JP5388744B2 - Silencer and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、スキャナ、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの、原稿の画像を読み取り、記録材上に画像を形成する、画像読取装置や画像形成装置内の熱を機外へ排出する際の騒音を防止する消音装置に関する。   The present invention, for example, reads an image of a document such as a scanner, a copying machine, a printer, or a facsimile machine, and forms an image on a recording material, and discharges heat in the image reading apparatus or the image forming apparatus to the outside. The present invention relates to a muffler device for preventing noise during operation.

従来から、電子機器やOA機器などでは、機器内部の電子部品などから発生する熱を機器筐体の外装に配置されたファンにより、機器外部に排気することで機器内部に熱がこもってしまうのを防止することが行われている。一方、近年、電子部品の高密度化により、機器内に発生する熱が大きくなり、排気する熱が大きくなっている。このため、ファンとして大きなもの使用したり、ファンの回転数を上げる必要があり、機器が大型化したり騒音が増加するといった問題がある。   Conventionally, in an electronic device or OA device, heat is accumulated inside the device by exhausting heat generated from electronic components inside the device to the outside of the device by a fan arranged on the exterior of the device casing. It has been done to prevent. On the other hand, in recent years, with the increase in the density of electronic components, the heat generated in the device has increased and the heat to be exhausted has increased. For this reason, it is necessary to use a large fan or to increase the rotation speed of the fan, which causes problems such as an increase in the size of the device and an increase in noise.

このような問題に鑑みて、いわゆるサイドブランチ型の消音装置を用いてファン音を静音化する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなサイドブランチ型の消音装置の構成について、図14を用いて説明する。プリンタなどのOA機器の筐体に取り付けられるダクト1の端部に、軸流ファン2が固定されている。そして、軸流ファン2により図の矢印方向に空気を流して筐体内の熱を機外に排出する。またダクト1の途中には、筐体内部部品から発生するオゾンなどを除去する触媒から構成されているフィルター3を配置している。そして、このフィルター3を通して空気を流すことによって、オゾンなどを筐体外へ排出することを防いでいる。   In view of such a problem, a structure is known in which a fan sound is silenced using a so-called side branch type silencer (see, for example, Patent Document 1). The configuration of such a side branch type silencer will be described with reference to FIG. An axial fan 2 is fixed to an end portion of a duct 1 attached to a housing of an OA device such as a printer. Then, the axial flow fan 2 causes air to flow in the direction of the arrow in the figure, and the heat in the housing is discharged outside the machine. In the middle of the duct 1 is disposed a filter 3 made of a catalyst that removes ozone and the like generated from the components inside the casing. And by flowing air through the filter 3, ozone or the like is prevented from being discharged out of the casing.

また、ダクト1のフィルター3よりも空気の流れ方向下流には、このダクト1の側面から突出するようにサイドブランチ4を設けている。このため、軸流ファン2から発生した音は点A−B間を通過するものと点A−C−B間を通過するものに分けられる。サイドブランチ4の長さLは、経路A−B間を通過する音と経路A−C−B間を通過する音との位相が180°ずれように設定されている。このようなサイドブランチ型の消音装置を設けることによりファンから発生する騒音を筐体外へ出す量を減らして騒音を低減できる。   Further, a side branch 4 is provided on the downstream side of the duct 3 in the air flow direction so as to protrude from the side surface of the duct 1. For this reason, the sound generated from the axial fan 2 is divided into one that passes between points A and B and one that passes between points A and C-B. The length L of the side branch 4 is set such that the phase of the sound passing between the paths A and B and the sound passing between the paths A and C-B are shifted by 180 °. By providing such a side branch type silencer, it is possible to reduce noise by reducing the amount of noise generated from the fan to the outside of the housing.

特開平8−156367号公報JP-A-8-156367

しかしながら、近年、機器の小型化や機器内部の部品構成により、ファンを設置する場所が制限される場合があり、上述のようにサイドブランチ型の消音装置を設ける構造を採用しにくい。例えば、空気中の音速は約331000mm/sなので、ファン騒音の周波数が仮に2000Hzとすると、音が1周期で進む距離λは、331000/2000=165.5mmになる。したがって、サイドブランチ4によって音を干渉させるには、このサイドブランチ4により位相をλ/2ずらせば良いため、単純に計算しても、2L=λ/2、L=λ/4=41.4mmにする必要がある。このスペースを確保するためには、機器の構想段階から考慮する必要があり、しかも、サイドブランチ4によりデッドスペースが生じ易い。一方、ダクト内に吸音材を設けてファン音の消音を図ることが考えられるが、吸音材は高価なためコストが高くなる。   However, in recent years, the location where the fan is installed may be limited depending on the downsizing of the device or the component configuration inside the device, and it is difficult to employ the structure in which the side branch type silencer is provided as described above. For example, since the speed of sound in the air is about 331000 mm / s, if the frequency of the fan noise is 2000 Hz, the distance λ that the sound travels in one cycle is 331000/2000 = 165.5 mm. Therefore, in order to cause the side branch 4 to cause the sound to interfere, the phase should be shifted by λ / 2 by the side branch 4, so that even if it is simply calculated, 2L = λ / 2, L = λ / 4 = 41.4 mm It is necessary to. In order to secure this space, it is necessary to consider it from the conception stage of the device, and a dead space is easily generated by the side branch 4. On the other hand, it is conceivable to provide a sound absorbing material in the duct to mute the fan sound. However, since the sound absorbing material is expensive, the cost increases.

本発明は、このような事情に鑑み、低コストで、装置の小型化を図れ、しかもデッドスペースが生じることを防止できる構造を実現すべく発明したものである。   In view of such circumstances, the present invention was invented to realize a structure capable of reducing the size of the apparatus at low cost and preventing the occurrence of dead space.

本発明の消音装置は、空気が流れるダクトと、該ダクト内に空気の流れを遮蔽する方向に設置され、且つ、貫通する複数の経路を有し、空気の流れ方向上流から空気伝播している音の伝播経路を、該複数の経路により互いに経路長が異なる少なくとも1対の経路に変更する音経路変更手段と、を備え、前記音経路変更手段は、前記ダクトの長手方向中間部を塞ぐように内嵌され所定の厚さを有する部材に、前記ダクトの長手方向に貫通する第1の穴と、前記ダクトの長手方向に対して空気の流れ方向下流に向かう程ダクトの壁面に向かう方向に傾斜するように貫通する第2の穴とを形成することで前記複数の経路を構成し、前記1対の経路は、前記第1の穴を通過する経路と、前記第2の穴を通過して前記壁面で反射する経路とで構成され、前記音経路変更手段よりも空気の流れ方向下流で収束し、この収束する点を収束点、音の伝播経路が変更される点を始点とした場合に、これら始点から収束点までの前記1対の経路の経路長をそれぞれL、L、前記ダクト内の空気伝播音速をS、該ダクト内を空気伝播する音の周波数をf、Kを奇数とすると、|L−L|=S×K/(2×f)の関係式を満たすことを特徴とするものである。 The silencer of the present invention is installed in a duct through which air flows, and in the direction in which the air flow is shielded, and has a plurality of paths therethrough, and propagates air from upstream in the air flow direction. Sound path changing means for changing the sound propagation path to at least one pair of paths having different path lengths by the plurality of paths, the sound path changing means closing the longitudinal intermediate portion of the duct. In a member having a predetermined thickness, the first hole penetrating in the longitudinal direction of the duct, and the direction toward the wall surface of the duct as it goes downstream in the air flow direction with respect to the longitudinal direction of the duct. The plurality of paths are formed by forming a second hole penetrating so as to incline, and the pair of paths passes through the first hole and the second hole. And the path reflected by the wall surface, Than serial sound path changing means converge in the flow direction downstream of the air, the convergence point of the point of convergence, when starting from the point at which the propagation path of the sound is changed, the pair of these start point to the convergence point Where L A and L B are the path lengths, S is the sound velocity of air propagation in the duct, f is the frequency of sound propagating through the duct, and K is an odd number, | L A −L B | = It satisfies the relational expression of S × K / (2 × f).

本発明によれば、音の伝播経路を変更する音経路変更手段をダクト内に設けることにより消音効果を得られるため、低コストで、装置の小型化を図れ、しかもデッドスペースが生じることを防止できる。   According to the present invention, the sound path changing means for changing the sound propagation path can be provided in the duct, so that the silencing effect can be obtained. Therefore, the apparatus can be reduced in size and the dead space can be prevented from being generated. it can.

第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment. 画像形成装置の正面側の一部を切断して概略構成を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration by cutting a part of the front side of the image forming apparatus. 同じく背面側の一部を切断して概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows a schematic structure by cut | disconnecting a part on the back side similarly. 同じく背面側の概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows the schematic structure of a back side similarly. 排気ファンの1例を示す(a)は正面図で、(b)は側面図。(A) which shows an example of an exhaust fan is a front view, (b) is a side view. 第1の実施形態に係る音経路変更手段を示す(a)は正面図で、(b)は(a)のイ−イ断面図。(A) which shows the sound path change means which concerns on 1st Embodiment is a front view, (b) is the II sectional drawing of (a). 第1の実施形態に係る消音装置を設けた送風装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the air blower provided with the silencer which concerns on 1st Embodiment. 音の干渉により消音できることを説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate that it can mute by interference of sound. 第2の実施形態に係る消音装置を設けた送風装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the air blower provided with the silencer which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る消音装置を設けた送風装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the air blower provided with the silencer which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態の効果を確認するための実験装置の断面図。Sectional drawing of the experimental apparatus for confirming the effect of 3rd Embodiment. 実験で対比するために使用したフィルターを示す(a)は正面図で、(b)は(a)のロ−ロ断面図。(A) which shows the filter used in order to contrast by experiment is a front view, (b) is a roll sectional view of (a). 実験結果を示すグラフ。The graph which shows an experimental result. サイドブランチ型の消音装置を設けた送風装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the air blower provided with the side branch type silencer.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図8を用いて説明する。まず、本実施形態の消音装置を組み込む画像形成装置について図1により簡単に説明する。画像形成装置10は、原稿を読み取る原稿読み取り部11と、原稿読み取り部11の画像情報に基づいて画像を形成する画像形成部12と、画像形成部12に記録材Pを搬送する搬送部13と、記録材Pにトナー像を定着させる定着装置14などを備える。また、画像形成部12は、像担持体である感光ドラム15と、コロナ帯電器などの帯電手段16と、レーザなどの露光手段と、現像手段17と、帯電器などの転写手段18及び分離手段19と、クリーニング手段20などを備える。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an image forming apparatus incorporating the silencer of the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. The image forming apparatus 10 includes a document reading unit 11 that reads a document, an image forming unit 12 that forms an image based on image information of the document reading unit 11, and a transport unit 13 that transports a recording material P to the image forming unit 12. And a fixing device 14 for fixing the toner image on the recording material P. The image forming unit 12 includes a photosensitive drum 15 as an image carrier, a charging unit 16 such as a corona charger, an exposure unit such as a laser, a developing unit 17, a transfer unit 18 such as a charger, and a separation unit. 19 and cleaning means 20 and the like.

画像形成プロセスは、感光ドラム15の表面を帯電手段16により帯電し、原稿読み取り手段11の画像情報に基づいて露光手段がレーザ光を照射することにより感光ドラム表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像手段17により現像され、トナー像として顕在化する。その後、転写部Tで、転写手段18により所定の静電的負荷バイアスが与えられ、トナー像が記録材Pに転写される。記録材Pは、搬送部12を構成する給紙カセット21から搬送パス22を介して、又は、外部から手差しで挿入されることにより、転写部Tに搬送される。転写部Tでトナー像を転写された記録材Pは、分離手段19により分離され、搬送ベルト23により定着装置14に搬送される。そして、定着装置14により記録材Pに転写されたトナー像を記録材Pに加熱定着させる。その後、トナー像を定着させた記録材Pを、排紙手段である排紙ローラ24により排紙トレイ25に排紙する。   In the image forming process, the surface of the photosensitive drum 15 is charged by the charging unit 16, and the exposure unit irradiates laser light based on the image information of the document reading unit 11 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum. This electrostatic latent image is developed by the developing means 17 and becomes visible as a toner image. Thereafter, a predetermined electrostatic load bias is applied by the transfer means 18 at the transfer portion T, and the toner image is transferred to the recording material P. The recording material P is transported to the transfer unit T from the paper feed cassette 21 constituting the transport unit 12 through the transport path 22 or manually inserted from the outside. The recording material P to which the toner image is transferred by the transfer unit T is separated by the separating unit 19 and conveyed to the fixing device 14 by the conveying belt 23. Then, the toner image transferred to the recording material P by the fixing device 14 is heated and fixed to the recording material P. Thereafter, the recording material P on which the toner image is fixed is discharged onto a discharge tray 25 by a discharge roller 24 serving as a discharge unit.

このような画像形成装置10の前面(正面)側には、図2に示すように、画像形成装置10の筐体10a内(図2に矢印方向)に空気を送り込む給気ファン26を設けている。一方、画像形成装置10の後面(背面)側には、図3に示すように、筐体10a内で発生する熱やオゾンなどを筐体10a外(図3の矢印方向)に排出するための送風装置(排気装置)27を設けている。送風装置27は、空気が流れるダクト28と、ダクト28内の長手方向中間部に設置された音経路変更手段29と、ダクト28の基端部に固定された送風機である排気ファン30とを備える。このうちのダクト28及び音経路変更手段29により消音装置31を構成する。言い換えれば、送風装置27は、装置内の空気を外部に排出する排気ファン30と、排気ファン30により排出される空気が流れる消音装置31とを備える。   As shown in FIG. 2, an air supply fan 26 that sends air into the housing 10 a of the image forming apparatus 10 (in the arrow direction in FIG. 2) is provided on the front (front) side of the image forming apparatus 10. Yes. On the other hand, as shown in FIG. 3, on the rear surface (rear surface) side of the image forming apparatus 10, heat and ozone generated in the housing 10a are discharged to the outside of the housing 10a (in the arrow direction in FIG. 3). A blower (exhaust device) 27 is provided. The blower device 27 includes a duct 28 through which air flows, a sound path changing unit 29 installed at an intermediate portion in the longitudinal direction in the duct 28, and an exhaust fan 30 that is a blower fixed to a base end portion of the duct 28. . Of these, the duct 28 and the sound path changing means 29 constitute a silencer 31. In other words, the blower 27 includes an exhaust fan 30 that exhausts the air in the apparatus to the outside, and a silencer 31 through which the air exhausted by the exhaust fan 30 flows.

また、ダクト28の先端部で筐体10aの外カバー10bに開口する部分には、図4に示すように、ルーバー32を固定している。ルーバー32は、ユーザーの指などが画像形成装置10内部に入ることを防止するために設けている。なお、上述のような給気ファン26及び送風装置27は、上述の場所以外に筐体10aの何れかの面に設置することができる。例えば、給気ファン26を筐体10aの側面又は背面に設置したり、送風装置27を側面に設置することもできる。   Further, as shown in FIG. 4, a louver 32 is fixed to a portion of the end portion of the duct 28 that opens to the outer cover 10b of the housing 10a. The louver 32 is provided to prevent a user's finger or the like from entering the image forming apparatus 10. Note that the air supply fan 26 and the air blower 27 as described above can be installed on any surface of the housing 10a other than the above-described places. For example, the air supply fan 26 can be installed on the side surface or the back surface of the housing 10a, or the air blower 27 can be installed on the side surface.

送風装置27について、図3に加えて図5ないし図7を用いて詳しく説明する。ダクト28は、筐体10aの後側板10cの開口部に取り付けられ、排気ファン30を介して筐体10a内と連通している。そして、画像形成装置1内部の空気を機外へ排出可能としている。また、ダクト28は、ABSなどの樹脂により略直方体の筒状に形成されたもので、内側面を平滑面とすると共に、板厚を排気ファン30の振動が伝わらない程度の厚み、例えば3mm以上としている。このようなダクト28は、空気の流れ方向に亙って段差がなく、且つ、ダクトの中心軸に対して点対称となる外形を有する。即ち、前述の図14に示したようなサイドブランチを有さない形状としている。   The blower 27 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 in addition to FIG. The duct 28 is attached to the opening of the rear plate 10 c of the housing 10 a and communicates with the inside of the housing 10 a through the exhaust fan 30. The air inside the image forming apparatus 1 can be discharged outside the apparatus. The duct 28 is formed in a substantially rectangular parallelepiped cylindrical shape with a resin such as ABS, and the inner side surface is a smooth surface and the plate thickness is such that the vibration of the exhaust fan 30 is not transmitted, for example, 3 mm or more. It is said. Such a duct 28 does not have a step in the air flow direction and has an outer shape that is point-symmetric with respect to the central axis of the duct. That is, the shape does not have a side branch as shown in FIG.

また、排気ファン30は、図5に示すように、動力源であるDCブラシレスモータなどのモータ30a、モータ30aの回転軸に固定されモータ30aの回転と同期して回転する複数(例えば7枚)の羽30bなどを備えた軸流ファンである。また、モータ30aは、樹脂製のファンケース30cにより支持され、画像形成装置10の不図示の電圧発生装置に接続されたケーブルコネクター30dを介してDC電圧を印加されることにより駆動する。また、ファンケース30cの各羽30bに対向する部分には、各羽30bと同数のファンスポーク30eを形成し、空気を流すための開口部を確保すると共に、モータ30aをファンケース30cに支持可能としている。また、ファンケース52の4角には丸穴30fを形成し、丸穴30fを介してネジにより、例えばダクト28内に突出するように設けた突片に締結する。図示の例の場合、排気ファン30は、図5(a)の矢印で示す方向に回転して、図5(b)の矢印で示す方向に空気を流す。   Further, as shown in FIG. 5, the exhaust fan 30 is a motor 30a such as a DC brushless motor that is a power source, and a plurality of (for example, seven) that are fixed to the rotating shaft of the motor 30a and rotate in synchronization with the rotation of the motor 30a. It is an axial fan provided with the wing | blade 30b. The motor 30 a is supported by a resin fan case 30 c and is driven by applying a DC voltage via a cable connector 30 d connected to a voltage generator (not shown) of the image forming apparatus 10. Further, fan spokes 30e of the same number as each wing 30b are formed in the portion of the fan case 30c facing each wing 30b to secure an opening for flowing air and the motor 30a can be supported by the fan case 30c. It is said. Further, round holes 30f are formed in the four corners of the fan case 52, and are fastened to, for example, protruding pieces provided so as to protrude into the duct 28 through the round holes 30f. In the case of the illustrated example, the exhaust fan 30 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 5A and causes air to flow in the direction indicated by the arrow in FIG.

本実施形態では、主として排気ファン30の各羽30bがファンスポーク30eを通過する時に発生する風切り音が、排気ファン30から生じる騒音となる。即ち、各羽30bが回転してファンスポーク30eに接近する時に圧力変動が生じ、その結果、風切り音が発生する。したがって、排気ファン30から生じる騒音は、モータ30a(排気ファン30)の回転数と羽30bの数によってその周波数が決まる。具体的には、排気ファン30の1秒あたりの回転数をN(rps)、各羽30bの数をZとすると、その風切り音の周波数fはN×Z(Hz)になる。また、排気ファン30の風切り音は各羽30bの振動モードで発生するので、N×Zの次数成分が放射されることもある。即ち、Jを自然数とすると、周波数f=N×Z×Jとなる。例えばモータ30aの回転数が50rps、各羽30bの数が7枚とすると、50×7=350Hz、700Hz、1050Hz・・・の周波数の音が発生することになる。   In the present embodiment, wind noise generated mainly when each blade 30 b of the exhaust fan 30 passes through the fan spoke 30 e becomes noise generated from the exhaust fan 30. That is, pressure fluctuations occur when each wing 30b rotates and approaches the fan spoke 30e, and as a result, wind noise is generated. Therefore, the frequency of noise generated from the exhaust fan 30 is determined by the number of rotations of the motor 30a (exhaust fan 30) and the number of blades 30b. Specifically, if the rotational speed per second of the exhaust fan 30 is N (rps) and the number of each blade 30b is Z, the frequency f of the wind noise is N × Z (Hz). Further, since the wind noise of the exhaust fan 30 is generated in the vibration mode of each wing 30b, an order component of N × Z may be radiated. That is, when J is a natural number, the frequency f = N × Z × J. For example, if the rotation speed of the motor 30a is 50 rps and the number of the wings 30b is seven, sounds with frequencies of 50 × 7 = 350 Hz, 700 Hz, 1050 Hz, etc. are generated.

また、音経路変更手段29は、図6、7に示すように、ABS樹脂製で、所定の厚さ(例えば10mm以上)を有し全体を直方体状とした板状部材で、ダクト28内に空気の流れを遮蔽する方向に設置される。具体的には、ダクト28の長手方向中間部を塞ぐように内嵌固定される。また、音経路変更手段29は、貫通する複数の経路となる、第1の穴33と第2の穴34とを有する。このうちの第1の穴33は、ダクト28の中心をダクト28の長手方向と平行に貫通する。また、第2の穴34は、第1の穴33の周囲を、ダクト28の長手方向に対して空気の流れ方向(図7の右から左方向)下流に向かう程ダクト28の壁面28aに向かう方向に傾斜するように貫通する。図示の例の場合、第2の穴34は、第1の穴33の周囲に4個に分かれて設けられている。これら第1の穴33及び第2の穴34には、それぞれオゾンなどの空気中の揮発性有機化合物を吸着する(触媒を有する)フィルター35a、35bを設けている。そして、フィルター35a、35bを介して画像形成装置10内の空気を外部に排気するようにし、フィルター内部の触媒によりオゾンなどを除去している。言い換えれば、音経路変更手段29は、オゾンなどを除去するフィルター部材を兼ねている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the sound path changing means 29 is a plate-like member made of ABS resin, having a predetermined thickness (for example, 10 mm or more) and having a rectangular parallelepiped shape as a whole. It is installed in the direction that shields the air flow. Specifically, it is internally fitted and fixed so as to close the longitudinal intermediate portion of the duct 28. The sound path changing means 29 has a first hole 33 and a second hole 34 that form a plurality of paths that pass therethrough. Of these, the first hole 33 passes through the center of the duct 28 in parallel with the longitudinal direction of the duct 28. Further, the second hole 34 is directed toward the wall surface 28a of the duct 28 toward the downstream in the air flow direction (right to left in FIG. 7) around the first hole 33 with respect to the longitudinal direction of the duct 28. It penetrates so as to be inclined in the direction. In the case of the illustrated example, the second hole 34 is provided in four portions around the first hole 33. The first hole 33 and the second hole 34 are respectively provided with filters 35a and 35b that adsorb (having a catalyst) volatile organic compounds in the air such as ozone. Then, the air in the image forming apparatus 10 is exhausted to the outside through the filters 35a and 35b, and ozone and the like are removed by the catalyst inside the filter. In other words, the sound path changing means 29 also serves as a filter member that removes ozone and the like.

本実施形態では、音経路変更手段29に第1の穴33及び第2の穴34を設けることにより、上述のように排気ファン30で発生し、空気の流れ方向上流から空気伝播している音の伝播経路が、音経路変更手段29を通過する時に2経路に分かれるようにしている。即ち、音経路変更手段29の第1の穴33と第2の穴34とに、それぞれ図6(b)に示すように、矢印αと矢印βの方向に空気と音とが流れるように構成されている。また、第1の穴33と第2の穴34とにそれぞれ配置されるフィルター35a、35bは、矢印α、β方向に空気が流れるように、複数の断面正6角形の筒状の触媒を、それぞれが設置される穴の方向に合わせて配列してなる。即ち、第1の穴33に配置されるフィルター35aはダクト28の長手方向と平行に、第2の穴34に配置されるフィルター35bはダクト28の長手方向に対して傾斜した方向に、それぞれ配置する。   In the present embodiment, by providing the sound path changing means 29 with the first hole 33 and the second hole 34, the sound generated in the exhaust fan 30 as described above and propagated from the upstream in the air flow direction. Is propagated into two paths when passing through the sound path changing means 29. In other words, as shown in FIG. 6B, air and sound flow through the first hole 33 and the second hole 34 of the sound path changing unit 29 in the directions of arrows α and β, respectively. Has been. Further, the filters 35a and 35b respectively disposed in the first hole 33 and the second hole 34 are provided with a plurality of regular hexagonal cylindrical catalysts so that air flows in the directions of arrows α and β. Each is arranged according to the direction of the hole where it is installed. That is, the filter 35 a disposed in the first hole 33 is disposed in parallel with the longitudinal direction of the duct 28, and the filter 35 b disposed in the second hole 34 is disposed in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the duct 28. To do.

また、各触媒の正6角形の一辺は、例えば約1mm程度のものであり、各触媒の孔を通過した音が干渉しないように、フィルター35a、35bの厚さを10mm以上とすることが好ましい。また、音経路変更手段29で2経路に分けた音のエネルギーを同等にするために(即ち、2経路の音量が同じになるように)、第1の穴33の開口面積と第2の穴34の開口面積(4個所全てを合わせた面積)が同等になるように構成している。   In addition, one side of the regular hexagon of each catalyst is about 1 mm, for example, and it is preferable that the thickness of the filters 35a and 35b is 10 mm or more so that the sound that has passed through the holes of each catalyst does not interfere. . Further, in order to equalize the energy of the sound divided into the two paths by the sound path changing means 29 (that is, the volume of the two paths is the same), the opening area of the first hole 33 and the second hole The configuration is such that the opening areas of 34 (the total area of all four locations) are equal.

また、上述のように、第1の穴33及び第2の穴34により分かれる音の伝播経路は、互いに経路長が異なる。言い換えれば、第1の穴と第2の穴とにより、互いに経路長が異なる1対の経路を形成する。即ち、第1の穴33を通過する音の経路長と、第2の穴34を構成する各穴部34a、34b、34c、34dを通過する音の経路長とは、互いに異なる。ここで、第1の穴33を通過する経路と穴部34aを通過する経路とが、互いに経路長が異なる1対の経路を構成する。同様に、第1の穴33を通過する経路と穴部34bを通過する経路とが、第1の穴33を通過する経路と穴部34cを通過する経路とが、第1の穴33を通過する経路と穴部34dを通過する経路とが、それぞれ互いに経路長が異なる1対の経路を構成する。本実施形態では、このような各1対の経路長の長さの違いの関係は同じとしている。したがって、以下の説明では、各穴部34a、34b、34c、34dを通過する経路を、単に第2の穴34を通過する経路と呼ぶ。   In addition, as described above, the sound propagation paths separated by the first hole 33 and the second hole 34 have different path lengths. In other words, a pair of paths having different path lengths are formed by the first hole and the second hole. That is, the path length of the sound passing through the first hole 33 is different from the path length of the sound passing through the holes 34 a, 34 b, 34 c, 34 d constituting the second hole 34. Here, the path passing through the first hole 33 and the path passing through the hole portion 34a constitute a pair of paths having different path lengths. Similarly, a path that passes through the first hole 33 and a path that passes through the hole 34b, a path that passes through the first hole 33, and a path that passes through the hole 34c pass through the first hole 33. And a path passing through the hole 34d constitute a pair of paths having different path lengths. In the present embodiment, the difference in length between each pair of path lengths is the same. Therefore, in the following description, a route passing through each hole 34a, 34b, 34c, 34d is simply referred to as a route passing through the second hole 34.

まず、図7に示すように、第1の穴33を通過する経路を、ダクト28の中心を長手方向に通る経路Mとする。また、第2の穴34を通過する経路を、音経路変更手段29によってダクト28の壁面28aに向かう方向に変更され、更に壁面28aで反射する経路Nとする。経路M及び経路Nは、音経路変更手段29よりも空気の流れ方向下流で収束する。本実施形態では、経路Mと経路Nとが、前述の図4に示す画像形成装置10の外カバー10bに固定したルーバー32を通過して、画像形成装置10の外部で収束する。前述したように、排気ファン30の騒音発生源はファンの風切り音であり、ファンが空気と接触することによって摩擦音が発生する。したがって、ファンの風切り音の発生位置を点A、点C、点E、経路Mと経路Nとが収束する収束点を点B、経路Nが壁面28aで反射する位置を点D、点Fとすると、経路MはA‐B、経路NはC‐D‐B、E‐F‐Bでそれぞれ表せる。   First, as shown in FIG. 7, a path that passes through the first hole 33 is a path M that passes through the center of the duct 28 in the longitudinal direction. Further, a path passing through the second hole 34 is changed to a direction toward the wall surface 28a of the duct 28 by the sound path changing means 29, and is further set as a path N reflected by the wall surface 28a. The path M and the path N converge on the downstream side of the sound path changing unit 29 in the air flow direction. In the present embodiment, the route M and the route N pass through the louver 32 fixed to the outer cover 10 b of the image forming apparatus 10 shown in FIG. 4 and converge outside the image forming apparatus 10. As described above, the noise generation source of the exhaust fan 30 is the wind noise of the fan, and friction noise is generated when the fan comes into contact with air. Accordingly, the wind noise generation position of the fan is point A, point C, point E, the convergence point where path M and path N converge is point B, and the position where path N is reflected by wall surface 28a is point D, point F. Then, the route M can be represented by AB, and the route N can be represented by CDB and EFB.

ここで、A‐Bの経路長をL(mm)、C‐D‐B(E‐F‐B)の経路長をL(mm)とする。また、ダクト28内の空気伝播音速をS(mm/s)、ダクト28内を空気伝播する音(排気ファン30の音)の周波数をf(Hz)、Kを奇数(1、3、5、7・・・)とする。この場合に、上述の1対の経路M、Nは、
|L−L|=S×K/(2×f)
の関係式を満たすようにしている。この関係式について説明する。
Here, it is assumed that the path length of AB is L A (mm) and the path length of CDB (EFB) is L B (mm). Further, the sound velocity of air propagation in the duct 28 is S (mm / s), the frequency of sound propagating through the duct 28 (sound of the exhaust fan 30) is f (Hz), and K is an odd number (1, 3, 5, 7 ...). In this case, the pair of paths M and N described above are
| L A −L B | = S × K / (2 × f)
The relational expression is satisfied. This relational expression will be described.

図8に示すように、音の干渉は、横軸に時間(s)、縦軸に音圧(Pa)をとった時に、実線で示す音に対して位相が180°ずれている破線で示す音を当てると、理論的には干渉して音圧は0になることが知られている。このため、経路Mと経路Nとの経路長が半波長ずれていれば、ダクト28内を通過する音が消音されることになる。したがって、消音効果を得るためには、この経路長の差|L−L|が、半波長となるような関係にすれば良い。即ち、音の波長をλとすると、|L−L|がλ/2となれば良い。λは、S/fで表せるため、|L−L|は、S/(2×f)で表せる。また、経路Mと経路Nとの経路長が半波長ずれていれば良いため、Kが奇数であれば、|L−L|がK×λ/2であっても良い。この結果、上述の関係式が導き出される。本実施形態の場合、経路M、Nが上述の関係式を満たすように、第2の穴34及びこの第2の穴34に設置されるフィルター35bの傾斜角度を、ダクト28の大きさとの関係で規制している。 As shown in FIG. 8, sound interference is indicated by a broken line whose phase is shifted by 180 ° with respect to the sound indicated by the solid line when time (s) is taken on the horizontal axis and sound pressure (Pa) is taken on the vertical axis. It is known that when a sound is applied, the sound pressure is theoretically reduced to zero. For this reason, if the path length of the path | route M and the path | route N has shifted | deviated by half wavelength, the sound which passes the inside of the duct 28 will be silenced. Therefore, in order to obtain a silencing effect, the relationship of the path length difference | L A −L B | may be a half wavelength. That is, assuming that the wavelength of sound is λ, | L A −L B | may be λ / 2. Since λ can be expressed by S / f, | L A −L B | can be expressed by S / (2 × f). Further, since the path length between the path M and the path N only needs to be shifted by a half wavelength, | L A −L B | may be K × λ / 2 if K is an odd number. As a result, the above relational expression is derived. In the case of this embodiment, the inclination angle of the second hole 34 and the filter 35b installed in the second hole 34 is related to the size of the duct 28 so that the paths M and N satisfy the above-described relational expression. It is regulated by.

また、第2の穴34を通過する経路は、C‐D‐B、E‐F‐B以外にも存在するが、他の経路も第1の穴33を通過する経路上の何れかの点で収束すると共に、互いの経路長の関係も上述の式を満たす。例えば、図7に示す、C´‐D´‐B´、E´‐F´‐B´の経路長をL´とした場合、|L−L´|=S×K/(2×f)を満たす。 In addition, there are other paths other than CDB and EFB, but the path passing through the second hole 34 is any point on the path passing through the first hole 33. And the relationship between the path lengths also satisfies the above equation. For example, when the path lengths of C′-D′- B ′ and E′-F′- B ′ shown in FIG. 7 are L B ′, | L A −L B ′ | = S × K / (2 Xf) is satisfied.

なお、上述の説明では点A、点C(C´)、点E(E´)を始点として上述の関係式を導いているが、音の伝播経路が変更される点は、第1の穴33と第2の穴34との上流の開口部であるため、この点を基準として上述の関係式を導いても同じである。即ち、経路Mと経路Nとの経路長は、これら第1の穴33及び第2の穴34の上流では変わらないため、第1の穴33と第2の穴34との上流の開口部を始点とした場合に、始点から収束点Bまでのそれぞれの経路長の差は、|L−L(L´)|と同じとなる。 In the above description, the above relational expression is derived starting from point A, point C (C ′), and point E (E ′). However, the point that the sound propagation path is changed is the first hole. Since this is the opening upstream of 33 and the second hole 34, the above relational expression can be derived based on this point. That is, since the path length between the path M and the path N does not change upstream of the first hole 33 and the second hole 34, the upstream opening of the first hole 33 and the second hole 34 is defined. When the starting point is used, the difference between the path lengths from the starting point to the convergence point B is the same as | L A −L B (L B ′) |.

また、ダクト28の外部側の開口部に設けたルーバー32は、図7に示すように、経路A‐B、C‐D‐B、E‐F‐Bに沿って配置しており、排気ファン30からダクト28内を通過して排出される空気と音の経路を遮断しないようにしている。具体的には、ルーバー32の各羽の角度を、第1の穴33と長手方向に重畳する部分は長手方向と平行に、この周囲部分は経路Nがダクト28の壁面28aと反射する方向と平行に、それぞれ調整している。   Further, as shown in FIG. 7, the louver 32 provided in the opening on the outside of the duct 28 is disposed along the paths AB, CDB, and EFB, and the exhaust fan. The path of air and sound discharged from 30 through the duct 28 is not blocked. Specifically, the angle of each wing of the louver 32 is such that the portion overlapping the first hole 33 in the longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction, and this peripheral portion is in the direction in which the path N reflects from the wall surface 28a of the duct 28. Each is adjusted in parallel.

本実施形態では、前述のように、第1の穴33を通過する音と第2の穴34を通過する音とのエネルギーが同じとなるように、第1の穴33と第2の穴34との面積の関係を規制している。このため、上述のように第2の34を通過する経路が第1の穴33を通過する経路上の何れかの点でそれぞれ収束し、経路長が異なる音が干渉することにより、高い消音効果を得られる。   In the present embodiment, as described above, the first hole 33 and the second hole 34 have the same energy as the sound passing through the first hole 33 and the sound passing through the second hole 34. And regulate the area relationship. For this reason, as described above, the path that passes through the second 34 converges at any point on the path that passes through the first hole 33, and a sound with a different path length interferes, thereby providing a high silencing effect. Can be obtained.

このような本実施形態によれば、上述のように、音の伝播経路を変更する音経路変更手段29をダクト28内に設けることにより消音効果を得られるため、低コストで、装置の小型化を図れ、しかもデッドスペースが生じることを防止できる。即ち、消音効果を得るために、前述の図14に示したように、サイドブランチ4を設ける必要がなく、これにより装置の大型化及びデッドスペースの発生を防止できる。また、高価な吸音材を設ける必要がないため、低コスト化を図れる。   According to this embodiment, as described above, the sound path changing means 29 for changing the sound propagation path is provided in the duct 28 so that a silencing effect can be obtained. In addition, dead space can be prevented from occurring. That is, in order to obtain a silencing effect, it is not necessary to provide the side branch 4 as shown in FIG. 14 described above, and this can prevent the apparatus from becoming large and generating a dead space. Moreover, since it is not necessary to provide an expensive sound absorbing material, the cost can be reduced.

また、本実施形態によれば、排気ファン30の回転数と羽30bの数により、ファン騒音の周波数が特定されるため、この周波数に合わせて音経路変更手段29を設計することにより、ターゲットとする音を確実に消音することができる。この場合に、音経路変更手段29の第2の穴34の傾斜角度を変えるなど、第1の穴33と第2の穴34との関係を適切に規制すれば良いだけであるため、設計の自由度が高い。なお、ファン騒音は、定常的な音であるため、本実施形態のようにターゲットする音を確実に消音することにより、消音効果は高くなる。そして、ダクト28を通過して生じる不快な音を低減することができる。   Further, according to the present embodiment, the frequency of the fan noise is specified by the number of rotations of the exhaust fan 30 and the number of the blades 30b. Therefore, by designing the sound path changing unit 29 according to this frequency, The sound to be played can be muted reliably. In this case, it is only necessary to appropriately regulate the relationship between the first hole 33 and the second hole 34, such as changing the inclination angle of the second hole 34 of the sound path changing means 29. High degree of freedom. Note that the fan noise is a steady sound, so that the sound-deadening effect is enhanced by reliably muting the target sound as in the present embodiment. And the unpleasant sound which passes through the duct 28 can be reduced.

なお、上述の説明では、断面形状が四角形のダクト28を用いた構造について説明したが、円形もしくは楕円形、更には、六角形などの多角形であっても良い。この場合、排気ファン30、音経路変更手段29の形状をダクト28に合わせる。また、音経路変更手段29は、傾斜角度が異なる複数(偶数)種類の穴を形成し、各穴を通過する経路が互いに経路長が異なり、上述のような関係式を満たすような複数組の1対の経路を構成するようにしても良い。例えば、傾斜角度が異なる4種類の穴を形成し、このうちの何れか1組の経路同士が上述の関係式を満たし、他の1組も上述の関係式を満たすようにしても良い。即ち、音経路変更手段29は、音の伝播経路を互いに経路長が異なる少なくとも1対の経路に変更するものであれば良い。また、第1の穴33と第2の穴34との音経路変更手段29での位置は、上述の実施形態に限らない。例えば、第2の穴34を音経路変更手段29の中央部に、第1の穴33を第2の穴34の周囲にそれぞれ形成しても良い。更に、上述の実施形態では、音経路変更手段29の第1の穴33、第2の穴34にフィルター35a、35bを設けているが、このフィルターは、音経路変更手段29とは別に設けても良い。即ち、音経路変更手段29の各穴33、34にはフィルターを設けず、ダクト28の音経路変更手段29からずれた部分にフィルターを設けても良い。また、音経路変更手段は、上述のような板状の部材に複数の穴を形成した構造以外でも、音の経路を変更できるものであれば良い。例えば、ダクト内にルーバーなどの空気の流れに向きを変える複数の羽を配置し、中心部の羽の角度と周囲の羽の角度とを変える構造としても良い。   In the above description, the structure using the duct 28 having a quadrangular cross-sectional shape has been described. However, it may be a circle or an ellipse, or a polygon such as a hexagon. In this case, the shapes of the exhaust fan 30 and the sound path changing means 29 are matched with the duct 28. The sound path changing means 29 forms a plurality of (even number) types of holes having different inclination angles, and the paths passing through the holes have different path lengths so that a plurality of sets satisfying the relational expression as described above are satisfied. A pair of paths may be configured. For example, four types of holes having different inclination angles may be formed, and any one of the paths may satisfy the above relational expression, and the other set may satisfy the above relational expression. That is, the sound path changing means 29 may be any means that changes the sound propagation path to at least one pair of paths having different path lengths. Further, the positions of the first hole 33 and the second hole 34 in the sound path changing unit 29 are not limited to the above-described embodiment. For example, the second hole 34 may be formed in the central portion of the sound path changing unit 29, and the first hole 33 may be formed around the second hole 34. Further, in the above-described embodiment, the filters 35 a and 35 b are provided in the first hole 33 and the second hole 34 of the sound path changing unit 29, but these filters are provided separately from the sound path changing unit 29. Also good. In other words, the holes 33 and 34 of the sound path changing unit 29 may not be provided with a filter, and a filter may be provided in a portion of the duct 28 that is shifted from the sound path changing unit 29. Further, the sound path changing means may be any means that can change the sound path other than the structure in which a plurality of holes are formed in the plate-like member as described above. For example, a plurality of wings that change the direction of air flow such as louvers may be arranged in the duct, and the angle of the wings at the center and the angle of the surrounding wings may be changed.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図9を用いて説明する。本実施形態の場合、ダクト28A、音経路変更手段29A及び排気ファン30Aを断面円形としている。また、ダクト28Aは、音経路変更手段29Aよりも空気の流れ方向下流で一度直径を大きくし、更に下流で、下流に向かう程直径を徐々に小さくなる方向に傾斜させている。このような直径の変化は、音経路変更手段より下流から直径が大きくなる拡径部36よりも、直径が大きくなった部分から下流に向かう程直径が小さくなる縮径部37の方が緩やかにしている。そして、音経路変更手段29Aの第2の穴34Aを通過する音の全ての経路が、ダクト28Aの壁面28aに反射してダクト28Aの中心軸上の1点(点H)で収束するようにしている。即ち、縮径部37の壁面28aの傾斜角度と、第2の穴34A(及びフィルター35b)の傾斜角度との関係を規制して、第2の穴34Aを通過する音の経路を点Hで収束させている。なお、第1の穴33Aは、音経路変更手段29Aの中央部に形成され、ダクト28Aの長手方向に貫通する円形の穴としている。また、第2の穴34Aは、第1の穴33Aの周囲に円輪状に形成され、ダクト28Aの長手方向に対して下流に向かう程壁面28aに向かう方向に傾斜するように貫通している。したがって、第2の穴34Aは、部分円錐状に形成される。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this embodiment, the duct 28A, the sound path changing means 29A, and the exhaust fan 30A are circular in cross section. Further, the duct 28A is once increased in diameter downstream in the air flow direction than the sound path changing means 29A, and further inclined in a direction in which the diameter gradually decreases further downstream. Such a change in diameter is less gradual in the reduced diameter portion 37 where the diameter becomes smaller toward the downstream from the enlarged portion than in the enlarged diameter portion 36 where the diameter becomes larger from the downstream than the sound path changing means. ing. Then, all the paths of the sound passing through the second hole 34A of the sound path changing means 29A are reflected by the wall surface 28a of the duct 28A and converge at one point (point H) on the central axis of the duct 28A. ing. That is, the relationship between the inclination angle of the wall surface 28a of the reduced diameter portion 37 and the inclination angle of the second hole 34A (and the filter 35b) is regulated, and the path of the sound passing through the second hole 34A is indicated by a point H. It is converged. The first hole 33A is formed in the center of the sound path changing unit 29A and is a circular hole penetrating in the longitudinal direction of the duct 28A. The second hole 34A is formed in an annular shape around the first hole 33A, and penetrates so as to incline in the direction toward the wall surface 28a as it goes downstream with respect to the longitudinal direction of the duct 28A. Therefore, the second hole 34A is formed in a partial conical shape.

本実施形態で、音経路変更手段29Aにより変更される音の経路について、詳しく説明する。まず、第1の穴33Aを通過する経路を、ダクト28Aの中心を長手方向に通る経路Mとする。また、第2の穴34Aを通過する経路を、音経路変更手段29Aによってダクト28Aの壁面28aに向かう方向に変更され、更に壁面28aで反射する経路Nとする。これら経路M、Nが、互いに経路長が異なる1対の経路となる。また、ファンの風切り音の発生位置を点G、点I、点O、経路Mと経路Nとが収束する収束点を点H、経路Nが壁面28aで反射する位置を点K、点Qとすると、経路MはG‐H、経路NはI‐J‐K‐H、O‐P‐Q‐Hでそれぞれ表せる。   In the present embodiment, the sound path changed by the sound path changing unit 29A will be described in detail. First, a path that passes through the first hole 33A is a path M that passes through the center of the duct 28A in the longitudinal direction. Further, a path passing through the second hole 34A is changed to a direction toward the wall surface 28a of the duct 28A by the sound path changing means 29A, and is further set as a path N reflected by the wall surface 28a. These paths M and N form a pair of paths having different path lengths. Further, the wind noise generation position of the fan is point G, point I, point O, the convergence point where the path M and the path N converge is the point H, and the position where the path N is reflected by the wall surface 28a is the point K, the point Q. Then, the route M can be represented by GH, and the route N can be represented by IJKH and OPQH.

ここで、G‐Hの経路長をL(mm)、I‐J‐K‐H(O‐P‐Q‐H)の経路長をL(L)(mm)とする。また、ダクト28A内の空気伝播音速をS(mm/s)、ダクト28A内を空気伝播する音の周波数をf(Hz)、Kを奇数(1、3、5、7・・・)とする。この場合に、上述の1対の経路M、Nは、
|L−L(L)|=S×K/(2×f)
の関係式を満たすようにしている。なお、経路I−J−K−HとO‐P‐Q‐Hとは、互いに同じ距離となる。その他の構造及び作用は、上述の第1の実施形態と同様である。
Here, it is assumed that the path length of GH is L A (mm), and the path length of IJKH (OPQH) is L B (L C ) (mm). Further, the sound velocity of air propagation in the duct 28A is S (mm / s), the frequency of sound propagating through the duct 28A is f (Hz), and K is an odd number (1, 3, 5, 7,...). . In this case, the pair of paths M and N described above are
| L A −L B (L C ) | = S × K / (2 × f)
The relational expression is satisfied. The routes IJKH and OPQH are the same distance from each other. Other structures and operations are the same as those in the first embodiment.

<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図10を用いて説明する。本実施形態の構成は、前述の第1の実施形態とほぼ同じであるが、音経路変更手段29の第2の穴34を通過する音の経路を、ダクト28の出口(空気の流れ方向下流の開口部)近傍で収束させている点が第1の実施形態と異なる。具体的には、第2の穴34の厚さ方向(図10の上下方向)中央部を通る経路Nと、第1の穴33の中央部を通る経路Mとが、ダクト28の出口側の端部で収束するように、第2の穴34(フィルター35b)の傾斜角度を規制している。これによりダクト28の出口から外に放射される音をより小さくしている。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment described above, but the sound path passing through the second hole 34 of the sound path changing means 29 is connected to the outlet of the duct 28 (downstream in the air flow direction). The first embodiment is different from the first embodiment in that the light is converged near the opening. Specifically, the path N passing through the center portion of the second hole 34 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 10) and the path M passing through the center portion of the first hole 33 are on the outlet side of the duct 28. The inclination angle of the second hole 34 (filter 35b) is regulated so as to converge at the end. Thereby, the sound radiated outside from the outlet of the duct 28 is further reduced.

また、本実施形態の場合も、第1の穴33を通る経路Mと第2の穴34を通る経路Nとの経路長の差が半波長ずれるようにしているが、この関係式を次のように表すこともできる。まず、ダクト28の対向する面同士の距離をX、ダクト28の長手方向の音経路変更手段29により音の伝播経路が変更される始点から、経路M、Nが収束する収束点Bまでの距離をYとする。図示の例では、Yを、音経路変更手段29の上流端面からダクト28の出口側端部までの距離としている。また、第1の穴33を通過する音の経路Mと第2の穴34を通過する音の経路Nとの始点同士の距離をWとする。図示の例では、Wを、第1の穴33の中心軸上の最上流の点と、第2の穴34の厚さ方向(図10の上下方向)中央部の最上流の点との距離としている。更に、第2の穴34のダクト28の長手方向に対する傾斜角度をθとする。この場合に、
(X−W)/sinθ−Y=S×K/(2×f)
の関係式を満たすように、傾斜角度θを、距離D、H、Lとの関係で規制する。
Also in this embodiment, the path length difference between the path M passing through the first hole 33 and the path N passing through the second hole 34 is shifted by half a wavelength. It can also be expressed as: First, the distance between the opposing surfaces of the duct 28 is X, and the distance from the starting point where the sound propagation path is changed by the sound path changing means 29 in the longitudinal direction of the duct 28 to the convergence point B where the paths M and N converge. Is Y. In the illustrated example, Y is the distance from the upstream end face of the sound path changing means 29 to the outlet side end of the duct 28. Also, let W be the distance between the starting points of the sound path M passing through the first hole 33 and the sound path N passing through the second hole 34. In the illustrated example, W is the distance between the most upstream point on the central axis of the first hole 33 and the most upstream point in the center in the thickness direction (vertical direction in FIG. 10) of the second hole 34. It is said. Furthermore, the inclination angle of the second hole 34 with respect to the longitudinal direction of the duct 28 is θ. In this case,
(X−W) / sin θ−Y = S × K / (2 × f)
The inclination angle θ is regulated in relation to the distances D, H, and L so that the following relational expression is satisfied.

この関係式について説明する。図9に示すように、経路MをA‐B、経路NをC‐D‐B(E‐F‐B)とする。また、経路Nは、C‐D(E‐F)とD‐B(F‐B)とに分けられる。すると、
C‐D=(X/2−W)/sinθ、D‐B=X/2sinθ
となる。
したがって、経路Nは、C‐D+D‐B=(X−W)/sinθとなる。
This relational expression will be described. As shown in FIG. 9, route M is AB and route N is CDB (EFB). The route N is divided into CD (EF) and DB (FB). Then
CD = (X / 2−W) / sin θ, DB = X / 2 sin θ
It becomes.
Therefore, the path N becomes CD−D−B = (X−W) / sin θ.

経路M(A‐B)は距離Yであるため、経路Mと経路Nとの差分は、
(X−W)/sinθ−Y
となり、これが音の周波数fの半波長になるようにすれば良い。したがって、
(X−W)/sinθ‐Y=S×K/(2×f)
(S:ダクト28内の空気伝播音速、f:音の周波数、K:奇数)
Since the route M (AB) is the distance Y, the difference between the route M and the route N is
(X-W) / sin θ-Y
Therefore, this may be set to a half wavelength of the frequency f of the sound. Therefore,
(X−W) / sin θ−Y = S × K / (2 × f)
(S: sound velocity of air propagation in duct 28, f: frequency of sound, K: odd number)

この関係式を満たせば、音は出口近傍で干渉して消音する。また、排気ファン30の風切り音を消音する場合は、f=N×Z(N(rps):排気ファン30の回転数、Z:羽の数)にあわせるように設計すれば良い。このように、ダクト28の出口近傍で音の干渉を利用して消音する場合は、騒音源である排気ファン30の特性がわかっていれば、ダクト28及び音経路変更手段29の諸元を適切に規制することによって、ダクト28の出口近傍で音を消すことができる。即ち、ダクト28の寸法、音経路変更手段29の設置位置、第1、第2の穴33、34位置関係及び第2の穴34の傾斜角度を、排気ファン30の特性との関係で適切に規制する。   If this relational expression is satisfied, the sound is muted by interference near the exit. Further, when the wind noise of the exhaust fan 30 is silenced, it may be designed to match f = N × Z (N (rps): the rotational speed of the exhaust fan 30, Z: the number of feathers). As described above, when the sound is silenced near the outlet of the duct 28, if the characteristics of the exhaust fan 30 as a noise source are known, the specifications of the duct 28 and the sound path changing means 29 are appropriately set. By restricting to the above, it is possible to mute the sound near the outlet of the duct 28. That is, the dimensions of the duct 28, the installation position of the sound path changing means 29, the positional relationship between the first and second holes 33 and 34, and the inclination angle of the second hole 34 are appropriately set in relation to the characteristics of the exhaust fan 30. regulate.

なお、上述のX、Y、W、θを適宜変更することにより、消音する点をダクト内或はダクト外の任意の点に設定できる。また、上述の説明は、ダクト28の断面形状が矩形の場合について行ったが、ダクトの断面形状がその他の多角形或は円形の場合でも本実施形態を適用可能である。ここで、ダクトの中心軸に直交する断面が多角形の場合には、Xを中心軸を挟んで対向する面同士の距離とする。また、同じく断面が円形の場合には、Xをダクトの内径とする。その他の構成及び作用は、前述の第1の実施形態と同様である。   Note that by appropriately changing the above-described X, Y, W, and θ, the point to be silenced can be set to any point inside or outside the duct. Further, the above description has been given for the case where the cross-sectional shape of the duct 28 is rectangular. However, the present embodiment can be applied even when the cross-sectional shape of the duct is other polygonal or circular. Here, when the cross section orthogonal to the central axis of the duct is a polygon, X is the distance between the faces facing each other across the central axis. Similarly, when the cross section is circular, X is the inner diameter of the duct. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

次に、本発明者が上述の第3の実施形態の効果を検証するために行った実験について説明する。図11は、この実験で使用した装置を示している。この装置では、ダクト28の所定位置に音経路変更手段29を配置し、このダクト28の上流端部に排気ファンに代えてスピーカー38を配置した。このスピーカー38は、パルスジェネレータ39から特定周波数のsin波(正弦波)を出力する。この正弦波の周波数fは、前述した(X−W)/sinθ‐Y=S×K/(2×f)の関係から算出した。実験では、計算の結果414Hzの周波数を有する正弦波を出力した。また、ダクト28の出口近傍には、マイク40を配置してダクト28から出てくる音を採取し、FFT分析装置41により高速フーリエ変換(FFT)することによりこの音を周波数分析した。   Next, an experiment conducted by the inventor for verifying the effect of the third embodiment described above will be described. FIG. 11 shows the apparatus used in this experiment. In this apparatus, a sound path changing means 29 is arranged at a predetermined position of the duct 28, and a speaker 38 is arranged at the upstream end of the duct 28 instead of the exhaust fan. The speaker 38 outputs a sine wave (sine wave) having a specific frequency from the pulse generator 39. The frequency f of the sine wave was calculated from the relationship (X−W) / sin θ−Y = S × K / (2 × f) described above. In the experiment, a sine wave having a frequency of 414 Hz was output as a result of the calculation. In addition, a microphone 40 is arranged near the outlet of the duct 28 to collect sound coming out of the duct 28, and the sound is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform (FFT) by an FFT analyzer 41.

また、比較例として、図12に示すフィルター部材42を音経路変更手段29に代えて配置した場合についても、ダクト28から出る音の周波数を分析した。このフィルター部材42は、音経路変更手段29と第2の穴に相当する部分以外は同様の形状を有する。即ち、フィルター部材42の第2の穴43は音経路変更手段29の第2の穴34のように傾斜させず、ダクト28の長手方向と平行に、即ち、第1の穴33と平行に形成している。なお、第1の穴33及び第2の穴43には、それぞれの穴と平行に空気を流すフィルター35a、35cを配置している。   Further, as a comparative example, the frequency of the sound emitted from the duct 28 was also analyzed when the filter member 42 shown in FIG. This filter member 42 has the same shape except for the portion corresponding to the sound path changing means 29 and the second hole. That is, the second hole 43 of the filter member 42 is not inclined like the second hole 34 of the sound path changing means 29 and is formed in parallel with the longitudinal direction of the duct 28, that is, in parallel with the first hole 33. doing. The first hole 33 and the second hole 43 are provided with filters 35a and 35c that allow air to flow in parallel with the respective holes.

このように条件で行った実験結果を図13に示す。図13(a)は、フィルター部材42を使用した場合を、図13(b)は、第3の実施形態の場合をそれぞれ示している。また、グラフの横軸は周波数(Hz)、縦軸は音圧レベル(dB)を示している。この実験で、414Hzの1次成分の音圧レベルは、図13(a)が68.4dBであるのに対して、図13(b)では65.34dBと約3dB程低減していることが確認できた。また、3次成分1242Hzにおいても38.4dBから37.4dBに騒音を低減できることが確認できた。これにより、音の伝播経路を2系統に分岐してダクト28の出口近傍で収束させることにより、音の干渉現象を利用して音が低減することを確認できた。   FIG. 13 shows the results of the experiment conducted under the above conditions. FIG. 13A shows the case where the filter member 42 is used, and FIG. 13B shows the case of the third embodiment. Further, the horizontal axis of the graph represents frequency (Hz), and the vertical axis represents sound pressure level (dB). In this experiment, the sound pressure level of the primary component at 414 Hz is 68.4 dB in FIG. 13A, whereas it is 65.34 dB in FIG. 13B, which is about 3 dB lower. It could be confirmed. It was also confirmed that noise could be reduced from 38.4 dB to 37.4 dB even at the third order component 1242 Hz. As a result, it was confirmed that the sound was reduced by utilizing the sound interference phenomenon by branching the sound propagation path into two systems and converging it in the vicinity of the outlet of the duct 28.

27・・・送風装置、28、28A・・・ダクト、28a・・・壁面、29、29A・・・音経路変更手段、30、30A・・・排気ファン、30b・・・羽、31・・・消音装置、33、33A・・・第1の穴、34、34A・・・第2の穴、35a、35b・・・フィルター   27 ... Air blower, 28, 28A ... Duct, 28a ... Wall surface, 29, 29A ... Sound path changing means, 30, 30A ... Exhaust fan, 30b ... Wings, 31 ... · Silencer 33, 33A ... 1st hole, 34, 34A ... 2nd hole, 35a, 35b ... Filter

Claims (6)

空気が流れるダクトと、該ダクト内に空気の流れを遮蔽する方向に設置され、且つ、貫通する複数の経路を有し、空気の流れ方向上流から空気伝播している音の伝播経路を、該複数の経路により互いに経路長が異なる少なくとも1対の経路に変更する音経路変更手段と、を備え、
前記音経路変更手段は、前記ダクトの長手方向中間部を塞ぐように内嵌され所定の厚さを有する部材に、前記ダクトの長手方向に貫通する第1の穴と、前記ダクトの長手方向に対して空気の流れ方向下流に向かう程ダクトの壁面に向かう方向に傾斜するように貫通する第2の穴とを形成することで前記複数の経路を構成し、
前記1対の経路は、前記第1の穴を通過する経路と、前記第2の穴を通過して前記壁面で反射する経路とで構成され、前記音経路変更手段よりも空気の流れ方向下流で収束し、この収束する点を収束点、音の伝播経路が変更される点を始点とした場合に、
これら始点から収束点までの前記1対の経路の経路長をそれぞれL、L、前記ダクト内の空気伝播音速をS、該ダクト内を空気伝播する音の周波数をf、Kを奇数とすると、
|L−L|=S×K/(2×f)
の関係式を満たすことを特徴とする消音装置。
A duct through which air flows, and a sound propagation path that is installed in a direction that shields the air flow in the duct and that has a plurality of paths that pass therethrough and that propagates air from upstream in the air flow direction, Sound path changing means for changing to at least one pair of paths having different path lengths by a plurality of paths,
The sound path changing means includes a first hole penetrating in the longitudinal direction of the duct, a first hole penetrating in the longitudinal direction of the duct, and a member having a predetermined thickness so as to close the longitudinal middle portion of the duct. On the other hand, forming the plurality of paths by forming a second hole penetrating so as to incline in the direction toward the wall surface of the duct as it goes downstream in the air flow direction,
The pair of paths includes a path that passes through the first hole and a path that passes through the second hole and reflects on the wall surface, and is downstream of the sound path changing unit in the air flow direction. If the convergence point is the convergence point, and the point where the sound propagation path is changed is the starting point,
The path lengths of the pair of paths from the start point to the convergence point are L A and L B , the air propagation sound velocity in the duct is S, the frequency of the sound propagating through the duct is f, and K is an odd number. Then
| L A −L B | = S × K / (2 × f)
A silencer characterized by satisfying the relational expression:
前記音経路変更手段は、前記第2の穴を前記第1の穴の周囲に形成していることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。 2. The muffler according to claim 1, wherein the sound path changing means forms the second hole around the first hole . 前記第2の穴の前記ダクトの長手方向に対する傾斜角度は、前記1対の経路が前記ダクトの空気の流れ方向下流側の端部で収束するように規制されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音装置。 The inclination angle of the second hole with respect to the longitudinal direction of the duct is regulated so that the pair of paths converge at an end of the duct on the downstream side in the air flow direction. The silencer according to 1 or 2. 前記音の周波数fは、複数の羽を有し、前記ダクト内に空気の流れを形成するファンの羽の風きり音に基づき、該ファンの1秒あたりの回転数をN、前記各羽の数をZ、Jを自然数とすると、
f=N×Z×J
であることを特徴とする請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の消音装置。
The frequency f of the sound has a plurality of wings, and based on the wind noise of the fan wings that form an air flow in the duct, the number of rotations per second of the fan is N, If the number is Z and J is a natural number,
f = N × Z × J
The silencer according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記第1の穴及び第2の穴に、空気中の揮発性有機化合物を吸着するフィルターを設けたことを特徴とする請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の消音装置。 The silencer according to any one of claims 1 to 4, wherein a filter that adsorbs a volatile organic compound in the air is provided in the first hole and the second hole. 装置内の空気を外部に排出するファンと、該ファンにより排出される空気が流れる消音装置とを備えた画像形成装置において、該消音装置が請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の消音装置であることを特徴とする画像形成装置。   6. The image forming apparatus, comprising: a fan that discharges air inside the apparatus to the outside; and a silencer that flows air discharged by the fan, wherein the silencer is any one of claims 1 to 5. An image forming apparatus characterized by being a muffler.
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