專利名稱：角度速度和方位任意可調的風扇搖頭裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風扇搖頭裝置。
日常生活中，電風扇是使用十分廣泛的。幾乎所有的風扇都采用了搖頭裝置。這是由于它能使風在一定角度范圍內變化方向，讓人們吹到的風成為陣風，增加舒適感。
現有的各種風扇，都采用蝸輪付傳動的搖頭裝置，這種裝置搖頭的角度固定在90度～100度左右，搖頭的方位和速度也是固定的。要改變風扇吹風，搖頭的方位只有搬動整個風扇。這樣做在許多場合都不方便。另一方面，蝸輪付制造、安裝、維護都比較麻煩，同時，它還易于故障。要證實這一點并不困難。稍加留心，我們就會發現商店里出售的風扇配件大多是搖頭機構的零件，常常看到的是各種蝸輪。在造價上，蝸輪付及附屬裝置也是較高的。
近年來出現了一種不搖頭，用轉頁導向來改變風向的轉頁式風扇。這種風扇的風向改變角度也不大。它的缺點還在于改變風向時，減小了風壓，使風扇的風量下降。
在87年1、2月刊的“發明與革新”上，介紹了一種“電扇調角器”。它在現有風扇搖頭機構上增加部件，使風扇能在0～100度范圍內改變搖頭角度。但它不能在100度以上搖頭，并不能改變方位和速度。
現有各種風扇，對許多場合并不合適。如旅館、會議室、辦公室等公共場合，風扇搖頭的范圍就過小。又如在工廠車間使用的排風扇，一般只在車間一角，風量大而方向固定，使吹到風的人因風量過大而不適，另一些人卻吹不到。缺乏一種簡單有效的轉動送風的裝置。
本發明的目的，是提供一種由新原理構成的搖頭裝置。使搖頭角度擴展至360度，并在0～360度任意可調。在東、南、西、北全方位上，搖頭的方位也任意可調。同時，搖頭的速度(每分鐘搖頭的次數)也在一定范圍內可調節。提供具有以上功能，并結構比傳統機構簡單，易于實施，造價大幅度降低的新機構。
以下對本發明的原理及實施例作一說明
圖1是本發明的立體示意圖。圖中風扇頭〔1〕通過下部的軸與連桿〔4〕上的孔滑連接。二者之間可自由轉動，摩擦很小。連桿〔4〕的中部加工出一個軸承盒，使連桿〔4〕通過滾動軸承與座〔8〕相連故〔4〕和〔8〕之間可自由轉動。在風扇頭〔1〕的下部固定有導向塊〔6〕。在搖頭時，導向塊〔6〕受檔塊〔7〕和碰桿〔5〕限制。檔塊〔7〕可沿連桿〔4〕前后移動，用以限制導向塊〔6〕，從而決定扇頭〔1〕軸線與連桿〔4〕中心線的夾角α的大小(該α角可從圖2a中看到)。而碰桿〔5〕起限制風扇頭〔1〕搖動角度和方位作用，并改變搖頭方向。碰桿〔5〕下部有凸出部分插入定位盤〔2〕邊緣的小孔中(插入情況由圖2b可看到)，而〔5〕的另一端彎成一個圈，套在座〔8〕上部小軸上。這樣，把碰桿〔5〕插入不同的孔，便可獲得任意的搖頭角度和方位。
本發明機構的動作過程如下起動風扇，風產生對扇頭的反作用力把扇頭向后推。由圖2a可見，導向塊〔6〕在推力作用下其穩定位置應在檔塊〔7〕的兩側。(即如果〔6〕位于中部，受微小干擾后也會偏向一側)。設這時〔6〕處于如圖位置，則扇頭〔1〕軸線與連桿〔4〕中心線夾角為α。α的存在使風的反作用力作用方向偏離連桿〔4〕的轉動中心B。該力將對轉動中心B形成一個力矩。對應力臂的長短與α角和風扇轉動中心A到連桿轉動中心B的距離有關。可表示為力臂＝ABsinα可見，只要調節檔塊〔7〕的前后位置(改變α)就可改變風力對中心B的力矩，也就改變了搖頭速度的快慢。
在風的反作用力推動下，一方面使導向塊〔6〕以一定壓力靠在檔塊〔7〕的一側，保持扇頭〔1〕和連桿〔4〕間的靜止；另一方面使扇頭〔1〕連桿〔4〕一起繞中心B轉動，實現搖頭。當搖頭到達預定位置時，導向塊〔6〕碰到對應的碰桿〔5〕(〔5〕共兩根)，使α角逐漸減小，搖頭力矩下降。但扇頭已具一定速度，仍向前移動使碰桿〔5〕把導向塊〔6〕撥過α＝0點，最終使〔6〕向檔塊〔7〕的另一側靠擾。這將使扇頭軸線與連桿軸線在另一側形成夾角α，對B點構成反向搖頭的力矩，當反向搖頭至預定位置后，另一根碰桿又使扇頭返回……如此往返，實現搖頭。由于兩根碰桿〔5〕互相獨立，故可方便地改變二者的相對位置，實現任意角度和方位的選擇。實際上，實現機構轉動的主要部件連桿〔4〕，也可用具有轉動中心的其它形狀的元件代替，如轉盤等。
由圖2b中可看出，搖頭過程中，扇頭〔1〕，連桿〔4〕導向塊〔6〕及檔塊〔7〕一起繞中心B旋轉，而定位盤〔2〕，碰桿〔5〕和機座〔8〕是靜止的。
為了使搖頭裝置在風扇安裝不在水平位置時也能正常搖頭，在連桿〔4〕尾端設置了配重塊〔3〕。
在使用中，人們會改變風速。這樣，也將使搖頭機構獲得的搖頭力矩改變。為了獲得穩定而合適的搖動動作，可適當調節檔塊〔7〕。檔塊〔7〕的移動及固定機構沒有在圖中畫出。具體方案可采用把檔塊〔7〕固定在一螺母上，轉動螺母中的螺栓(該螺栓與連桿4相連，只能轉動，不能前后移動)，使螺母帶動〔7〕前后移動。也可采用其它方法使〔7〕移動和固定。在風扇高速檔時，應用α較小，低速時α較大才能獲得合適的力矩，形成各種令人滿意的搖頭速度。易于想到，當α減小到一定值時，扇頭將停止搖動。
對碰桿〔5〕的移動和固定，也可采用其它方式。例如不用定位盤〔2〕，而僅在碰桿〔5〕的中部，座〔8〕的頂部加一個蝴蝶螺母，就可以靠螺母的壓緊力來固定碰桿〔5〕。松開螺母便可隨意調節。也可把座〔8〕頂端中心開一園孔，讓碰桿〔5〕制成可直通座底的長桿件，就可以在座上來操作，改變其位置、角度。
當要求不搖頭時，除把α調小外，還可把兩根碰桿〔5〕合攏夾住導向塊即可。
本發明與現有搖頭機構相比，有以下優越之處1、搖頭角度大，并可任意調節。使風扇性能提高了檔次。
2、搖頭速度可通過檔塊〔7〕調節。
3、搖頭方位可以任意改變。免去搬動風扇之苦。
4、造價極低。按試作情況看，估計比傳統搖頭機構價格低5～10倍。實際上，新添的部件只有檔塊〔7〕、導向塊〔6〕、定位盤〔2〕、碰桿〔5〕和配重〔3〕。這都是一些用材少，加工簡單，價格低的部件。主要部件連桿〔4〕與傳統風扇原有用來改變風扇俯仰角度的連桿尺寸類似，只比前者增加一孔、一軸承而已。故造價很低。而它們取代的是一套加工復雜，價格高的蝸輪付裝置。
5、投產容易。本發明除去掉原有搖頭機構外，對風扇其它部分無大改動。所添的元件又多是非切削加工的沖壓產品，故投產容易。對要求簡單實用，牢固的排風扇等場合十分適用。
6、和現有搖頭機構共同使用，可組成立體通風系統。只要把現有蝸輪付搖頭稍加改動，制成使風扇上下搖頭的裝置，再與本裝置配用，就可形成在0～360度范圍內立體送風。
應該指出，以上僅是對搖頭裝置的原理結構作了說明。在形成產品時，應對其外觀作相應設計。在試制樣機上，本發明搖頭機構完全置于風扇尾罩之下，也不影響美觀。但在拆除原搖頭機構后，便有更多余地把產品設計得更大方、美觀。
由于本發明具有結構簡單，功能強的特點。可以預見它將在高檔風扇，普級型風扇及對搖頭要求高的特殊用途風扇等各方面得到廣泛使用。
以下對附圖作一說明
圖1是搖頭裝置的原理示意立體圖。圖中〔1〕是風扇頭，〔2〕是定位置，〔3〕是配重，〔4〕是連桿，〔5〕是碰桿，〔6〕是導向塊，〔7〕是檔塊，〔8〕是機座。圖中扇葉用雙點畫線示意畫出，實際上要長大得多。
圖2是搖頭機構的兩個視圖。
圖2a是俯視圖。圖中各零件的偏號與
圖1中完全相同。圖中可以看到風扇頭軸線與連桿軸線的夾角。為使連桿不被遮住，扇頭〔1〕畫為雙點畫線。圖中沒有畫出檔塊〔7〕的控制機構，調節檔塊〔7〕的旋紐可設在連桿〔4〕的底部或側部。
圖2b是側視圖。圖中各零件編號與前圖同。圖中扇頭〔1〕下部軸與連桿〔4〕通過一滑動軸承相連。這個地方也可采用滾動軸承，這將使該外摩擦減小，風扇慢速時搖頭性能更好。圖中可以看清，連桿〔4〕中部軸承盒，軸承、機座〔8〕、定位盤〔2〕幾者的連接關系。定位盤與機座間由方孔及方軸配接，使盤〔2〕不能轉動(也可用鍵連接)。圖中還可看到碰桿5怎樣插入小孔中。值得提出的是碰桿〔5〕的形狀可按加工方便來選擇，不一定采用圖中形狀。例如用園鋼絲彎成。圖中配重塊〔3〕，原則上應產生與扇頭相同的重力矩才能完全消除旋轉面不平的影響。配重〔3〕與連桿〔4〕相接。
權利要求1.一種可調節搖頭角度，利用風的反作用力來驅動搖頭，角度、速度和方位任意可調的風扇搖頭裝置，其特征在于風扇頭[1]與轉動部件(例如連桿[4])相連，風扇頭[1]的軸線不通過轉動部件的轉動中心B。由此產生轉矩。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征是風扇頭〔1〕在轉動部件上能繞中心A轉動，由轉動來改變扇頭〔1〕軸線與轉動部件中心B的相對位置。獲得不同的力矩。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征是采用可以改變位置的檔塊〔7〕來改變扇頭〔1〕軸線與轉動中心B的相對位置。
4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征是采用可任意改變位置的碰桿〔5〕來實現搖頭角度、方位調節和正反向搖頭的轉換。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征是采用定位盤〔2〕或蝴蝶螺母來固定碰桿〔5〕。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征是在轉動部件上設置配重塊〔3〕。
專利摘要本實用新型利用電風扇吹出風的反作用力，采用簡單的結構，實現了風扇搖頭。搖頭時，通過簡單調節，就可方便地在0～360度范圍內任意選擇搖頭角度；在東西南北全方位任意確定風扇方向；在一定范圍內無級調節搖頭速度。本實用新型結構異常簡單，元件很少。故造價只有現行搖頭機構的幾分之一。制造工藝簡單，材料來源廣，投產容易。由本實用新型還可派生發展出立體送風的搖頭系統。
文檔編號F04D23/00GK2030669SQ8720573
公開日1989年1月11日 申請日期1987年3月28日 優先權日1987年3月28日
發明者黃永銘 申請人:黃永銘