(57)【要約】      （修正有）【課題】ダスト及び他の汚染物が作動空気ファンに積もることを最少にし、ファンアセンブリの寿命を長くするファンアセンブリを提供する。【解決手段】軸受により支持されているシャフトが、モータアセンブリにより駆動される。このシャフトは、ブラケットを貫通してシュラウドアセンブリの中に延びている。第１のファンが、シャフトに連結されて、第１の室の中に設けられている。第２のファンが、シャフトに連結されて、第２の室の中に設けられている。シャフトによる第１及び第２のファンの回転により、空気がファンアセンブリを通って流れることが生じる。作動の間中、ダストが第１及び第２のファンのブレードに付着することはほぼ防止され、これにより、過剰な振動を生じせしめて軸受及びブラシの寿命を減少せしめる非均一なダストの蓄積及び粉砕を防止する。【選択図】図２
2007315399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動のファンアセンブリにおいて、
モータアセンブリと、
前記モータアセンブリに連結されているブラケットであって、出口ポートを包含するブラケットと、
少なくとも第１の室及び第２の室を画定しているシュラウドアセンブリであって、入口ポートを包含し、前記ブラケットにより支持されているシュラウドアセンブリと、
前記モータアセンブリにより回転させられるシャフトであって、前記ブラケットを貫通して前記シュラウドアセンブリの中に延びているシャフトと、
前記シャフトに連結されて、前記第１の室の中に設けられている第１のファンと、
前記シャフトに連結されて、前記第２の室の中に設けられている第２のファンと、
を包含し、
前記第１のファン及び前記第２のファンの各々が平らなディスクとキャップとの間に設けられている複数の曲線状ブレードを包含し、前記キャップの各々が非直線状の断面を画定しているファンアセンブリ。
【請求項２】
請求項１記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が半径方向外向きに放射状に広がる曲線放射状の配列で前記ディスクに配設されているファンアセンブリ。
【請求項３】
請求項１記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が前記ディスクから前記キャップまで延びているファンアセンブリ。
【請求項４】
請求項１記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が前記キャップ及び前記ディスクに固着されているファンアセンブリ。
【請求項５】
請求項１記載のファンアセンブリにおいて、前記シュラウドアセンブリが、更に、少なくとも第１のシェル及び第２のシェルを包含し、前記第１のシェル及び前記第２のシェルがそれらの間にスペーサブラケットを有し、前記第１のシェルが前記第１のファンの前記キャップと同一の断面形状を有していると共に、前記第２のシェルが前記第２のファンの前記キャップと同一の断面形状を有しているファンアセンブリ。
【請求項６】
請求項５記載のファンアセンブリにおいて、更に、固定ファンを包含し、この固定ファンが前記スペーサブラケットに連結されているファンアセンブリ。
【請求項７】
請求項６記載のファンアセンブリにおいて、前記固定ファンが複数の曲線状ブレードとディスクとを包含し、前記ブレードが前記ディスクと前記スペーサブラケットとの間に設けられているファンアセンブリ。
【請求項８】
請求項１記載のファンアセンブリにおいて、前記第１のファンの前記キャップが第１のファン穴を包含すると共に、前記第２のファンの前記キャップが第２のファン穴を包含し、前記シャフトが回転すると、空気が前記第１のファン穴及び前記第２のファンを通して吸い込まれ、それから前記ブレードを横切って半径方向外向きに向けられるファンアセンブリ。
【請求項９】
回転可能なシャフトを有するモータアセンブリと関連するファンアセンブリにおいて、
第１のシェル及び第２のシェルを包含し、前記回転可能なシャフトを受け入れるようにしているシュラウドアセンブリであって、前記第１のシェル及び前記第２のシェルがそれらの間にスペーサブラケットを有し、前記第１のシェルがテーパ壁を包含すると共に、前記第２のシェルがテーパ壁を包含し、前記第１のシェルの前記テーパ壁がわん曲されて前記第２のシェルの前記テーパ壁と実質的に同一であるシュラウドアセンブリと、
前記シャフトに連結されていると共に前記第１のシェルの前記テーパ壁に隣接して設けられている第１のファンと、
前記シャフトに連結されていると共に前記第２のシェルの前記テーパ壁に隣接して設けられている第２のファンと、
を包含し、
前記第１のファン及び前記第２のファンの各々が平らなディスクとキャップとの間に設けられている複数の曲線状ブレードを包含し、前記キャップの各々がその隣接する前記テーパ壁の曲率と一致するようにわん曲されているファンアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が半径方向外向きに放射状に広がる曲線放射状の配列で前記ディスクに配設されているファンアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が前記ディスクから前記キャップまで延びているファンアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１０記載のファンアセンブリにおいて、前記ブレードの各々が前記キャップ及び前記ディスクに固着されているファンアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１０記載のファンアセンブリにおいて、更に、固定ファンを包含し、この固定ファンが前記スペーサブラケットに連結されているファンアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１０記載のファンアセンブリにおいて、前記固定ファンが複数の曲線状の固定ブレードと固定ディスクとを包含し、前記固定ブレードが前記固定ディスクと前記スペーサブラケットとの間に設けられているファンアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１０記載のファンアセンブリにおいて、前記第１のファンの前記キャップが第１のファン穴を包含すると共に、前記第２のファンの前記キャップが第２のファン穴を包含し、前記シャフトが回転すると、空気が前記第１のファン穴及び前記第２のファンを通して吸い込まれ、それから前記ブレードを横切って半径方向外向きに向けられるファンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、モータアセンブリに関する。詳細には、本発明はモータ効率及び空気の流れ特性を増大せしめる、モータアセンブリのファン部分に関する。より詳細には、本発明は効率を増大せしめると共に、汚染物の蓄積を防止する非直線状のテーパを有する作動空気ファンを備えている多段形ファンアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
多段形のテーパファンを用いる真空モータは、多くの適用、幾つかの例を挙げれば、真空マニピュレータ、包装設備、袋の充填、切断テーブル、電気器具、及び排出空気の取除きにおいて用いられている。このような真空モータは、一般に、軸線のまわりを回転する一対のモータ駆動の作動空気ファンを取り囲む円筒形のハウジング又はシュラウドを包含する。
【０００３】
先行技術の図１に示されているように、このような真空モータは、第１段のファンＢの上方におけるハウジングの頂部中央の軸線方向穴Ａを通して空気をハウジングの中に吸い込む。第１段のファンは複数のブレードを包含し、これらのブレードは底部のディスクと切頭円錐状のキャップとにより取り囲まれている。したがって、チャンネルが各一対の隣接し合うブレード間に画定され、ファンが回転すると、空気がこれらのチャンネルを通して周囲かつ半径方向外向きの方向へ加速される。空気は、それから、第２段のファンＣを包含する第２段の中へ向けられる。第２段のファンは、第１段のファンと大体同じであり、底部のディスクと切頭円錐状のキャップとにより取り囲まれている複数のブレードを包含する。したがって、空気は、再び、各一対の隣接し合うブレード間により画定されているチャンネルを通して周囲かつ半径方向外向きの方向へ加速される。ハウジングは、軸線方向穴と反対側でファンに近接して設けた出口を包含する。図１から明らかであるように、このようなファンは直線状のテーパを用いており、このような直線状のテーパにおいて、ファンの断面高さは回転軸線からの半径方向距離の関数として直線状に小さくなっている。これは、回転軸線からの半径方向距離の関数としてチャンネル容積に直線状の収縮を生じせしめる。この特徴は、空気流れの特性を改善して効率を改善することを提供している。このようなファンの直線状テーパは空気流れを改善することがわかっているけれども、幾つかの問題が残存している。より詳細には、この特徴のアセンブリは作動空気ファンの回転中に例えばダスト及びデブリのような汚染物を収集しがちである。これは、特に、ファンアセンブリの中に吸い込まれる空気が、例えば湿式／乾式真空において見られるように、ダストと水との混合物を乗せて運ぶようなときには、重大なことである。また、ダスト及び他の汚染物が作動空気ファンに積もり、長い時間がすぎると、軸受の損傷を導き、最終的にはファン及び／又はモータアセンブリの故障を生じせしめることがわかっている。したがって、このようなファンは効率が良くかつ小さな外形を有しているけれども、上述した欠点が残存しているものである。
【０００４】
したがって、当分野において、ダスト及び他の汚染物が作動空気ファンに積もることを最少にし、それ故ファンアセンブリの寿命を長くするファンアセンブリが必要であることが存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したことに鑑み、本発明の目的は、改善した効率を達成するファンアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、モータ駆動のファンアセンブリにおいて、
モータアセンブリと、
前記モータアセンブリに連結されているブラケットであって、出口ポートを包含するブラケットと、
少なくとも第１の室及び第２の室を画定しているシュラウドアセンブリであって、入口ポートを包含し、前記ブラケットにより支持されているシュラウドアセンブリと、
前記モータアセンブリにより回転させられるシャフトであって、前記ブラケットを貫通して前記シュラウドアセンブリの中に延びているシャフトと、
前記シャフトに連結されて、前記第１の室の中に設けられている第１のファンと、
前記シャフトに連結されて、前記第２の室の中に設けられている第２のファンと、
を包含し、
前記第１のファン及び前記第２のファンの各々が平らなディスクとキャップとの間に設けられている複数の曲線状ブレードを包含し、前記キャップの各々が非直線状の断面を画定しているファンアセンブリが提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、回転可能なシャフトを有するモータアセンブリと関連するファンアセンブリにおいて、
第１のシェル及び第２のシェルを包含し、前記回転可能なシャフトを受け入れるようにしているシュラウドアセンブリであって、前記第１のシェル及び前記第２のシェルがそれらの間にスペーサブラケットを有し、前記第１のシェルがテーパ壁を包含すると共に、前記第２のシェルがテーパ壁を包含し、前記第１のシェルの前記テーパ壁がわん曲されて前記第２のシェルの前記テーパ壁と実質的に同一であるシュラウドアセンブリと、
前記シャフトに連結されていると共に前記第１のシェルの前記テーパ壁に隣接して設けられている第１のファンと、
前記シャフトに連結されていると共に前記第２のシェルの前記テーパ壁に隣接して設けられている第２のファンと、
を包含し、
前記第１のファン及び前記第２のファンの各々が平らなディスクとキャップとの間に設けられている複数の曲線状ブレードを包含し、前記キャップの各々がその隣接する前記テーパ壁の曲率と一致するようにわん曲されているファンアセンブリが提供される。
【０００８】
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参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面、特に図２及び図３を参照するに、本発明にしたがって作ったモータ／ファンアセンブリが符号１０により総括的に示されている。本発明のモータ／ファンアセンブリ１０は、モータサブアセンブリ１１とファンサブアセンブリ１２とを包含する。本発明の開示は一般にファンサブアセンブリに向けられているものであり、したがってモータサブアセンブリ１１は任意適当な従来の構成とすることができることを認識すべきである。一実施例において、モータサブアセンブリ１１はハウジング１３を包含する。モータハウジング１３は同心的に配置した軸受１４を担持することができ、軸受１４はその中にシャフト１５を受け入れる。シャフト１５は、その外周に電機子１６、整流子１７及び後述する多数のファンを支持する。モータサブアセンブリは、更に、当分野において知られている方法により設けた複数の界磁コイル１９を包含する。当分野において知られているように、これらのモータ部品はシャフト１５を選択的に回転させることを生じせしめるように相互に作用する。後述するように、シャフト１５はファンサブアセンブリの作動部品を駆動せしめる。
【００１０】
エンドブラケット３０が、モータハウジング１３と反対側の、モータサブアセンブリ１１の端に設けられている。エンドブラケット３０は、大略円形にすることができ、そしてファン部品をモータサブアセンブリ１１に連結することができるようにするために設けられている。エンドブラケット３０は外側フランジ３２を包含し、外側フランジ３２はエンドブラケット３０の半径方向外側表面を画定する。外側フランジ３２には隆起肩部３４を設けることができ、隆起肩部３４は外側フランジ３２から半径方向に突出していると共に外側フランジ３２の外周まわりに突出している。また、少なくともひとつの出口３６がエンドブラケット３０に設けられている。本実施例の出口は軸方向に面しているけれども、他の出口設計を用いることができることを認識すべきである。例えば、複数の、半径方向に面しているポート又は単一の接線方向ホーンを用いることができ、これらは空気をファンサブアセンブリから排出する上で実質的に同一の結果を達成するものである。
【００１１】
上述したモータ部品に作動的に連結されているシャフト１５は、エンドブラケット３０を貫通して延びていると共にエンドブラケット３０により支持されている。この支持のために、エンドブラケット３０は支持リング３８を包含し、支持リング３８は大略円筒形の本体４０と、この円筒形の本体４０から半径方向内向きに突出しているフランジ４２とにより形成されている。フランジ４２は軸方向に向いている開口４４を画定し、開口４４はシャフト１５がこの開口を貫通して延びることができるような大きさとされている。円筒形の本体４０は、その中に軸受４６を受け入れるようにされている。軸受４６はシャフト１５を受け入れて支持し、シャフト１５は軸受４６内で回転する。シール４８をフランジ４２と軸受４６との間に設けることができ、これにより、汚染物が軸受４６に達するのを防止することができる。このような手段によって、エンドブラケット又はエンドプレート３０はシャフト１５を支持する。
【００１２】
エンドブラケット３０により支持されているファンサブアセンブリ１２はシュラウドアセンブリ５２を包含し、シュラウドアセンブリ５２は後述するように複数のファンを取り囲む。図２−図５に示されている実施例は２つの作動空気ファンを用いているけれども、２つ以上の作動空気ファンを用いることができ、これらの作動空気ファンを以下に述べるような方法で積み重ねることができることを認識すべきである。シュラウドアセンブリ５２は第１のシェル５４を包含し、第１のシェル５４はエンドブラケット３０と反対側の、ファンサブアセンブリ１２の軸端に設けられている。第１のシェルは外側壁５６は包含し、外側壁５６は実質的に円筒形であって、シャフト１５により限定した軸線のまわりに中心が置かれている。外側壁５６は丸み縁５８で終わっており、丸み縁５８は軸方向に面している平らな壁６０へ移行している。平らな壁６０は、環状であって、丸み縁５８から半径方向内向きに延びている。平らな壁６０は、軸方向に突出している段部６２におけるその半径方向内側縁で終わっている。軸方向段部６２は大略円筒形であって、テーパ壁６４に接続しており、テーパ壁６４は半径方向内向きに延びていると共にモータサブアセンブリ１１から遠く離れるように軸方向外向きに延びている。図２から明らかであるように、テーパ壁６４の角度は半径方向位置とともに変化している。換言すれば、テーパ壁６４の断面は非直線状である。ひとつ又はそれ以上の実施例において、テーパ壁６４は幾何学的に一定の半径Ｒを有するものとすることができる。ひとつ又はそれ以上の実施例において、テーパ壁６４の半径Ｒは約１０．１６ｃｍ（４インチ）とすることができる。しかしながら、テーパ壁６４は一定の半径を有していない非直線状とすることができることを認識すべきである。例えば、テーパは凹面の曲率を有するようにすることができる。いかなる場合においても、テーパ壁６４はリング６６におけるその半径方向内側縁で終わっている。リング６６は、軸方向に面していて、入口ポート６８を画定する。入口ポート６８は開口を形成し、この開口を通して作動空気がファンサブアセンブリ１２の中に入る。
【００１３】
シュラウドアセンブリ５２は、更に、スペーサブラケット７０を包含する。スペーサブラケット７０は外側壁７２を包含し、外側壁７２は実質的に円筒形であって、シャフト１５により限定した軸線のまわりに中心が置かれている。図２に示されているように、第１のシェル５４の外側壁５６は外側壁７２の一部分の上に受け止められて、段部７４に当接する。段部７４はストッパとして働き、このストッパに対して外側壁５６のリムが当接する。このような手段によって、第１のシェル５４はスペーサブラケット７０の上に積み重ねられる。外側壁７２は丸み縁７６で終わっており、丸み縁７６は軸方向に面しているベース壁７８へ移行している。ベース壁７８は、大略円板の形状とされ、外側壁７２から半径方向内向きに突出している。開口８０が、ベース壁７８の同心中心部に設けられている。図２から明らかであるように、第１のシェル５４とスペーサブラケット７０とは第１の室８２を画定し、第１の室８２の入口及び出口が入口ポート６８及び開口８０により形成されている。
【００１４】
シュラウドアセンブリ５２は、更に、第２のシェル８４を包含し、第２のシェル８４はエンドブラケット３０とスペーサブラケット７０との間に設けられている。第２のシェル８４は外側壁８６を包含し、外側壁８６は実質的に円筒形であって、シャフト１５により限定した軸線のまわりに中心が置かれている。スペーサブラケット７０の円筒形の外側壁７２が、外側壁８６の一部分の上に受け止められ、段部８８に当接する。段部８８は、ストッパとして働き、このストッパに外側壁７２のリムが当接する。外側壁８６は丸み縁９０で終わっており、丸み縁９０は軸方向に面している平らな壁９２へ移行している。平らな壁９２は、環状であって、丸み縁９０から半径方向内向きに突出している。平らな壁９２は、軸方向に突出する段部９４におけるその半径方向内側縁で終わっている。軸方向段部９４は、大略円筒形であって、テーパ壁９６に接続しており、テーパ壁９６は半径方向内向きに延びていると共にモータサブアセンブリ１１から遠く離れるように軸方向外向きに延びている。図２から明らかであるように、テーパ壁９６の角度は半径方向の位置とともに変化している。換言すれば、テーパ壁９６の断面は非直線状である。ひとつ又はそれ以上の実施例において、テーパ壁９６は幾何学的に一定の半径を有するものとすることができる。ひとつ又はそれ以上の実施例において、テーパ壁９６の半径は約１０．１６ｃｍ（４インチ）とすることができる。しかしながら、テーパ壁９６は一定の半径を有していない非直線状の形状とすることができることを認識すべきである。例えば、テーパは凹面の曲率を有するようにすることができる。いかなる場合においても、テーパ壁９６はリング９８におけるその半径方向内側縁で終わっている。リング９８は、軸方向に面していて、入口ポート１００を画定する。したがって、第２のシェル８４とエンドブラケット３０とは第２の室１０２を画定し、第２の室１０２の入口及び出口が入口ポート１００及び出口３６により形成されていることが明らかである。
【００１５】
上述したように、シュラウドアセンブリ５２は複数のファンを取り囲む。第１の室８２は第１の作動空気ファン（以下、第１のファンと言う）１０４を取り囲む。第１のファン１０４は、円板の形のベース１０６を包含する。ベース１０６はシャフト１５に連結されており、この目的のために、ペース１０６には中央穴１０８が設けられており、中央穴１０８はその中にシャフト１５を受け入れるような大きさとされている。図４に示されているように、複数のブレード１１０がベース１０６により担持されていると共に外側壁５６に向かって外向きに放射状に広がる曲線放射状の配列で配設されている。各ブレード１１０は前縁１１２を包含し、前縁１１２はシャフト１５から間隔を置いており、したがってファンアイ１１４を画定する。各ブレード１１０は、ベース１０６の外側半径方向縁に近接して後縁１１６で終わっている。シャフト１５が時計方向に回転すると、図４のブレード１１０は、更に、後で詳細に述べるように、前面１１８及び後面１２０を画定する。ひとつ又はそれ以上の実施例において、ブレード１１０は複数のステーク又はリベット（図示せず）によりブレード１１０の底部縁に沿ってベース１０６に連結することができ、ステーク又はリベットはベース１０６に沿う対応する穴に受け入れられる。ブレード１１０の底部縁は平らであるけれども、頂部縁１２８には非直線状のテーパが設けられている。換言すれば、ベース１０６からの距離と定義した、ブレード１１０の高さはシャフト１５から半径方向距離に対応して非直線的に変化する。各一対の隣接し合うブレード１１０はそれらの間にチャンネル１２９を画定し、チャンネル１２９はファンの作動の間中空気流れのための通路を形成する。最後に、キャップ１３０が設けられており、キャップ１３０はベース１０６と一緒にそれらの間にブレード１１０を保持する。キャップ１３０は、ブレード１１０の頂部縁１２８に沿ってブレード１１０の頂部縁１２８の形状と一致している。キャップ１３０は中央穴１３２を包含し、中央穴１３２はブレード１１０の前縁１１２と対応する。また、キャップ１３０は軸方向段部６２に近接している外周縁１３３を有する。したがって、キャップ１３０とテーパ壁６４の下側面との間に発生する乱流は最少とされる。換言すれば、寄生空気流れ（この空気流れは、さもなければ、ファンアセンブリを通る作動空気流れと衝突する）が最少とされる。図２から明らかなように、キャップ１３０及び対応するブレード１１０は第１のシェル５４のテーパ壁６４の形状と実質的に一致することができる。したがって、ひとつ又はそれ以上の実施例において、キャップ１３０の断面は幾何学的に一定の半径を有するものとすることができる。ひとつ又はそれ以上の実施例において、キャップ１３０の半径は約１０．１６ｃｍ（４インチ）とすることができる。他の実施例において、キャップ１３０は一定の半径を有していない非直線状の断面形状を有することができる。例えば、この断面形状は凹面の曲率を有することができる。
【００１６】
第１の室８２は、また、固定ファン１３４を取り囲み、固定ファン１３４はスペーサブラケット７０により担持されている。図５に見られるように、固定ファン１３４は複数のブレード１３６を包含し、これらのブレード１３６は外側壁５６に向かって放射状に広がる曲線放射状の配列で配設されている。ディスク１３８は、ブレード１３６の頂部表面に沿って設けられていると共に中央穴１４０を包含し、中央穴１４０はシャフト１５がこの中央穴１４０を貫通して突出することを可能にする。ブレード１３６は、ディスク１３８の外側半径方向縁から半径方向内向きに延びて、スペーサブラケット７０の中央開口８０で終わっている。
【００１７】
スペーサブラケット７０の中央開口８０は第２の作動空気ファン（以下、第２のファンと言う）１４２と連通し、第２のファン１４２は第２の室１０２内に収容されている。第２のファン１４２は、第１の作動空気ファン１０４と実質的に同一とすることができる。したがって、第２のファン１４２は円板の形のベース１４４を包含する。ベース１４４はシャフト１５に連結されており、この目的のために、ペース１４４には中央穴１４６が設けられており、中央穴１４６はその中にシャフト１５を受け入れるような大きさとされている。図４に示されているように、複数のブレード１４８がベース１4６により担持されていると共に外側壁５６に向かって外向きに放射状に広がる曲線放射状の配列で配設されている。各ブレード１４８は前縁１５０を包含し、前縁１５０はシャフト１５から間隔を置いており、したがってファンアイ１５２を画定する。各ブレード１４８は、ベース１４６の外側半径方向縁に近接して後縁１５４で終わっている。シャフト１５が時計方向に回転すると、ブレード１４８は、更に、後で詳細に述べるように、前面１５６及び後面１５８を画定する。ひとつ又はそれ以上の実施例において、ブレード１４８は複数のステーク又はリベット（図示せず）によりブレード１４８の底部縁に沿ってベース１４６に連結することができ、ステーク又はリベットはベース１４４に沿う対応する穴に受け入れられる。ブレード１４８の底部縁は平らであるけれども、頂部縁１６６には非直線状のテーパが設けられている。換言すれば、ベース１４６からの距離と定義した、ブレード１４８の高さはシャフト１５から半径方向距離に対応して非直線的に変化する。各一対の隣接し合うブレード１４８はそれらの間にチャンネル１６７を画定し、チャンネル１６７はファンの作動の間中空気流れのための通路を形成する。最後に、キャップ１６８が設けられており、キャップ１６８はベース１４４と一緒にそれらの間にブレード１４８を保持する。キャップ１６８は、ブレード１４８の頂部縁１６６に沿ってブレード１４８の頂部縁１６６の形状と一致している。キャップ１６８は中央穴１７０を包含し、中央穴１７０はブレード１４８の前縁１５０と対応する。また、キャップ１６８は軸方向段部９４に近接している外周縁１６９を有する。したがって、キャップ１６８とテーパ壁９６の下側面との間に発生する乱流は最少とされる。換言すれば、寄生空気流れ（この空気流れは、さもなければ、ファンアセンブリを通る作動空気流れと衝突する）が最少とされる。図２から明らかなように、キャップ１６８及び対応するブレード１４８は第２のシェル８４のテーパ壁９６の形状と実質的に一致することができる。したがって、ひとつ又はそれ以上の実施例において、キャップ１６８の断面は幾何学的に一定の半径を有するものとすることができる。ひとつ又はそれ以上の実施例において、キャップ１６８の半径は約１０．１６ｃｍ（４インチ）とすることができる。他の実施例において、キャップ１６８は一定の半径を有していない非直線状の断面形状を有することができる。例えば、この断面形状は凹面の曲率を有することができる。
【００１８】
本実施例において、上述したファン１０４と１４２とは、間隔を置いていると共に、複数の要素によりシャフト１５に連結されている。すなわち、Ｔ形のスペーサ１７２が支持リング３８の開口４４を貫通して内向きに延びて、軸受４６の内側レースに当接している。Ｔ形のスペーサ１７２は、大略Ｔ形の断面を有することができ、これにより、拡大した横表面を提供し、この横表面に対して第２のファン１４２のベース１４４が当接することができる。ファン１０４と１４２との間にはスリーブスペーサ１７４が設けられ、スリーブスペーサ１７４はシャフト１５のまわりに嵌合されている。そして、ワッシャ１７６がスリーブスペーサ１７４と各作動空気ファンとの間でシャフト１５のまわりに嵌合されている。ナット１７８をシャフト１５の端に取り付けることができ、ナット１７８はワッシャ１８０に対して締め付けられ、それからワッシャ１８０が第１の作動空気ファン１０４のベース１０６に当接する。これは、それから、軸受４６の内側レース、Ｔ形のスペーサ１７２、スリーブスペーサ１７４、ワッシャ１７６、ファン１０４、１４２及びワッシャ１８０を一緒にクランプし、その結果、これらのすべては、シャフト１５がモータサブアセンブリ１１により駆動させられると、シャフト１５と一緒にひとつのユニットとして回転する。
【００１９】
以上述べた構成において、シャフト１５が時計方向に回転すると、空気が入口ポート６８を通して第１の室８２内に吸い込まれる。それから、空気はアイ１１４に吸い込まれ、それからブレード１１０により半径方向外向きに付勢される。空気がブレード１１０を過ぎて半径方向外向きに放出されると、固定ファン１３４のブレード１３６が空気を開口８０に向かって半径方向内向きに向かわせる。図２から明らかなように、開口８０は空気流れを第２の室１０２内に向かわせる。第２のファン１４２が回転すると、ブレード１４８が空気を再び半径方向外向きに付勢せしめる。外側の大気と第２の室１０２との間の圧力差により、空気は出口ポート３６を通して第２の室１０２を出る。したがって、上述したように、空気はシャフト１５の回転により入口ポート６８に吸い込まれ、それから出口ポート３６から吐出される。
【００２０】
このようなファンの特別の関心は、作動空気中のダスト及び他の粒子の収集にある。本発明は、２つの要素の協同によりこの問題を解決する。第１に、多段形ファン、すなわち、２つの作動ファンとこれらの作動ファン間の固定ファンとを用いる多段形ファンは空気流れの増大を生じせしめる。この特徴は、ブレード１１０及び１４８の非直線形状と組み合って、汚染物がファンブレードに付着するのを大いに減少せしめる。特に、従来の多段形ファンにおいては、空気がファンのアイ１１４又は１５２から半径方向外向きに進むと、ダスト及びデブリが前面１１８又は１５６に付着することがわかっている。キャップ１３０又は１６８の断面積を半径方向外向き方向に非直線的に減少せしめることにより、チャンネル１２９及び１６７の断面積は減少させられる。本発明によるチャンネルの断面積の減少は、したがって、先行技術のファンよりも一層急に減少させられる。この断面積の減少は、粒子を加速せしめる。したがって、空気中の粒子は、伝統的なファンよりも速く加速させられる。空気が半径方向外向きに進むときに空気がより速く加速されることにより、空気中のいかなる粒子又は汚染物もファンから放出され、前面１１８又は１５６に付着する機会を与えられない。したがって、このような非直線状のテーパが多段形作動空気ファン設計と一緒に用いられたときには、ファン汚染の発生は大いに減少される。これは、それから、ファンの軸受の寿命の増大を導く。より詳細には、一様でない汚染物の増大、又はブレードから突然に崩れ落ちる汚染物の増大は振動を生じせしめ、この振動は軸受の寿命を低下せしめる。汚染物がブレードに付着することを防止することにより、この振動は制限され、軸受の寿命は増大される。
【００２１】
以上述べた説明から、本発明の目的は上述した構成により達成されることがわかったであろう。また、特許法にしたが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】
【００２２】
【図１】先行技術のファン／モータアセンブリの断面図である。
【図２】本発明の概念にしたがって作ったファン／モータアセンブリの断面図である。
【図３】本発明の概念にしたがって作ったファン／モータアセンブリの分解断面図である。
【図４】典型的な回転ファンの平面図である。
【図５】固定ファンの平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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