JP2023112189A - 消音器付送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの風量を確保しつつ、特定周波数の音を消音することができ、かつ、小型化可能な消音器付送風機を提供する。【解決手段】ケーシング、ケーシングに取り付けられたモータ、ならびに、モータに取り付けられ回転される軸部および軸部の径方向外側に突出して形成された羽根を備える回転子を有する軸流ファンと、ケーシングに取り付けられた消音器とを有し、消音器は軸流ファンが発生する卓越音を選択的に消音する共鳴器を含み、消音器は、回転子の回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に配置されており、回転子の回転軸に垂直な断面において、回転軸を中心として、回転軸と羽根の最先端の点とを結ぶ線を半径とした円を回転領域とすると、回転軸に垂直な断面における消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、消音器付送風機に関する。

パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、および、複写機等の情報機器などにおいて、機器内を冷却するために、ファンを用いて機器内の加熱された空気を排気することが行われている。
このような冷却用のファンから発生する騒音のうち、羽根の枚数と回転速度で周波数が決まる騒音は、特定周波数で音圧が高く、純音（トーン）成分が非常に強く、耳障りとなり問題となっている。

このような騒音の低減のために、一般的に消音に用いられる多孔質吸音材を用いても広い周波数帯域で一様に音量を下げるため、上記のような特定周波数だけ音圧が高い場合に、その特定周波数の音圧を相対的に下げることは難しい。
また、多孔質吸音材を用いる場合、十分な消音効果を得るためには体積を大きくするが必要であるが、ファンによる風量を確保する必要があるため、多孔質吸音材の大きさには限度があり、高い通風性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。

このような特定周波数で発生するファンの騒音を消音するために、共鳴型の消音器を用いることが提案されている。

例えば、特許文献１には、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行うための通路が形成されるハウジングと、このハウジングに通路と連通するように形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、この孔部をハウジングの外周辺よりに形成し、騒音となる音波がハウジングの面方向に進むように構成した消音器が記載されている。
また、この消音器は共鳴吸音を行うことが記載されている。

国際公開ＷＯ２００４／０６１８１７号

特許文献１のように、通風性（すなわち、風量）を確保するために、ファンが発生する風の通路の外周部に消音器を設置した場合には、消音器を設置するためのスペースが必要となるため、ファンおよび消音器を設置する装置全体が大型化してしまうという問題があった。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、ファンの風量を確保しつつ、特定周波数の音を消音することができ、かつ、小型化可能な消音器付送風機を提供することを課題とする。

本発明は、以下の構成によって課題を解決する。

［１］ ケーシング、ケーシングに取り付けられたモーター、ならびに、モーターに取り付けられ回転される軸部および軸部の径方向外側に突出して形成された羽根を備える回転子を有する軸流ファンと、
ケーシングに取り付けられた消音器とを有し、
消音器は軸流ファンが発生する卓越音を選択的に消音する共鳴器を含み、
消音器は、回転子の回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に配置されており、
回転子の回転軸に垂直な断面において、回転軸を中心として、回転軸と羽根の最先端の点とを結ぶ線を半径とした円を回転領域とすると、回転軸に垂直な断面における消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さい消音器付送風機。
［２］ 回転軸方向から見た際に、消音器の全部が、軸部に重複して配置されている［１］に記載の消音器付送風機。
［３］ 回転軸に垂直な断面において、消音器の面積が、軸部の面積の７０％以上である［２］に記載の消音器付送風機。
［４］ 回転軸方向から見た際に、回転領域から軸部の領域を除いた領域を羽根領域とすると、
羽根領域と消音器とが重複する領域の面積は、羽根領域の面積の５２％以下である［１］に記載の消音器付送風機。
［５］ 消音器の回転軸方向の厚みが軸流ファンの厚みの３倍以内である［１］～［４］のいずれかに記載の消音器付送風機。
［６］ 消音器は複数の共鳴器を有する［１］～［５］のいずれかに記載の消音器付送風機。
［７］ 複数の共鳴器のいずれか２つは互いに共鳴周波数が異なる［６］に記載の消音器付送風機。
［８］ 共鳴器の振動体の振動方向の回転軸に対する角度は、回転軸方向の外側向きの場合を０°、内側向きの場合を１８０°とすると、９０°以内である［１］～［７］のいずれかに記載の消音器付送風機。
［９］ 共鳴器は膜振動によって共鳴する膜型共鳴器である［１］～［８］のいずれかに記載の消音器付送風機。
［１０］ 消音器が多孔質吸音材を有する［１］～［９］のいずれかに記載の消音器付送風機。

本発明によれば、ファンの風量を確保しつつ、特定周波数の音を消音することができ、かつ、小型化可能な消音器付送風機を提供することができる。

本発明の消音器付送風機の一例を模式的に示す斜視図である。 図１の消音器付送風機をＡ方向から見た正面図である。 図２のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 図１７のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 本発明の消音器付送風機の他の一例を模式的に示す正面図である。 実施例における測定方法を説明するための図である。 図２６の側面図である。 実施例における測定方法を説明するための図である。 実施例で用いた共鳴器の構成を説明するための図である。 周波数と音圧強度との関係および周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係および周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 ダクト長と１２２５Ｈｚにおける消音量との関係を表すグラフである。 遮蔽面積と風量との関係を表すグラフである。 実施例で用いた共鳴器の構成を説明するための図である。 周波数と消音量との関係および周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 実施例で用いた共鳴器の構成を説明するための図である。 周波数と消音量との関係および周波数と吸収率との関係を表すグラフである。

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「直交」、「平行」および「垂直」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」とは、厳密な直交に対して±５°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交に対しての誤差は、３°以下であることが好ましい。また、角度についても厳密な角度に対して±５°未満の範囲内であることを意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。

［消音器付送風機］
本発明の消音器付送風機は、
ケーシング、ケーシングに取り付けられたモータ、ならびに、モータに取り付けられ回転される軸部および軸部の径方向外側に突出して形成された羽根を備える回転子を有する軸流ファンと、
ケーシングに取り付けられた消音器とを有し、
消音器は軸流ファンが発生する卓越音を選択的に消音する共鳴器を含み、
消音器は、回転子の回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に配置されており、
回転子の回転軸に垂直な断面において、回転軸を中心として、回転軸と羽根の最先端の点とを結ぶ線を半径とした円を回転領域とすると、回転軸に垂直な断面における消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さい消音器付送風機である。

本発明の消音器付送風機の構成について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の消音器付送風機の好適な実施態様の一例を示す模式的な斜視図である。図２は、図１をＡ方向から見た正面図である。図３は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。

図１～図３に示す消音器付送風機１０は、ケーシング１６と、モーター１４と、回転子１８とを有する軸流ファン１２、および、消音器２８を有する。

軸流ファン１２は、基本的に公知の軸流ファンであり、複数の羽根を有する回転子を回転させて気体に運動エネルギーを与えて気体を軸方向に送風する。
具体的には、軸流ファン１２は、ケーシング１６、ケーシング１６に取り付けられたモーター１４、ならびに、モーター１４に取り付けられ回転される軸部２０および軸部２０の径方向外側に突出して形成された羽根２２を備える回転子１８を有する。
なお、以下の説明では、軸部２０（回転子１８）の回転軸を単に「回転軸」といい、軸部２０（回転子１８）の径方向を単に「径方向」という。

モーター１４は一般的な電動モーターであり、回転子１８を回転させるものである。

回転子１８の軸部２０は、略円柱状で一方の底面側をモーター１４の回転軸に取り付けられており、モーター１４によって回転される。
羽根２２は、軸部２０の周面に、周面から径方向の外側に突出するように形成されている。また、回転子１８は、複数の羽根２２を有しており、複数の羽根２２は、軸部２０の周面の周方向に配列されている。図１～図３に示す例では、回転子１８は、４枚の羽根２２を有する構成としたがこれに限定はされず、複数枚の羽根２２を有していればよい。
また、羽根２２の形状は、従来公知の軸流ファンで用いられている形状とすることができる。

また、回転軸方向における羽根２２の厚みと軸部２０の厚みは略同じである。
回転軸方向における羽根２２の厚みは、５ｍｍ～２００ｍｍ程度である。また、軸部２０の厚みは、５ｍｍ～２００ｍｍ程度である。
また、軸部２０の直径は、１０ｍｍ～１５００ｍｍ程度である。また、回転子１８の外径、すなわち、羽根２２の径方向最先端側を通る外径は、２０ｍｍ～２０００ｍｍ程度である。

羽根２２を有する回転子１８がモーター１４によって回転することで、回転軸方向に気流（風）を発生させる。気流の流れ方向には限定はなく、回転軸方向においてモーター１４側からモーター１４とは反対方向に流れるものであってもよく、モーター１４とは反対側からモーター１４側に流れるものであってもよい。

ケーシング１６は、モーター１４が固定され、また、回転可能な回転子１８（羽根２２）の径方向の周囲を囲むものである。
回転軸方向におけるケーシング１６の厚みは、回転子１８を外部から保護できように、羽根２２および軸部２０の厚みよりも厚い。

ケーシング１６は、回転軸方向の一方の面側でモーター１４を支持する支持部１６ａと、回転子１８を径方向外側から囲む風洞部１６ｂと、回転軸方向の他方の面側で軸部２０の領域を覆うカバー部１６ｃと、支持部１６ａおよびカバー部１６ｃから、径方向外側に向けて突出し、支持部１６ａおよびカバー部１６ｃと風洞部１６ｂとを連結する連結部１６ｄと、を有する。

支持部１６ａの直径は、モーター１４を支持でき、回転子１８が回転して発生する気流の流れを阻害しない大きさであればよい。一例として、支持部１６ａの直径は、軸部２０の直径と略同じである。
同様に、カバー部１６ｃの直径は、軸部２０を外部から保護でき、回転子１８が回転して発生する気流の流れを阻害しない大きさであればよい。一例として、カバー部１６ｃの直径は、軸部２０の直径と略同じである。

連結部１６ｄの幅、数等は、支持部１６ａと風洞部１６ｂ、および、カバー部１６ｃと風洞部１６ｂをそれぞれ確実に固定でき、かつ、回転子１８が回転して発生する気流の流れを阻害しない大きさ、数であればよい。

ケーシング１６の厚みは、回転子１８を外部から保護し、回転子１８の回転によって発生する空気の流れのうち、径方向への空気の流れを抑制して回転軸方向への風量を増やすことができればよく、羽根２２および／または軸部２０の厚みに対して、１．０１倍～３．００倍程度の厚みであればよい。

軸流ファン１２は、さらに、公知の軸流ファンが有する各種の構成を有していてもよい。
例えば、図１～図３に示す例では、軸流ファン１２は、軸流ファン１２を各種機器に固定する際にねじなどの締結部材を挿入する孔１６ｅを有する。

消音器２８は、共鳴器を含みケーシング１６に取り付けられている。
共鳴器は、軸流ファン１２が発生する卓越音を選択的に消音するものである。
上記のとおり、軸流ファン１２は複数の羽根を有する回転子を回転させて気体に運動エネルギーを与えて気体を軸方向に送風する。従って、軸流ファン１２は、回転数および羽根の数に応じて決まる特定の周波数で音圧が極大値となる音を発生する。本発明において卓越音とは、この特定の周波数で音圧が極大値となる音のことをいう。
具体的には、卓越音とは、欧州規格 ＥＣＭＡ－７４におけるProminent discrete toneの定義のＴＮＲ（tone-to-noise ratio）、または、ＰＲ（Prominence ratio）で３ｄＢ以上の音である。
共鳴器は、卓越音の周波数と略同じ共鳴周波数を有し、共鳴現象を利用して、その周波数の音（卓越音）を消音する。
なお、軸流ファン１２が複数の卓越音を発生する場合には、消音器２８は、少なくとも１つの卓越音を消音すればよいが、複数の卓越音それぞれを消音する共鳴器を複数有する構成として複数の卓越音を消音するのが好ましい。

図１～図３に示す例では、消音器２８は、１つの膜型共鳴器３０からなる。
膜型共鳴器３０は、枠体３２と、膜３４とを有し、枠体３２に振動可能に支持された膜３４が膜振動することで共鳴する。

図１～図３に示す例では、枠体３２は、円柱形状で一面に底面を有する開口部が形成された形状である。すなわち、枠体３２は一面が開放された有底の円筒形状である。
膜３４は膜状の部材であり、枠体３２の、開口部が形成された開口面を覆って周縁部を枠体３２に固定されて振動可能に支持されている。
また、膜３４の背面側（枠体３２側）には、枠体３２と膜３４とに囲まれた背面空間が形成されている。図１～図３に示す例では、背面空間は、閉じられた閉空間である。

このような構成を有する膜型共鳴器３０は、軸流ファン１２が発生した卓越音に対して、共鳴現象を利用して、吸音および反射の少なくとも一方の機能を発現し、卓越音を選択的に消音する。

膜振動を利用する膜型共鳴器３０においては、膜振動の共鳴周波数を、軸流ファン１２が発生する卓越音を消音するように適宜設定すればよい。膜振動の共鳴周波数は、膜３４の大きさ（振動面の大きさ、すなわち、枠体３２の開口部の大きさ）、厚み、硬さ等によって決まる。従って、膜３４の大きさ、厚み、硬さ等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。

なお、共鳴器の共鳴周波数は、卓越音を有意に消音できる周波数であれば限定はないが、卓越音の周波数の±１５％の範囲にあるのが好ましく、±１０％の範囲にあるのがより好ましく、±５％の範囲にあるのがさらに好ましい。
また卓越音の周波数で吸音率が０．１５以上の範囲にあるのが好ましく、０．２以上の範囲にあるのがより好ましく、０．２５以上の範囲にあるのがさらに好ましい。

また、上述のとおり、膜型共鳴器３０は、膜３４の背面側に背面空間を有する。背面空間は閉じられているため、膜振動と背面空間との相互作用によって吸音が生じる。
具体的には、膜振動には、膜の条件(厚み、硬さ、大きさ、固定方法等)によって決定される基本振動モードと高次振動モードの周波数帯があり、どのモードによる周波数が強く励起されて吸音に寄与するかが背面空間の厚み等によって決定される。背面空間の厚みが薄いと、定性的には背面空間が固くなる効果などが生じるため、膜振動の高次振動モードを励起しやすくなる。

膜３４の厚みは、１００μｍ未満が好ましく、７０μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下がさらに好ましい。なお、膜３４の厚みが一様でない場合には、平均値が上記範囲であればよい。
一方で、膜の厚みが薄すぎると取り扱いが難しくなる。膜厚は１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。
膜３４のヤング率は、１０００Ｐａ～１０００ＧＰａであることが好ましく、１００００Ｐａ～５００ＧＰａであることがより好ましく、１ＭＰａ～３００ＧＰａであることが最も好ましい。
膜３４の密度は、１０ｋｇ／ｍ3～３００００ｋｇ／ｍ3であることが好ましく、１００ｋｇ／ｍ3～２００００ｋｇ／ｍ3であることがより好ましく、５００ｋｇ／ｍ3～１００００ｋｇ／ｍ3であることが最も好ましい。

また、背面空間の厚みは、１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以下がさらに好ましい。
なお、背面空間の厚みが一様でない場合には、平均値が上記範囲であればよい。

ここで、本発明において、消音器は、回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に配置されており、回転軸に垂直な断面において、回転軸を中心として、回転軸と羽根の径方向の外側の最先端の点（図２中の点Ｑ）とを結ぶ線を半径とした円を回転領域とすると、回転軸に垂直な断面における消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さい構成を有する。回転領域は回転軸方向から見た際に回転子が回転する領域ともいうことができる。

具体的には、図１～図３に示す例では、膜型共鳴器３０はケーシング１６のカバー部１６ｃに取り付けられている。前述のとおり、カバー部１６ｃは、回転軸方向から見た際に軸部２０を覆うように形成されているため、カバー部１６ｃに取り付けられた膜型共鳴器３０は回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に配置されている。
また、図１～図３に示す例では、回転軸に垂直な断面における膜型共鳴器３０の外径は、軸部２０の外径よりも小さい。すなわち、回転軸に垂直な断面における膜型共鳴器３０の面積は、軸部２０の面積よりも小さい。
また、図１～図３に示す例では、膜型共鳴器３０の中心軸は、回転軸に一致して配置されている。従って、回転軸方向から見た際に、膜型共鳴器３０の全部が、軸部２０に重複して配置されている。

前述のとおり、軸流ファンが発生する卓越音を消音するために、多孔質吸音材を用いる場合、十分な消音効果を得るためには体積を大きくするが必要であるが、軸流ファンによる風量を確保する必要があるため、多孔質吸音材の大きさには限度があり、高い通風性（風量）と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。
また、卓越音を消音するために共鳴型の消音器を用いることも提案されているが、軸流ファンが発生する風の通路に消音器を設置した場合には、通気を阻害してしまうため、風量が低下してしまうという問題があった。一方で、通風性（すなわち、風量）を確保するために、軸流ファンが発生する風の通路の外周部に消音器を設置した場合には、消音器を設置するためのスペースが必要となるため装置全体が大型化してしまうという問題があった。

本発明の消音器付送風機は、消音器が共鳴器を含むことで、軸流ファンが発生する卓越音を選択的に消音できる。また、消音器をケーシングの、回転軸方向から見た際に少なくとも一部が軸部に重複する位置に取り付け、回転軸に垂直な断面における消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さい構成とすることで、軸流ファンが発生する気流（風）の流れを阻害することを抑制して風量を確保することができ、また、軸流ファンが発生する風の流路中に消音器を設置するため、ファンおよび消音器を設置する装置全体が大型化することを抑制できる。

ここで、図１～図３に示す例のように、回転軸に垂直な断面における膜型共鳴器３０（消音器）の面積が、軸部２０の面積よりも小さく、回転軸方向から見た際に、膜型共鳴器３０（消音器）の全部が、軸部２０に重複して配置されている構成の場合には、消音器の面積は、軸部２０の面積の７０％以上であることが好ましく、８０％以上であるのがより好ましく、８５％以上であるのがさらに好ましい。
消音器の面積を大きくして、風量に寄与しない余分なスペースを減らすことで、音波が存在する空間を少なくし、また、消音器を大きくすることで、消音器と音波の相互作用を大きくすることで、消音効率を向上させることができる。

また、図１～図３に示す例では、回転軸に垂直な断面における膜型共鳴器３０（消音器）の面積が、軸部２０の面積よりも小さく、回転軸方向から見た際に、膜型共鳴器３０（消音器）の全部が、軸部２０に重複して配置されている構成としたが、消音器の面積が、回転領域の面積よりも小さく、消音器の少なくとも一部が軸部２０に重複する位置に配置される構成であればこれに限定はされない。
例えば、図４に示す例のように、回転軸に垂直な断面における膜型共鳴器３０（消音器）の面積が、軸部２０の面積よりも大きいものであってもよい。
あるいは、消音器は、その中心軸が回転軸とずれた位置に配置されていてもよい。
なお、風量の観点からは消音器の面積が、軸部の面積よりも小さく、回転軸方向から見た際に、消音器の全部が、軸部に重複して配置されている構成とすることが好ましい。

消音器の面積が、軸部２０の面積よりも大きい構成、あるいは、消音器の中心軸が回転軸とずれている構成の場合には、回転軸方向から見た際に、消音器が羽根領域と重複する。羽根領域は、回転軸方向から見た際に、上述した回転領域から軸部の領域を除いた羽根が存在する領域である。
このように、消音器と羽根領域とが重複する構成の場合には、重複する領域の面積は、羽根領域の面積の５２％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。
消音器と羽根領域とが重複する領域の面積の割合を上記範囲とすることで、軸流ファンが発生する気流（風）の流れを阻害することを抑制して風量をより好適に確保することができる。

また、消音器の軸方向の厚みＨ2（図３参照）は、軸流ファン１２の厚みＨ1の３倍以内であるのが好ましく、２倍以内であるのがより好ましく、１．８倍以内であるのがさらに好ましい。
消音器の厚みＨ2を上記範囲とすることで、軸流ファンが発生する気流（風）の流れを阻害することを抑制して風量をより好適に確保することができ、また、消音器付送風機を小型化することができる。
なお、軸流ファンの厚みＨ1、および、消音器の厚みＨ2はそれぞれ、回転軸方向の最大厚さとする。

また、図１～図３に示す例では、膜３４の表面に垂直な方向から見た膜型共鳴器３０の形状、すなわち、膜３４の振動領域の形状は円形状としたが、これに限定はされず、図１０に示すように四角形状であってもよく、あるいは、三角形状等の多角形状、楕円形状等であってもよい。

図１～図３に示す例では、消音器２８は、軸流ファン１２のカバー部１６ｃに取り付けられる構成としたがこれに限定はされず、軸流ファン１２の支持部１６ａに取り付けられる構成であってもよい。すなわち、消音器２８は、軸流ファン１２が発生する風の上流側に配置されてもよく、下流側に配置されてもよい。

また、図１～図３に示す例では、消音器は１つの共鳴器を有する構成としたが、これに限定はされず、複数の共鳴器を有する構成としてもよい。
例えば、図５に示す例のように、膜型共鳴器３０を２つ有する構成としてもよい。図５に示す例では、２つの膜型共鳴器３０は、互いの背面側を向き合わせて設置されている。すなわち、２つの膜型共鳴器３０は、膜３４の表面を径方向に向けて配置されている。また、図５に示す例では、２つの膜型共鳴器３０の枠体３２は、一体的に形成されている。このように、複数の共鳴器を有する構成とすることで、消音性能をより高くすることができる。

なお、複数の共鳴器を有する構成とする場合には、さらに、背面空間を一体化した構成としてもよい。すなわち、例えば、貫通する開口部を有する枠体の２つの開口面それぞれに膜を配置して２つの膜型共鳴器を構成してもよい。

また、複数の共鳴器を有する構成の場合には、複数の共鳴器のうち、少なくともいずれか２つは互いに共鳴周波数が異なる構成としてもよい。
例えば、図５に示す例において、２つの膜型共鳴器３０で、膜３４の材質、厚み、振動領域の大きさ、背面空間の厚み等を異なるものとして、互いに共鳴周波数が異なる構成としてもよい。
このように、共鳴周波数が異なる共鳴器を有する構成とすることで、各共鳴器が、軸流ファン１２が発生する複数の卓越音のいずれかを選択的に消音する構成とすることができるので、軸流ファン１２が複数の卓越音を発生する場合にも、好適に消音することができる。

ここで、膜型共鳴器３０において、膜３４の表面に垂直な方向であって、枠体３２とは反対側の向きを、振動体の振動方向Ｓとすると、振動体の振動方向Ｓは、いずれの方向を向いていてもよいが、回転軸に対する角度を回転軸方向の外側向き（軸流ファン１２とは反対側向き）の場合を０°、内側向き（軸流ファン１２側向き）の場合を１８０°とすると、共鳴器の振動体の向きＳは、０°以上９０°以内であることが好ましく、０°以上４５°以内であることがより好ましく、０°以上３０°以内であることがさらに好ましい。

例えば、前述した図３に示す例が振動体の振動方向Ｓが０°の場合である。また、図５に示す例が振動体の振動方向Ｓがそれぞれ９０°の場合である。

また、図６に示す例は振動体の振動方向Ｓが４５°の場合である。
図６では、三角柱状で側面の一面が開口した枠体２つを、１つの側面同士を同一面上に配置し、かつ、他の１つの側面同士を一体化した形状の枠体３２ｂと、枠体３２ｂの２つの開口部にそれぞれ配置される２つの膜３４とを有する。図６に示すように、各膜３４の振動体の振動方向Ｓは４５°である。

また、図７に示す例は振動体の振動方向Ｓが１８０°の場合である。
図７では、膜型共鳴器３０は、枠体３２と、膜３４と、枠体３２の側面から膜３４の表面に垂直な方向に延びる接続フレーム３６と、接続フレーム３６が固定される台座３８とを有し、台座３８が軸流ファン１２のケーシング１６（カバー部１６ｃ）に設置されている。従って、図７の膜型共鳴器３０の振動体の振動方向Ｓは、１８０°である。

図７からわかるように、振動体の振動方向Ｓが９０°より大きい場合には、回転軸方向の風の進行方向に、断面積が広がってから狭くなく空間ができる。この空間を風が通過すると抵抗が大きくなるため、風切り音が発生しやすくなる。また、共鳴器が後述するヘルムホルツ共鳴器、あるいは、気柱共鳴器の場合には、振動体の振動方向Ｓが９０°より大きいと、風が開口部に直接当たりやすくなるため、風切り音が発生しやすくなる。
また、振動体の振動方向Ｓが９０°より大きい場合には、軸流ファンが発生した風が直接、膜３４に当たる。そのため、膜３４に張力がかかり、膜型共鳴器の共鳴周波数が所望の共鳴周波数からズレて、消音効果が低下するおそれがある。
以上の点から、振動面の向きＳは、０°以上９０°以内であることが好ましい。

また、複数の共鳴器を有する構成とする場合には、振動体の振動方向Ｓが互いに異なる２以上の共鳴器を有する構成としてもよい。
例えば、図８に示す例では、四角柱形状で、隣接する３面が開口した枠体３２ｃと、この枠体３２ｃの３つの開口面にそれぞれ配置された３つの膜３４とを有する。すなわち、３つの膜３４および枠体３２ｃにより、共通の背面空間を有する３つの膜型共鳴器を構成している。各膜３４が構成する膜型共鳴器の振動体の振動方向Ｓは、９０°、０°、９０°である。

また、図９に示す例は、図７に示す膜型共鳴器３０の背面側に、さらに、膜型共鳴器３０を設置した構成である。図９において、２つの膜型共鳴器３０の振動体の振動方向Ｓは１８０°、０°である。

以下、振動面の向きＳが９０°の場合の膜型共鳴器３０の構成および設置形態の他の例について、図１１～図１４を用いて説明する。

図１１に示す例は、１つの膜型共鳴器３０を、振動体の振動方向Ｓが９０°となるようにケーシング１６のカバー部１６ｃに設置した例である。図１１に示すように、膜３４（振動面の向きＳ）は径方向のいずれかの方向を向いていればよい。

図１２に示す例は、４つの膜型共鳴器３０をケーシング１６のカバー部１６ｃに設置した例である。各膜型共鳴器３０は、振動体の振動方向Ｓが９０°となるように設置されている。また、各膜型共鳴器３０の振動体の振動方向Ｓは、径方向において、９０°間隔となるように設置されている。

図１３に示す例は、四角柱状で、対面する２面以外の４面に開口部が形成された枠体３２ｄと、枠体３２ｄの４つの開口面それぞれに配置される４つの膜３４とを有し、４つの膜型共鳴器を構成している例である。図１３において、４つの膜型共鳴器は、背面空間を共通にしている。
枠体３２ｄの開口部が形成されていない一面がケーシング１６のカバー部１６ｃに設置されており、４つの膜３４による振動体の振動方向Ｓはいずれも、９０°となる。また、径方向において、各振動体の振動方向Ｓは異なる方向を向いている。

図１４に示す例は、図１３に示す例において、背面空間を仕切る部位を有する構成としたものである。すなわち、図１４において、４つの膜型共鳴器は、枠体３２ｅが一体化されているものの、背面空間はそれぞれ独立したものである。
この構成においても、４つの膜型共鳴器の振動体の振動方向Ｓはいずれも、９０°となる。また、径方向において、各振動体の振動方向Ｓは異なる方向を向いている。

なお、消音器（共鳴器）を軸流ファンのケーシングに取り付ける方法には特に限定はなく、接着剤、粘着剤、両面テープ等を用いる方法、ネジ止め等の機械的方法など公知の固定方法が適宜利用可能である。

また、図１～図３に示す例では、消音器２８は、膜型共鳴器３０のみを有する構成としたが、これに限定はされず、消音器２８はさらに多孔質吸音材を有する構成としてもよい。
例えば、図１６に示す例では、消音器２８は、膜型共鳴器３０の枠体３２と膜３４とに囲まれた空間内、すなわち、背面空間内に多孔質吸音材４８を有する。
また、図１７示す例は、消音器２８は、膜型共鳴器３０の膜３４の上面に多孔質吸音材４８を有する。
消音器２８が多孔質吸音材４８を有する構成とすることで、共鳴器が選択的に消音する卓越音以外の周波数の音を広帯域に消音することができる。

多孔質吸音材４８としては特に限定はなく、公知の多孔質吸音材を適宜利用することが可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料及び微小な空気を含む材料；グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー（３Ｍ社製シンサレートなど）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード並びにガラス不織布等のファイバー及び不織布類材料、木毛セメント板、シリカナノファイバーなどのナノファイバー系材料、石膏ボードなど、種々の公知の多孔質吸音材が利用可能である。

また、多孔質吸音材の流れ抵抗には特に限定はないが、１０００～１０００００（Ｐａ・ｓ／ｍ2）が好ましく、３０００～８００００（Ｐａ・ｓ／ｍ2）がより好ましく、５０００～５００００（Ｐａ・ｓ／ｍ2）がさらに好ましい。
多孔質吸音材の流れ抵抗は、１ｃｍ厚の多孔質吸音材の垂直入射吸音率を測定し、Ｍｉｋｉモデル（Ｊ． Ａｃｏｕｓｔ． Ｓｏｃ． Ｊｐｎ．， １１（１） ｐｐ．１９－２４ （１９９０））でフィッティングすることで評価することができる。または「ＩＳＯ ９０５３」に従って評価してもよい。
また、異なる流れ抵抗の多孔質吸音材が複数積層されていてもよい。

なお、図１６示す例のように、消音器２８が膜型共鳴器３０と多孔質吸音材４８とを積層した構成を有する場合には消音器２８の厚みＨ2は、膜型共鳴器３０と多孔質吸音材４８との合計厚みである。

また、図１～図３に示す例では、膜型共鳴器３０の背面空間は、枠体３２と膜３４とに完全に囲まれた閉空間としたが、これに限定はされず、空気の流れが阻害されるように空間がほぼ仕切られていればよく、完全な閉空間の他に、膜３４、あるいは、枠体３２に一部開口を有していても良い。このような一部に開口を有する形態は、温度変化により背面空間内の気体が膨張あるいは収縮して膜３４に張力が付加されて膜３４の硬さが変化することで吸音特性が変化することを防ぐことができる点で好ましい。
膜３４に貫通孔を形成することで、空気伝搬音による伝搬が生じる。これによって膜３４の音響インピーダンスが変化する。また、貫通孔によって膜３４の質量が減少する。これらによって、膜型共鳴器３０の共鳴周波数をコントロールすることができる。
貫通孔が形成される位置については特に限定はない。

ここで、図１～図３に示す例では、消音器２８は、共鳴器として膜型共鳴器３０を有する構成としたが、これに限定はされない。消音器２８は、共鳴器としてヘルムホルツ共鳴器および／または気柱共鳴器を有していてもよい。

図１７に、消音器２８がヘルムホルツ共鳴器４０を有する構成の消音器付送風機１０の一例の模式的正面図を示す。図１８に、図１７のＢ－Ｂ線断面図を示す。
図１７および図１８に示す例では、共鳴器は、ヘルムホルツ共鳴器４０である。ヘルムホルツ共鳴器４０は、円柱形状で一面に底面を有する開口部が形成された形状の枠体４２と、枠体３２の開口部が形成された開口面を覆って周縁部を枠体３２に固定される、貫通孔４６を有する板状の蓋部４４とを有する。ヘルムホルツ共鳴器４０は、枠体４２と蓋部４４とに囲まれた内部空間にある空気がバネとしての役割を果たし、蓋部４４に形成された貫通孔４６内の空気が質量（マス）としての役割を果たし、マスバネの共鳴をし、貫通孔４６の壁近傍部での熱粘性摩擦により吸音する構造である。
周知のとおり、ヘルムホルツ共鳴器は、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を消音したい音（卓越音）の周波数に合わせることで、その周波数の音を消音することができる。

共鳴器としてヘルムホルツ共鳴器４０を用いる場合には、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を、軸流ファン１２が発生する卓越音を消音するように適宜設定すればよい。ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は、枠体４２および蓋部４４に囲まれる内部空間の容積および貫通孔４６の面積、長さ等によって決まる。従って、ヘルムホルツ共鳴器４０の枠体４２および蓋部４４に囲まれる内部空間の容積および貫通孔４６の面積、長さ等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。

ここで、図１７および図１８に示す例では、蓋部４４に貫通孔４６が形成された構成としたが、これに限定はされず、枠体４２に貫通孔４６が形成されていてもよい。
また、図１７および図１８に示す例では、ヘルムホルツ共鳴器４０は枠体４２および蓋部４４が別体となる構成としたが枠体４２および蓋部４４が一体的に形成されていてもよい。

ヘルムホルツ共鳴器４０においては、ヘルムホルツ共鳴器４０内の空気が振動体であり、空気の振動方向が振動体の振動方向Ｓとなる。ヘルムホルツ共鳴器４０の形状によるが、基本的には、貫通孔４６の貫通方向であって、枠体４２とは反対側の向きが、振動体の振動方向Ｓとなる。ヘルムホルツ共鳴器の場合の振動体の振動方向Ｓは数値計算によって求めることができる。
ヘルムホルツ共鳴器４０を用いる場合においても、ヘルムホルツ共鳴器４０の振動体の振動方向Ｓは、いずれの方向を向いていてもよいが、０°以上９０°以内であることが好ましく、０°以上４５°以内であることがより好ましく、０°以上３０°以内であることがさらに好ましい。
図１７および図１８に示す例では、ヘルムホルツ共鳴器４０の振動体の振動方向Ｓは、０°である。

また、図１７および図１８に示す例では、蓋部４４の表面に垂直な方向から見たヘルムホルツ共鳴器４０の形状は円形状としたが、これに限定はされず、図１９に示すように四角形状であってもよく、あるいは、三角形状等の多角形状、楕円形状等であってもよい。

図１７および図１８に示す例では、消音器２８がヘルムホルツ共鳴器４０を１つ有する構成としたが、これに限定はされず、複数のヘルムホルツ共鳴器を有する構成としてもよい。複数のヘルムホルツ共鳴器を有する構成の場合には、各ヘルムホルツ共鳴器の枠体が一体的に形成されていてもよいし、さらに、内部空間を共通にしてもよい。
また、複数のヘルムホルツ共鳴器を有する構成の場合には、振動体の振動方向Ｓが互いに異なる２以上のヘルムホルツ共鳴器を有する構成としてもよい。

以下、消音器がヘルムホルツ共鳴器を有する場合の種々の形態の例について、図２０～図２５を用いて説明する。

図２０に示す例は、ヘルムホルツ共鳴器の蓋部４４に３つの貫通孔４６が形成された以外は、図１７および図１８に示す例と同様の構成を有する。各貫通孔４６は共通の内部空間とともにヘルムホルツ共鳴器を構成している。すなわち、図２０に示す例は、３つのヘルムホルツ共鳴器を有し、３つのヘルムホルツ共鳴器が内部空間を共通にしている例である。

図２１に示す例は、ヘルムホルツ共鳴器は内部空間を３つに仕切る部位を有する以外は図２０に示す例と同様の構成を有する。図２１に示す例では、各貫通孔４６ごとに内部空間が形成されている。すなわち、図２１に示す例は、３つのヘルムホルツ共鳴器を有し、３つのヘルムホルツ共鳴器が枠体を一体化している例である。

図２２に示す例は、五角柱状で一方の底面に５つの三角柱状の開口部を有する枠体４２と、５つの開口部それぞれの位置に形成された５つの貫通孔４６を有する蓋部４４とを有し５つのヘルムホルツ共鳴器を構成している例である。図２２に示す例は、蓋部４４の表面に垂直な方向から見た形状が三角形状のヘルムホルツ共鳴器を５つ、五角形を形成するように配列し、枠体を一体化した構成ということができる。従って、蓋部４４の表面に垂直な方向から見たヘルムホルツ共鳴器４０の形状は五角形状である。

図２３に示す例は、３つのヘルムホルツ共鳴器の内部空間の体積が異なる構成とした以外は図２１に示す例と同様の構成を有する。すなわち、図２３に示す例は、共鳴周波数が異なる３つのヘルムホルツ共鳴器を有する例である。

図２４に示す例は、四角柱状で１つの開口部を有する枠体４２と、枠体４２の開口部に配置される蓋部４４とを有し、枠体４２に貫通孔４６が２つ形成されて２つのヘルムホルツ共鳴器を構成している例である。図２４に示す例は、図１９に示す例において蓋部４４に形成された貫通孔４６がなく、枠体４２に貫通孔４６を形成したものといえる。
図２４に示す例では、ヘルムホルツ共鳴器４０の振動体の振動方向Ｓが９０°となる。

図２５に示す例は、円環状の底面と、円環状の底面の外径部から立設する円筒状の外側面と、円環状の底面の内径部から立設する円筒状の内側面とを有する枠体４２と、底面と同じ円環状であり、２つの貫通孔４６を有する蓋部４４とを有して２つのヘルムホルツ共鳴器を構成している例である。このようにヘルムホルツ共鳴器の中心部に穴を有していてもよい。

また、本発明において、消音器が有する共鳴器は気柱共鳴器であってもよい。
気柱共鳴器は、開口を有する共鳴管内に定在波が生じることで共鳴が起こる。
共鳴器として気柱共鳴器を用いる場合には、気柱共鳴の共鳴周波数を、軸流ファン１２が発生する卓越音を消音するように適宜設定すればよい。気柱共鳴の共鳴周波数は、共鳴管の長さ等によって決まる。従って、共鳴管の深さ、開口の大きさ等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。

なお、共鳴器を、内部空間と、内部空間と外部とを連通する貫通孔（開口部）を有する構成とした場合に、気柱共鳴が生じる共鳴構造となるか、ヘルムホルツ共鳴が生じる共鳴構造となるかは、貫通孔の大きさ、位置、内部空間の大きさ等によって決まる。従って、これらを適宜調整することで、気柱共鳴とヘルムホルツ共鳴のいずれの共鳴構造とするかを選択できる。
気柱共鳴の場合は、開口部が狭いと音波が開口部で反射して内部空間内に音波が侵入し難くなるため、開口部がある程度広いことが好ましい。具体的には、開口部が長方形状の場合には、短辺の長さが１ｍｍ以上であるのが好ましく、３ｍｍ以上であるのがより好ましく、５ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。開口部が円形状の場合には、直径が上記範囲であるのが好ましい。
一方、ヘルムホルツ共鳴の場合は、貫通孔において熱粘性摩擦を生じる必要があるため、ある程度狭いことが好ましい。具体的には、貫通孔が長方形状の場合には、短辺の長さが０．５ｍｍ以上２０ｍｍが好ましく、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。貫通孔が円形状の場合には、直径が上記範囲であるのが好ましい。

なお、本発明の消音器付送風機において、消音器は、異なる種類の共鳴器を有する構成としてもよい。例えば、ヘルムホルツ共鳴器と膜型共鳴器とを有する構成であってもよい。

膜型共鳴器、ヘルムホルツ共鳴器および気柱共鳴器の枠体および蓋部の材料（以下、まとめて「枠材料」という）としては、金属材料、樹脂材料、強化プラスチック材料、および、カーボンファイバ等を挙げることができる。金属材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、銅および、これらの合金等の金属材料を挙げることができる。また、樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂(アクリロニトリル (Acrylonitrile)、ブタジエン (Butadiene)、スチレン (Styrene)共重合合成樹脂)、ポリプロピレン、および、トリアセチルセルロース等の樹脂材料を挙げることができる。また、強化プラスチック材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、および、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）を挙げることができる。また、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、シリコーンゴム等ならびにこれらの架橋構造体を含むゴム類を挙げることができる。
また、枠材料として各種ハニカムコア材料を用いることもできる。ハニカムコア材料は軽量で高剛性材料として用いられているため、既製品の入手が容易である。アルミハニカムコア、ＦＲＰハニカムコア、ペーパーハニカムコア（新日本フエザーコア株式会社製、昭和飛行機工業株式会社製など）、熱可塑性樹脂（ＰＰ，ＰＥＴ,ＰＥ，ＰＣなど）ハニカムコア（岐阜プラスチック工業株式会社製ＴＥＣＣＥＬＬなど）など様々な素材で形成されたハニカムコア材料を枠体として使用することが可能である。
また、枠材料として、空気を含む構造体、すなわち、発泡材料、中空材料、多孔質材料等を用いることもできる。多数の共鳴器を用いる場合に各セル間で通気しないためにはたとえば独立気泡の発泡材料などを用いて枠体を形成することができる。例えば、独立気泡ポリウレタン、独立気泡ポリスチレン、独立気泡ポリプロピレン、独立気泡ポリエチレン、独立気泡ゴムスポンジなど様々な素材を選ぶことができる。独立気泡体を用いることで、連続気泡体と比較すると音、水、気体等を通さず、また構造強度が大きいため、枠材料として用いるには適している。また、上述した多孔質吸音体が十分な支持性を有する場合は、枠体を多孔質吸音体のみで形成しても良く、多孔質吸音体と枠体の材料として挙げたものを、例えば混合、混錬等により組み合わせて用いても良い。このように、内部に空気を含む材料系を用いることでデバイスを軽量化することができる。また、断熱性を付与することができる。

ここで、枠材料は、高温となる位置に配置可能な点から、難燃材料より耐熱性の高い材料からなることが好ましい。耐熱性は、例えば、建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間で定義することができる。建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間が５分間以上１０分間未満の場合が難燃材料であり、１０分間以上２０分間未満の場合が準不燃材料であり、２０分間以上の場合が不燃材料である。ただし耐熱性は各分野ごとで定義されることが多い。そのため、消音器付送風機を利用する分野に合わせて、枠材料を、その分野で定義される難燃性相当以上の耐熱性を有する材料からなるものとすればよい。

枠体および蓋部の肉厚（フレーム厚み）も、特に制限的ではなく、例えば、枠体の開口断面の大きさ等に応じて設定することができる。

膜３４の材料としては、アルミニウム、チタン、ニッケル、パーマロイ、４２アロイ、コバール、ニクロム、銅、ベリリウム、リン青銅、黄銅、洋白、錫、亜鉛、鉄、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鋼鉄、タングステン、鉛、および、イリジウム等の各種金属；ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ゼオノア、ポリカーボネート、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、アラミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ナイロン、ＰＥｓ（ポリエステル）、ＣＯＣ（環状オレフィン・コポリマー）、ジアセチルセルロース、ニトロセルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ポリロタキサン（スライドリングマテリアルなど）および、ポリイミド等の樹脂材料等が利用可能である。さらに、薄膜ガラスなどのガラス材料、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）およびＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）のような繊維強化プラスチック材料を用いることもできる。また、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム等ならびにこれらの架橋構造体を含むゴム類を用いることができる。または、それらを組合せたものでもよい。
また、金属材料を用いる場合には、錆びの抑制等の観点から、表面に金属めっきを施してもよい。

熱、紫外線、外部振動等に対する耐久性が優れている観点から、耐久性を要求される用途においては膜状部材１６の材料として金属材料を用いることが好ましい。

また、枠体への膜または蓋部の固定方法は特に制限的ではなく、両面テープまたは接着剤を用いる方法、ネジ止め等の機械的固定方法、圧着等が適宜利用可能である。固定方法についても、枠材料および膜と同様に耐熱、耐久性、耐水性の観点から選択することができる。例えば、接着剤としては、セメダイン社「スーパーＸ」シリーズ、スリーボンド社「３７００シリーズ（耐熱）」、太陽金網株式会社製耐熱エポキシ系接着剤「Duralcoシリーズ」などを選択することができる。また、両面テープとしては、スリーエム製高耐熱両面粘着テープ9077などを選択することができる。このように、要求する特性に対して様々な固定方法を選択することができる。

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
軸流ファン１２としてＳａｎ Ａｃｅ ６０（山洋電気株式会社製 Model:9GA0612G9001）を用いた。この軸流ファンは外径６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚み１０ｍｍであり、軸部の直径は３１ｍｍであり、回転子の外径（回転領域の直径）は、５６ｍｍである。

消音器は１つのヘルムホルツ共鳴器４０を有する構成とした。
図２９にヘルムホルツ共鳴器４０の模式的な断面図を示す。
図２９に示すように、ヘルムホルツ共鳴器４０は、外径が直径３１ｍｍ、厚み１５ｍｍの円柱形状で、内部空間が直径２６ｍｍ、厚み１０ｍｍの円柱形状とし、一方の底面の中央に直径４．５ｍｍ、長さ３ｍｍの貫通孔が形成された構成とした。ヘルムホルツ共鳴器４０はアクリル板を用いて形成した。

ヘルムホルツ共鳴器４０を軸流ファン１２のケーシングのカバー部に、両面テープ（アスクル社製「現場のチカラ」）を用いて取り付けて、消音器付送風機を作製した。その際、軸流ファン１２の回転軸とヘルムホルツ共鳴器４０の中心軸を一致させた。従って、回転軸方向から見た際に、消音器の全部が、軸部に重複して配置されている構成となる。
また、ヘルムホルツ共鳴器４０の振動体の振動方向は０°である。

［評価］
＜消音量の測定＞
図２６および図２７を用いて消音量の測定方法を説明する。
図２６および図２７に示すように、消音器付送風機をダクトＤＵの一方の開口端部に、共鳴器４０側をダクトＤＵに向けて配置した。共鳴器４０は、ダクトＤＵ内に配置される。また、消音器付送風機のダクトＤＵとは反対側には筒状のウレタンスポンジＵＴを配置した。軸流ファン１２は周囲をウレタンスポンジＵＴに覆われる。また、ダクトＤＵ側には、マイクロフォンＭＫを配置した。マイクロフォンＭＫは、軸流ファン１２の中心位置から軸方向に４０ｃｍ、径方向に１０ｃｍの位置に配置した。

ダクトＤＵは、アクリル製で、断面が四角形状で、内径６ｃｍ×６ｃｍ、外径１５ｃｍ×１２ｃｍ、長さ６ｃｍとした。
ウレタンスポンジＵＴ（富士ゴム産業株式会社製Ｕ００Ｆ２）は、断面が四角形状で、内径１２ｃｍ×１５ｃｍ、外径３０ｃｍ×４０ｃｍ、長さ３０ｃｍとした。ダクトＤＵとは反対側にウレタンスポンジＵＴを配置することで、軸流ファン１２の共鳴器４０とは反対側から放射される音波を低減して、ダクトＤＵ内を通過した音のみをマイクロフォンＭＫで測定するようにした。

軸流ファン１２に電力を供給して回転子を回転させてマイクロフォンＭＫで音圧を測定した。軸流ファン１２の回転数は６６８２ｒｐｍとした。
図３０に音圧強度の測定結果を示す。図３０には、リファレンスとして共鳴器を有さない、軸流ファン１２単体の場合の音圧強度も示す。
また、ヘルムホルツ共鳴器４０単体での周波数と吸収率との関係を、音響管を用いた４マイクロホン法によって測定した。この吸音率の測定法はJIS A 1405-2に従ったもので、同様の測定は日本音響エンジニアリング製WinZacMTXを用いることができる。
膜型消音器２２ｃの周波数と吸収率との関係を図３０に示す。
図３０に示すリファレンスの結果から軸流ファンの卓越音の周波数は約１２２５Ｈｚであることがわかる。一方、ヘルムホルツ共鳴器４０の共鳴周波数は１１８４Ｈｚであり、軸流ファンの卓越音に対して高い吸収率を示すことがわかる。

リファレンスの音圧強度と、実施例１の音圧強度との差分から、消音量を算出した。
結果を図３１に示す。図３１から、消音器を有する実施例１は、軸流ファン単体の場合に比較して軸流ファンの卓越音を４ｄＢ以上消音していることがわかる。

＜風量の測定＞
次に、図２８を用いて風量の測定方法を説明する。
図２８に示すように、ダクトＤＵの他方の開口端部に風量風速計ＴＭ（アズワン株式会社製 ＴＭ－４１３）を配置して、軸流ファン１２に電力を供給して回転子を回転させて風量計ＴＭで風速を測定した。軸流ファン１２の回転数は６６８２ｒｐｍとした。
リファレンスの場合の風速は６．２ｍ／ｓであった。一方、実施例１の場合の風速は６．２ｍ／ｓであった。すなわち、リファレンスに対して風速（風量）が低下していなかった。

［比較例１］
ヘルムホルツ共鳴器に代えて多孔質吸音材（ウレタンスポンジ：富士ゴム産業株式会社製Ｕ００Ｆ２）を配置した以外は実施例１と同様にして音圧強度を測定して消音量を求めた。
多孔質吸音材は、直径３１ｍｍ、厚み１５ｍｍの円柱形状とし、多孔質吸音材の中心軸を回転軸に一致するように配置した。

［比較例２］
ヘルムホルツ共鳴器に代えてアクリルブロックを配置した以外は実施例１と同様にして音圧強度を測定して消音量を求めた。
アクリルブロックは、直径３１ｍｍ、厚み１５ｍｍの円柱形状とし、アクリルブロックの中心軸を回転軸に一致するように配置した。
結果を図３２に示す。図３２には実施例１の結果も合わせて示す。
図３１および図３２から、比較例１および２では卓越音の周波数に対して消音効果がないことがわかる。これに対して本発明の実施例は、軸流ファンの卓越音を消音でき、かつ、消音器を配置しても風速の低下がなく風量を確保できることがわかる。また、消音器を設置するためのスペースを別途設ける必要がないため、ファンおよび消音器を設置する装置全体が大型化することを抑制できることがわかる。

［実施例１－２］
次に、実施例１において、ダクトＤＵの長さ（以下、ダクト長という）を変更して検討を行った結果について説明する。
ダクトＤＵの長さを０ｃｍ（すなわち、ダクトなし）、３ｃｍ、１８ｃｍの場合についても上記と同様に音圧強度を測定して消音量を求めた。
結果を図３３に示す。また、図３４には、１２２５Ｈｚにおける消音量とダクト長との関係を表すグラフを示す。

図３３および図３４からダクトの有無にかかわらず１．５ｄＢ以上の消音効果が得られることがわかる。また、ダクト長が５ｃｍ以上となると消音量が増大することがわかる

［実施例１－３］
次に、実施例１において、消音器（ヘルムホルツ共鳴器）の外径のみを変更して検討を行った結果について説明する。具体的には、消音器の外径を変更することで、羽根領域と消音器とが重複する領域の、羽根領域に対する面積割合を変更して、その影響について検討した。

実施例１の場合は軸部の直径と消音器の直径が同じであるため、羽根領域と消音器とが重複する領域の、羽根領域に対する面積割合（以下、遮蔽面積ともいう）は０％である。
消音器の外径を変更して遮蔽面積を７．４％、２４．２％、５８．３％としたものをそれぞれ作製して、上記と同様にして風量を測定した。なお、ダクト長は６ｃｍとした。
結果を図３５に示す。

図３５から遮蔽面積が大きくなるほど風量が低下することがわかる。また、測定結果の近似式から、遮蔽面積を５２％以下とすることで、風量８０％以上を確保することができることがわかる。

［実施例２］
ヘルムホルツ共鳴器４０に代えて、膜型共鳴器３０を有する構成とした以外は実施例１と同様にして評価を行った。

図３６に膜型共鳴器３０の模式的な断面図を示す。
図３６に示すように、枠体３２はアクリル製で、外形が直径３４ｍｍ、高さ１２ｍｍの円柱形状で、一方の底面に円柱状の開口部を有し、開口部が直径３０ｍｍ、深さ１０ｍｍとした。また、膜３４は１２５μｍのＰＥＴフィルムとした。
この膜型共鳴器３０の外径は軸部の外径よりも大きく、遮蔽面積は９．０％である。
また、膜型共鳴器３０の振動体の振動方向は０°である。

実施例１と同様にして音圧強度を測定して消音量を求めた結果を図３７に示す。また、図３７には、膜型共鳴器単体での周波数と吸収率との関係を音響管を用いた４マイクロホン法によって測定した結果も示す。
なお、軸流ファン１２の回転数は６２４５ｒｐｍとした。この場合の軸流ファンの卓越音の周波数は約１１４５Ｈｚであった。

図３７から、消音器を有する実施例２は、軸流ファン単体の場合に比較して軸流ファンの卓越音を５ｄＢ以上消音していることがわかる。

また、実施例１と同様にして風速を測定した。軸流ファン１２の回転数は６２４５ｒｐｍとした。リファレンスの場合の風速は５．８ｍ／ｓであった。実施例２の場合の風速は５．７ｍ／ｓであった。すなわち、リファレンスに対して風速（風量）は９８．３％となっていた。
以上の結果から、実施例２においても、軸流ファンの卓越音を消音でき、かつ、消音器を配置しても風速の低下がなく風量を確保できることがわかる。また、消音器を設置するためのスペースを別途設ける必要がないため、ファンおよび消音器を設置する装置全体が大型化することを抑制できることがわかる。

［実施例３］
膜型共鳴器を図３８に示すような形状の膜型共鳴器に変更した以外は実施例２と同様にして評価を行った。

図３８に示すように、枠体３２はアクリル製で、立方体形状とし、外形が２１ｍｍ×２１ｍｍ×２１ｍｍとし、対向する２面を貫通する開口部を有し、開口部の断面が１７ｍｍ×１７ｍｍの正方形状とした。また、２つの開口面に膜３４を配置した。膜３４は１２５μｍのＰＥＴフィルムとした。
この膜型共鳴器を図５に示すような状態で軸流ファン１２のケーシングに配置した。すなわち、膜型共鳴器の振動体の振動方向が９０°となるように配置した。

実施例１と同様にして音圧強度を測定して消音量を求めた結果を図３９に示す。また、図３９には、膜型共鳴器単体での周波数と吸収率との関係を音響管を用いた４マイクロホン法によって測定した結果も示す。
なお、軸流ファン１２の回転数は４２００ｒｐｍとした。この場合の軸流ファンの卓越音の周波数は約１５４０Ｈｚであった。なお、この卓越音は第２次のピーク音である。

図３９から、消音器を有する実施例３は、軸流ファン単体の場合に比較して軸流ファンの卓越音を４ｄＢ以上消音していることがわかる。

また、実施例１と同様にして風速を測定した。軸流ファン１２の回転数は４２００ｒｐｍとした。リファレンスの場合の風速は３．８ｍ／ｓであった。実施例３の場合の風速は３．８ｍ／ｓであった。すなわち、リファレンスに対して風速（風量）は低下していなかった。
以上の結果から、実施例３においても、軸流ファンの卓越音を消音でき、かつ、消音器を配置しても風速の低下がなく風量を確保できることがわかる。また、消音器を設置するためのスペースを別途設ける必要がないため、ファンおよび消音器を設置する装置全体が大型化することを抑制できることがわかる。
以上の結果より本発明の効果は明らかである。

１０ 消音器付送風機
１２ 軸流ファン
１４ モータ
１６ ケーシング
１６ａ 支持部
１６ｂ 風洞部
１６ｃ カバー部
１６ｄ 連結部
１６ｅ 孔
１８ 回転子
２０ 軸部
２２ 羽根
２８ 消音器
３０ 膜型共鳴器
３２、３２ｂ～３２ｅ、４２ 枠体
３４ 膜
３６ 接続フレーム
３８ 台座
４０ ヘルムホルツ共鳴器
４４ 蓋部
４６ 貫通孔
４８ 多孔質吸音材
ＤＵ ダクト
ＵＴ ウレタンスポンジ
ＭＫ マイクロフォン
ＡＣ アクリル板
ＴＭ 風速計
Ｈ1 軸流ファンの厚み
Ｈ2 消音器の厚み

Claims (8)

1. ケーシング、前記ケーシングに取り付けられたモーター、ならびに、前記モーターに取り付けられ回転される軸部および前記軸部の径方向外側に突出して形成された羽根を備える回転子を有する軸流ファンと、
   前記ケーシングに取り付けられた消音器とを有し、
   前記消音器は共鳴器を含み、
   前記消音器は、前記回転子の回転軸方向から見た際に少なくとも一部が前記軸部に重複する位置に配置されており、
   前記回転子の回転軸に垂直な断面において、前記回転軸を中心として、前記回転軸と前記羽根の最先端の点とを結ぶ線を半径とした円を回転領域とすると、前記回転軸に垂直な断面における前記消音器の面積が、前記回転領域の面積よりも小さく、
   前記共鳴器は膜型共鳴器であり、
   前記共鳴器の振動体の振動方向の前記回転軸に対する角度は、前記回転軸方向の外側向きを０°、内側向きを１８０°とすると、９０°以内である消音器付送風機。
2. 前記回転軸方向から見た際に、前記消音器の全部が、前記軸部に重複して配置されている請求項１に記載の消音器付送風機。
3. 前記回転軸に垂直な断面において、前記消音器の面積が、前記軸部の面積の７０％以上である請求項２に記載の消音器付送風機。
4. 前記回転軸方向から見た際に、前記回転領域から前記軸部の領域を除いた領域を羽根領域とし、前記羽根領域と前記消音器とが重複する領域の面積の前記羽根領域の面積割合を遮蔽面積とすると、遮蔽面積は５２％以下である請求項１に記載の消音器付送風機。
5. 前記消音器の前記回転軸方向の厚みが前記軸流ファンの厚みの３倍以内である請求項１～４のいずれか一項に記載の消音器付送風機。
6. 前記消音器は複数の共鳴器を有する請求項１～５のいずれか一項に記載の消音器付送風機。
7. 前記複数の共鳴器のいずれか２つは互いに共鳴周波数が異なる請求項６に記載の消音器付送風機。
8. 前記消音器が多孔質吸音材を有する請求項１～７のいずれか一項に記載の消音器付送風機。

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