JP2008061674A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Description
本発明は、空気流とともに伝搬する騒音を低減する消音手段を備えた電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to a vacuum cleaner provided with a silencer for reducing noise propagating with an air flow.
従来、この種の電気掃除機として、電動送風機の外周を防音筒で覆うとともに、この防音筒の排気口に至る途中に共鳴空間となる凹部を設けて、耳障りな突出音であるNZ音や、低周波数の風切り音などの騒音を抑制するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、電動送風機の運転モードに応じた複数の共鳴空間が必要となり、防音筒形状の複雑化、大型化を招くとともに、設置スペースの関係から最適な共鳴空間を形成し難い課題を有していた。 However, the conventional configuration requires a plurality of resonance spaces according to the operation mode of the electric blower, which leads to a complicated and large soundproof cylinder shape and is difficult to form an optimal resonance space due to the installation space. Had problems.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡便な構成で電動送風機から発生する耳障りな突出音であるNZ音や、低周波数の風切り音などの騒音を抑制した電気掃除機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a vacuum cleaner that suppresses noise such as NZ noise, which is an annoying projecting sound generated from an electric blower, and low-frequency wind noise with a simple configuration. For the purpose.
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機本体と、掃除機本体内に装備した電動送風機と、電動送風機の運転騒音を抑制する消音手段とを備え、前記消音手段は、厚み方向に特定形状の穴を複数個有しかつ運転騒音が伝播する掃除機本体内の空気路壁面に固定する面状体と、この面状体の表面に積層する吸音板と、この吸音板と空気路壁面とで挟まれた特定形状の穴による遮蔽空間とにより構成したものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the vacuum cleaner of the present invention comprises a cleaner body, an electric blower provided in the cleaner body, and a silencer for suppressing operation noise of the electric blower, and the silencer The means has a plurality of holes of a specific shape in the thickness direction and is fixed to the air passage wall surface in the cleaner body through which operating noise propagates, and a sound absorbing plate laminated on the surface of the surface body, The sound absorbing plate and the air passage wall surface are constituted by a shielded space formed by a hole having a specific shape.
これにより、面状体中に形成される遮蔽空間は、音波に対して擬似的に膨張空間を形成することになり、主に低周波数域の消音効果が得られ、面状体の表面に積層する吸音板は、板の強度および遮蔽空間の高さにより決定する特定の周波数および高周波数域の騒音に対して消音効果を得ることができ、同一面積内で複数の周波数の音波に対して消音効果を得ることができる。 As a result, the shielding space formed in the planar body forms a pseudo expansion space with respect to the sound wave, and a silencing effect in the low frequency range is mainly obtained and laminated on the surface of the planar body. The sound-absorbing plate can obtain a silencing effect for noise at a specific frequency and high frequency range determined by the strength of the plate and the height of the shielding space, and can silence the sound wave of multiple frequencies within the same area. An effect can be obtained.
例えば、高周波数域に発生しやすいNZ音を吸音板で、低周波数域の風切り音を面状体の遮蔽空間で、それぞれ消音させるように寸法、素材を設計すれば、電気掃除機の運転時に発生する主な騒音を同時に低減することができ、音を気にすることなく電気掃除機を運転することができる。特に、消音手段は、騒音が伝播する空気流路壁面に貼り付けさえすれば、騒音低減効果を得ることができ、防音筒などの風路を形成する成型部品を新たに騒音対策用に作る必要がなく、低コストかつ簡便に騒音対策が実施可能である。 For example, if the dimensions and materials are designed to mute NZ sounds that are likely to be generated in the high frequency range, and the wind noise in the low frequency range in the shielding space of the planar body, The main noise generated can be reduced at the same time, and the vacuum cleaner can be operated without worrying about the sound. In particular, the noise reduction means can obtain a noise reduction effect as long as it is affixed to the wall surface of the air flow path where noise propagates, and it is necessary to create a new molded part that forms an air path such as a soundproof cylinder for noise countermeasures. Therefore, noise countermeasures can be easily implemented at low cost.
本発明の電気掃除機は、簡便な構成で電動送風機から発生する耳障りな突出音であるNZ音や、低周波数の風切り音などの騒音を抑制することができる。 The vacuum cleaner of the present invention can suppress noise such as NZ sound, which is an annoying protruding sound generated from an electric blower, and a low-frequency wind noise with a simple configuration.
第1の発明は、掃除機本体と、掃除機本体内に装備した電動送風機と、電動送風機の運転騒音を抑制する消音手段とを備え、前記消音手段は、厚み方向に特定形状の穴を複数個有しかつ運転騒音が伝播する掃除機本体内の空気路壁面に固定する面状体と、この面状体の表面に積層する吸音板と、この吸音板と空気路壁面とで挟まれた特定形状の穴による遮蔽空間とにより構成した電気掃除機とすることにより、面状体中に形成される遮蔽空間は、音波に対して擬似的に膨張空間を形成することになり、主に低周波数域の消音効果が得られ、面状体の表面に積層する吸音板は、板の強度および遮蔽空間の高さにより決定する特定の周波数および高周波数域の騒音に対して消音効果を得ることができ、同一面積内で複数の周波数の音波に対して消音効果を得ることができる。 1st invention is equipped with the cleaner main body, the electric blower equipped in the cleaner main body, and the silencing means which suppresses the driving noise of an electric blower, The said silencing means has a plurality of holes of a specific shape in the thickness direction. It is sandwiched between a sheet-like body that is fixed to the air passage wall surface in the main body of the vacuum cleaner where operation noise is propagated, a sound-absorbing plate laminated on the surface of the sheet-like body, and the sound-absorbing plate and the air passage wall surface By using a vacuum cleaner composed of a shielded space with a hole of a specific shape, the shielded space formed in the planar body forms a pseudo expansion space with respect to sound waves, and is mainly low. A sound absorbing plate with a frequency range muffler effect is obtained, and the sound absorbing plate laminated on the surface of the planar body obtains a muffler effect for noise in a specific frequency and high frequency range determined by the strength of the plate and the height of the shielding space. Can be applied to sound waves of multiple frequencies within the same area. Effect can be obtained.
例えば、高周波数域に発生しやすいNZ音を吸音板で、低周波数域の風切り音を面状体の遮蔽空間で、それぞれ消音させるように寸法、素材を設計すれば、電気掃除機の運転時に発生する主な騒音を同時に低減することができ、音を気にすることなく電気掃除機を運転することができる。特に、消音手段は、騒音が伝播する空気流路壁面に貼り付けさえすれば、騒音低減効果を得ることができ、防音筒などの風路を形成する成型部品を新たに騒音対策用に作る必要がなく、低コストかつ簡便に騒音対策が実施可能である。 For example, if the dimensions and materials are designed to mute NZ sounds that are likely to be generated in the high frequency range, and the wind noise in the low frequency range in the shielding space of the planar body, The main noise generated can be reduced at the same time, and the vacuum cleaner can be operated without worrying about the sound. In particular, the noise reduction means can obtain a noise reduction effect as long as it is affixed to the wall surface of the air flow path where noise propagates, and it is necessary to create a new molded part that forms an air path such as a soundproof cylinder for noise countermeasures. Therefore, noise countermeasures can be easily implemented at low cost.
第2の発明は、特に、第1の発明において、面状体の表面に積層する吸音板は、膜状面状体であることにより、膜状面状体の密度、張力および遮蔽空間の高さを消音したい周波数に合わせて設定することにより、特定の周波数の騒音を低減することができるため、電動送風機による特定周波数に発生するNZ音を効果的に低減でき、さらに膜状の面状体は、遮蔽空間に音を透過することになるため、音波の音響エネルギーを遮蔽空間で膨張や共鳴させて減衰させることができるため、電動送風機の運転で多量の空気が流れることで発生する1kHz以下の風切り音も効率よく消音することができる。 In the second invention, in particular, in the first invention, the sound absorbing plate laminated on the surface of the planar body is a membrane-like planar body, so that the density, tension and high shielding space of the membrane-like planar body are high. Since the noise of a specific frequency can be reduced by setting according to the frequency to be silenced, the NZ sound generated at the specific frequency by the electric blower can be effectively reduced, and the film-like planar body Since sound is transmitted through the shielded space, the acoustic energy of the sound wave can be attenuated by expanding or resonating in the shielded space. Therefore, 1 kHz or less generated when a large amount of air flows during operation of the electric blower The wind noise can be effectively silenced.
第3の発明は、特に、第1の発明において、面状体の表面に積層する吸音板は、多孔質面状体であることにより、多孔質面状体の細孔は、高周波数域の高い騒音の吸音効果に優れており、電動送風機による高周波の騒音を幅広い領域で消音できる。 According to a third invention, in particular, in the first invention, the sound absorbing plate laminated on the surface of the planar body is a porous planar body, so that the pores of the porous planar body have a high frequency range. Excellent noise absorption effect, and can muffle high frequency noise from electric blower in a wide range.
第4の発明は、特に、第1の発明において、面状体の表面に、膜状面状体と多孔質面状体を同時に積層することにより、多孔質の面状体の層、膜状の層、遮蔽空間の層により、同一平面上で幅広い周波数域の騒音を同時に消音することができ、より高い消音効果を得ることができる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, a layer of a porous planar body and a film-like body are simultaneously laminated on the surface of the planar body. This layer and the shielding space layer can simultaneously mute noises in a wide frequency range on the same plane, and a higher silencing effect can be obtained.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明において、消音手段の面状体と吸音板の少なくとも一方は、空気流の流れ方向の断面厚みが順次変化していることにより、面状体の遮蔽空間の深さを幅広く設定することとなり、特に吸音板による消音において、幅広い周波数に対応できるようになり、電動送風機の運転条件が変化した場合や、環境温度の変化による音波の周波数特性にずれが生じた場合でも、面状体の遮蔽空間の深さを擬似的に複数設定している状態であるため、安定的に消音効果を得ることができる。なお、面状体と吸音板の両者の断面厚みを順次変化させることにより、より大きな効果を得ることができる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, at least one of the planar body of the sound deadening means and the sound absorbing plate is sequentially changed in cross-sectional thickness in the air flow direction. Therefore, the depth of the shielded space of the planar body will be set widely, especially when the sound absorption by the sound absorbing plate, it will be able to handle a wide range of frequencies, when the operating condition of the electric blower changes, or due to the change in environmental temperature Even when a deviation occurs in the frequency characteristics of the sound wave, a plurality of pseudo depths of the shielding space of the planar body are set in a pseudo manner, so that a silencing effect can be stably obtained. Note that a greater effect can be obtained by sequentially changing the cross-sectional thicknesses of both the planar body and the sound absorbing plate.
第6の発明は、特に、第5の発明において、空気流の流れ方向への断面厚みの順次変化は、厚みが大きい部分が空気流の上流側に位置することにより、音源に近い側で擬似的な膨張空間を確保して低周波数域の騒音を低減し、かつ下流側に向けても風路が拡大することで消音空間を確保できるため、低周波域の騒音に対する消音効果がより高まる。 According to a sixth aspect of the invention, in particular, in the fifth aspect of the invention, the sequential change of the cross-sectional thickness in the air flow direction is simulated on the side closer to the sound source because the thicker portion is located on the upstream side of the air flow. Since a noise expansion space can be ensured by securing a general expansion space to reduce noise in the low frequency range and expanding the air path toward the downstream side, the noise reduction effect for noise in the low frequency range is further enhanced.
第7の発明は、特に、第1〜第6のいずれか1つの発明において、特定形状の穴による遮蔽空間の少なくとも一部に、空気以外の気体を封入したことにより、例えば、空気より音速が遅くなる気体を封入することで、遮蔽空間が同容積の状態で、共鳴周波数を下げることができるため、擬似的に遮蔽空間を大きくした効果が得られ、この効果を利用して、消音手段をコンパクトにして、消音手段設置による電動送風機の風量低下を抑制することができる。 In the seventh invention, in particular, in any one of the first to sixth inventions, by enclosing a gas other than air in at least a part of a shielded space formed by a hole having a specific shape, for example, the speed of sound is higher than that of air. By enclosing the slowing gas, the resonance frequency can be lowered while the shielding space has the same volume, so that an effect of increasing the shielding space can be obtained. It is possible to reduce the air flow rate of the electric blower due to the installation of the silencing means.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1〜図5は、本発明の実施の形態1における電気掃除機を示している。
(Embodiment 1)
1-5 has shown the vacuum cleaner in
図1に示すように、掃除機本体1内には、電動送風機2を装備しており、掃除機本体1の前半部の集塵室3内には集塵袋4が脱着可能に組み込まれており、さらに掃除機本体1の前部に設けられた吸引部5は、ホース6が集塵袋4と連通して接続され、ホース6の他方には、延長管7、吸込具8が接続された構成である。すなわち電動送風機2の吸引力により床面上の塵埃などが、吸込具8から吸引され、集塵袋4で吸引気流と分離されて貯留されることとなる。
As shown in FIG. 1, an
また、掃除機本体1の後方には本体の排気口9が設けられており、排気口9に組み込まれている排気フィルタ10(図2)を通じて空気が排出される。さらに、掃除機本体1の後方内部の空気路壁面には消音手段24が装備されており、電動送風機2からの空気流とともに伝播される騒音が消音手段24を通過する過程で減衰抑制されるものである。
Further, an exhaust port 9 of the main body is provided at the rear of the
次に、図2により、電動送風機2周辺について説明する。
Next, the periphery of the
電動送風機2は、従来から知られているようにインペラ、エアガイド、電動機などを有するものであり、その全体が硬質の樹脂で形成された防音筒21で囲まれて掃除機本体1に組み込まれており、排気口20から排出された空気は、防音筒21の排気口22を経て、掃除機本体1の排気口9へ流れて行く。
The
さらに、防音筒21と、掃除機本体1の内壁には、フェルト、連続気泡を有する発泡ウレタンなどの吸音材23を適宜貼付または設置している。
Furthermore, a
そして、前記消音手段24は、図2、図3に示すように、掃除機本体1の後方内部の2箇所に装備されており、厚み方向に特定形状の穴28を複数個有しかつ運転騒音が伝播する掃除機本体1内の空気路壁面26に貼付固定する面状体25と、この面状体25の表面に積層固定する吸音板27と、この吸音板27と空気路壁面26とで挟まれた特定形状の穴による遮蔽空間29とを有するものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この構成の消音手段24に音波が接した場合には、音波が吸音板27に接すると、音響エネルギーによって吸音板27が振動し、振動するときの内部摩擦によって音響エネルギーが消費され、吸音板27の材質や張力により特定の周波数の音が消音される。ここで、吸音板27として通気性のない膜状面状体30を貼付固定した場合には、膜状面状体30の単位面積当たりの質量M(kg)と、遮蔽空間29の高さ、すなわち面状体25の厚みL(m)を次式に代入して表される周波数f(Hz)の音に対して共鳴し消音するのに効果がある。
When a sound wave is in contact with the
f=(C/2π)×√(ρ/M/L)
f:周波数(Hz)
C:空気中の音速(m/s)
ρ:空気の密度(kg/m3)
M:膜状面状体の単位面積当たりの質量(kg)
L:遮蔽空間の深さ(m)
この効果を利用することで、特定の周波数に絞った騒音の低減が可能となり、電動送風機2の運転時に発生するNZ音のように特定の周波数で突出する騒音の消音に対して効果を得ることができる。
f = (C / 2π) × √ (ρ / M / L)
f: Frequency (Hz)
C: Speed of sound in air (m / s)
ρ: Air density (kg / m 3 )
M: Mass per unit area of the membrane-like planar body (kg)
L: Depth of shielding space (m)
By using this effect, it is possible to reduce noise focused on a specific frequency, and to obtain an effect on the silencing of noise protruding at a specific frequency, such as NZ sound generated during operation of the
なお、吸音板27としての膜状面状体は、ビニールシートなどの軟質樹脂製膜や、金属製膜などを消音したい騒音の周波数に応じて用いるのが好ましい。
In addition, it is preferable to use the film-like planar body as the
また、図4に示すように、吸音板27として、通気性のない膜状面状体に代えて多孔質面状体を貼り付けた場合には、この多孔質面状体31の内部には毛細管状や連続した空洞があり、騒音が内部へ伝わると小さな穴や空洞の空気の粘性、摩擦、細かい繊維状物体の振動によって音響エネルギーが熱エネルギーに変換し、減衰されることとなり、一般にこの方式では、高周波数域の騒音を幅広く容易に低減できるため、電動送風機2の運転に由来したNZ音を含む高周波域の騒音を効果的に低減できる。なお、多孔質面状体31としては、グラスウール、ロックウール、フェルト、発泡樹脂、繊維材料などを用いるのが消音には効果的である。
In addition, as shown in FIG. 4, in the case where a porous planar body is attached as a
さらに、空気路壁面26と吸音板27に挟まれて形成される遮蔽空間29においては、消音手段24に騒音が接した場合に、遮蔽空間29は吸音板27を透過してくる騒音に対して、膨張空間や共鳴空間の役割を果たし、音響エネルギーが遮蔽空間29において減衰することとなる。一般にこのような膨張空間を設けることで波長の長い低周波数域の騒音を低減することができ、また、遮蔽空間29が本実施の形態のように円柱状の場合は、遮蔽空間29の深さL(m)をもとに、次式により低減したい周波数f(Hz)を設定できる。
Furthermore, in the shielded
f=C/2/L
f:周波数(Hz)
C:空気中の音速(m/s)
L:遮蔽空間の深さ(m)
この効果を利用することで、電動送風機2の運転時に多量の空気が流れることで発生する1kHz以下の風切音を低減することができる。
f = C / 2 / L
f: Frequency (Hz)
C: Speed of sound in air (m / s)
L: Depth of shielding space (m)
By utilizing this effect, it is possible to reduce wind noise of 1 kHz or less generated when a large amount of air flows during operation of the
なお、本実施の形態では、遮蔽空間29は、円柱形状であるが、角柱形状や、直方体形状等消音したい周波数帯域に合わせて、設計することで最適な消音効果を得ることができる。
In the present embodiment, the shielding
さらに、図5に示すように、面状体25に、吸音板27として、膜状面状体30と多孔質面状体31を同時に積層すると、同一平面上で電気掃除機の電動送風機2の運転時に発生する騒音を幅広く低減することが可能となり、大幅な静音化を実現することができる。
Further, as shown in FIG. 5, when the film-like
本実施の形態における消音手段24は、騒音が伝搬する空気路壁面26に固定するだけの簡便構成で容易に消音効果を得ることができるため、電動送風機の掃除機本体1内の構造部品を騒音対策構成に設計するのに比べ、構造の複雑化を招くことなく、低コストで実現することができる。
Since the silencing means 24 in the present embodiment can easily obtain a silencing effect with a simple configuration that is simply fixed to the air
(実施の形態2)
図6〜図9は、本発明の実施の形態2における電気掃除機を示している。実施の形態1と基本的構成は同一であるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
6-9 has shown the vacuum cleaner in
図6、図7に示すように、消音手段24の面状体25は、空気流の流れ方向に平行な断面の厚みが順次変化(本実施の形態では連続的)に変化しており、その結果、面状体25に開口している穴28の深さも順次変化することとなる。この面状体25を空気路壁面26に貼付固定し、さらに面状体25表面に吸音板27を積層固定することで、複数の深さを有する遮蔽空間29を構成している。この消音手段24の構成は、他の消音手段24(本実施の形態では縦方向に設置した消音手段)にも採用することができるものである。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
複数の深さの遮蔽空間29は、消音できる騒音の周波数幅を拡大することができ、さらに消音効果が高まるだけでなく、電機掃除機の掃除モードにより電動送風機2のインペラの回転数が変化することで、騒音の周波数特性が変化しても、安定的に消音効果を得ることができる。さらに電動送風機2の電動機は、回転数により発熱温度が変化し、その結果、空気中の音速C(m/s)が若干変化することになり、これによっても騒音の周波数特性が変化するが、その場合でも複数の深さの遮蔽空間29が設けられているため、安定的に消音が可能となる。
The shielded
さらに、本実施の形態では、面状体25の厚みが大きい側を騒音源に近い、空気流の上流側に位置させることにより、騒音に対して膨張空間となる遮蔽空間29の大きい側を騒音源に近づけることで、特に低周波数域の騒音を発生直後で消音し、さらに下流に向けて面状体25の厚みが小さくなっていくことで、空気流路は拡大するため、これによっても音の膨張空間を確保することになるため、音響エネルギーが減衰する構成となるためさらに消音効果が高まる。
Furthermore, in the present embodiment, by positioning the thicker side of the
また、図8、図9に示すように、面状体25の断面の厚みを順次変化させることに代えて、吸音板27の厚みを連続的または段階的に変化させた場合でも、同様の効果が得ることができ、また面状体25と吸音板27の断面厚み変化を複合させることによって消音効果が得られる周波数帯域がより拡大することなる。なお、吸音板27として、膜状面状体30を用いた場合には、膜状面状体30の厚みもしくは強度を段階的あるいは連続的に変化させることでも同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the same effect can be obtained even when the thickness of the
(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3における電気掃除機の消音手段を示している。実施の形態1と基本的構成は同一であるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 10 shows the silencer of the electric vacuum cleaner according to
本実施の形態では、遮蔽空間29の一部またはすべての内部に、空気以外の気体を封入したものであり、実際には遮蔽空間29に直接気体を注入することは困難であるため、気体を注入した弾性中空体32を遮蔽空間29に圧入することで、目的の構成を得ることができる。
In the present embodiment, a gas other than air is sealed in a part or all of the shielded
ここで、空気に対して音速の小さい気体を弾性中空体32に封入した場合には、遮蔽空間29において消音できる周波数域は下がることとなり、遮蔽空間29の深さを大きくしたのと同等の効果が得られる。例えば空気より音速が遅い気体としては、アルゴン、塩素などが挙げられ、これらを封入した弾性中空体32を遮蔽空間29に圧入することで、より低い周波数域の騒音を低減できる構成にできる。
Here, when a gas having a low sound velocity with respect to the air is enclosed in the elastic
これにより、低周波数域の騒音低減においては、大きい膨張空間を必要とするため、結果として、電気掃除機の掃除機本体1内の空気流路を狭めることとなり、騒音が低減する代わりに風量も低下する場合があるが、本実施の形態により、遮蔽空間29の大きさを小さくすることが可能となり、消音効果と電気掃除機の吸引性能を両立することができる。
As a result, in order to reduce noise in the low frequency range, a large expansion space is required. As a result, the air flow path in the vacuum cleaner
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、簡便な構成で電動送風機から発生する耳障りな突出音であるNZ音や、低周波数の風切り音などの騒音を抑制することができるので、家庭用掃除機だけでなく業務用掃除機など様々な種類の掃除機に使用することが可能である。 As described above, the electric vacuum cleaner according to the present invention can suppress noise such as NZ sound, which is an annoying protruding sound generated from an electric blower, and low-frequency wind noise with a simple configuration. It can be used for various types of vacuum cleaners such as commercial vacuum cleaners.
1 掃除機本体
2 電動送風機
24 消音手段
25 面状体
26 空気路壁面
27 吸音板
28 穴
29 遮蔽空間
30 膜状面状体
31 多孔質面状体
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