JP5620690B2 - ブロワ - Google Patents

Description

この発明は、例えば建築作業現場において、発生した粉塵等に風を吹き当てて寄せ集めるための送風機あるいは逆に粉塵等を吸塵するための集塵機として用いられるブロワに関する。

従来、この種のブロワは、本体ハウジングに内装したファンをモータで回転させ、これにより本体ハウジングに設けた吸気口から送風口に至る風の流れを発生させて、送風口から送風し、かつ吸気口から吸塵する構成を備えている。このため、このブロワでは、モータの駆動音とは別に、吸気口から送風口に向かう風の流れによって騒音（送風音）が発生する。従って、この種のブロワでは送風音の低騒音化が望まれている。
従来、この種のブロワに関する技術が下記の特許文献に開示されている。特許文献１には使用中に発生する静電気を除去するための技術が開示されており、特許文献２には低騒音化のための技術が開示されている。後者の特許文献２に開示された低騒音化技術は、吸気口と送風口にそれぞれ多数の小孔を備えた筒体形のマフラーと特殊な吸音材を介在させて特定周波数帯域の騒音を低減する構成となっていた。

特開２００１−５０１９６号公報 特開昭４５−３０３８９号公報

しかしながら、各種の作業現場で補助的に用いられるブロワについて、上記マフラーや特殊な吸音材を備えた構成とすることはその構成の複雑化を招き、また大きなコストアップを招く問題がある。主として作業者が手に持って使用する軽量かつコンパクトなブロワについて、そのまま上記従来の技術を適用するのではなく、より簡易かつ低コストな構成で同等の低騒音化を実現できることが望ましい。
本発明は、この種のブロワにおいて、従来にない簡易かつ低コストな構成でその低騒音化を図ることを目的とする。

このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成のブロワとした。
請求項１記載のブロワによれば、ファンの回転により送風口に風の流れ（送風）が発生する。この送風には、ファンの羽根数や回転数に基づいて高圧領域と低圧領域が送風方向に繰り返される圧力変化（脈動）が発生する。このため、送風路に送風が発生すると、その圧力変化により送風の一部が消音孔を経て送風路と消音室との間で出入りする空気の流れが発生する。消音孔を経て送風路と消音室との間で空気の流れが発生すると、消音孔を通過する空気と消音孔の縁部との間の摩擦による摩擦熱が発生するため、送風音の音エネルギーが摩擦（熱）エネルギーに変換され、これにより送風音が低減（消音化）される。
このように、送風路に併設して消音室を区画形成し、この消音室と送風路を消音孔で連通して消音するヘルムホルツ共鳴器の原理を利用して送風音の一次成分を低減する構成であり、従来のマフラーや特殊な消音材を用いて消音する構成ではないので簡易かつ低コストな構成で高い消音（吸音）効果を得ることができる。
このような簡易かつ低コストな構成で高い消音効果を得ることができるので、比較的軽作業かつ補助的な送風作業若しくは集塵作業に用いられるブロワとして好適に実施することができる。
請求項１記載のブロワによれば、送風路に消音室と消音孔を併設した送風口及びこれを備えた本体ハウジングの製作及び組み立て工程の簡略化を図ることができる。
請求項１記載のブロワによれば、左右半割りハウジングの送風口となる部分に壁部を設定し、これを左右突き合わせれば消音室と消音孔が形成されることから、その製作工程及び組み立て工程を一層簡略化して低コスト化を図ることができる。
請求項２記載のブロワによれば、より効率よく消音効果を得ることができる。
また、このようなブロワによれば、別途製作した消音アダプタを本体ハウジングの送風口に取り付ければ、請求項１記載の騒音低減構造と同様の消音効果を得ることができる。このように、送風路に併設する消音室と両者を連通する消音孔は、本体ハウジング側に一体に設ける構成の他、本体ハウジングとは別途用意したアダプタに設ける構成とすることのいずれであっても同じ消音効果を得ることができ、また構成の簡略化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の実施形態を示す図で、ブロワの全体側面図である。本図では送風口周辺が縦断面で示されている。 図１の(II)矢視図であって、ブロワの平面図である。本図では、送風口周辺が得横断面で示されている。 図１の(III)-(III)線矢視図であって、送風口の縦断面図である。 騒音低減部の拡大側面図である。 第２実施形態に係る騒音低減構造を示す図であって、吹き出し口及び消音アダプタの縦断面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るブロワ１を示している。このブロワ１は、本体ハウジング１０に駆動源としての電動モータ２を内装した構成を備えている。本体ハウジング１０の前部に筒体形の送風口１１が一体に設けられ、下部にスリット形状の複数の吸気口１２〜１２が設けられている。また、本体ハウジング１０の後部には、ループ形のハンドル部１３が設けられ、その下側に電源としてのバッテリパック１４が装着されている。このバッテリパック１４を電源として電動モータ２が起動する。このバッテリパック１４は取り外して、別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。ハンドル部１３の上部には、押しボタン式の起動スイッチ１３ａと停止スイッチ１３ｂが設けられている。起動スイッチ１３ａを押し操作すると電動モータ２が起動し、停止スイッチ１３ｂを押し操作すると電動モータ２が停止する。
電動モータ２の出力軸に、ファン３が取り付けられている。例示したファン３にはいわゆる遠心ファンが用いられている。ファン３は、９枚のフィン３ａ〜３ａを備えている。図２及び図３に示すように本体ハウジング１０のほぼ中央には側方へ円板形に張り出すファンケース部１５が設けられている。電動モータ２の起動によりファン３が回転すると、吸気口１２から外気が吸気され、これが各フィン３ａから放射方向に吹き出されてファンケース部１５の内面に吹き当てられ、これにより図２において反時計回り方向の旋回流となって順次送風口１１から吹き出される。
この送風口１１に、送風音を低減するための騒音低減部２０が設けられている。本実施形態に係るブロワ１は、この騒音低減部２０について特徴を有するもので、その他ブロワ１としての基本的な構成については従来と同様の構成で足りる。

本体ハウジング１０は、いわゆる樹脂製ハウジングで、それぞれ個別に一体成形された左右の半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒを相互に突き合わせて結合した半割り構造を備えている。両半割りハウジング１０Ｌ、１０Ｒは、図１中白抜きの矢印で示した送風方向について左右に二分されている。図２，３では、左右半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒの突き合わせ面に符号Ｊが付されている。左右の半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒは、ファンケース部１５を除いて概ね相互に左右対称に構成されている。本体ハウジング１０の送風口１１、吸気口１２、ハンドル部１３となる各部分については、両半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ一体に成形されている。
本体ハウジング１０の前部に一体に設けられた送風口１１はほぼ円筒形状を有しており、本体ハウジングの半割り構造に合わせて左右の半割り構造を有している。また、送風口１１に設けた騒音低減部２０も左右半割り構造を備えている。このため、左右の半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒを相互に突き合わせて本体ハウジング１０が形成されると、これとともに送風口１１及び騒音低減部２０が形成される。
送風口１１の内部には、上側の上壁部１６ａと下側の下壁部１６ｂが一体に形成されている。この上壁部１６ａと下壁部１６ｂとの間に、送風路１６が区画形成されている。この送風路１６の風上側はファンケース部１５内に連通されており、ファン３の回転により発生する送風は、この送風路１６を経て送風口１１に取り付けたノズルの先端から吹き出される。

図４に騒音低減部２０の詳細が示されている。この騒音低減部２０は、この送風路１６の下側に設けられている。この騒音低減部２０は、消音室２１と消音孔２２を備えている。消音室２１は、下壁部１６ｂとその下面側に一体に成形した円弧形状の底壁部２１ａと前後の壁部２１ｂ，２１ｃによって区画形成されている。消音孔２２は、下壁部１６ｂに形成されている。この消音孔２２を経て消音室２１が送風路１６に連通されている。消音室２１は、この消音孔２２を除いて他の空間部に対して気密に閉塞されている。
上下壁部１６ａ，１６ｂと底壁部２１ａと前後の壁部２１ｂ，２１ｃと消音孔２２は、本体ハウジング１０の左右半割り構造に合わせて同じ左右半割り構造を有している。従って、左右半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒの送風口１１となる部分に一体に成形した各壁部が左右相互に突き合わされてそれぞれ上下壁部１６ａ，１６ｂと底壁部２１ａと前後の壁部２１ｂ，２１ｃと消音孔２２が形成される。このため、左右半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒを突き合わせて本体ハウジング１０が形成されれば、これら各壁部が同時に突き合わされて消音室２１と消音孔２２が同時に形成され、従って上記したように当該騒音低減部２０が同時に形成される。従って、消音室２１及び消音孔２２について特別の手間を掛けることなく当該騒音低減部２０が形成される。

このように設けた騒音低減部２０によれば、送風路１６内の送風にはファン３の羽根数に対応した圧力変化（脈動）が発生し、この圧力変化によって当該送風路１６と消音室２１との間で空気の出入り（流れ）が発生する（ヘルムホルツ共鳴器の原理）。消音孔２２を経て送風路１６と消音室２１との間で空気の出入りが発生すると、消音孔２２の縁部とこれを通過する空気との間で摩擦が発生し、その結果摩擦熱が発生する。こうして摩擦熱が発生することにより、送風路１６を通過する送風の音エネルギーが熱エネルギーに変換され、その分だけ送風音が低減される。
消音室２１の容積と消音孔２２の孔径は、ファン３の羽根数と回転数等の要因により変化する周波数に合わせて適切に設定されている。本実施形態では、前記したように９枚の羽根（フィン）を有するファン３の回転数が１６，０００ｒｐｍに設定されていることから、送風音の周波数は約２．４ｋＨｚとなっている。これに対して消音室２１の容積は、１４，１００ｍｍ³に設定され、消音孔２２は直径２５ｍｍで形成されて、その深さとなる下壁部１６ｂの肉厚ｔは１．５ｍｍに設定されている。このように各部の寸法設定を適切に行うことにより、高い騒音低減効果が得られることが本出願人の検証によって確認されている。例示した構成の場合、送風口１１から吹き出される送風の一次成分の騒音レベルが、特別の騒音低減機能を備えない現行機に比して約５〜１０ｄＢ程度低下することが確認され、これにより甲高い耳障りな音がなくなりかつその音質も改善され、この点で当該ブロワ１の使い勝手を向上させることができた。

以上のように構成した本実施形態のブロワ１によれば、送風口１１に設けた騒音低減部２０によって送風音が低減される。この騒音低減部２０は、送風路１６に併設した消音室２１と両者を連通する消音孔２２を備え、これらは本体ハウジング１０に一体に成形されて半割り構造を有することから当該本体ハウジング１０が形成されれば同時に形成される。これは、半割りハウジング１０Ｌ，１０Ｒを成形するための成形型の比較的容易な変更のみよって実現することができる。このことから、本実施形態によれば、従来のマフラーや特別の消音材を用いる構成に比して簡易かつ低コストな騒音低減部２０を実現できる。

以上説明した第１実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、例示した第１実施形態では、騒音低減部２０を備える送風口１１が左右半割り構造の本体ハウジング１０に一体に設けられた構成を例示したが、別体で製作されて適宜交換して本体ハウジングに装着可能とした送風口に設ける構成としてもよい。係る本体ハウジングとは別体の送風口は、騒音低減用の消音アダプタとして用いることができる。この消音アダプタによれば、特別の騒音低減構造を備えない既存のブロワに装着（後付け）することにより同等の騒音低減効果を得ることができる。係る構成が特許請求の範囲の請求項５に記載した発明の実施形態に相当する。
この第２実施形態に係る消音アダプタ３０が図５に示されている。図５ではブロワ１の前部に設けた送風口１７のみが示されている。ブロワ１の基本的構成は前記第１実施形態と同じで特に変更を要しない。この送風口１７には、前記例示した消音部２０は設けられていない。この送風口１７に対して消音アダプタ３０を脱着することができる。
消音アダプタ３０は、概ね筒体形状を有し、本体ハウジング１０と同じく樹脂製の左右の半割り構造を有している。この消音アダプタ３０の内周側において上壁部３１ａと下壁部３１ｂによって送風路３１が区画形成されている。当該消音アダプタ３０の送風口１７への取り付け状態ではその送風路１６に送風路３１が連通される。
消音アダプタ３０には上下２つの騒音低減部３２，３３が設けられている。下側の騒音低減部３２は、下壁部３１ｂに沿って設けた消音室３２ａと下壁部３１ｂに設けた消音孔３２ｂを備えている。上側の騒音低減部３３は、上壁部３１ａに沿って設けた消音室３３ａと上壁部３１ａに設けた消音孔３３ｂを備えている。下側の消音室３２ａと上側の消音室３３ａはそれぞれ消音孔３２ｂ，３３ｂを除いて密閉空間に区画されている。下側及び上側の消音孔３２ｂ，３３ｂの孔径は、それぞれファン３の羽根数と回転数等の要因により変化する送風音の周波数に基づいて適切に設定されている。
このように構成した消音アダプタ３０によって、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、ブロワ本体側の送風口に対して脱着可能な消音アダプタ３０であるので、特別の騒音低減機能を備えない既存のブロワに対して例示した消音アダプタ３０を装着することにより大きな騒音低減効果を得ることができ、この点で後付け用の消音アダプタ３０として利用することができる。

以上説明した２実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、消音室２１，３２ａ，３３ａの容積と消音孔２２，３２ｂ，３３ｂの孔径等の各部の寸法については、使用するファンの羽根数や回転数により変化する送風音の周波数に基づいて適宜変更して実施することができる。
また、一つの消音室について複数の消音孔を設ける構成としてもよく、送風方向に複数の消音室を配置する構成としてもよい。
さらに、バッテリパックを電源として内蔵モータを駆動させる充電式ブロワ１を例示したが、交流電源を電源とする交流式ブロワ、あるいはモータではなく内燃機関を駆動源とするエンジンブロワに適用することもできる。
また、送風口１１，１７若しくは消音アダプタ３０から送風するブロワ１を例示したがファンを逆回転させて送風口から集塵（吸気）する場合に適用することもでき、従って送風側（排気側）若しくは吸気側のいずれにも適用でき、要は風の流れが発生し、ファンの羽根数等の要因によって圧力変化が発生する場合に例示した騒音低減部を適用することができる。

１…ブロワ
２…電動モータ
３…ファン、３ａ…羽根（フィン）
１０…本体ハウジング
１０Ｌ…半割りハウジング（左）、１０Ｒ…半割りハウジング（右）
１１…送風口
１２…吸気口
１３…ハンドル部、１３ａ…起動スイッチ、１３ｂ…停止スイッチ
１４…バッテリパック
１５…ファンケース部
１６…送風路、１６ａ…上壁部、１６ｂ…下壁部
１７…送風口（第２実施形態）
２０…騒音低減部
２１…消音室、２１ａ…底壁部、２１ｂ…前壁部、２１ｃ…後壁部
２２…消音孔
３０…消音アダプタ
３１…送風路、３１ａ…上壁部、３１ｂ…下壁部
３２，３３…騒音低減部（第２実施形態）
３２ａ，３３ａ…消音室、３２ｂ，３３ｂ…消音孔

Claims (2)

1. 回転するファンを内装した本体ハウジングに吸気口と送風口を備えたブロワであって、前記送風口の送風路に消音室を併設し、該消音室と前記送風路との間を消音孔で連通し、
   前記本体ハウジングは、前記送風口の送風方向について左右に２分された半割り構造を備えており、該半割り構造に合わせて前記消音室と前記消音孔が半割り構造とされ、
   前記本体ハウジングの左右半割りハウジングは、それぞれ樹脂の一体成形により形成されており、該半割りハウジングの前記送風口となる部分に一体成形した壁部が左右相互に突き合わされて前記消音室が区画形成されるとともに前記消音孔が形成される構成としたブロワ。
2. 請求項１に記載したブロワであって、前記ファンの羽根数と回転数に基づいて、前記消音室の容量と前記消音孔の孔径を設定したブロワ。

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