，壳体6内还设置有拨杆12、开关弹簧13和微动开关14，开关弹簧13的一端与壳体6固定、开关弹簧13的另一端连接拨杆12，拨杆12的中部与壳体6转动连接；开关弹簧13和缺口齿轮9分别位于拨杆12的两端。
56.缺口齿轮9的一端设有缺口圆柱15，缺口圆柱15的外表面由圆周表面1501和沿径向向内凹陷的非圆表面1502组成，当拨杆12与圆周表面1501接触时，开关弹簧13处于拉伸状态，且拨杆12挤压所述微动开关14；当拨杆12与非圆表面1502接触时，开关弹簧13带动拨杆12与微动开关14分离。
57.如图5所示，拨杆12的上端与开关弹簧13连接，拨杆12的下端一侧贴合在缺口圆柱15表面、另一侧伸出有凸柱1201按压微动开关14，圆周表面1501上各点至缺口圆柱15的旋转中心的距离相同，非圆表面1502上各点至缺口圆柱15的旋转中心的距离小于圆周表面1501上各点至缺口圆柱15的旋转中心的距离。常规状态下，如图5
‑
图7所示，拨杆12在开关弹簧13的作用下（开关弹簧13处于拉伸状态，对拨杆12施加拉力，使拨杆12具有顺时针旋转的倾向），一直紧贴着圆周表面1501，并且一直按压着微动开关14，当缺口齿轮9运转至非圆表面1502与拨杆12接触时（如图8所示），此时拨杆12限位变少（也就是拨杆12顺时针旋转了微小距离），在开关弹簧13的作用下拨杆12仍然紧贴着缺口圆柱15，此时拨杆12与微动开关14的按压被解除。从而实现缺口齿轮9的运转周期信号。
58.综上：电机4通电转动，依次由蜗杆2、斜齿轮7传动至缺口齿轮9，缺口齿轮9旋转至第一个锯齿901与齿条5啮合，齿条5向前运动，直至缺口齿轮9的最后一个锯齿901与齿条5
啮合完毕，此时冰箱门体被完全打开。当缺口齿轮9的最后一个锯齿901与齿条5啮合完毕，齿条5在复位弹簧10的作用下被收回。缺口齿轮9继续旋转，直至缺口圆柱15的非圆表面1502与拨杆12接触，在开关弹簧13的作用力下，拨杆12与微动开关14解除接触，此时信号发出，电机4停止转动并等待下一个周期运转。
59.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
60.在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
61.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。