(57)【要約】【課題】より簡易に、且つより安価に騒音の低減を図ることが可能な静音化装置を提供すること。【解決手段】装置１の内部から外部へと空気を排出するファン２の外側であって、ファン２の回転軸２ａ上に実質上垂直に設けられた反射板６と、ファン２から装置１外部へと空気を導く直方体形状のダクト４とを備え、反射板６は、ダクト４の他端に配置され、反射板６の４辺のうち、少なくとも１辺の周縁には、空気流出スリット７が形成されており、ファン２が発生する音を構成する波長成分のうち、最大成分の波長をλとすると、ファン２と反射板６の距離Ｌは、Ｌ＝（λ／２）×ｎ（ｎは自然数）の関係を満たしている、静音化装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の内部から外部へと空気を排出するファンの外側であって、前記ファンの回転軸上に実質上垂直に設けられた反射板を備え、
前記ファンが発生する音を構成する波長成分のうち、最大成分の波長をλとすると、
前記ファンと前記反射板の距離Ｌは、Ｌ＝（λ／２）×ｎ（ｎは自然数）の関係を満たしている、静音化装置。
【請求項２】
前記ファンから前記装置外部へと空気を導く直方体形状のダクトを備え、
前記ファンは、前記ダクトの一端に配置され、
前記反射板は、前記ダクトの他端に配置され、
前記反射板の４辺のうち、少なくとも１辺の周縁には、空気流出スリットが形成されている、請求項１記載の静音化装置。
【請求項３】
前記反射板は、前記ファンと対向する面に、前記ファン方向に突出した突起部を有している、請求項１記載の静音化装置。
【請求項４】
前記突起部は、
前記反射板の実質上中央に設けられた平面部と、
前記平面部から前記反射板の周辺に向かって形成された傾斜部と、を有している、請求項３記載の静音化装置。
【請求項５】
前記突起部は、
前記反射板の実質上中央に設けられ、前記ファンとの距離が最も近くなる頂点と、
前記頂点から前記反射板の周辺に向かって形成された傾斜部と、を有している、請求項３記載の静音化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機等に設けられているファンの騒音を低減するための静音化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、テレビ、パーソナルコンピュータなどの電子機器では、装置内の温度を下げるために、装置外へ向けて装置内の空気を排出するファンが設けられている。このような装置には、図１３の側断面図に示すように、ファン１００の風が直接装置外部へと排出されないように、風の向きを変えるためのルーバー１０１等が配置されているものがあった。
【０００３】
このような装置では、ファン１００の回転により、空気を切り裂く音が発生し、その音は装置の外部へ漏れることになる。ユーザーによっては、このようなファン１００の風切り音を不快に感じる場合があった。
【０００４】
このようなファンによる騒音を低減するための装置が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、テレビ受像器の一部に設置された放熱用のモータ駆動ファンの音に対して、別途設けられたスピーカにより位相反転をさせた音を発生させることにより、ファンの音を低減する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−７３０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のように、位相反転させた音を発生させるようなアクティブ制御を行う場合、制御方法が複雑になるという問題があった。
【０００７】
また、別途スピーカ等を設ける必要があるため部品点数が多くなり、コストが高くなるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、より簡易に、又、より安価に騒音の低減を図ることが可能な静音化装置を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
装置の内部から外部へと空気を排出するファンの外側であって、前記ファンの回転軸上に実質上垂直に設けられた反射板を備え、
前記ファンが発生する音を構成する各波長成分のうち、最大成分の波長をλとすると、
前記ファンと前記反射板の距離Ｌは、Ｌ＝（λ／２）×ｎ（ｎは自然数）の関係を満たしている、静音化装置である。
【００１０】
また、第２の本発明は、
前記ファンから前記装置外部へと空気を導く直方体形状のダクトを備え、
前記ファンは、前記ダクトの一端に配置され、
前記反射板は、前記ダクトの他端に配置され、
前記反射板の４辺のうち、少なくとも１辺の周縁には、空気流出スリットが形成されている、第１の本発明の静音化装置である。
【００１１】
また、第３の本発明は、
前記反射板は、前記ファンと対向する面に、前記ファン方向に突出した突起部を有している、第１の本発明の静音化装置である。
【００１２】
また、第４の本発明は、
前記突起部は、
前記反射板の実質上中央に設けられた平面部と、
前記平面部から前記反射板の周辺に向かって形成された傾斜部とを有している、第３の本発明の静音化装置である。
【００１３】
また、第５の本発明は、
前記突起部は、
前記反射板の実質上中央に設けられ、前記ファンとの距離が最も近くなる頂点と、
前記頂点から前記反射板の周辺に向かって形成された傾斜部とを有している、第３の本発明の静音化装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より簡易に、又、より安価に騒音の低減を図ることが可能な静音化装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる実施の形態における静音化装置について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明にかかる実施の形態における静音化装置の外観図である。また、図２は、本実施の形態における静音化装置の上方から見た断面図である。又、図３は、本実施の形態の静音化装置の正面図である。尚、図１〜図３は、本実施の形態の静音化装置が、内部に電子機器等を有する装置に取り付けられている状態を示している。
【００１７】
図１〜図３に示すように、装置１内を冷却するために、装置１内の空気を装置１外へと排出するために設けられているファン２から、装置１の外壁３まで、空気の排出路であるダクト４が設けられている。
【００１８】
また、本実施の形態の静音化装置は、ダクト４によって形成される外壁３の開口部４ａを覆うように配置されたカバー５を備えている。このカバー５は、その中央部にファン２の回転軸２ａと実質上垂直方向に配置された、長方形の板状の反射板６を有している。この反射板６は、その中心が回転軸２ａ上に位置するように配置されており、その面積は、開口部４ａの面積と、ほぼ同じ大きさとなっている。
【００１９】
図１及び図３に示すように、カバー５は、左右の周辺部５ａ、５ｂにて外壁に接着固定されている。また、図１〜図３に示すように、反射板６は、周辺部５ａ、５ｂよりも、装置１の外側に配置されており、反射板６の周辺からカバー５の周辺（周辺部５ａ、５ｂを含む）に向けて傾斜が形成されている。また、カバー５には、左右の傾斜の途中に、装置１内部の空気を排出するための空気流出スリット７が、反射板６の左辺及び右辺に沿って上下方向に形成されている。
【００２０】
尚、図２に示している矢印は、空気の排出方向を示している。
【００２１】
また、図２に示すように、反射板６は、ファン２の厚みの中央から回転軸２ａに沿って距離Ｌの位置に配置されているが、この距離Ｌの決定について、以下に説明する。
【００２２】
装置１に取り付けられているファン２が発生する音を周波数解析することによって、周波数に対する音圧レベルを求めることができる。
【００２３】
ここで、等ラウドネス曲線（ＩＳＯ／Ｒ２２６）に示されるように、人が同じ大きさに聞こえる音圧レベルは、周波数によって異なる。この等ラウドネス曲線とは、ある音と同じ大きさに聞こえると判断した１ｋＨｚの進行平面波の音圧レベルの値を、「音の大きさのレベル」P(phon)と定義した場合に縦軸を音圧レベル、横軸を周波数としたグラフである。この等ラウドネス曲線によれば、人が聴覚で感じる「音の大きさのレベル」を同じにするためには、低い周波数（例えば、５０Ｈｚ）の方が高い周波数（例えば、１０００Ｈｚ）の音よりも高い音圧レベルが必要となることがわかる。
【００２４】
従って、ファン２が発生する音の周波数に対する音圧レベルを、等ラウドネス曲線に従って変換することにより、周波数に対する「音の大きさのレベル」を求めることができる。この「音の大きさのレベル」が、人間の聴覚に基づいた周波数毎の音の大きさとなる。
【００２５】
この変換後の「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数における波長をλとすると、距離Ｌは式（１）を満たすように設定されている。
式（１）  Ｌ＝（λ／２）×ｎ（ｎ＝１、２、３・・・）  ｎは自然数
尚、本発明の最大成分の波長とは、例えば、本実施の形態では、変換後の「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数における波長に相当する。また、本発明の静音化装置は、例えば、本実施の形態では、反射板６を有するカバー５と、ダクト４に相当する。
【００２６】
上記構成のファンを動作させた際の騒音の低減について説明する。
【００２７】
装置１を動作させる際に、装置１内の電子部品などを冷却するためにファン２を回転させ、装置１内の空気を排出する。
【００２８】
このファン２の回転によって、騒音が発生することになる。
【００２９】
図４は、ｎ＝３として、ファン２に対する反射板６の位置を調整した状態における、ファン２から発生した音のうち、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音の波の状態を示す図である。尚、図４において、ファン２から発生する音のうち、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音の波８を実線で示し、その音の波が反射板６によって反射された音の波９を点線で示している。
【００３０】
図４に示すように、ファン２から発生した、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音の波８は、反射板６による反射によって、位相が逆転した反射波９となる。
【００３１】
そのため、ファン２から発生した音のうち、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音の波は、その反射波と互いに打ち消し合うこととなる。
【００３２】
すなわち、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音を消音することが出来る。尚、図４においては、ｎ＝３とした場合を記載したが、ｎは自然数であればよく、距離Ｌは音の大きさのレベルの最も大きい周波数における波長の半波長の整数倍であればよい。
【００３３】
以上のように、音の大きさのレベルの最も大きい音に絞って消音することにより、簡易な構成で安価にファン２からの騒音の低減を図ることが可能となる。
【００３４】
また、ファン２から排出される空気は、反射板６があるため、直接外部に排気されず、分散して外部に排出することが出来る。
【００３５】
尚、本実施の形態では空気流出スリット７は、反射板６の左辺及び右辺に沿って上下方向に形成されているが、反射板６の上辺及び下辺の周縁に、その辺に沿って左右方向に形成されていてもよいし、更に、反射板６の４辺の周縁全てに形成されていても良い。また、反射板６の左辺及び右辺のどちらか１辺の周縁にのみ、空気流出スリットが形成されていてもよい。要するに、反射板６の周縁の少なくとも一部に空気流出スリットが設けられておりさえすればよい。
【００３６】
また、本実施の形態では反射板６は板状であるが、本形状に限らず図５及び図６に示すような形状であってもよい。図５は、反射板６の代わりに反射板１０を設けた静音化装置の上方から見た断面図である。また、図６は、反射板１０のみの外観斜視図である。
【００３７】
この反射板１０は、ファン２側の面の実質上中央に配置された矩形状の平面部１０ａを有している。この平面部１０ａは、ファン２側に突出しており、平面部１０ａの周辺から反射板１０の周辺へと傾斜部１０ｂが形成されている。
【００３８】
この場合、ファン２から平面部１０ａまでの距離が、上述した距離Ｌとなるように、反射板１０が設けられることになる。
【００３９】
また、図５及び図６のように、平面部１０ａの周囲に傾斜部１０ｂを設けることによって、装置１内部の空気をファン２から排出する際に、排出した空気を効率よく空気流出スリット７へと導くことが出来る。
【００４０】
また、図７に示すように平面部１０ａが矩形状の反射板でなく、円形状の平面部１２ａを有する反射板１２であってもよい。この場合にも、平面部１２ａから反射板１２の周辺部へと傾斜部１２ｂが形成されているため、ファン２から排出した空気を効率よく空気流出スリット７へと導くことが可能となる。
【００４１】
また、図８及び９に示すような反射板の形状であってもよい。図８は、反射板６の代わりに反射板１１を設けた静音化装置を上方からみた断面図である。また、図９は、反射板１１のみの外観斜視図である。
【００４２】
この反射板１１は、ファン２側に突出している、頂点１１ａを有する四角すい形状であり、この頂点１１ａは実質上回転軸２ａ上に配置されている。この頂点１１ａから反射板１１の周辺に向かって傾斜部１１ｂが形成されている。反射板１１の外側の面は、四角錐形状の突出に対応する凹部１１ｂが形成されている。
【００４３】
上述したような構成の反射板１１の場合、一例として、ファン２から頂点１１ａまでの距離がＬとなるように、反射板１１を配置することが出来る。
【００４４】
また、本実施の形態では、ダクト４の開口部４ａの面積とほぼ等しい面積の反射板６がカバー５に設けられているが、図１０の上方からみた断面図に示すように、ダクト４の開口部４ａの面積よりも小さい面積の反射板６’がカバー５’に設けられていてもよい。この場合、ファン２からの音を出来るだけ外部に漏らさず反射するために、矩形状の反射板６´の短い方の辺の長さが、ファン２の直径よりも長くなるよう構成されている方が好ましい。
【００４５】
また、上述した反射板６、６´、１０、１１、１２は全て矩形状であるが、円形状であってもよい。この場合には、反射板の直径がファン２の直径よりも大きい方が、より好ましい。ファン２からの音を出来るだけ外部に漏らさず反射するためである。
【００４６】
尚、反射板が円形状である場合には、空気流出スリットは反射板の周縁の一部に設けられていればよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、「音の大きさのレベル」の最も大きい周波数の音を消音するようにしているが、例えば、人が耳障りに感じるような特定の周波数の音に対して適用しても良い。
【００４８】
また、本実施の形態では、反射板６を有するカバー５は、装置１の外壁３に固定されているが、組み付け誤差等を考慮して、ファン２との距離を調節可能な構成としてもよい。
【００４９】
この調節可能な構成としては、例えば、外壁３に対してカバー５をネジ止め可能であり、カバー５の周辺と外壁３の間にパッキン等を設けることが可能な構成となっており、パッキンを挟む枚数及びネジの締め付けによって、ファン２と反射板６の距離の微調整を行うことが可能となる。
【００５０】
また、本発明の静音化装置を取り付ける対象となる装置１としては、複写機、プリンタ、ファックス、テレビ、パーソナルコンピュータ等の装置内を冷却するファンを備えた装置全般に適用可能である。
【００５１】
次に、上述した本実施の形態の静音化装置の実施例について述べる。
【００５２】
（実施例）
本実施例に用いた静音化装置としては、図２に示したものと同様のものを用いた。
【００５３】
具体的には、図１１に示すように、本実施例のダクト４の断面は正方形状であり、一辺は４０ｍｍとなっている。本実施例に用いたファン２としては、直径が３５ｍｍであり、羽根が５枚設けられ、厚みが１５ｍｍのものを用いた。又、反射板６としては、一辺が約３９．５ｍｍの正方形状のものを用いた。
【００５４】
又、ファン２の厚みの中央から、反射板６までの距離Ｌを４０ｍｍとした。したがって、羽根は反射板６から３２．５ｍｍ〜４７．５ｍｍの配置されていることとなる。
【００５５】
この状態において、中心軸２ａ上であって、ファン２から反射板６方向に３００ｍｍの位置にマイクロホン２０を設け、ファン２が発する音を収集し、解析を行った。尚、３００ｍｍの距離は、ファン２の厚みの中央から、マイクロホン２０までの距離である。
【００５６】
また、ファン２の回転数は８０００ｒｐｍであり、音の解析には、小野測器製、ＦＦＴアナライザー  ＤＳ２０００を用いた。
【００５７】
（比較例）
反射板６を除いた以外は、上記実施例と同一の条件で、ファン２が発する音の解析を行った。
【００５８】
上記実施例及び比較例における音の解析結果を図１２のグラフに示す。尚、図１２のグラフにおいて、実施例のデータは実線で、比較例のデータは点線で示している。
【００５９】
ここで、実施例及び比較例の条件においては、ファン２の厚みを考慮すると、反射板６から３２．５ｍｍ〜４７．５ｍｍの間で、風切り音が発生していることになる。
【００６０】
上述した式（１）において、ｎ＝１の場合には、波長λは、６５．０ｍｍ〜９５．０ｍｍの間となり、音速を３４０ｍ／ｓとすると、音の周波数は、３５８０Ｈｚ〜５２３０Ｈｚとなる。また、ｎ＝２の場合には、波長λは３２．５ｍｍ〜４７．５ｍｍの間となり、周波数は７１６０Ｈｚ〜１０４６０Ｈｚの間となる。
【００６１】
すなわち、ファン２と反射板６との距離が４０ｍｍで、ファン２の厚みが１５ｍｍの場合には、ファン２から発生する音のうち、周波数が３５８０Ｈｚ〜５２３０Ｈｚの間の音と、７１６０Ｈｚ〜１０４６０Ｈｚの間の音の音圧レベルが、比較例よりも実施例の方が小さくなると理論上は考えられる。
【００６２】
そこで、図１２に示す実験データのグラフを確認すると、周波数が３５８０Ｈｚ〜５２３０Ｈｚの間と、７１６０Ｈｚ〜１０４６０Ｈｚの間において、音圧レベルが比較例よりも実施例の方が小さくなっている。
【００６３】
以上より、ファン２から反射板６までの距離Ｌを調節することにより、希望する周波数の音を消音をすることが出来ることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の静音化装置は、より簡易に、且つより安価に騒音の低減を図ることが可能な効果を有し、内部を冷却するためのファンを備えた装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明にかかる実施の形態における静音化装置の外観図
【図２】本発明にかかる実施の形態における静音化装置を上方からみた断面図
【図３】本発明にかかる実施の形態における静音化装置の正面図
【図４】本発明にかかる実施の形態における静音化装置による騒音の低減を説明するための図
【図５】本発明にかかる実施の形態の変形例における静音化装置を上方からみた断面図
【図６】本発明にかかる実施の形態における反射板の外観斜視図
【図７】本発明にかかる実施の形態における反射板の外観斜視図
【図８】本発明にかかる実施の形態の変形例における静音化装置を上方からみた断面図
【図９】本発明にかかる実施の形態における反射板の外観斜視図
【図１０】本発明にかかる実施の形態の変形例における静音化装置を上方からみた断面図
【図１１】本発明にかかる実施例における静音化装置を上方からみた断面図
【図１２】本発明にかかる実施例及び比較例における音圧レベルのグラフを示す図
【図１３】従来のファンカバーの断面図
【符号の説明】
【００６６】
１  装置
２  ファン
３  外壁
４  ダクト
５  カバー
６  反射板
７  空気流出スリット
８  ファンから発生した音のうち大きさのレベルの最も大きい周波数の音の波
９  反射された音の波
１０、１１、１２  反射板
【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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