TWI405910B - 具隱藏式３６０度旋轉機構的旋轉風扇 - Google Patents

Description

具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇

本發明有關於一種具有擺動機構的旋轉風扇，特別是指一種隱藏於風扇殼體內部且循環360度擺動扇葉的風扇結構。

一般風扇是利用一驅動馬達旋轉來帶動一組呈現弧曲狀的扇葉，使空氣由扇葉一側被吸入，並由扇葉另一側送出，藉此產生氣流吹拂目標物體，然而扇葉只能產生直線移動的氣流，若需要將風扇原本的直線送風變成廣範圍的送風面，則必須將風扇額外加裝一組旋轉機構。

就目前所知習用風扇的旋轉機構，一般分成外罩旋轉式風扇及擺頭式風扇兩種，所謂外罩旋轉式風扇是在整個風扇結構前方設置一導引機構組，此一導引機構組通常是由多數平行間隔排列的斜向板片所構成，當導引機構旋轉時，原本直線輸送的氣流接觸到旋轉中的斜向板片會改變其氣流之流向，使風扇能產生廣範圍的送風面。

然而，此種風扇的導引機構為達能改變氣流方向，通常是將斜向板片密集的排列，如此，斜向板片之間的間隙容易有塵蟎污物聚積，且密集排列的斜向板片會妨礙氣流的流動範圍，並導致送風效率降低，不適宜使用於大送風量的風扇系統。

所謂擺頭式風扇是在其風扇座設置一可以產生來回擺動的迴轉機構，由迴轉機構旋轉風扇主軸來改變送風方向，此種擺頭式風扇作動時，整個風扇會以迴轉機構為擺動的支點，並以此進行大幅度的橫向旋轉位移。

然而，此種橫向旋轉位移無法將氣流導引至風扇上、下方位，對於一些特殊使用需求的環境即不適用，此外，此種擺頭式風扇最令人詬病的即在迴轉機構往往會因負荷不平衡的重量，進而使迴轉機構的齒輪組受到磨損，造成風扇旋轉擺動時容易產生抖動、頓挫現象，同時引響運轉效率並降低風扇的使用壽命。

目前大部分的工業用迴轉風扇為達到送風量的供應需求，其旋轉扇葉通常是採用一金屬葉片，並以一強力驅動馬達將旋轉扇葉快速轉動，一般傳統的擺頭式及外罩旋轉式結構無法使用在工業用風扇，因此，為讓此種工業用風扇能夠改變送風方向，一般皆以人力操作移動居多，但透過人力手動方式改變風扇方向，容易有觸碰到內部旋轉扇葉而造成使用安全上的問題，且此種工業用風扇的適用性亦會因而降低。

習知風扇不論何種旋轉機構，均有送風方向受限或是無法進行送風方向適當調整的缺點，因此，另有一種將氣流導引至風扇上、下方位的風扇結構問世，習知美國公開專利號US 2008/0304969中所揭示的一種迴轉式風扇之內建搖動機構，請參閱第1圖，其說明書揭露的一種搖動機構，上述搖擺機構設有一主殼體10，一設置於主殼體10內的內建搖動機構11，以及一風扇驅動馬達12；上述內建搖動機構11包含一設置於主殼體10前壁101的球窩軸承機構13以及一設置於主殼體10後壁107的曲柄擺動機構14。

上述球窩軸承機構13包含一設置於主殼體10前壁101的球窩軸承支架102，該球窩軸承支架102上設有一球形支撐面103，以及位於其中心處的通孔104，該通孔104用以組接風扇驅動馬達12的芯軸121；以及一具有球形接觸面105的球形支撐座106，上述球型支撐座106之一端藉球形接觸面105與球形支撐面103相組接，另一端則與上述風扇驅動馬達12前端相連。

上述曲柄擺動機構14包含一曲柄連接件141，其組裝於風扇驅動馬達12以及主殼體10的後壁107之間，此一曲柄連接件141之第一端可驅使第二端進行偏轉，上述曲柄連接件141的第二端組裝於主殼體10後壁107上的樞接部142並可自由轉動，第一端則包含一驅動板146以及一含有輸出軸143的獨立馬達齒輪箱144，上述驅動板146上開有一軸孔145，並套接上述獨立馬達齒輪箱144的輸出軸143，上述獨立馬達齒輪箱144則與上述風扇驅動馬達12後端相連。

此一迴轉式風扇之內建搖動機構於操作時藉由獨立馬達齒輪箱144驅動曲柄擺動機構14帶動風扇驅動馬達12繞著主殼體10前端的球窩軸承機構13進行360度轉動，而使風扇得以360度送風。

然而，此種擺頭式風扇最令人詬病之處即在迴轉機構往往會因負荷不平衡的重量，進而使迴轉機構的齒輪組以及軸承部受到磨損，造成風扇旋轉擺動時容易產生抖動、頓挫現象，影響整體運轉的效率，並降低風扇的使用壽命。

爰是，本發明之主要目的在於提供一種具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，透過風扇殼體內部樞轉件及擺動機構來配合定位驅動馬達，讓迴轉扇葉及驅動馬達得以360度循環旋轉來改變送風方向，同時，驅動馬達與擺動機構的各構件受力平均負擔，達到平穩運作、減少擺動機構中的應力疲勞現象，藉以提升風扇的送風效率及減少產品損壞。

為達上揭目的，本發明具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇係由一主殼體、一位於上述主殼體內部的樞轉件、一位於上述主殼體內部的第一驅動馬達、一位於上述主殼體內部的擺動機構、以及一位於上述主殼體外部的迴轉扇葉所構成。

上述主殼體於前端設有一貫通孔，另於內部兩相對應的側端面各設有一定位件，而上述主殼體內部的後端面設有一連接件；上述樞轉件設有一中空狀的樞轉框架，上述樞轉框架兩側具有一配合上述定位件垂直樞轉的樞接桿，另於上、下端對應位置分別設置一樞接孔；上述第一驅動馬達，設有一由上述貫通孔向外延伸至主殼體外部的第一旋轉軸，並於對應上述樞轉件的上、下兩端設置一連接桿，上述連接桿定位於上述樞接孔內水平樞轉；上述擺動機構，組接於上述第一驅動馬達背面及主殼體後端面之間，上述擺動機構第一端驅使其第二端進行偏轉，上述擺動機構第二端組接於主殼體後壁的連接件；而上述迴轉扇葉與上述第一驅動馬達的第一旋轉軸組接固定。

其中，上述主殼體設有一相互配合組裝的前蓋體及後蓋體，上述前蓋體設有一組共同形成上述貫通孔結構的上蓋及下蓋；而上述擺動機構設有一第二驅動馬達及一曲柄連接件，上述第二驅動馬達連接於上述第一驅動馬達後端，具有一平行於上述第一旋轉軸的第二旋轉軸，上述第二旋轉軸與第一旋轉軸呈現一偏心狀態，上述曲柄連接件第一端與上述第二驅動馬達的第二旋轉軸連接，而第二端組接定位於上述連接件。

於一較佳實施例中，上述曲柄連接件於第一端開設一供上述第二旋轉軸套接的軸孔，另於第二端設有一球狀支撐架，而上述連接件設為一對應上述球狀支撐架的環凹槽，由上述環凹槽配合球狀支撐架共同形成一球窩軸承。

於另一較佳實施例中，上述曲柄連接件設為一彎曲的連桿件，上述連趕件第一端開設一供上述第二旋轉軸套接的軸孔，另於上述連接桿第二端開設一連接軸孔，而上述連接件設為一配合上述連接軸孔的連接軸。

此外，上述旋轉風扇設有一擺動控制開關，上述擺動控制開關與上述第二驅動馬達電性連接，藉以操控上述第二驅動馬達的運作狀態，而上述旋轉風扇另設有一風量控制開關，上述風量控制開關與上述第一驅動馬達電性連接，藉以操控上述迴轉扇葉的旋轉速度，於一較佳實施例中，上述擺動控制開關及風量控制開關設置於上述主殼體的後端面。

上述旋轉風扇更包含一連設於上述主殼體的外罩結構以及一連設於上述外罩結構的支撐架；上述外罩結構配合固定於上述主殼體外周側，並向前延伸出一擺動空間來包覆上述主殼體前端及迴轉扇葉，其中，上述外罩結構設有一第一罩殼及一第二罩殼，上述第一罩殼係設有一配合上述主殼體的套合孔，由上述套合孔穿套並連接於上述主殼體，而上述第二罩殼設為對應上述第一罩殼的型態，與上述第一罩殼連接來形成上述擺動空間；上述支撐架係於上述外罩結構兩側各自組接一支撐桿，並於上述兩支撐桿底部延伸設置一與地面支撐定位的固定架，用以將旋轉風扇定位使用。

本發明的特點在於透過主殼體內部樞轉件及擺動機構來配合定位驅動馬達，讓迴轉扇葉及第一驅動馬達得以360度循環旋轉來改變送風方向，同時，由第一驅動馬達外周的樞轉件與擺動機構的支撐，讓第一驅動馬達於擺動旋轉時的受力平均負擔，達到平穩運作、減少擺動機構中的應力疲勞現象，藉以提升風扇的送風效率及減少產品損壞。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

首先請參閱第2圖及第3圖所示，於圖示一較佳實施例中，本發明具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇係包含：一迴轉扇葉20、一內部具有驅動結構的主殼體30、一外罩結構40以及一支撐架50，其中，上述迴轉扇葉20係與上述主殼體30的驅動結構連接，上述主殼體30係組裝固定於上述外罩結構40，而外罩結構40外側係與上述支撐架50組接定位於地面使用。

請參閱第4圖至第6圖所示，上述主殼體30於前端設有一由內向外貫通的貫通孔31，另於內部兩相對應的側端面各設有一定位件32，而上述主殼體30內部的後端面設有一連接件33，於圖示一較佳實施例中，上述主殼體30設有一相互配合組裝的前蓋體34及後蓋體35，而上述前蓋體34係由一組共同形成上述貫通孔31結構的上蓋341及下蓋342所構成。

上述主殼體30內部的驅動結構包含一樞轉件60、一第一驅動馬達70以及一擺動機構80，上述樞轉件60設有一中空狀的樞轉框架61，上述樞轉框架61於兩側具有一配合上述定位件32垂直樞轉的樞接桿62，另於上、下兩端的對應位置分別設置一樞接孔63。

上述第一驅動馬達70設置一具有由上述貫通孔31向外延伸出主殼體30外部的第一旋轉軸71，並於對應上述樞轉件60的上、下兩端分別設置一連接桿72，上述連接桿72套接定位於上述樞轉件60的樞接孔63內部，供上述第一驅動馬達70左右水平樞轉。

上述擺動機構80組接於上述第一驅動馬達70背面及主殼體30後端面之間，上述擺動機構80第一端驅使其第二端進行偏轉，上述擺動機構80第二端組接於主殼體30後壁的連接件33。

於圖示一較佳實施例中，上述擺動機構80設有一第二驅動馬達81及一曲柄連接件82；上述第二驅動馬達81連接於上述第一驅動馬達70後端，具有一平行於上述第一旋轉軸71的第二旋轉軸811，上述第二旋轉軸811與第一旋轉軸71呈現一偏心狀態；上述曲柄連接件82第一端與上述第二驅動馬達81的第二旋轉軸811連接，而第二端組接定位於上述連接件33。

其中，上述曲柄連接件82於第一端開設一供上述第二旋轉軸811套接的軸孔821，另於第二端設有一球狀支撐架822，而上述連接件33設為一對應上述球狀支撐架822的環凹槽331，由上述環凹槽331配合球狀支撐架822共同形成一球窩軸承，藉由此一球窩軸承讓上述曲柄連接件82得以360度旋轉擺動。

請參閱第7圖所示，於另一較佳實施例中，上述曲柄連接件82設為一彎曲的連桿件823，上述連桿件823第一端開設一供上述第二旋轉軸811套接的軸孔，另於上述連接桿72第二端開設一連接軸孔，而上述連接件33設為一配合上述連接軸孔的連接軸332，透過上述連接軸孔與連接軸332相互旋轉，帶動上述第二驅動馬達81擺動旋轉。

於一理想實施例中，上述旋轉風扇設有一組擺動控制開關90，上述擺動控制開關90與上述第二驅動馬達81電性連接，藉以操控上述第二驅動馬達81的運作狀態，而上述旋轉風扇另設有一風量控制開關91，上述風量控制開關91與上述第一驅動馬達70電性連接，藉以操控上述迴轉扇葉20的旋轉速度，其中，上述擺動控制開關90及風量控制開關91是設置於上述主殼體30的後端表面上。

請參閱第2圖及第3圖，上述外罩結構40連設固定於上述主殼體30外周側，並向前延伸出一擺動空間43來包覆上述主殼體30前端及迴轉扇葉20，於圖示一較佳實施例中，上述外罩結構40設有一第一罩殼41及一第二罩殼42，上述第一罩殼41係設有一配合上述主殼體30的套合孔411，由上述套合孔411穿套並連接於上述主殼體30，而上述第二罩殼42設為對應上述第一罩殼41的型態，並與上述第一罩殼41連接來形成上述擺動空間43。

上述旋轉風扇更包含一連設於上述外罩結構40的支撐架50，上述支撐架50用以將旋轉風扇定位使用，於圖示一較佳實施例中，上述支撐架50係於上述外罩結構40兩側各自組接一支撐桿51，並於上述兩支撐桿51底部相互延伸出一配合地面支撐定位的固定架52；此一支撐架50係用以將旋轉風扇定位使用，然而上述支撐架50結構用為方便舉例說明，並非加以限制，亦即，上述支撐架50亦可設置為垂掛天板的懸桿或吊掛於牆壁的定位托座等各種不同需求風扇的支撐架50。

請參閱第8圖所示，當第二驅動馬達81帶動第二旋轉軸811驅轉時，第二旋轉軸811會帶動曲柄連接件82產生圓周旋轉運動，當曲柄連接件82擺動右方，則第一驅動馬達70會因受到連接桿72受到樞轉件60的樞接孔63限位，將第一旋轉軸71旋轉至左方，當曲柄連接件82擺動上方，則第一驅動馬達70會因受到連接桿72受到樞轉件60的樞接孔63限位，將第一旋轉軸71旋轉至下方，當曲柄連接件82擺動左方，則第一驅動馬達70會因受到連接桿72受到樞轉件60的樞接孔63限位，將第一旋轉軸71旋轉至右方，當曲柄連接件82擺動下方，則第一驅動馬達70會因受到連接桿72受到樞轉件60的樞接孔63限位，將第一旋轉軸71旋轉至上方，如此反覆旋環轉動，即可帶動第一驅動馬達70穩固地進行360度旋轉。

請參閱第9A圖至第9D圖所示，如此，本發明旋轉風扇可在外罩結構40不做任何移動的狀態下，僅由第一驅動馬達70於外罩結構40的擺動空間43帶動迴轉扇葉20來回往復360度擺動旋轉，藉此達到改變送風方向之目的。

綜上所述，本發明具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇透過主殼體內部樞轉件及擺動機構來配合定位驅動馬達，讓迴轉扇葉及第一驅動馬達得以360度循環旋轉來改變送風方向，同時，由樞轉件配合曲柄連接件來支撐第一驅動馬達旋轉時的離心力，讓旋轉風扇達到平穩運作、減少擺動機構中的應力疲勞現象，藉以提升風扇的送風效率及減少產品損壞。

以上所舉實施例，僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本發明申請專利範圍及發明說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

10．．．主殼體

101．．．前壁

102．．．球窩軸承支架

103．．．球形支撐面

104．．．通孔

105．．．球形接觸面

106．．．球形支撐座

107．．．後壁

11．．．內建搖動機構

12．．．風扇驅動馬達

121．．．芯軸

13．．．球窩軸承機構

14．．．曲柄擺動機構

141．．．曲柄連接件

142．．．樞接部

143．．．樞接軸

144．．．馬達齒輪箱

145．．．軸孔

146．．．驅動板

20．．．迴轉扇葉

30．．．主殼體

31．．．貫通孔

32．．．定位件

33．．．連接件

331．．．環凹槽

332．．．連接軸

34．．．前蓋體

341．．．上蓋

342．．．下蓋

35．．．後蓋體

40．．．外罩結構

41．．．第一罩殼

411．．．套合孔

42．．．第二罩殼

43．．．擺動空間

50．．．支撐架

51．．．支撐桿

52．．．固定架

60．．．樞轉件

61．．．樞轉框架

62．．．樞接桿

63．．．樞接孔

70．．．第一驅動馬達

71．．．第一旋轉軸

72．．．連接桿

80．．．擺動機構

81．．．第二驅動馬達

811．．．第二旋轉軸

82．．．曲柄連接件

821．．．軸孔

822．．．球狀支撐架

823．．．連桿件

90．．．擺動控制開關

91．．．風量控制

第1圖係習用旋轉風扇之斷面圖；

第2圖係本發明旋轉風扇之立體圖；

第3圖係本發明旋轉風扇之分解圖；

第4圖係本發明主殼體之分解圖；

第5圖係本發明主殼體之斷面剖視圖；

第6圖係本發明主殼體之透視圖；

第7圖係本發明主殼體內部組裝另一曲柄連接件之斷面圖；

第8圖係本發明驅動馬達配合樞轉件逆時針轉動之示意圖；以及

第9A圖至第9D圖係本發明旋轉風扇360度運轉擺動之示意圖。

31．．．貫通孔

32．．．定位件

33．．．連接件

331．．．環凹槽

34．．．前蓋體

341．．．上蓋

342．．．下蓋

35．．．後蓋體

60．．．樞轉件

61．．．樞轉框架

62．．．樞接桿

63．．．樞接孔

70．．．第一驅動馬達

71．．．第一旋轉軸

72．．．連接桿

80．．．擺動機構

81．．．第二驅動馬達

811．．．第二旋轉軸

82．．．曲柄連接件

821．．．軸孔

822．．．球狀支撐架

Claims (12)

1. 一種具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，包含：一主殼體，於前端設有一貫通孔，另於內部兩相對應的側端面各設有一定位件，而上述主殼體內部的後端面設有一連接件；一樞轉件，位於上述主殼體內部，設有一中空狀的樞轉框架，上述樞轉框架兩側具有一配合上述定位件垂直樞轉的樞接桿，另於上、下端對應位置分別設置一樞接孔；一第一驅動馬達，位於上述主殼體內部，設有一由上述貫通孔向外延伸至主殼體外部的第一旋轉軸，並於對應上述樞轉件的上、下兩端設置一連接桿，上述連接桿定位於上述樞接孔內水平樞轉；一擺動機構，位於上述主殼體內部，組接於上述第一驅動馬達背面及主殼體後端面之間，上述擺動機構第一端驅使其第二端進行偏轉，上述擺動機構第二端組接於主殼體後壁的連接件；以及一迴轉扇葉，設置於上述主殼體外部，並與上述第一驅動馬達的第一旋轉軸組接固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述主殼體設有一相互配合組裝的前蓋體及後蓋體，上述前蓋體設有一組共同形成上述貫穿孔結構的上前蓋及下前蓋。
3. 如申請專利範圍第1項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述擺動機構設有一第二驅動馬達及一曲柄連接件，上述第二驅動馬達連接於上述第一驅動馬達後端，具有一平行於上述第一旋轉軸的第二旋轉軸，上述第二旋轉軸與第一旋轉軸呈現一偏心狀態；上述曲柄連接件第一端與上述第二驅動馬達的第二旋轉軸連接，而第二端組接定位於上述連接件。
4. 如申請專利範圍第3項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述曲柄連接件於第一端開設一供上述第二旋轉軸套接的軸孔，另於第二端設有一球狀支撐架，而上述連接件設為一對應上述球狀支撐架的環凹槽，由上述環凹槽配合球狀支撐架共同形成一球窩軸承。
5. 如申請專利範圍第3項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述曲柄連接件設為一彎曲的連桿件，上述連趕件第一端開設一供上述第二旋轉軸套接的軸孔，另於上述連接桿第二端開設一連接軸孔，而上述連接件設為一配合上述連接軸孔的連接軸。
6. 如申請專利範圍第3項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述旋轉風扇設有一擺動控制開關，上述擺動控制開關與上述第二驅動馬達電性連接，藉以操控上述第二驅動馬達的運作狀態。
7. 如申請專利範圍第6項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述旋轉風扇進一步設有一風量控制開關，上述風量控制開關與上述第一驅動馬達電性連接，藉以操控上述迴轉扇葉的旋轉速度。
8. 如申請專利範圍第7項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述擺動控制開關及風量控制開關設置於上述主殼體的後端面。
9. 如申請專利範圍第1項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述旋轉風扇更包含一連設於上述主殼體的外罩結構，上述外罩結構配合固定於上述主殼體外周側，並向前延伸出一擺動空間來包覆上述主殼體前端及迴轉扇葉。
10. 如申請專利範圍第9項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述外罩結構設有一第一罩殼及一第二罩殼，上述第一罩殼係設有一配合上述主殼體的套合孔，由上述套合孔穿套並連接於上述主殼體，而上述第二罩殼設為對應上述第一罩殼的型態，與上述第一罩殼連接來形成上述擺動空間。
11. 如申請專利範圍第9項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述旋轉風扇更包含一連設於上述外罩結構的支撐架，上述支撐架用以將旋轉風扇定位使用。
12. 如申請專利範圍第11項所述具隱藏式360度旋轉機構的旋轉風扇，其中，上述支撐架係於上述外罩結構兩側各自組接一支撐桿，並於上述兩支撐桿底部延伸設置一與地面支撐定位的固定架。