JP2003009461A - バイパス吐出しモータアセンブリ、モータアセンブリ用マフラ及びモータアセンブリ用冷却ファンハウジング - Google Patents
バイパス吐出しモータアセンブリ、モータアセンブリ用マフラ及びモータアセンブリ用冷却ファンハウジングInfo
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Abstract
を著しく減少せしめるモータ冷却ファンハウジングを提
供すること。 【解決手段】 騒音の減少を改善するバイパス吐出しモ
ータアセンブリ10であって、回転可能なシャフト18
を有するモータアセンブリ14を包含する。作動空気フ
ァンアセンブリ12及び冷却ファン32は、シャフト1
8により回転させられる。冷却ファンハウジング20
は、モータハウジング14に連結されて冷却ファン32
を部分的に取り囲む。冷却ファンハウジング20は、冷
却ファン32により冷却ファンハウジング20内に吸い
込む冷却空気を半径方向に受け入れる少なくともひとつ
の半径方向空気入口ポート60(図3),120(図
5)を有する。
Description
源とを別々に設けているバイパスバキュームモータのよ
うな電気エネルギを機械エネルギに変換する機械の技術
分野に属するものである。このような機械においては、
ひとつのファン系統で作動空気を動かし、もうひとつの
ファン系統でモータに周囲空気を吸い込んでモータの巻
線を冷却するのが典型的である。特に本発明は、モータ
の冷却ファンにより発生する騒音(ノズル)の量を著し
く減少せしめるために冷却空気を半径方向に流入するた
めに設けられているマフラを備えているモータ冷却ファ
ンハウジングに関する。
いて周知である。一例をあげると、水を含んだ作業空気
を吸い出す湿式真空掃除機がある。作業空気は水やほこ
りのような異物を含んでいるので、このモータを冷却す
るために流す空気流れを発生させるのには別のファンを
設けている。もしモータが冷却されなければ、モータの
寿命は著しく短くなってしまう。
ことであるが、バキュームモータの作動時の騒音レベル
は比較的高く、これが関心事となっている。この騒音
は、ファン及びこれに隣接する構体の固定部分のところ
をファン先端がかすめて通るときに発生する。この騒音
は音としてもうるさいばかりでなく、エネルギの損失と
もなっている。このため、バキュームモータの騒音の量
を減少せしめることが望まれている。
センブリとは別個のハウジング内にモータを保持すると
いうことが行われていた。典型的には、このモータハウ
ジングの上にモータ冷却ファンハウジングを設けて、こ
の中にファンを収容し、これにより冷却空気をモータに
流すのである。冷却ファンの騒音を減少せしめるひとつ
の改善が米国特許第4,684,835号明細書に開示
されている。この米国特許においては、空気はモータ冷
却ファンによりモータ冷却ファンハウジング内に軸方向
に吸い込まれる。この米国特許の発明の内容は、冷却フ
ァンに関して空気入口を半径方向に向け先細りにした構
成にしたことにある。これは従来技術よりも優れた改善
であると分かっているけれども、空気が依然として軸方
向に吸い込まれ、そして例えば騒音が冷却ファン及びこ
れを囲繞しているハウジングから容易に発生する。
らモータ内へ空気流れを、乱流、動揺、空気の脱渦流を
生ぜずに騒音をなくすようにして、取込んでいくモータ
冷却ファンハウジングが当業界で要望されているもので
ある。
は、モータ冷却ファンの上に配設されている半径方向空
気入口を有するモータ冷却ファンハウジングを提供する
ことにある。
ファンハウジングであって、冷却ファンの上の平面内に
配設されているマフラを包含し、このマフラが周囲空気
を冷却ファンの上の領域に半径方向に吸い込み、それか
ら集合した空気を軸方向に吸い込むようにしたモータ冷
却ファンハウジングを提供することにある。
冷却ファンハウジングであって、マフラが頂板から延び
ている複数のベーンを包含し、各隣接するベーン間に半
径方向空気入口ポートを形成しているモータ冷却ファン
ハウジングを提供することにある。
冷却ファンハウジングであって、各ベーンが、頂板の外
周部と同心的に整列させられている外側半径方向部分
と、この外側半径方向部分から頂板の中心に向かって延
びている内側半径方向部分とを有するようにベーンを構
成するようにしたモータ冷却ファンハウジングを提供す
ることにある。
であって、単位体の構成であり既存の冷却ファンモータ
に適応することができるマフラを提供すること、又は冷
却ファンハウジングと一体になっているマフラを提供す
ることにある。
であって、頂板と実質的に平行なファン板を備え、また
複数の外周壁がファン板を頂板に接続し、更に外側曲線
状壁が対応する外周壁から内向きに延びているマフラを
提供することにある。
であって、各曲線状壁が対応する外周壁から内向きに延
び、これにより半径方向空気入口ポートがファン板と頂
板との間の中心部に設けられている流れ開口に続いてい
るマフラを提供することにある。
であって、ファン板が流れ開口に隣接している複数のノ
ッチを有し、これらの各ノッチが各隣接する曲線状壁間
に配設されているマフラを提供することにある。
改善するバイパス吐出しモータアセンブリであって、回
転可能なシャフトを有するモータハウジングと、前記シ
ャフトにより回転させられる作動空気ファンアセンブリ
と、前記シャフトにより回転させられる冷却ファンと、
前記モータハウジングに連結されて前記冷却ファンを部
分的に取り囲む冷却ファンハウジングとを包含し、前記
冷却ファンハウジングが前記冷却ファンにより前記冷却
ファンハウジング内に吸い込む冷却空気を半径方向に受
け入れる少なくともひとつの半径方向空気入口ポートを
有しているモータアセンブリ、により達成される。
ァンを包含するモータアセンブリ用のマフラであって、
頂板と、この頂板から延びている複数のベーンと、これ
ら複数のベーンの少なくとも一部分から延びている側壁
とを包含し、前記ベーンの各々が、前記頂板の外周部と
整列させられている外側半径方向部分と、前記頂板の外
周部から前記頂板の中心に向かって延びている内側半径
方向部分とを有し、かつ前記側壁が前記モータアセンブ
リに連結されるようになっているマフラ、により達成さ
れる。
ァンを包含するモータアセンブリ用の冷却ファンハウジ
ングであって、側壁と、この側壁から一体に延びている
マフラとを包含し、前記マフラが前記冷却ファンにより
前記冷却ファンハウジング内に吸い込まれる空気を受け
入れる少なくともひとつの半径方向空気入口ポートを有
し、かつ前記マフラが、頂板と、ファン室壁と、前記頂
板の少なくとも一部分を前記ファン室壁に接続する複数
の外周壁と、前記頂板と実質的に平行なファン板と、こ
のファン板を前記頂板に接続する複数の外側曲線状壁と
を包含し、前記外側曲線状壁の各々が前記外周壁の対応
するひとつから延びており、かつ前記外側曲線状壁の各
々が前記対応する外周壁から内向きに延びている冷却フ
ァンハウジング、により達成される。
も優れている本発明の利点(これらの利点は下記の説明
から明らかになるであろう)は、以下に述べられている
と共に特許請求の範囲に記載されている改善により達成
される。
するために、下記の詳細な説明及び添付図面が次に参照
される。
するに、バイパス吐出しモータアセンブリは符号10に
より総括的に示されている。このアセンブリ10は、符
号12により総括的に示されている作動空気ファンアセ
ンブリを包含する。そして、このアセンブリ12は、当
業界においてよく知られていると同様に、シャフト18
を回転せしめるモータ16を包含するモータハウジング
14に関して軸方向に配設されている。符号20により
総括的に示されている冷却ファンハウジングは、作動空
気ファンアセンブリ12と反対側の位置でモータハウジ
ング14に連結されている。アセンブリ12は、作動空
気ファン22を包含し、また必要とならば固定ファン2
4を包含する。これらのファン22及び24は、空気入
口28を形成するシュラウド26により囲繞されてい
る。モータ16の作動により、シャフト18は作動空気
ファン22を回転せしめ、空気入口28を通して作動空
気を吸い込む。作動空気は、それから、適当な設備での
使用のために吐出し部30を通してファン22によリ追
い出される。
ジング14にしっかりと取り付けられて、冷却ファン3
2を取り囲む。従来技術の説明で述べたように、冷却フ
ァンハウジング20は、この冷却ファンハウジングを通
して空気をモータハウジング14内に吸い込むための複
数の軸方向開口34を有する。これらの軸方向開口は、
すべて、冷却ファン32の外側に位置する。ハウジング
20は、差込み用環状溝36を有する。ハウジング14
及び20は、冷却空気がモータの巻線を通過した後にこ
の冷却空気を放出する目的のための複数の流出穴38を
包含する。
号40により総括的に示されている半径方向流入冷却フ
ァンハウジングアダプタがモータ冷却ファンハウジング
20に連結されている。このアダプタ40は、摩擦ばめ
により、又は例えばねじ、クリップのような機械的な固
定具により、若しくはこれらと機能が同等な手段によ
り、冷却ファンハウジング20に取り付けられる。そし
て、このアダプタ40は、冷却ファンハウジング20の
上の平面内に配設されているマフラ42を包含する。マ
フラ42は頂板44を包含し、この頂板は外周部46と
冷却ファン32から遠く離れて面する露出表面48とを
有する。頂板44は、また、冷却ファン32に面する内
側表面50を有する。ファン板54はマフラ42から延
びており、本例において、ファン板は前記頂板44と実
質的に平行である。また、側壁56が前記ファン板54
から下向きにかつ実質的に垂直に延びている。複数の摩
擦リブ58が、アダプタをファンハウジング20に連結
する目的のために側壁56の外面又は内面に設けられ
る。実際に、図1に見られるように、側壁56は環状溝
36内に受け入れられる。
されている複数の均一に配設された半径方向空気入口ポ
ートを包含する。各半径方向空気入口ポート60は、マ
フラ42のまわりに半径方向に配設されて、最初に冷却
空気を冷却ファンハウジング内に半径方向に引き込み、
それから冷却空気をハウジングを通して軸方向に再び向
ける。これらのポート60は、頂板44とファン板54
との間に形成されていると共に、これらの板間に配設さ
れている複数のベーン62を有し、これらのベーン62
は外周部46から内向きに曲線状に延びている。各ベー
ン62は、外周部46と同心的に整列させられている外
側半径方向部分64を包含する。好適には、外側半径方
向部分64は頂板44の外周部と一致する。しかしなが
ら、この外側半径方向部分64は頂板よりも直径を小さ
くすることができる。いずれの場合においても、各外側
半径方向部分64は外周部46から頂板44の中心に向
かって内向きに延びる。内側案内部分66は、中央室6
8を形成するために頂板44の中心に到達する前に終っ
ている。部分64及び66の位置及び曲率は、ハウジン
グを通しての空気流れを最大にしまたファン32により
発生する騒音を最小にするように調整することができる
ことを認識されよう。ポート60は、各外側半径方向部
分が板44と54との間に延びる傾斜縁70を有してい
ることにより、更に限定されている。そして、ポート縁
72は外周部から頂板の中心に向かって内向きに垂直に
延びている。
ハウジング20にこれら2つの要素間の簡単な摩擦ばめ
でもって取り付けることができる。ファン板54は、マ
フラ42が冷却ファン32の上の平面内に維持されるこ
とを保証するために使用されていることを認識されよ
う。冷却ファン32が回転すると、空気はポート60を
通して引き込まれ、それからベーン62によって中央室
68内に案内される。空気が中央室68内に集まって旋
回すると、空気はそれから冷却ファン32により軸方向
に引き出され、モータ16内の主熱発生要素であるモー
タの巻線を横切って排出される。冷却空気は、モータの
巻線により発生した熱を消散せしめ、穴38を通して排
出される。アダプタ40及びその関連する構成が従来例
の冷却ファンにより発生する騒音の量を約2dBほど減
少せしめることが認められている。これは、当業界にお
いては顕著な改善である。アダプタ40は、特に、当業
界にすでに存在しているモータアセンブリを改装するた
めに適当である。
流入冷却ファンハウジングは符号100により総括的に
示されている。このハウジング100は、上記アダプタ
とは、半径方向入口ポート及びその関連するマフラ構成
要素が冷却ファンハウジングと一体にされている点にお
いて異なっている。すなわち、ハウジング100は符号
102により総括的に示されているマフラを包含する。
そして、このマフラ102からファン室壁104が下向
きに延びており、またこのファン室壁104から面取り
部106が延びており、更にこの面取り部106から側
壁108が延びている。更にまた、面取り部106の両
端から一対のブラシホルダ110が延びており、これら
のブラシホルダ110はモータ16の作動に使用される
一対のカーボンブラシを保持する。
外周壁114を有する頂板112を包含する。この頂板
112は、冷却ファン32から遠く離れた面する露出表
面116を有する。この露出表面の反対側は、図6に最
も良く見られる内側表面118である。
数の半径方向空気入口ポートが、マフラ102のまわり
に半径方向に配設されている。上記マフラ42の作動に
おいて述べた方法とほとんど同じ方法により、冷却ファ
ン32の回転が空気を最初に半径方向に吸い込み、それ
から空気が冷却ファンによる軸方向移動のためにマフラ
102内に集まる。頂板112は、もし必要ならば、シ
ャフト18に接近することを許す主たる目的のために中
央穴122を設けることができる。この場合、穴122
による騒音の減少及び空気流れの利益は取るに足らない
ものと考えられる。
126にまで延びている一連の外側曲線状壁124を包
含する。ファン板126は、頂板112に関して実質的
に平行である。また、ファン板126はファン室壁10
4から実質的に垂直に延びている。各外側曲線状壁12
4は対応する外周壁114から頂板の中心に向かって内
向きに垂直に延びていることを認識されよう。ポート縁
128は、各外周壁114から頂板112の中心に大体
向かって内向きに垂直に延びている。各内側曲線状壁1
30がポート縁128のところで各外側曲線状壁124
に面しており、これらの各内側曲線状壁130は、本質
的に、次に隣接する外側曲線状壁と対向する表面であ
る。内側曲線状壁130は、半径方向空気入口ポート1
20においてファン板と頂板との間に延びている。外周
壁114において、各内側曲線状壁130は頂板とファ
ン板との間に延びている傾斜縁134を有する。
124,130は内側表面118に沿って頂板の中心に
大体向かって延びている。したがって、半径方向空気入
口ポート120はハウジング100の内部を符号136
により総括的に示されている全開口にまで延びている。
ファン板126には複数のノッチ138が設けられてお
り、これらのノッチ138は本実施例では外側と内側と
の曲線状壁124と130とを面することにより形造ら
れて境界が定められている。当業者には、ノッチ138
は冷却空気の流れを促進せしめまた冷却ファンにより発
生する騒音を減少せしめるような形状のタイプに設ける
ことができることを認識されよう。内側曲線状壁130
及び外側曲線状壁124は、これらの曲線状壁が頂板1
12の中心に到達する前に、フィンガー40で収れんし
ている。フィンガー140の端は、空気集合室142を
形成するために所定の同心区域で終っている。本例にお
いて、冷却ファンは冷却ファン板126の下に配設され
ている。したがって、空気は主として入口ポート120
から半径方向に吸い込まれ、それから空気集合室142
の付近で軸方向に変えられる。この好適な実施例におい
て、ファンはファン板の下に配設されているけれども、
ハウジングは冷却ファンのブレードが空気集合室内にま
で延びて空気流れ特性を更に改善するような構造にする
ことができることを認識されよう。
ハウジング及び単位アダプタの構成では、ソリッドの頂
板が音に対しての本質的なバリヤを形成し、一方半径方
向空気入口ポートが側部においける音を弱めて、騒音が
容易に消散されて減少させられる。一体型の実施例にお
いては、テストによれば従来技術の構成以上に騒音の減
少があり、全体として4.0dB(A)ほどであること
がわかった。冷却ファンの外周部に関して半径方向の位
置に空気入口を設けることにより、ファンにより発生し
た騒音が主としてモータハウジング内に反射されて戻さ
れるものと推測される。したがって、冷却ファンの軸方
向又は円筒形コーンから離れた位置に空気入口ポートを
設けることにより、騒音はモータハウジング内に封じ込
められ、一方コーン内の空気はそれから軸方向に再び向
けられる。換言すれば、本発明は冷却ファンの正常の軸
方向流れから離れた位置に設けられている半径方向空気
入口ポートを提供するものである。そして、半径方向空
気入口流れを冷却ファンの軸方向空気流れに向けること
により、著しい騒音現象が実現されることを認識すべき
である。また、ベーンの位置と形状とを適合せしめるこ
とにより、空気流れが悪影響されないこともわかってい
る。
した構成及びその使用方法によって達成されることがわ
かったであろう。また、特許法の規定に従って本発明の
最良の形態の好適な実施例についてのみ詳細に述べたけ
れども、本発明はこのような特定の実施例に又はこれに
より限定されるものではないことを理解されよう。した
がって、本発明の真の範囲を認識するためには、特許請
求の範囲の記載を参照すべきである。
アセンブリの側面図であって、右半分を断面で示してい
る。
能な単位マフラの側面図である。
であって、一部分を切断して示している。
分を切断して示している。
ているモータ冷却ファンハウジングの、頂部側からの斜
視図である。
の、底部側からの斜視図である。
Claims (10)
- 【請求項1】騒音の減少を改善するバイパス吐出しモー
タアセンブリであって、回転可能なシャフトを有するモ
ータハウジングと、前記シャフトにより回転させられる
作動空気ファンアセンブリと、前記シャフトにより回転
させられる冷却ファンと、前記モータハウジングに連結
されて前記冷却ファンを部分的に取り囲む冷却ファンハ
ウジングとを包含し、前記冷却ファンハウジングが前記
冷却ファンにより前記冷却ファンハウジング内に吸い込
む冷却空気を半径方向に受け入れる少なくともひとつの
半径方向空気入口ポートを有しているモータアセンブ
リ。 - 【請求項2】請求項1記載のモータアセンブリにおい
て、前記冷却ファンハウジングがこの冷却ファンハウジ
ングに取り付けられている単位マフラを包含し、この単
位マフラが複数の前記半径方向空気入口ポートを有して
いるモータアセンブリ。 - 【請求項3】請求項2記載のモータアセンブリにおい
て、前記単位マフラが頂板とこの頂板から下に延びてい
る複数のベーンとを包含し、これらの各ベーンが、前記
頂板の外周部と整列させられている外側半径方向部分
と、前記頂板の外周部から前記頂板の中心に向かって延
びている内側半径方向部分とを有し、前記頂板、前記複
数のベーン及び前記冷却ファンハウジングが前記複数の
半径方向空気入口ポートを形成しているモータアセンブ
リ。 - 【請求項4】請求項1記載のモータアセンブリにおい
て、更に、前記冷却ファンハウジングと一体であるマフ
ラと、前記冷却ファンハウジングから延びている一対の
対向ブラシホルダとを包含し、前記マフラが複数の前記
半径方向空気入口ポートを有しているモータアセンブ
リ。 - 【請求項5】請求項4記載のモータアセンブリにおい
て、前記マフラが、頂板と、ファン室壁と、前記頂板の
少なくとも一部分を前記ファン室壁に接続する複数の外
周壁と、前記頂板と実質的に平行なファン板と、このフ
ァン板を前記頂板に接続する複数の外側曲線状壁とを包
含し、前記外側曲線状壁の各々が前記外周壁の対応する
ひとつから延びており、かつ前記外側曲線状壁の各々が
前記対応する外周壁から内向きに延びており、更に前記
半径方向空気入口ポートの各々が前記頂板、前記ファン
板及び前記外周壁のひとつにより形成されているモータ
アセンブリ。 - 【請求項6】請求項5記載のモータアセンブリにおい
て、前記ファン板がこのファン板を貫通していると共に
前記冷却ファンと実質的に同心的に整列させられている
流れ開口を有し、これにより前記冷却ファンの回転が冷
却空気を前記流れ開口及び前記半径方向空気入口ポート
を通して吸い込み、前記モータアセンブリを横切って排
出せしめ、更に前記ファン板が前記流れ開口と隣接する
複数のノッチを有し、これらの各ノッチが2つの隣接す
る曲線状壁間に配設されているモータアセンブリ。 - 【請求項7】請求項5記載のモータアセンブリにおい
て、前記ファン板が前記頂板の下に配設されていると共
に、前記冷却ファンが前記ファン板の下に配設されてい
るモータアセンブリ。 - 【請求項8】冷却ファンを包含するモータアセンブリ用
のマフラであって、頂板と、この頂板から延びている複
数のベーンと、これら複数のベーンの少なくとも一部分
から延びている側壁とを包含し、前記ベーンの各々が、
前記頂板の外周部と整列させられている外側半径方向部
分と、前記頂板の外周部から前記頂板の中心に向かって
延びている内側半径方向部分とを有し、かつ前記側壁が
前記モータアセンブリに連結されるようになっているマ
フラ。 - 【請求項9】冷却ファンを包含するモータアセンブリ用
の冷却ファンハウジングであって、側壁と、この側壁か
ら一体に延びているマフラとを包含し、前記マフラが前
記冷却ファンにより前記冷却ファンハウジング内に吸い
込まれる空気を受け入れる少なくともひとつの半径方向
空気入口ポートを有し、かつ前記マフラが、頂板と、フ
ァン室壁と、前記頂板の少なくとも一部分を前記ファン
室壁に接続する複数の外周壁と、前記頂板と実質的に平
行なファン板と、このファン板を前記頂板に接続する複
数の外側曲線状壁とを包含し、前記外側曲線状壁の各々
が前記外周壁の対応するひとつから延びており、かつ前
記外側曲線状壁の各々が前記対応する外周壁から内向き
に延びている冷却ファンハウジング。 - 【請求項10】請求項9記載の冷却ファンハウジングに
おいて、前記ファン板がこのファン板を貫通していると
共に前記冷却ファンと実質的に同心的に整列させられて
いる流れ開口を有し、これにより前記冷却ファンの回転
が冷却空気を前記流れ開口及び前記半径方向空気入口ポ
ートを通して吸い込み、前記モータアセンブリを横切っ
て排出せしめ、更に前記ファン板が前記流れ開口と隣接
する複数のノッチを有し、これらの各ノッチが2つの隣
接する曲線状壁間に配設され、かつ前記ファン板が前記
頂板の下に配設されていると共に、前記冷却ファンが前
記ファン板の下に配設されている冷却ファンハウジン
グ。
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