(57)【要約】【課題】電動送風機ケース内に電動送風機を圧縮弾性支持して、電動送風機の作動による音と振動を防音、防振できる電気掃除機を提案する。【解決手段】圧縮弾性支持体１３は、電動送風機１０の発生させる振動を絶縁する防振支持部であって、電動送風機ケース１２に設けられた内周リング２８と、電動送風機１０の重心近くに設けられた外周リング２９と、一端を内周リング２８に、他端を外周リング２９に固定されて圧縮力Ｆが付勢されたバネ材であるコイルバネ３０とから構成される。【選択図】  図２
2011011080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体に収容された略円筒形状の樹脂製の電動送風機ケースと、
前記電動送風機ケースに収容されて空気を吸い込む電動送風機と、
前記電動送風機の径方向に圧縮力を付勢されて前記電動送風機を前記電動送風機ケースに弾性支持する防振支持部と、を備え、
前記防振支持部に付勢された圧縮力によって前記電動送風機ケースを張らせてその共振周波数を変化させ、前記電動送風機から前記電動送風機ケースに伝達される振動を防振することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
掃除機本体に収容された略円筒形状の樹脂製の電動送風機ケースと、
前記電動送風機ケースに収容されて空気を吸い込む電動送風機と、
前記電動送風機の径方向に圧縮力を付勢されて前記電動送風機を前記電動送風機ケースに弾性支持する防振支持部と、を備え、
前記防振支持部に付勢された圧縮力によって前記電動送風機ケースを応力硬化させてその共振周波数を変化させ、前記電動送風機から前記電動送風機ケースに伝達される振動を防振することを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機を収容するケースに電動ケースの発生する振動を絶縁する防振支持部を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の電気掃除機の電動送風機を収容する掃除機本体の部分的な断面図である。
【０００３】
図６に示すように、特許文献１に記載された従来の電気掃除機４０は、掃除機本体２と、掃除機本体２内に形成された電動送風機収容室４２と、引張弾性支持体４３によって弾性支持されて電動送風機収容室４２内に収容された電動送風機１０とを有する。
【０００４】
引張弾性支持体４３は、掃除機本体２に設けられた外周リング４８と、電動送風機１０の重心近くに形成されたファン部端面４６と取付リブ４７との間に設けられた内周リング４５と、一端を内周リング４５に、他端を外周リング４８に固定されて引張力が付勢されたバネ材であるコイルバネ４９とから構成される。電動送風機１０の軸方向と径方向とは、引張弾性支持体４３によって弾性支持される。
【０００５】
電動送風機１０のファン部には、ゴム質の略円筒形状の衝撃吸収用の前弾性体５０が取り付けられる。掃除機本体２の内壁には、固着された環状の前リブ５１と、電動送風機１０の軸方向に突設された端リブ５２とが形成される。前リブ５１および端リブ５２と前弾性体５０との間は空隙５３によって離間される。
【０００６】
電動送風機１０のモータ部１０ｃの軸受けハウジング部５５には、ゴム質の円筒形状の衝撃吸収用の後部弾性体５６が取り付けられる。後部弾性体５６の周囲には、掃除機本体２の内壁から後リブ５７が突設される。後リブ５７と後部弾性体５６との間は空隙５８によって離間される。
【０００７】
電動送風機１０の吸込口１０ａには、吸込口１０ａに連通する孔の縁部に円筒ツバ部５９が形成された円板形状のシール６０が設けられる。掃除機本体２内に形成された集塵部６１と電動送風機収容室４２との仕切り板６２には、シール６０の端部が当接される。
【０００８】
図７は、従来の電気掃除機の電動送風機を弾性支持する弾性支持体の電動送風機の軸方向の特性を示す図である。
【０００９】
図７に示すように、引張弾性支持体４３のコイルバネ４９によって弾性支持された電動送風機１０は、その軸方向に加わる力と変位との関係が非線形な特性になる。すなわち、電動送風機１０の軸方向に加えられた微小な振動に対してはコイルバネ４９によって柔軟に支持され、電動送風機１０の吸引力によって生じる静的な力や掃除機本体２に落下衝撃などによる大きな力に対しては強く支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−８４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の従来の電気掃除機の電動送風機は、引張力を付勢されたコイルバネによって掃除機本体内に引張弾性支持され、その径方向に働く力は柔軟に支持され、他方その軸方向に働く力は軸方向の変位の増加に伴い強く支持されるため、電動送風機の作動によって生じる振動が掃除機本体に伝達されるのを防ぐことができる。
【００１２】
しかし、コイルバネに引張力を付勢するためには、コイルバネを自由長よりも伸張させる必要がある。そうすると、電動送風機収容室の壁面と電動送風機との間隔が十分に得られない場合には、コイルバネを伸張させて電動送風機を引張弾性支持することができない。
【００１３】
また、例えば電動送風機を電動送風機ケースに収容し、この電動送風機ケースを電気掃除機本体内に収容することで電動送風機の作動による音と振動とを防音、防振する場合がある。この場合、電動送風機ケースの小型化を図りつつ、電動送風機と電動送風機ケースとの間を十分に離間させることは困難であり、コイルバネを伸張させて電動送風機を電動送風機ケースに引張弾性支持させることができない。
【００１４】
また、電気掃除機の利便性を向上させるために、掃除機本体や電動送風機ケースを軽量にする必要がある。しかし、ＡＢＳなどの樹脂を用いて薄肉、軽量に形成された電動送風機ケースでは、十分な剛性が得られず、コイルバネによって電動送風機ケース内に電動送風機を引張弾性支持させることが困難であった。
【００１５】
さらに、電動送風機の周囲にゴムやウレタンなどの粘弾性体を配設して防振、防音を図る場合には、電動送風機の共振ピーク成分を低下させる目的には最適であるが、共振ピーク成分以外の周波数領域では十分に効果が得られない。
【００１６】
本発明は、電動送風機ケース内に電動送風機を圧縮弾性支持して、電動送風機の作動による音と振動を防音、防振できる電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の課題を解決するため本発明に係る電気掃除機は、掃除機本体に収容された略円筒形状の樹脂製の電動送風機ケースと、前記電動送風機ケースに収容されて空気を吸い込む電動送風機と、前記電動送風機の径方向に圧縮力を付勢されて前記電動送風機を前記電動送風機ケースに弾性支持する防振支持部と、を備え、前記防振支持部に付勢された圧縮力によって前記電動送風機ケースを張らせてその共振周波数を変化させ、前記電動送風機から前記電動送風機ケースに伝達される振動を防振することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る電気掃除機は、掃除機本体に収容された略円筒形状の樹脂製の電動送風機ケースと、前記電動送風機ケースに収容されて空気を吸い込む電動送風機と、前記電動送風機の径方向に圧縮力を付勢されて前記電動送風機を前記電動送風機ケースに弾性支持する防振支持部と、を備え、前記防振支持部に付勢された圧縮力によって前記電動送風機ケースを応力硬化させてその共振周波数を変化させ、前記電動送風機から前記電動送風機ケースに伝達される振動を防振することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電動送風機ケース内に電動送風機を圧縮弾性支持して、電動送風機の作動による音と振動を防音、防振できる電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電気掃除機の外観を示した図。
【図２】本発明に係る電気掃除機の電動送風機を収容する電動送風機ケースを部分的に切り欠いて示した斜視図。
【図３】８Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを４本使用して電動送風機が弾性保持された電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図。
【図４】２０Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを４本使用して電動送風機が保持された電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図。
【図５】２０Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを８本使用して電動送風機が保持され電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図。
【図６】従来の電気掃除機の電動送風機を収容する掃除機本体の部分的な断面図。
【図７】従来の電気掃除機の電動送風機を弾性支持する弾性支持体の電動送風機の軸方向の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る電気掃除機の吸込口体および電気掃除機の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る電気掃除機の外観を示した図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、掃除機本体２と、掃除機本体２に設けられた接続口２ａに一端が着脱白在に接続された集塵ホース３と、集塵ホース３の他端に一端が設けられた手元操作管４と、手元操作管４の他端に一端が着脱自在に接続された延長管５と、延長管５の他端に着脱自在に接続された吸込口体６とを備える。
【００２４】
手元操作管４には操作部４ａが設けられ、操作部４ａには掃除機本体２に収容された電動送風機１０の駆動を停止する切スイッチ４ｂや電動送風機１０の送風力を設定する強弱スイッチ４ｃなどが設けられる。
【００２５】
吸込口体６には、下面に塵埃を吸引する吸込開口（図示省略）が形成され、吸込口体６内部に形成された吸込室（図示省略）に連通される。この吸込室は延長管５と手元操作管４と集塵ホース３とを介して接続口２ａから掃除機本体２内へ連通される。
【００２６】
掃除機本体２は、その内部に収容され、接続口２ａを介して吸込口体６に負圧を作用させる電動送風機１０と、電動送風機１０の生じた負圧によって空気とともに吸い込んだ塵埃を空気から分離して集塵する着脱可能な塵埃分離集塵ユニット（図示省略）と、この塵埃分離集塵ユニットに塵埃が捕集された空気を電動送風機１０の排気風として掃除機本体２の外部に排気する排気口（図示省略）とを備える。
【００２７】
図２は、本発明に係る電気掃除機の電動送風機を収容する電動送風機ケースと電動送風機とを部分的に切り欠いて示した斜視図である。
【００２８】
なお、図２に示された電動送風機１０は、そのケーシングのみ示している。
【００２９】
図２に示すように、電気掃除機１の電動送風機１０は、掃除機本体２に収容された電動送風機ケース１２内に圧縮弾性支持体１３によって圧縮弾性支持される。
【００３０】
電動送風機ケース１２は、略円筒形状に形成され、掃除機本体２と電動送風機１０の吸込口１０ａとを連通させるケース吸込口１２ａが形成された吸込口側壁部１２ｂを一端に有し、他端が開放された吸込側ケース部材１５と、略円筒形状に形成され、電動送風機１０の排気口１０ｂと離間させて開口されたケース排気口１２ｃが形成された排気口側壁部１２ｄを一端に有し、他端が開放された排気側ケース部材１６とから構成される。電動送風機ケース１２は、ケース吸込口１２ａとケース排気口１２ｃとに設けられたゴム質の円筒状の保持部材（図示省略）によって掃除機本体２に保持されて収容される。電動送風機ケース１２には、ＡＢＳなどの樹脂が使用される。
【００３１】
吸込側ケース部材１５の開口側端部に設けられた吸込側ケース結合鍔部１８と、排気側ケース部材１６の開口端部の一端に設けられた排気側ケース結合鍔部１９とによって、吸込側ケース部材１５と排気側ケース部材１６とが一体的に結合される。
【００３２】
排気側ケース部材１６の円筒状の胴部は、排気側ケース結合鍔部１９に連続し、吸込側ケース部材１５の円筒状の胴部よりも大径に形成された大径筒部２１と、大径筒部２１に連続し、吸込側ケース部材１５の円筒状の胴部とほぼ同径に形成された小径筒部２２とから構成される。大径筒部２１と小径筒部２２との間には、排気側ケース部材１６の開放された端部に対向する円環状の段差面２３が形成される。排気側ケース結合鍔部１９の内径は、吸込側ケース結合鍔部１８の内径よりも大きく構成され内径差が生じる。この内径差によって、吸込側ケース結合鍔部１８には、排気側ケース部材１６の段差面２３に対向させて円環状の段差面２５が形成される。圧縮弾性支持体１３は、排気側ケース部材１６の段差面２３と吸込側ケース結合鍔部１８の段差面２５との間に円筒スペーサ２６を介して挟持される。
【００３３】
したがって、排気側ケース部材１６の大径筒部２１によって圧縮弾性支持体１３の径方向変位が拘束され、排気側ケース部材１６の段差面２３と吸込側ケース結合鍔部１８の段差面２５とによって圧縮弾性支持体１３の軸方向変位が拘束される。
【００３４】
圧縮弾性支持体１３は、電動送風機１０の発生させる振動を絶縁する防振支持部であって、電動送風機ケース１２に設けられた外周リング２９と、電動送風機１０の重心近くに設けられた内周リング２８と、一端を内周リング２８に、他端を外周リング２９に固定されて圧縮力Ｆが付勢されたバネ材であるコイルバネ３０とから構成される。電動送風機１０の軸方向と径方向とは、圧縮弾性支持体１３によって弾性支持される。
【００３５】
内周リング２８は、電動送風機１０のモータ部１０ｃの外周に周設され、排気側ケース部材１６の段差面２３と吸込側ケース結合鍔部１８の段差面２５との間に円筒スペーサ２６を介して挟持される。内周リング２８の外面には、コイルバネ３０が係止される凸部２８ａが半径方向に突設される。
【００３６】
外周リング２９は、排気側ケース部材１６の内周に周設される。外周リング２９の内面には、コイルバネ３０が係止される凸部２９ａが半径方向に突設される。外周リング２９に設けられた凸部２９ａと、内周リング２８に設けられた凸部２８ａとは、離間させて対向される。
【００３７】
コイルバネ３０は、内周リング２８と外周リング２９との間に所要の本数、例えば４本が放射状に等間隔に離間されて設けられる。コイルバネ３０には、圧縮力Ｆが付勢され、外周リング２９に設けられた凸部２９ａと、内周リング２８に設けられた凸部２８ａとに係止される。すなわち、電動送風機１０は、電動送風機１０の径方向に圧縮力Ｆを付勢されたコイルバネ３０によって内周リング２８と外周リング２９とを介して電動送風機ケース１２内に弾性支持される。コイルバネ３０の代わりに、内周リング２８と外周リング２９との間に圧縮力Ｆを付勢可能な板バネ、トーションバーなどの他の形式のバネや弾性体を用いて圧縮弾性支持体１３を構成しても良い。
【００３８】
電動送風機１０の吸込口１０ａには、吸込口１０ａに連通された孔部３２ａが形成されたゴム質の円板形状のシール３２が設けられる。電動送風機ケース１２の吸込口側壁部１２ｂに形成されたケース吸込口１２ａから電動送風機ケース１２内に突設された吸込口リブ３３と、シール３２の端部が当接される。
【００３９】
本実施形態に係る圧縮弾性支持体１３では、コイルバネ３０に圧縮力Ｆを作用させて電動送風機１０を支持するため、コイルバネ３０を係止させる内周リング２８と外周リング２９との離間距離は、同じ線径のコイルバネに引張力を作用させて電動送風機１０を支持する場合に必要な離間距離に比べて狭く構成することができる。すなわち、電動送風機１０と電動送風機ケース１２との離間距離を極力狭く構成し、電動送風機ケース１２の外径を小さくできるので電動送風機ケース１２の小型化、軽量化が可能になる。
【００４０】
図３から図５は、本発明に係る電気掃除機の電動送風機を保持する圧縮弾性支持体を構成するコイルバネに付勢させる圧縮力と、電動送風機の作動によって発生した振動が伝達された電動送風機ケースの振動との関係を示した図である。
【００４１】
図３から図５に示された図の縦軸は、０ｄＢ＝１．０ｍ／ｓｅｃ２とした電動送風機ケース１２の振動加速度である。
【００４２】
図３は、８Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを４本使用して電動送風機が弾性保持された電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図である。
【００４３】
図４は、２０Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを４本使用して電動送風機が保持された電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図である。
【００４４】
図５は、２０Ｎの圧縮力が付勢されたコイルバネを８本使用して電動送風機が保持された電動送風機ケースの振動加速度と周波数との関係を示した図である。
【００４５】
なお、図３に示された電動送風機ケース１２の振動加速度と周波数との関係は、バネ定数ｋ１＝２Ｎ／ｍｍのコイルバネ３０を使用して得られた観測結果であり、図４および図５に示された電動送風機ケース１２の振動加速度と周波数との関係は、バネ定数ｋ２＝５Ｎ／ｍｍのコイルバネ３０を使用して得られた観測結果である。また、電動送風機１０の質量は約１ｋｇである。電動送風機１０が作動されると略４６２Ｈｚにピークを有する振動が発生する。なお、本実施形態に係る電動送風機ケース１２の剛性はコイルバネ３０のバネ定数ｋ２に比べて、略２〜３倍である。
【００４６】
図３に示すように、初期圧縮力Ｆ０Ａ＝８Ｎが付勢されたコイルバネ３０を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動は、４６２Ｈｚで１．７１ｄＢ＝１．２２ｍ／ｓｅｃ２の加速度ピークを示す。
【００４７】
図４に示すように、初期圧縮力Ｆ０Ｂ＝２０Ｎが付勢されたコイルバネ３０を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動は、４６２Ｈｚで−３．１５ｄＢ＝０．６９ｍ／ｓｅｃ２の加速度ピークを示す。
【００４８】
図５に示すように、初期圧縮力Ｆ０Ｂ＝２０Ｎが付勢されたコイルバネ３０を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動は、４８８Ｈｚで１６．４ｄＢ＝６．５８ｍ／ｓｅｃ２の加速度ピークを示す。
【００４９】
図３と図４とから、圧縮弾性支持体１３のコイルバネ３０に付勢された初期圧縮力を高くすると、圧縮弾性支持体１３を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動をより防振できることがわかる。防振の効果は、略５０Ｈｚから略８００Ｈｚの広い周波数帯域で発揮され、特に４６２Ｈｚに観測される電動送風機１０の加速度ピークにおける防振の効果は非常に顕著である。また、図４と図５とから、圧縮弾性支持体１３のコイルバネ３０に付勢された初期圧縮力が同じでも、コイルバネ３０の使用本数が変更されると、圧縮弾性支持体１３を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動を効果的に防振できないことがわかる。
【００５０】
この観測結果は、コイルバネ３０に付勢された圧縮力Ｆが作用する電動送風機ケース１２は、その径方向外側へ押し広げられて形状が変化することと、その内部に初期応力が生じて見かけ上の電動送風機ケース１２の剛性が変化すること、すなわち応力硬化とによって共振周波数が変化することが主要因と考えられる。したがって、コイルバネ３０に付勢された圧縮力Ｆによって電動送風機ケース１２の共振周波数を変化させることで、電動送風機１０から圧縮弾性支持体１３を介して電動送風機ケース１２に伝達される振動を防振することができる。
【００５１】
すなわち、電動送風機ケース１２の小型化、軽量化のため、その肉厚を十分に確保できない場合、電動送風機１０を保持する圧縮弾性支持体１３に付勢する圧縮力Ｆと、電動送風機ケース１２の剛性とを所要に調整し、かつコイルバネ３０の使用本数を選定することによって、電動送風機ケース１２の共振周波数を変化させて、圧縮弾性支持体１３を介して電動送風機１０から電動送風機ケース１２に伝達される振動を効果的に防振できる。
【００５２】
本実施形態における電気掃除機１では、コイルバネ３０のバネ係数は略５Ｎ／ｍｍ、コイルバネ３０の本数は４本、コイルバネ３０に付勢される初期圧縮力は略２０Ｎとすることが好ましい。
【００５３】
本実施形態における電気掃除機１によれば、電動送風機ケース内に電動送風機を圧縮弾性支持して、電動送風機の作動による音と振動を防音、防振できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  電気掃除機
２  掃除機本体
２ａ  接続口
３  集塵ホース
４  手元操作管
４ａ  操作部
４ｂ  切スイッチ
４ｃ  強弱スイッチ
５  延長管
６  吸込口体
１０  電動送風機
１０ａ  吸込口
１０ｂ  排気口
１０ｃ  モータ部
１２  電動送風機ケース
１２ａ  ケース吸込口
１２ｂ  吸込口側壁部
１２ｃ  ケース排気口
１２ｄ  排気口側壁部
１３  圧縮弾性支持体
１５  吸込側ケース部材
１６  排気側ケース部材
１８  吸込側ケース結合鍔部
１９  排気側ケース結合鍔部
２１  大径筒部
２２  小径筒部
２３  段差面
２５  段差面
２６  円筒スペーサ
２８  内周リング
２８ａ  凸部
２９  外周リング
２９ａ  凸部
３０  コイルバネ
３２  シール
３２ａ  孔部
３３  吸込口リブ
４０  従来の電気掃除機
４２  電動送風機収容室
４３  引張弾性支持体
４５  内周リング
４６  ファン部端面
４７  取付リブ
４８  外周リング
４９  コイルバネ
５０  前弾性体
５１  前リブ
５２  端リブ
５３  空隙
５４  モータ部
５５  軸受けハウジング部
５６  後部弾性体
５７  後リブ
５８  空隙
５９  円筒ツバ部
６０  シール
６１  集塵部
６２  仕切り板
【図１】
2011011080.tif 000003
【図２】
2011011080.tif 000004
【図３】
2011011080.tif 000005
【図４】
2011011080.tif 000006
【図５】
2011011080.tif 000007
【図６】
2011011080.tif 000008
【図７】
2011011080.tif 000009