無斷齒防打滑的分體空調風門電機的製作方法

2023-09-17 09:16:15 1

專利名稱：無斷齒防打滑的分體空調風門電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有步進旋轉轉子的步進電機，特別是指一種永久磁體型的無斷齒防打滑的分體空調風門電機。
市場上現有的分體空調機，不論是進口機還是國產機，其室內機的風門最常見的放障現象是，風門開啟不了，或是風門發生抖動、運轉不靈活等失控現象。其結果，將使空調機內冷(暖)風送不出來或不能處於最佳送風狀態，以致影響製冷(暖)效果。查找發生這些放障現象的原因，都是因為控制空調機風門的步進電機出現了問題。據各空調機生產廠家售後服務統計，電機故障則有百分之九十以上是屬於下列兩種情況①電機的輸出級一對齒輪上有些齒被打斷；②電機運行一段時間後，輸出軸軸杆與軸上的齒輪在正常工作時發生了不允許發生的相對運動(俗稱「打滑」，或技術上稱「故障打滑」)。
再進一步分析電機產生上述兩種故障情況的技術原因，乃是因為，該電機為永磁式減速步進電機，體積小，減速比大，齒輪級數多，齒數多，每個齒齒型單薄，而採用的材料又都是塑料，承受力有限，一旦受到一定外力衝擊就有可能造成輸出級一對齒輪斷齒。為了解決這一齒輪斷齒問題，絕大部分生產該種電機的廠家都是採用輸出軸組件鉚合方式加以保護。即是將輸出軸組件的加工採用鉚壓工藝，並從設計上要求，當齒輪的齒承受到一定力矩時，人為設計地使得齒輪與相鉚壓結合的軸杆之間作相對轉動(可稱作「保護打滑」)，從而達到保護齒輪不斷齒的目的。這種理想的保護方式雖好，但是對金屬軸杆相關尺寸精度要求卻非常苛刻(一般很難達到)，即便是加工設備優良也很難使其質量的穩定性得以保證。日本三菱公司是世界上有名的電機生產廠家，其生產的電機也僅能將保護力矩指標定在400～2000g.cm之間，如果範圍再定小，報損率和製造成本將成倍增加。而電機保護力矩不可能出廠全檢，所以日本電機雖其保護力矩指標跨度較大，也常出現超標導致電機故障，國產電機就更普遍了，其結果是超上限出現斷齒，超下限造成正常工作時的「故障打滑」而不能帶動負載(電機輸出力矩大於350g.cm，有些電機可達到600g.cm)。
而且，即使是經嚴格檢測合格的在保護範圍內的電機，也可能造成斷齒或「故障打滑」現象，這是因為①塑料齒輪因加工工藝因素(注塑溫度、壓力、時間等)的影響和塑料齒輪在鉚壓過程中受外力衝擊使齒輪內部分子結構發生變化，使得齒輪強度低於設計要求；②如突因外力衝擊，使其保護裝置靜摩擦力增大，塑料齒輪將因超過塑料抗衝擊強度而造成打齒；③隨著「保護」次數的增加，金屬軸杆與塑料齒輪界面間的摩擦係數逐步減小，或因使用環境溫度的變化而塑料熱脹冷縮，都將使保護力矩變小，當減小到小於輸出力矩即發生了打滑，由此可見，此種情況的電機將必然發生「斷齒」和「故障打滑」現象，電機壽命也很有限。
針對分體空調風門電機常見的斷齒和打滑故障，本實用新型的目的，乃是提供一種可以完全杜絕斷齒和故障打滑現象的無斷齒防打滑的分體空調風門電機。
本實用新型的技術解決方案，是在現有空調風門電機結構的基礎上加以改進而實現的。它仍然包括現有風門使用的永磁減速步進電機所具有的輸出軸組件、蓋板組件、外殼組件、上磁極組件、線圈組件、轉子組件、彈片、一號齒輪、二號齒輪、三號齒輪等，其中輸出軸組件包括有輸出軸和依次鉚壓結合在輸出軸上的壓墊、輸出軸齒輪及壓簧，三號齒輪包括有直接與輸出軸齒輪相嚙合的較小的疊輪和直接與二號齒輪相嚙合的較大的齒輪，本實用新型在結構上的特徵之處在於，輸出軸組件所包括的輸出軸齒輪採用其兩側面均為完整圓環面的銅製齒輪，壓墊和壓簧分別與該銅製輸出軸齒輪的接觸，為分別與該兩側完整圓環面之間的接觸；三號齒輪所包括的疊輪採用銅製齒輪，而三號齒輪所包括的較大的齒輪採用塑料齒輪注塑連接在該銅製疊輪的外圍。
以下結合附圖和實施例對本實用新型加以進一步詳細說明。


圖1和圖2分別為本實用新型一種具體結構的正向剖視圖和俯視圖；圖3和圖4分別為圖1圖2中本實用新型的輸出軸組件和三號齒輪的放大結構圖。
參見圖1至圖4，該實施例為湖南鴻昌電子聯營公司開發的28BY4H5.625型步進電機，它是在現有空調風門電機結構的基礎上改進而成的，仍然包括有輸出軸組件1、蓋板組件2、外殼組件3、上磁極組件4、線圈組件6、轉子組件6、彈片7、一號齒輪8、二號齒輪9、三號齒輪10等，輸出軸組件1包括有輸出軸11和依次鉚壓接合在輸出軸11上的壓墊12、輸出軸齒輪13和壓簧14，三號齒輪10包括有直接與輸出軸齒輪13相嚙合的較小的疊輪101和直接與二號齒輪9相嚙合的較大的齒輪102。該永磁減速步進電機在結構上的特徵之處為，其輸出軸組件1所包括的輸出軸齒輪13採用兩個側面均為完整圓環面131的銅製齒輪，壓墊12和壓簧14分別與該銅製輸出軸齒輪13的接觸，為分別與該兩側完整圓環面131之間的接觸；三號齒輪10所包括的疊輪101採用銅製齒輪，三號齒輪10包括的較大的齒輪102採用注塑齒輪注塑連接在該銅製疊輪101的外圍。
經過上述結構改進之後的本實用新型步進電機，由於輸出軸齒輪13與三號齒輪10的疊輪101之間的嚙合，由現有技術的塑料齒輪與塑料齒輪之間的嚙合，改進為本實用新型的銅製齒輪與銅製齒輪之間的嚙合，這就使得電機輸出級一對相嚙合齒輪的抗外力衝擊的強度大大提高，這樣不僅可以完全杜絕「斷齒」現象，而且使電機壽命也成倍提高。同時，輸出軸齒輪13與輸出軸11之間的鉚壓結合，從現有技術的塑料齒輪與金屬軸杆之間的鉚壓結合，改為本實用新型的銅製齒輪與金屬軸杆之間的鉚壓結合，一方面在鉚壓加工過程中，銅製齒輪不會象塑料齒輪那樣，受加工工藝等諸多影響而使齒輪強度低於設計要求，另一方面，銅製齒輪與金屬軸杆之間的結合界面間的摩擦係數，不會象塑料齒輪那樣，隨「保護」次數的增加而逐步變小，也不會象塑料齒輪那樣因環境溫度的變化而熱脹冷縮變化大，因而銅製齒輪13與金屬軸杆11之間形成的保護力矩不會變小，因此可以說，本實用新型的銅製齒輪13與金屬軸杆11之間的鉚壓結合，可同時起到避免「斷齒」和克服「故障打滑」的作用。
另外還應看到，由於輸出軸齒輪13的兩個側面，由現有技術的塑料齒輪採用兩側向內凹進一個深度而可容納壓墊12和壓簧14分別從兩側壓入的不平整圓環側面結構，改進為本實用新型的銅製齒輪採用兩個側面無向內凹進圓環洞孔而均為完整圓環面131的結構，這就使得壓墊12和壓簧14分別與銅製輸出軸齒輪13的接觸，為分別與該兩個完整圓環面131之間的接觸(參見圖3)，這就進一步保證了本實用新型的壓墊12、輸出軸齒輪13和壓簧14在鉚壓結合到輸出軸11上的加工工藝過程中和在今後的使用過程中，輸出軸齒輪13抗外力衝擊的強度以及輸出軸齒輪13與輸出軸11之間形成的保護力矩都不會變小，因而進一步杜絕「斷齒」和「故障打滑」現象。
由上可見，本實用新型進電機從結構上對現有技術的改進，是從根本上解決這類電機致命缺陷的重大舉措，不僅在電機性能指標上來了一次進步，而且也解決了各空調機生產廠家的難題，為空調機的故障率下降將起很大的作用，從而對空調機總體質量的提高將產生深遠的影響。
權利要求1.一種無斷齒防打滑的分體空調風門電機，包括現有永磁減速步進電機所具有的輸出軸組件、蓋板組件、外殼組件、上磁極組件、線圈組件、轉子組件、彈片、一號齒輪、二號齒輪、三號齒輪等，其中輸出軸組件包括有輸出軸和依次鉚壓結合在輸出軸上的壓墊、輸出軸齒輪及壓簧，三號齒輪包括有直接與輸出軸齒輪相嚙合的較小的疊輪和直接與二號齒輪相嚙合的較大的齒輪，其特徵在於，輸出軸組件所包括的輸出軸齒輪採用其兩側面均為完整圓環面的銅製齒輪，壓墊和壓簧分別與該銅製輸出軸齒輪的接觸，為分別與該兩側完整圓環面之間的接觸；三號齒輪所包括的疊輪採用銅製齒輪，而三號齒輪所包括的較大的齒輪採用塑料齒輪注塑連接在該銅製疊輪的外圍。
專利摘要無斷齒防打滑的分體空調風門電機的結構包括有輸出軸、蓋板、外殼、上磁極、線圈、轉子等組件和彈片、一號至三號齒輪等,其輸出軸齒輪和三號齒輪的疊輪均採用銅製齒輪,輸出軸上的壓墊和壓簧與銅製齒輪的接觸,為分別與齒輪兩側完整圓環面之間的接觸,因此輸出級齒輪抗外力衝擊的強度大大提高,設計好的保護力矩在使用中不會變小,從而杜絕了齒輪斷齒和故障打滑現象,這對於空調機故障率的下降和總體質量的提高,將起很大的作用。
文檔編號H02K7/116GK2285028SQ9720783
公開日1998年6月24日 申請日期1997年1月14日 優先權日1997年1月14日
發明者周愛明 申請人:湖南鴻昌電子聯營公司