【手続補正書】
【提出日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  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
【特許請求の範囲】
【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体マフラを包含し、この単体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、前記単体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つの隣接する前記外側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つの隣接する前記外側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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、作業又は作動空気源とモータの冷却空気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。
【０００２】
【背景技術】
バイパスバキュームモータは、当業界において周知である。一例をあげると、水を含んだ作動空気を吸い出す湿式真空掃除機がある。作動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。
【０００３】
すべてのバキュームモータについていえることであるが、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。
【０００４】
従来、作動空気を吸い込むためのファンア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。
【０００５】
したがって、空気入口がハウジングの外か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。
【０００６】
【発明の開示】
以上から明らかなように、本発明の目的は、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。
【０００７】
本発明の他の目的は、上述したモータ冷却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。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、上述したモータ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。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、上述したモータ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。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、上述したマフラであって、単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。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、上述したマフラであって、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。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、上述したマフラであって、各外側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。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、上述したマフラであって、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外側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。
【００１４】
本発明の以上述べた目的は、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、により達成される。
【００１５】
本発明の以上述べた目的は、また、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、により達成される。
【００１６】
本発明の以上述べた目的は、更に、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、により達成される。
【００１７】
本発明の以上述べた目的及び従来技術より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。
【００１８】
本発明の目的、技術及び構成を完全に理解するために、下記の詳細な説明及び添付図面が次に参照される。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
図１〜図４を参照するに、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２４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。
【００２０】
冷却ファンハウジング２０は、モータハウジング１４にしっかりと取り付けられて、冷却ファン３２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。
【００２１】
図２〜図４に最も良く見られるように、符号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。
【００２２】
マフラ４２は、符号６０により総括的に示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６８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。
【００２３】
使用において、アダプタ４０は冷却ファンハウジング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。
【００２４】
次に図５及び図６を参照するに、半径方向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。
【００２５】
マフラ１０２は、断続的に下向きに延びる外周壁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から遠く離れて面する露出表面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。
【００２６】
符号１２０により総括的に示されている複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。
【００２７】
マフラ１０２は、頂板１１２からファン板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１０４から実質的に垂直に延びている。各外側曲線状壁１２４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１３０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１２０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。
【００２８】
図６に最も良く見られるように、曲線状壁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流れ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１１２の中心に到達する前に、フィンガー１４０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。
【００２９】
以上述べた２つの実施例、すなわち、一体ハウジング及び単体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、著しい騒音減少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。
【００３０】
以上述べた説明から、本発明の目的は上述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。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例によるバイパス吐出しモータ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。
【図２】
図１に示される冷却ファンハウジングに適応可能な単体マフラの側面図である。
【図３】
図２に示されるマフラの、頂部側からの斜視図であって、一部分を切断して示している。
【図４】
図２に示されるマフラの底面図であって、一部分を切断して示している。
【図５】
本発明の他の実施例として、一体マフラを備え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。
【図６】
図５に示されるモータ冷却ファンハウジングの、底部側からの斜視図である。
【符号の説明】
１０  バイパス吸出しモータアセンブリ
１２  作動空気ファンアセンブリ
１４  モータハウジング
１６  モータ
１８  シャフト
２０  冷却ファンハウジング
２２  作動空気ファン
２４  固定ファン
２６  シュラウド
２８  空気入口
３０  吐出し部
３２  冷却ファン
３４  軸方向開口
３６  差込み用環状溝
３８  流出穴
４０  半径方向流入冷却ファンハウジングアダプタ
４２  マフラ
４４  頂板
４６  外周部
４８  露出表面
５０  内側表面
５４  ファン板
５６  側壁
５８  摩擦リブ
６０  半径方向空気入口ポート
６２  ベーン
６４  外側半径方向部分
６６  内側案内部分
６８  中央室
７０  傾斜縁
７２  ポート縁
１００  半径方向流入冷却ファンハウジング
１０２  マフラ
１０４  ファン室壁
１０６  面取り部
１０８  側壁
１１０  ブラシホルダ
１１２  頂板
１１４  外周壁
１１６  露出表面
１１８  内側表面
１２０  半径方向空気入口ポート
１２２  中央穴
１２６  ファン板
１２８  ポート縁
１３０  内側曲線状壁
１３４  傾斜縁
１３６  流れ開口
１３８  ノッチ
１４０  フィンガー
１４２  空気集合室