TWI692585B

TWI692585B - 風扇多向擺動機構

Info

Publication number: TWI692585B
Application number: TW108140190A
Authority: TW
Inventors: 蔡俊儒; 蔡佩頤; 蔡柏毅
Original assignee: 蔡俊儒
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2020-05-01
Also published as: TW202118941A

Abstract

一種風扇多向擺動機構，主要係由一馬達、一齒輪箱、一第一對接機構、一第二對接機構以及一多向轉向架所構成；該馬達包括一轉子以及一多向球座，該多向球座的表面凸設一導滑塊；該齒輪箱內設置一傳動齒輪以及一從動齒輪，當該轉子轉動後能同步轉動該從動齒輪；該第一對接機構係用以包覆該多向球座的前側；該第二對接機構係用以包覆該多向球座的後側，其內再形成一滾動溝之溝斷面至少包含三個兩兩相切的圓弧；該多向轉向架固定於該從動齒輪下方，當該從動齒輪轉動時，該多向轉向架限制該馬達的一搖擺運動，而該導滑塊對該滾動溝形成一往復運動。

Description

風扇多向擺動機構

本發明係關於一種風扇多向擺動機構，特別是指一種壁扇、箱扇、輕鋼架循環扇、立地扇、吊扇均適用的風扇多向擺動機構。

習用電風扇的扇頭擺動機構係如臺灣公告第M582999號專利案，其主要構成特徵為：係由一馬達、一齒輪組及一曲柄所組成，該馬達的輸出端與齒輪組連接，該齒輪組的輸出軸與曲柄的一端連接，或該曲柄的另一端再連接一連桿，以此扇頭擺動機構應用於扇頭的上、下擺動，或者扇頭的左、右擺動，以驅動扇頭做上、下或左右擺動。

習用電扇擺頭角度調整機構係如臺灣公告第M573388號專利案，其主要構成特徵為：其主要係令風扇頭內與扇葉同步進行轉動之動力源轉軸能帶動控制軸轉動，經由控制軸控制調整機構作動，再經由調整機構帶動風扇頭之曲臂擺動，以能利用曲臂帶動風扇頭進行擺動，並可利用該調整機構調整風扇頭擺動角度。

關於風扇擺動機構之先前技術，請另參考臺灣公告第M562345、M538549、M533693、M533694、I535937、M521112、M520576、M508602、M506888、M487370、M484642、M477509、I420026、I412666、M463293、I405910、M460170、M434133、M410801、M395068、I324661、M344394、M331588、M315781、M309026、M286914、M282051、M280423、M250056、568183、452021號等專利案。

本案發明人鑑於上述習用風扇擺動機構所衍生的各項缺點，終於成功研發完成本件風扇多向擺動機構。

本發明之目的即在於提供一種風扇多向擺動機構，其該第二對接機構之滾動溝具有一負荷區域與具有良好的一負荷能力。

可達成上述發明目的之風扇多向擺動機構，包括有：

一馬達，包括有一前蓋板、一定子、一後蓋板、一轉子以及一多向球座，該轉子以一前軸穿出該前蓋板，該轉子以一後軸穿出該後蓋板，該轉子在該定子間轉動，該前蓋板其底部係垂直樞設於該多向球座，該多向球座的表面凸設一導滑塊；

一齒輪箱，係設置於該後蓋板後方，其內設置包含一上段齒與一下段齒的一傳動齒輪以及包含一制定桿的一從動齒輪，該轉子的該後軸與該上段齒嚙合，該下段齒又與該從動齒輪嚙合，使該轉子轉動後能同步轉動該制定桿；

一第一對接機構，係設置一第一半球體內弧面與一平衡孔，該第一半球體內弧面用以包覆該多向球座的前側；

一第二對接機構，係設置一第二半球體內弧面，該第二半球體內弧面用以包覆該多向球座的後側，並與該第一對接機構緊密對接後，再以二螺栓相互鎖住，該第二半球體內弧面其內再形成一滾動溝，該滾動溝之溝斷面至少包含三個兩兩相切的圓弧，其中兩側之圓弧之曲率半徑較中間圓弧小；

一多向轉向架，包括有一偏心球架、一擺桿以及一轉軸，該偏心球架固定於該制定桿下方，而該擺桿第一端固定該偏心球架，再者，該擺桿第二端樞接支承該轉軸，該轉軸置入於該平衡孔中，當該制定桿轉動時，該多向轉向架限制該馬達的一搖擺運動，該馬達的該導滑塊對該滾動溝形成一往復運動。

1‧‧‧馬達

11‧‧‧前蓋板

12‧‧‧定子

13‧‧‧轉子

14‧‧‧前軸

15‧‧‧後軸

16‧‧‧後蓋板

17‧‧‧垂直軸

18‧‧‧多向球座

19‧‧‧導滑塊

2‧‧‧齒輪箱

21‧‧‧傳動齒輪

211‧‧‧升降部

212‧‧‧上段齒

213‧‧‧下段齒

214‧‧‧底部

22‧‧‧從動齒輪

221‧‧‧制定桿

23‧‧‧傳動空間

24‧‧‧容置孔

25‧‧‧從動空間

26‧‧‧插孔

3‧‧‧第一對接機構

31‧‧‧第一半球體內弧面

32‧‧‧平衡孔

4‧‧‧第二對接機構

41‧‧‧第二半球體內弧面

42‧‧‧滾動溝

5‧‧‧多向轉向架

51‧‧‧偏心球架

52‧‧‧擺桿

53‧‧‧轉軸

圖1 為本發明風扇多向擺動機構之剖面示意圖；

圖2 為該風扇多向擺動機構之第一實施例之示意圖；

圖3 為該風扇多向擺動機構之第二實施例之示意圖；

圖4 為該齒輪箱之示意圖；

圖5 為該齒輪箱之動作示意圖；

圖6 為該第一對接機構與該第二對接機構之分解立體示意圖；

圖7 為該第二對接機構之第一實施例之視圖；

圖8 為該第二對接機構之第二實施例之視圖；

圖9 為該第二對接機構之第三實施例之視圖；

圖10 為該風扇多向擺動機構之第一實施例之動作示意圖；以及

圖11 為該風扇多向擺動機構之第二實施例之動作示意圖。

請參閱圖1、圖2與圖10，本發明所提供之風扇多向擺動機構，主要包括有：一馬達1、一齒輪箱2、一第一對接機構3、一第二對接機構4以及一多向轉向架5所構成。

該馬達1包括有一前蓋板11(front cover)、一定子12、一後蓋板16(back cover)、一轉子13以及一多向球座18(omni-directional ball seat)，該轉子13以一前軸14穿出該前蓋板11，該轉子13以一後軸15穿出該後蓋板16，該轉子13在該定子12間轉動，該前蓋板11其底部214係以一垂直軸17(vertical axis)樞設於該多向球座18內並於該垂直軸17 之底部以一螺帽鎖固，使該馬達1與該多向球座18形成一體，又，該多向球座18的表面凸設一導滑塊19(guide slipper)，且該導滑塊19的斷面形狀(shape of section)小於該滾動溝42的斷面形狀；

該齒輪箱2係設置於該後蓋板16後方，其內設置包含一上段齒212與一下段齒213的一傳動齒輪21以及包含一制定桿221的一從動齒輪22，該轉子13的該後軸15與該上段齒212嚙合，該下段齒213又與該從動齒輪22嚙合，使該轉子13轉動後能同步轉動該制定桿221；

如圖6所示，該第一對接機構3(first butting mechanism)係設置一第一半球體內弧面31與一平衡孔32(balancing hole)，該第一半球體內弧面31用以包覆該多向球座18的前側；

如圖6至圖9所示，該第二對接機構4(second butting mechanism)係設置一第二半球體內弧面41，該第二半球體內弧面41用以包覆該多向球座18的後側，並與該第一對接機構3緊密對接(close butt)後，再以二螺栓相互鎖住，該第二半球體內弧面41其內再形成一滾動溝42，該滾動溝42之溝斷面至少包含三個兩兩相切的圓弧，其中兩側之圓弧之曲率半徑較中間圓弧小；

該多向轉向架5(multidirectional bogie)包括有一偏心球架51(eccentric ball mount)、一擺桿52(rod of pendulum) 以及一轉軸53(rotating shaft)，該偏心球架51固定於該制定桿221下方，而該擺桿52第一端固定該偏心球架51，再者，該擺桿52第二端樞接支承(pin support)該轉軸53，該轉軸53置入於該平衡孔32中，當該制定桿221轉動時，該偏心球架51形成一萬向旋轉台(universal stage)的功能以排除或消除(eliminate)任一角度干涉(interference)現象，而該轉軸53於該平衡孔32中施以轉動負載(rotating load)之力量支撐作用，又該擺桿52對該偏心球架51與該轉軸53之間的一推拉運轉(push-pull operation)與一推拉控制(push-pull control)的動作處理，該多向轉向架5限制該馬達1的一搖擺運動(rocking motion)，該馬達1的該導滑塊19對該滾動溝42形成一往復運動(reciprocating motion)。如圖3與圖11所示，為該多向轉向架5第二實施例以及其動作示意圖。

請參閱圖4，進一步說明該齒輪箱2，該齒輪箱2係於一開口往內部形成兩個相連的一傳動空間23與一從動空間25，該傳動空間23與該從動空間25為圓形容納空間，該傳動空間23之中心底端形成一容置孔24，該從動空間25之中心底端形成一插孔26(hole slotting)，另外在該齒輪箱2中間壁面處穿設一圓孔(圖中未示)使該馬達1的該後軸15恰可伸入該齒輪箱2與該傳動齒輪21一起旋轉(當該傳動齒輪21往上移動，則脫離該傳動齒輪21)，而該馬達1的該前軸14用以固定一風扇葉片(圖中未示)；

該封蓋係密封該開口，並於該傳動空間23之一中心軸處貫穿設置一軸孔，該封蓋方能藉由螺絲與該齒輪箱2樞結成一體；

該傳動齒輪21(transmission gear)包括有一升降部211(elevator section)、一上段齒212、一下段齒213以及一底部214，該升降部211係穿出該軸孔，該升降部211的外側分別形成一蝸桿用以被施以物理方式或機械方式齧合該蝸輪，該上段齒212與該下段齒213可以於該傳動空間23內且能上下移動(如圖5所示)，其底部214係垂直樞設於該容置孔24；當該馬達1之該後軸15在轉動，又，該升降部211被施以物理方式或機械方式(係如發明人之臺灣公告第I660127號，專利名稱：風扇擺動自動控制裝置之專利案)下降，使該上段齒212與該後軸15齧合，則該後軸15同步轉動該上段齒212與該下段齒213；

該從動齒輪22(driven gear)係樞結設置於該從動空間25並以一制定桿221貫穿插入該插孔26；當該傳動齒輪21往下移動時，該傳動齒輪21之該下齒段與該從動齒輪22齧合，以在該從動齒輪22的該制定桿221中樞結固定該多向轉向架5的該偏心球架51，藉以旋轉使該風扇葉片產生來回擺動的作用者。該多向轉向架5能排除或消除該制定桿221於旋轉中產生的任一角度干涉現象、或該推拉運轉與該推拉控制的動作處理、或進行轉動負載之力量支撐作用。如該偏心球架51形成一萬向旋轉台的功能以排除或消除任一角度干涉現象。而該轉軸53於該平衡孔32中施以轉動負載之力量支撐作用。又該擺桿52對該偏心球架51與該轉軸53之間的該推拉運轉與該推拉控制的動作處理。使之，具有多向擺動機構的風扇。

請參閱圖7，進一步說明該第二對接機構4，該第二對接機構4的該第二半球體內弧面41設置一滾動溝42，圖7為該滾動溝42附近的局部投影放大示意圖，其中之滾動溝42溝斷面的輪廓則由一圓孤BC(該圓孤BC能為一接近直線之孤度)、一圓孤AB及一圓孤CD三個圓孤共同組成；該圓孤BC之端點分別為B點及C點，該圓孤CD之端點分別為C點及D點，該圓孤BC的曲率中心比該圓孤CD的曲率中心較高，且該圓孤BC的半徑是該圓孤CD的半徑的k倍。該圓孤AB及該圓孤CD分別位於該圓孤BC的左右兩側，且該圓孤AB和該圓孤BC相切於B點，而該圓孤CD和該圓孤BC相切於C點。由於該圓孤AB及該圓孤CD的該圓孤半徑比該圓孤BC小，故該圓孤AB的圓心在圓孤BC的圓心的左下側，而該圓孤CD的圓心在圓孤BC的圓心的右下側。

請參閱圖8，進一步說明該第二對接機構4的該第二半球體內弧面41設置一滾動溝42之第二實施例，圖8為該滾動溝42附近的局部投影放大示意圖，其中之滾動溝42溝斷面的輪廓則由一圓孤BC(該圓孤BC能為一接近直線之孤度)、一圓孤AB、一圓孤BC、一圓孤CD、一圓孤DE以及一圓孤EF三個圓孤共同組成；該圓孤AB之端點分別為A點及B點，該圓孤BC之端點分別為B點及C點，該圓孤CD之端點分別為C點及D點，該圓孤DE之端點分別為D點及E點，該圓孤EF之端點分別為E點及F點。該圓孤AB和該圓孤BC相切於B點，而該圓孤BC和該圓孤CD相切於C點，該圓孤CD和該圓孤DE相切於D點，而該圓孤DE和該圓孤EF相切於E點。

或如圖9，使該第二對接機構4的該第二半球體內弧面41設置一複數圓孤之滾動溝42之第三實施例。也就是複數圓孤之滾動溝42仍為可利用之範圍。拋物線為一條對稱於其頂點之曲線，也可以使用準線及焦點的定義來作圖；另外，使用數個不同曲率半徑的圓孤來逼近(curve fitting)也是一種可行的做法，同時，也可使該滾動溝42具有良好的有效承受該多向球座18凸設的該導滑塊19的一負荷區域，使該滾動溝42具有良好的一負荷能力。再同時，使該馬達1的該導滑塊19跟著該滾動溝42形成一往復運動進而形成具有多向擺動機構的風扇。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。