電風扇扇頭擺動範圍、擺動速度調節裝置的製作方法
2023-04-28 12:12:51
專利名稱：電風扇扇頭擺動範圍、擺動速度調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種 使風扇扇頭擺動範圍、擺動速度可進行調節的裝置。
目前，一般電扇有擺頭、變速、定時等功能，高檔的有遙控、無級變速、感應制動、感應變速等功能，看來電扇的功能已很齊全，但仔細分析似乎還有可進一步完善之處，如電扇的擺動範圍(擺角)是固定的，在扇葉轉速不變的情況下，扇頭擺動速度也是固定的，不能調節，但在日常生活中，人們往往需要不同的擺動範圍、擺動速度來適應不同場合的需要，因而電扇的擺動範圍、擺動速度的調節是正待解決的問題。
本實用新型的目的是要提供一種能使擺頭電扇扇頭擺動範圍、擺動速度可按需調節的裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的在扇頭與接頭間的角度盤上朝後端方向加一臂，臂上裝有擺動導杆機構，導杆朝前端立有一連杆支軸，後端通過導杆軸與角度盤臂連接，擺杆與軟軸拉線連接，拉線通往開關板內的調節操縱機構，拉動軟軸拉線，擺杆擺動並帶動導杆內擺，放鬆拉線，擺杆在回位彈簧的作用下回擺，以此來調節連杆支軸與扇頭擺軸間的距離，實現扇頭擺動範圍、擺動速度的調節。
本實用新型因為只需在扇頭與接頭間加一擺動導杆機構，使連杆支軸至扇頭擺軸間的距離由原來的固定不變成為可調，其結構很簡單，改裝時不需對扇頭內部結構做任何改動。扇頭擺角、擺速調節操縱機構與擺頭開關組合，開關板上不需增加旋鈕，原擺頭開關固定座改裝上組合操縱機構，通過旋動同一旋鈕可實現(一)能使扇頭擺角在30～90°(或更大)範圍內無級調節；(二)、能使扇頭擺動速度在一定範圍內無級調節；(三)、控制扇頭的擺動與停擺(擺頭離合器的分離與結合)。以上功能體現有兩種形式，一種是旋鈕從停擺(0°)位置轉過一角度後，隨著旋鈕轉過角度的變化，扇頭擺角在30～90°範圍內任意調節。另一種是按需設檔，如設0°、30°、50、70°、90°或設0°、30°、60°、90°，使用時旋動旋鈕可任選一檔，同時通過旋動此旋鈕也可調節扇頭擺速，非常方便。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
下面結合
圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、詳細說明依據本實用新型提出的具體裝置的細節及工作情況。
本實用新型是通過對電扇原有的擺頭機構進行改裝實現的。一般電風扇擺頭部份的動力取自電機，通過電機主軸尾部的蝸杆帶動蝸輪、齒輪軸、曲柄齒輪，並通過連杆牽動扇頭作低速擺動。曲柄齒輪牽動扇頭擺動的傳動機構如
圖1所示，實際上它是一曲柄連杆機構。圖中AB為扇頭(扇頭中的曲柄齒輪軸心至扇頭擺軸軸心)，BC為與機身相連的角度盤(扇頭擺軸中心至連杆支軸中心)DC為連杆，AD為曲柄。曲柄AD在電機帶動下轉動時，通過連杆CD的牽動，使扇頭AB作往復擺動，曲柄齒輪轉動一圈，扇頭往復擺動一次。下面分析其工作過程。圖2、圖3為曲柄齒輪沿箭頭所指方向每轉45°，曲柄AD，連杆DC與扇頭AB所產生的位置變化，其過程由1開始至8後又回到1的位置，由此往復。從圖2、3中可以看出，扇頭擺動一工作循環，曲柄與連杆兩次共線，即在1的位置上AD、DC拉直共線，在5的位置上DA、DC重迭共線，連杆與曲柄共線後扇頭便開始回擺，兩共線位置為扇頭擺動的極限位置。
本實用新型是要使扇頭擺角大小可在30°～90°範圍內任意調節，且其中間位置始終在同一軸線上(調節時不向單邊增大或縮小擺角)。下面分析要在什麼條件下才能滿足以上要求。
以扇頭擺軸中心(
圖1中的B點)為圓心，以扇頭擺軸軸心至曲柄齒輪軸心之距離(
圖1中的AB)為半徑，畫出擺動時曲柄齒輪軸心(
圖1中的A點)所經過的軌跡。以所要求的扇頭最大擺角90°，最小擺角30°以及在此範圍內任選兩個擺角70°和50°作圖，且使各擺角的角平分線(扇頭擺角的中間位置)在同一位置上。圖4中A1BA′1＝90°、A2BA′2＝70°、A3BA′3＝50°A4BA′4＝30°，BE為以上各角的公共角平分線(扇頭擺角的中間位置)。
前面已作圖證明，扇頭來回擺動的兩極限位置是在連杆與曲柄的拉直共線和重迭共線位置上。根據這一點，圖4中，以扇頭在90°擺角時，曲柄齒輪軸心的極限位置A1為圓心，以曲柄、連杆拉直共線之距離(圖2中的DC＋AD)為半徑畫弧；以扇頭90°擺角時曲柄齒輪軸心的另一極限位置A′1為圓心，以曲柄、連杆重迭共線之距離(圖3中的DC－AD)為半徑畫弧，兩弧相交於C1點，這點是扇頭擺角範圍90°時，連杆支軸所應處的位置。
以扇頭擺角範圍70°時，曲柄齒輪軸心的兩極限位置A2、A′2為圓心，以曲柄、連杆的拉直共線、重迭共線的距離為半徑分別畫弧，兩弧相交於圖4中的C2點，這點是扇頭擺角70°範圍時，連杆支軸所應處的位置。
根據以上方法還可分別找出扇頭擺角50°及30°時，連杆支軸應處的位置是在圖4的C3、C4兩點。
圓滑地連接C1、C2、C3、C4各點，發現它們是在以E點為圓心，以EB為半徑的弧上。C1至B點的距離最小，C2、C3C4依次增大。
綜上所述，可得出如下結論(如圖5所示)1.要使扇頭擺動範圍大小可調，可通過調節扇頭擺軸B至連杆支軸C間的距離來實現。2.要使調節(增大或縮小)扇頭擺角範圍後，其中間位置不變(擺角不向單邊增大或減小)，就必須使連杆支軸C點的調節軌跡在以曲柄齒輪軸心A點為圓心(扇頭處於中間位置時)，以曲柄齒輪軸心至扇頭擺軸軸心之距離AB為半徑所作的弧上。這兩結論是實現本實用新型的基本條件。
目前，一般的擺頭電扇有扇頭水平轉向調節機構，它由角度盤等組成，裝在扇頭與機身連接的連接頭中，使用時只要用手輕推網罩，通過連杆推動連杆支軸使 角度盤轉過一個角度，即可改變扇頭的水平轉向位置。由於連杆支軸是固定在角度盤上(如圖6所示)連杆支軸2與扇頭擺軸座孔1間的距離是固定的，故一般的擺頭電扇的擺頭角度是固定的(90°)。本實用新型是要使扇頭擺角大小可按需調節，且各大小擺角的中間位置不變，那麼就必須按前面已得出的結論。使連杆支軸與扇頭擺軸座孔間的距離可按一定軌跡移動。如把角度盤改成如圖7所示(府視)，便能滿足本實用新型的要求。圖中3、擺杆軸、4、擺杆、5、扇頭擺軸座孔、6、帶臂角度盤、7、連杆支軸。操縱擺杆4，可使連杆支軸與扇頭擺軸間的距離發生變化。這點滿足前面證明的實現本實用新型的第一個條件。
圖7中的角度盤臂處於扇頭後端下方，在扇頭擺至中間位置時扇頭曲柄齒輪軸心與擺杆軸軸心成一直線，擺杆軸3至連杆支軸7的軸心距與擺杆軸至扇頭擺軸的軸心距都等於扇頭擺軸至曲柄齒輪軸之軸心距。這樣，在操縱擺杆4擺動時，連杆支軸至扇頭擺軸間的距離發生變化時，連杆支軸7所經過的軌跡滿足前面證明的實現本實用新型的第二個條件。
本實用新型是以圖7所示的機構為基礎實現使扇頭擺角大小可按需調節，且各大小擺角的中間位置始終不變。但在實際運用中還要考慮一般電扇的原有結構及如何操縱擺杆擺動，下面談談這方面問題。
圖8中，8、曲柄、9、角度盤臂、10、扇頭、11、連杆、12、扇頭擺軸、13、連杆支軸、14、導杆、15、擺杆、16、回位彈簧、17、軟軸拉線、18、導杆軸。
帶臂角度盤與機架固定在一起，其臂朝扇頭後端。由於需要操縱圖7所示的擺杆4，故選用平面連杆機構中的擺動導杆機構，圖7中的擺杆4改成圖8中的導杆14、由擺杆15與導杆14組成擺動導杆機構，控制連杆支軸的移動。拉動軟軸拉線，可使擺杆向左擺動，並帶動導杆內擺，使連杆支軸13與扇頭擺軸12間的距離減小；放鬆軟軸拉線，擺杆在回位彈簧的作用下右擺，並帶動導杆外擺，使連杆支軸13與扇頭擺軸12間的距離增大。
圖8中，連杆支軸13與扇頭擺軸12間的距離越小，扇頭擺角越大，連杆支軸所受的力也越大，但隨著軟軸拉線的拉緊，擺杆15左擺，導杆與擺杆的夾角α越大，擺杆15對導杆14的作用力也越大(α不能超過90°)。反之，連杆支軸與扇頭擺軸間的距離增大時，扇頭擺角變小，連杆支軸所受的作用力也越小，此時α角變小，導杆14對擺杆15的作用力也較小。
根據圖8所示的機構及一般電扇的原有結構(參考浙江嘉興產FS400C落地扇)，圖8所示的調節扇頭擺角大小的機構做成實物如
圖10所示。圖中22、軟軸拉線外套頭部固定座、23滾輪、24、導向板、25夾槽、26拉線接頭。
有的廠家生產的擺頭電扇，為了美觀，通往電機的導線及離合器軟軸拉線是通過連接頭中間上至扇頭的，角度盤臂也在此範圍內，為不相互影響，角度盤臂及導杆應做成弓形(效果一樣)。如導線及離合器軟軸拉線從外側引上的，角度盤臂及導杆就不必做成弓形。導杆接近連杆支軸一端應上彎，使得可調連杆支軸的高度與原固定式支軸高度一致。導杆在接近彎頭處應設一導向板24，它的一端與角度盤臂固定在一起，其之間形成一夾槽25，導杆在其中來回移動，其作用是限制導杆在受力時上擺，穩定連杆支軸。
圖10所示的扇頭擺角調節機構安裝方法如圖9所示，帶臂角度盤安裝在扇頭與接頭之間。由於扇頭與連接頭間的間隙較小，故角度盤臂與導杆不可過厚。有的廠家生產的擺頭電扇連接頭與扇頭間的間隙過小，扇頭擺角調節機構無法裝入，可在扇頭擺軸平面軸承背面加墊，提高扇頭。有的廠家生產的擺頭風扇此間隙超過10mm，這種情況不必加墊。連接頭部份應略作改動，把連接頭後端凹槽與連杆支軸同側的邊略降低，如
圖11所示。使調節扇頭水平轉向時，角度盤臂可在小範圍內活動。
有的擺頭電扇無設計水平轉向調節機構(無帶角度盤等)，這種情況，可把前面介紹的擺動導杆機構直接裝在連接頭後端上平面上，導杆軸軸心線位置仍在扇頭擺至中間位置時，曲柄齒輪軸軸心延長線上。
在實際設計中，連杆支軸可按
圖10所示，設計在扇頭擺軸左側，也可按需設在右側，其原理都是利用圖8所示的擺動導杆機構調節連杆支軸與扇頭擺軸間的距離實現扇頭擺動範圍的可調功能。
擺頭角度大小的調節可單獨在開關板上設一調節操縱裝置，其工作原理如
圖12。圖中27為與旋鈕同軸固定的小輪，軟軸拉線17的一端與小輪連接，另端與圖8中的擺杆15連接。當順時針旋動旋鈕時，小輪27帶動拉線17下移，並牽動圖8中的擺杆15左擺，同時帶動導杆14使連杆支軸與扇頭擺軸間的距離變小，扇頭擺角增大。當逆時針旋動旋鈕時，拉線放鬆，圖8中的擺杆15在回位彈簧的作用下右擺，同時帶動導杆，使連杆支軸與扇頭擺軸間的距離增大，扇頭擺角減小。
擺頭角度大小的調節操縱機構也可與原風扇擺頭開關組合共同使用同一旋鈕。
圖13a中，左軟軸拉線28通往擺頭離合器，右軟軸拉線17通往擺角調節裝置。
圖13a中，右拉線處於松馳彎曲狀態，左拉線28被小輪纏繞拉緊，擺頭離合器在左拉線的拉力作用下分離，此時扇葉雖轉，但扇頭不擺。
當旋動旋鈕，使小輪由
圖13a位置順時針轉動，左拉線逐漸放鬆，右拉線逐漸拉直，至
圖13b位置時，左拉線全部放鬆但未彎曲，右拉線被拉直正要張緊。由於左拉線的放鬆，離合器在壓縮彈簧的作用下結合，使扇頭擺動。此時圖8中的擺杆15在彈簧16的拉力作用下，在右側極限位置上，連杆支軸至扇頭擺軸間的距離最遠，此時扇頭在可調範圍內的最小角度內擺動，如擺頭角度設計在30～90°間可調，那麼此時扇頭在30°範圍內擺動。
當旋動旋鈕，使小輪由
圖13b位置繼續沿順時針方向轉動時，左拉線松馳彎曲，右拉線下移(如
圖13C所示)，並帶動圖8中的擺杆左擺，導杆內擺，使連杆支軸與扇頭擺軸間的距離減小，扇頭擺角增大，小輪轉過的角度越大，扇頭的擺角也越大，直至極限位置，扇頭達到最大擺角(一般為90°)。
當旋動旋鈕，使小輪由
圖13C位置逆時針轉動時，左拉線逐漸拉直，左拉線放鬆，圖8中的擺杆在回位彈簧作用下右擺，連杆支軸至扇頭擺軸間的距離也隨著增大，扇頭擺角逐漸減小，當小輪轉回至
圖13b位置時，左拉線剛要張緊，右拉線全部放鬆但未彎曲，此時扇頭擺角最小。
當繼續旋動旋鈕，使小輪由
圖13b位置逆時針轉動，左拉線被拉緊，右拉線鬆弛彎曲，小輪轉至
圖13a位置時，擺頭離合器在左拉線拉力下分離，扇頭停擺。
圖12、13所示的小輪，轉至各有關位置時可通過彈性定位鋼球定位(如分成各檔位0°、30°、50°、70°、90°等)也可通過給予小輪一定的阻力，使其能在手離開旋鈕後，小輪仍可在任何位置定位，這樣對扇頭擺角大小，可按需在一範圍內任意調節，(如30～90°間的任意角度)。
扇頭擺動速度的調節，也是通過擺頭角度調節旋鈕來調節。由於扇葉與曲柄齒輪的速比是固定的，在扇葉轉速不變的情況下，曲柄齒輪的轉速也是固定的。曲柄齒輪轉動一圈，扇頭來回擺動一次。在曲柄齒輪每轉動一圈所用的時間相同的情況下，根據V＝ (S)/(t) ，距離S與速度V成正比，扇頭擺角越大，其擺速V越快；扇頭擺角越小，其擺速V越小。如調節至90°擺角時就比30°擺角時快兩倍。故本實用新型既可調節扇頭擺動範圍，又可調節扇頭的擺動速度。
根據以上原理，對浙江嘉興產海鷗FS400C落地扇進行改裝，經過幾個月的試用，達到預定目的。
權利要求1.一種擺頭電風扇扇頭擺動範圍及擺動速度調節裝置，包括角度盤、軟軸拉線，其特徵是在角度盤上朝後端方向加一臂，臂與扇頭軸心線擺動平面平行，臂上裝有擺動導杆機構，導杆朝前端有一連杆支軸，後端通過導杆軸與角度盤臂連接，導杆軸軸心線位置在扇頭擺至中間位置時，曲柄齒輪軸軸心延長線上，導杆軸至連杆支軸之軸心距、導杆軸至扇頭擺軸之軸心距，都等於扇頭擺軸至曲柄齒輪軸之軸心距；擺杆與軟軸拉線連接並與回位彈簧連接。
2.根據權利要求1所述的扇頭擺動範圍、擺動速度調節裝置其特徵是調節操縱機構與擺頭離合器操縱機構組合，開關板內與旋鈕同軸固定一圓周開有凹槽的小輪，小輪圓周徑向兩側凹槽上各固定一軟軸拉線，兩拉線一條與擺頭離合器連接，另條與擺動導杆機構中的擺杆連接，小輪端兩拉線外套端部的固定點在小輪旁同側方向。
3.根據權利要求1所述的擺頭電風扇扇頭擺動範圍及擺動速度調節裝置其特徵是在連接頭後端上平面上立一導杆軸，其軸心線位置在扇頭擺至中間位置時，曲柄齒輪軸軸心延長線上，導杆通過此軸與連接頭連接，擺杆軸也立於連接頭後端上平面上。
專利摘要本實用新型是一種電扇扇頭擺動範圍、擺動速度調節裝置。它包括角度盤臂(2)，導杆(5)，擺杆(6)，回位彈簧(8)，軟軸拉線(9)，其特徵在於導杆通過導杆軸(1)，擺杆通過擺杆軸(7)與角度盤臂連接，通過操縱軟軸拉線使擺杆擺動並帶動導杆擺動，以此調節連杆支軸(4)至扇頭擺軸(3)間的距離，此距離大，扇頭擺動範圍小，擺速慢；此距離小，扇頭擺動範圍大，擺速快。本實用新型不需對扇頭內部結構做任何改動，可解決現有電扇擺動範圍，擺動速度不能調節的問題。
文檔編號F04D27/02GK2065257SQ8921809
公開日1990年11月7日 申請日期1989年10月6日 優先權日1989年10月6日
發明者程開海 申請人:程開海