CN105927723A - 风扇齿箱和摇头风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇齿箱和摇头风扇，风扇齿箱包括平行间隔设置的直齿轴(3)和摇头盘齿轴(4)以及用于在二者之间实现多档变速传动的齿轮变速机构。齿轮变速机构包括传动比互不相同的多组齿轮对，每组齿轮对包括套设在直齿轴上的主动齿轮和套设在摇头盘齿轴上的从动齿轮，每组齿轮对中的主动齿轮与相应的从动齿轮之间的中心距相同。在摇头风扇中，摇头电机驱动直齿轴旋转，曲柄连杆机构包括曲柄(5)和连杆，曲柄连接并跟随摇头盘齿轴旋转，连杆连接主电机，从而在旋转的曲柄的驱动下可带动主电机摇头。本发明的风扇齿箱和摇头风扇能够实现多档变速摇头，改变风扇摇头的频率，更符合消费者的多样性需求，提升产品性能。

Description

风扇齿箱和摇头风扇

技术领域

本发明属于风扇领域，具体地，涉及一种摇头风扇。

背景技术

机械式电风扇中，很多都在电机尾部安装有一个风扇齿箱，以在摇头电机的驱动下，带动风扇摇头，例如左右摇头和/或上下摇头。然而风扇齿箱的传动比通常是唯一的，换言之，只要摇头电机的转速固定，带动风扇摇头的速度和频率也是固定的，风扇齿箱只有一个档位，不可调节。

然而从消费者的使用需求出发，相对于不同的风扇风速，有时候希望风扇摇头的速度快一点，有时候摇头的速度慢一点，因此调节风扇的摇头频率也是一个新的需求，有必要进行改进。

发明内容

针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明提供了一种风扇齿箱和具有该风扇齿箱的摇头风扇，以实现风扇的多档摇头，提升产品性能。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种风扇齿箱，包括平行间隔设置的直齿轴和摇头盘齿轴，其中所述风扇齿箱还包括齿轮变速机构，该齿轮变速机构用于在所述直齿轴与摇头盘齿轴之间实现多档变速传动。

优选地，所述齿轮变速机构包括传动比互不相同的多组齿轮对，每组所述齿轮对包括套设在所述直齿轴的外周部上的主动齿轮和套设在所述摇头盘齿轴的外周部上的相应的从动齿轮，每组所述齿轮对中的所述主动齿轮与相应的所述从动齿轮之间的中心距相同。

优选地，所述直齿轴沿竖直方向布置，所述直齿轴上的多个所述主动齿轮的分度圆直径沿竖直向下方向依次递减，所述摇头盘齿轴上的多个所述从动齿轮的分度圆直径沿竖直向下方向依次递增。

优选地，所述直齿轴上设有位于上方的第一主动齿轮和位于下方的第二主动齿轮，所述第一主动齿轮的分度圆直径大于所述第二主动齿轮的分度圆直径；并且

所述摇头盘齿轴上设有位于上方的第一从动齿轮和位于下方的第二从动齿轮，所述第一从动齿轮的分度圆直径小于所述第二从动齿轮的分度圆直径。

优选地，所述第一主动齿轮与第二主动齿轮在所述直齿轴上沿轴向依次叠置，所述第一从动齿轮与第二从动齿轮在所述摇头盘齿轴上沿轴向依次间隔设置，所述第一从动齿轮与所述第二从动齿轮之间的轴向间距大于所述第一主动齿轮的厚度且大于所述第二主动齿轮的厚度。

优选地，所述直齿轴上竖直向下地依次间隔设置有主动齿轮A、主动齿轮B和主动齿轮C，所述摇头盘齿轴上竖直向下地依次间隔设置有从动齿轮A、从动齿轮B和从动齿轮C，所述直齿轴竖直向下移动时，三组齿轮对依次啮合传动。

优选地，所述风扇齿箱还包括涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括相互啮合的涡轮和蜗杆，所述涡轮具有涡轮中心孔，所述直齿轴沿竖直方向穿过所述涡轮中心孔，所述涡轮相对于所述直齿轴的轴向位置固定；并且

所述直齿轴与所述涡轮之间设有离合机构，该离合机构根据所述直齿轴在竖直方向的移动而使得所述直齿轴能够跟随所述涡轮旋转，或使得所述直齿轴与所述涡轮断开传动连接而所述涡轮空转。

优选地，所述离合机构包括设置在所述直齿轴中的径向凹槽和设置在所述涡轮中心孔的孔壁上的轴向凹槽，所述径向凹槽中布置有弹性件，该弹性件的两端分别设有钢珠；

其中，当通过按压所述直齿轴使得所述齿轮对啮合传动时，所述弹性件弹性推动所述钢珠伸入所述轴向凹槽中，使得所述直齿轴与所述涡轮刚性连接以跟随该涡轮旋转。

优选地，所述风扇齿箱包括具有齿轮腔的齿箱座，该齿箱座的顶端封盖有齿箱盖，所述齿轮变速机构和涡轮蜗杆机构布置在所述齿轮腔中，所述直齿轴穿过所述齿箱盖向下伸入所述齿轮腔中，所述摇头盘齿轴从所述齿箱座的底端伸出；

其中，所述齿箱盖的内壁形成有同轴设置且位于所述涡轮中心孔上方的回退孔腔，所述直齿轴向上提升使得所述直齿轴的钢珠部分容纳于所述回退孔腔时，所述直齿轴与所述涡轮之间、所述直齿轴与所述摇头盘齿轴之间均断开传动连接；向下按压所述直齿轴时，所述直齿轴的钢珠部分从所述回退孔腔中滑出并向下进入所述涡轮中心孔的轴向凹槽中，使得直齿轴跟随所述涡轮旋转。

优选地，所述涡轮中心孔为沿竖直向下方向孔径递减的阶梯孔，该阶梯孔的不同孔径的内孔的个数与所述齿轮对的组数相同。

优选地，所述齿箱盖与所述齿箱座的底端之间的竖直间距不大于150mm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种摇头风扇，包括主电机、摇头电机、曲柄连杆机构和上述的风扇齿箱，所述摇头电机用于驱动所述直齿轴旋转，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，所述曲柄连接并跟随所述摇头盘齿轴旋转，所述连杆连接所述主电机，以在旋转的所述曲柄的驱动下带动所述主电机摇头。

通过上述技术方案，在本发明的风扇齿箱和摇头风扇中，在直齿轴与摇头盘齿轴之间特别增设了齿轮变速机构，以在二者之间实现多档变速传动。鉴于齿箱内的安装空间有限，齿轮变速机构优选地采用多组齿轮对的方式，结合离合机构和直齿轴的按压动作，可切换啮合不同的齿轮对，从而改变风扇摇头的频率，更符合消费者的多样性需求，提升产品性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的摇头风扇的风扇齿箱内的结构示意图，其中图示了直齿轴下压至使得第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合；

图2为图1中的离合机构的剖视图，其中钢珠被弹性压入涡轮的轴向凹槽中；

图3与图1类似，但图示了直齿轴继续下压至使得第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合；

图4与图1类似，但图示了直齿轴提升至使得离合机构回退至回退孔腔的情形。

附图标记说明

1 蜗杆 2 涡轮

3 直齿轴 4 摇头盘齿轴

5 曲柄 6 弹性件

7 钢珠 8 回退孔腔

11 安装孔

21 涡轮中心孔 22 轴向凹槽

31 第一主动齿轮 32 第二主动齿轮

41 第一从动齿轮 42 第二从动齿轮

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。方位词如“内、外”通常指的是相对于腔室而言的腔室内外或相对于圆心而言的径向内外。

如图1至图4所示，本发明提供了一种风扇齿箱，该风扇齿箱包括平行间隔设置的直齿轴3和摇头盘齿轴4，风扇齿箱还包括齿轮变速机构，该齿轮变速机构用于在直齿轴3与摇头盘齿轴4之间实现多档变速传动。这样，在直齿轴3的转速一定时，通过齿轮变速机构即可实现摇头盘齿轴4的不同的转速输出，进而可带动风扇以不同速度摇头，改变风扇摇头频率。

对于齿轮变速机构而言，可具有多种结构形式。例如，汽车变速器中即采用了一种齿轮变速机构，包括换挡拨叉、同步器等，通过操纵换挡拨叉，使得同步器齿轮与不同的齿轮切换啮合，从而实现不同的传动比。但汽车变速器中的齿轮变速机构结构复杂、成本高且需要的安装空间大，为了更适宜地应用于风扇齿箱中，图1所示的本实施方式中提供了一种包括多组齿轮对的结构简单的齿轮变速机构。参见图1，齿轮变速机构包括传动比互不相同的多组齿轮对，每组齿轮对包括套设在直齿轴3的外周部上的主动齿轮和套设在摇头盘齿轴4的外周部上的相应的从动齿轮，每组齿轮对中的主动齿轮与相应的从动齿轮之间的中心距相同。由于中心距相同，通过按压或提升直齿轴3，即可使得各组齿轮对相继啮合或脱离啮合，操作简单、方便。多组齿轮对的传动比互不相同，因而可实现摇头盘齿轴4的不同传动比输出。

在图1中，直齿轴3优选地沿竖直方向布置，以便于在需要风扇摇头时，消费者可通过简单的按压或提升动作来操作直齿轴3，实现风扇摇头。当然，直齿轴3也不限于沿竖直方向布置，根据需要，其倾斜或水平摆置均可。但以下为方便阐述，均基于沿竖直方向布置的直齿轴3。

为配合直齿轴3的按压或提升的不同程度，来实现不同档次的摇头，图1所示的直齿轴3上的多个主动齿轮的分度圆直径(以下简称直径)沿竖直向下方向依次递减，相应地，由于中心距相同，摇头盘齿轴4上的多个从动齿轮的分度圆直径沿竖直向下方向依次递增。这样，直齿轴3向下按压的过程中，直径最大的主动齿轮先啮合相应的直径最小的从动齿轮(此时摇头盘齿轴4的转速最大)，直至直径最小的主动齿轮与直径最大的从动齿轮之间实现啮合，此时摇头盘齿轴4的转速最小。

具体到图1，直齿轴3上设有位于上方的第一主动齿轮31和位于下方的第二主动齿轮32，第一主动齿轮31的分度圆直径大于第二主动齿轮32的分度圆直径；并且摇头盘齿轴4上设有位于上方的第一从动齿轮41和位于下方的第二从动齿轮42，第一从动齿轮41的分度圆直径小于第二从动齿轮42的分度圆直径。考虑到风扇齿箱内的安装空间有限，例如齿箱盖100与齿箱座200的底端之间的竖直间距一般不大于150mm，此时适于在齿箱内沿直齿轴3的轴向共安装2个或3个主动齿轮。

其中，第一主动齿轮31与第二主动齿轮32在直齿轴3上优选为沿轴向依次叠置，以结构紧凑，同时第一从动齿轮41与第二从动齿轮42在摇头盘齿轴4上沿轴向依次间隔设置，第一从动齿轮41与第二从动齿轮42之间的轴向间距构成行程避让空间，以免在直齿轴3的竖向移动时，不同组的从动齿轮与主动齿轮之间产生结构干涉。为此，第一从动齿轮41与第二从动齿轮42之间的轴向间距应大于第一主动齿轮31的厚度且大于第二主动齿轮32的厚度。当然，在安装空间足够时，两个主动齿轮之间显然也可间隔设置。

这样，通过齿轮对的以上规则布置，摇头的档次可根据对直齿轴3的按压或提升程度进行划分，方便操作。例如，直齿轴3提升至最高位置时，如图4所示，无任何齿轮对啮合，直齿轴3与摇头盘齿轴4之间无动力传输。向下按压直齿轴3时，如图1所示，第一主动齿轮31与第一从动齿轮41率先啮合，继续向下按压，如图3所示，第二主动齿轮32与第二从动齿轮42啮合。

在具有3组齿轮对的另一实施方式中，直齿轴3上可竖直向下地依次间隔设置有主动齿轮A、主动齿轮B和主动齿轮C，摇头盘齿轴4上竖直向下地依次间隔设置有从动齿轮A、从动齿轮B和从动齿轮C，直齿轴3竖直向下移动时，三组齿轮对依次啮合传动。具有3组齿轮对时，三个主动齿轮难以叠置，否则将难以在直齿轴移动时避免产生齿轮间的机械干涉。因此，三个主动齿轮之间和三个从动齿轮之间分别间隔设置，各齿轮之间的轴向间距以直齿轴的按压和提升行程中不产生任何齿轮间的机械干涉为基准而设定。由于具有三组齿轮对，直齿轴3的轴向移动距离长，齿轮之间布置更分散，因而其安装空间要求比2组齿轮对时大更多。另外需要说明的是，具有3组齿轮对时，也可不必依从直径递增或递减的顺序排布，例如在竖直向下地依次间隔设置的主动齿轮A、主动齿轮B和主动齿轮C中，可以是主动齿轮B的直径最小。此时需要对直齿轮3进行按压、提升的切换操作，以实现齿轮对的切换啮合。此外，本领域技术人员能够理解的是，风扇齿箱内设置的齿轮对组数不限于2组或3组，只要在齿箱内的安装空间允许的情况下，设置的齿轮对组数可以更多，在此不再赘述。

在本实施方式中，如图1所示，风扇齿箱还包括涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构用于在摇头电机(未显示)与直齿轴3之间实现变向传动，该涡轮蜗杆机构包括相互啮合的涡轮2和蜗杆1，涡轮2具有涡轮中心孔21，直齿轴3沿竖直方向穿过涡轮中心孔21，涡轮2相对于直齿轴3的轴向位置固定；并且直齿轴3与涡轮2之间设有离合机构，该离合机构根据直齿轴3在竖直方向的移动而使得直齿轴3能够跟随涡轮2旋转，或使得直齿轴3与涡轮2断开传动连接而涡轮2空转。由此，藉由对直齿轴3的提升或按压动作，可操纵直齿轴3与涡轮2之间的啮合动作。

作为一种示例，图1和图2所示的离合机构包括设置在直齿轴3中的径向凹槽和设置在涡轮中心孔21的孔壁上的轴向凹槽22，径向凹槽中布置有弹性件6，该弹性件6的两端分别设有钢珠7；其中，当通过按压直齿轴3使得齿轮对啮合传动时，弹性件6弹性推动钢珠7伸入轴向凹槽22中，使得直齿轴3与涡轮2刚性连接以跟随该涡轮2旋转。换言之，当齿轮对啮合传动时，离合机构必须使得涡轮2与直齿轴3之间实现传动连接，否则即使齿轮对啮合，由于直齿轴3并不被驱动旋转，摇头盘齿轴4自然也就无旋转输出。

风扇齿箱通常包括具有齿轮腔的齿箱座200，齿箱座200通过多个安装孔11实现固定安装，该齿箱座200的顶端封盖有齿箱盖100，齿轮变速机构和涡轮蜗杆机构布置在齿轮腔中，直齿轴3穿过齿箱盖100向下伸入齿轮腔中，摇头盘齿轴4从齿箱座200的底端伸出；其中，齿箱盖100的内壁形成有同轴设置且位于涡轮中心孔21上方的回退孔腔8。如图4所示，直齿轴3向上提升使得直齿轴3的钢珠7部分容纳于回退孔腔8时，直齿轴3与涡轮2之间、直齿轴3与摇头盘齿轴4之间均断开传动连接；如图1或图3所示，向下按压直齿轴3时，直齿轴3的钢珠7部分从回退孔腔8中滑出并向下进入涡轮中心孔21的轴向凹槽22中，使得直齿轴3跟随涡轮2旋转。

由于直齿轴3上设置的位于上方的第一主动齿轮31的直径大于位于下方的第二主动齿轮32的直径，涡轮中心孔21相应地设置为沿竖直向下方向孔径递减的阶梯孔，该阶梯孔的不同孔径的内孔的个数与齿轮对的组数相同。涡轮中心孔21包括上方的大直径中心孔和下方的小直径中心孔，如图1所示，直齿轴3的钢珠7部分(即离合机构)位于上方的大直径中心孔内，而在图3中，直齿轴3的钢珠7部分(即离合机构)向下滑入下方的小直径中心孔内。比较可知，图1中所需的传动力矩比图3所需的传动力矩小，因而通过涡轮中心孔21的阶梯孔形状的设计，使得图3中直齿轴3与涡轮2之间结合更紧密。此外，通过涡轮中心孔21的阶梯孔形状的设计，在变档时，钢珠7的径向移动及撞击声响可提示操作者已实现风扇摇头变档。

在上述风扇齿箱的基础上，本发明还提供了一种摇头风扇，包括风扇齿箱、主电机(未显示)、摇头电机(未显示)和曲柄连杆机构，摇头电机用于驱动直齿轴3旋转，摇头电机的输出轴与蜗杆直接相连，曲柄连杆机构包括曲柄5和连杆(未显示)，曲柄5连接并跟随摇头盘齿轴4旋转，连杆连接主电机，以在旋转的曲柄5的驱动下带动主电机摇头。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如在图示的实施方式中，摇头盘齿轴4通过结合曲柄摇杆机构来实现对风扇的摇头，但本领域技术人员能够理解的是，摇头盘齿轴4也可通过结合其他齿轮组或安装支架等的方式实现风扇摇头，这些简单变型均未超出本发明的构思，因而均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种风扇齿箱，包括平行间隔设置的直齿轴(3)和摇头盘齿轴(4)，其中，所述风扇齿箱还包括齿轮变速机构，该齿轮变速机构用于在所述直齿轴(3)与摇头盘齿轴(4)之间实现多档变速传动。

2.根据权利要求1所述的风扇齿箱，其中，所述齿轮变速机构包括传动比互不相同的多组齿轮对，每组所述齿轮对包括套设在所述直齿轴(3)的外周部上的主动齿轮和套设在所述摇头盘齿轴(4)的外周部上的相应的从动齿轮，每组所述齿轮对中的所述主动齿轮与相应的所述从动齿轮之间的中心距相同。

3.根据权利要求2所述的风扇齿箱，其中，所述直齿轴(3)沿竖直方向布置，所述直齿轴(3)上的多个所述主动齿轮的分度圆直径沿竖直向下方向依次递减，所述摇头盘齿轴(4)上的多个所述从动齿轮的分度圆直径沿竖直向下方向依次递增。

4.根据权利要求3所述的风扇齿箱，其中，所述直齿轴(3)上设有位于上方的第一主动齿轮(31)和位于下方的第二主动齿轮(32)，所述第一主动齿轮(31)的分度圆直径大于所述第二主动齿轮(32)的分度圆直径；并且

所述摇头盘齿轴(4)上设有位于上方的第一从动齿轮(41)和位于下方的第二从动齿轮(42)，所述第一从动齿轮(41)的分度圆直径小于所述第二从动齿轮(42)的分度圆直径。

5.根据权利要求4所述的风扇齿箱，其中，所述第一主动齿轮(31)与第二主动齿轮(32)在所述直齿轴(3)上沿轴向依次叠置，所述第一从动齿轮(41)与第二从动齿轮(42)在所述摇头盘齿轴(4)上沿轴向依次间隔设置，所述第一从动齿轮(41)与所述第二从动齿轮(42)之间的轴向间距大于所述第一主动齿轮(31)的厚度且大于所述第二主动齿轮(32)的厚度。

6.根据权利要求3所述的风扇齿箱，其中，所述直齿轴(3)上竖直向下地依次间隔设置有主动齿轮A、主动齿轮B和主动齿轮C，所述摇头盘齿轴(4)上竖直向下地依次间隔设置有从动齿轮A、从动齿轮B和从动齿轮C，所述直齿轴(3)竖直向下移动时，三组齿轮对依次啮合传动。

7.根据权利要求3～6中任意一项所述的风扇齿箱，其中，所述风扇齿箱还包括涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括相互啮合的涡轮(2)和蜗杆(1)，所述涡轮(2)具有涡轮中心孔(21)，所述直齿轴(3)沿竖直方向穿过所述涡轮中心孔(21)，所述涡轮(2)相对于所述直齿轴(3)的轴向位置固定；并且

所述直齿轴(3)与所述涡轮(2)之间设有离合机构，该离合机构根据所述直齿轴(3)在竖直方向的移动而使得所述直齿轴(3)能够跟随所述涡轮(2)旋转，或使得所述直齿轴(3)与所述涡轮(2)断开传动连接而所述涡轮(2)空转。

8.根据权利要求7所述的风扇齿箱，其中，所述离合机构包括设置在所述直齿轴(3)中的径向凹槽和设置在所述涡轮中心孔(21)的孔壁上的轴向凹槽(22)，所述径向凹槽中布置有弹性件(6)，该弹性件(6)的两端分别设有钢珠(7)；

其中，当通过按压所述直齿轴(3)使得所述齿轮对啮合传动时，所述弹性件(6)弹性推动所述钢珠(7)伸入所述轴向凹槽(22)中，使得所述直齿轴(3)与所述涡轮(2)刚性连接以跟随该涡轮(2)旋转。

9.根据权利要求8所述的风扇齿箱，其中，所述风扇齿箱包括具有齿轮腔的齿箱座(200)，该齿箱座(200)的顶端封盖有齿箱盖(100)，所述齿轮变速机构和涡轮蜗杆机构布置在所述齿轮腔中，所述直齿轴(3)穿过所述齿箱盖(100)向下伸入所述齿轮腔中，所述摇头盘齿轴(4)从所述齿箱座(200)的底端伸出；

其中，所述齿箱盖(100)的内壁形成有同轴设置且位于所述涡轮中心孔(21)上方的回退孔腔(8)，所述直齿轴(3)向上提升使得所述直齿轴(3)的钢珠(7)部分容纳于所述回退孔腔(8)时，所述直齿轴(3)与所述涡轮(2)之间、所述直齿轴(3)与所述摇头盘齿轴(4)之间均断开传动连接；向下按压所述直齿轴(3)时，所述直齿轴(3)的钢珠(7)部分从所述回退孔腔(8)中滑出并向下进入所述涡轮中心孔(21)的轴向凹槽(22)中，使得直齿轴(3)跟随所述涡轮(2)旋转。

10.根据权利要求9所述的风扇齿箱，其中，所述涡轮中心孔(21)为沿竖直向下方向孔径递减的阶梯孔，该阶梯孔的不同孔径的内孔的个数与所述齿轮对的组数相同。

11.根据权利要求9所述的风扇齿箱，其中，所述齿箱盖(100)与所述齿箱座(200)的底端之间的竖直间距不大于150mm。

12.一种摇头风扇，包括主电机、摇头电机和曲柄连杆机构，其中，所述摇头风扇还包括根据权利要求1～11中任意一项所述的风扇齿箱，所述摇头电机用于驱动所述直齿轴(3)旋转，所述曲柄连杆机构包括曲柄(5)和连杆，所述曲柄(5)连接并跟随所述摇头盘齿轴(4)旋转，所述连杆连接所述主电机，以在旋转的所述曲柄(5)的驱动下带动所述主电机摇头。