JP2002315697A - 電気掃除機 - Google Patents

電気掃除機

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JP2002315697A
JP2002315697A JP2001121166A JP2001121166A JP2002315697A JP 2002315697 A JP2002315697 A JP 2002315697A JP 2001121166 A JP2001121166 A JP 2001121166A JP 2001121166 A JP2001121166 A JP 2001121166A JP 2002315697 A JP2002315697 A JP 2002315697A
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Yasushi Kondo
也寸志 近藤
Akihiro Hirano
章浩 平野
Yoshihiro Taniguchi
善宏 谷口
Koji Yamamura
浩司 山村
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 掃除機本体の大型化なしに騒音を低減する機
構をもつ電気掃除機を提供することを目的とする。 【解決手段】 排気を排出する排気部を本体1外郭に設
けた電気掃除機において、前記排気部は複数の排気通路
11から構成されており、前記排気通路11は本体1外
郭の厚みLと同一長さでかつ最小径17aが前記長さL
の3/5以下となるもので、掃除機本体1の大型化なし
に騒音を低減する機構をもつ電気掃除機を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭で使用さ
れる電気掃除機に関するもので、本体を大型化すること
なく、騒音を低減する消音機構をもつ電気掃除機を提供
する。
【0002】
【従来の技術】従来の電気掃除機を、図11〜図13を
用いて説明する。掃除機本体101の前方には集塵室1
02を、後方には吸引力を発生する電動送風機103を
内蔵した電動送風機室を配している。電動送風機103
はサポートマエ104とサポートウシロ105によって
掃除機本体101に取り付けられる。電動送風機103
の前方は集塵室102と連通しており、電動送風機10
3の吸引による吸気106は、集塵室102内に着脱自
在に取り付けられた集塵袋107により塵埃を取り除か
れた後、電動送風機103を通過し、排気108とな
る。排気108は、更に排気108中に含まれる微細な
細塵をフィルター109によって除去された後、掃除機
本体101の外部へ排気部110より排出される。掃除
機本体101には、電動送風機103等によって発生す
る騒音を低減するために、長い排気通路111を設けて
いる。また、いっそうの騒音低減のために排気通路11
1の一部には防音材a112と防音材b113を接着し
てある。防音材は排気通路の全周に設けられることもあ
る。
【0003】前記排気通路111をダクトと考えると、
一般的に直管内張りのダクトの減衰率は、ダクトの断面
積をS(m2)、その周長をP(m)、ダクトの長さを
L(m)、内張りの残響吸音率をαとすると、 減衰率=1.05*α1.4*P*L/S で表される。低騒音化のために排気通路を長くし、内面
に防音材を貼り付けるのはこの式からも分かる。
【0004】排気部110の形状は以前の格子形状11
5から、ひとつの大きな排気口116の形状を取るもの
もある。これは、格子形状115に比較して気流に渦が
発生しにくく、そのため騒音が排気部110の開口端で
発生しにくいためである。排気部110の開口部の総排
気面積について述べると、ひとつの大きな排気口116
の開口面積は約6300(mm2)であり、格子形状1
15のものにおいてもほぼ同等の開口面積を有してい
る。また、格子形状115の排気部110において、排
気口114の開口面積の総和を、排気部110の面積で
割った割合を開口率とすると、開口率は普通50%〜8
0%である。なお、排気部110とは、総排気口114
の外周5mmのエリアとして定義したものである。ま
た、排気通路の形状に関しては、近年はデザイン上の理
由から排気部110に複数の円形の孔を設けたり、メッ
シュの成型品を取り付けたりしものもある。しかしなが
ら、現状の製品においては格子形状116の排気通路に
比べ外観の重量を削減できる程度の効果しかなく、排気
風速の早いものにおいてはむしろ騒音の発生源となって
いることがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
掃除機にあっては、減衰率の式からも分かるように、騒
音低減のために排気通路111を長く取ると効果が大き
いため、必要な騒音レベルに合わせて排気通路111の
長さを設定するので、低騒音化のために掃除機本体10
1が大きくなってしまう。
【0006】また、デザイン的理由で排気部110を複
数の円形の孔を設けたものにおいては、外郭の強度が低
下し、気流等により振動し外郭自体が低い周波数の発生
源となっていることがある。
【0007】本発明は、以上のような従来の課題を解決
するものであって、本体の大型化なしに騒音を低減する
機構を持つ電気掃除機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電動送風機を内蔵した本体と、前記電動送
風機の排気を排出する排気部を備え、前記排気部を前記
本体外郭に設けた電気掃除機において、前記排気部は複
数の排気通路から構成されており、前記排気通路は本体
外郭の厚みと同一長さでかつ最小径が前記長さの3/5
以下となる電気掃除機としたもので、排気部は排気通路
を所要送風量を得るだけ集めたセル型ダクトを形成し、
外郭の肉厚は外郭自体が振動することのない強度を持つ
ので、騒音の低減が出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
電動送風機を内蔵した本体と、前記電動送風機の排気を
排出する排気部を備え、前記排気部を前記本体外郭に設
けた電気掃除機において、前記排気部は複数の排気通路
から構成されており、前記排気通路は本体外郭の厚みと
同一長さでかつ最小径が前記長さの3/5以下となる電
気掃除機としたもので、排気部は排気通路を所要送風量
を得るだけ集めたセル型ダクトを形成し、外郭の肉厚は
外郭自体が振動することのない強度を持つので、騒音の
低減が出来る。
【0010】本発明の請求項2記載の発明は、排気通路
の断面形状が略円形である請求項1項記載の電気掃除機
としたもので、気流の渦を最小限に抑えることが出来、
また外郭強度の低下も抑えることが出来る。
【0011】本発明の請求項3記載の発明は、排気通路
の長さ方向の中心軸を、2°から8°の角度で被掃除面
に対して上方に傾斜させ形成した請求項1または2項記
載の電気掃除機としたもので、排気による床面の細塵の
巻き上げを防止すると共に、上部へ排気を吹き上げるこ
ともない。
【0012】本発明の請求項4記載の発明は、排気通路
の上流側開口端に面取りを施した請求項1〜3項のいず
れか1項記載の電気掃除機としたもので、排気通路上流
側開口端の気流の渦を最小限に抑えることが出来る。
【0013】本発明の請求項5記載の発明は、排気通路
の上流側開口端及び下流側開口端に面取りを施した請求
項1〜3項のいずれか1項記載の電気掃除機としたもの
で、各開口端の気流の渦を最小限に抑えることが出来
る。
【0014】本発明の請求項6記載の発明は、排気通路
の下流側に向かって排気通路の幅方向の断面積が大きく
なる請求項1〜5項のいずれか1項記載の電気掃除機と
したもので、気流の渦を最小限に抑えることが出来る。
【0015】本発明の請求項7記載の発明は、外郭部品
の射出成形を行なうための金型は排気通路の長さ方向の
途中でつき合わされており、前記つき合わせ面の口径は
排気下流側の口径が排気上流側の口径より大きいか、略
同一である請求項1〜6項のいずれか1項記載の電気掃
除機としたもので、細く長い金型のピンを必要とするこ
となく、また排気通路にバリも発生しにくい。
【0016】本発明の請求項8記載の発明は、排気通路
の下流側開口部の面積の総和は、排気部の面積全体の1
0%〜30%である請求項1〜7項のいずれか1項記載
の電気掃除機としたもので、排気通路全体から排出され
る排気風速が遅くなる。
【0017】本発明の請求項9記載の発明は、排気通路
の総数は900〜3500個とした請求項1〜8項のい
ずれか1項記載の電気掃除機としたもので、排気通路の
面積は従来機種の排気通路面積と同等かそれ以上であ
る。
【0018】本発明の請求項10記載の発明は、互いに
隣接する3個の排気通路の中心点を結んだ形状が、二等
辺三角形または正三角形を形成する請求項1〜9項のい
ずれか1項記載の電気掃除としたので、排気通路を効率
よく配置することが出来る。
【0019】本発明の請求項11記載の発明は、互いに
隣接する4個の排気通路の中心点を結んだ形状が、長方
形または正方形を形成する請求項1〜9項のいずれか1
項記載の電気掃除機としたので、排気通路間に補強のリ
ブ等を設け易い。
【0020】本発明の請求項12記載の発明は、排気通
路の上流側開口端近傍に排気通路全体を覆う圧損のある
排気フィルタ−を設けた請求項1〜11項のいずれか1
項記載の電気掃除機としたので、排気フィルターを通過
した排気の流速を一定にすると共に、外郭の硬い壁へ排
気が直接当たって気流を乱すことを防ぐ。
【0021】本発明の請求項13記載の発明は、排気通
路内を流れる排気の流速がほぼ等しくなるように、配置
位置により排気通路の配置数を異ならせた請求項1〜1
2項のいずれか1項記載の電気掃除機としたもので、排
気の流速が局所的に速い通路がない。
【0022】本発明の請求項14記載の発明は、排気通
路内を流れる排気の流速がほぼ等しくなるように、配置
位置により排気通路の口径を変えた請求項1〜12項の
いずれか1項記載の電気掃除機としたもので、排気の流
速が局所的に速い通路がない。
【0023】本発明の請求項15記載の発明は、排気部
に射出成形用のゲートから樹脂が流れる方向と平行に複
数のリブを設けた請求項1〜14項のいずれか1項記載
の電気掃除機としたもので、リブによる外郭の強度アッ
プと、成型時に樹脂の流動性をスムーズにするフローリ
ーダーを成す。
【0024】本発明の請求項16記載の発明は、複数の
リブは排気通路と排気通路の間に位置する請求項15記
載の電気掃除機としたもので、排気の通路を減らすこと
なく、外郭の補強が出来る。
【0025】本発明の請求項17記載の発明は、リブの
一部に凸部を設けた請求項15または16記載の電気掃
除機としたもので、凸部に樹脂を大きな圧力をかけるこ
となく、成型時に樹脂を流すことが出来る。
【0026】
【実施例】(実施例1)以下本発明の第1の実施例を、
図1〜図8を用いて説明する。
【0027】掃除機本体1の前方には集塵室2を、後方
には吸引力を発生する電動送風機3を内蔵している。電
動送風機3はサポートマエ4とサポートウシロ5によっ
て掃除機本体に取り付けられる。電動送風機3の前方は
集塵室2と連通しており、電動送風機3の吸引による吸
気6は、集塵室2内に着脱自在に取り付けられた集塵袋
7により塵埃を取り除かれた後、電動送風機3を通過
し、排気8となる。排気8は、更に排気8中に含まれる
微細な細塵をフィルター9によって除去された後、掃除
機本体1の外部へ排気部10より排出され、排気部10
においては上部より下部の方が排気8が放出されやすい
構成となっている。この時、排気8とともに大気に出る
騒音を低減するために、掃除機本体1の外郭の一部に可
能な範囲で肉厚にし、その肉厚を排気通路の長さA18
とみなした時、排気通路11を排気8の流れと垂直な平
面で切った時の開口部の口径φB17aが、排気通路の
長さA18の半分以下となるようにすることで排気ダク
トを形成すると仮定する。
【0028】いわゆる、排気8とともに大気に出る騒音
は、排気通路11内にて減衰や干渉により低減される
が、その排気通路11の長さは開口部の口径φB17a
に対し、2倍以上であれば効果が大であるが、その比率
が大きければ大きいほど掃除機本体1の重量大および大
型化につながるからである。通常外郭の肉厚は2.5〜
5mmで、排気通路の口径φB17aはそれに対応し
1.2〜2.5mmとなる。この排気通路11は、所要
送風量を得るだけ集めたものであり、排気通路11の開
口部の開口面積sは s=口径φB*口径φB*π/4
で表され、その開口部の総面積和は従来機種の排気通路
の開口面積と同等かそれ以上になっている。つまり、排
気の所要送風量を得るだけ排気通路11を集めたセル方
ダクトを排気部10に取り付けた構成とした。
【0029】排気通路11の開口部形状は、気流の流れ
を考えると、渦の発生しないよう円形が好ましい。しか
しながら、加工の容易さから四角形や六角形等の多角形
であっても同等の効果が得られる。次に、排気通路の長
さA18に無限バッフルを有する開口端の補正を加える
と、排気通路の実際の長さ18をL、開口端の径φD1
7bは口径φB17aとほぼ等しいとして口径φD17
b=φB17aをbとすると開口端の補正した排気通路
の長さlは l=L+0.85*b/2、開口部の口径
φB17aが排気通路の長さA18の半分以下としたの
でbを最大としてb=L/2、の2式より、 l=L+
0.85*L/4、l=1.22*Lとなり、見かけの
通路長さは、実際の長さA18の約1.2倍となるので
排気ダクトを形成するために排気通路の長さA18は実
際よりも短くても良い。よって、口径φB17aは b
≦l/2、b≦1.22*L/2、b≦0.61*L=
3/5*Lとなり、排気通路11の開口部の口径φB1
7aが、排気通路の長さA18の3/5以下(もしく
は、排気通路の長さA18は口径φB17aの3/5以
上)となれば良いことが分かる。
【0030】排気通路11の上流側は、排気が急激に面
積の狭いところに入っていく際に発生する気流の乱れが
低減できるように、R付けや面取りの加工19が施され
ている。また排気通路11内での気流の乱れを最小限に
低減出来るよう、排気通路11の断面積は排気の下流側
に進むにつれて徐々に大きくなっている。つまり、断面
積の口径は17b≧17a(≧3/5*L)となってい
る。また排気通路の長さ18が長くなるために射出成形
用の金型は複数の細いピンが必要となる。このピンの強
度を量産に対して十分確保するために排気通路11の両
側よりピンをつき合わせた構造を取った。この時、排気
通路の口径17cを排気通路の口径20より小さくする
ミスマッチを設けることで、金型つき合わせ部のバリの
防止をすると共に、外観から見てきれいな孔を形成する
ことが出来る。また金型を両方からつき合わせることに
よって、排気通路11の上流側開口端19と下流側開口
端21にも面取りやRを付けることが出来る。
【0031】ここで、ダクトの効果について簡単に説明
すると、波長がダクトの口径に比べて短い周波数域で
は、音波はダクト内のあらゆる方向に伝わる平面波の重
ねあわせで表現される。音波は種だねの角度で壁面に入
射及び反射するが、一般に反射波と何波長か離れた入射
波との間の干渉により減衰してしまう。しかし、特定の
入射角の音波は反射波が重なり、打消しが生じない。こ
の場合、音波は特定の音圧モードを形成して伝搬するこ
とが出来る。排気通路は外観によって形成されてるた
め、剛性のある、つまり表面インピーダンスが無限大で
ある場合については、排気の気流の早さは音速と比較し
て十分遅いので、m次モードでは、入射角Θと、波長
λ、口径、Aの間には λ=2*A*cosΘ/m の
関係が成り立つ。m次モードの最大の波長はΘ=0に対
応するもので、λ=2*A/m となるので、これ以上
波長の長い波はm次モードを形成することが出来ない。
【0032】この現象はダクト遮断と呼び、音波の周波
数をf、cを音速とすると、f=(c*m)/(2*
A)で表され、f以下の周波数の音は伝わらない。前述
の数式でも明らかなように口径17aが小さければ小さ
いほど周波数は高くなるので効果が大きい。例えば、最
軽量となるよう肉厚を2.5mmとしたとき、口径は、
2.5×3/5=1.5 より、φ1.5mmとすると
一次のモード波は11,000(/sec)、2次モー
ド波は5,500以下の音は伝わることが出来ない。
【0033】また、ここで排気通路の長さ18は外郭の
肉厚と等しく、肉厚は2.5mm以上あるので、この外
殻が震えて振動を発生する可能性は低いので、外郭が騒
音の発生源になることは少ない。
【0034】また、排気通路11を2°から8°の角度
16で上方に傾斜させているので、排気8はその角度で
掃除機本体1の外へ排出される。もし、仮に排気通路1
1の上方への傾き角度を2°より小さくすると、排気に
より床面の細塵を巻き上げてしまい、一方、排気通路1
1の上方への傾き角度を8°より大きくすると、上方に
で排気が舞い上がり使用者に不快感を与えてしまう。排
気通路11を2°から8°の角度16で上方に傾斜させ
ていることで、排気による床面の細塵を巻き上げを防止
すると共に、上部へ排気を吹き上げることもない。
【0035】次に排気通路11の配置であるが、掃除機
本体の上部25に排気通路11b、本体の後面26に1
1aの配置とした。本体の後面26は排気を効率よく排
出したいため三角形23の頂点に排気通路11aを配置
した。ここで、排気通路11aの開口部17aの総面積
は約5040(mm2)であり、排気通路11の開口部
17aの開口面積の総和を、排気通路11の面積で割っ
た割合を開口率とすると、開口率は30%である。掃除
機本体の上部25に設けた排気通路11bは、外郭部の
強度が必要なため四角形24の頂点に配置した。これは
補強用のリブを容易に設けるためである。ここで、排気
通路11bの開口部17aの総面積は約1260(mm
2)であり、開口率は10%である。従来例に対して、
排気通路11の排気通路11aと排気通路11bの開口
部17aの開口面積の総和は、従来例と同じように63
00(mm2)であるが、排気部10の総面積が大きく
なっているため、開口率は小さくなり、排気の流速が低
下し、低騒音化を実現している。また、例えば、最軽量
となるよう肉厚を2.5mmとしたとき、口径φB17
aは 2.5×3/5=1.5 より、φ1.5mmと
すると排気通路1ヶの面積は、1.8(mm2)で排気
通路11aと排気通路11bの総数は、 6300/
1.8=3500(個)となる。また、肉厚の最大厚さ
となる5mmとしたとき、口径φB17aは 5×3/
5=3 より、φ3mmとすると排気通路1ヶの面積
は、7(mm2)で排気通路11aと排気通路11bの
総数は、6300/7=900(個)となる。
【0036】排気通路11の上流側開口端近傍に排気通
路11全体を覆う圧損のある排気フィルタ−9を設け
た。この排気フィルター9は、排気8に含まれる細塵を
除去するためのもので、昨今はHEPAタイプの高集塵
のものや、抗菌防臭加工のしてあるものが一般的に使わ
れている。この排気フィルターは、圧損があるため排気
室12の圧力をほぼ一定にするので、排気通路11には
均一の風速を持つ気流が排出される。
【0037】複数に分割された排気部10において、射
出成形用のゲート15から樹脂が流れる方向と平行に設
けられた複数のリブ13は排気通路と排気通路の間に位
置すると共に、ボス等の凸部14に対して近傍にあるか
つながっている。これは、リブ13による外郭の強度ア
ップと、成型時に樹脂の流動性をスムーズにするフロー
リーダーを成すのでウエルドラインを低減させ、射出圧
を上げることもないので、排気通路11へのバリを低減
することが出来る。
【0038】(実施例2)以下本発明の第2の実施例
を、図9を用いて説明する。なお、上記実施例と同一の
部品については同一符号を付してその説明を省略する。
【0039】排気通路11を流れる排気8の流速が等し
くなるように排気通路11の配置に疎密を設けている。
排気が出やすい外郭の下部10aより徐々に排気通路の
数を多くしていき11bとし、上部はほぼ均一な10c
としている。
【0040】(実施例3)以下本発明の第3の実施例
を、図10を用いて説明する。なお、上記実施例と同一
の部品については同一符号を付してその説明を省略す
る。
【0041】排気通路11を流れる排気の流速が等しく
なるように排気通路11の口径を変えた。排気のでやす
い下部は、排気通路の口径17aを小さくし10dと
し、徐々に排気通路の口径17aを大きくし、10e、
10f、10gとした。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、排気部は排気通路を所
要送風量を得るだけ集めたセル型ダクトを形成し、ま
た、外郭の肉厚は外郭自体の振動を低減する十分な強度
を持つので、騒音の低減が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気掃除機の断面
【図2】同電気掃除機の斜視図
【図3】同電気掃除機の排気部の側面図
【図4】同電気掃除機の排気部の側面図
【図5】同電気掃除機の排気通路部の部分断面図
【図6】同電気掃除機の排気通路部の部分断面図
【図7】同電気掃除機の排気通路部の拡大図
【図8】同電気掃除機の排気通路部の拡大図
【図9】発明の第2の実施例を示す電気掃除機の排気部
の側面図
【図10】本発明の第3の実施例を示す電気掃除機の排
気部の側面図
【図11】従来の電気掃除機の断面図
【図12】同電気掃除機の斜視図
【図13】同電気掃除機の斜視図
【符号の説明】
1 掃除機本体 3 電動送風機 10 排気部 11 排気通路 17 排気通路の口径 18 排気通路の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 善宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山村 浩司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3B006 BA06 LA11 LA14

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動送風機を内蔵した本体と、前記電動
    送風機の排気を排出する排気部を備え、前記排気部を前
    記本体外郭に設けた電気掃除機において、前記排気部は
    複数の排気通路から構成されており、前記排気通路は本
    体外郭の厚みと同一長さでかつ最小径が前記長さの3/
    5以下となる電気掃除機。
  2. 【請求項2】 排気通路の断面形状が略円形である請求
    項1項記載の電気掃除機。
  3. 【請求項3】 排気通路の長さ方向の中心軸を、2°か
    ら8°の角度で被掃除面に対して上方に傾斜させ形成し
    た請求項1または2項記載の電気掃除機。
  4. 【請求項4】 排気通路の上流側開口端に面取りを施し
    た請求項1〜3項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  5. 【請求項5】 排気通路の上流側開口端及び下流側開口
    端に面取りを施した請求項1〜3項のいずれか1項記載
    の電気掃除機。
  6. 【請求項6】 排気通路の下流側に向かって排気通路の
    幅方向の断面積が大きくなる請求項1〜5項のいずれか
    1項記載の電気掃除機。
  7. 【請求項7】 外郭部品の射出成形を行なうための金型
    は、排気通路の長さ方向の途中でつき合わされていると
    ともに、前記つき合わせ面の口径は排気下流側の方が排
    気上流側より大きいか、略同一である請求項1〜6項の
    いずれか1項記載の電気掃除機。
  8. 【請求項8】 排気通路の下流側開口部の面積の総和
    は、排気部の面積全体の10%〜30%である請求項1
    〜7項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  9. 【請求項9】 排気通路の総数は900〜3500個と
    した請求項1〜8項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  10. 【請求項10】 互いに隣接する3個の排気通路の中心
    点を結んだ形状が、二等辺三角形または正三角形を形成
    する請求項1〜9項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  11. 【請求項11】 互いに隣接する4個の排気通路の中心
    点を結んだ形状が、長方形または正方形を形成する請求
    項1〜9項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  12. 【請求項12】 排気通路の上流側開口端近傍に、前記
    排気通路全体を覆う圧力損失のある排気フィルタ−を設
    けた請求項1〜11項のいずれか1項記載の電気掃除
    機。
  13. 【請求項13】 排気通路内を流れる排気の流速がほぼ
    等しくなるように、配置位置により排気通路の配置数を
    異ならせた請求項1〜12項のいずれか1項記載の電気
    掃除機。
  14. 【請求項14】 排気通路内を流れる排気の流速がほぼ
    等しくなるように、配置位置により排気通路の口径を変
    えた請求項1〜12項のいずれか1項記載の電気掃除
    機。
  15. 【請求項15】 排気部に射出成形用のゲートから樹脂
    が流れる方向と平行に複数のリブを設けた請求項1〜1
    4項のいずれか1項記載の電気掃除機。
  16. 【請求項16】 複数のリブは排気通路と排気通路の間
    に位置する請求項15記載の電気掃除機。
  17. 【請求項17】 リブの一部に凸部を設けた請求項15
    または16記載の電気掃除機。
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