JP5572060B2

JP5572060B2 - 送風作業機

Info

Publication number: JP5572060B2
Application number: JP2010238014A
Authority: JP
Inventors: 慎波多野; 裕介木下
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: US20120096672A1; EP2444552A1; US8789237B2; JP2012092655A; EP2444552B1

Description

この発明は、作業中の騒音を低減することのできる送風作業機用のブロワチューブ及びこれを備えた送風作業機に関する。

特許文献１に見られるように送風作業機が知られている。この送風作業機は、枯れ葉、ゴミ、空き缶等を吹き飛ばすことにより地面を掃除するのに用いられ、一般的にパワーブロワと呼ばれている。パワーブロワは、ブロワ本体に連結した典型的にはプラスチック成型品のブロワチューブを有し、このブロワチューブの先端から高速気流を吹き出す。作業者は、ブロワチューブの先端を地上の落ち葉等に差し向けることで、このブロワチューブから吹き出す高速気流で落ち葉等を吹き飛ばしながら落ち葉等を集めることができる。この特許文献１は手持ち式のパワーブロワを開示しているが、ブロワ本体を背中に背負って作業する背負い式のパワーブロワ（特許文献２）や、ブロワ本体を定置式して使用する定置式のパワーブロワも知られている。

JP特開２００８−２５５８７７号公報 US 7,774,896 B2

特許文献２は、背負い式のパワーブロワの騒音を低減するために、背負い式のフレームと、このフレームに搭載される駆動源との間に吸音材を介装することを提案している。

パワーブロワが発する騒音には、作業中にブロワチューブの先端から高速気流を吐出することに伴う騒音が含まれる。この騒音は周囲に大きな迷惑を及ぼすことから、ブロワチューブの先端での騒音を低減するための技術を確立する必要がある。

本発明の目的は、ブロワチューブから高速気流を吐出することに伴う騒音を低減することのできる送風作業機用のブロワチューブ及びこれを備えた送風作業機を提供することにある。

本発明の更なる目的は、ブロワチューブの先端部に工夫を施すことにより、ブロワチューブから高速気流を吐出することに伴う騒音を低減することのできる送風作業機用のブロワチューブ及びこれを備えた送風作業機を提供することにある。

本発明の更なる目的は、ブロワチューブから高速気流を吐出することに伴う騒音の周波数帯域を複雑化することにより、ブロワチューブから高速気流を吐出することに伴う騒音を低減することのできる送風作業機用のブロワチューブ及びこれを備えた送風作業機を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明の第１の観点によれば、
駆動源によって駆動される送風機構を内蔵したブロワ本体を備えた送風作業機に脱着可能なブロワチューブであって、前記ブロワ本体に連結され、前記送風機構が生成した高速気流を受け入れて外部に放出するブロワチューブにおいて、
該ブロワチューブの先端部に周方向に離間して配置され且つ該ブロワチューブの径方向内方に向けて突出した複数の突起を有し、
前記複数の突起が、前記ブロワチューブの先端部に位置する第１段目の突起群と、該第１段目の突起群から前記ブロワチューブ内の高速気流の流れ方向上流側に離間した第２段目の突起群との少なくとも２段に配置された突起群で構成されていることを特徴とする送風作業機用のブロワチューブを提供することにより達成される。

すなわち、本発明によれば、ブロワチューブの先端部に設けられた複数の突起によって、ブロワチューブから吐出される高速気流が混合されるため騒音の周波数帯域を複雑な周波数帯域に変化させることができ、これにより騒音を低減することができる。この複数の突起は、前記ブロワチューブの先端部に位置する第１段目の突起群と、該第１段目の突起群から前記ブロワチューブ内の高速気流の流れ方向上流側に離間した第２段目の突起群との少なくとも２段に配置された突起群で構成される。この点は後に説明する実験結果に基づいている。

本発明の他の目的や作用効果は、以下の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになろう。

実施例のブロワチューブを備えた手持ち式送風作業機の側面図である。図１の送風作業機のブロワ本体の断面図である。実施例のブロワチューブの先端部を斜め前方から見た図である。図３に図示のブロワチューブの正面図である。図３に図示のブロワチューブの先端部の分解斜視図である。ブロワチューブの先端部に配置された突起の正面視の形状の変形例を説明するための図である。図４に対応する正面図であり、ブロワチューブの先端部に設けた２段の突起が正面視したときに等間隔でない配置例を説明するための図である。図３〜図６に図示のブロワチューブにより騒音低減効果の測定結果を示す図である。実施例のブロワチューブの途中部分に拡大室を設けると共に、この拡大室に吸音材を配置した例を説明するための図である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。図１、図２は実施例の手持ち式パワーブロワを示す。図１は、手持式パワーブロワの側面図であり、図２はブロワ本体の断面図である。

図１、図２を参照して、手持式パワーブロワ１００は、ブロワ本体２と、このブロワ本体２に脱着可能に連結されたブロワチューブ４とで構成されている。ブロワ本体２は、駆動源として小型の内燃エンジン６を有する（図２）。この内燃エンジン６は、この実施例では空冷式２ストローク単気筒エンジンであるが、４ストロークエンジンであってもよい。ブロワ本体２は、また、内燃エンジン６によって駆動される遠心式送風機構８を有している。遠心式送風機構８によって生成された高速気流Ｂ（図２）はブロワチューブ４に供給され、このブロワチューブ４の先端から外部に吐出される。

作業者は、ブロワ本体２の頂部のハンドル１０を片手で握って、例えばこのハンドル１０に設けられたスロットルトリガ（図示せず）を指で操作することにより、内燃エンジン６の出力を制御することができる。つまり、スロットルトリガを指で操作することでブロワチューブ４から吐出される高速気流の風量及び風速を制御することができる。

遠心式送風機構８は、ブロワ用の空気取入口１４を備えたファンケース１６と、このファンケース１６の中に収容された遠心ファン１８とを有し、この遠心ファン１８は内燃エンジン６の出力軸２０の一端に連結されている。そして、エンジン出力軸２０の他端にはリコイルスタータ２２が連結されている。リコイルスタータ２２を操作することにより内燃エンジン６を起動させることができる。図２において、参照符号２４はマフラーであり、２６は燃料タンクである。

内燃エンジン６を起動することにより遠心ファン１８が駆動され、遠心ファン１８が高速回転することによりブロワ用の空気取入口１４を通じて取り込んだ外気Ａを送風口３０から吐出する。この送風口３０に供給された高速気流Ｂは前述したブロワチューブ４を通じて外部に放出される。

図１、図３を参照して、ブロワチューブ４は、ブロワ本体２に脱着可能に連結されるチューブ本体４２と、このチューブ本体４２の先端部に脱着可能に装着されたアタッチメント４４とで構成されており、チューブ本体４２とアタッチメント４４とは共に合成樹脂製の成型品である。

チューブ本体４２は、真っ直ぐに伸びる細長い且つ断面円形の筒形状を有し、このチューブ本体４２の先端部４２ａは前方に向かうに従って徐々に縮径した先細りの形状を有している(図５)。他方、アタッチメント４４は、チューブ本体４２の外周面の直径とほぼ同じ直径を備えた断面円形の筒形状を有し、このアタッチメント４４の先端部４４ａは前方に向かうに従って徐々に縮径した先細りの形状を有している。

この実施例では、ブロワチューブ４の先端は、任意であるがアタッチメント４４の先端部４４ａによって形成された第１の先細り形状部分を有し、また、ブロワチューブ４の軸線方向において、アタッチメント４４の先端部４４ａから僅かに離間し且つブロワチューブ４の上流側に位置する第２の好ましくは先細り形状部分がチューブ本体４２の先端部４２ａによって形成されている。変形例として、チューブ本体４２の先端部４２ａが先細りの形状を有しておらず、チューブ本体４２の前端部がその全長に亘って、つまり前端に至るまで同じ内径を備えていてもよい。同様に、アタッチメント４４についても、その先端部４４ａが先細りの形状を有しておらず、アタッチメント４４の前端部がその全長に亘って、つまり前端に至るまで同じ内径を備えていてもよい。

図３〜図６を参照して、チューブ本体４２の先細りの形状の先端部４２及びアタッチメント４４の先細りの形状の先端部４４ａには、夫々、三カ所に、ブロワチューブ４の軸線に向けて半径方向内方に突出した、好ましくは正面視二等辺三角形の第１、第２の突起４６、４８が形成されている。チューブ本体４２の３つの第１の突起４６は円周方向に等間隔に位置している。つまり、第１の突起４６の間隔は１２０°間隔である（図４、図５）。同様に、アタッチメント４４の３つの第２の突起４８は円周方向に等間隔に位置している。つまり、第２の突起４８の間隔は１２０°間隔である（図４、図５）。

図６は第１及び/又は第２の突起４６（４８）の正面視形状に関する変形例を説明するための図である。第１及び/又は第２の突起４６（４８）は、図６の（Ａ）に示すように正面視台形の形状であってもよく、（Ｂ）に示すように正面視ドーム状の形状であってもよい。また、第１及び/又は第２の突起４６（４８）は、図６の（Ｃ）に示すように、正面視二等辺三角形でなくてもよく、径方向内方に位置する頂点を挟む２つの辺の長さが異なる三角形の形状であってもよいし、（Ｄ）に示すように頂点が円弧状の形状を有していてもよい。また、図６の（Ｅ）に示すように、頂点を挟む２つの辺が円弧状の形状を有していてもよい。なお、（Ｅ）に図示の例では、２つの円弧状の辺が外方に向けて凹状であるが、この２つの円弧状の辺は外方に向けて凸状であってもよい。この図６の（Ｅ）の変形例として（Ｆ）に示すように、頂点は、必ずしも正面視したときに点でなくても線であってもよく、この線は直線であってもよいし、曲線であってもよい。

図３〜図６に戻って、第１、第２の正面視二等辺三角形の突起４６、４８は、チューブ本体４２、アタッチメント４４を、その軸線方向に窪ませた形状（ノッチ形状）を有しているが、チューブ本体４２、アタッチメント４４の断面円形の内部通路に対して通路軸線に向けて正面視三角形の形状で突出していればよく、従って第１の突起４６及び／又は第２の突起４８は中実であってもよい。このことは、図６の変形例においても同様である。

第１、第２の突起４６、４８は、図示のように正面視二等辺三角形の突起の組み合わせで構成されてもよいが、変形例として、図６に図示の形状の突起との任意の組み合わせを採用してもよい。

第１、第２の正面視二等辺三角形の突起４６、４８は、ブロワチューブ４の気流通路の軸線に沿って延びる稜線４６ａ、４８ａを有し（図４）、また、これら第１、第２の突起４６、４８は、その高さＨ（図４）がブロワチューブ４内の気流の流れ方向上流側に向かうに従って徐々に小さくなる立体形状を有している。第１、第２の突起４６、４８の高さＨは同じ高さであってもよいし、異なっていてもよい。

また、第１、第２の正面視三角形の突起４６、４８は、共に、チューブ本体４２、アタッチメント４４と一体成形されているが、第１及び／又は第２の突起４６、４８を別部品として用意して、これをチューブ本体４２、アタッチメント４４の先細りの先端部４２ａ、４４ａの内周面に接着するようにしてもよい。このことは、図６に例示した種々の形状の突起４６（４８）についても同様である。

また、チューブ本体４２とアタッチメント４４とを一体成形した成型品を作ることによって上述した先細りの形状の先端部４２ａ、４４ａを備えたブロワチューブ４を作るようにしてもよいし、また、これに加えて各先端部４２ａ、４４ａの３つの突起４６、４８を一体成形により形成したブロワチューブ４を作るようにしてもよい。勿論、アタッチメント４４を別部品として用意して、これをチューブ本体４２に嵌合又は接着してもよい。

図４を参照して、チューブ本体４２の３つの第１の突起４６と、アタッチメント４４の３つの第２の突起４８は、好ましくは、正面視したときに千鳥状つまり互い違いに位置決めされるのがよい。具体的には、正面視したときに、アタッチメント４４の第２の突起４８とチューブ本体４２の第１の突起４６とは円周方向に好ましくは６０°の間隔つまり等間隔で互い違いに配置されるのがよい。つまり、互いに隣接する２つの第１の突起４６の好ましくは中間に第２の突起４８が位置決めされるのがよい。この位置決めを約束するために、チューブ本体４２に対するアタッチメント４４のロック機構５０には、周方向及び通路軸線に関して、チューブ本体４２に対してアタッチメント４４を相対的に正規の位置に位置決めするための孔５２及びこの孔５２と係合する突起５４との組み合わせからなる位置決め機構が設けられている。

第１、第２の突起４６、４８は正面視したときに互いに重複するように配置されてもよいが、上述したように、これらが正面視したときに互い違いになるように配置するときには、上述した６０°間隔というように等間隔で無くてもよい（図７）。

図１〜図５に図示の実施例において騒音低減効果を確認する試験を行ったところ、図８の結果を得た。この図８から可聴周波数域で騒音低減効果が得られることが分かる。

ブロワチューブ４の先端部に種々の条件下で複数の突起４６（４８）を設けることによる騒音低減効果を確認するために、ブロワチューブ４の先端から３メートル離間した位置にマイクロホン（図示せず）を置いて、ブロワチューブ４から高速気流を吐出することに伴う騒音を計測した。

第１の実験（突起の数）：
アタッチメント４４を外して、チューブ本体４２の第１の正面視二等辺三角形の突起４６の数が３つ以上のブロワチューブ４を作って実験した。ブロワチューブ４の直径は７２mmであった。また、ブロワチューブ４の比較基準として、突起４６無しの従来のブロワチューブ（先端部が先細り）を採用した。また、チューブ本体４２についても、その先端部４２ａが先細り形状を有し、この先細りの部分に第１の突起４６（正面視二等辺三角形）を形成して、この第１の実験を行った。

上記の表１において、ＣＦＭはcubic feet per minuteの略記であり、ここではブロワチューブ４の先端から吐出される風の容積（風量）を意味する。ＭＰＨはmile per hourの略記であり、ここではブロワチューブ４の先端から吐出される風の速度（風速）を意味する。なお、騒音値の変化量（ｄＢ）は従来ブロワチューブを基準に算出した。

上記表１において、突起４６の数が奇数つまり「３つ」「５つ」の例で騒音値が低下している。そして、突起４６の数が「３つ」の場合の方が「５つ」の場合よりも騒音低減効果が大きい。これに対して、突起４６の数が偶数つまり「４つ」「６つ」の例で騒音値が高くなっている。このことは、ブロワチューブ４の内径やブロワチューブ４から吐出される風の風量や風速によって左右されることであり、突起４６の数が偶数の場合にも騒音低減効果が得られる場合もあり得る。

第２の実験（突起の高さ）：
チューブ本体４２の第１の突起４６の高さＨの具体的な数値は、主にブロワチューブ４から吐出される高速気流の風量及び風速によってその最適値が異なると考えられる。この第２の実験では、突起４６の数を「３つ」に固定して、突起４６の高さＨが暫定的に最適値と思われる基準例を作り、これよりも高さＨの値の小さな突起４６のチューブ本体４２と、高さＨの値が大きい突起４６のチューブ本体４２を作って、夫々の騒音値の変化量を計測した。なお、この第２の実験で使用したブロアチューブ４には、第１の実験と同様に、その先端部が先細りのチューブに正面視二等辺三角形の突起４６を形成して、この第２の実験を行った。

この第２の実験により、突起４６の高さＨに最適値が存在することを知ることができる。したがって、実機のパワーブロア１００の能力に基づいて突起４６の高さＨの最適値を実験によって求めるのがよい。

第３の実験（突起の段数）：
上記の実施例において、アタッチメント４４の周方向に等間隔に並んだ３つの第２の突起４８を「第１段目の突起」と呼び、チューブ本体４２の周方向に等間隔に並んだ３つの第１の突起４６を「第２段目の突起」と呼ぶと、チューブ本体４２にアタッチメント４４を装着したときに、この突起４４、４６の段数を変えたときの騒音値の変化量を計測したのが次の表３である。

なお、この第３の実験に使用したブロワチューブ４は、先端部が先細りのチューブをチューブ本体４２として使用し、また、アタッチメント４４も先端部が先細りのチューブを使用した。

上記の表３から、１段の突起群でも騒音低減効果を示しているが、２段の突起群つまりブロワチューブ４内の高速気流の流れ方向に離間して２段の突起４６、４８の群を配置した場合が最も高い騒音低減効果を示している。また、３段の突起群を位置した場合も１段の突起群の場合よりも優れた騒音低減効果を示している。なお、突起は全て正面視二等辺三角形の形状を採用した。

第４の実験（突起４６、４８の高さＨの相違）：
第１の突起４６の高さＨ１と第２の突起４８の高さＨ２を変えたときの騒音低減効果に差が出るかを実験により確認した。

比較のため、第１段目に属する３つの突起４８、第２段目に属する３つの突起４６の共通の基準高さに対して、これよりも小さい場合と大きい場合の組み合わせで騒音低減効果を調べた。

なお、この第４の実験にあっても、上述した第３の実験と同様に、先端部が先細りのチューブをチューブ本体４２として使用し、また、アタッチメント４４も先端部４４ａが先細りのチューブを使用した。また、突起には全て正面視二等辺三角形の形状を採用した。

この表４によれば、第１、第２の突起４６、４８の高さＨは共通であるのが良く、第１、第２の突起４６、４８の高さを相対的に違わせることは騒音低減効果に関して必ずしも効果的ではないことが分かる。

第５の実験（ブロワチューブの直径の相違）：
上述した実施例つまりチューブ本体４２及びアタッチメント４４が共に先細りの形状を有し、これに各々３つの正面視二等辺三角形の突起４６、４８を設けたブロワチューブ４に関して、直径の異なる３種類のブロアチューブ４を作って騒音値の変化量を調べた。具体的には、ブロアチューブ４の直径が７２mmを基準として、直径６５mmのブロアチューブ４及び直径６３mmのブロアチューブ４の場合の騒音値の変化量を調べた。

以上の実験結果から、パワーブロア１００に関して、騒音低減効果はブロアチューブ４の先端に少なくとも２段の突起４６（４８）を設けるのが好ましい結果が得られることが分かった。また、各段の突起４６（４８）の数は奇数であるのが好ましいことが分かった。

推論として、ブロアチューブ４の先端から螺旋状に旋回して吐出される高速気流を、ブロアチューブ４の先端部に突起４６（４８）を設けることで、ブロワチューブ４の中を流れる高速気流を内周部分と外周部分とに分けて考えると、外周部分が螺旋状に流動するが、この外周部分が突起４６（４８）と衝突することによってブロワチューブ４の軸線方向に流れの向きが変化し、これにより騒音の周波数帯域が複雑な周波数帯域に変化したことにより騒音低減効果が得られたと考えられる。

騒音の周波数帯域を更に複雑化させるのに、図９に示すように、ブロワチューブ４の途中部分を拡径した拡大室４ａを設けるのがよく、更にこの拡大室４ａに吸音材５６を設けるのがよく、好ましくは吸音材５６が円筒形状であるのがよい。吸音材の典型例としてウレタンフォームなどの多孔且つ柔軟な合成スポンジを挙げることができる。

ブロワチューブ４の先端部分４４ａの形状に関し、この先端部分４４ａ（４２ａ）が先細り形状の場合も、先端部分４４ａ（４２ａ）の流れ方向上流端と下流端とが同じ内径を備えた先端部形状である場合も同様の騒音低減効果が得られる。更に、ブロワチューブ４の先端部分４４ａを先細りにすることで、ブロワチューブ４から流出する高速気流の外周部分が軸線方向に偏向されるため、ブロワチューブ４から吐出される高速気流の直進性が高まり、これによりパワーブロア１００の作業性を向上することができる。同様に、少なくとも１段の突起群４８（４６）を設けた場合も、ブロワチューブ４から流出する高速気流の外周部分を軸線方向に偏向することができるため、ブロワチューブ４から吐出される高速気流の直進性が高まる。

本発明は、手持ち式の送風作業機、背負い式の送風作業機、定置式の送風作業機に適用することができる。また、動力源として内燃エンジンを備えた送風作業機の他に電動モータを駆動源とする送風作業機にも適用することができる。

１００手持ち式パワーブロワ
２ブロワ本体
４ブロワチューブ
６内燃エンジン（空冷式単気筒２ストローク）
８遠心式送風機構
４２チューブ本体
４２ａチューブ本体の先細りの先端部
４４アタッチメント
４４ａアタッチメントの先細りの先端部
４６第２段目の突起（チューブ本体の第１の突起）
４８第１段目の突起（アタッチメントの第２の突起）

Claims

駆動源によって駆動される送風機構を内蔵したブロワ本体を備えた送風作業機に脱着可能なブロワチューブであって、前記ブロワ本体に連結され、前記送風機構が生成した高速気流を受け入れて外部に放出するブロワチューブにおいて、
該ブロワチューブの先端部に周方向に離間して配置され且つ該ブロワチューブの径方向内方に向けて突出した複数の突起を有し、
前記複数の突起が、前記ブロワチューブの先端部に位置する第１段目の突起群と、該第１段目の突起群から前記ブロワチューブ内の高速気流の流れ方向上流側に離間した第２段目の突起群との少なくとも２段に配置された突起群で構成されていることを特徴とする送風作業機用のブロワチューブ。
前記第１段目の突起群に含まれる突起の数と前記第２段目の突起群に含まれる突起の数が同じである、請求項１に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
前記第１段目の突起群に含まれる突起の数が奇数であり、前記第２段目の突起群に含まれる突起の数が奇数である、請求項２に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
前記第１段目の突起群に含まれる複数の突起と、前記第２段目の突起群に含まれる複数の突起が、正面視したときに互い違いとなるように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
前記第１段目の複数の突起と、前記第２段目の複数の突起が正面視したときに等間隔に互い違いに配置されている、請求項４に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
前記ブロワチューブの途中部分にブロワチューブの内径を拡大した拡大室を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
前記拡大室内部に吸音材が配置されている、請求項６に記載の送風作業機用のブロワチューブ。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のブロワチューブと、
該ブロワチューブに高速気流を供給するための送風機構と、
該送風機構を駆動する駆動源とを有する送風作業機。