CN104457123A - 抽屉或门体开启装置及具有该开启装置的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽屉或门体开启装置及设置有该开启装置的冰箱。所述开启装置包括驱动源构件、推动件及连接在驱动源构件与推动件之间的传动体。所述传动体包括共轭齿轮组，其中所述驱动源构件为共轭齿轮组提供输入扭矩，共轭齿轮组被配置成将该输入扭矩转化为持续变化的输出扭矩提供给推动件。

Description

抽屉或门体开启装置及具有该开启装置的冰箱

技术领域

本发明关于一种抽屉或门体开启装置及具用该开启装置的冰箱。 

背景技术

目前市场上中高档冰箱相对较大，其中的抽屉或门体、其载荷的重量及门体或抽屉式门体的门封吸力较大，越来越多的用户反馈冰箱抽屉或门体不易开启。针对此问题，出现了电动开启装置。 

在开启抽屉或门体的过程中，需要克服门封吸力、滑轨锁紧力或者说是门体的自闭力和摩擦力等力，一般将其主要分三个阶段：第一阶段主要克服门封吸力、自动关闭锁紧力和摩擦力；第二阶段主要克服自动关闭的锁紧力（例如弹簧拉力或门体的铰链上设置的自闭器结构）和摩擦力；第三阶段克服整个运动机构的摩擦力。为了将抽屉或门体以合适的速度打开，对开启力度要求较高。然而，用户打开过程中施加的力是不均匀的，如果用力过小，抽屉或门体打不开；用力过大，抽屉或门体打开过猛，甚至将冰箱向前拉出。目前市场上主要是部分开启的电动机构，也就是将抽屉或门体开到第二阶段，第三阶段还需用户手动打开。主要是因为将整个过程考虑进去后，对驱动源（通常为电机）的输出（通常为功率或扭矩）要求过高，市面上的驱动源很难满足输出如此宽范围的要求，即便可以满足，成本也很高。 

中国发明专利授权公告第CN100559101C号公开了一种冰箱，有考虑到打开过程中三个阶段的力的不同，其驱动装置包括驱动机构15及与抽屉一起开闭的连接板16，驱动机构15包括绕驱动轴18旋转的旋转板19，在旋转板19上具备多个作为驱动传送部件的驱动销20a、20b、20c，驱动销20a、20b、20c按照与驱动轴18的距离相互不同配置并且可分别与连接板16配合。然而，这种结构并未考虑到抽屉打开过程中的速度变化、开门时间等因素的影响。而且在抽屉开启过程中，驱动销20a、20b、20c需要先后分别与连接板16接触，配合过程中存在不连续的状况，导致抽屉开启过程不平缓。 

因此，有必要提供一种改进的抽屉或门体开启装置及具有该装置的冰箱以解决上述问题。 

发明内容

本发明目的在于提供一种可使抽屉或门体开启过程平稳且低能耗的抽屉或门体开启装置及具用该开启装置的冰箱。 

本发明可通过以下技术方案实现：一种抽屉或门体开启装置，包括驱动源构件、推动件及连接在驱动源构件与推动件之间的传动体，所述传动体包括共轭齿轮组，其中所述驱动源构件为共轭齿轮组提供输入扭矩，共轭齿轮组被配置成将该输入扭矩转化为持续变化的输出扭矩提供给推动件。 

进一步地，所述抽屉或门体开启装置将所述抽屉或门体的打开过程设置分为三个打开阶段，分别为：克服吸力和自动关闭锁紧力的第一打开阶段，在第一打开阶段至开启装置与抽屉或门体脱离驱动的第二打开阶段，以及抽屉或门体在惯性作用下移动的第三打开阶段；所述共轭齿轮组在初始状态至第二打开阶段结束的传动比变化为先逐渐增大，再逐渐减小，其中所述共轭齿轮组的传动比的最大点落在第一打开阶段。 

进一步地，所述共轭齿轮组包括两个非圆齿轮，其中一非圆齿轮由所述驱动源构件驱动，另一非圆与上述其中一非圆齿轮共轭设置。 

进一步地，所述共轭齿轮组包括由所述驱动源构件驱动的偏心圆齿轮及与该偏心圆齿轮共轭的非圆齿轮。 

进一步地，所述非圆齿轮的转轴偏心设置。 

进一步地，所述推动件为沿所述抽屉或门体打开方向延伸的齿条，所述传动体还包括与所述非圆齿轮共轴设置的输出齿轮，所述输出齿轮与所述齿条相啮合。 

进一步地，所述输出齿轮为一扇形齿轮。 

进一步地，所述偏心圆齿轮的转轴与非圆齿轮的转轴之间的轴距是固定的。 

进一步地，所述驱动源构件包括驱动源以及对驱动源的旋转进行减速的减速齿轮组，所述偏心圆齿轮的转轴与减速齿轮组中的输出齿轮共轴设置，所述非圆齿轮的转轴固定设置在一箱体上。 

本发明还可通过以下技术方案实现：一种冰箱，包括具有间室的箱体、设置在箱体上的抽屉、打开或关闭间室的门体以及所述的抽屉或门体开启装置。 

相较于先前技术，本发明中的传动体通过共轭齿轮组将较为恒定的输入转速转换为连续变化的输出转速和力，解决了整个开门过程中输入源功率与开启速度和力的矛盾问题，能够使用较低功率的输入源，克服不同阶段变化的阻力，保证抽屉或门体开启过程中速度变化连续均匀，获得良好的用户体验。 

附图说明

图1是本发明根据关键测试值绘出的开启力与时间、距离对应曲线。 

图2是本发明抽屉或门体开启装置的部分结构立体图。 

图3是抽屉或门体在关闭的起始状态时推动件位移与共轭齿轮组的共轭位置示意图。 

图4是抽屉或门体在第一打开阶段时推动件位移与共轭齿轮组的共轭移动位置示意图。 

图5是抽屉或门体开启装置与抽屉或门体脱离驱动的脱离点处的推动件位移与共轭齿轮组的共轭位置示意图。 

图6是抽屉或门体开启装置中的共轭齿轮组在抽屉或门体打开过程中的移动轨迹示意图。 

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。 

本发明首先通过实验，结合人体工程学，测算出符合用户打开抽屉或门体时习惯的开启速度曲线和施力曲线，再通过理论计算，得出抽屉或门体开启装置的输出。同背景技术部分所讲，实验中将抽屉或门体的打开过程分为如下三个阶段：第一阶段主要克服抽屉或门体的门封吸力和自动关闭锁紧力；第二阶段主要克服自动关闭的锁紧力和摩擦力；第三阶段克服整个运动机构的摩擦力。 

上面所讲的抽屉关闭的锁紧力目前常用拉簧提供，门体关闭的锁紧力常用铰链上的自闭器结构提供，该锁紧力与拉出距离成正比，拉出距离越长，锁紧力越大；对于较大型的抽屉或门体（未图示）来说，打开超过自动关闭的范围，例如为60mm时，该力消失；摩擦力主要为滑动摩擦力，贯穿整个运动过程。 

参照图1所示是本发明根据前述测试绘出的开启力与时间、距离对应曲线。该曲线并没有考虑力变化的连续性，主要是较为真实的反应人在打开门体或抽屉过程中力的变化曲线，以此作为输入，保证设计的开启效果，提高用户体验。由该曲线可以看出，若要达到良好的开启效果，开启装置需要提供变化的输出（如：力、速度等）。普通的传动机构，一旦输入源功率确定，输出的速度和力均为恒定值。为解决该问题，本发明主要是采用共轭齿轮组将较为恒定的驱动源输入转换为连续变化的输出扭矩，由此可通过电动控制将抽屉或门体以接近人体打开过程的方式进行平稳地打开，进而方便使用。 

参考图2所示，本发明抽屉或门体开启装置可应用至任何需要采用电动开启的设备，如冰箱上，并包括驱动源构件20、直接推动抽屉或门体的推动件30及连接在驱动源构件20与推动件30之间的传动体10。本发明中所述传动体10包括所述共轭齿轮组，所述驱动源构件20为共轭齿轮组提供输入扭矩，所述共轭齿轮组被配置成将该输入扭矩转化为可变化的输出扭矩提供给推动件30，进而推动抽屉或门体移动。 

所述驱动源构件20包括电机等驱动源（未图示）及对该驱动源的旋转进行减速的减速机构21。所述减速机构21为根据齿数变化进行减速调节的减速齿轮组。 

为降低驱动源构件20的功率，本发明抽屉或门体开启装置将与抽屉或门体的脱离点后置。其中，通常在自动关闭的移动范围60mm后即可完全克服自动关闭的锁紧力，即在60mm后可不需要自动开启施加力，从而可在该60mm的位置处将开启装置与抽屉或门体相脱离；但是，为了提供给抽屉或门体在上述第三阶段移动的初速度，以使其在打开一定距离时再停止，则需要驱动源在打开60mm处的脱离点提供较大的力，由此使得驱动源功率消耗较大；因而本发明开启装置将与抽屉或门体的脱离点后置，同时鉴于上述实验中的第一阶段时间及移动距离较短，从而重新所述抽屉或门体的打开过程设置分为如下三个打开阶段：克服吸力和自动关闭锁紧力的第一打开阶段（包括上述实验中的第一、第二阶段），在第一打开阶段至抽屉或门体开启装置与抽屉或门体脱离驱动的第二打开阶段，以及抽屉或门体在惯性作用下移动的第三打开阶段；因为摩擦力始终贯穿，所以上述三个打开阶段中未再说明，另外，第二打开阶段主要为本发明抽屉或门体开启装置给抽屉或门体在第三打开阶段移动的初速度的运行阶段，该阶段距离较小，如第一打开阶段为60mm时，该第二打开阶段结束点可设置到70mm。所述共轭齿轮组设置为在抽屉或门体关闭的初始状态至第二打开阶段结束的传动比i2变化为先逐渐增大、再逐渐减小，其中所述共轭齿轮组的传动比i2的最大点落在第一打开阶段，通过该种设置后，可使得在第一打开阶段的临界点处，驱动源仅需克服自动关闭锁紧力和摩擦力即可，即将抽屉或门体打开的速度最大值和本发明抽屉或门体开启装置的开启力的最大值错开，所需要的输入源的功率将大大降低，从而减少能耗。 

另外，因为电机等驱动源的功率为固定的，根据功率计算公式： 

其中，P为电机输出功率，T为电机输出扭矩，n为电机额定转速，F0为输出力，V0为输出的线速度（即为推动件30运行的速度），T0为整个开启装置的输出扭矩，I为整个开启装置的传动比，r为传动体10中与推动件30配合传动的最后一级输出齿轮的半径（如下述具体实施例中的输出齿轮13的半径），i1为减速机构21的第一级传动比（其根据设计需要选定，目的是将电机的高转速转换为满足使用的较低转速），i2为共轭齿轮组的传动比（其为一个持续变化的值）。

从上述公式中可以看出，当选用普通的传动体时，传动比I为一定值，驱动源电机的功率P和转速n一定，输出力F0也是一定的；如果传动比I是变化的，则输出扭矩T0和输出力F0也可以是变化的。但是从公式也可以看出，当电机的额定功率P一定时，推出的线速度V0和输出力F0是成反比的，由此参考上述描述，因为抽屉或门体在打开过程中，在克服自动关闭锁紧力的0～60mm的移动过程中所需的输出力F0越来越大，则该阶段内的速度可以不需要太大，基本上是呈逐渐减慢的趋势，这样电机的扭矩T可以大大降低。 

为实现抽屉或门体开启装置在不同的时间以不同的速度和力推开抽屉或门体，同时将速度最大值和开启力的最大值错开，主要在于共轭齿轮组的传动比i2的设置，参照图2至图5所示，本实施方式中将所述共轭齿轮组设置为包括由所述驱动源构件20驱动的偏心圆齿轮11及与该偏心圆齿轮11共轭的非圆齿轮12；所述偏心圆齿轮11的转轴111与非圆齿轮12的转轴121之间的轴距是固定的。其中，所述偏心圆齿轮11的转轴111与减速齿轮组21中的输出齿轮211共轴设置，所述非圆齿轮12的转轴121固定设置在一箱体（未图示）上；从而所述偏心圆齿轮11可理解为动力传递的主动轮，非圆齿轮12为由偏心圆齿轮11带动旋转的从动轮，假设偏心圆齿轮11的瞬时向量半径为R1，非圆齿轮12的瞬时向量半径为R2，所述传动比i2即为R2/R1，结合图2至图5可知，本实施方式中采用非圆齿轮12和偏心圆齿轮11组成共轭齿轮组，可使得传动比i2在抽屉或门体打开过程中先逐渐增大、再逐渐减小，进而使得在输入功率不变的情况下，抽屉或门体根据开启阶段可按照持续变化的速度平稳地移动。在本实施方式中，所述非圆齿轮12的转轴121也是偏心设置。 

所述推动件30为沿所述抽屉或门体打开方向延伸的齿条，所述传动体10还包括与所述非圆齿轮12共轴设置的输出齿轮13，所述输出齿轮13与所述齿条30相啮合。在本实施方式中，所述输出齿轮13为一扇形齿轮；当然，所述输出齿轮13也可为一圆齿轮或者直接为所述非圆齿轮12。在抽屉或门体关闭的初始状态下，所述输出齿轮13与齿条30靠近抽屉门或门体的一端啮合，在本发明设定的第二打开阶段结束时，所述输出齿轮13啮合在齿条30远离抽屉门或门体的一端。并且在该初始状态至第二打开阶段，驱动源提供的输入经过减速齿轮组21减速后，通过偏心圆齿轮11和非圆齿轮12将较为恒定的输入转变为符合需求的持续变化的输出，进而提供给推动件30，以将抽屉或门体平稳地推开。 

参照图3至图6所示为本发明抽屉或门体开启装置从抽屉或门体关闭的初始状态a-a’点至与抽屉或门体脱离驱动的脱离点b-b’（即第二打开阶段结束）时的工作变化过程，其中图3所示的初始状态下，所述齿条30的头部实际上是与输出齿轮13相啮合，共轭齿轮组的初始啮合点为a-a’，图3中虚线显示为共轭齿轮组继续共轭移动的轨迹。 

参照图4并结合图6所示，其中a-a’至c-c’之间的轨迹为本实施方式中共轭齿轮组从初始状态到第一打开阶段结束时的共轭传动轨迹，从图中可以明显看出，从起始状态到第一打开阶段，其传动比i2逐渐增大，并且传动比i2最大的点b-b’落入在该第一打开阶段的后段中，在该点整个抽屉或门体开启装置传递给抽屉或门体的开启力最大，速度最小，本实施方式中因采用非圆齿轮12和偏心圆齿轮11组成共轭齿轮组进行传动，为使得第一打开阶段能够打开至60mm处，将第一打开阶段的临界点，即完全克服锁紧力的点设置在传动比i2依然较大的c-c’点；当然，理想情况下，将所述临界点设置在b-b’点处是更优选的，本实施方式主要是考虑到打开的距离及采用非圆齿轮12和偏心圆齿轮11的配合来实现整个开启装置的设置较为紧凑，占用空间较小的情况，故将第一打开阶段的临界点设置在c-c’点，因b-b’点和c-c’点处的传动比i2波动较小，因而在c-c’点处有足够的输出力克服锁紧力。 

结合图5及图6所示，在第一打开阶段后段至第二打开阶段结束过程中，其中结束点为d-d’点，传动比i2逐渐减小，打开速度增大，整个开启装置传递给抽屉或门体的开启力逐渐减小，从而给抽屉或门体在第三打开阶段的移动提供一定的初速度。由此可见，本发明中通过共轭齿轮组在不同时间对应不同的传动比i2，从而使推动件30能够以不同的速度推动抽屉或门体前行。 

另外，本发明上述具体实施例中主要采用非圆齿轮11和偏心圆齿轮12形成的共轭齿轮组来达成在不同时间使推动件30能够以持续变化的速度推动抽屉或门体前行；当然，由上述功率计算公式可知，所述共轭齿轮组也可设计为由共轭的两个非圆齿轮相互传动，只要能够满足使得抽屉或门体打开过程中按照与人体打开过程基本类似的力度和速度变化进行即可，其同样也可达成在不同时间使推动件30能够以持续变化的速度推动抽屉或门体前行的效果；并且，在采用两个非圆齿轮配合形成共轭齿轮组时，可将第一打开阶段的临界点设置在传动比i2最大的b-b’点处，以更方便实现克服锁紧力的效果。 

此外，本发明还可设计一种冰箱（未图示），该冰箱包括具有间室的箱体、设置在箱体上的抽屉、打开或关闭间室的门体以及所述的抽屉或门体开启装置。用来抽屉的所述开启装置可设置在间室内与抽屉两侧外部的位置处，也可设置在抽屉后侧位置处等等，均可达成本发明的目的;用来打开门体的所述开启装置设置在间室的前侧。 

综上所述，本发明通过实际测试的开启参数曲线，结合人体工程学，充分考虑用户开启抽屉或门体过程中的体验和可能遇到的问题，通过共轭齿轮组能够合理的选择抽屉或门体开启装置运行的起始点、脱离点；并且根据开启效果，在不同的阶段输出持续变化的力和速度的最佳搭配。此外，整个抽屉或门体的开启过程中，电机等驱动源扭矩变化平缓、开启速度变化均匀，从而达到降低电机等驱动源功率和提高抽屉或门体开启顺畅度的效果。 

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种抽屉或门体开启装置，包括：驱动源构件、推动件及连接在驱动源构件与推动件之间的传动体，其特征在于：所述传动体包括共轭齿轮组，其中所述驱动源构件为共轭齿轮组提供输入扭矩，共轭齿轮组被配置成将该输入扭矩转化为持续变化的输出扭矩提供给推动件。

2.如权利要求1所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述抽屉或门体开启装置将所述抽屉或门体的打开过程设置分为三个打开阶段，分别为：克服吸力和自动关闭锁紧力的第一打开阶段，在第一阶段至开启装置与抽屉或门体脱离驱动的第二打开阶段，以及抽屉或门体在惯性作用下移动的第三打开阶段；所述共轭齿轮组在初始状态至第二打开阶段结束的传动比变化为先逐渐增大，再逐渐减小，其中所述共轭齿轮组的传动比的最大点落在第一打开阶段。

3.根据权利要求2所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述共轭齿轮组包括两个非圆齿轮，其中一非圆齿轮由所述驱动源构件驱动，另一非圆与上述其中一非圆齿轮共轭设置。

4.根据权利要求2所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述共轭齿轮组包括由所述驱动源构件驱动的偏心圆齿轮及与该偏心圆齿轮共轭的非圆齿轮。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于：所述非圆齿轮的转轴偏心设置。

6.根据权利要求4所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述推动件为沿所述抽屉或门体打开方向延伸的齿条，所述传动体还包括与所述非圆齿轮共轴设置的输出齿轮，所述输出齿轮与所述齿条相啮合。

7.如权利要求6所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述输出齿轮为一扇形齿轮。

8.根据权利要求4所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述偏心圆齿轮的转轴与非圆齿轮的转轴之间的轴距是固定的。

9.根据权利要求8所述的抽屉或门体开启装置，其特征在于：所述驱动源构件包括驱动源以及对驱动源的旋转进行减速的减速齿轮组，所述偏心圆齿轮的转轴与减速齿轮组中的输出齿轮共轴设置，所述非圆齿轮的转轴固定设置在一箱体上。

10.一种冰箱，包括具有间室的箱体、设置在箱体上的抽屉以及打开或关闭间室的门体，其特征在于：所述冰箱设置有如权利要求1至9中任意一项所述的抽屉或门体开启装置。