JP3030714B2 - 消音装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば電気掃除機のブロアモータの騒音を
消音するために用いられる、送風路も兼ねた消音装置に
関するものである。

［従来の技術］ 第７図は従来の電気掃除機の消音装置の一例を示す断
面図である。図において、（１）は電気掃除機の本体外
郭、（２）は本体外郭（１）内に設けられたブロアモー
タ、（３）は集塵室、（４）は集塵室（３）内に設置さ
れた集塵フィルタである。（５）はプロアモータ（２）
の排気側風路、（６）はウレタンフォーム、フェルト等
からなり、排気側風路（５）の側壁（5a）に沿って設け
られた吸音材、（７）は排気口である。なお、（８）は
電気掃除機の本体外郭（１）の前部に設けられ、集塵フ
ィルタ（４）と直結した吸気口である。

次に作用について説明する。ブロアモータ（２）を駆
動すると、吸気口（８）から排気口（７）に到る空気流
が発生する。この空気流により吸気口（８）側からごみ
が吸引され、このごみは集塵フィルタ（４）によって濾
過集積される。一方、集塵フィルタ（４）によって濾過
された清浄な空気は、ブロアモータ（２）を通過して排
気側風路（５）を通り、排気口（７）から機体外に排出
される。このとき、ブロアモータ（２）から大きい騒音
が発生し、この騒音は排気側風路（５）を伝播して排気
口（７）から機体外に放射される。吸音材（６）は排気
側風路（５）を伝播していく過程でこの騒音を吸収す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成した従来の消音装置においては、第
７図に示した電気掃除機の場合のように、騒音源である
ブロアモータ（２）から排出口（７）まで、ほぼ直線的
なダクトからなる排気側風路（５）の側壁（5a）に内貼
りされた吸音材（６）で騒音の吸音がおこなわれてい
る。

このような内貼りダクト方式の消音装置においては、
騒音源から排出口までの風路長が長いほど吸音材の吸音
効果が大きく、また、ダクト内の流体流速が遅い程二次
騒音の発生が少ない。従って消音機構としての効果を高
めるためには、ダクト、即ち、風路長を長く、風路断面
積を大きくしなければならず、このため機体そのものが
大きくなるという問題があった。

さらに、従来の吸音材（６）は、例えばウレタンフォ
ームやフェルト等の柔軟性を有する素材で構成されてい
るため、第７図に示すように側壁（5a）に貼付けるなど
密着して固定しなければならないので、風路形状に制約
を生ずるなどの問題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、小形で大きな消音効果が得られる消音装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る消音装置は、渦巻状の吸音材からなる風
路壁により風路を構成し、この風路のほぼ中心部を騒音
の投入口とし、外周端を排出口とし、風路に隣り合わせ
に風路壁に沿って背面空気層を設けたものである。

また、この消音装置において、背面空気層の厚さを風
路内の流体の流れ方向に沿って変化させたもの、及び背
面空気層を各厚さごとに仕切って独立した複数の空気室
を形成したものである。

さらに、風路内に側壁からの距離を流体の流れ方向に
沿って変化するように隔てて吸音材を配設し、また、側
壁から吸音材までの距離を吸音材の両側において異なる
ように構成したものである。

さらにまた、上記各消音装置において、吸音材として
粒状プラスチックを固化して成形した多孔質プラスチッ
ク吸音素材を使用したものである。

［作 用］ 騒音の投入口から投入された空気流は、騒音と共に渦
巻形状の風路を通って排出口から外気中に排出される。
この間、騒音は吸音材からなる風路壁によって吸消音さ
れ、排出時には騒音は著しく低下する。

また、風路に隣り合わせに風路壁に沿って背面空気層
を設けた場合は、その厚さを適宜設定することにより、
風路内を伝播する騒音に対する吸消音周波数特性を任意
に特定することができる。

さらに、背面空気層を風路内を流れる流体の流れ方向
に沿って変化させ、あるいはこれを複数の隔壁によって
仕切ったときは、背面空気層の各厚さごとに吸音周波数
特性を明確に設定することができる。

また、吸音材の両側を風路として使用することにより
実効風路面積を増大することができるので、二次騒音の
発生を抑制できる。さらに吸音材とその両側の側壁間の
距離を適宜設定すれば、効果的な吸音性能が得られる。

また、吸音材として多孔質プラスチック吸音素材を使
用することにより、成形が容易で堅牢な消音材を得るこ
とができる。

［発明の実施例］ 第１図は本発明実施例の斜視図、第２図は第１図の断
面図である。図において、（10）は渦巻状の風路で、風
路壁を兼ねた多孔質材からなる渦巻状の吸音材（11）に
よって構成されている。（12）は吸音材（11）の外周に
配設された渦巻状の外周壁で、吸音材（11）との間には
背面空気層（13）が形成されており、この背面空気層
（13）の厚さは風路（10）内の流体、即ち空気の流れ方
向に沿って変化しており、本実施例ではd₁＜d₂＜d₃＜d₄
の関係に設定されている。

（14a），（14b），（14c）は吸音材（11）と外周壁
（12）の間に固定され、背面空気層（13）をその厚さ
d₁,d₂,d₃,d₄ごとに仕切った隔壁である。（15a），（15
b）は渦巻状の背面空気層（13）の始点と終点を閉塞す
る密閉壁、（16）は流体の投入口、（17）は排出口、
（18）は風路（10）の幅方向（第１図のＷ方向）の一端
側を塞ぐ第１の端部壁である。

第３図は第１図及び第２図で説明した渦巻型の消音装
置を電気掃除機のブロアモータに装着した実施例の断面
図である。（19）は中心部に貫通穴を有し、第１の端部
壁（18）と向かい合う他端側に設けられた第２の端部壁
で、貫通穴にはブロアモータ（２）が嵌入されており、
シール材（20）を介してブロアモータ（２）の側壁に密
着固定されている。この第２の端部壁（19）とシール材
（20）とによって、ブロアモータ（２）の排気はすべて
風路（10）内を通過し、他の部分には漏れないようにな
っている。

次に、第３図により本実施例の作用を説明する。ブロ
アモータ（２）を作動させると、ブロアモータ（２）の
排気風は風路（10）を通って排出口（17）から外気中に
排出される。このときブロアモータ（２）の騒音も排気
風と共に風路（10）内を伝播し、風路壁を構成する吸音
材（11）と背面空気層（13）とを組合せてなる吸音機構
によって吸消音される。この場合、ブロアモータ（２）
から風路（10）の排出口（17）までの風路長は、風路
（10）が渦巻形状に構成されているため充分長くするこ
とができるので、消音効果を著しく高めることができ
る。また、風路（10）が渦巻形状のため、そのほぼ中心
部に置かれた騒音源であるブロアモータ（２）の騒音
は、直接外気中に放射されず消音材（11）からなる風路
壁の複数層によって充分遮音される。

上記の実施例では消音材（11）に沿って背面空気層
（13）を設けた場合を示したが、この背面空気層（13）
は省略してもよい。しかしながら、背面空気層（13）を
設けることにより風路（10）内を伝播する騒音に対する
吸音周波数特性を任意に特定することができる。したが
って、第２図に示すように、背面空気層（13）の厚さを
風路（10）内の流体の流れ方向に沿って変化させること
で、即ち、d₁＜d₂＜d₃＜d₄の関係に設定することによ
り、消音装置全体としての吸音周波数特性を適正に設定
することができる。

また、厚さd₁,d₂,d₃,d₄の背面空気層（13）をそれぞ
れ隔壁（14a），（14b），（14c）によって仕切り、独
立した背面空気層室A,B,C,Dを構成することにより、そ
れぞれの背面空気層室A,B,C,Dの吸消音周波数特性を明
確かつ効果的に設定することができる。

さらに、本発明の消音装置によれば、第３図に示すよ
うに消音装置を騒音源（ブロアモータ）の周囲にかつ近
接して配置することができるので、騒音源周辺のスペー
スを有効に利用することができ、騒音源を含めた装置全
体のスペースを小さくすることができる。

第４図は本発明の他の実施例の断面図である。本実施
例においては、渦巻状の吸音材（11）を渦巻状の外周壁
（側壁）（12）に対して外側とは距離l₁、内側とは距離
l₂を隔てて配置したものである。したがって、吸音材
（11）の両側が風路（10a）及び（10b）となり、実効風
路断面積が大きいので流体速度が低下し、二次騒音の発
生が抑制される。この風路（10a），（10b）は相互に前
述の背面空気層として作用し、距離l₁,l₂を適宜設定す
ることにより効果的な吸音性能を得ることができる。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示す模式図で、
本実施例は第４図の実施例の原理を直線的風路に適用し
たものである。（21）は大径部と小径部からなる円筒状
の外壁（側壁）で、大径部内にはブロアモータ（２）が
設置されており、小径部内には吸音材（11）が設置され
ている。この吸音材（11）と外壁（21）との間には風路
（10a），（10b）が形成されており、この風路（10
a），（10b）は相互に背面空気層としての機能を有し、
距離l₁,l₂を適宜設定することにより、騒音源の特性に
対応した最適の消音性能を得ることができる。

第６図は第５図の実施例の原理を電気掃除機に応用し
た実施例の模式図である。なお、第７図で示した従来例
と同一又は相当部分には同じ符号を付し、説明を省略す
る。本実施例は、電気掃除機の排気側風路（５）内の２
か所に吸音材（11a），（11b）配置し、かつ、吸音材
（11a），（11b）と本体外郭（側壁）（１）及び側壁
（5a）とで形成する風路幅を吸音材（11a）の部分と吸
音材（11b）の部分とで異なるようにしたものである。
即ち、吸音材（11a）の部分では本体外郭（１）側（外
側）の風路幅l₂を、側壁（5a）側（内側）の風路幅l₁よ
り小さくし（l₂＜l₁）、吸音材（11b）の部分では外側
の風路幅l₄と内側の風路幅l₃とを等しく（l₄＝l₃）形成
したものである。

上記のように構成した本実施例においては、吸音材
（11a）の部分では主としてブロアモータ（２）から発
生する広い周波数帯域の騒音を効果的に消音し、吸音材
（11b）の部分では流体流速の均一化をはかって二次騒
音の発生を抑制することのできる消音装置を実現するこ
とができる。

なお、上記各実施例において、吸音材（11），（11
a），（11b）として、粒状プラスチックを固めて成形し
た多孔質吸音素材を使用すれば、剛性を有するので容易
に変形せず、従来の吸音素材であるウレタンフォームや
フェルトのように柔軟性のために変形するようなことが
なく、堅牢で、目的とする吸音性能を発揮させることが
できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は吸音材から
なる風路壁により渦巻形状の消音装置を構成したので、
風路を大幅に延長することができ、このため小形で吸消
音効果の優れた消音装置を得ることができる。

また、渦巻状の風路壁に沿って背面空気層を設け、さ
らに、この背面空気層の厚さを風路内の流体の流れ方向
に沿って変化させることにより、吸消音周波数特性を任
意に特定することができる。また、背面空気層を隔壁で
仕切ってそれぞれ背面空気層室を形成することにより、
各背面空気層室ごとの吸消音周波数特性を明確かつ効果
的に設定することができる。

さらに、上記の背面空気層を風路として利用すること
により二次騒音の発生を抑制し、消音性能を一層向上さ
せることができる。

また、吸音材として、剛性を有し容易に変形しない多
孔質プラスチック吸音素材を使用することにより、単独
素材で吸音機能を有する構造体を構成することができ
る。このため従来の吸音材のように風路壁への貼付けか
ら生じる制約がなく、設計の自由度が向上するなど、電
気掃除機のような複雑な風路を有する機器にもきわめて
容易かつ有効に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、第２図は第１図の断面
図、第３図は本発明に係る消音装置を電気掃除機のブロ
アモータに取り付けた場合の実施例を示す断面図、第４
図は本発明の他の実施例の断面図、第５図は第４図の実
施例の原理を直線的風路に適用した実施例の断面図、第
６図は同じく電気掃除機に適用した実施例の断面図、第
７図は従来の電気掃除機の消音装置の一例を示す断面図
である。 図において、（10），（10a），（10b）は風路、（1
1），（11a），（11b）は吸音材、（12）は外周壁（側
壁）、（13）は背面空気層、（14a），（14b），（14
c）は隔壁、（16）は投入口、（17）は排出口である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 英晴 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−174130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−36774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−61070（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−8052（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−27244（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/00 103 H02K 5/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状の吸音材からなる風路壁により風路
   を構成し、該風路のほぼ中心部を騒音の投入口とし外周
   端を排出口とし、風路に隣り合わせに風路壁に沿って背
   面空気層を設けたことを特徴とする消音装置。
2. 【請求項２】背面空気層の厚さを風路内の流体の流れ方
   向に沿って変化させたことを特徴とする請求項（１）記
   載の消音装置。
3. 【請求項３】背面空気層を各厚さごとに仕切って独立し
   た複数の空気室を形成したことを特徴とする請求項
   （２）記載の消音装置。
4. 【請求項４】騒音源からの流体が通過する風路内に、該
   風路を形成する側壁からの距離を流体の流れ方向に沿っ
   て変化するように隔てて吸音材を配設したことを特徴と
   する消音装置。
5. 【請求項５】側壁から吸音材までの距離を、該吸音材の
   両側において異なるように構成したことを特徴とする請
   求項（４）記載の消音装置。
6. 【請求項６】吸音材として粒状プラスチックを固化して
   成形した多孔質プラスチック吸音材を使用したことを特
   徴とする請求項（１）〜（５）の何れかに記載の消音装
   置。