JP2014030484A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込能力を維持しながら、様々な周波数に係る騒音を抑制することができる電気機器を提供する。
【解決手段】電気機器としてのクリーナ１は、電池４７により駆動するファン２１及びモータ３１（送風機）と、当該送風機の下流側に配置された排気路４０と、排気路４０に設けられた、孔５４及び有底区画５１を含む共鳴器を複数有する吸音パネル５０，５０・・を備えている。吸音パネル５０，５０・・は、複数、（断面コ字状となるように互いに９０度の）角度を付けた状態で、排気路４０に対し、嵌め込み装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池駆動の送風機を有する、充電式クリーナ・集塵機・ブロワ等の電気機器に関する。

下記特許文献１に示されるように、電動送風機のファンの回転により、吸込口から吸い込んだエアを排気口から排気するハンディクリーナが知られている。
このようなクリーナでは、ファンの羽根の回転により、エアの圧力変動が周期的に生じる。この周期的な圧力変動は、可聴域内における高周波音（ＮＺ音）をもたらす。この圧力変動の周期は、ファンの羽根枚数Ｚと、ファンの回転数Ｎの関数である。
そこで、このようなクリーナにおいて、かような高周波音を抑制する目的で、吸音スポンジを排気口裏側等に設置することがなされている。

特開２００３−１１１６９８号公報

吸音スポンジを設置したハンディクリーナでは、ある程度騒音を防止することができるものの、吸音スポンジの形状が所定のものであるため、所定の高い周波数帯の騒音しか低減することができない。
従って、送風機の運転開始から定常状態に至るまでのファンの回転数Ｎの上昇や、定常状態から運転終了までにおける回転数Ｎの減少、あるいは電池の容量低下による回転数Ｎの漸次の低下等に基づいて、圧力変動の周波数変化が起こる場合に、常に騒音を抑制することが困難となる。
又、吸音スポンジの設置により、エアの流れを妨げることとなり、吸込能力が低減してしまうこととなる。
そこで、本発明は、吸込能力を維持しながら、様々な周波数に係る騒音を抑制することができる電気機器を提供することを主な目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電池により駆動する送風機と、当該送風機の下流側に配置された排気路と、当該排気路に設けられた、孔及び有底区画を含む共鳴器を複数有する吸音パネルを備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記吸音パネルは、複数、角度を付けた状態で設けられていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記共鳴器における前記孔及び／又は前記有底区画の大きさは、複数種類存在することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記吸音パネルは、曲面を有していることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、上記発明において、前記吸音パネルは、前記排気路に対し、嵌め込み装着されていることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、上記発明において、前記送風機は、不等ピッチファンを含んでいることを特徴とするものである。

本発明の内、請求項１に記載の発明によれば、送風機付き電気機器の排気路に、孔及び有底区画を含む共鳴器を複数有する吸音パネルが設けられている。よって、吸込能力を維持しながら、電気機器の送風機が発する騒音を抑制することができる。
又、請求項２に記載の発明によれば、上記発明において複数の吸音パネルが角度を有する状態で設けられているため、上記効果に加え、集音の上で吸音したり、跳ね返った騒音を吸音したりすることが可能となる。
更に、請求項３に記載の発明によれば、上記発明において共鳴器の種類を複数にしたので、上記効果に加え、吸音可能な騒音の周波数帯を幅広くすることができる。
加えて、請求項４に記載の発明によれば、上記発明において吸音パネルが曲面を備えているので、上記効果に加え、共鳴器の区画体積を複数種類として吸音周波数帯を幅広くすることが一層容易になる。
又、請求項５に記載の発明によれば、上記発明において吸音パネルが嵌め込まれているため、上記効果に加え、吸音パネルの設置やメンテナンスを更に簡単に行うことが可能となる。
更に、請求項６に記載の発明によれば、上記発明において不等ピッチファンが使用されているため、上記効果に加え、騒音発生を抑制し、吸音パネルの設計をより一層容易で余裕のあるものにすることができる。

本発明の第１形態に係るクリーナの中央縦断面図である。 図１のクリーナにおけるファンの前面図である。 図１のクリーナに係る吸音パネルの（ａ）一部切り欠き側面図，（ｂ）中央断面図である。 本発明の第２形態に係る図３相当図である。 本発明の第３形態に係る図３相当図である。

以下、本発明の実施の形態（第１〜第３形態）やその変更例を、適宜図面に基づいて説明する。

［第１形態の構成等］
図１は、第１形態に係るクリーナ１の縦断面図である。
電気機器としてのクリーナ１は、本体部２の前側（図１の右側）に、集塵ケース４を備えている。
集塵ケース４は、後方に開口する釣鐘状の部材であり、その前端には、ノズル状の吸込口６が形成されている。集塵ケース４は、その開口部を本体部２の前縁に嵌めることで、本体部２に取り付けられる。集塵ケース４と本体部２前端とで囲んだ内部空間により集塵室が形成され、吸込口６は集塵室に通じている。

集塵ケース４の内部には、ダストフィルタ１０が収容されている。
ダストフィルタ１０は、袋状のフィルタ１１と、フィルタ１１の内側に入る先細り筒状のフィルタフレーム１２と、フィルタ１１の外側を覆うプレフィルタ１３を備えている。
フィルタフレーム１２とプレフィルタ１３は、本体部２の前部に取り付けられる。

他方、本体部２は、縦半割状の本体ハウジング部を左右から組み合わせて成る本体ハウジング１９で覆われており、その前部には、ファンケース２０を介してファン２１が収容されている。
ファンケース２０は、後側を開放した皿状の部材であって、前側中央に吸気開口２５を備えている。
ファン２１は、図２（ファンケース２０を外した本体部２の前面図）にも示すように、複数の羽根２６，２６・・を備えた、全方向吹き出し型の遠心ファンである。
各羽根２６は、前方から見て放射方向から右へ漸次逸れるような渦線状の形状となるように、前方へ立設されている。又、羽根２６，２６・・は、これらの間隔が全てあるいは一部等しくはない状態（不均一な間隔、不等ピッチ）において配置されている。即ち、図２に一点鎖線で示すように、隣接する羽根２６，２６の内周側基端部間のなす、ファン２１の回転軸を中心とする角度は、ある箇所では広く、別の箇所では狭くなるといったように、複数種類存在する（不等ピッチファン）。

ファン２１の後側には、モータケース３０を介してモータ３１が収容されている。
モータケース３０は、前方に開いた碗状の部材であり、ファンケース２０の後側に配置される。モータケース３０の後部下側には、排気開口３２が開けられている。
そして、モータ３１の回転軸３５に、ファン２１が固定されており、ファン２１がモータ３１により回転可能となっていて、ファン２１とモータ３１で電動の送風機が構成されている。

モータケース３０以後の本体ハウジング１９は、ループ状のハンドル３９として形成されている。
ハンドル３９の下部の前端には、モータケース３０の排気開口３２が位置しており、これ以降の本体ハウジング１９内の筒状部分が、排気路４０とされている。
ハンドル３９の後部には、スイッチ４５が設置されている。ハンドル３９の前部後側であって、モータ３１の後方には、電池取付部４６を介して電池４７が取り付けられている。モータ３１、スイッチ４５、電池取付部４６、及びこれに取り付けられた電池４７は、互いに電気的に接続されている。尚、電池４７は、電池取付部４６装着時及び／又は図示しない別個の充電器の装着時に充電可能である。

そして、排気路４０には、図３で示すような吸音パネル５０，５０・・が複数設置されている。
各吸音パネル５０は、板状の部材であって、ハニカム状の複数の有底区画５１，５１・・を有するパネルベース５２と、その区画の開口を共通して覆うパネルカバー５３を有している。尚、有底区画５１は、正六角柱状である。
パネルカバー５３には、有底区画５１，５１・・に対応する複数の孔５４，５４・・が設けられている。
各有底区画５１とパネルカバー５３で囲まれる空間は、孔５４を通じて吸音パネル５０の外部に通じており、吸音パネル５０の外部を流れるエアの一部が、孔５４から当該空間内に出入りすることで、エアの圧力変動が共鳴により減衰される。よって、有底区画５１と孔５４の各組は、共鳴器としての役割を担う。
共鳴器によって減衰される圧力変動の周波数は、前記空間の大きさや孔５４の大きさに依存するが、孔５４が大き過ぎると共鳴器として機能し難くなるため、主に前記空間の大きさに依存する。しかも、パネルカバー５３をシンプルに設けるためには、パネルベース５２に対し平坦に張ることとなることに鑑みると、前記空間の大きさは、各有底区画５１の形状（容積）に依ることとなり、よって減衰される圧力変動の周波数は、各有底区画５１の形状に主に依存することとなる。
尚、実際に減衰される周波数は、有底区画５１の体積に応じ厳密な値をとるものではなく、所定の幅を持った状態となる。換言すれば、有底区画５１が区切る体積に応じた所定幅の周波数に係る圧力変動が、エアの吸音パネル５０の外部の通過により低減される。吸音パネル５０では、有底区画５１の体積に応じた周波数帯の圧力変動が吸収される。

吸音パネル５０，５０・・は、排気路４０の後半部（角柱状に形成されたハンドル３９下部）内において、左右及び下の３枚を断面凹字状となるように並べて、着脱可能に嵌め込み装着されている。
尚、排気路４０の後端縁に嵌め入れられるフィルタ板６０が設けられていると共に、その後側に配置される、排気路４０を流れるエア（排気）の方向を変更するためのフィン６１が設けられている。

［第１形態の作動例等］
このようなクリーナ１は、例えば次のように動作する。
スイッチ４５をオンにすると、モータ３１が電池４７から電気の供給を受け駆動して、回転軸３５を介してファン２１が回転し、各羽根２６がエアを外方へ送る。そして、この状態の継続により、次に説明するようなエアの流れ（風）が発生する。

即ち、エアが吸込口６から吸引され、集塵ケース４内に取り込まれる。取り込まれたエアは、ダストフィルタ１０を通過する。この通過の際、エア内の塵埃がフィルタ１１やプレフィルタ１３により捕捉される。
塵埃が除去されたエアは、吸気開口２５を通じてファンケース２０に入り、ファン２１によりその外方に送られる。
ファン２１の各羽根２６は、不等ピッチにて配置されており、羽根２６，２６・・の通過の周期が不規則になるため、均一なピッチのファン特有の雑音（キーンという耳障りな高周波音）の発生が抑制される。

ファン２１に吸引されたエアは、ファンケース２０の内壁やモータケース３０の内壁に当たり、後方に曲げられて、モータケース３０の排気開口３２に案内される。
エアは、本体ハウジング１９に直接吹き当たらないため、風量ムラによる本体ハウジング１９の振動が抑制される。

排気開口３２に至ったエアは、排気路４０を通り、フィルタ板６０を経て、フィン６１により排気方向を調整されて排気される。
ここで、エアが生ずる音は、排気路４０を通過する際、次のようにして吸音される。
即ち、エアの一部は、排気路４０に設置された吸音パネル５０，５０の何れかの孔５４に入り、圧力変動が共鳴により熱エネルギー等に変換されることで吸収されて、孔５４から出る。
吸収される圧力変動の周波数は、有底区画５１の体積に対応する範囲に亘るものとなる。
又、３枚の吸音パネル５０，５０・・が断面コ字状に配置され、複数の吸音パネル５０，５０・・が互いに角度を有する状態で配置されており、エアの流れが微視的に種々の方向に向いていたとしても音は吸音され、他の吸音パネル５０や排気路４０の壁に跳ね返ったエアにおける音も吸音され、設置角度によりエアの方向を調整して一旦集音されるようにすれば効率的な吸音が可能となる。

［第１形態の作用効果等］
以上のクリーナ１では、電池４７により駆動するファン２１及びモータ３１（送風機）と、当該送風機の下流側に配置された排気路４０と、排気路４０に設けられた、孔５４及び有底区画５１を含む共鳴器を複数有する吸音パネル５０，５０・・を備えている。
よって、電池駆動の送風機を備えるクリーナ１に特有である、エア圧力変動の周波数変化や排気路４０における排気の（強さや方向の）変化が起こったとしても、複数の共鳴器により効果的に対応することができる。又、吸音は、排気路４０を塞がない吸音パネル５０，５０・・により行われ、吸込を妨げず吸込能力を維持した状態で行える。

更に、吸音パネル５０，５０・・は、複数、（断面コ字状となるように互いに９０度の）角度を付けた状態で設けられるので、排気路４０において様々な方向に跳ね返ったエアについても吸音することができるし、集音可能に構成して吸音を効率的に行うことが可能となる。
又、吸音パネル５０，５０・・は、排気路４０に対し、嵌め込み装着されているので、吸音パネル５０，５０・・の設置やメンテナンスが容易である。
加えて、送風機には、不等ピッチファンが含まれているため、送風機により発生するエア圧力変動を予め抑制することができ、より一層騒音を抑制することができ、吸音パネル５０，５０・・の設計を容易にすることもできる。

［第２形態等］
図４は本発明の第２形態に係るクリーナにおける吸音パネル７０の説明図である。
第２形態は、吸音パネル以外は第１形態と同様に成る。
吸音パネル７０は、第１形態と同様に、ハニカム状のリブを有するパネルベース７２、及びパネルカバー７３を備える。
パネルベース７２は、第１形態と同じ有底区画５１，５１・・に加え、有底区画７１ａ，７１ｂ・・を有する。
有底区画７１ａは、隣接する六角形状の有底区画５１，５１の共通壁を無くし、これらを２個つなげた区画となっており、有底区画７１ｂは、隣接する３個の有底区画５１，５１・・をつなげた区画となっている。
尚、吸音パネル７０の孔７４，７４・・は、有底区画５１，７１ａ，７１ｂ・・ごとに１個ずつ設けられている。

第２形態では、共鳴器に係る有底区画５１，７１ａ，７１ｂ・・の大きさが、複数種類存在するため、ある種類（有底区画５１）の共鳴器が吸音するエア圧力変動の周波数帯に、別種類（有底区画７１ａ等）の共鳴器が吸音する周波数帯を加えることができ、吸音可能な周波数帯を幅広くすることが可能になる。
特に、電池駆動の送風機を備えるクリーナ１では、運転開始から定常状態まで、あるいは定常状態から運転終了までの周波数変動に加え、電池の容量低下による周波数変動が起こるところ、複数種類の共鳴器を有するクリーナ１では、一方の共鳴器を電池容量多量時の周波数帯の吸音用にし、他方の共鳴器を電池容量少量時の周波数帯の吸音用にする等して、いかなる電池容量であってもエア圧力変動を吸収可能に構成し得る。
又、有底区画７１ａ，７１ｂ・・は、有底区画５１を複数組合わせて形成されるため、容積の異なる（吸音周波数帯の異なる）共鳴器を容易に形成することができる。

［第３形態等］
図５は本発明の第３形態に係るクリーナにおける吸音パネル８０の説明図である。
第３形態は、吸音パネル及びその装着部以外は第１形態と同様に成る。
吸音パネル８０は、第１形態と同様に、ハニカム状のリブを有するパネルベース８２、及びパネルカバー５３を備える。
パネルベース８２は、パネルカバー５３に対向する面が、断面弧状の曲面となっている。そして、ハニカムリブにより形成される有底区画８１ａ，８１ａ’，８１ｂ，８１ｂ’，８１ｃ・・は、かような曲面の一部を底面とするから、六角柱状であっても互いに容積の異なる空間を仕切ることになる。
尚、排気路４０における吸音パネル８０，８０・・の装着部分は、各吸音パネル８０の曲面に沿うように形成されている。

第３形態においても、共鳴器に係る有底区画８１ａ，８１ａ’，８１ｂ，８１ｂ’，８１ｃ・・の大きさが、複数種類存在するため、吸音可能な周波数帯を幅広くすることが可能になる。
又、有底区画８１ａ，８１ａ’，８１ｂ，８１ｂ’，８１ｃ・・は、吸音パネル５０の一面（底面となる面）を曲面とすることで形成されるため、容積の異なる（吸音周波数帯の異なる）共鳴器を容易に形成することができ、又ハンドル３９や排気路４０を曲面で形成した場合に、各吸音パネル８０をその曲面に追従させることができて、曲面の採用によりハンドル３９の美観の向上や排気路４０の排気性能の向上を図りながら、幅広い周波数帯にて吸音可能な各吸音パネル８０を容易に装着することが可能となる。

［上記形態の変更例等］
尚、本発明は上記形態に限定されず、次にそれぞれ示す変更例を有するものである。
吸音パネルの共鳴器において、第１形態のように区画を連結して形成すると共に、第２形態のように底を曲面にしても良いし、区画の形状を四角柱状や四角柱状と六角柱状の組合せ等の他の形状にしても良いし、底以外の面を曲面にしても良いし、孔の面積や個数を変えても良いし、孔の面積や個数を複数種類設けても良いし、これらを組合わせても良い。
吸音パネルを２個以下あるいは３個以上設けたり、各吸音パネルのなす角度を９０°未満あるいは９０°超としたり、各吸音パネルを排気路の長手方向に並ぶように配置したり、吸音パネルごとに区画形状や曲面の有無を変えたりして良い。
又、ファンを等ピッチのものとしたり、ファンケースとモータケースを一体化したり、排気路の出口を横方向としたり、電池やスイッチ等の搭載箇所をハンドル外側等に変更したり、フィルタケースを省略したり、電池を一次電池としたりする等、各種部材の形状・個数・配置や設置の有無等を適宜変更する。又、電池駆動の送風機を有する、集塵機やブロワ等の他の電気機器に、上記形態や変更例を適用する。

１・・クリーナ（電気機器）、２・・集塵室、４・・駆動部、６・・捕集装置、２１・・ファン（送風機の一部）、３１・・モータ（送風機の一部）、４０・・排気路、４７・・電池、５０，７０，８０・・吸音パネル、５１，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ａ’，８１ｂ，８１ｂ’，８１ｃ・・有底区画、５４，７４・・孔。

Claims (6)

1. 電池により駆動する送風機と、
   当該送風機の下流側に配置された排気路と、
   当該排気路に設けられた、孔及び有底区画を含む共鳴器を複数有する吸音パネル
   を備えている
   ことを特徴とする電気機器。
2. 前記吸音パネルは、複数、角度を付けた状態で設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記共鳴器における前記孔及び／又は前記有底区画の大きさは、複数種類存在する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
4. 前記吸音パネルは、曲面を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
5. 前記吸音パネルは、前記排気路に対し、嵌め込み装着されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電気機器。
6. 前記送風機は、不等ピッチファンを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の電気機器。

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