JPS635600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フアンや、送風機、特に、例えば、
作動する電気装置を収容する金属キヤビネツト
や、囲いに、フアンや送風機を取付けるための振
動遮断封止装置に関するものである。

当業者には周知であるように、電気部品や装置
は、その作動によつて熱を発生し、それらの性質
によつては、高温度で損傷を受けやすい。しばし
ば、特別な装置は、輻射、伝導、対流によつて不
都合な熱を装置から周囲へ取り除くために、熱伝
導フインのような熱だめが設けられている。

場所の制限及び駆動装置の小形化は、例えば、
データ処理装置や、端末機、特に、卓上機器など
に用いられる電気部品に対して、より小さな空間
が残されているだけとなつている。電気機器は、
典型的には、装置を保護するが、対流冷却のため
には、しばしば、最少の場所しか与えないキヤビ
ネットや、囲いの中に収容される。空気循環を行
うために、キヤビネツトは、キヤビネツトに、し
ばしば、すべてが直接的に取付けられるフアンが
設けられるが、これは、「固い取付け」として知
られている。これらのフアンは、一般的に「マフ
インフアン」（“muffin fans”）として知られ、
典型的には、フレームの内部に、原動機を含んで
いるボスの上に回転可能に取付けられたプロペラ
を有している。フレームの四隅には、キヤビネツ
トのパネルにフアンを固着するボルトを受け入れ
るための穴が、設けられている。

「固い取付け」は、フアンの運転の間に、１回
転当り１回及び羽根の通過周波数及びそれらの共
振振動数並びに電力線の振動及びその共振振動数
で、キヤビネツトの振動励起を生じさせることが
ある。この構造に基づく騒音成分は、電気キヤビ
ネツトが事務室内にある時、特に、幾つかのこの
ようなフアンが作動しつつある時などの特殊な場
合に、最も不快である。

この構造から発生する騒音を低減するために、
種々の取付け構造が提案されている。このような
提案な一つは、フアンと、キヤビネツトパネルと
の間の各ボルトの回りに、軸方向に配置される円
筒形遮断材を用いることである。不都合なこと
に、キヤビネツトを修正すること無しには、この
取付け構造は、フアンとパネルとの間に、すきま
を生じさせる。このすきまは、フアンによつて押
出され、又は、引込まれる空気に対して二次通路
を形成し、従つて、キヤビネツト内から熱を消散
するフアンの効果を低下する。更に、正の圧力を
維持するために、フアンがキヤビネツト内に、し
ばしば、ろ過された空気を吹き込む構成において
は、このようなすきまは、圧力の形成の妨げとな
る。

すきまを埋めるために、環状のフオーム挿入体
が、移動する空気を運び、空気がすきまから漏れ
ることを阻止するためのシールとして用いられて
いる。この構成は、製造、修繕、組立てが厄介で
あり、高価となる。

上に説明をした従来技術の別の欠点は、その外
形である。フアンは、しばしば、キヤビネツト内
に取付けられるので、最小の空間の使用が所望さ
れる。フアンが取付けられるキヤビネツトパネル
から、フアンの反対側まで計つた高さは、できる
だけ小さくすることが、好適である。各ボルトの
回りに配置される遮断材によつては、フアンは最
も不都合な形状になる。

従つて、本発明の目的は、フアン及び送風機の
振動遮断取付け装置を提供することにあるもので
ある。

本発明の別の目的は、フアンや、送風機のよう
な装置と、このような装置が取付けられる面との
間に配置することができるシールを提供すること
にあるものである。

本発明の他の目的は、フアンや、送風機などを
取付けると共に構造から発生する騒音の伝達を防
止するための振動遮断封止装置を提供することに
あるものである。

本発明のまた別の目的は、外形又は設置高さが
小さい振動遮断封止装置を提供することにあるも
のである。

本発明の更に他の目的は、簡潔な設計で且つ経
済的に製造及び組立てをすることができる振動遮
断封止装置を提供することにあるものである。

このような目的並びにその他の目的は、本発明
によると、ほぼ正方形状のエラストマ又はプラス
チツク製の外フレームと、この外フレームの内部
に同軸に且つ放射方向に設けられたほぼ正方形状
のエラストマ又はプラスチツク製の内フレーム
と、内フレームを外フレームに連結するように両
フレームの間に設けられ且つエラストマから作ら
れたほぼ「Ｓ」字形のたわみ可能な膜と、フアン
を内フレームの上に同一面に取付ける部材と、外
フレームを支持面の上に同一面に取付ける部材と
から成立つており、内フレームが、フアンのプロ
ペラに空気を運ぶように形成された中央開口を有
していることを特徴とするプロペラを有している
フアンを取付けるための振動遮断封止装置によつ
て達成される。

本発明の別の実施例においては、振動遮断封止
装置は、フアンのハウジングと一体に作られる。
取付け部材や、取付け及びハウジング・ユニツト
は、1980年10月20日付けの出願の米国特許願第
198729号の明細書中に記載されている方法によつ
て作ることができる。

本発明の特長と目的とを十分理解するために、
添付図面に関連して本発明を以下に詳細に記述す
るが、図においては、同一符号は、同一部分を示
している。

まず、第１図を参照する。図には、フアン１０
が示されており、これはハウジング１２と、リブ
１６によりハウジング１２に固着されたボス１４
と、プロペラ１８とから成立つている。プロペラ
１８は、広義には羽根車をも含んでおり、このプ
ロペラ１８は、環状部分２０と、環状部分２０か
ら放射していると共にそれに連結された、円周方
向に隔つた複数個の羽根２２とから成立つてお
り、また、環状部分２０は、ボス１４の上に回転
可能に取付けられている。図示のフアン１０にお
いては、ボス１４は、リード線２４を介して附勢
される小型電動機のような原動機（図示しない）
を有している。ハウジング１２は、第一のフラン
ジ部材２６と、このフランジ部材２６と平行に且
つ間隔を置かれた第二のフランジ部材２８と、両
フランジ部材２６，２８間の円筒部材３０とを有
している。フランジ部材２６，２８は、それぞ
れ、中央開口２７，２９を有している。円筒部材
３０は、軸方向に貫通して延びている中央環状開
口３２を有しているが、これは、開口２７，２９
とほぼ等しい直径を有し且つそれらと軸方向に整
列している。更に、開口３２は、プロペラ１８の
回転を妨げないように、十分な直径で且つ羽根２
２の軸方向の寸法よりも、より大きな軸方向の寸
法を有している。好適には、開口３２の直径は、
最小とされ、しかも、その中にプロペラ１８の動
きばめを許すように、十分な寸法とされる。従つ
て、開口３２は、プロペラ１８により押し出さ
れ、又は、引込まれる空気を有効に運ぶ。環状部
分２０は、例えば、その軸方向の範囲に渡つてボ
ス１４の回りに同心に設けられており、また、リ
ブ１６は、周辺方向に間隔を置かれると共にフラ
ンジ部材２６に近接したその平らな端面３４に最
も近いボス１４の残りの軸方向の部分に連結され
ている。

好適には、フランジ部材２６，２８は、隅部４
０，４２において、円筒部材３０を越えて放射方
向に延びる正方形状のものであることが望まし
い。各隅部４０，４２には、ボルト４５が貫通で
きる大きさの穴４４，４６が設けられることがで
きる。円筒部材３０の外径は、正方形状のフラン
ジ部材２６，２８の側部の長さに等しい。従つ
て、丁度説明したように、ハウジング１２の全体
の寸法は最小である。

また、第１図には、本発明に従つて作られた防
振シール、囲い及び取付け部材として作用をする
装置５０が示されている。図示されるように、ハ
ウジング１２は、ボルト４５により装置５０に固
着されている。このような構成の代わりに、接着
剤や、突起と溝とのような他の固着手段を、本発
明の要旨内において使用することもできる。ある
いは、例えば、ハウジングを装置５０と一体に作
ることもできる。これについては、以下の装置５
０の詳細な説明に続いて、一層詳細に説明をす
る。

第２，３，４及び５図は、装置５０を示すもの
であるが、この装置５０は、ほぼ正方形状の外フ
レーム５２と、外フレーム５２内に同軸に且つ放
射方向に配置されたほぼ正方形状の内フレーム５
４と、外フレーム５２及び内フレーム５４との間
に配置されると共に内フレーム５４を外フレーム
５２に連結する、例えば、それらの間に構造的に
接着されたほぼ「Ｓ」字形のたわみ可能な膜５６
とから成立つている。たわみ可能な膜５６の形状
は、接着面積を増やすことにより、外及び内フレ
ーム５２，５４に対して、それぞれ、改善された
接着強さを与えている。また、形状は、作動条件
により決定され。すなわち、図示の形状は、ほぼ
等しい並進的な剛性及び同軸的な剛性を達成し、
平板部材よりも、より低い放射方向の剛性を達成
し、これにより、フアン１０の安定した低剛性の
支持を与えている（第１図）。例えば、たわみ可
能な膜５６は、エラストマから作られ、また、内
及び外フレーム５４，５２は、実質的に強固な非
伸縮性の材料、例えば、金属や重合体（プラスチ
ツク）、たわみ可能な膜材料よりも、より強固な
（より高いせん断係数及びヤング係数）のエラス
トマ材料、又は、重合体と金属との複合材料から
作られる。膜５６は、静的及び動的負荷を支持
し、構造から発生する騒音や、振動の経路の破壊
を与える。ここで、用語「エラストマ」は、ゴム
や、ゴム状のものなどの種々の弾性材料を含むよ
うに、広義で使用されている。この用語は、例え
ば、ゴム状となるように架橋され、熱硬化及び硫
化される重合体並びに熱可塑性共重合コンパウン
ドを含んでいる。たわみ可能な膜は、例えば、７
Kg／cm²（100psi）の範囲の静的横弾性係数と、横
弾性係数の３倍の範囲の圧縮に対するヤング係数
とを有し、従つて、ポアソン比の大きさは、0.5
である。実際に、たわみ可能な膜５６は、「粘弾
性」と呼ぶことができ、関連した応力―ひずみ曲
線における広い弾性域及び「記憶」を有している
ので、作用された力を取り除いた後に、元の形に
戻る。その粘性特性は、動的エネルギー損失や振
動減衰となる固有ヒステリシス特性を与える。内
及び外フレーム５４，５２は、表面の凹凸にかか
わらず、外フレーム５２と支持面（図示しない）
との間及び内フレーム５４とフアン１０との間に
「シール」を達成するように、強固で且つ十分に
変形可能に作られなければならない（第１図）。

外フレーム５２は、第２図に示されるように、
等しい長さの４個の細長い部材６０〜６３から成
立つており、各部材は、正方形を形成するように
各端部において他の部材に、直角に連結されてい
る。好適には、部材６０〜６３は、一体に成形さ
れることが望ましい。部材６０〜６３の連結端部
間の隅部６４〜６７には、放射方向外方にそれぞ
れ延びている球根状の突起６８〜７１が設けられ
ている。軸方向を向いている穴７２〜７５が、突
起６８〜７１を、それぞれ、貫通しており、これ
らの穴は、装置５０を支持面、例えば、電気機器
キヤビネツト（図示しない）のパネルに取付ける
ためのボルトやねじ（図示しない）を受けるよう
な寸法及び間隔とされている。強化用平坦部８０
が、外フレーム５２の周辺の回りに設けられてい
る。部材６０〜６３の断面形状が、第６図に１例
として示されている。第６図は、底面図である第
４図の―線に沿つた断面図である。部材６２
は、２個の垂直に垂下する側壁９０，９１を有し
ている平らな底面８２を有するものとして断面で
示されている。部材６２の面９２は、平らでは無
く且つ短い移行部片９４を除いては軸方向に面８
４まで延びておらず、また、この移行部片９４
は、部材６２を、それに対して直角に設けられて
いる強化用リブ８０に連結している。面９２は、
彎曲しており、後述する理由のために、ほぼ
「Ｓ」字形の輪郭を有している。

内フレーム５４は、第２及び４図に示されるよ
うに、等しい長さの４個の一体に成形された細長
い部材１００〜１０３から成立つており、各部材
は、正方形を形成するように、端部において他の
部材に直角に連結されている。部材１００〜１０
３の接合端部の間の隅部１０５〜１０８には、そ
れぞれ、穴１１０〜１１３と、三日月形の平坦部
１１５〜１１８が設けられている。穴１１０〜１
１３は、装置５０にフアン１０を取付ける貫通ボ
ルト４５を受けるような寸法及び間隔とされてい
る。例えば、穴１１０〜１０３にはねじが設けら
れ、ボルト４５をねじ係合させるようにすること
もできる。１例として、三日月形の平坦部１１８
と、隅部１０８と、穴１１３とが、第５図に示さ
れている。部材１００〜１０３の断面形状が、第
６図から見ることができる。部材１０１が、面８
２とほぼ同一面上にある平面１１９と、２個の垂
下する側壁１２０，１２２と、面８４とほぼ同一
平面の面１２３とを有する断面として示されてい
る。全体の断面形状はブーツ状であり、平面１２
３の放射方向の延長部、すなわち、厚さは、面１
１９の厚さよりも、より小さくなつている。側壁
１２０は、面１２３及び１１９の両方に対して直
角に設けられる。側壁１２２は、側壁１２０と平
行で且つ面１１９に近接している部分１２５と、
部分１２５と、面１２３との間に設けられた円弧
状部分１２７とを有している。

再び第４図を参照するが、三日月形の平坦部１
１５〜１１８は、部材１００〜１０３よりもより
小さな軸方向延長部と、ほぼ円形の開口１２０を
形成するように隅部１０５〜１０８から内方に十
分な間隔を置いた放射方向の延長部とを有する平
らな部材である。（なお、開口１２０は、必要で
はないけれど、平らな側壁１２１，１２２，１２
３，１２４を設けられている。）円形の開口１２
０の直径は、フアンハウジング１２の円筒状部３
０の開口３２の直径にほぼ等しい（第１図）。従
つて、開口１２０，２７，２９及び３２（第１及
び４図）は、プロペラ１８（第１図）から、又
は、プロペラ１８に向かつて、空気の流れを向け
る円筒形ガイド、又は、囲い板として作用をす
る。これは、空気の乱流と、それから生ずる騒音
と、乱流に関連したフアン１０（第１図）の効率
の損失とを低減する。この発明は、多数の市販の
有効なフアンや、送風機に実施することができ
る。たわみ可能な膜５６（第５図）の軸方向の厚
さ及び幅と、膜が製作されるエラストマを特徴付
ける横弾性係数と、ヤング係数とは、製造の際
に、装置５０（第１図）が、必要な重量を支持す
ることができると共に特定の帯域周波数における
希望の振動遮断を達成することができるように、
選択され、設計されることができる。以下は、本
発明の典型的な利用における性能及び設計の１例
である。７枚の羽根と、390ｇ（0.86ポンド）の
重量を有する7.6cm（３インチ）直径のマフイン
フアンは、3000RPM（50Hz）の速度で作動をする
ことができる。本発明に従つて構成された装置５
０は、11.7cm（4.6インチ）平方で、厚さが0.7mm
（0.27インチ）で、固有振動数が18ヘルツで、ピ
ーク伝達率が６〜８で、解析した遮断効率が50ヘ
ルツの外乱で約73％であり、350ヘルツの外乱で
約99％であることができた。

ハウジング１２及び取付け装置５０が、ボルト
４５により結合される別個に成形された部材とし
て第１図に示されているが、本発明は、一体的な
一片のユニツトとして作り、ボルト４５を必要と
しないことも考えていることを理解されたい。こ
のような振動を遮断し、封止するハウジングは、
製造及び組立が経済的である。

ここに説明した本発明は、図示される以外にも
実施することのできることは、明らかなところで
ある。例えば、装置５０に２個以上の開口１２０
を設け、２個以上のフアンに対する振動遮断封止
取付け装置として働くようにすることもできる。
更に、別の例として、許されるならば、図示され
る正方形状の代わりに、円形状や、三角形状に装
置５０を構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて作られた振動遮断封止
装置と協同するフアンハウジングを有するフアン
の斜視図、第２図は本発明の実施例に従つて構成
された振動遮断封止装置の平面図、第３図は第２
図に示される振動遮断封止装置の側面図、第４図
は第２図に示される振動遮断封止装置の底面図、
第５図は第２図の―線に沿つた断面図、第６
図は第４図の―線に沿つた断面図である。 １０：フアン、１２：ハウジング、１４：ボ
ス、１６：リブ、１８：プロペラ、２２：羽根、
２６，２８：フランジ部材、２７，２９，３２：
開口、４０，４２：隅部、４４，４６：穴、４
５：ボルト、５２：外フレーム、５４：内フレー
ム、５６：たわみ可能な膜、６０，６１，６２，
６３：部材、６４，６５，６６，６７：隅部、６
８，６９，７０，７１：突起、７２，７３：穴、
８０：平坦部、９０，９１：側壁、９２：面、１
００，１０１，１０２，１０３：部材、１０５，
１０６，１０７，１０８：隅部、１１０，１１
１，１１２，１１３：穴、１１５，１１６，１１
７，１１８：平坦部、１２０，１２２：側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング１２の内部に回転自在に固着され
   たプロペラ１８を含んでいるフアン１０を取付け
   るための振動遮断封止装置５０において、外フレ
   ーム５２の内部に配置された内フレーム５４と、
   内フレーム５４と外フレーム５２との間に配置さ
   れると共にそれらのフレーム５２，５４を相互に
   連結する「Ｓ」字形のたわみ可能な膜５６とから
   成立つており、このたわみ可能な膜５６は、エラ
   ストマから作られており、また、内フレーム５４
   は、プロペラ１８及び包囲するハウジング１２を
   含むフアン１０に関して空気を運ぶための円形の
   開口１２０を有しており、更に、フアン１０、プ
   ロペラ１８及びその包囲ハウジング１２は内フレ
   ーム５４に取付けられると共に外フレーム５２
   は、支持面の上に固着され、フアン１０の振動
   が、相互に連結しているたわみ可能な膜５６を介
   して支持面に伝達されることができないように
   し、また、空気が、たわみ可能な膜５６を経て逃
   げることができないようにしたことを特徴とする
   フアン取付用の振動遮断封止装置。 ２ 内フレーム及び外フレーム５４，５２が、そ
   れぞれ、ほぼ正方形状を有している特許請求の範
   囲第１項記載のフアン取付用の振動遮断封止装
   置。