電動鼓風機組件及其制造方法技術

本發明專利技術提供了一種用于呼吸性治療應用中的電動鼓風機組件（1）。有源電動機子組件（6、7、9）封裝在具有選定的振動消散和熱傳導特性的二次模制成型的熱塑性材料（5）內。與當前市售的類似尺寸和氣流能力的鼓風機相比，所產生的鼓風機組件能夠在聲級降低1.0-3.0dB并且效率提高3-9%的情況下工作。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
[0001 ] 本專利技術大體上涉及(a)改進的電動鼓風機組件(例如，用于治療睡眠呼吸暫停的呼吸性療法)，(b)各種鼓風機組件部件的改進裝置和組件，用于在鼓風機組件部件組裝時精確地對齊和保持，以及(c)制造這種鼓風機的改進方法。
技術介紹
睡眠呼吸暫停機包括專門設計的電動機、電動機控制裝置，以及葉輪，葉輪移動空氣進入和離開患者呼吸系統。用于呼吸性療法的鼓風機由于其靠近患者而需要安靜。目前市場銷售的鼓風機的聲壓級約為42dB。在電動機中發現的固有結構所帶來的噪聲源包括渦輪擾動、軸承位移以及電磁材料的磁彈性。轉子和定子之間的磁力還與電動機結構相互作用。類似地，外殼必須具有足夠的硬度以支撐轉子。然而，外殼將力傳輸至電動機內。固有的聲音靈敏度取決了電動機的噪聲和振動特性。為了將噪聲減至最小，一旦可能就應當減少或消除電動機、轉子和定子之間的可能振動源。高音電動機可以源自于與粗劣的電動機外殼的結構聲音靈敏度相關的固有小振動源。通過使用振動消散材料而提高電動機的聲音靈敏度可以減少電動機噪聲。一個有效的振動控制策略允許大的軸承位移，并且形成了低的結構力。一種策略是可以使用彈性軸承底座而實現。這種策略的不足之處包括動態對準和使用壽命問題。例如，轉子和定子在臨界工作情況下會摩擦，引起過早失效?？梢圆捎霉瞽h、彈性O-環、蓋圈環、套筒和各種其他結構，以提供抑制振動的彈性底座。在塑料模制產業中一個近期創新是二次模制成型各種電動機部件的能力。已經封裝了線圈和定子組件以將其與環境隔離以便于清洗、向下鉆孔和其他應用。電動機定子繞組也采用具有相對高導熱系數的材料封裝以改善電動機的性能。在二次模制成型處理中使用具有各種填充物的各種熱塑性彈性體(TPE)。鼓風機組件基本上包括電動機、鼓風機葉輪或葉輪以及鼓風機外殼。這些子組件通過合適的機械裝置、諸如螺釘或粘合劑而相對于彼此保持工作關系。操縱、對準和定位這些子組件以及隨后施加機械保持所需的組裝時間可能對最終的鼓風機組件增加了相當大的成本。每個前述的子組件具有尺寸公差。當部件相對彼此固定成正確的關系時，這些公差疊加在一起成為累積或合計公差，也稱為累積公差。該累積公差已經導致了在移動和固定部件之間間距增大，以防止干擾和卡合。然而，在鼓風機葉輪或葉輪以及外殼之間的增大間隙導致鼓風機效率降低。這種類型的鼓風機中的間隙通常在移動的鼓風機部件和固定的鼓風機部件之間的空隙的0.030英寸±0.018英寸范圍內。通過將電動機定子和軸承組件同時模制在鼓風機外殼中，可以消除移動部件和固定部件之間的部分累積公差。電動機定子和軸承組件位于外殼下部部分中，其中模壓件公差約為±0.0005英寸。外殼上部部分定位遠離下部外殼部分，而葉輪由軸承組件定位。合計公差累積減少至約±0.008英寸，允許約0.020英寸的額定間隙。測試證明約0.010英寸的間隙減少通過減少了產生特定氣流所需的葉輪速度而形成了約3%的功率節約。該減少的葉輪速度可以形成噪聲減少、并且提高鼓風機組件的使用壽命和可靠性。還可以減少鼓風機組件的總尺寸，并且仍然實現了等效于較大的鼓風機組件的空氣處理性能的空氣處理性能。高效運轉的電動機可以在較低的溫度下運轉，并且可以比在較熱的溫度下運轉的電動機具有更長使用壽命和可靠性特征。呼吸性治療鼓風機中的電動機基本上隔離在靜止空氣的殼膜內。將熱量傳導遠離電動機將允許其以低溫運行，而具有上述的好處。美國專利號N0.7，154，200B2 (Neal)描述了形成電動機組件的外殼同時單步驟完成用模制材料封裝多個電動機部件，所述文獻在此引入作為參考?？梢赃x擇模制材料，從而其熱膨脹系數類似于組件的金屬部件的熱膨脹系數，其導熱，具有抑制振動和吸收撞擊的特性，衰減磁彈性引起的噪聲，并且封裝電端子。該方法減少了公差累積和組裝成本，并且可以包括各種類型的插入件和各種類型的軸承?？梢詫尾襟E模制電動機外殼同時還二次模制成型電動機部件進行改進。由于模制需要保持所有壁部件大致具有相同厚度，模制單一材料將需要設計折衷。將部件模制在不同材料制成的預成形外殼內增加了設計的功能性和靈活性。預成形的外殼可以具有組裝增強特征，諸如彈簧鉤、用于螺釘的突舌等等。選擇用于外殼的材料使其消散振動的頻率與模制材料消散的振動頻率不同。因而，可以實現對大范圍頻率的抑制。通常用于二次模制成型的大部分熱塑性彈性體對于0_7kHz頻率范圍內的振動具有類似的抑制特征。然而，高于7kHz的更軟的TPE趨向于更有效地抑制振動。填充物諸如玻璃和陶瓷改變了 TPE抑制特性，并且可以用于定制TPE，用于抑制特定頻率范圍。通過使用具有不同抑制特性的兩個TPE，可以實現更寬和更有效的振動抑制方法。在美國專利號N0.6，058，593A (Siess)和 7，012，346B2 (Hoffman 等)中示出和描述了已知電動機設計的其他細節，所述文獻的公開內容在此引入作為參考。
技術實現思路
已經專利技術了機動鼓風機組件，其包括了現有電動機結構的最佳特征，并且還改進了這些特征。本專利技術的第一方面是一種改進的電動機，其具有共同位于熱塑性材料基體內的定子子組件和軸承子組件，所述電動機模制在外殼下部部分中。外殼下部部分還形成鼓風機空氣腔的下部部分。熱塑性材料具有振動抑制特性，導致形成與不具備這種材料的電動機相比更安靜的電動機。在本專利技術的另一方面，將插入物二次模制成型在外殼下部部分內，其在隨后的組裝處理步驟中接收軸承子組件。在本專利技術另一方面，夕卜殼部分由增強上部鼓風機外殼部分或最終組件的其他部件的組裝的特征形成。增強的組裝特征產生較低的制造成本，并且可以利通自動制造方法以進一步降低成本。在本專利技術另一方面中，熱塑性材料可以在外殼部分之間和/或組件的其他部件之間形成墊圈。模制材料可以是注模熱塑性彈性體、灌注化合物等。其可以是已填充或未填充的單體或聚合物。該材料可導熱以實現更高的額定功率。在本專利技術的另一方面，借助于二次模制成型材料將子組件附連在下部鼓風機外殼內，并且與附連子組件的其他手段相比，產生了較低的制造成本和減小的公差累積。在本專利技術的另一方面，外殼下部部分形成用于定子組件端子的出口以及用于接收外部連接器的凹口。在本專利技術的又一方面，上部和下部外殼部分以及軸具有增強自動操縱和組裝的特征。附帶地參考所公開實施例的相應部件、部分或表面，僅出于說明目的而非限制性目的，本專利技術在一個方面中寬泛地提供了一種用于呼吸性治療中的改進的電動鼓風機組件(I )。該改進的鼓風機組件寬泛地包括:外殼(2、3)，具有在入口(11)和出口(12)之間延伸的氣流通道；定子組件(6)，位于外殼內并固定至外殼；軸承組件(9)，安裝在外殼內相對于定子組件的預先確定位置處；轉子組件，具有軸(8)，安裝在軸一個邊緣端部分上的葉輪(10)，以及安裝在軸的中間部分上的磁體(7);其中軸的另一邊緣端部分接收在軸承組件中；以及二次模制成型材料(5 )，接合所述外殼并且封裝電動機定子組件。模制材料可以是熱塑性彈性體，或者通過灌注方法施加的灌注化合物。模制材料可以具有預定的熱膨脹系數和/或預定的熱傳導系數?？梢赃x擇模制材料具有預定的振動消散特性，以形成更安靜的鼓風操作。部件可以具有設計特征以增強自動組裝，并減少組裝成本。二次模制成型部件和組件可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動鼓風機組件，包括：外殼，具有在入口和出口之間延伸的空氣流動通道；電動機定子組件，定位在所述外殼中并固定至所述外殼；軸承組件，相對于所述電動機定子組件處于預定位置地安裝在所述外殼上；轉子組件，具有軸、安裝在所述軸的一個邊緣端部分上的葉輪，以及安裝在所述軸的中間部分上的磁體；其中所述軸的另一邊緣端部分接收在所述軸承組件中；以及二次模制成型材料，用于接合所述外殼并且封裝所述電動機定子組件。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種電動鼓風機組件,包括: 外殼，具有在入口和出口之間延伸的空氣流動通道； 電動機定子組件，定位在所述外殼中并固定至所述外殼； 軸承組件，相對于所述電動機定子組件處于預定位置地安裝在所述外殼上； 轉子組件，具有軸、安裝在所述軸的一個邊緣端部分上的葉輪，以及安裝在所述軸的中間部分上的磁體； 其中所述軸的另一邊緣端部分接收在所述軸承組件中；以及 二次模制成型材料，用于接合所述外殼并且封裝所述電動機定子組件。2.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述二次模制成型材料是熱塑性彈性體。3.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述二次模制成型材料具有預定的熱膨脹系數。4.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述二次模制成型材料具有預定的熱傳導系數。5.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述二次模制成型材料具有預定的振動消散性能，以減少由所述鼓風機組件產生的振動。6.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述外殼包括上部外殼部件和下部外殼部件，并且還包括設置在所述上部外殼部件和下部外殼部件之間的墊圈。7.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述電動機定子組件包括電端子，并且其中所述電端子被所述二次模制成型材料部分地封裝。8.根據權利要求1所述的電動鼓風機組件，其中所述二次模制成型材料被注模入所述外殼內。9.一種制造電動鼓風機組件的一部分的方法，包括如下步驟: 提供第一模具，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·M·卡利科，J·S·貝萬，D·R·邁科伊，
申請(專利權)人：莫戈公司，
類型：發明
國別省市：美國;US