JP6727006B2 - 送風作業機 - Google Patents

Description

本発明は、ボリュートから噴き出させた空気によって落葉等を吹き集めるようにして清掃作業に用いる送風作業機に関する。

特許文献１には送風作業機が開示されており、この送風作業機は作業者が背負う背負フレームと、背負フレームに搭載したボリュートと、ボリュート内に回転可能に設けた羽根車と、羽根車を回転させるエンジンとを備えている。この送風作業機のボリュートは、内周部に渦形の送風路が形成され、渦形の送風路の中心軸の軸方向の一方となる前側に吸気開口部が形成された本体部と、本体部の外周部にて渦形の送風路が内部に連続した状態で形成されて、吸気開口部から吸い込んだ空気を噴出させる噴出筒部と有している。エンジンの駆動によってボリュート内で羽根車を回転させると、吸気開口部から本体部内に吸い込まれた空気は遠心方向に噴き出されて渦形の送風路で昇圧されて噴出筒部から噴出される。噴出筒部から噴き出された空気は噴出筒部に接続した送風管の先端から地面に向けて噴き出され、地面に広範囲に散る落葉等は吹き集められる。

特開２００２−２５７０９７号公報

特許文献１の送風作業機においては、羽根車を回転させるエンジンによる騒音だけでなく、ボリュート内にて羽根車の回転により生じる騒音が問題となっている。ボリュート内にて羽根車の回転により生じる騒音は、ボリュートの本体部内の送風路の最も上流となる位置と送風路の下流部との間に設けられた舌部（図４の従来技術に示している）を回転する羽根車の各羽根部が通過するときの圧力の変化に起因していることを知得した。具体的には、回転する羽根車の羽根部が舌部を通過するときに舌部周辺で急激に圧力が上昇し、回転する羽根車の羽根部が舌部を通過し終えたときに舌部周辺で急激に圧力が下降し、各羽根部が舌部を通過する度に舌部周辺の圧力の急上昇と急降下を繰り返すことによって生じる音波が羽根車の回転により生じる騒音の一因となっている。本発明は、送風作業機において、ボリュート内にて羽根車の回転により生じる騒音を低減させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、内周部に渦形の送風路が形成され、渦形の送風路の中心軸の軸方向の少なくとも一方に吸気開口部が形成された本体部と、本体部の外周部にて渦形の送風路が内部に連続した状態で形成されて、吸気開口部からから吸い込んだ空気を噴出させる噴出筒部とを有したボリュートと、渦形の送風路の中心軸と平行な回転軸を有して、ボリュートの本体部内に回転可能に設けられた回転基板と、回転基板に回転軸の軸方向に突出するよう設けられ、回転基板の周方向に間隔を介して配置された複数の羽根部を有し、吸気開口部から吸い込んだ空気を遠心方向に噴き出すことで本体部内の渦形の送風路で昇圧させて噴出筒部から噴出させる羽根車と、羽根車を回転させる原動機とを備えた送風作業機であって、ボリュートの本体部内の羽根車の風が吹き出る位置と対向する位置には渦形の送風路の最も上流となる位置から風の流れる方向と逆向きに送風路に沿って延びる舌部を形成し、舌部の渦形の送風路に沿った方向の長さを羽根車の複数の羽根部の各間隔の２倍〜３倍の長さとするとともに、舌部における渦形の送風路の中心軸の軸方向の長さを風の上流側に進むにつれて短くなるように傾斜させたことを特徴とする送風作業機を提供するものである。

上記のように構成した送風作業機においては、ボリュートの本体部内で回転する羽根車の羽根部は傾斜した舌部を通過するので、羽根部が舌部を通過するときに、舌部周辺で圧力が急激に上昇及び下降をしないようになるとともに、２〜４つの羽根部が舌部を常に通過するために、舌部周辺での圧力の変動を少なくすることができ、羽根車の回転により生じる騒音を低減させることができるようになった。このように構成した送風作業機においては、舌部の送風路に沿った方向の長さを羽根車の回転軸の軸方向における舌部の最も長い部分での長さより２倍以上とするのが好ましい形状である。

上記のように構成した送風作業機においては 羽根車の回転軸の軸方向における舌部の最も長い部分で羽根車の羽根部の回転軸の軸方向の長さの半分より長く延出させるのが好ましい

本発明の背負式ブロワの斜め後方から見た斜視図である。 ボリュートの正面図である。 ボリュートの前側部を取り外して内部が見えるようにした斜視図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。 舌部の周辺の圧力の変動を記したグラフであり、従来技術の舌部の周辺の圧力の変動を記したグラフ（ａ）と、本発明の舌部の周辺の圧力の変動を記したグラフ（ｂ）。

以下、本発明の送風作業機の一実施形態である背負式ブロワの実施形態を添付図面を参照して説明する。図１に示したように、背負式ブロワ１０は、作業者が背負う背負フレーム１１と、背負フレーム１１に搭載したボリュート２０と、ボリュート２０内に回転可能に設けた羽根車２４と、羽根車２４を回転させる原動機２５とを備えている。

背負フレーム１１は作業者がボリュート２０と原動機２５とを背負って運ぶためのものである。背負フレーム１１は、作業者の背中に沿って配置される背板部１２と、背板部１２の下端から後方に延びる台座部１３とからなり、側面から見た形状がＬ字形をしている。背負フレーム１１の台座部１３には前側にボリュート２０が搭載されている。ボリュート２０の後側には原動機２５が一体的に組み付けられており、原動機２５はボリュート２０を介して背負フレーム１１に搭載されている。

図２及び図３に示したように、ボリュート２０は羽根車２４を内部に設けた本体部２１と、本体部２１の右側部に一体的に設けた噴出筒部２２とを備えている。図３に示したように、この実施形態のボリュート２０は後側部２０ａと、前側部２０ｂとからなり、これら前後側部２０ａ，２０ｂをねじによって互いに一体的に組み付けたものである。本体部２１の内周部には前後方向に延びる中心軸Ｃを中心とした渦形の送風路２１ａが形成されており、本体部２１の前側には空気を吸い込むための吸気開口部２１ｂが形成されている。本体部２１内の渦形の送風路２１ａは右側部の上下方向の中間部から始まり、本体部２１の内周部にて前側から見て反時計回りに渦形となるように徐々に広く形成されている。吸気開口部２１ｂは本体部２１の渦形の送風路２１ａの渦の中心軸Ｃの軸方向の一方となる本体部２１の前側に形成されている。本体部２１の右側部に一体的に形成された噴出筒部２２にも送風路２２ａが形成されており、噴出筒部２２の送風路２２ａは本体部２１の渦形の送風路２１ａと連続して形成されている。噴出筒部２２には送風管２３が連通接続されており、噴出筒部２２から噴き出された空気は送風管２３によって地面に導かれるようになっている。

図３に示したように、ボリュート２０の本体部２１内には羽根車２４が回転可能に設けられており、ボリュート２０の本体部２１の後側には羽根車２４を回転させる原動機２５が組み付けられている。羽根車２４はボリュート２０の本体部２１の渦形の送風路２１ａの中心軸Ｃと同軸的（平行）な回転軸ＡＸを有した円形の回転基板２４ａと、回転基板２４ａの前面に設けられた複数の羽根部２４ｂと、羽根部２４ｂの前側にて円環形の側板２４ｃとを有したクローズ式の羽根車である。回転基板２４ａの前面には回転軸ＡＸの軸方向となる前側に突出する複数の羽根部２４ｂが設けられており、これら複数の羽根部２４ｂは回転基板２４ａの回転方向（周方向）に互いに間隔を介して配置されている。複数の羽根部２４ｂの間隔は等間隔に配置されたものであってもよいし、不等間隔に配置されたものであってもよい。

原動機２５は内燃機関のエンジンを用いたものであり、原動機２５の駆動によって回転する駆動軸（図示省略）にはボリュート２０の本体部２１内に突出して羽根車２４が固定されている。原動機２５を駆動させると、羽根車２４がボリュート２０の本体部２１内で回転する。羽根車２４がボリュート２０内で回転すると、ボリュート２０の本体部２１の前側の吸気開口部２１ｂから吸い込まれた空気が回転する各羽根部２４ｂにより羽根車２４の周部から遠心方向に噴き出され、噴き出された空気は渦形の送風路２１ａにより昇圧されて噴出筒部２２の送風路２２ａに送られ、噴出筒部２２から噴き出された空気は送風管２３を通って地面に噴き出される。

図３及び図４に示したように、ボリュート２０の本体部２１内には送風路２１ａの最も上流となる位置と送風路２１ａの下流部との間に舌部２１ｃが設けられており、舌部２１ｃは送風路２１ａの最も上流となる位置から風の流れる方向と逆向きに送風路２１ａに沿って延びている。舌部２１ｃは羽根車２４の風の吹き出る位置と対向する位置に形成されている。舌部２１ｃは送風路２１ａに沿った方向の長さが羽根車２４の複数の羽根部２４ｂの間隔より長く形成されている。具体的には、舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さは複数の羽根部２４ｂの間隔の２倍の長さとなっており、回転する羽根車２４の２つの羽根部２４ｂが必ず同時に舌部２１ｃを通過するようになっている。舌部２１ｃの前後方向の長さ（羽根車２４の回転軸ＡＸの軸方向の長さ）は送風路２１ａに沿った方向にて風の上流側に進むにつれて短くなるように傾斜している。舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さは舌部２１ｃの前後方向の長さ（渦形の送風路２１ａの中心軸Ｃの軸方向の長さ）の最も長い部分よりも２倍以上の長さとなっている。また、舌部２１ｃにおける渦形の送風路２１ａの中心軸Ｃの軸方向で最も長い部分を、羽根車２４の羽根部２４ｂにおける回転軸ＡＸの軸方向の長さの半分より長い位置まで延出している。舌部２１ｃはボリュート２０の後側部２０ａに一体的に形成されており、舌部２１ｃの前後方向で最も長く延びた部分はボリュート２０の前側部２０ｂの内周面に当接している。

上記のように構成した背負式ブロワ１０の作動について説明する。原動機２５を駆動させると羽根車２４が回転し、ボリュート２０の本体部２１の前側の吸気開口部２１ｂから吸い込まれた空気が回転する各羽根部２４ｂによって羽根車２４の周部から遠心方向に噴き出され、噴き出された空気は渦形の送風路２１ａで昇圧されて噴出筒部２２に送られ、噴出筒部２２から噴き出された空気は送風管２３を通って地面に噴き出される。作業者が送風管２３のグリップ２３ａを把持して先端開口を作業者の前側で左右に回動させると、地面に広範囲に散る落葉等が吹き集められる。

この背負式ブロワ１０においては、ボリュート２０の本体部２１内の羽根車２４の風が吹き出る位置（周部）と対向する位置には、本体部２１の送風路２１ａの最も上流となる位置から風の流れる方向と逆向きに送風路２１ａに沿って延びる舌部２１ｃが形成されている。この舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さは羽根車２４の複数の羽根部２４ｂの各間隔の２倍の長さとするとともに、舌部２１ｃの前後方向の長さ（舌部２１ｃにおける渦形の送風路２１ａの中心軸Ｃの軸方向の長さ）を風の上流側に進むにつれて短くなるように傾斜させている。

従来の背負式ブロワのボリュートの本体部内で羽根車を回転させたときには、図５（ａ）に示したように、羽根車の羽根部が舌部を通過するときに、舌部の周辺で圧力が急激に上昇と下降とをし、複数の羽根部が舌部を連続して通過する度に、舌部の周辺で圧力が急激に上昇と下降とを繰り返すことによって生じる音波による騒音が発生していた。

これに対し、本発明の背負式ブロワ１０のボリュート２０の本体部２１内で羽根車２４を回転させたときには、舌部２１ｃが風の上流側に進むにつれて前後方向に短くなるように傾斜している。図５（ｂ）に示したように、羽根車２４の羽根部２４ｂが舌部２１ｃを通過する時間が長くなるため、舌部２１ｃの周辺で圧力が急激に上昇及び下降をしないようになり（各羽根部２４ｂが通過するときの圧力を１点鎖線で示し、隣り合う各羽根部２４ｂが通過するときの圧力の和を実線で示している）、舌部２１ｃの周辺で圧力が急激に上昇と下降とを繰り返すことによって生じる音波による騒音の発生を抑制することができるようになった。

また、舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さを羽根車２４の複数の羽根部２４ｂの間隔の２倍としている。このため、回転する羽根車２４の２つの羽根部２４ｂが必ず同時に舌部２１ｃを通過するようになり、舌部２１ｃの周辺で１つの羽根部２４ｂが通過した後に下降する圧力と次の羽根部２４ｂが通過するときに上昇する圧力とが重なり合うことで、舌部２１ｃの周辺での最低圧力を上昇させることができる。これによって、舌部２１ｃの周辺の最大圧力と最低圧力の変動ΔＰを小さくできるようになり、舌部２１ｃの周辺で圧力が急激に上昇と下降とを繰り返すことによって生じる騒音の発生を抑制することができた。なお、舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さは羽根車２４の複数の羽根部２４ｂの各間隔の２倍の長さとしたが、本発明はこれに限られるものでなく、舌部２１ｃの送風路２１ａに沿った方向の長さは羽根車２４の複数の羽根部２４ｂの各間隔の２〜３倍の長さとしたものであれば、羽根車２４から送風路２１ａに噴き出される風の出力をあまり低減させることなく騒音の発生を抑制することができる。また、羽根車２４の複数の羽根部２４ｂを周方向に不等間隔に配置したときには、羽根部２４ｂの最も間隔の大きいものを基準とするのが好ましい。

上記の実施形態では、原動機２５は内燃機関のエンジンよりなるが、本発明はこれに限られるものでなく、原動機２５にバッテリや外部電源により駆動する電動モータを用いたものであってもよく、このようにしたときにも上述したのと同様の作用効果を得ることができる。

また、送風作業機の一実施形態として背負式ブロワについて説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、手持ち式のブロワにも適用されるものである。

１０…送風作業機、２０…ボリュート、２１…本体部、２２…噴出筒部、２４…羽根車、２４ａ…回転基板、２４ｂ…羽根部、２５…原動機。

Claims (2)

1. 内周部に渦形の送風路が形成され、前記渦形の送風路の中心軸の軸方向である第１方向の少なくとも一方に吸気開口部が形成された本体部と、前記本体部の外周部にて前記渦形の送風路が内部に連続した状態で形成されて、前記吸気開口部から吸い込んだ空気を噴出させる噴出筒部とを有したボリュートと、
   前記渦形の送風路の中心軸と平行な回転軸を有して、前記ボリュートの本体部内に回転可能に設けられた回転基板と、前記回転基板に前記回転軸の軸方向に突出するよう設けられ、前記回転基板の回転方向に間隔を介して配置された複数の羽根部を有し、前記吸気開口部から吸い込んだ空気を遠心方向に噴き出すことで前記本体部内の渦形の送風路で昇圧させて前記噴出筒部から噴出させる羽根車と、
   前記羽根車を回転させる原動機とを備えた送風作業機であって、
   前記噴出筒部に、前記噴出筒部から噴き出された空気を地面に導く送風管を連通接続し、
   前記ボリュートの本体部内の前記羽根車の風が吹き出る位置と対向する位置には前記渦形の送風路の最も上流となる位置から風の流れる方向と逆向きに前記送風路に沿って延びる舌部を形成し、
   前記舌部の前記渦形の送風路に沿った方向である第２方向の長さを前記羽根車の複数の羽根部の各間隔の２ 〜 ３ 倍の長さとするとともに、前記舌部における前記第１方向の長さを風の上流側に進むにつれて短くなるように傾斜させ、
   前記舌部の前記第２方向の長さを前記舌部の前記第１方向の最も長い部分での長さより２倍以上としたことを特徴とする送風作業機。
2. 請求項１に記載の送風作業機において、
   前記舌部における前記第１方向で最も長い部分を、前記羽根車の羽根部における前記回転軸の軸方向の長さの半分より長い位置まで延出させたことを特徴とする送風作業機。

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