(57)【要約】【課題】風路内を伝搬する音の全てを効果的に低減することができる消音構造体及びそれを備えた設備機器を提供することを目的としている。それに加えて、長寿命であり、長期間にわたって消音効果を維持可能にした消音構造体を提供する。【解決手段】消音構造体５０は、風路１０内に配置され、少なくとも風路１０の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に配置され、樹脂材料を筒状に成型して構成したことを特徴とする。【選択図】図１
2010110395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風路内に配置される消音構造体であって、
少なくとも前記風路の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に配置され、樹脂材料を筒状に成型して構成した
ことを特徴とする消音構造体。
【請求項２】
前記樹脂材料の長さを１０ｍｍ以上、太さを５μｍ以下とし、成型した前記樹脂材料の厚みを５ｍｍ以上とする
ことを特徴とする請求項１に記載の消音構造体。
【請求項３】
前記樹脂材料として、
ポリエチレンテレフタレート、ウレタン発泡材料、あるいは、フェルト状の繊維材料を含有させている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の消音構造体。
【請求項４】
前記樹脂材料とともに前記樹脂材料とは異なる樹脂材料からなるバインダー材を３０％〜３５％混練させている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項５】
前記バインダー材の長さを１０ｍｍ以上、太さを５μｍ以上とする
ことを特徴とする請求項４に記載の消音構造体。
【請求項６】
前記樹脂材料の内周面側を被膜した
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項７】
前記被膜の所定位置に、所定面積を有する開口部を設けた
ことを特徴とする請求項６に記載の消音構造体。
【請求項８】
前記開口部は、
前記皮膜の一部にスリットを形成することで構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の消音構造体。
【請求項９】
前記スリットを複数設け、
前記複数のスリットを千鳥配置としている
ことを特徴とする請求項８に記載の消音構造体。
【請求項１０】
前記開口部は、
前記風路の端部に前記被膜を固着しない面を一部又は周回的に形成することで構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の消音構造体。
【請求項１１】
前記被膜の厚みを３５μｍ以上１００μｍ以下とする
ことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１２】
前記樹脂材料の内周面側を溶解凝固させて被膜を形成する
ことを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１３】
前記樹脂材料をポリエチレンテレフタレートで構成するものにおいて、
前記樹脂材料と同材料のポリエチレンテレフタレートで樹脂膜を成型し、この樹脂膜を前記樹脂材料の内周面側に密着させて被膜する
ことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１４】
前記樹脂膜と前記樹脂材料とを、ポリエチレンテレフタレート粉末材を含有する接着剤で密着する
ことを特徴とする請求項１３に記載の消音構造体。
【請求項１５】
前記被膜の表面に格子状に成型した樹脂製のネットを設ける
ことを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１６】
前記樹脂材料の少なくとも一方の端面に前記樹脂材料の剥離を防止する剥離防止治具を備える
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１７】
前記被膜の表面に帯電防止材を含有させた膜を形成する、あるいは、前記被膜を構成する樹脂材料に帯電防止材を混練させている
ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の消音構造体。
【請求項１８】
風路内に配置される消音構造体であって、
少なくとも前記風路の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に配置され、
樹脂材料を筒状に成型した吸音材の表面に、
１００μｍ以下の樹脂材料による被膜を設けた吸音構造において、
前記被膜の所定位置に、所定面積を有する開口部を設けた
ことを特徴とする消音構造体。
【請求項１９】
前記開口部は、
前記皮膜の一部にスリットを形成することで構成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の消音構造体。
【請求項２０】
前記スリットを複数設け、
前記複数のスリットを千鳥配置としている
ことを特徴とする請求項１９に記載の消音構造体。
【請求項２１】
前記開口部は、
前記風路の端部に前記被膜を固着しない面を一部又は周回的に形成することで構成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の消音構造体。
【請求項２２】
掃除機本体と、吸込み具と、前記掃除機本体と前記吸込口とを接続するパイプと、を有する電気掃除機であって、
前記請求項１〜２１のいずれか一項に記載の消音構造体を前記パイプに備えた
ことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２３】
室内機と、前記室内機に供給する外気を導通する吸込ダクトと、前記室内機から供給される空気を導通する吹出ダクトと、を有した空気調和装置であって、
前記請求項１〜２１のいずれか一項に記載の消音構造体を前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトの少なくとも一つに備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風路内を伝搬する音を効果的に低減する消音構造体、この消音構造体を備えた電気掃除機、及びこの消音構造体を備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気掃除機から発生する騒音対策が種々検討されている。そのうちの１つとして、電気掃除機本体に接続させる吸込口体から発生する騒音を消音させるようにした技術が開示されている。そのようなものとして、「吸込口を有する吸込口本体に延長管に接続される回転管を回転自在に取付け、この回転管に消音部材を取付けたものにおいて、前記延長管と前記回転管との接続部またはその回転管自体に延長管接続部が上向きになるような屈曲部を形成した電気掃除機用吸込口体」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の電気掃除機では、電気掃除機の吸引経路途中であるパイプ部の吸込具に最も近接するように消音部を設け、且つ消音部の内壁には吸音材を設置し、吸音材を紙又はポリエステル膜などで保持していた。電気掃除機で清掃を開始すると、まず電動送風機によって生じた負圧により床用吸込具から延長管、蛇腹状ホース体を通じて掃除機本体へと気流が誘起される。その際に、吸込具での吸込み時に発生する気流の乱れに応じて流体騒音が生じ、吸込具や掃除機本体から不快な騒音が放射することになる。そこで、特許文献１に記載の電気掃除機では、消音部を設けることによって、不快な騒音を低減するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−５０３２９号公報（第２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電気掃除機の構造では、乱流が原因で吸込み口近傍に発生する騒音を低減することは可能である。しかしながら、このような構造では、吸込みの気流音とは逆に電気掃除機本体から吸込み口方向に伝搬してくる掃除機本体内部で発生する騒音や、パイプ部やパイプ部を含む掃除機本体全長で決定する気柱共鳴によるピーク周波数的な騒音成分、パイプを気流が通過するときにパイプ自体を加振し発生する振動音や摩擦音、パイプ自体からパイプ外部に透過する音放射成分、回転ブラシを備えるものにおける回転ブラシを回転させる回転モータのＮ成分（たとえば、１０００〜２０００Ｈｚ）を減衰することは困難であるという問題があった。
【０００６】
吸込口から吸込んだ画鋲等の突起物、あるいは、吸込口から吸込んだ粉塵と紙又はポリエステル膜とが摩擦することで発生する静電気が原因の埃付、によって吸音材を保持する紙又はポリエステル膜が損傷を受け、吸音材がパイプ内に突出してしまい、吸音材材料をパイプ内に飛散させるといった問題が生じていた。また、吸音材の種類によっては、吸音特性が得られないといった問題や、吸音材自身が経年劣化で吸音率を保持できなくなってしまうといった問題もあった。さらに、ポリエステル膜では膜振動が得られず、膜に抑えられている吸音材に対して騒音の音放射が入射せずにポリエステル膜で反射して、期待する吸音効果が得られないといった問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、風路内を伝搬する音の全てを効果的に低減することができる消音構造体及びそれを備えた設備機器を提供することを目的としている。それに加えて、長寿命であり、長期間にわたって消音効果を維持可能にした消音構造体、電気掃除機、及び空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る消音構造体は、風路内に配置される消音構造体であって、少なくとも前記風路の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に配置され、樹脂材料を筒状に成型して構成したことを特徴とする。また、本発明に係る電気掃除機は、掃除機本体と、吸込み具と、前記掃除機本体と前記吸込口とを接続するパイプと、を有する電気掃除機であって、上記の消音構造体を前記パイプに備えたことを特徴とする。さらに、本発明に係る空気調和装置は、室内機と、前記室内機に供給する外気を導通する吸込ダクトと、前記室内機から供給される空気を導通する吹出ダクトと、を有した空気調和装置であって、上記の消音構造体を前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトの少なくとも一つに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る消音構造体によれば、複雑な構造にすることなく構成でき、風路の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に少なくとも配置するので、風路内を伝搬する音の略全体の周波数帯域での音響減衰を図ることができる。また、本発明に係る電気掃除機及び空気調和装置によれば、上記の消音構造体を備えているので、容易に消音構造体を組み込むことができ、安定して騒音の少ないものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る消音構造体５０の構成を透視して示す概略図である。図２は、消音構造体５０の配置状態の一例を示す概略断面図である。図１及び図２に基づいて、消音構造体５０の構成及び作用について説明する。消音構造体５０は、風路内に配置され、風路内を伝搬する音を低減するものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図２には、風路１０内を伝搬する音の流れを破線矢印で、風路１０内を流れる気流を実線矢印で、それぞれ示している。
【００１１】
図１に示すように、消音構造体５０は、吸音材７２と、中空部７６と、で構成されている。つまり、消音構造体５０は、中空部７６を形成するように吸音材７２を筒状に成型して構成されている。この吸音材７２は、樹脂材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、再生ＰＥＴを含む）、ウレタン発泡材料、あるいは、フェルト状の繊維材料（不織布）を含有している。この吸音材７２には、長さが１０ｍｍ以上、太さが５μｍ以下のものを用いている。そして、成型した吸音材７２の厚みを５ｍｍ以上としている。なお、図１では、吸音材７２が円筒状に成型されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、角筒状に成型されていてもよい。
【００１２】
吸音材７２は、５μｍ以下の太さの樹脂材料を粉砕して１０ｍｍ以上の任意の長さに成型処理し、それに５μｍ以下の太さであって１０ｍｍ以上の任意の長さのバインダー材を３０％〜３５％混錬し、樹脂の繊維材料を精製し、加熱圧縮して、必要な目付け量（ｇ／ｍ２  ）を得るように成型することで構成されている。混練させたバインダー材の効果により、たとえば５ｍｍ以上とした吸音材７２の厚みの維持／管理ができるようになる。このバインダー材は、吸音材７２の主材料となるＰＥＴ、ウレタン発泡材料、あるいは、フェルト状の繊維材料とは異なる樹脂材料で構成されている。
【００１３】
吸音材７２を構成する樹脂材料及びバインダー材の太さ及び長さは、人体への影響を考慮して、上記のような範囲に設定している。消音構造体５０は、風路内に配置されるため、吸音材７２を構成している一部の樹脂材料やバインダー材が空気の流れに乗って風路外部に排出されることがある。この場合、樹脂材料及びバインダー材の太さ及び長さを上記の範囲以下に設定しておくと、人体に吸引されてしまった樹脂材料又はバインダー材が肺にまで到達し、蓄積されてしまうことになる。そこで、消音構造体５０では、吸音材７２を構成する樹脂材料及びバインダー材の太さ及び長さを上記の範囲に設定することで、人体に万が一吸引されたとしても、肺にまで到達しないようにしている。
【００１４】
なお、バインダー材は、ポリマー樹脂であればよく、たとえばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリマー樹脂を使用することができる。また、樹脂材料及びバインダー材で構成される吸音材７２の厚みは、５ｍｍ以上であればよいが、消音構造体５０が配置される風路の内径を考慮して１０ｍｍ程度とすることが望ましい。つまり、吸音材７２の厚みは、５ｍｍ以上であればよく、筒状に成型された際に中空部７６が形成されるような厚みであればよい。
【００１５】
以上のように構成された消音構造体５０は、図２に示すような風路１０内に配置される。この風路１０は、実施の形態２に係る電気掃除機のパイプや実施の形態３に係る空気調和装置のダクトを想定している。図２に示すように、風路１０内では、気流の流れ（実線矢印）とともに音の流れ（破線矢印）が存在する。風路１０内に存在する音は、風路１０内を双方向に伝搬するようになっている。この音が風路１０外部に漏れることで、不快な騒音となって放射されることになる。
【００１６】
実施の形態２で詳細に説明するが、風路１０内部には、その風路１０の長さにおいて、音圧モードの「腹」及び「節」による疎密波が形成され、これが気柱共鳴となり、騒音の周波数特性に特異のピーク周波数成分が発生する。このピーク周波数成分は、風路１０の全長により異なるが、以下の計算式で決定することができる。
式  ｆ＝Ｃ（ｎ）／２Ｌ
ここで、Ｃは音速、ｎは次数、Ｌは風路１０の全長を表している。
【００１７】
そこで、消音構造体５０は、少なくとも風路１０の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に配置されるようになっている。このような位置に消音構造体５０を配置することで、風路１０内を伝搬する音のみならず、風路１０の気柱共鳴により発生する騒音の周波数特性に特異のピーク周波数成分の音圧レベルを低減することができることになる。したがって、風路１０内を伝搬する騒音の略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。なお、消音構造体５０は、配置される風路１０の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に少なくとも配置されていればよく、全長を特に限定するものではない。
【００１８】
図３は、吸音材７２の内周面側に被膜部７３を形成した状態を示す概略断面図である。図４は、消音構造体５０の一部分を拡大して示す拡大断面図である。図３及び図４に基づいて、吸音材７２の内周面側に被膜部７３を形成した状態の消音構造体５０の作用について説明する。消音構造体５０は、中空部７６を空気が導通するため、その空気とともにゴミや塵等の塵埃が吸引されると吸音材７２を構成する樹脂材料及びバインダー材の繊維間に塵埃が蓄積されることになる。また、吸引された塵埃によって、吸音材７２が損傷を受けてしまうことにもなりかねない。風路１０が空気調和装置のダクトであれば特に問題ではないが、風路１０が電気掃除機のパイプであれば空気とともに吸引される塵埃対策を施すことが要求される。
【００１９】
そこで、図３に示すように、吸音材７２の内周面側に被膜部７３を形成し、空気とともに吸引される塵埃からの影響を受けないようにしている。この被膜部７３の厚みは、３５μｍ以上１００μｍ以下としている（詳しくは実施の形態２で説明する）。被膜部７３は、吸音材７２を構成する樹脂材料にＰＥＴを用いる場合には、ＰＥＴを膜状に成型することで作製することができる。この場合、吸音材７２と被膜部７３とは、同材料であるＰＥＴ粉末材を含有する接着剤（図４に示す接着層７５）で密着させることができる。また、ＰＥＴで被膜部７３を構成することで、吸音材７２との密着性を得つつ、耐久性及び強度を確保することができる。
【００２０】
図４に示すように、被膜部７３をＰＥＴで構成する場合、パウダー状に粉砕したＰＥＴ粉体等を含有する接着剤を吸音材７２と接触する面側に塗布して接着層７５として適用することができる。型を用いることで、被膜部７３は、接着層７５を介して吸音材７２の形状（ここでは円形状）に応じた正確な状態で吸音材７２の内周面側に固着することができる。そして、被膜部７３が密着された吸音材７２は、任意の接着用材料による接着層７８で、風路１０内部に固着されるようになっている。
【００２１】
さらに、被膜部７３は、吸音材７２の内周面側を溶解させた後、凝固させることで形成することもできる。つまり、被膜部７３を吸音材７２とは別に作製するようにしてもよく、吸音材７２の内周面側を変形させることで被膜部７３を作製するようにしてもよい。また、吸音材７２を構成する樹脂材料及び被膜部７３の双方がＰＥＴである場合を例に説明したが、他の樹脂材料との組み合わせでもよい。たとえば、吸音材７２を構成する樹脂材料をウレタン発泡材料、被膜部７３をＰＥＴするような組み合わせでもよい。このような被膜部７３を吸音材７２の内周面側に設けることで、塵埃が吸引されるような風路１０に配置しても騒音低減効果を図ることが可能になる。
【００２２】
図５は、吸音材７２の内周面側に樹脂ネット８０を設けた状態を示す概略断面図である。図５に基づいて、吸音材７２の内周面側に樹脂製のネット（以下、樹脂ネット８０と称する）を設けた状態の消音構造体５０の作用について説明する。図５では、被膜部７３の表面に樹脂ネット８０を設けた状態を示している。中空部７６を強力な気流が導通することによって、被膜部７３が剥離してしまうことがある。これを防止するために、消音構造体５０では、被膜部７３の表面に樹脂ネット８０を設けるようにしている。
【００２３】
この樹脂ネット８０は、厚みが５０μｍ程度の樹脂材料（たとえば、ＰＥＴやＰＰ、ＰＥ等）を格子状に成型することで構成されている。この樹脂ネット８０を被膜部７３の表面に設けることで、被膜部７３の剥離を防止するようにしている。なお、被膜部７３をＰＥＴで構成するものにおいて、樹脂ネット８０をＰＥＴで構成すれば、被膜部７３と樹脂ネット８０とを同材料であるＰＥＴ粉末材を含有する接着剤で密着させることができる。また、樹脂ネット８０の厚みを５０μｍ程度とした場合を例に説明したが、これに限定するものではない。
【００２４】
図６は、吸音材７２の両端面に剥離防止治具９０を備えた状態を示す概略断面図である。図６に基づいて、吸音材７２の両端面に剥離防止治具９０を備えた状態の消音構造体５０の作用について説明する。図６では、吸音材７２の両端面に剥離防止治具９０を備えた状態を示しているが、少なくとも一方の端面に剥離防止治具９０を備えていればよい。また、被膜部７３を設けている場合を示しているが、被膜部７３が設けられていなくてもよい。中空部７６を気流が導通することによって、吸音材７２が剥離してしまうことがある。これを防止するために、消音構造体５０では、吸音材７２の両端面に剥離防止治具９０を備えるようにしている。
【００２５】
この剥離防止治具９０は、風路１０内部に固定され、消音構造体５０の両端面を覆うことによって、消音構造体５０の動きを規制するように構成されている。この剥離防止治具９０を吸音材７２の両端面に備えることで、吸音材７２の剥離を防止するようにしている。なお、剥離防止治具９０は、消音構造体５０の動きを規制できるものであればよく、構成材料、大きさ、及び、形状を特に限定するものではない。また、図５で説明した樹脂ネット８０と併用するようにしてもよい。
【００２６】
以上より、複雑な構造にすることなく消音構造体５０を構成でき、消音構造体５０を風路１０の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に少なくとも配置するので、風路１０内を伝搬する音のみならず、風路１０の気柱共鳴により発生する騒音の周波数特性に特異のピーク周波数成分の音圧レベルを低減することができることになる。また、消音構造体５０が配置される風路１０に応じて、被膜部７３、樹脂ネット８０、あるいは、剥離防止治具９０を設けることができ、安全性及び耐久性を向上させることができる。
【００２７】
図１２は、被膜部７３の一部に開口部の一例であるスリット部２００を設けた消音構造体５０の風路断面構成を示す断面図である。図１３は、図１２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１４は、スリット部２００の変形例を示し、図１２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１２〜図１４に基づいて、被膜部７３の一部にスリット部２００を設けた状態の消音構造体５０の作用について説明する。なお、図１２（ａ）が消音構造体５０の基本構造を示す断面図を、図１２（ｂ）が消音構造体５０を風路１０に配置した状態を示す断面図を、それぞれ示している。
【００２８】
図１２（ｂ）に示すように、消音構造体５０は、実施の形態２又は実施の形態３で説明する電気掃除機のパイプ又は空気調和装置のダクト等の風路１０に配置されるようになっている。このスリット部２００は、１ｍｍ以上の幅Ｗを有するように形成する。このようなスリット部２００を被膜部７３に設けることにより、被膜部７３内を流れる音波が吸音材７２に対しても入射することになる。したがって、吸音材７２の面積に応じた吸音処理が行われ、５００Ｈｚ以下の低周波数帯域における吸音特性を向上させることができる。また、スリット部２００は、複数個の開口面積を有するスリットで構成されている一部スリット式でも同等の効果を発揮する。たとえば、図１４に示すように、複数個の開口面積を有するスリットを千鳥配置にするとよい。
【００２９】
図１５は、被膜部７３の一部に開口部の一例である脱被膜部２２０を形成した状態を透視して示す概略図である。図１５に基づいて、被膜部７３の一部に脱被膜部２２０を形成した状態の消音構造体５０の作用について説明する。図１５に示すように、被膜部７３に関しては、消音構造体５０の両端部の被膜部７３の一部又は周回的に、任意面積の被膜部７３を固着しない面（脱被膜部２２０）を形成するようにしておく。このような脱被膜部２２０を形成しておくことにより、被膜の無い部分（脱被膜部２２０）に音波が入射して、吸音材７２での吸音効果を発揮することができる。したがって、この場合も、５００Ｈｚ以下の低周波数帯域における吸音特性を向上できることになる。
【００３０】
図１６は、被膜部７３にスリット部３００又は脱被膜部２２０を設けた場合の騒音の周波数特性を示すグラフである。図１６に基づいて、被膜部７３にスリット部３００又は脱被膜部２２０を設けた場合の騒音の周波数特性について説明する。ここで説明する周波数特性は、実施の形態２で詳細に説明するが、消音構造体５０を実施の形態２で説明する電気掃除機のパイプに配置し、この電気掃除機から発生する騒音の周波数特性を表している。なお、図１６では、縦軸が音圧レベル（ｄＢ）を、横軸が周波数（Ｈｚ）を、それぞれ示している。
【００３１】
図１６では、線（ア）が消音構造体５０を適用していない状態（対策部材（消音構造体５０）装着前）の周波数特性を、線（キ）が消音構造体５０を適用した状態（対策部材装着後）の周波数特性を、それぞれ表している。すなわち、消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性では、特定のピーク周波数成分が発生しているが、これに対して消音構造体５０を適応した状態の周波数特性では、特定のピーク周波数成分を含む、略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。また、消音構造体５０の被膜部７３には、スリット部２００又は脱被膜部２２０を設けてあるので、５００Ｈｚ以下の低周波数帯域における吸音特性を向上できることが確認できる。
【００３２】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る設備機器の一例である電気掃除機２０の外観構成を示す斜視図である。図７に基づいて、設備機器の一例としての電気掃除機２０の構成及び動作について説明する。この電気掃除機２０は、実施の形態１に係る消音構造体５０を風路であるパイプ５５内であって、少なくともパイプ５５の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に備えることで、パイプ５５内を伝搬する音を低減するようになっている。
【００３３】
この電気掃除機２０は、塵埃を集塵する集塵袋が収容される集塵室及び空気流を生成する電動送風機２（以下、単にモータ２と称する）等が設置され、外部からの気流を吸引する本体吸込口３が設けられた掃除機本体１と、被清掃面の塵埃を空気とともに掃除機本体１に吸引するための吸込口を備えた吸込み具６０と、吸込み具６０に着脱自在に接続され、吸気口から吸引した塵埃及び空気を掃除機本体１へと送るパイプ５５と、パイプ５５と掃除機本体１の本体吸込口３とを着脱自在に連結する湾曲自在な蛇腹状のホース４と、ホース４の一端（パイプ５５と接続する端部）に設けられ、使用者が電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部７ａが設けられた手元ハンドル７と、を有している。
【００３４】
操作部７ａに設けられているスタートスイッチが操作されることによりモータ２の動作モードが決定され、その動作モードに応じてモータ２が高速回転を行なうようになっている。手元ハンドル７の一端（ホース４と接続する端部ではない方の端部）には、パイプ５５が接続されている。このパイプ５５は、伸縮自在、接続による全長可変、又は、シームレスに構成されており、内部に実施の形態１に係る消音構造体５０が設けられている。すなわち、パイプ５５は実施の形態１で説明した風路１０となっているのである。また、消音構造体５０には被膜部７３が設けられているものとする。
【００３５】
電気掃除機２０の吸込み具６０に形成されている吸込口から掃除機本体１までの長さにおいて、パイプ５５の内部に音圧モードの「腹」及び「節」による疎密波が形成され、これが気柱共鳴となり、騒音の周波数特性に特異のピーク周波数成分を発生させる。この周波数は、パイプ５５又はパイプ５５を含む電気掃除機２０の全長により異なるが、実施の形態１で示した計算式で決定する周波数が発生する。
【００３６】
また、掃除機本体１から吸込み具６０に伝搬する掃除機本体１で発生するモータの回転音、及び、流体（空気）の流れに伴う音が、パイプ５５を経て吸込み具６０及びパイプ５５から放射（透過音含む）される。さらに、パイプ５５内での流体音、及び、流体の流れに伴う振動音もパイプ５５から放射される。そこで、これらの騒音対策として実施の形態２に係る電気掃除機２０では、パイプ５５の接続状態に併せて、パイプ５５内に消音構造体５０を配置するようにしている。消音構造体５０の長さは、吸音処理を行なうパイプ５５の長さに併せて成型するが、パイプ５５の気柱共鳴の発生する音圧モードの「腹」部分に配置することで、特異のピーク周波数成分の音圧レベルを効果的に低減できる。
【００３７】
パイプ５５内に配置した消音構造体５０の作用について説明する。
モータ２が駆動すると、パイプ５５の内部には気流及び音（騒音）が流れることになる（図２参照）。パイプ５５から放射される騒音は、吸込み具６０で空気が吸引される際に発生する音、パイプ５５内での気柱共鳴により発生する音、パイプ５５を空気が通過する際にパイプ５５自体が加振し発生する振動音や摩擦音、パイプ５５自体からパイプ５５の外部に透過する音、掃除機本体１から逆流してくる掃除機本体１で発生する音、回転ブラシを備えるものにおける回転ブラシを回転させる回転モータの音等からなる。
【００３８】
ＰＥＴで吸音材７２及び被膜部７３を構成する消音構造体５０を例に説明する。上述した騒音に伴う音響信号は、まず被膜部７３に入射する。ＰＥＴには酸素透過性が元来あり、この作用により、被膜部７３を通過した音響信号が次段の吸音材７２に入射する。ＰＥＴで構成された被膜部７３は、被膜部７３の厚みに応じた膜独自の粘性（柔軟性）で被膜部７３が音響波で振動させられ、任意の周波数帯域だけが大きく減衰する特性傾向を有している。他の周波数帯域に関しては、被膜部７３通過後の吸音材７２の厚みや目付け量に応じた吸音率に対応して、音響減衰が行なわれることになる。
【００３９】
これらの作用により、パイプ５５及びパイプ５５を含む電気掃除機２０全長で決まる気柱共鳴の周波数成分や、パイプ５５の中を伝搬する騒音の周波数特性に寄与する音信号成分を効果的に減衰することができることになる。なお、吸音材７２は、成型時に混錬しているバインダー材で厚みを保持する効果により、パイプ５５内で一定の厚みが保持されることになり、パイプ５５内を通過する空気や塵埃に影響されて凹むなどの形状変化が発生しない。また、吸音材７２の表面に密着させる被膜部７３を円筒状に成型することで、吸音材７２の強度が保たれ、パイプ５５内での形状変化が発生することもない。さらに、樹脂ネット８０や剥離防止治具９０を設けることで、吸音材７２や被膜部７３の剥離を防止することもできる。
【００４０】
図８は、消音構造体５０をパイプ５５に適用した場合の電気掃除機２０から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。図９は、被膜部７３の厚みを変化させた場合の電気掃除機２０から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。図１０は、吸音材７２の厚みを変化させた場合の電気掃除機２０から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。図８〜図１０に基づいて、消音構造体５０を適用した電気掃除機２０から発生する騒音の周波数特性について説明する。なお、図８〜図１０では、縦軸が音圧レベル（ｄＢ）を、横軸が周波数（Ｈｚ）を、それぞれ示している。
【００４１】
図８では、線（ア）が消音構造体５０を適用していない状態（対策部材（消音構造体５０）装着前）の周波数特性を、線（イ）が消音構造体５０を適用した状態（対策部材装着後）の周波数特性を、それぞれ表している。すなわち、消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性では、特定のピーク周波数成分が発生しているが、これに対して消音構造体５０を適応した状態の周波数特性では、特定のピーク周波数成分を含む、略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。
【００４２】
したがって、消音構造体５０を適用した電気掃除機２０を用いて清掃する際、掃除機本体１からパイプ５５を通じて吸込み具６０から放射する騒音、吸込み具６０で発生する流体音、パイプ５５内で発生する流体騒音成分の音放射を効果的に減衰できるとともに、パイプ５５の面を透過してパイプ５５外部に放射する透過音の成分も低減することができ、電気掃除機２０動作時の不快な騒音が低減されることになる。なお、吸込み具に回転ブラシを備えるものにおいては、回転ブラシを回転させる回転モータから発生する騒音も低減できる。
【００４３】
図９では、線（ア）が消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性を、線（ウ）が１００μｍ以上の厚みを有する被膜部７３を設けた消音構造体５０を適用した状態の周波数特性を、線（エ）が１００μｍ以下の厚みを有する被膜部７３を設けた消音構造体５０を適用した状態の周波数特性を、それぞれ表している。なお、ここでは、被膜部７３がＰＥＴで構成されている場合の周波数特性を示している。図８で説明したように、消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性と比較すれば、消音構造体５０を適応した状態の周波数特性では略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。
【００４４】
それに加え、厚みが１００μｍ以上の被膜部７３を設けた場合に対し、厚みが１００μｍ以下の被膜部７３を設けた場合の方が、特定のピーク周波数成分を含む、略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。したがって、より効果的に騒音の低減を図るためには、被膜部７３の厚みを１００μｍ以下とすることが望ましいということがわかる。なお、被膜部７３の厚みが薄すぎると耐久性及び強度が低減してしまうために、被膜部７３の厚みを３５μｍ以上にしている。
【００４５】
図１０では、線（ア）が消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性を、線（オ）が５ｍｍ以下の厚みを有する吸音材７２を設けた消音構造体５０を適用した状態の周波数特性を、線（カ）が１０ｍｍ以上の吸音材７２を設けた消音構造体５０を適用した状態の周波数特性を、それぞれ表している。図８で説明したように、消音構造体５０を適用していない状態の周波数特性と比較すれば、消音構造体５０を適応した状態の周波数特性では略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。
【００４６】
それに加え、厚みが５ｍｍ以下の吸音材７２を設けた場合に対し、厚みが１０ｍｍ以上の吸音材７２を設けた場合の方が、特定のピーク周波数成分を含む、略全体の周波数帯域での音響減衰効果が確認できる。したがって、より効果的に騒音の低減を図るためには、吸音材７２の厚みを５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ程度とすることが望ましいということがわかる。ただし、吸音材７２の厚みは、消音構造体５０が配置されるパイプ５５の内径を考慮して決定するとよい。
【００４７】
図８〜図１０で説明したように、消音構造体５０を適用した場合、消音構造体５０を適用しない電気掃除機と比較して、電気掃除機２０の略全体の周波数帯域での音響減衰効果を得られることになる。また、適用する消音構造体５０の吸音材７２の厚み、及び、被膜部７３の厚みを、図９及び図１０で示した範囲で設定することによって、更に効果的に騒音の低減を図ることができる。
【００４８】
ところで、消音構造体５０の中空部７６に面する被膜部７３に帯電防止剤を含有させた皮膜を形成したり、帯電防止剤の添加剤を混連させて被膜部７３を形成したりすることで、中空部７６を塵埃が通過する時に発生する摩擦による被膜部７３表面への塵埃の付着を防止できる。このようにしておけば、長期にわたって電気掃除機２０を使用しても、吸音材７２の埃塵による汚染が少なく、塵埃の堆積等による吸音面の覆い隠し等が発生せず、吸音効果を長期間一定に保つことができる。したがって、電気掃除機２０の騒音性能を長期間一定に維持することができる。なお、帯電防止剤の種類を特に限定するものではないが、たとえば塩化マグネシウムや塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、アニオン性高分子、カチオン性高分子等を適用することができる。
【００４９】
以上、詳細に説明したように、パイプ５５内部の一部及び全長に、被膜部７３を設けた消音構造体５０を備えたことで、埃塵の吸音材７２への付着を抑制、気柱共鳴によるピーク周波数成分の低減、騒音の周波数帯域に影響する帯域全てに対して吸音性能を有することが可能となる。また、簡単な構成の消音構造体５０を電気掃除機２０のような家電製品への組み込みが容易にでき、安定して騒音の少ない家電製品を提供することが可能となる。
【００５０】
実施の形態３.
図１１は、本発明の実施の形態３に係る設備機器の一例である空気調和装置３０の設置状態の一例を示す概略図である。図１１に基づいて、設備機器の一例としての空気調和装置３０の構成及び動作について説明する。この空気調和装置３０は、実施の形態１に係る消音構造体５０を風路であるダクト３５内であって、少なくともダクト３５の有する気柱共鳴による音圧モードの「腹」部分に相当する位置に備えることで、ダクト３５内を伝搬する音を低減するようになっている。この空気調和装置３０は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（図示省略）を利用し、冷房運転又は暖房運転を実行するものである。
【００５１】
空気調和装置３０は、圧縮機や熱交換器等が備えられた室外機３１と、熱交換器や送風機、膨張弁等が備えられた室内機３２と、を有している。室外機３１と室内機３２とは、冷媒を導通する冷媒配管３３で接続され、室外機３１で生成された冷熱あるいは温熱を室内機３２に配送するようになっている。なお、室外機３１及び室内機３２の接続台数を特に限定するものではない。室外機３１は、ビル等の建物４１の外の空間である室外空間４４に配置され、室内機３２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機３２は、冷房用空気あるいは暖房用空気を搬送できる建物４１の内部の居室等の居住空間４３とは別の位置（以下、非居住空間４２と称する）に配置され、空調対象域となる居住空間４３に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。
【００５２】
室外空間４４は、建物４１の外部に存在する場所、たとえば図１１に示すような屋上をイメージしている。非居住空間４２は、廊下の上等の人が常時存在しない場所、たとえば共用ゾーンの天井裏、エレベータ等がある共用部、機械室、電算室（サーバールーム）、又は、倉庫等をイメージしている。また、居住空間４３とは、常に人が存在する場所や一時的にも多数あるいは小数の人が存在する場所、たとえば、オフィス、教室、会議室、食堂等をイメージしている。なお、室外機３１及び室内機３２の配置場所を図示した位置に限定するものではない。
【００５３】
室外機３１と室内機３２とは、２本の冷媒配管３３を用いて接続されている。室内機３２には、ダクト３５（吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂ）が接続されている。吹出ダクト３５ａは、居住空間４３の一部（ここでは天井面）に設けられている吹出口３８に接続され、室内機３２から供給される冷房用空気あるいは暖房用空気を居住空間４３にまで導通するものである。吸込ダクト３５ｂは、建物４１の一部（ここでは壁面）に設けられている外気吸込口３９に接続され、室外空間４４から外気を室内機３２にまで導通するものである。
【００５４】
吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂは、いずれも空気が導通する風路としての役目を果たすものであり、空気の流れに伴い騒音が発生することになる。そこで、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの内部に、実施の形態１に係る消音構造体５０を配置することによって、騒音を低減するようにしている。ただし、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂに消音構造体５０を配置する場合には、吸引される塵埃が少ないために被膜部７３を設けなくてもよい。
【００５５】
吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの長さにおいて、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの内部に音圧モードの「腹」及び「節」による疎密波が形成され、これが気柱共鳴となり、騒音の周波数特性に特異のピーク周波数成分を発生させる。この周波数は、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの全長により異なるが、実施の形態１で示した計算式で決定する周波数が発生する。また、室内機３２に備えられている図示省略の送風機や膨張弁等から発生する音、及び、流体（空気）の流れに伴う音が、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂから放射（透過音含む）される。さらに、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂ内での流体音、及び、流体の流れに伴う振動音も吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂから放射される。
【００５６】
そこで、これらの騒音対策として実施の形態３に係る空気調和装置３０では、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの接続状態に併せて、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂ内に消音構造体５０を配置するようにしている。消音構造体５０の長さは、吸音処理を行なう吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの長さに併せて成型するが、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの気柱共鳴の発生する音圧モードの「腹」部分に配置することで、特異のピーク周波数成分の音圧レベルを効果的に低減できる。その他の作用及び効果について実施の形態２で説明した通りである。なお、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂの双方に消音構造体５０を配置した場合を例に説明したが、いずれか一方のみに消音構造体５０を配置してもよい。
【００５７】
以上、詳細に説明したように、吹出ダクト３５ａ及び吸込ダクト３５ｂ内部の一部及び全長に、消音構造体５０を備えたことで、気柱共鳴によるピーク周波数成分の低減、騒音の周波数帯域に影響する帯域全てに対して吸音性能を有することが可能となる。また、簡単な構成の消音構造体５０を空気調和装置３０のような設備機器への組み込みが容易にでき、安定して騒音の少ない設備機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態１に係る消音構造体の構成を透視して示す概略図である。
【図２】消音構造体の配置状態の一例を示す概略断面図である。
【図３】吸音材の内周面側に被膜部を形成した状態を示す概略断面図である。
【図４】消音構造体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】吸音材の内周面側に樹脂ネットを設けた状態を示す概略断面図である。
【図６】吸音材の両端面に剥離防止治具を備えた状態を示す概略断面図である。
【図７】実施の形態２に係る設備機器の一例である電気掃除機の外観構成を示す斜視図である。
【図８】消音構造体をパイプに適用した場合の電気掃除機から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。
【図９】被膜部の厚みを変化させた場合の電気掃除機から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】吸音材の厚みを変化させた場合の電気掃除機から発生する騒音の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】実施の形態３に係る設備機器の一例である空気調和装置の設置状態の一例を示す概略図である。
【図１２】被膜部の一部に開口部の一例であるスリット部を設けた消音構造体の風路断面構成を示す断面図である。
【図１３】図１２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図１４】スリット部の変形例を示し、図１２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図１５】被膜部の一部に開口部の一例である脱被膜部を形成した状態を透視して示す概略図である。
【図１６】被膜部にスリット部又は脱被膜部を設けた場合の騒音の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１  掃除機本体、２  電動送風機、３  本体吸込口、４  ホース、７  手元ハンドル、７ａ  操作部、１０  風路、２０  電気掃除機、３０  空気調和装置、３１  室外機、３２  室内機、３３  冷媒配管、３５  ダクト、３５ａ  吹出ダクト、３５ｂ  吸込ダクト、３８  吹出口、３９  外気吸込口、４１  建物、４２  非居住空間、４３  居住空間、４４  室外空間、５０  消音構造体、５５  パイプ、６０  吸込み具、７２  吸音材、７３  被膜部、７５  接着層、７６  中空部、７８  接着層、８０  樹脂ネット、９０  剥離防止治具、２００  スリット部、２２０  脱被膜部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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