CN115596286A - 用于家用电器的门锁结构及家用电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于家用电器的门锁结构及家用电器,包括壳体;锁杆;锁扣;所述锁扣在背向锁定槽的壁面上设有凸部,所述凸部具有相交叉的第一壁面和第二壁面,第一壁面位于第二壁面的后侧,第一壁面和第二壁面的交界处记为交界部;驱动块,设于壳体内并位于锁扣下方,所述驱动块的顶壁面包括依次相连的第三壁面和第四壁面,所述第四壁面位于第三壁面的后侧,所述第四壁面自上而下向后倾斜;在解锁状态下,所述凸部的第一壁面与驱动块的第三壁面相抵;在锁定状态下,所述凸部的交界部与第四壁面相抵;第一弹性件,作用于驱动块上,使驱动块始终保持向上移动与锁扣相抵的趋势。开关门体验感好。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域,具体涉及一种用于家用电器的门锁结构及家用电器。
背景技术
对于具有功能性内腔的箱体来说,由于功能需求,通常会在箱体的敞口处设置能将敞口打开或遮盖的门体,并且,在箱体使用过程中,需要通过门锁结构将门体相对于箱体锁住。
例如,申请号为CN200410043122.5的中国发明专利申请《门开关机构以及具有该门开关机构的餐具清洗机》(申请公布号:CN1550202A)披露了一种结构,其包括:为了开关餐具清洗机上设置的餐具投入口而配置成可以转动的门,和伴随所述门的转动动作而对门施加转动辅助力的转动辅助机构;所述转动辅助机构,在所述门处于从关闭状态至规定的角度范围内时,对所述门施加拉向关闭方向的转动辅助力。上述结构虽然能将门体锁紧在餐具清洗机上,但是,其锁定结构复杂,对电动部件及控制方式依赖高,门锁动作逻辑较复杂,容易发生故障,可靠性低。
针对上述问题,专利号为CN201910933576.6(公开号为CN 112576111 A)的中国发明专利申请公开的《一种用于电器的门锁结构及应用有该门锁结构的清洗机》,包括壳体、锁杆、顶出件、锁扣及驱动机构,本发明门体关闭时,可向下抵压顶出件,顶出件带动锁扣下端下移,使C形结构的锁扣上端向顶出件上方偏转从而与锁杆下端的C形锁钩相扣合,实现门体的自锁;且该专利的门锁结构依靠机械结构实现,对电控逻辑要求低、可靠性高,并且也能够可靠的实现开关门。
如果在开门时锁扣太容易转动,门体会较容易的被打开,门体突然完全打开容易导致内胆中的热蒸汽大面积的扑面而来,容易烫伤用户,安全性差。对于内置有危险物的家用电器,如工作完成后会有热蒸汽的蒸箱、清洗机、烤箱等,良好的关门力应该尽可能小以方便使用者关门,良好的开门力则应该在不影响使用者手感的前提下尽可能大以确保锁门功能。
另外,对于前部敞口的洗碗机,为了保证在洗涤时,洗涤用的水不会从箱体和门体之间的缝隙中漏出,门体的四周与内胆之间设置有密封结构,门锁结构一般设置在箱体和门体的上部,这样在关门时,密封结构会产生与关门方向相反的力,影响关门体验,故将门锁机构对门体的锁定力与密封件的反弹力良好的适配,也能够提高关门体验。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种开关门体验好的用于家用电器的门锁结构。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种应用上述门锁结构的家用电器。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:一种用于家用电器的门锁结构,其特征在于:包括
壳体,所述壳体的后侧壁上开设有贯通其壁厚的锁孔;
锁杆,前后延伸,所述锁杆与壳体能在朝向或者远离对方的方向上产生相对位移,所述锁杆设于壳体的后侧,所述锁杆的第一端能穿入锁孔从而使锁杆局部位于壳体内或者退出锁孔而位于壳体之外,所述锁杆在邻近其第一端的位置上开设有锁口,所述锁杆的位于锁口前侧边缘的前端部为柱状结构;
锁扣,设于壳体内,所述锁扣通过沿左右方向延伸的转轴与壳体转动相连,所述锁扣上开设有呈U形开口的锁定槽,所述锁定槽位于转轴的一侧,所述锁扣能转动至锁定状态和解锁状态,在锁定状态下,所述锁定槽的槽口朝上并将所述锁杆的柱状结构限位在其中而对锁杆进行锁定,在解锁状态下,所述锁定槽的槽口朝向锁孔以允许锁杆的柱状结构脱离锁定槽;所述锁扣在背向锁定槽的壁面上设有凸部,所述凸部具有相交叉的第一壁面和第二壁面,第一壁面位于第二壁面的后侧,第一壁面和第二壁面的交界处记为交界部;
驱动块,设于壳体内并位于锁扣下方,所述驱动块的顶壁面包括依次相连的第三壁面和第四壁面,所述第四壁面位于第三壁面的后侧,所述第四壁面自上而下向后倾斜;在解锁状态下,所述凸部的第一壁面与驱动块的第三壁面相抵;在锁定状态下,所述凸部的交界部与第四壁面相抵;
第一弹性件,作用于驱动块上,使驱动块始终保持向上移动与锁扣相抵的趋势。
为了使得在凸部的第一壁面与驱动块的第三壁面相抵时,驱动块作用于锁扣上的力穿过转轴,所述第三壁面为水平面。
或者,为了使得在凸部的第一壁面与驱动块的第三壁面相抵时,驱动块作用于锁扣上的力穿过转轴,所述第三壁面为向下拱起的弧形面,所述第一壁面为与第三壁面相适配的弧形面,第三壁面与转轴同心。第一壁面与第三壁面接触时,第三壁面与转轴同心,此阶段驱动块对锁扣的力通过转轴中心,除摩擦力矩外、作用力矩几乎为0,此时开门过程中,锁扣与锁杆脱离接触后,由于锁扣与驱动块的第三壁面接触,接触面大,增大摩擦力减小磨损的同时,更容易靠摩擦力矩使得锁扣稳定的停止在与锁钩脱离位置,而不会发生异常脱钩及脱钩后抖动退回的情况,提升了稳定性;关门过程中,第一壁面和第三壁面接触阶段,只需克服摩擦力矩,通过第三壁面和第四壁面的连接处后,第四壁面对锁扣的力会促使锁扣与锁钩互锁,所以关门力小。
为了减小凸部与驱动块顶壁面之间的摩擦力,减小部件磨损,所述驱动块的顶壁面上开设有沿前后方向延伸的凹槽,这样能减小凸部与驱动块之间的接触面积,减小摩擦力。
为了对锁扣的顺时针转动角度进行限制,防止锁扣脱离第四壁面,在所述锁扣翻转至其前壁面与壳体的前侧壁相抵的状态下,所述凸部的交界部与第四壁面相抵。在锁扣翻转至其前壁面与壳体的前侧壁相抵的状态下,锁扣不能继续向前翻转(顺时针翻转),这样能保证锁扣不会脱离与驱动块的第四壁面接触,保证锁扣与锁杆的互锁。
在上述方案中,优选地,所述锁孔的横截面积自后向前变小。这样能保证锁杆初始顺利进入锁孔,后边因为锁孔截面积变小,对锁杆的移动轨迹也起到一定的限制和导向作用,保证锁杆朝着锁扣的锁定槽的方向移动,从而与锁扣实现互锁。
优选地,所述锁孔包括依次设置并连通的第一锥形孔和第二锥形孔,第一锥形孔和第二锥形孔均自后向前逐渐缩径,所述第一锥形孔位于第二锥形孔的后侧,且所述第一锥形孔的最小内径大于或等于第二锥形孔的最大内径。第一锥形孔是为了锁杆能顺利进入锁孔中,第二锥形孔的横截面积比锁杆的宽度W稍大,最好在在W+0.2~W+1.5范围内,太小锁杆容易卡住,太大锁杆在锁孔内活动范围偏大,开门瞬间,锁杆于锁扣脱离时容易产生异音,影响开门顺滑性。
为了提高家用电器的工作可靠性,所述壳体中还设有微动开关,在锁定状态下,所述锁杆触发微动开关。微动开关可以与控制清洗机工作与否的控制器电连接,这样当锁杆触发微动开关时,说明锁杆和锁扣已经锁定,控制器再控制清洗机工作。
可以是锁杆固定不动,壳体朝着锁杆移动,也可以是锁杆活动,朝着壳体移动,在这种情况下,所述门锁结构还包括与锁杆驱动相连从而驱动锁杆相对壳体前后移动的驱动机构。
驱动机构可以采用电机以及与电机驱动相连的推杆的结构形式,通过推杆推动锁杆移动,但是这种驱动机构占用空间较大,因为还需要为推杆的移动预留空间,故所述驱动机构包括电机以及与电机驱动相连的第一齿轮,所述锁杆上沿其长度方向依次设有多个齿部,所述第一齿轮与齿部直接啮合或者通过中间齿轮间接啮合。齿轮传动的方式结构紧凑。电机工作,带动第一齿轮转动,进而通过齿部将动力传递到锁杆上,带动锁杆移动。
为了使得锁扣和锁杆能够良好的配合,实现锁定和解锁,所述锁扣的锁定槽的相对的前后两个壁面分别为C面和B面,锁扣的位于B面旁侧的壁面为A面,锁扣的位于C面旁侧的壁面为D面;
所述锁杆上的锁口在前后方向上依次设置的两个壁面分别为F面和面,柱状结构的前壁面为E面。
其中A面与B面之间的宽度小于G面和F面之间的宽度;F面和E面之间的宽度小于B面和C面之间的宽度;且在锁杆移动过程中,B面接触F面以及C面接触E面二者不会同时发生;在锁杆向后移动的过程中,B面与F面接触;在锁杆向前移动的过程中,C面与E面接触。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种应用上述门锁结构的家用电器,其特征在于:包括电器主体和门体,所述电器主体为前侧敞口的箱体,所述门体的下部与电器主体转动相连,门体的上部能相对电器主体前后偏转,从而使所述门体打开或者关闭电器主体的敞口,所述锁杆安装在电器主体的顶部,所述壳体安装在门体上并位于门体靠上的位置。
为了防止清洗机工作过程中,热蒸汽从门体和箱体之间的缝隙漏出,所述电器主体的内壁面上在邻近其敞口处设有密封条,密封条沿左右方向延伸,所述门体的后壁面具有向后拱起的拱起部,在门体关闭的状态下,所述拱起部嵌设在电器主体中并与密封条相抵。密封条起到防漏的作用,提高清洗机的工作安全性。
为了既能在关门时,减小密封条对门体的反弹力,在门体关闭的状态下,所述密封条作用于门体上的力为F3;
在锁扣的交界部与驱动件上的第三壁面和第四壁面的连接处相抵的状态下,所述锁杆和锁扣之间的作用力为F4max;
在锁扣翻转至其前壁面与壳体的前侧壁相抵的状态下,所述凸部的交界部与第四壁面相抵,所述锁杆和锁扣之间的作用力为F4min,F4min≤F3≤F4max。这样在锁扣翻转至其交界部与驱动块的第三壁面和第四壁面的连接处相抵时,密封条对门体的压缩反作用力尽量小,密封条对关门力的影响小,确保关门手感。
优选地,所述密封条包括安装部以及与安装部的相连的密封翅,所述密封翅位于安装部的前侧,所述电器主体中具有前侧敞口的容置槽,所述安装部容置在容置槽中,在门体关闭且锁扣与锁杆锁定的状态下,所述密封翅与拱起部的后壁面相抵,所述拱起部的后壁面与容置槽的后壁面之间的直线距离为G,在G-a至G+b的范围内,所述锁扣的交界部与驱动块的第四壁面始终相抵。因为家用电器在安装密封条时,密封条的安装位置会有一定的误差,故在这个误差范围内,需要满足锁扣的交界部与驱动块的第四壁面始终相抵,即锁杆和锁扣处于锁定状态。
为了进一步减小密封条对门体的压缩反弹力,便于关门,所述锁杆能处于局部延伸出电器主体前壁面的第一位置,在门体转动至处于第一位置的锁杆进入壳体的锁口的状态下,所述门体与密封条脱离接触,门体继续转动,实现关门,且在门体继续转动的过程中,锁杆与锁扣实现锁定。
锁杆可以是固定不动的,壳体朝着锁杆移动,当然,也可以是锁杆朝着壳体移动,所述门体能相对箱体转动至关闭状态、打开状态以及处于打开状态和关闭状态之间的待机状态;
在关闭状态下,所述密封条与门体的拱起部相抵,所述锁扣处于与锁杆锁定的状态,所述锁杆处于向后移动至极限位置的第二位置;
在开门状态下,锁扣的前壁面与壳体的前侧壁相抵,所述凸部的交界部与第四壁面相抵,锁杆处于向前移动至极限位置的第三位置,锁杆相对于关闭状态向前移动的距离为L1;
在待机状态下,所述锁杆处于第一位置,锁杆相对于关闭状态向前移动的距离为L2,L2<L1,在待机状态下,所述门体与密封条脱离接触。
在上述方案中,在所述锁扣锁定状态下,门体自待机状态转动至关闭状态的过程中,所述锁扣的交界部始终与驱动块的第四壁面相抵,防止锁杆在将门体拉回的过程中,锁杆与锁扣解锁。
所述家用电器可以为蒸箱、烤箱等,在上述方案中,所述家用电器为清洗机。
与现有技术相比,本发明的优点:本发明通过设置驱动块,驱动块的顶壁面包括依次相连的第三壁面和第四壁面,第四壁面位于第三壁面的后侧,第四壁面自上而下向后倾斜;在解锁状态下,凸部的第一壁面与驱动块的第三壁面相抵,驱动块作用于锁扣上的力朝向转轴(最好是穿过转轴),这时驱动块对锁扣的力通过转轴中心,故在此状态下,锁扣不受力矩作用不会翻转,静止不动;在锁定状态下,凸部的交界部与第四壁面相抵,此时驱动块对锁扣的力方向改变,偏离转轴中心,对锁扣产生顺时针力矩,此时不需要外力作用,锁扣也可以在驱动块作用下翻转到与锁杆锁定的位置,能够实现轻松关门;而当解锁时,在锁扣转动至交界部与第三壁面和第四壁面的连接处相抵时,此时因为压缩量最大,锁杆和锁扣之间的互锁力是最大的,此时的开门力也是最大的;
综上所述,本发明能够较容易的关门,但是需要一定的力才能开门,这样开关门时的使用感好,并且安全性高。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图(门体处于关闭状态);
图2为图1的剖视图;
图3为图2的A处放大图;
图4为图2中的门锁结构的分解示意图;
图5为图4中的锁扣的结构示意图;
图6为图4中的锁杆的局部结构示意图;
图7为图4中的驱动块的结构示意图;
图8至图12为本实施例的门锁结构的锁定过程示意图;
图13为本发明实施例1的结构示意图(门体处于关闭状态);
图14为图13的剖视图;
图15为图14的B处放大图;
图16至图20为本实施例的门锁结构的解锁过程示意图;
图21为本发明实施例1的结构示意图(门体处于待机状态);
图22为图21的C处放大图;
图23为本发明实施例2的门锁结构的剖视图(锁扣处于锁定状态);
图24为本发明实施例2的门锁结构的剖视图(锁扣处于解锁状态);
图25为图24中的驱动块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1~22所示,本优选实施例的家用电器包括电器主体1、门体2和门锁结构A,电器主体1嵌设在橱柜10中,电器主体1的前侧敞口,门体2的下端与电器主体1转动相连,门体2的上端能朝向或者远离电器主体1偏转,从而使门体2将电器主体1的敞口处打开或者关闭,在门体2将电器主体1的敞口处关闭时,门体2和电器主体1之间通过门锁结构A锁定。本实施例中,家用电器为能清洗餐具的清洗机,电器主体1为清洗机的箱体,当然,家用电器也可以为蒸箱、烤箱等。
如图3所示,电器主体1的内壁面上在邻近其敞口处设有密封条8,密封条8沿左右方向延伸,门体2的后壁面具有向后拱起的拱起部21,在门体2关闭的状态下,拱起部21嵌设在电器主体1中并与密封条8相抵。在门体2关闭的状态下,密封条8起到防漏的作用,提高清洗机的工作安全性。
如图3~20所示,本实施例中,门锁结构A包括壳体3、锁杆4、锁扣5、驱动块6、第一弹性件60、驱动机构7,容置盒9安装在电器主体1的顶壁上,驱动机构7设于容置盒9中,锁杆4能前后移动地设于容置盒9中,即锁杆4和驱动机构7都安装在电器主体1的顶部。锁扣5、驱动块6、第一弹性件60均设置在壳体3中,壳体3安装在门体2上并位于门体2靠上的位置。
壳体3的后侧壁上开设有贯通其壁厚的锁孔31,锁杆4前后延伸并设于壳体3的后侧,锁杆4能在驱动机构7的作用下前后移动,从而朝向或者远离壳体3移动,锁杆4的第一端能穿入锁孔31从而使锁杆4局部位于壳体3内或者退出锁孔31而位于壳体3之外。
如图8所示,锁孔31的横截面积自后向前变小,具体为,锁孔31包括依次设置并连通的第一锥形孔311和第二锥形孔312,第一锥形孔311和第二锥形孔312均自后向前逐渐缩径,第一锥形孔311位于第二锥形孔312的后侧,且第一锥形孔311的最小内径大于或等于第二锥形孔312的最大内径。第一锥形孔311是为了锁杆4能顺利进入锁孔31中,第二锥形孔312的横截面比锁杆4的宽度W稍大,最好在W+0.2mm~W+1.5mm范围内,太小锁杆4容易卡住,太大锁杆4在锁孔31内活动范围偏大,开门瞬间,锁杆4于锁扣5脱离时容易产生异音,影响开门顺滑性。
如图5、6、8、12所示,锁杆4在邻近其第一端的位置上开设有锁口41,锁杆4的位于锁口41前侧边缘的前端部为柱状结构42。锁扣5设于壳体3内,锁扣5通过沿左右方向延伸的转轴51与壳体3转动相连,锁扣5上开设有呈U形开口的锁定槽52,锁定槽52位于转轴51的一侧,锁扣5在背向锁定槽52的壁面上设有凸部53,凸部53具有相交叉的第一壁面531和第二壁面532,第一壁面531位于第二壁面532的后侧,第一壁面531和第二壁面532的交界处记为交界部533。驱动块6设于壳体3内并位于锁扣5下方,驱动块6的顶壁面包括依次相连的第三壁面61和第四壁面62,第三壁面61和第四壁面62的连接处称为拐点63,第四壁面62位于第三壁面61的后侧,第四壁面62自上而下向后倾斜。第一弹性件60作用于驱动块6上,使驱动块6始终保持向上移动与锁扣5相抵的趋势。本实施例中,第一弹性件60为弹簧,上端与驱动块6相抵,下端与壳体3的底壁相抵。
锁扣5能转动至锁定状态和解锁状态,在锁定状态下(如图12),锁定槽52的槽口朝上并将锁杆4的柱状结构42限位在其中而对锁杆4进行锁定,凸部53的交界部533与第四壁面62相抵。在解锁状态下(如图8),锁定槽52的槽口朝向锁孔31以允许锁杆4的柱状结构42脱离锁定槽52,凸部53的第一壁面531与驱动块6的第三壁面61相抵,驱动块6作用于锁扣5上的力穿过转轴51。本实施例中,第三壁面61为水平面。
锁扣5和锁杆4解锁和锁定的过程中,满足如下条件:
如图5所示,锁扣5的锁定槽52的相对的前后两个壁面分别为C面和B面,锁扣5的位于B面旁侧的壁面为A面,锁扣5的位于C面旁侧的壁面为D面。
如图6所示,锁杆4上的锁口41呈口型,锁口41在前后方向上依次设置的两个壁面分别为F面和G面,柱状结构42的前壁面为E面。
其中A面与B面之间的宽度小于G面和F面之间的宽度;F面和E面之间的宽度小于B面和C面之间的宽度;且在锁杆4移动过程中,B面接触F面以及C面接触E面二者不会同时发生;在锁杆4向后移动的过程中,B面与F面接触;在锁杆4向前移动的过程中,C面与E面接触。
为了对锁扣5的顺时针转动角度进行限制,防止锁扣5脱离第四壁面62,在锁扣5翻转至其前壁面(即D面)与壳体3的前侧壁相抵的状态下,凸部53的交界部533与第四壁面62相抵,此时锁扣5不能继续向前翻转(顺时针翻转),这样能保证锁扣5不会脱离与驱动块6的第四壁面62接触,保证锁扣5与锁杆4的互锁。
本实施例的锁扣5的锁定和解锁的工作过程和受力情况如下:
锁定过程(如图8~12所示):
a、锁杆4进入门锁之前,锁扣5状态如图8,锁扣5的交界部533与驱动块6的第三壁面61相抵,驱动块6对锁扣5的力F1通过转轴51中心,故初始状态,锁扣5不受力矩作用不会翻转,保证不动;
b、锁杆4进入壳体3后,如图9,锁杆4的E面与锁扣5的C面接触,外力通过锁杆4作用在锁扣5上的力F2对锁扣5的力矩为顺时针,此时驱动块6对锁扣5的摩擦力f1对锁扣5的力矩为逆时针,故外力F2只需克服摩擦力f1的力矩,即可使锁扣5顺时针翻转,故可以轻松的关门;
c、当锁扣5翻转至交界部533与驱动块6的拐点63接触时,如图10,驱动块6对锁扣5的力F1方向改变,偏离转轴51中心,对锁扣5产生顺时针力矩,此时不需要外力F2作用,锁扣5也可以在驱动块6作用下翻转到锁扣5的B面与锁杆4的F面接触,达到锁扣5与锁杆4互锁的位置,如图11;
d、锁扣5继续翻转,极限位置是锁扣5的前壁面(即D面)与壳体3的前侧壁相抵,如图12;
由上可知,锁扣5的凸部53的交界部533与驱动块6的第四壁面62相抵的一段,锁扣5和锁杆4的锁口41都可以实现互锁;由第一弹性件60的压缩量可知,锁扣5的凸部53的交界部533与驱动块6上的拐点63(第三壁面61和第四壁面62的连接处)相抵时(如图10),第一弹性件60的压缩量最大,即此点锁杆4和锁扣5之间的互锁力最大,为F4max;锁扣5的前壁面与壳体3的前侧壁相抵时(如图12),第一弹性件60的压缩量最小,即此点锁杆4和锁扣5之间的互锁力最小,为F4min。
解锁过程(如图16~20所示):
e、门体2被锁杆4顶出到开门位置过程中,锁杆4的E面与锁扣5的C面接触,锁扣5的D面与壳体3的前侧壁相抵,锁扣5无法再翻转,故锁杆4与壳体3、门体2均无相对运动,此过程相当于锁杆4顶着门体2一起运动,如图16;
f、门体2被锁杆4顶开到开门位置后,如需要打开门体2,则需要用户手动打开,外力对门体2向外拉的力,相互作用则等效为锁杆4作用在锁扣5上的力F2,对锁扣5作用一个逆时针力矩,克服驱动块6的对锁扣5压力F1的顺时针力矩,如图17;
j、随着锁扣5翻转,第一弹性件60的压缩量变大,锁杆4对锁扣5的力F2的力矩需要克服的驱动块6的作用力F1的力矩变大,如图18;
h、当锁扣5的交界部533从驱动块6上的第四壁面62移动到第三壁面61时,如图19,驱动块6的作用力F1方向改变,通过转轴51的中心,则驱动块6对锁扣5的力矩主要变为了摩擦力f1的力矩,由于摩擦系数小,可以知道此时锁杆4对锁扣5的F2需要克服的力矩变小。
i、锁扣5继续翻转,知道锁杆4与锁扣5分离,如图20;
由上分析可知最大需要的开门力在如图18所示位置,锁杆4对锁扣5的力F2,由相互作用可以等效为用户开门力F开,则F开≈F4max;通过锁扣5上的交界部533与驱动块6上的第四壁面62和第三壁面61的配合,能够实现开门力大,关门力小。
如图8~12所示,壳体3中还设有微动开关,在锁定状态下,锁杆4的柱状结构42的前壁面触发微动开关。微动开关可以与控制清洗机工作与否的控制器电连接,这样当锁杆4触发微动开关时,说明锁杆4和锁扣5已经锁定,控制器再控制清洗机工作。微动开关、控制器均采用现有的结构,二者之间的连接也可采用现有结构,在此不再赘述。
如图4所示,驱动机构7与锁杆4驱动相连,从而驱动锁杆4相对壳体3前后移动。本实施例中,驱动机构7包括电机71以及与电机71驱动相连的第一齿轮72,锁杆4上沿其长度方向依次设有多个齿部43,第一齿轮72与齿部43直接啮合或者通过中间齿轮73间接啮合。电机71工作,带动第一齿轮72转动,进而通过齿部43将动力传递到锁杆4上,带动锁杆4移动。
门体2能相对电器主体1转动至关闭状态、打开状态以及处于打开状态和关闭状态之间的待机状态;
如图1~3所示,在关闭状态下,密封条8与门体2的拱起部21相抵,锁扣5处于与锁杆4锁定的状态,锁杆4处于向后移动至极限位置的第二位置;
如图13~15所示,在开门状态下,锁扣5的前壁面与壳体3的前侧壁相抵,锁扣5的凸部53的交界部533与驱动块6的第四壁面62相抵,锁杆4处于向前移动至极限位置的第三位置,锁杆4相对于关闭状态向前移动的距离为L1;
在待机状态下,锁杆4处于第一位置(锁杆4局部延伸出电器主体1前壁面),锁杆4相对于关闭状态向前移动的距离为L2,L2<L1,在待机状态下,门体2与密封条8脱离接触。在门体2转动至处于第一位置的锁杆4进入壳体3的锁孔41的状态下,门体2与密封条8脱离接触,门体2继续转动,实现关门,且在门体2继续转动的过程中,锁杆4与锁扣5实现锁定。
在锁扣5处于锁定状态下,门体2自待机状态转动至关闭状态的过程中,锁扣5的交界部533始终与驱动块6的第四壁面62相抵,防止锁杆4在将门体2拉回的过程中,锁杆4与锁扣5解锁。
如图3所示,密封条8包括安装部81以及与安装部81的相连的密封翅82,密封翅82位于安装部81的前侧,电器主体1中具有前侧敞口的容置槽11,安装部81容置在容置槽11中,在门体2关闭且锁扣5与锁杆4锁定的状态下,密封翅82与拱起部21的后壁面相抵,拱起部21的后壁面与容置槽11的后壁面之间的直线距离为G,在G-a至G+b的范围内(a为2,b为3),锁扣5的交界部533与驱动块6的第四壁面62始终相抵。因为家用电器在安装密封条8时,密封条8的安装位置会有一定的误差(-a至+b的误差范围),故在这个误差范围内,需要满足锁扣5的交界部533与驱动块6的第四壁面62始终相抵,即锁杆4和锁扣5处于锁定状态。
在门体2关闭的状态下,密封条8作用于门体2上的力为F3;
在锁扣5的交界部533与驱动块6上的拐点63(第三壁面61和第四壁面62的连接处)相抵的状态下,锁杆4和锁扣5之间的作用力为F4max;
在锁扣5翻转至其前壁面与壳体3的前侧壁相抵的状态下,凸部53的交界部533与第四壁面62相抵,锁杆4和锁扣5之间的作用力为F4min,F4min≤F3≤F4max。这样在锁扣5翻转至其交界部533与驱动块6的第三壁面61和第四壁面62的连接处相抵时,密封条8对门体2的压缩反作用力尽量小,密封条8对关门力的影响小,确保关门手感。
本实施例示出的是锁杆4前后移动的门锁结构,当然,本实施例的门锁结构也适用于锁杆4固定不动,壳体3朝向锁杆4移动的方式。
实施例2
如图23~25所示,本实施例与实施例1的区别在于:
1、驱动块6的第三壁面61为向下拱起的弧形面,锁扣5的第一壁面531为与第三壁面61相适配的弧形面,第三壁面61与转轴51同心。第一壁面531与第三壁面61接触时,第三壁面61与转轴51同心,此阶段驱动块6对锁扣5的力通过转轴51中心,除摩擦力矩外、作用力矩几乎为0,此时开门过程中,锁扣5与锁杆4脱离接触后,由于锁扣5与驱动块6的第三壁面61接触,接触面大,增大摩擦力减小磨损的同时,更容易靠摩擦力矩使得锁扣5稳定的停止在与锁钩脱离位置,而不会发生异常脱钩及脱钩后抖动退回的情况,提升了稳定性;关门过程中,第一壁面531和第三壁面61接触阶段,只需克服摩擦力矩,通过第三壁面61和第四壁面62的连接处后,第四壁面62对锁扣5的力会促使锁扣5与锁钩互锁,所以关门力小。
本实施例的锁扣5锁定状态(凸部53的交界部533与第四壁面62相抵)的受力如下:
锁杆4作用在锁扣5上的力F1;
第一弹性件60作用在驱动块6上的力F2;
驱动块6的第四壁面作用在锁定上的力F3;
驱动块6与锁扣5之间的摩擦力f3;
锁杆4作用在锁扣5上的力臂x;
驱动块6作用在锁扣5上力的力臂y;
驱动块6作用在锁扣5上摩擦力的力臂z;
锁扣5与驱动块之间的摩擦系数u;
锁扣5上逆时针作用力矩M1;
锁扣5上顺时针作用力矩M2;
F3*cos(10°)=F2,cos10°=0.98,10°为第四壁面62与水平面之间的夹角。
锁定保持状态:
f3≤u*F3;
M1=F1*x;
M2=F3*y+f3*z≤F2/cos10°*y+f3*z;
要保持锁定状态不脱钩,需要满足M1≤M2;
解锁过程:
M1=F1*x;
M2=F3*y+f3*z=F2/cos10°*y+u*F3*z;
要顺利解锁,则需要满足M1≥M2;
上锁过程:
F1和f3反向;
M1=f3*z=u*F3*z;
M2=F1*x+F3*y;
要顺利上锁,则需要满足M1≤M2;
由于摩擦系数的影响相对较小,所以上锁过程锁扣55的交界部533与驱动块6的第四壁面62相互作用阶段,M2远大与M1,锁扣55会迅速翻转到锁定位置。
解锁状态:
锁杆4作用在锁扣5上的力F1;
第一弹性件60作用在驱动块6上的力F2;
驱动块6的第四壁面作用在锁定上的力F3;
驱动块6与锁扣5之间的摩擦力f3;
锁杆4作用在锁扣5上的力臂x;
驱动块6作用在锁扣5上力的力臂y;
驱动块6作用在锁扣5上摩擦力的力臂z;
锁扣5与驱动块之间的摩擦系数u;
锁扣5上逆时针作用力矩M1;
锁扣5上顺时针作用力矩M2;
F3的力臂y基本为0,此时F3≈F2
锁定静止状态(凸部53的第三壁面531与第三壁面61相抵):
f3≤u*F3≈u*F2
M1=F1*x
M2=f3*z≤u*F2*z
要保持锁定状态不脱钩,需要满足M1≤M2,由等式可知需要满足此条件,需要F1很小,即可以提供的锁定密封力很小,与实际要求矛盾;
锁定静止状态需要避开凸部53的第三壁面531与驱动块6的第三壁面61相互作用的状态;
解锁过程:
M1=F1*x
M2=f3*z=u*F3*z
要顺利解锁,则需要满足M1≥M2
上锁过程:
F1和f3反向
M1=f3*z=u*F3*z
M2=F1*x
要顺利上锁,则满足M1≤M2。
2、驱动块6的顶壁面上开设有沿前后方向延伸的凹槽64,这样能减小凸部53与驱动块6之间的接触面积,减小摩擦力,本实施例中,凹槽64贯通驱动块6的前壁面和后壁面;当然,实施例1的驱动块6的顶壁面上也可开设槽。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述,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,由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制,比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。
Claims (18)
1.一种用于家用电器的门锁结构,其特征在于:包括
壳体(3),所述壳体(3)的后侧壁上开设有贯通其壁厚的锁孔(31);
锁杆(4),前后延伸并设于壳体(3)的后侧,所述锁杆(4)与壳体(3)能在朝向或者远离对方的方向上产生相对位移,所述锁杆(4)的第一端能穿入锁孔(31)从而使锁杆(4)局部位于壳体(3)内或者退出锁孔(31)而位于壳体(3)之外,所述锁杆(4)在邻近其第一端的位置上开设有锁口(41),所述锁杆(4)的位于锁口(41)前侧边缘的前端部为柱状结构(42);
锁扣(5),设于壳体(3)内,所述锁扣(5)通过沿左右方向延伸的转轴(51)与壳体(3)转动相连,所述锁扣(5)上开设有呈U形开口的锁定槽(52),所述锁定槽(52)位于转轴(51)的一侧,所述锁扣(5)能转动至锁定状态和解锁状态,在锁定状态下,所述锁定槽(52)的槽口朝上并将所述锁杆(4)的柱状结构(42)限位在其中而对锁杆(4)进行锁定,在解锁状态下,所述锁定槽(52)的槽口朝向锁孔(31)以允许锁杆(4)的柱状结构(42)脱离锁定槽(52);所述锁扣(5)在背向锁定槽(52)的壁面上设有凸部(53),所述凸部(53)具有相交叉的第一壁面(531)和第二壁面(532),第一壁面(531)位于第二壁面(532)的后侧,第一壁面(531)和第二壁面(532)的交界处记为交界部(533);
驱动块(6),设于壳体(3)内并位于锁扣(5)下方,所述驱动块(6)的顶壁面包括依次相连的第三壁面(61)和第四壁面(62),所述第四壁面(62)位于第三壁面(61)的后侧,所述第四壁面(62)自上而下向后倾斜;在解锁状态下,所述凸部(53)的第一壁面(531)与驱动块(6)的第三壁面(61)相抵;在锁定状态下,所述凸部(53)的交界部(533)与第四壁面(62)相抵;
第一弹性件(60),作用于驱动块(6)上,使驱动块(6)始终保持向上移动与锁扣(5)相抵的趋势。
2.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述第三壁面(61)为水平面;或者,所述第三壁面(61)为向下拱起的弧形面,所述第一壁面(531)为与第三壁面(61)相适配的弧形面,第三壁面(61)与转轴(51)同心。
3.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述驱动块(6)的顶壁面上开设有沿前后方向延伸的凹槽(64)。
4.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:在所述锁扣(5)翻转至其前壁面与壳体(3)的前侧壁相抵的状态下,所述凸部(53)的交界部(533)与第四壁面(62)相抵。
5.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述锁孔(31)的横截面积自后向前变小。
6.根据权利要求5所述的门锁结构,其特征在于:所述锁孔(31)包括依次设置并连通的第一锥形孔(311)和第二锥形孔(312),第一锥形孔(311)和第二锥形孔(312)均自后向前逐渐缩径,所述第一锥形孔(311)位于第二锥形孔(312)的后侧,且所述第一锥形孔(311)的最小内径大于或等于第二锥形孔(312)的最大内径。
7.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述壳体(3)中还设有微动开关,在锁定状态下,所述锁杆(4)触发微动开关。
8.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述门锁结构还包括与锁杆(4)驱动相连从而驱动锁杆(4)相对壳体(3)前后移动的驱动机构(7)。
9.根据权利要求8所述的家用电器,其特征在于:所述驱动机构(7)包括电机(71)以及与电机(71)驱动相连的第一齿轮(72),所述锁杆(4)上沿其长度方向依次设有多个齿部(43),所述第一齿轮(72)与齿部(43)直接啮合或者通过中间齿轮(73)间接啮合。
10.根据权利要求1所述的门锁结构,其特征在于:所述锁扣(5)的锁定槽(52)的相对的前后两个壁面分别为C面和B面,锁扣(5)的位于B面旁侧的壁面为A面,锁扣(5)的位于C面旁侧的壁面为D面;
所述锁杆(4)上的锁口(41)在前后方向上依次设置的两个壁面分别为F面和G面,柱状结构(42)的前壁面为E面。
其中A面与B面之间的宽度小于G面和F面之间的宽度;F面和E面之间的宽度小于B面和C面之间的宽度;且在锁杆(4)移动过程中,B面接触F面以及C面接触E面二者不会同时发生;在锁杆(4)向后移动的过程中,B面与F面接触;在锁杆(4)向前移动的过程中,C面与E面接触。
11.一种应用权利要求1~10中任一权利要求所述的门锁结构的家用电器,其特征在于:包括电器主体(1)和门体(2),所述电器主体(1)为前侧敞口的箱体,所述门体(2)的下部与电器主体(1)转动相连,门体(2)的上部能相对电器主体(1)前后偏转,从而使所述门体(2)打开或者关闭电器主体(1)的敞口,所述锁杆(4)安装在电器主体(1)的顶部,所述壳体(3)安装在门体(2)上并位于门体(2)靠上的位置。
12.根据权利要求11所述的家用电器,其特征在于:所述电器主体(1)的内壁面上在邻近其敞口处设有密封条(8),密封条(8)沿左右方向延伸,所述门体(2)的后壁面具有向后拱起的拱起部(21),在门体(2)关闭的状态下,所述拱起部(21)嵌设在电器主体(1)中并与密封条(8)相抵。
13.根据权利要求12所述的家用电器,其特征在于:在门体(2)关闭的状态下,所述密封条(8)作用于门体(2)上的力为F3;在锁扣(5)的交界部(533)与驱动件上的第三壁面(61)和第四壁面(62)的连接处相抵的状态下,所述锁杆(4)和锁扣(5)之间的作用力为F4max;
在锁扣(5)翻转至其前壁面与壳体(3)的前侧壁相抵的状态下,所述凸部(53)的交界部(533)与第四壁面(62)相抵,所述锁杆(4)和锁扣(5)之间的作用力为F4min,F4min≤F3≤F4max。
14.根据权利要求12所述的家用电器,其特征在于:所述密封条(8)包括安装部(81)以及与安装部(81)的相连的密封翅(82),所述密封翅(82)位于安装部(81)的前侧,所述电器主体(1)中具有前侧敞口的容置槽(11),所述安装部(81)容置在容置槽(11)中,在门体(2)关闭且锁扣(5)与锁杆(4)锁定的状态下,所述密封翅(82)与拱起部(21)的后壁面相抵,所述拱起部(21)的后壁面与容置槽(11)的后壁面之间的直线距离为G,在G-a至G+b的范围内,所述锁扣(5)的交界部(533)与驱动块(6)的第四壁面(62)始终相抵。
15.根据权利要求12所述的家用电器,其特征在于:所述锁杆(4)能处于局部延伸出电器主体(1)前壁面的第一位置,在门体(2)转动至处于第一位置的锁杆(4)刚刚进入壳体(3)的状态下,所述门体(2)与密封条(8)脱离接触。
16.根据权利要求15所述的家用电器,其特征在于:所述门体(2)能相对电器主体(1)转动至关闭状态、打开状态以及处于打开状态和关闭状态之间的待机状态;
在关闭状态下,所述密封条(8)与门体(2)的拱起部(21)相抵,所述锁扣(5)处于与锁杆(4)锁定的状态,所述锁杆(4)处于向后移动至极限位置的第二位置;
在开门状态下,锁扣(5)的前壁面与壳体(3)的前侧壁相抵,所述凸部(53)的交界部(533)与第四壁面(62)相抵,锁杆(4)处于向前移动至极限位置的第三位置,锁杆(4)相对于关闭状态向前移动的距离为L1;
在待机状态下,所述锁杆(4)处于第一位置,锁杆(4)相对于关闭状态向前移动的距离为L2,L2<L1,在待机状态下,所述门体(2)与密封条(8)脱离接触。
17.根据权利要求16所述的家用电器,其特征在于:在所述锁扣(5)锁定的状态下,门体(2)自待机状态转动至关闭状态的过程中,所述锁扣(5)的交界部(533)始终与驱动块(6)的第四壁面(62)相抵。
18.根据权利要求11所述的家用电器,其特征在于:所述家用电器为清洗机。
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