专利名称：带噪声抑制装置的风扇电动机组件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及电动机或发电机，具体涉及到这样的电动机-风扇装置，它将热稳定的噪声吸收泡沫材料用于其运动部件邻近或围绕其运动部件，以吸收此装置产生的噪声。
背景技术：
电动机与发电机是科技领域中周知的装置并具有广泛的应用。一种用途是处理空气。此时，给电动机联结一风扇以在必要时产生气流或真空。通常，此风扇是用来给电动机提供冷却空气的。在这种情况下，安装于为此电动机驱动的轴上的电动机将空气抽入风扇护罩，以压缩空气或对空气加压。加压的空气通过将空气引导通过电动机绕组的一或多个孔口释放到电动机机壳内，将热抽入气流内而将其排出电动机机壳。或者，此风扇护罩可设有排气口以使气流环绕绕组。
已有的电动机组件易产生噪声。风扇包括通常具有锐边缘的叶片，随着气流在这些边缘上产生并过渡到另一导向面时，便产生了噪声。除了噪声起到有害的影响外，它还影响到气流的效率而降低电动机的性能。
虽然已知可将泡沫材料用来消除各种装置包括电动机产生的噪声，但这种泡沫材料通常设置成与发热元件成分隔开的关系，以免热降解此泡沫材料。这样就难以使泡沫材料定位，还可能需在装置内建造其他支承结构。利用泡沫材料的抑制噪声的性质业已出现了这样的问题，即这种泡沫材料一旦着火便继续燃烧，导致电动机和相关设备不能工作。为了确保电动机的温度不会达到使泡沫材料着火的温度，需要为这种组件附设价昂的电流和/或温度传感器。一旦传感器探测到有过量的热或电流，便将电动机关停，防止泡沫材料点燃。这样就需要有避免上述缺陷的只产生低噪声电动机-风扇的制造技术。
发明内容
这里公开的发明内容提供了一种低噪声的空气驱动的电动机-风扇装置，包括具有可转动轴的电动机组件；与此可转动轴联结而随之转动并产生通过此电动机-风扇至少一部分上方的气流的风扇组件；以及至少是部分地绕此电动机组件设置的噪声抑制套筒。
本发明的另一方面提供了一种电动机-风扇组件，包括具有可旋转的轴的电动机组件；以及与此电动机组件联结的风扇组件，此风扇组件包括固定到该轴上的风扇，用于载承此电动机组件的风扇端托架，此风扇端托架具有贯通它的托架孔口，与此风扇端托架联结的扩散器，此扩散器具有贯通它的周边孔口，其中风扇的转动产生的气流通过托架孔口与周边孔口，而此风扇组件承载有至少一个泡沫塑料件来吸收风扇产生的噪声。
为了完整地了解本发明的目标、技术与结构，应参看下面详细的描述和附图，附图中图1是本发明的电动机-风扇组件，示明了它的细节的局部剖面前视图；图2是本发明的示明了它的扩散器一侧细节的端板的平面图；图3是本发明的径向扩散器的透视图；图4是本发明的开口扩散器的透视图；图5是本发明的周边旁通电动机-风扇的俯视平面图；图6是本发明的切向旁通电动机-风扇的俯视平面图。
具体实施形式图1所示的电动机-风扇单元统一以标号10指明，它一般包括电动机组件15与风扇组件25，风扇组件15包括带电枢或绕组17的电动机、整流子18以及使电源与此整流子18和绕组17连接的电刷(未图示)。轴20以合适的轴承支承使之能自由地转动并与整流子18连接使其能随此轴转动。
如图1所示，此电动机组件构造有与风扇组件25最邻近的整流子18。电动机-风扇单元10的风扇组件包括与轴20的一端27例如由螺母连接的风扇26，使此风扇随轴20转动。该风扇组件2 5还包括围绕风扇26的护罩30。正如相关技术中周知的，风扇护罩30上设有轴向孔，通过它由风扇26抽引外部空气。在所示实施形式中，护罩30包括形成于其盖部32中的位于中央的入口31，且此入口与轴20的轴线A共轴线。由风扇26排出的空气为扩散器80(具体描述于后)接收，此扩散器根据最终用途需要分配此空气。有关电动机-风扇单元10各部件较详细的描述可参看接合于此供参考的美国专利No.6703754，本申请则着重于对电动机-风扇单元10更特别的一些部件作改进。
参看图1与2，电动机组件15设有总体以标号35标明的风扇端托架。风扇端托架35一般包括可以为图示环形的平板部36、与从此平板部36朝电动机16延伸的电动机托架部37相邻的托架孔口75。电动机托架部37可用来支承电动机组件15，在此用来在其内表面上在与上述托架孔口75相邻处设置泡沫材料F来减少电动机-风扇10产生的噪声。泡沫材料F利用吸收风扇叶片通过空气运动产生的波和减缓所产生的空气从一个方向到另一个方向的流动来减少波动噪声。换言之，在气流由风扇叶片驱动时，此气流便遵循板部36规定的流道，通过孔口75而流向托架部37。粘附到或以其他方式固定到托架部37上的泡沫材料F吸收产生噪声的气流，并通过设置吸收气流的过渡表面来进一步抑制噪声的产生。
上述泡沫材料最好为V-O级的泡沫材料，这种泡沫材料的特征在于依据UL-94标准确定的性能。该泡沫具有热稳定性并且有自熄火的特性，亦即它能对抗燃烧所用的充分的热，在除去点火源后，任何引发的火焰不可能通过这种泡沫材料的燃烧而继续燃烧，典型的泡沫材料的闪点至少大于400℃而自动着火点至少大于580℃。特别理想的泡沫材料是蜜胺泡沫塑料，在最佳实施形式中采用商品名Polydamp的密胺泡沫塑料(PMF；Polymer Technologies，Inc.生产)。PMF有着优异的热稳定性和低的可燃性等级。它在引燃后不会滴落而在除去着火源时便终止燃烧；且只产生极小的火焰与烟雾。事实上业已证明，采用PMF这种材料就不需用价昂的温度或电流传感器来将电动机保持于将使泡沫材料引燃的限定温度下。
电动机-风扇单元10在此还进一步得益于设置噪声抑制套筒200，后者至少是部分地而最好是完全地围绕至少部分所述电动机组15设置，如图1所示。而且它是由V-O级的泡沫材料最好是由密胺泡沫塑料制成。套筒200围绕电动机16的大部分，吸收与消除电动机组件15与风扇组件25所产生的噪声。事实上可以确信，这种蜂窝式结构有助于扩散风扇组件产生的噪声频率，而这种泡沫材料还能以迷官方式偏转噪声频率，使得气流从电动机组件出来时，能显著地降低相关的噪声频率。套筒200在其护罩端204处接附于风扇组件25上。而套筒盖202则可以在与此护罩端204相对的远端206盖住此噪声抑制套筒200。套筒盖202可以包括盖孔208，在此所示的实施形式中，电动机组件的一部分可以穿过此盖孔208。当有需要时，套筒的尺寸可以长于电动机组件延伸的长度，如套筒200’所示。此套筒能够通过紧固件、卡子、粘合剂、摩擦配合或是任何可以将套筒保持成与单元10紧邻方式而接附到单元10上。上述远端206可向内弯成套筒口210而不必使用专门的盖件如盖202。还应指出，盖202的使用是选择性的。V-O级确保了泡沫材料F不会因电动机16工作产生的热而被损伤。套筒200的尺寸最好设计成使其直径不大于护罩30的外径，如图所示，且最好是使套筒盖202或套筒孔210与电动机组件15紧邻或接触。业已发现，由于将V-O级泡沫材料设置成与电动机组件接触或极其邻近，如套筒200’所清楚表明的，因此能提供最佳的静噪性质同时仍然保持着此单元的工作效率。
这种泡沫塑料套筒的概念也可应用于通流式电动机-风扇单元以及切向旁通电动机-风扇单元。图5中，旁通式电动机-风扇单元300使其风扇组件303的扩罩302由V-O级泡沫材料制的噪声抑制套筒304盖住。套筒盖306在308处敞开，同时套筒盖306最好抵贴住护罩302例如在310处。护罩302包括多个周边排气孔311用来将风扇产生的气流排入到风扇组件303内。正如前面已指出的，任何常规的装置都可用来将套筒固定于单元上。套筒304的侧壁312最好与护罩302分开一小距离，虽然也可与之接触。
图6中，切向式旁通电动机-风扇组件400具有一个从风扇组件403延伸出的切向排气孔口402，而此风扇组件403则是由噪声抑制套筒404所覆盖。套筒304未设置有套筒盖而是在端部406开口。侧壁408最好如图大致示明的抵靠住排气口的外边面。可从套筒内表面延伸出内部凸缘408构成迷宫式流路410。流路410能使气流改向，而这些内部凸缘有效地“搅乱”或消除此单元400产生的噪声。
在电动机-风扇单元10的其他器件上，特别是在下面对照图3与4所公开的扩散器组件的部件上，应用V-O级泡沫材料，能够取得其他优点。扩散器80与风扇端托架35的相互作用，分布风扇26产生的气流，而这种组合形式称之为扩散器/托架组件。此扩散器/托架组件(80/35)与电动机组件15联结同时可转动地接纳轴20。径向型扩散器组件示明于图3，统一由标记80A标明，有排气口型扩散器组件示明于图4，统一以标记80A标明，这两者都与风扇端托架35相互作用，风扇26通过风扇护罩30将空气抽入并迫使空气到扩散器/托架组件之外。来自风扇组件25的空气由这些扩散器组件80A，80B分配。这些扩散器组件不论是径向的或有排气口型的，统一以标记80指明，便于作统一说明，而这些扩散器的具体部件则附加后缀A或B。
径向扩散器80A(图3)包括平的基座件81，它可以制成环形以确定孔82。环绕风扇26的周边设有多块叶片86A，用来将空气从风扇侧85导向外部，其中一部分空气可以通过护罩30中所设多个孔口34导向护罩30之外(图1)。形成于径向扩散器80A的电动机侧84上的第二组叶片87A，则将此空气的剩余部分沿径向朝内通向扩散器80A的中心。叶片87A可以根据具体应用之需构成任意图案，包括所示的螺旋或针轮图案。与径向扩散器80A相对比，有排气口型的扩散器80B如图4所示，在风扇侧105有环绕成圆周的多个叶片86B，以及围成的通道87B从平面部分104延伸出并形成为类似于径向型扩散器80A的叶片86A，87A的图案，为所有进入与排出的空气提供通道，如上所述。有排气口型的扩散器80B的护罩则完全封闭。
扩散器组件80，不论是有孔口型的或径向型的都设置有一对同图2概示的电刷保持器120合作的电刷盖组件95。在扩散器80A、80B所示的实施形式中，在电动机侧(对扩散器80A为84，对扩散器80B为105)形成的一对竖立的电刷盖件96、97之间构成有通道93。电刷盖件96、97一般位于中心孔82的邻近，并可沿径向凸出一定程度进到孔82内。有排气口型扩散器的电刷盖件95的不同之处在于它们是由与叶片87A相反的通道87B环绕。
这里说明的扩散器组件80包括在某些部件上的V-O级泡沫材料F。特别是V-O级泡沫材料F是设置在电动机一风扇单元10工作时气流所冲击的表面上。更具体地说，泡沫材料F设在叶片87A(径向扩散器)或围成的通道87B(有排气口型扩散器)上。应知这些螺旋/叶轮图案的部件能有效地使气流改向，因而一般会对有选择地采用了它们的电动机-风扇单元10产生的噪声能有很大的抑制作用。特别是，叶片87A与在扩散器组件80的转动方向弯曲的封闭通道87B的表面都是用泡沫材料F覆盖的表面。
至此应知，根据专利法业已公开了一种新型的和有效的电动机-风扇单元。还应知在不背离本发明的精神的前提下是可以对所描述的发明作出种种更改与变换型式的，而为了正确地认识本发明的范围，应参看下面的权利要求书。
权利要求
1.低噪声的空气驱动的电动机-风扇组件，包括具有可转动轴的电动机组件；与此可转动轴联结并产生通过此电动机组件至少一部分上方的气流的风扇组件；以及至少是部分地绕上述电动机组件设置的自动熄火与噪声抑制套筒。
2.如权利要求1所述组件，其中所述风扇组件具有外径而所述噪声抑制套筒所具的套筒直径围绕所述风扇组件外径设置，且所述噪声抑制套筒是由具有自动熄火性质的泡沫材料构成。
3.如权利要求1所述组件，此组件还包括接附到所述噪声抑制套筒上的套筒盖；所述噪声抑制套筒具有护罩端，接附到所述风扇组件与形成套筒孔口的远边缘相对，所述套筒盖则接附于此远边缘上，其中所述噪声抑制套筒有一贯通的盖孔而所述电动机组件则延伸通过此盖孔。
4.如权利要求1所述组件，所述套筒与所述电动机组件接触，其中所述噪声抑制套筒具有接附于此风扇组件上与远边缘相对的护罩端，此远边缘向内弯曲成套筒孔，此电动机组件延伸通过此套筒孔同时此远边缘则与该电动机组件接触。
5.如权利要求1所述组件，其中所述风扇组件包括固定于上述轴上的风扇；与上述电动机组件联结的扩散器/托架组件，此扩散器/托架组件可旋转地容纳上述轴；固定于上述扩散器/托架组件上的风扇护罩，而此风扇通过此风扇护罩将空气抽入并排放到所述扩散器/托架组件之外，此扩散器/托架组件具有与之联结的至少一个泡沫材料件以减少流过其中的空气的噪声；上述扩散器/托架组件还包括风扇端托架以及与此风扇端托架联结的扩散器；上述风扇端托架包括具有托架孔的平板而经过这些孔可与至少一个电动机托架贴近，前述的至少一个泡沫材料件设在上述至少一个电动机托架上且与所述托架孔相邻以吸收噪声。
6.权利要求1所述组件，其中所述风扇组件包括固定于上述轴上的风扇；与上述电动机组件联结的扩散器/托架组件，此扩散器/托架组件可旋转地容纳上述轴；固定于上述扩散器/托架组件上的风扇护罩，此风扇通过此风扇护罩将空气抽入并排放到所述扩散器/托架组件之外，此扩散器/托架组件具有与之联结的至少一个泡沫材料以减少流过其中的空气的噪声；上述扩散器/托架组件还包括具有至少一个用于载盛此电动机组件的电动机托架的风扇端托架，此风扇端托架具有电动机通过的孔；以及与此风扇端托架联结的扩散器，此扩散器有多个周边上的通孔以及从其一侧延伸向上述风扇端托架的许多叶片，在这许多叶片的至少一个之上设有至少一个泡沫材料件以吸收噪声，而这些叶片呈弧形且提供凹形表面，而此泡沫材料即设于这种凹形表面上。
7.如权利要求1所述组件，其中所述风扇组件包括固定于上述轴上的风扇；与上述电动机组件联结的扩散器/托架组件，此扩散器/托架组件可旋转地容纳上述轴；固定于上述扩散器/托架组件上的风扇护罩，此风扇通过此风扇护罩将空气抽入并排放到所述扩散器/托架组件之外，此扩散器/托架组件具有与之联结的至少一个泡沫材料以减少流过其中的空气的噪声；上述扩散器/托架组件还包括具有至少一个用于载盛此电动机组件的电动机托架的风扇端托架，此风扇端托架具有贯通的电动机孔；以及与此风扇端托架联结的扩散器，此扩散器具有从其一侧延伸向上述风扇端托架的多条通道，而在上述多个叶片中的至少一个之上设有至少一个泡沫材料件以吸收噪声。
8.低噪声空气驱动马达组件，包括具有可转动轴的电动机组件；与此电动机组件连接的风扇组件，此风扇组件包括固定到上述轴上的风扇；承载上述电动机组件的风扇端托架，此风扇端托架具有贯通的托架孔以及与此风扇端托架联结的扩散器，此扩散器具有贯通的孔，其中所述风扇的转动产生通过所述托架孔与所述孔的气流，而所述风扇端托架承载有至少一个泡沫件来吸收所述风扇产生的噪声。
9.如权利要求8所述的组件，此组件还包括至少是部分地环绕上述电动机组件设置的噪声抑制套筒，其中所述风扇端托架具有至少一个用于承载此电动组件的电动机托架，此托架孔与所述至少一个电动机托架相邻，所述至少一个托架之上设有噪声抑制泡沫材料，且上述扩散器具有许多弧形叶片用来将气流从风扇导引向上述电动机组件，而这种弧形叶片上设有噪声抑制泡沫材料。
10.如权利要求8所述的组件，还包括至少是部分地围绕此电动机组件设置的噪声抑制套筒。其中此套筒与所述至少一个泡沫件具有自动熄火性质。
11.如权利要求8所述的组件，还包括有围绕上述风扇组件定位的噪声抑制套筒，其中所述风扇的护罩有许多排气口，而所述套筒紧邻所述排气孔设置。
12.如权利要求8所述的组件，还包括有具备形成迷宫式流道的至少一个内部凸缘的噪声抑制套筒，上述的风扇的护罩有切向排气孔，上述套筒则配合到上述切向排气口上。
全文摘要
低噪声空气驱动的电动机组件，它包括具有可转动轴的电动机组件、与此可转动轴联结产生通过此电动机组件至少一部分气流的风扇组件，自熄火与噪声抑制套筒至少是部分地绕电动机组件设置。套筒最好用V－0级泡沫材料。风扇组件包括设于此轴上的风扇、与此可旋转地置纳上述轴的此电动机组件联结的扩散器/托架组件。扩散器/托架组件上设有风扇护罩，其中风扇的转动经风扇护罩抽入空气而从扩散器/托架组件排出，扩散器/托架组件具有至少一个泡沫材料件与弧形叶片联结以减少空气流过的噪声。
文档编号H02K5/24GK1676945SQ20051005627
公开日2005年10月5日 申请日期2005年4月4日 优先权日2004年4月2日
发明者D·B·芬肯宾德, J·P·肖克罗斯 申请人:埃米特克有限公司