专利名称：电动旋转装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动旋转装置，该电动旋转装置在圆环体上缠绕有线圈组，另外，在位于其相对位置的叶片的末端具有永久磁铁，从而高效地进行叶片的旋转运动，可以容易地获得磁通势。更详细地，本发明还涉及将这样的电动旋转装置安装在预定的支承体上的电风扇、电动鼓风机以及电动机。
背景技术：
现有的电风扇因为普遍将叶片安装在电动机的输出轴上，通过电动机使叶片旋转从而实现鼓风，所以不得不在叶片的中心位置配置电动机，存在空气的流动受到电动机的阻碍、鼓风效率低下的缺点。
作为一种对位于叶片中心的电动机产生的热量通过叶片板吹出进行改进的风扇，特开平9-133092号中公开了下述一种“风扇”，该风扇包括多个叶片；圆环形壳体，其使上述多个叶片呈位于虚拟圆内、沿着上述虚拟圆的圆周方向间隔开并从虚拟圆的中心呈大致放射状延伸的状态，并在该状态下与上述各个叶片的外周部连接并进行旋转，从而使上述叶片整体地旋转；支承机构，其按照使上述壳体的外周部可沿着上述壳体的圆周方向移动的方式进行支承；基座，其支承上述支承机构；以及驱动机构，其在上述支承机构的径向的外侧上由上述基座支承，并使上述壳体沿其圆周方向移动。
由于上述风扇将电动机设置在基座中，并通过将磁铁嵌入壳体来将其作为电动机的转子使用，所以是一种不吹出由于电动机的热量而变热的空气、而且重量轻、便于使用的风扇。
另一方面，与风扇一样，安装于顶棚或者侧壁的风机具有这样的结构，即在中心部配置有电动机，利用电动机的驱动力使安装在末端的板片等进行旋转。然而现在，人们正开发着一方面可寻求小型轻量化和低耗电化，另一方面可从低速范围到高速范围任意改变旋转速度的可实现标准化的风机电动机。
作为这样的无刷电动机，在特开平11-136989号中公开了“无刷电动机的驱动控制装置以及使用了该装置的电器”，其中，该无刷电动机的驱动控制装置包括永久磁铁转子；多个位置检测机构，其检测该永久磁铁转子的位置；旋转速度运算机构，其计算出上述永久磁铁转子的旋转速度；多相定子绕组；多个开关元件，其与上述各个定子绕组连接，用来分别按照规定的方向和顺序依次通电；开关电源，其通过上述开关元件，通过上述定子元件给上述定子绕组供电；开关元件接通机构，其与来自上述位置检测机构的位置检测输出信号的组合的状态相对应，接通事先确定的规定的开关元件，以便分别按照规定的方向和顺序给上述定子绕组依次通电；开关元件断开机构，其在规定时间后断开此次接通的开关元件；以及负荷量判定机构，其在上述永久磁铁转子的旋转速度变成了规定的旋转速度N1以下时进行判定。并且作为装载有该装置的电器提供了台式风扇、吊扇、和工业用鼓风机。
专利文献1特开平9-133092号专利文献2特开平11-136989号发明内容然而，如上所述的风扇和风机在结构上存在如下问题，即为了将电动机配置在旋转叶片或者板片的中心，在设计上不得不将支柱或者支承体变得很大。
另外，作为近年来消费者的愿望，希望开发出旋转能量的效率良好且机械部件少、维修保养可以简便进行的电动旋转装置和使用此装置的电风扇、电动鼓风机。
本发明的发明人为了解决上述问题，经过精心研究发现通过将线圈缠绕在圆环体上，并将永久磁铁安装在与该圆环体相对的旋转体(例如，叶片等)上，从而可以很容易获得磁通势，将其转换成动力，并且开发出了本发明的电动旋转装置以及使用了该装置的电风扇、电动鼓风机以及电动机等。
也就是说，本发明提供了一种电动旋转装置，包括圆环体，与圆环体相对设置并可旋转的旋转体，所述圆环体包括铁芯材料，其上设有线圈部，所述线圈部包括以相反方向相互交替缠绕的方式缠绕的线圈，在所述旋转体上以N极和S极相互交替的方式设置有磁铁部，所述磁铁部与所述线圈部相对。由此，使得在所述线圈通电获得磁通势后，旋转体可相对于圆环体转动。
根据本发明的一种实施方案，所述旋转体可以是设置于所述圆环体内部的叶片，所述叶片的末端与所述圆环体内周相对，所述磁铁部设置在所述叶片的末端。
根据本发明的另一种实施方案，所述旋转体可以是与所述圆环体平行地设置的叶片，在所述叶片上与所述圆环体相对的位置设有切口部，并且在所述切口部的内侧面或者端面设有所述磁铁部。所述切口部可位于所述叶片的末端或侧部。
通过如上所述的本发明的电动旋转装置，利用市场上出售的风扇模壳和叶片简便地以电力驱动，作为应用产品，可以用作电风扇、电动鼓风机或者电动机等。
根据本发明的另外的实施方案，所述旋转体可以是分别位于所述圆环体两侧的圆形风扇体，每个所述圆形风扇体可以是具有例如公知的西罗克风扇体的形式，由与所述圆环体共心的轴部支承，所述磁铁部设置在所述圆形风扇体的与所述圆环体相对的端部。
根据本发明的又一实施方案，所述旋转装置可进一步包括外壳，所述圆环体设置于所述外壳内。所述外壳的面对所述旋转体的内表面可以是非磁性的。
根据本发明的又一实施方案，所述圆环体可进一步包括导轨，所述导轨由非磁性材料构成。在此情况下，所述旋转体为磁轮，其与所述导轨接触，其中心部固定在所述圆环体上。所述磁铁部以N极和S极相互交替的方式设置在所述磁轮的外周部。
根据本发明的又一实施方案，所述电动旋转装置进一步包括直径比所述圆环体大的另一圆环体，所述两个圆环体同心设置；位于所述两个圆环体之间的另一旋转体，所述另一旋转体可围绕其中直径较小的圆环体的中心旋转；以及在所述另一旋转体末端以N极和S极相互交替的方式设置的另一磁铁部，其与所述线圈部相对。在该方式中，所述的旋转体可以是叶片。
本发明产品由于在模壳上缠绕圆环体的铁芯线圈，或者埋入空芯线圈，并在旋转体上对应地设置多个永久磁铁，从而用很少的电力就可以获得磁通势，因此无需使用如现有技术中的电动机，从而可以减轻整个装置的重量。
图1所示的是本发明电动旋转装置的主视图；图2所示的是使用了图1电动旋转装置的电风扇的立体图；图3所示的是使用了图1电动旋转装置的电动鼓风机的立体图；图4所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的主视图；图5a至图5c所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的主视图；图6所示的是图5b的截面图；图7所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的截面图；图8所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的主视图；图9所示的是本发明另一实施方案的电动鼓风机的立体图。
附图标号的说明1圆环体 2右缠绕线圈 3左缠绕线圈4磁铁N极5磁铁S极 6叶片7轴部 8传感器 9开关电路10DC(直流)电源 11风扇12叶片部13支柱部 14基座部15圆环体16支柱17支柱根部18上面板19操作按钮20带导轨的圆环体21右缠绕线圈22左缠绕线圈 23导轨24磁轮N极 25磁轮S极 26传感器
27DC电源 28开关电路 30电动鼓风机31鼓风机外壳 32叶片部 33旋转轴34安装板 35圆环体 36带轴套的叶片37轴部38支架 39切口部40磁铁部 41框体 42挟持叶片的圆环体43内叶片 44外叶片 45支轴46上部圆形叶片47下部圆形叶片具体实施方式
下面，将参照附图对本发明进行详细说明，但是本发明并不局限于这些例子。
实施例1图1所示的是本发明电动旋转装置的主视图。本发明的电动旋转装置由圆环体1和与该圆环体1内周部相对的叶片6构成。其中，圆环体1由铁芯形成，在其周围以右缠绕线圈2以及左缠绕线圈3相互交替的方式将线圈缠绕成螺旋式，另外，在上述叶片6的末端以N极(以下称为磁铁N极4)和S极(以下称为磁铁S极5)相互交替的方式安装磁铁，借助开关操作通过接通DC电源10进行电动旋转，这样就可以在获得磁通势的同时，使叶片旋转。
实施例2图2所示的是使用了实施例1所示的电动旋转装置的电风扇的立体图。此电风扇以将圆环体15和与该圆环体15的内周部相对的叶片6固定在支柱16上的方式构成。其中，圆环体15由铁芯形成，其上以右缠绕线圈2以及左缠绕线圈3相互交替的方式将线圈缠绕成螺旋状。在上述叶片6的末端以相互交替的方式安装磁铁N极和磁铁S极，在通过电力的作用获得磁通势的同时，使叶片旋转。
在将六个宽度为30cm的叶片6安装在直径为10mm的轴部上的同时，以N极和S极相互交替的方式将永久磁铁安装在该叶片6的末端，另外，在圆环体的铁芯上相互交替地缠绕右缠绕线圈和左缠绕线圈，形成线圈部。在由电源输送AC(交流)100V的电力产生转速为1000rpm/min的旋转磁场的情况下，测定风速为170m/min、风力为46m3/min，而且检查耗电量的结果为22W。与相同形状的市场上出售的风扇的耗电量为44W相比，本发明的电风扇用大约一半的耗电量就可以获得相同或更大的风速以及风力。
实施例3图3所示的是使用了实施例1的电动旋转装置的电动鼓风机30的立体图。此电动鼓风机30由固定在外壳31内部的圆环体、和支承与该圆环体内周相对的叶片32的旋转轴33构成。
在此情况下，上述圆环体由铁芯形成，其上以右缠绕线圈和左缠绕线圈相互交替的方式将线圈缠绕成螺旋形。另外，在上述叶片的末端以磁铁N极和磁铁S极相互交替的方式安装磁铁。由此，在通过电力的作用获得磁通势的同时，使叶片旋转。
在此情况下，在鼓风机外壳中，面对叶片部的内表面为非磁性体，从而防止磁力的分散。
实施例4图4所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的主视图。此电动旋转装置由带导轨23的圆环体20和与该导轨接触且中心部固定在圆环体上的磁轮24、25构成。
在此情况下，上述带导轨的圆环体20由铁芯材料形成，而导轨部分23由非磁性材料构成。在圆环体上以右缠绕线圈21和左缠绕线圈22相互交替地缠绕成螺旋式的线圈。另外，将上述磁轮安装在圆环体上，上述磁轮的外侧整个周部由磁铁N极和磁铁S极相互交替地形成。通过电力的作用在获得磁通势的同时，使磁轮旋转。
实施例5虽然图中没有示出，但实施例4的电动旋转装置还可以作为电动机使用。此电动机以将带导轨的圆环体和与该导轨接触且中心部固定在圆环体上的磁轮固定在支柱上的方式构成。其中，上述带导轨的圆环体中的圆环体20由铁芯材料形成，而导轨部分由非磁性材料构成。在圆环体上以右缠绕和左缠绕相互交替的方式成螺旋状地缠绕有线圈。另外，将上述磁轮安装在圆环体上，上述磁轮的外侧整个周部由磁铁N极和磁铁S极相互交替地形成。这样，在通过电力的作用获得磁通势的同时，使磁轮旋转。
作为利用此电动机的装置，可以应用于如不具有旋转轴的电动鼓风机、电动螺旋桨、直接使内部的滚筒旋转的洗衣机、圆管状风道中的鼓风机、泵等在中心没有使用轴的装置。
实施例6图5a至图5c是从支架侧观察到的图，表示出了在另一实施方案的电动旋转装置中，安装在支架的任意位置上的圆环体和叶片的关系，图6是图5b的截面图。
本实施例中的电动旋转装置包括设置在支架38的任意位置上的圆环体35、设置在该圆环体35的中心的轴部37、以及可以围绕该轴部旋转的带轴套的叶片36。上述圆环体35为线圈部。其中，铁芯线圈与实施例1至5相同地沿着圆环体配置，并且右缠绕线圈以及左缠绕线圈相互交替地螺旋缠绕。在叶片的与上述线圈部相对的位置上设有切口部39，并且在切口部39的两侧或者端面设有磁铁N极和磁铁S极相互交替安装的磁铁部40。这样，在通过电力的作用获得磁通势的同时，使叶片旋转。
在此旋转装置中，可以根据叶片的尺寸，与其任意的部位相对来设置圆环体35，并且如实施例1至5所示，右缠绕线圈以及左缠绕线圈相互交替地螺旋缠绕在圆环体上，从而形成线圈部。
在与此线圈部相对的叶片上设有切口部39，并且在切口部内侧面或者端面设有磁铁N极和磁铁S极相互交替安装的磁铁部40。此磁铁部40起到环状的磁铁转子的作用。
实施例7
图7所示的是本发明另一实施方案的电动旋转装置的截面图。此电动旋转装置具有由作为轴的轴部37支承的多个叶片36；和与上述叶片的外周部相对的圆环体35，上述圆环体35为线圈部(图中未示出)。其中，沿着安装在外壳41上的圆环壳体配置铁芯线圈(图中未示出)，并且右缠绕线圈以及左缠绕线圈相互交替地螺旋缠绕。在与上述线圈部相对的叶片上设有切口部39，并且在切口部内侧面或者端面设有磁铁N极和磁铁S极相互交替安装的磁铁部40。通过电力的作用在获得磁通势的同时，使叶片旋转。
在与此线圈部相面对的叶片上设有切口部39，并且在切口部两侧或者一端面设有磁铁N极和磁铁S极相互交替安装的磁铁部40，此磁铁部40起到环状的磁铁转子的作用。
实施例8图8所示的是本发明又一实施方案的电动旋转装置的截面图。此电动旋转装置具有尺寸小的和尺寸大的圆环体35、42，并且多个叶片43、44分别在上述圆环体内部旋转。上述小圆环体35为线圈部。其中，铁芯线圈沿着小圆环体35配置在该圆环体的外表面和内表面上，并且右缠绕线圈以及左缠绕线圈相互交替地螺旋缠绕。在与上述线圈部相对的小圆环体内部的叶片末端设有以磁铁N极和磁铁S极相互交替的方式安装磁铁的第一磁铁部，在与上述线圈部相对的大圆环体42内部的叶片末端设有安装有磁铁的第二磁铁部。通过电力的作用在获得磁通势的同时，使叶片沿相同方向或者相反方向旋转。
在与此线圈部相对的叶片处设有磁铁部40，其中以磁铁N极和磁铁S极相互交替的方式安装有磁铁。此磁铁部40起到环状的磁铁转子的作用，使内叶片43和外叶片44沿相同方向或者相反方向旋转。
在海水中使用的潜水用操舵机中，作为实用工具如果使用这样的用一个旋转装置向相反方向旋转的旋转装置，则在用两个旋转装置并使其反方向旋转时不会产生行驶过程中的晃动，从而可以使潜水用的操舵机的操作更简便，而在现有的通过一个叶片的旋转进行操作时，在行驶过程中会前后左右晃动。
实施例9图9所示的是被称为所谓西罗克风扇的风扇立体图。此风扇为由以轴部支承的多个圆形风扇体和圆环体构成的旋转装置，上述圆环体为线圈部。其中，铁芯线圈沿着圆环体配置，并且右缠绕线圈以及左缠绕线圈相互交替地螺旋缠绕。在与上述线圈部相对的上部圆形风扇体的端部设有安装有磁铁的第一磁铁部，在与上述线圈部相对的下部圆形风扇体的端部设有安装有磁铁的第二磁铁部，通过电力的作用在获得磁通势的同时，使叶片沿相同方向或者相反方向旋转。
在与此线圈部相互面对的叶片的部位上设有以磁铁N极和磁铁S极相互交替的方式配置的磁铁部40，此磁铁部40起到环状的磁铁转子的作用，使上部圆形叶片46和下部圆形叶片47沿相同方向或者相反方向旋转。
现有的西罗克风扇体由于只有一个圆形风扇体，从而限定了其鼓风能力。但是，本实施例的西罗克风扇体由于可以使两个风扇体同时沿相同方向或者相反方向旋转，所以与现有的风扇体相比具有两倍以上的鼓风能力，并且证实了其旋转所消耗的电量为现有风扇体的至少一半以下。
权利要求
1.一种电动旋转装置，其特征在于，包括圆环体和与圆环体相对设置并可旋转的旋转体，所述圆环体包括铁芯材料，其上设有线圈部，所述线圈部包括以相反方向相互交替缠绕的方式缠绕的线圈，在所述旋转体上以N极和S极相互交替的方式设置有磁铁部，所述磁铁部与所述线圈部相对。
2.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，所述旋转体为设置于所述圆环体内部的叶片，所述叶片的末端与所述圆环体内周相对，所述磁铁部设置在所述叶片的末端。
3.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，所述旋转体为与所述圆环体平行地设置的叶片，在所述叶片上与所述圆环体相对的位置设有切口部，并且在所述切口部的内侧面或者端面设有所述磁铁部。
4.根据权利要求3所述的电动旋转装置，其特征在于，所述切口部位于所述叶片的末端或侧部。
5.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，所述旋转体为分别位于所述圆环体两侧的圆形风扇体，其由与所述圆环体共心的轴部支承，所述磁铁部设置在所述圆形风扇体的与所述圆环体相对的端部。
6.根据权利要1或2所述的电动旋转装置，其特征在于，进一步包括外壳，所述圆环体设置于所述外壳内，所述外壳的面对所述旋转体的内表面为非磁性的。
7.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，所述圆环体进一步包括导轨，所述导轨由非磁性材料构成，所述旋转体为磁轮，其与所述导轨接触，其中心部固定在所述圆环体上，所述磁铁部以N极和S极相互交替的方式设置在所述磁轮的外周部。
8.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，进一步包括直径比所述圆环体大的另一圆环体，所述两个圆环体同心设置；位于所述两个圆环体之间的另一旋转体，所述另一旋转体可围绕所述圆环体的中心旋转；在所述另一旋转体末端以N极和S极相互交替的方式设置的另一磁铁部，其与所述线圈部相对。
9.根据权利要求8所述的电动旋转装置，其特征在于，所述旋转体为叶片。
全文摘要
本发明提供一种新型电动旋转装置以及使用了该装置的电风扇、电动鼓风机以及使用新型电动机的不具有旋转轴的电动鼓风机、电动螺旋桨、直接使内部滚筒旋转的洗衣机、圆管风道中的鼓风机、泵。现有的电风扇或者鼓风机等电动旋转装置因为普遍将叶片安装在电动机的输出轴上，通过电动机使叶片旋转从而实现鼓风，所以不得不在叶片的中心位置配置电动机，存在空气的流动受到电动机的阻碍、降低鼓风效率的问题。为了不使用现有的电动机驱动并减轻重量，本发明通过在圆环体上缠绕线圈，在与该圆环体内周部相对的叶片上安装永久磁铁，由此可容易获得磁通势，将其转变为动力。
文档编号F04D25/00GK1727687SQ20051008557
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月25日 优先权日2004年7月27日
发明者郡聪, 滨崎正尚, 水岛保男 申请人:金星日本有限会社