CN114857840A - 一种风门装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风门装置，该风门装置包括齿轮箱，所述齿轮箱内设置有电机和齿轮组，所述电机包括定子、转子、输出齿轮和转子轴，所述转子轴固定设置在所述电机上，所述转子套装在所述转子轴上，所述输出齿轮与所述转子同轴固定，且所述转子的靠近所述输出齿轮的一侧端面朝向所述齿轮箱的底板，所述齿轮组的每个齿轮轴均设置于所述底板上。应用本方案，可提高转子输出齿轮与首级齿轮之间以及齿轮组的各齿轮之间的中心距精度，能够有效规避风门卡死故障。

Description

一种风门装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种风门装置。

背景技术

电动风门用于风冷冰箱、冰柜等具有制冷要求设备的风道系统中，风扇转动产生的冷风通过风道系统进入冷藏室内，通过电动风门调节冷风量或截断冷风流动，以控制进入冷藏室冷风量。

通常，风门采用步进电机作为驱动件，并经由齿轮组为传动件，带动门板进行相应的开闭动作。风门机构包括容纳于齿轮箱内的步进电机和传动齿轮组，齿轮箱包括顶盖，顶盖通过螺钉连接等方式实现与齿轮箱本体的连接，步进电机的输出端形成转子齿轮，转子齿轮朝向盖板方向一侧设置，与转子齿轮啮合的首级齿轮的齿轮轴固定于电机，齿轮组中的其他齿轮的齿轮轴固定于齿轮箱，由于电机装配易存在尺寸公差，齿轮轴和其他齿轮轴的中心距精度难以保证，可能出现中心距较差而导致的风门卡死的隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种风门装置，以确保风门具有良好作动性能。

本发明提供一种风门装置，包括齿轮箱，所述齿轮箱内设置有电机和齿轮组，所述电机包括定子、转子、输出齿轮和转子轴，所述转子轴固定设置在所述电机上，所述转子套装在所述转子轴上，所述输出齿轮与所述转子同轴固定，且所述转子的靠近所述输出齿轮的一侧端面朝向所述齿轮箱的底板，所述齿轮组的每个齿轮轴均设置于所述底板上。

与背景技术相比，本方案中转子轴固定设置在电机上，套装在转子轴上的转子得以确保良好的作动性能，并且能够合理控制输出齿轮的径向串动间隙；齿轮组的每个齿轮轴均设置于底板上，转子输出齿轮与齿轮组的首级齿轮之间定位尺寸链相对较短，且不受电机本身装配尺寸公差的影响，可提高转子输出齿轮与首级齿轮之间以及齿轮组的各齿轮之间的中心距精度，能够有效规避风门卡死故障。

附图说明

图1为具体实施方式中所述风门装置的整体结构示意图；

图2示出了图1所示风门装置的齿轮箱内部结构示意图；

图3为另一角度示出的齿轮箱内部装配关系示意图；

图4为具体实施方式中所述电机的整体结构示意图；

图5为图4中所示电机的装配爆炸示意图；

图6示出了所述电机与齿轮箱的装配关系剖视图；

图7为所述输出齿轮的整体结构示意图。

图1-图7中：

门架10、风门20、电机30、齿轮组40；

齿轮箱11、底板111、限位凸部1111、第一轴孔1112、盖板112、周板113、门框体12、定子31、导向孔311、转子32、芯体321、磁环322、输出齿轮33、齿331、插装引导部332、转子轴34、簧片35、中部通孔351、首级齿轮41、末级齿轮42。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施例以图1所示的电动风门装置作为描述主体，详细说明其传动机构的具体结构实现方案。应当理解，该电动风门的门板和门架等其他功能构件及配合关系非本申请的核心发明点所在，对于本申请请求保护的技术方案未构成实质性限制。

请参见图1，该图示出了本实施方式中所述风门装置的整体结构示意图。

图中所示，该风门装置的门架10两侧分别配置有风门20。具体地，该门架10的本体包括齿轮箱11，该齿轮箱11包括底板111、盖板112和周板113，其中，周板113围绕底板111设置，形成具有开口面的齿轮箱11，盖板112与底板111相对设置，固定在齿轮箱11的周板113开口面，以形成内部容纳腔。齿轮箱11和盖板112上分别具有门框体12，风门20通过枢转轴枢接设置在相应的门框体12中，并通过风门20启闭动作实现相应通道内冷风量的调节。

在门架10的齿轮箱11内，设置有电机30和用于传递电机驱动力的齿轮组40。请一并参见图2，该图示出了图1所示风门装置的齿轮箱内部结构示意图，该图示意了去除盖板112及相应侧门框体12后形成的内部装配关系爆炸图。

本方案中，电机20的输出齿轮与齿轮组40的首级齿轮41啮合，经由齿轮组40的末级齿轮42带动风门20的枢转轴转动，从而根据控制需要实现调节风门20的相应动作。这里的“首级”、“末级”，是以齿轮组40的动力传递路径为基准定义的，也即，与电机30的输出动力建立传动连接的为首级齿轮，最终输出驱动力的为末级齿轮。

该电机30包括相适配的定子31和转子32，输出齿轮33设置在转子32上，且两者同轴固定，以便转子32转动时通过输出齿轮33达成动力输出。转子轴34固定设置在电机30上，转子32套装在所述转子轴34上。在具体实现中，转子轴34可固定设置在定子31的外壳41上；换言之，转子轴34固定在电机30的非转动构成上。

基于转子轴34的固定方式，套装在其上转子32得以确保良好的作动性能。结合图2和图3所示，其中，图3从另一角度示出了齿轮箱内部的装配关系爆炸图。

该转子32的靠近输出齿轮33的一侧端面朝向齿轮箱11的底板111，且齿轮组40的每个齿轮轴均设置于该底板111上，也即，在齿轮箱11的底板111上具有与每个齿轮轴相应配置的安装轴孔(图中未示出)，在具体实现方式中，齿轮箱11与风门装置的门架10一体成型，且注塑形成用于插装转子轴34和各齿轮轴的安装轴孔，由此可以保证各轴之间的中心距离较高精度，提高齿轮组运行的可靠性。当然，在其他具体实现中，各齿轮轴可以与齿轮箱11的底板111一体成型，或者采用过盈压装工艺实现两者的组装。

也就是说，齿轮轴全部固定在门架齿轮箱11的底板111上，在齿轮箱11中，方便提供轴向尺寸满足装配精度的安装轴孔，通过较深的齿轮轴压装孔，保证齿轮轴压装深度，保证各齿轮轴相对底板111的垂直度及各轴之间的平行度。

当然，各安装轴孔的具体成型方式可以采用不同的形式实现，只要能够精确限定相应轴的位置均可。这里，所使用方位词“轴向”及下文中的“径向”，是以电机定转子为主体进行定义的，上述方位词的使用仅用于清楚说明本方案的构件或结构之间的相对位置关系，并未构成对本申请所描述技术方案的实质性限制。

工作过程中，传动机构的各轴间距由齿轮箱11底板111上相应的轴安装位置限定。这样，转子输出齿轮33与齿轮组40的首级齿轮41之间定位尺寸链相对较短，且不受电机本身装配尺寸公差，可大大提高输出齿轮33与首级齿轮41之间以及齿轮组40的各齿轮之间的中心距精度。

本方案中，各轴间距与齿轮箱11上轴安装位置间的尺寸相关，具有传动关系的两根轴之间均无其他公差累积，可确保轴间距的精度，规避公差累积导致风门运转卡滞或卡死等问题。另外，由于控制轴间距的尺寸链上无公差累积，可适当降低相应转轴及关系齿轮的公差要求，加工成本得以进一步控制。

可以理解的是，该齿轮组40的齿轮数目及相应齿轮轴的数目，非局限图中所示优选示意。当然，对于不同减速比，具体可根据功能设定的需要设计多级减速。

其中，对于齿轮组40的首级齿轮41的齿轮轴来说，一方面在底板111上提供如前所述的固定安装孔位，同时在电机上设置有导向孔位。请一并参见图4和图5，其中，图4为电机的整体结构示意图，图5为图4中所示电机的装配爆炸示意图。

结合图4和图5所示，电机30上与首级齿轮41的齿轮轴相对位置处开设有导向孔311，该导向孔311与首级齿轮41的齿轮轴之间具有径向间隙。这里，“径向间隙”用于提供安装其齿轮轴另一端，且未与底板111上的固定安装轴孔构成首级齿轮41的径向过定位。

组装完成后，由齿轮箱底板111上安装孔位提供基础定位，同时由电机30上的导向孔311提供导向限制功能，以避免该齿轮轴在运动载荷的作用上产生不必要的侧偏。

具体地，该导向孔311形成在电机定子31与底板111相对侧的外壳上。可以理解的是，该导向孔311的直径略大于首级齿轮41的齿轮轴直径即可满足上述“径向间隙”的设计要求，具体可以通过尺寸公差进行保证。

为了避免转子在转动时轴向窜动产生异响，作为优选，可以在转子32与定子31之间设置弹性部件。请一并参见图2、图4和图6，其中，图6示出了电机与齿轮箱的装配关系剖视图，该剖视图沿电机的输出轴向形成。

在转子32与定子31之间的弹性部件为簧片35，该转子32的轴向定位由齿轮箱上的限位凸部1111和簧片35配合实现。该簧片35的本体具有中部通孔351，并通过该中部通孔套装在转子轴34上。如图5和图6所示，齿轮箱11的底板111上设置有该限位凸部1111，具体配置在与输出齿轮33相对的位置处，用于插装转子轴34的第一轴孔1112，结合转子轴34的另一端与定子31固定连接的方式，构建转子32的整体定位。

本方案中，转子32包括芯体321和磁环322，该磁环322模制在芯体321上。如图6所示，芯体321具有与转子轴34套装适配的贯通孔，以构建转子32与转子轴34之间的套装关系。在此基础上，齿轮箱11底板上的限位凸部1111与该芯体321的一侧端面形成前述轴向相抵限位，相应地，簧片35设置在该芯体321的另一侧端面与定子31之间，以芯体321作为转子装配关系中的承载结构，轴向承载能力得以更加稳定可靠。

组装完成后，限位凸部1111与转子32的靠近输出齿轮33的一侧端面轴向相抵限位，转子32的另一侧端面与定子31之间设置有预形变设置的簧片35，该预形变至少包括轴向预形变，以施加轴向作用力至转子32。这样，转子32在转动过程中不会产生轴向窜动，可有效规避转动异响。

另外，为了进一步降低转动可能产生的工作噪音，本方案对簧片35与定子31和转子32之间的摩擦系数进行了优化配置。具体地，簧片35与定子31之间的摩擦系数大于簧片35与转子32之间的摩擦系数。

风门运行时，转子32相对于簧片35转动，转子输出齿轮33一侧相对于和门架的限位凸部1111转动。一方面，相较于传统方案的转子32与定子镀锌板之间摩擦噪间，本方案的转动形成在转子32与簧片35之间，簧片35通常采用不锈钢材料制成，其相对于转子32转动产生的摩擦噪音相对较小；与此同时，转子的输出齿轮33和门架齿轮箱11一般都选用塑料，输出齿轮33与限位凸部1111之间的摩擦噪声也较小。整体上，本方案工作产生的转动噪声优于现有方案。

此外，应用本方案上述结构形式，转子的顶部和底部均可采用不涂润滑油脂的方式，噪声不会产生相应的变化。而现有方案，转子的顶部和底部不涂油脂或者油脂失效时，噪声明显变大。

需要说明的是，用于提供轴向压紧作用力的弹性部件非局限于图中所示的簧片35，根据实际产品的总体设计要求，可以采用其他结构形式的弹性部件，例如但不限于，螺旋压簧等。

可以理解，输出齿轮33可以独立加工制成，再与芯体321同轴固定。也可以采用与转子的芯体321一体成型的工艺制成，例如但不限于一体注塑成型，具有较好的同轴尺寸精度。

基于本方案中电机的装配方式，以转子的输出齿轮33插入齿轮箱11的形式进行组装。为了提高该插装工序的工艺性，本方案在输出齿轮33的插入侧齿端设置有插装引导部332。请参见图7，该图为输出齿轮33的整体结构示意图。

该输出齿轮33的朝向底板111的端部具有插装引导部332，如图7所示，该插装引导部332位于齿331本体的端部，并自齿331的本体齿廓沿轴向渐收形成。换言之，该插装引导部332相当于在齿331的本体齿廓边缘部以倒角的形式成型。基于该插装引导部332的设计，即使装配时输出齿轮33与首级齿轮41处于不可视状态，在该插装引导部332的作用下，可以顺畅地实现输出齿轮33与首级齿轮41间的齿形对插并啮合到位。

图中所示，插装引导部332设置在该输出齿轮33的周向间隔设置的齿331端部。从图7所示输出齿轮33来看，在输出齿轮33的顶部呈高低齿布置，使其中一部分齿的高度低于另一部分齿的高度。应当理解，在其他具体实现中，只要有在其中一部分齿331的朝向底板111的端部配置该插装引导部，均可获得良好的装配工艺性。

需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，传动机构的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。且，该传动机构各齿部的齿数在图中仅为示例性说明，应当理解，只要采用与本方案核心构思一致的技术手段均在本申请请求保护的范围内。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风门装置，其特征在于，包括齿轮箱，所述齿轮箱内设置有电机和齿轮组，所述电机包括定子、转子、输出齿轮和转子轴，所述转子轴固定设置在所述电机上，所述转子套装在所述转子轴上，所述输出齿轮与所述转子同轴固定，且所述转子的靠近所述输出齿轮的一侧端面朝向所述齿轮箱的底板，所述齿轮组的每个齿轮轴均设置于所述底板上。

2.根据权利要求1所述的风门装置，其特征在于，所述齿轮箱还包括周板和盖板，所述周板围绕所述底板设置，所述盖板与所述底板相对设置且与所述周板连接；所述底板上具有第一轴孔，所述转子轴的伸出端安装在所述第一轴孔中。

3.根据权利要求2所述的风门装置，其特征在于，所述齿轮箱的所述底板上具有与每个所述齿轮轴相应配置的安装轴孔，所述电机上与所述齿轮组的首级齿轮的齿轮轴相对位置处开设有导向孔，所述导向孔与所述首级齿轮的齿轮轴之间具有径向间隙。

4.根据权利要求3所述的风门装置，其特征在于，所述齿轮箱与所述风门装置的门架一体成型，且注塑形成所述第一轴孔和所述安装轴孔。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的风门装置，其特征在于，所述底板与所述输出齿轮相对的位置处设置有限位凸部，且其上具有所述第一轴孔；所述限位凸部可与所述转子的靠近所述输出齿轮的一侧端面轴向相抵限位，所述转子的另一侧端面与所述定子之间设置有预形变设置的弹性部件，所述预形变至少包括轴向预形变。

6.根据权利要求5所述的风门装置，其特征在于，所述弹性部件与所述定子之间的摩擦系数大于所述弹性部件与所述转子之间的摩擦系数。

7.根据权利要求6所述的风门装置，其特征在于，所述弹性部件为簧片，所述簧片套装在所述转子轴上。

8.根据权利要求5所述的风门装置，其特征在于，所述转子包括芯体和磁环，所述磁环模制在所述芯体上；所述芯体具有与所述转子轴套装适配的贯通孔，且所述限位凸部与所述芯体的一侧端面形成所述轴向相抵限位，所述芯体的另一侧端面与所述定子之间设置有所述预形变设置的弹性部件。

9.根据权利要求3或4所述的风门装置，其特征在于，所述输出齿轮的至少一部分齿的朝向所述底板的端部具有插装引导部，所述插装引导部自相应所述齿的本体齿廓沿轴向渐收形成。

10.根据权利要求9所述的风门装置，其特征在于，所述插装引导部配置在所述输出齿轮的周向间隔设置的齿的端部。

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