JP2009226101A - 消音手段及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】小さい空間で高い吸音効果が得られる消音手段及びそれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】本発明の消音器１１ａは、気体吸着材である粒状の活性炭粉末を不織布の収納袋１６内に充填した後、パンチングメタル１３ａと容器１５ａとで形成される閉空間１７ａに入れて、軟質ウレタン材１２及びパンチングメタル１３ａの周囲を、容器１５ａ内に接着固定した構成を有する。これによって、活性炭の吸着作用によって軟質ウレタン材１２の背後空気層が拡大されて低音域での吸音効果が向上し、防音ケース１０内を空気伝播する騒音が広帯域に渡って大幅に低減され、低騒音の電気掃除機を提供できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、小さい空間で高い吸音効果が得られる消音手段及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機は家庭用電気掃除機に多く利用されており、送風室内に配置した吸音材で運転騒音の低減を図ったものが多い。吸音材は一般的に高音域での吸音効果が高く、掃除機本体内で発生する低音域の気流音を低減することは難しい。また吸音材の低音域での吸音効果を向上するには、重くて厚みのある吸音材を選定する他に、吸音材の背後に空気層を設けるという手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。

これは、図７に示すように、開口部１９を有する集塵室２０及び電動送風機収納室２１を並設した下容器２２と、集塵室２０の開口部１９を覆う蓋体２３と、電動送風機収納室２１上方の掃除機外殻を構成する上容器２４とを有し、電動送風機収納室２１の下方に設けた開口部２５から流出する電動送風機２６の排気を、電動送風機収納室２１の外壁と下容器２２の内側に配設した吸音材２７によって形成した排気流路２８を通り排気口２９から排出するよう構成すると共に、下容器２２の後下部において吸音材２７と下容器２２の間に空間３０を形成した電気掃除機３１が開示されている。
特開平１１−５６６９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、吸音材の低音域での吸音効果を向上するには、吸音材と下容器の間の空間を大きくする必要があり、掃除機本体内で発生する低音域の気流音を大幅に低減しようとすると、掃除機が大型化してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、気体吸着剤を用いて小さい空間で広帯域に渡って高い吸音効果が得られる消音手段及びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の消音手段は、トレー状の容器と、前記容器内に収容された気体吸着体と、前記気体吸着体を覆う通気性を有する支持体と、前記支持体上に設けられた吸音材とを備えている。

これによって、吸音材を透過した音波によって生じる閉空間の空気の圧力変動は、気体吸着体が空気分子を吸着することで抑えられるようになり、閉空間の容積が拡大することと同等の効果を有するため、吸音材の背後空気層が拡大されて低音域での吸音効果が向上し、小さい空間で広帯域に渡って高い吸音効果を有する消音手段を実現することができる。

また、本発明の消音手段を送風室内に用いた電気掃除機は、電動送風機の運転騒音や気流音を送風室内で広帯域に渡って大幅に低減できるようになり、低騒音で快適使用ができるものである。

本発明の消音手段は、気体吸着体で閉空間の圧力変動を抑えて、吸音材の低音域での吸
音効果を向上し、小さい空間で広帯域に渡って高い吸音効果を得ることができる。また、本発明の消音手段を用いた電気掃除機は、電動送風機の運転騒音や気流音を広帯域に渡って大幅に低減できるようになり、低騒音で快適に掃除作業を行なうことができる。

第１の発明は、トレー状の容器と、前記容器内に収容された気体吸着体と、前記気体吸着体を覆う通気性を有する支持体と、前記支持体上に設けられた吸音材とを備えた消音手段としたものである。

これによって、吸音材を透過した音波によって生じる閉空間の空気の圧力変動は、気体吸着体が空気分子を吸着することで抑えられるようになり、閉空間の容積が拡大することと同等の効果を有するため、吸音材の背後空気層が拡大されて低音域での吸音効果が向上し、小さい空間で広帯域に渡って高い吸音効果の消音手段を実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、気体吸着体を活性炭で構成することにより、細孔構造、粒度、外形形状の調整がしやすく、吸着効果の高い気体吸着体を容易に作製することができる。また、市販で様々な仕様の活性炭が扱われているため、低コストで入手可能である他、耐熱性が高いため、高温環境での使用も可能である。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、気体吸着体を、通気性を有する袋に収納した構成とすることにより、消音手段が外部の振動や衝撃を受けた際に、気体吸着体が散乱するのを防ぐことができるため、消音手段の消音作用を長期間維持することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、支持体を有孔板で形成することにより、通気性のある支持体を容易に作製できる他、有孔板を用いた閉空間で共鳴系の吸音構造が作られ、その吸音特性を孔径、開口率、板厚を変更することで自由に調整することができる。

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、容器を金属で形成することにより、容器の熱伝達率が高くなるため、高温環境下で使用した場合に容器を通じて活性炭に熱エネルギが伝わることで活性炭が乾燥されて、空気吸着効果を再生することができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の消音手段を送風室内に用いた電気掃除機とすることにより、電動送風機の運転騒音を送風室内で広帯域に渡って大幅に低減できるようになり、低騒音で快適使用ができる電気掃除機を提供することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるキャニスタ型の電気掃除機の構成を示す断面図を示すものである。図２は、同実施の形態における消音手段の構成を示す分解図である。

図１において、電気掃除機１ａは、本体吸気口２に連通した集塵室３と、本体排気口４とを備えた送風室５とを有する掃除機本体６と、集塵室３内に収容され本体吸気口２と気密に装着された集塵袋７と、送風室５に設置された電動送風機８とを有している。送風室５と集塵室３との間には開口窓を有した隔壁が設けられており、電動送風機８は吸気口がその隔壁の開口窓と面するように配置される。

そして、筒状の防音ケース１０は、電動送風機８の周囲を包囲するように収容し、防音ケース１０の前方は電動送風機８の吸気口より大きな開口を有しており、電動送風機８の吸気口が隔壁の開口窓と連通するようにしてある。その上で、電動送風機８の前方ケースと隔壁との間に防音ケース１０の一端を挟んだ状態で、電動送風機８と隔壁との間をシールしている。更に、防音ケース１０は、後方の天板が下方へ折り曲げられて延在した形状をしており、電動送風機８を密閉に近い状態にしているが、その下方へ延在した板（垂板１０ａ）の端部と防音ケース１０の下部内面との間に通気孔を形成しており、その垂板１０ａの更に後方に送風室５の底面から立ち上がる立て板１０ｂを設けている。そして、その立て板１０ｂと垂板１０ａとの間に通風路９を形成して、その通風路９内の立て板１０ｂに接して消音器１１ａを設置しており、電動送風機８から排出された排気Ｂは通風路９を経由して下方から上方へ、更に上方から後方の本体排気口４へと迂回するように排出される構成にしている。

また、図２に示すように、気体吸着材である粒状の活性炭粉末を不織布の収納袋１６内に充填した後、その収納袋１６をトレー状の容器１５ａ内（閉空間１７ａ）に収納して、複数の開口を有するパンチングメタル１３ａで蓋をし、更にその上に軟質ウレタン材１２を搭載して、パンチングメタル１３ａおよび容器１５ａの周囲を容器１５ａの内面と接着固定している。これにより、容器１５ａ内に閉空間１７ａを構成する。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図１において、電気掃除機１ａを駆動すると、電動送風機８の動翼（図示せず）が高速回転し、集塵室３が負圧になり、本体吸気口２から集塵袋７へ空気Ａが流入する。空気Ａに含まれる塵埃は集塵袋７で濾過集塵されて、清潔な空気が電動送風機８へ吸引される。電動送風機８からの排気Ｂは防音ケース１０の風路９を通じて排出されて、掃除機本体６外部へ出ていく。防音ケース１０内で発生する騒音としては、電動送風機８の運転音と、排気の衝突等で発生する乱流渦に起因する気流音があり、大部分が防音ケース１０の風路９を通じて空気伝播していく。

ここで、パンチングメタル１３ａと容器１５ａとで形成される閉空間１７ａは、軟質ウレタン材１２の背後空気層の役割を果たし、軟質ウレタン材１２を透過した音波によって生じる閉空間１７ａの圧力変動は、粒状の活性炭粉末が空気分子を吸着することで抑えられて、閉空間１７ａの容積が拡大することと同等の効果を有する。つまり、軟質ウレタン材１２の背後空気層が活性炭の吸着作用によって拡大されるため、小さい空間にも関わらず低音域での吸音効果が向上し、一般に軟質ウレタン材１２が吸音しやすい高音域だけでなく、低音域についても大幅に吸音することが可能になり、防音ケース１０内で発生する低音域の気流音も消音器１１ａで大幅に低減することができる。

また、粒状の活性炭粉末は収納袋１６内に充填されているため、掃除機が清掃中に移動したり、家具などに衝突した際の振動や衝撃がある場合にも、粒状の活性炭粉末が散乱することなく、掃除機本体内を汚すこともない。なお、気体吸着体としては、活性炭の他にもゼオライト、シリカなどの多孔性材料を用いてもよい。また、パンチングメタル１３ａと閉空間１７ａで共鳴系の吸音構造が形成されるため、パンチングメタル１３ａの孔径と閉空間１７ａの容積、そして粒状の活性炭粉末の量等を調整することで特定周波数の吸音効果を向上することができる。

以上のように、本実施の形態においては、本発明の消音器１１ａを電気掃除機１ａの防音ケース１０の風路９内に配置することにより、活性炭の吸着作用によって軟質ウレタン材１２の背後空気層が拡大されて低音域での吸音効果が向上し、防音ケース１０内を空気
伝播する騒音が広帯域に渡って大幅に低減されて、低騒音で快適使用な電気掃除機１ａを提供することができる。

（変形例）
次に、実施の形態１の変形例１に係る電気掃除機について、図面を参照しながら説明する。図３は、その変形例１の電気掃除機の構成を示す断面図であり、上述した実施の形態１と同様に機能する箇所は同一符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、変形例１の電気掃除機は、防音ケース１０には垂板１０ａの後方に立て板１０ｂが無い点で異なり、消音器１１ａが送風室５内の防音ケース１０から少し離れた位置に立てて配置されており、消音器１１ａと防音ケース１０の垂板１０ａとの間で排気経路（通風路）１８を形成している。これにより、上述した実施の形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。

次に、変形例２に係る電気掃除機について、図面を参照しながら説明する。図４はその変形例２の電気掃除機の構成を示す断面図であり、上述した実施の形態１と同様に機能する箇所は同一符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、上述した実施の形態１の構成に加えて、送風室５の天面（掃除機本体６のケースの上部内面）にも消音器１１ａを設置している点で異なり、これによって吸音面積を大きくできるようになり、掃除機本体６内の吸音効果をさらに向上することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の電気掃除機について図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態２におけるキャニスタ型の電気掃除機の構成を示す断面図を示すものである。図６は、同実施の形態における消音手段の構成を表す分解図を示すものである。なお、実施の形態１と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。

図５において、電気掃除機１ｂは、筒状の防音ケース１０内に電動送風機８を収納した状態で且つ電動送風機８の吸気口の周辺部分をシールして、送風室５と集塵室３との間の隔壁に固定している。消音器１１ｂの容器１５ｂはアルミニウム材で構成され、電動送風機８の後部を覆うように防音ケース１０内の天面に固定され、容器１５ｂの下端と防音ケース１０の下側内面との間に通気孔を構成し、防音ケース１０の後部（立て板１０ｂ）内面と消音器１１ｂの軟質ウレタン材１２との間に風路９を形成するように配置されている。

図６に示すように、支持体には格子形状の孔を有する薄板１３ｂを用い、気体吸着材として繊維状の活性炭１４ｂを使用し、繊維状の活性炭１４ｂをトレー状の容器１５ｂに入れ、格子形状の薄板１３ｂで蓋をした後、格子形状の薄板１３ｂの外枠を容器１３ｂと接着して閉空間１７ｂを形成している。その格子形状の薄板１３ｂの上に軟質ウレタン材１２を搭載して、軟質ウレタン材１２の外周部を容器１３ｂの内壁に接着固定している。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図５において、電気掃除機１ｂを駆動すると、電動送風機８の排気Ｂの一部は消音器１１ｂの容器１５ｂにあたって、消音器１１ｂの軟質ウレタン材１２と防音ケース１０との間の風路９を通じて排出される。電動送風機８の銅損、鉄損や機械損によって発生した熱エネルギは排気Ｂによって移動する一方、電動送風機８の熱が熱伝導の良好なアルミニウム製の容器１５ｂを通じて活性炭１４ｂに伝わる。これによって、活性炭１４ｂの
乾燥が促進され、活性炭１４ｂに吸着していた水分子がより多く離脱されることで、空気分子の吸着効果が再生され、閉空間の容積拡大効果を長期にわたって維持することができ、広帯域の吸音効果を長期間維持することができる。活性炭は耐熱性が高いため、高温環境下で使用しても安全である。また、容器１５ｂの材質としては銅、鉄及びその他の金属も考えられるが、金属に限定されるものではなく、熱伝導率が高く耐熱性を有する材質であれば樹脂であってもよい。

以上のように、本実施の形態においては、本発明の消音器１１ｂにアルミニウム製容器１５ｂを使用して電動送風機８の排気Ｂの熱エネルギを活性炭１４ｂに移動させる構成の電気掃除機１ｂとすることにより、活性炭１４ｂが乾燥されて空気分子の吸着効果が再生されるようになり、軟質ウレタン材１２の容積拡大効果が維持されて、広帯域の吸音効果を長期に渡って維持することができる。

なお、上述した各実施の形態１と２の構成は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。また、繊維状の活性炭は、布状の物であっても良いし、糸状の物であっても良く、格子状の薄板から抜け出さないように構成すればよい。更にまた、金属製の支持体は、容器の内面に密封状態で接合させる必要はなく、点在した箇所を接合して固定しても構わないし、溶接や嵌合によって固定しても構わない。また、軟質ウレタン材は接着剤によって容器に固定する必要はなく、別途の固定治具を用いて容器に固定しても構わない。

以上のように、本発明にかかる消音手段は、気体吸着体で閉空間の圧力変動を抑えることで吸音材の低音域での吸音効果を向上し、小さい空間で広帯域に渡って高い吸音効果を得ることができるので、大きな騒音を発生し易い家庭用や業務用の電気掃除機等の用途に適用できる。

本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の構成を示す断面図 同実施の形態における消音手段の構成を表す分解図 その他の実施の形態の電気掃除機の構成を示す断面図 その他の実施の形態の電気掃除機の構成を示す断面図 本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の構成を示す断面図 同実施の形態における消音手段の構成を表す分解図 従来の電動送風機の断面図

符号の説明

１ａ、１ｂ 電気掃除機
１１ａ、１１ｂ 消音器（消音手段）
１２ 軟質ウレタン材（吸音材）
１４ｂ 活性炭
１５ａ、１５ｂ 容器
１６ 収納袋（通気性を有する袋）
１７ａ、１７ｂ 閉空間

Claims (6)

1. トレー状の容器と、前記容器内に収容された気体吸着体と、前記気体吸着体を覆う通気性を有する支持体と、前記支持体上に設けられた吸音材とを備えた消音手段。
2. 気体吸着体を活性炭で構成した請求項１に記載の消音手段。
3. 気体吸着体は、通気性を有する袋に収納されている請求項１または請求項２に記載の消音手段。
4. 支持体は、有孔板で形成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の消音手段。
5. 容器は、金属で形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の消音手段。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の消音手段を送風室内に用いた電気掃除機。