JPH0658120B2 - 真空モ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は真空モータの技術分野、ことに静粛かつ効率よ
く仕事空気を拡散せしめる独得の構造を有するバイパス
型真空モータに関するものである。

背景技術 現在では各種型式のバイパス型真空モータが知られてい
る。典型的にはこの種モータはいくつかの空気通路を有
し、その中の仕事空気通路はモータ冷却空気通路から分
離しており、このため支流はモータアセンブリそれ自体
に到達しない。いくつかの空気通路は必然的に各別のフ
ァンにより空気を送られており、このためノイズ発生が
ことのほか大きくなる。従来のバイパス型真空モータ
は、排気ルーバポート付近に高速回転のフアンブレード
があるため大きなサイレンのようなノイズ成分が発生す
る。このノイズは仕事空気を特徴ずける随伴圧力パルス
によって発生せしめられる。周知のように、ノイズ周波
数はモータ速度、ファン当りのフアンブレード数、たと
えばルーバまたは排気ポートのような静止部分の数およ
びその近さに依存するのである。また空気が回転中のフ
ァンを去る時に生ずる渦流および乱流に由来する広帯域
ノイズ成分も存在する。

バイパス型真空モータの従来設計は製作を容易にし作動
システムを効率化することに主点を置かれていたので、
この可聴ノイズの問題はぎせいとなっていた。ノイズは
典型的にはどんな環境においても気にさわるものである
が、ことにこのようなモータを病院、レストハウスなど
で使用するにはノイズレベルを著しく減小せしめねばな
らない。過去においては、音を減ずるには実質的な量の
吸音材料または吸音迷路を、バイパス型真空モータをそ
なえる真空掃除機などの装置に附加していた。これには
材料、労賃、および物理的な大きさを必要とする。さら
に、このような構造は屡々モータ効率を減じさせてしま
うことがわかった。

発明の開示 上述のことから、本発明の第１の目的は、仕事空気を排
出するルーバをなくしたバイパス型真空モータを提供す
るにある。

本発明の他の目的は、従来品に比較してコンパクトであ
りながらノイズ発生の小さいバイパス型真空ポンプを提
供するにある。

本発明のさらに他の目的は、閉じ込められた制約された
区域内において従来より広い排気通路を有するバイパス
型真空モータを提供するにある。

本発明の別の目的は、仕事空気が複合拡散によって排気
せられるようにしたバイパス型真空モータを提供するに
ある。

本発明のさらに別の目的は従来の設計のものより静かに
作動しそのため利用範囲を拡大せしめ得るバイパス型真
空モータを提供するにある。

すなわち本発明は、第１の端部に仕事空気フアンを収容
しまた第２の端部内にはリング状の空洞を画成したハウ
ジングと、仕事空気を受ける前記空洞内に配設した拡散
装置とを包含し、前記仕事空気フアンが前記第１の端部
を介し前記ハウジング内に仕事空気を引き込みこの仕事
空気を前記第２の端部を介し排出するようにし、この仕
事空気が前記ハウジングの前記第２の端部を介して排出
されるにつれ前記拡散装置によりこの仕事空気を軸線方
向および半径方向に再び差し向けるようにした真空モー
タにおいて、前記空洞が内壁および外壁によって画成さ
れ、この外壁が前記仕事空気を排出する開口を有し、前
記内壁と前記外壁との間に延びる分離部材が、前記内壁
から前記開口への通路を画成し、前記通路が前記内壁か
ら前記外壁へと幅を増大し、前記拡散装置が、前記分離
部材上に受けられ複数本の羽根を有する板を包含し、前
記羽根が前記外壁から前記内壁へとらせん状に延在する
と共に、前記外壁から前記内壁へと減少する曲率半径を
有することを特徴とする真空モータにある。

実施例 図面、ことに第１図において、本発明によるバイパス型
真空モータは符号10で示してある。標準的には、この真
空モータ10はコミュテータ側ブラケットまたはカップ12
と、ファン側ブラケット16と、それらの間に介挿したバ
ンド14とを包含する。ファンシエル18は固定のファンシ
エル17と組み合っている。固定のファンシエルはファン
側ブラケット16の端部を閉じ、その中に後述のファンア
センブリを収容している。ブラケット12、バンド14、ブ
ラケット16、ファンシエル18はひとつのハウジングを画
成している。モータの各部品はブラケット12およびバン
ド14で形成される空間内に配設されており、ファンアセ
ンブリはブラケット16およびファンシエル17、18内に保
持されている。

ブラシアセンブリ20はコミュテータ側ブラケット12内に
収容されているコミュテータ22と連通接触している。可
動子および界磁コイル24はバンド14内に保持されてい
る。図示の実施例においては、モータ冷却空気ファン26
はファン側ブラケット16の頂端部に並置してバンド14の
底部に保持されている。モータ冷却空気ファン26はコミ
ュテータ側ブラケット22の頂部に設けた開口28を介して
コミュテータのまわりの空気を、また可動子およびコイ
ルまわりの空気を引き出し、これをバンド14とファン側
ブラケット16との間の開口を介して排出する。研究の結
果、このモータ冷却空気ファン26をモータアセンブリの
底部でファンアセンブリに隣接して配置することによ
り、モータの冷却は一層効果的に行なわれかつファン26
は静かになることがわかった。これは一部にはモータ冷
却空気ファンが全体としてシステムの中心に維持される
という事実によるものである。

ハウジングの第１の端部をなすファンシエル17，18は仕
事空気ファンとしての真空ファンアセンブリ３０を包
む。このファンアセンブリ30は、モータにより回転せし
められると、仕事空気をファンシエル18の底部内の中央
に配置した環状の開口32を介して引き出すように作用す
る。この真空ファンアセンブリ30によって引き出された
仕事空気は図示のように各種ファン部品を通りすぎ、図
示のバッフル板34をこえて流れてゆく。バッフル板34は
その周縁部が図示のように仕事空気を内方に差し向ける
ように角度を付けてある。このように差し向けられた仕
事空気はディフューザ系統36に達する。このディフュー
ザ系統36は後述するようにファン側ブラケット16内に保
持されている。仕事空気は次いで、ファン側ブラケット
16の頂縁部のまわりに円周方向に配設された開口38を介
して排出せしめられる。図示のように、ハウジングの第
２の端部をなすファン側ブラケット16はリング状の空洞
40を画成しており、この空洞40内にディフューザ系統36
が後述のように収容されている。仕事空気を拡散せしめ
るこの構造に本発明が存するのである。

第２図において示すように、ファン側ブラケット16は、
第１図の可動子および界磁24に沿って延在するバンド14
によって収容される耳42を有することを特徴としてい
る。ファン側ブラケット16は外壁44と内壁46とを包含す
る。これらふたつの壁はその間にリング状の空洞40を画
成している。分離部材としての分離くさび48は外壁44か
ら内壁46へと延在し、その間に排出開口38に通ずる通路
を画成している。この分離くさび48は内外壁44、46の全
高にわたって延びるものではなく、排出空気の流れを考
える時、内壁46から外壁44へと外方へ延在する。モータ
シヤフト担持ハブ50はファン側ブラケット16内の中央に
位置せしめられており、開口を有し、この開口を介して
モータおよびファンシヤフトを通すのである。逆止め弁
くぼみ52および逆止め弁54が従来技術のようにして配設
してある。

装架ねじ支柱56は図示のように従来の標準形式で設けら
れており、これは本発明の一部をなすものではない。デ
ィフューザインサート58は空洞40内で壁44、46の間に、
かつ分離くさび48の上に配設する。このディフューザイ
ンサート58は、半径方向内方に曲がった複数個の羽根60
によって特徴ずけられるものである。ディフューザイン
サート58の底部の溝62は、分離くさび48の外形と実質的
に同じ恰好のもので、ディフューザインサート58が空洞
40内に置かれた時これに収まるのである。また半円形の
ノッチ64がディフューザインサート58の内周縁のまわり
に形成してあり、装架ねじ支柱56を収容している。後述
するように、バッフル板34はファン側ブラケット16の内
壁46に圧力嵌めしてあり、これによりディフューザイン
サート58を空洞40内に取付けている。後述のように、分
離部材または分離くさび４８とディフューザインサート
５８は仕事空気を拡散せしめる拡散装置を構成し、ディ
フューザインサート５８が拡散装置の板をなしている。

第３図においてはバッフル板34の中央横断面が示してあ
る。図示のように、偏平円板部分66は、孔70を有する中
央に延びる部分68へ延びている。孔70はモータまたはフ
ァンシヤフトを受け入れるようにしてある。円板部分66
の面に直角をなす下向きに曲がった縁部72は内壁46の直
径と実質的に同じ直径のリング状のフランジを画成して
いる。このフランジは上述のようにバッフル板34の内壁
46への圧力嵌めを許容している。壁46に係合するリング
状のフランジ72により、円周方向の水平フランジ74はデ
ィフューザインサート58と係合して、このディフューザ
インサート58を空洞40内の正規位置に保持している。上
方に開いた縁部76は上述のように仕事空気をファンチヤ
ンバから空洞40へと差し向けるようにする。

ディフューザインサート58の詳細構造は第４図にみられ
るとおりである。この図から明らかなように、ディフュ
ーザインサート58の外周縁部分78はディフューザインサ
ート58の中心に向けて下方に傾斜しており、排出空気が
バッフル板34の先の開いた縁部76をこえて来る時この排
出空気の指向方向を定めるのである。内側に傾斜した部
分78は偏平な基部部分80に合致している。羽根60はディ
フューザインサート58のまわりに円周方向に等間隔で配
設されている。図面からわかるように、これらの羽根は
らせん状で、これらがディフューザインサート58の中心
に向かって内方に動くにつれ一定の割合で半径を減ずる
ものである。この構造は、バッフル板34をこえて来る空
気を、羽根60の曲率がらせんでなく円形である場合より
もさらに急速にファン側ブラケット16の内壁46の方へと
半径方向内方に羽根の間を差し向けることを許容するの
である。図示のように、羽根60のそれぞれは面取りをし
た縁部82を有し、バッフル板34が内壁46に着座し圧力嵌
めされた時このバッフル板34をよりよく受け入れるよう
にしてある。偏平基部部分80の幅は空洞40の幅よりも少
なくして、羽根60の端部が内壁46に接触して偏平基部部
分80と内壁46との間に開口を形成して、排出空気がこの
偏平基部部分80の縁部をこえて流れてゆき、分離くさび
48の間から空洞40内へ深く入るようにしている。

排出空気は偏平基部部分80をこえ内壁46に沿って空洞40
内へと深く流れてゆくにつれて、第５図に示すようにフ
ァン側ブラケット16の分離くさび48間に画成された通路
84によって受け入れられる。この通路84は第２図に最も
よく示されているように、ファン側ブラケット16の周縁
のまわりの開口38に連通している。第５図からわかるよ
うに、通路84は内壁46から開口38へと若干接線方向に延
び、内壁46から外壁44に向かうにつれ横断面積を増大し
ている。この面積の増大は、圧力減少を伴うので空気の
動きを助けている。

排出空気は羽根60間の通路を通り、ディフューザインサ
ート58の縁部をめぐって流れるのでこの排出空気は内方
への運動から外方への運動にその向きを変えるのである
が、その円周方向の向きは同じである。換言すれば、空
気はディフューザインサート58の中を内壁46に向けて内
方に動き、次いで空洞40内では内壁46から外方に向けて
動く。このような空気の流れはディフューザインサート
58及びファン側ブラケット16の全体にしてみれば一般に
円周方向に流れ続けている。

この空気の動きの実際の径路は第６図に例示してある。
この第６図の空気の動きは一般に紙面内へゆく動きであ
り、反時計方向の動きである。この空気はバッフル板34
の先の開いた縁部76をめぐって流れてゆき、ディフュー
ザインサート58の傾斜した表面78に向っている。空気が
羽根60の間を流れてゆく時、頂部はバッフル板34で密閉
されている。この空気は傾斜した表面78の上を通ってゆ
き、偏平基部部分80にゆく。表面78、部分80は符号86で
示した接合部を形成する。次いで空気はこの偏平基部部
分80を横切ってその縁部88に達し、ここで下方に向か
い、分離くさび48間の通路84へゆき、開口38から外部へ
と排出せしめられる。実際のこの空気径路は第６図にお
いて点線で示してある。第６図に示したこの「下降上
昇」空気通路は短縮サイクロイド曲線に似たものと、数
学的表現をすることができよう。

上述の構造による仕事空気の排出は、表面または縁部を
突然に横切るファンの動きに附随する圧力パルスを生ず
ることなく達成せしめられる。空気は全体的に一定の円
周方向に動いてゆくが、ディフューザインサート58の縁
部において半径方向の指向方向を変えるのである。空気
の排出はファン側ブラケットの縁部で果たされるが、デ
ィフューザインサート58による空気の拡散及びファン側
ブラケット16の分離くさび48における空気の拡散は前述
の空洞40内で果される。従って、ファンモータアセンブ
リはコンパクトになる。

このモータの効率は、空気が羽根60間から入って開口38
から排出されるまでの空気通路面積の増大によって維持
される。

このようにして本発明の目的は上述の構造によって達成
されることが明らかとなろう。以上本発明をその好適な
実施例について詳述したが本発明はこの特定の実施例に
限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しないで
幾多の変化変形がなし得ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って製作したバイパス型真空モータ
を一部断面で示す側面図、第２図は本発明の仕事空気拡
散排出系統を示す展開図、第３図はバッフル板の軸断面
図、第4A図はディフューザインサートの平面図、第4B図
はその立面図、第4C図はその底面図、第4D図ないし第4F
図はその部分断面図、第５図は本発明のバイパス型真空
モータのファン側ブラケットの平面図、第６図は本発明
のバイパス型真空モータのファン側からみた仕事空気の
排出空気通路を例示する図である。 10……バイパス型真空モータ、12……コミュテータ側ブ
ラケットまたはカップ、14……バンド、16……フアン側
ブラケット、17，18……フアンシエル、20……ブラシア
センブリ、22……コミュテータ、24……界磁コイル、26
……フアン、28……開口、30……真空フアンアセンブ
リ、32……環状開口、34……バッフル板、36……ディフ
ューザ系統、38……開口、40……リング状の空洞、42…
…耳、44……外壁、46……内壁、48……分離くさび、50
……ハブ、52……逆止め弁くぼみ、54……逆止め弁、56
……装架ねじ支柱、58……ディフューザインサート、60
……羽根、62……溝、64……ノッチ、66……偏平円板部
分、68……部分、70……孔、72……縁部、74……フラン
ジ、76……縁部、78……表面、80……偏平基部部分、82
……縁部、84……通路、86……接合部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の端部に仕事空気フアンを収容しまた
   第２の端部内にはリング状の空洞を画成したハウジング
   と、仕事空気を受ける前記空洞内に配設した拡散装置と
   を包含し、前記仕事空気フアンが前記第１の端部を介し
   前記ハウジング内に仕事空気を引き込みこの仕事空気を
   前記第２の端部を介し排出するようにし、この仕事空気
   が前記ハウジングの前記第２の端部を介して排出される
   につれ前記拡散装置によりこの仕事空気を軸線方向およ
   び半径方向に再び差し向けるようにした真空モータにお
   いて、前記空洞が内壁および外壁によって画成され、こ
   の外壁が前記仕事空気を排出する開口を有し、前記内壁
   と前記外壁との間に延びる分離部材が、前記内壁から前
   記開口への通路を画成し、前記通路が前記内壁から前記
   外壁へと幅を増大し、前記拡散装置が、前記分離部材上
   に受けられ複数本の羽根を有する板を包含し、前記羽根
   が前記外壁から前記内壁へとらせん状に延在すると共
   に、前記外壁から前記内壁へと減少する曲率半径を有す
   ることを特徴とする真空モータ。