JP5297753B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は送風を目的とした装置、及び機器の一部に送風機構を備えた装置全般に関する。

羽根車をモータで回転させ、羽根車の回転数を可変させる機能を持たせると、ある一部の回転数において、騒音値が極大値を取る回転数が存在していた。その原因は、モータにはモータ構造（極数、スロット数、駆動波形、運転周波数、機械的構造）で決定する固有周波数を持つ電磁加振力が存在しており、また羽根車にもその構造（羽根車の材質、構造）で決定する固有周波数（固有振動数）が存在しており、この両者の固有周波数がモータの回転数を可変させることにより一致した場合、モータと羽根車の共鳴振動が生じ、騒音が増大し、その周波数に対して極大値を取る場合がある。このような騒音の極大値は、聴感では異音として感じられ、送風装置として問題があった。

異音を発生させない方法としては、羽根車とモータの固有周波数を一致させないように、モータ回転数を固定する方法があるが、羽根車の回転数が一定なので、風量可変ができず、使い勝手の悪いものとなっていた。

またモータより発生する電磁加振力を、羽根車に伝達しないように、その連結部分に振動を減衰する物質（例えばゴムなど）をはさみ、電磁可振力の固有周波数を減衰させる方法がある。しかしモータからのトルクがゴムを介して羽根車に伝達するので、ねじれが生じ、場合によっては破断などが生じる恐れがある。また、ゴムの場合、周囲環境（紫外線、温度、湿度、薬品）により長期間の使用では性能（ゴムの硬度、弾性係数）が変化する可能性があり、その防振特性を長期間に渡り、維持することは難しかった。

また異音を減衰させる方法として、多孔質形吸音材（グラスウール、フェルト、スポンジ）などをモータ、または羽根車の周辺に配置することも可能ではあるが、やはり経年劣化が生じやすく、特に羽根車の近辺では風速も早い場合があるので、吸音材の一部が剥がれ、発塵の原因ともなる。また羽根車の風速の出口付近に多孔室吸音材を配置すれば、それ自体が送風装置の損失体になり、送風装置の効率を著しく悪化させる場合がある。

本発明は、上記課題を解決すべく、モータを取り囲むように、特定の共鳴周波数を持つ板を配置し、その共鳴周波数をモータと羽根車の共鳴周波数に一致させることで、騒音を吸収させ、騒音の極大値を持たない送風装置を提供することにある。

本発明の送風装置では、羽根車と、この羽根車を回転させるモータを有する送風装置において、そのモータを取り囲むような板に特定の共鳴周波数を持つようにする。

本発明によれば、モータと羽根車の組み合わせが持つ共鳴周波数に、この共鳴周波数を一致させるように板の形状などを調整することで騒音の極大点の発生しない送風装置とすることができる。

またこの特定の共鳴周波数を持つ板を、金属板などで構成すれば、従来のような経年劣化などが無く、安定した騒音特性を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図１０を用いて説明する。

図1は送風装置の分解斜視図、図2は送風装置を組み合わせたときの断面図、図3は上面図である。本発明に係る送風装置は図1に示すように、羽根車1とモータ2とモータ2を固定するモータベース3からなる。送風装置は図2のように上部より吸入する空気の流路6を形成し、図3の羽根車の円周方向に排気される空気の流路7形成する。

図4は羽根車を取外し、更にモータ部分を拡大した上面図である。モータベース3にモータ2が固定されており、そのモータを覆うように特定の共鳴周波数を持つ板4（以下共鳴板とする。）が配置されている。また共鳴板4と間隔をおいて遮蔽板5が配置されている。

図5はモータ部分の拡大断面図である。モータ2は共鳴板4により囲まれている。モータ2より発生する電磁加振力はモータ本体を加振することにより、固有周波数の音波をモータ表面より発生することとなる。その固有周波数と一致する共鳴周波数を持つ共鳴板4を配置することにより、音波は共鳴板4により減衰される。また遮蔽板5は、モータと羽根車との隙間を少なくするために配置され、モータからの音波が羽根車の外に漏洩しにくくなっている。またモータより発生する電磁加振力はモータの出力軸12を通じ、羽根車にも伝達される。羽根車より発生する音波もまた共鳴板4により吸収される。

図6は共鳴板4の斜視図を示している。共鳴周波数は穴の直径φ、板厚t、穴間の距離a、bなどにより決まり、任意に共鳴周波数を変更することができる。よって、モータの発生する固有周波数に合わせて、穴位置、間隔などを調整し、特定周波数を減衰させることができる。

図7は共鳴板4と遮蔽板5を組み合わせた斜視図である。共鳴板4と遮蔽板5の間隔の距離ｃを調整することにより、共鳴周波数を調整することができる。

図8は共鳴板4と遮蔽板5がない場合の騒音の周波数スペクトルを示し、図9は共鳴板4と遮蔽板5を付けた場合の騒音の周波数スペクトルを示す。図に示すように、2kHz付近にある約10dBの騒音ピークが減衰されていることが分かる。また、3〜10kHz付近にあるピークも滑らかになり、聴感でも異音として感じられなくなる。

本発明の送風装置の実施形態を示す分解斜視図である。 図1の送風装置の実施形態を示す断面図である。 図1の送風装置の実施形態を示す上面図である。 図３の上面図より羽根車を取り除いた上面図である。 本発明の送風装置の実施形態を示すモータ部分の拡大図である。 本発明の送風装置の実施形態を示す共鳴板の斜視図である。 本発明の送風装置の実施形態を示す共鳴板と遮蔽板を組み合わせた状態の斜視図である。 本発明を実施する前の騒音の周波数特性である。 本発明を実施した後の騒音の周波数特性である。

符号の説明

１…羽根車、２…モータ、３…モータベース、４…共鳴板、５…遮蔽板、６…吸入する空気の流路、７…排出される空気の流路、９…従来品の羽根車、１０…従来品のモータ、１１…従来品の空気の流路、１２…モータの出力軸。

Claims (1)

1. 羽根車とこの羽根車に連結させるモータを有する送風装置において、
   複数の穴を有し前記モータを取り囲むように配置された板と、前記モータと前記羽根車の間に配置された遮蔽版とを備え、
   前記羽根車と前記モータの固有周波数は略一致し、
   前記板は、前記複数の穴を有することにより前記固有周波数と一致する周波数を有し、前記モータ及び前記羽根車から発生した音波を減衰させることを特徴とする送風装置。

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