(57)【要約】【課題】強度を保持したまま、高い防音効果を有するモータケースを提供する。【解決手段】ファンモータ（図示せず）を内設するモータケース１において、それぞれ単一樹脂で一体成形された上部品３及び下部品（図示せず）を接合して成り、前記上部品３の天面８の断面構造は、外層部９と内層部１０から成る三層構造体であって、前記内層部１０を発泡体としたもので、発泡体の内層部１０を外層部９で挟んだ三層の積層構造によりモータケース１の剛性が向上して、構造体としての強度と、遮音効果を兼ね備えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータを内設するモータケースにおいて、それぞれ単一樹脂で一体成形された上部品及び下部品を接合して成り、前記上部品の天面の断面構造は、外層部と内層部から成る三層構造体であって、前記内層部を発泡体としたモータケース。
【請求項２】
樹脂がポリプロピレンであって、内層部の発泡体の発泡倍率を１．５倍から３．０倍とした請求項１に記載のモータケース。
【請求項３】
樹脂がポリプロピレンであって、内層部の発泡体の発泡倍率を１．９倍から３．０倍とした請求項１に記載のモータケース。
【請求項４】
樹脂は難燃剤を含有し、発泡倍率の上限を２．４倍とした請求項２または３に記載のモータケース。
【請求項５】
難燃剤がリン酸エステル化合物を含む請求項４に記載のモータケース。
【請求項６】
ファンモータと、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータケースを備え、前記ファンモータを前記モータケースに内設した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータを内設するモータケース及び、それを搭載した電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動送風機などのファンモータの回転音による騒音を低減させる手段として、モータケースとファンモータとの隙間に緩衝材等を配置するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、モータケースを構成する構造体自体に防音性能を付与するものとして、一部を多孔性材質で構成するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
上記特許文献２に記載された従来のモータケース（モータハウジング）は、一部に多孔性プラスチック材質である遮音板を有するものであり、その他は、高強度のプラスチックで構成されたものである。そして多孔性プラスチック材質としては、金属粉体とポリエチレンを均一混合させた後、これを多孔性形態に製造したものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３１８９０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示されたような従来のモータケースの構成では、別部材を使用するものであって、しかも使用箇所も一部分だけであり、防音性能も満足できるものではなかった。
【０００６】
また、上記特許文献２に示した従来のモータケースの構成では、防音性能は不明であるが、遮音手段である多孔性プラスチック材質の強度は非常に弱いため、同特許文献に記載されているように、モータケース全体に使用することは困難であった。また、同特許文献による防音機構は、多孔体をエアーが通過することによって吸音効果を得るというものである。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、モータケースとしての強度を保持したまま、高い遮音効果を有するモータケースと、低振動、低騒音の電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のモータケースは、ファンモータを内設するモータケースにおいて、それぞれ単一樹脂で一体成形された上部品及び下部品を接合して成り、前記上部品の天面の断面構造は、外層部と内層部から成る三層構造体であって、前記内層部を発泡体としたもので、発泡体の内層部を外層部で挟んだ三層の積層構造によりモータケースの剛性が向上して、構造体としての強度と、遮音効果を兼ね備えることができる。
【０００９】
本発明の電気掃除機は、ファンモータと、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータケースを備え、前記ファンモータを前記モータケースに内設したもので、低振動、低騒音で、使用勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモータケースは、剛性を向上させることができるため、構造体としての強度と、振動低減による遮音効果を得ることができるもので、又、そのモータケースを電気掃除機に用いることで、低振動、低騒音の電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるモータケースの斜視図
【図２】同モータケースの天面の断面の模式図
【図３】同モータケースを搭載した電気掃除機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、ファンモータを内設するモータケースにおいて、それぞれ単一樹脂で一体成形された上部品及び下部品を接合して成り、前記上部品の天面の断面構造は、外層部と内層部から成る三層構造体であって、前記内層部を発泡体としたもので、発泡体の内層部を外層部で挟んだ三層の積層構造によりモータケースの剛性が向上して、構造体としての強度と、遮音効果を兼ね備えることができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の樹脂がポリプロピレンであって、内層部の発泡体の発泡倍率を１．５倍から３．０倍としたもので、４００〜８００Ｈｚの中音域の周波数帯の音圧を低下させることができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の樹脂がポリプロピレンであって、内層部の発泡体の発泡倍率を１．９倍から３．０倍としたもので、４ｋ〜１０ｋＨｚの高音域の周波数帯の音圧を低下させることができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の樹脂は難燃剤を含有し、発泡倍率の上限を２．４倍としたもので、４ｋ〜１０ｋＨｚの中音域の周波数帯の音圧を低下でき、かつ難燃性を保持することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第４の発明の難燃剤がリン酸エステル化合物を含むもので、樹脂に可塑性を付与することができるため、粘度を低下させることができ、発泡による気泡形成を容易にすることができる。
【００１７】
第６の発明に係る電気掃除機は、ファンモータと、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータケースを備え、前記ファンモータを前記モータケースに内設したもので、低振動、低騒音で、使用勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるモータケース１の斜視図であり、図２は、モータケース１の天面の断面の模式図、図３は、モータケース１を搭載した電気掃除機の断面図である。
【００２０】
図１〜３において、本実施の形態におけるモータケース１は、ファンモータ２を内包するケースで、上部品３と下部品４から構成されている（図１中の点線によって上下が分割される）。
【００２１】
また、モータケース１の下方及び側方に、ファンモータ２からの排気を排出する排気口１ａが設けられている。上部品３と下部品４は、ポリプロピレン樹脂からなり、射出成形によってそれぞれ一体成形されており、これらを組み合わせてモータケース１を得る。
【００２２】
モータケース１は、電気掃除機などの機器に組み込むための穴状の保持部７を備えている。１３は、ファンモータ２を内包したモータケース１を組み込んだ機器の一例である電気掃除機の掃除機本体で、本体上５と本体下６から構成されている。
【００２３】
本体下６には、モータケース１の保持部７の穴を貫通する支持部（図示せず）を有しており、同支持部は、ビス取り付け用穴を有する受部（図示せず）を有している。すなわち本体下６の支持部に設けられた軸部を保持部７の貫通穴に挿入し、支持部の受部に当て、ビス（図示せず）で締めつけるものである。
【００２４】
図２は、モータケース１の上部品３の天面８の断面の模式図である。ここで、天面８とは、上部品３の射出成形において、金型を後退させる方向に対して垂直面であり、図１では最上部に位置している（斜線部）。天面８の断面は、図２に示すように、２つの外層部９と、内層部１０との三層構造体であり、内層部１０は、発泡体であり、気泡１１と樹脂部１２から形成されている。これら三層構造体は、ポリプロピレンのペレットに化学発泡剤を添加して射出成形し、冷却することによって同時に成形されたものである。
【００２５】
三層構造体の発泡倍率（一定重量で発泡させたときの発泡体と同重量で発泡させなかった  ときの非発泡体の容積比。以下、発泡体の厚み／非発泡体の厚み、によって算出した）は、１．５倍以上である。
【００２６】
音の遮音は、部材の壁によって透過を抑えることによるものである。音の透過は、部材の壁に対して音波が入射したとき、その圧力変動によって壁が一体となって振動することによって透過波が発生することによる。ポリプロピレンを発泡させることによって厚みが増えて剛性が向上し、これによってモータケース１の振動を抑え、透過波の発生を減少させることができる。また、微小振幅の音波が存在すると空気粒子は音圧によって振動するが、気泡１１の骨格部は静止しているため、骨格表面に粘性による境界層が形成され、この境界層内で音波のエネルギーが熱のエネルギーに変換されて、減衰される。
【００２７】
発泡倍率１．５倍以上によって、外部への音圧レベルが発泡させない同量のポリプロピレンと比べて１．５ｄＢ低下させることができる。ここで、１．５ｄＢの音圧レベルの低下は、人の耳による評価によって音の低下が判るレベルであるため、判定基準とした。
【００２８】
さらに、発泡倍率を１．９倍以上とすることが好ましい。ファンモータ２における不快な音は、４ｋ〜１０ｋＨｚの高周波数の音である。高周波数領域では、部材の壁は屈曲運動するため屈曲波が生じ、この屈曲波と音の入射波が共振状態になると、音が壁を透過しやすくなる（コインシデンス効果）。しかし発泡倍率を１．９倍以上とすることで部材の剛性が大きくなり、共振状態を抑え、透過損失を大きくすることができたと考えられる。すなわち、高周波数の音を低下させることができる。
【００２９】
このように、モータケース１の天面８の内層部１０をポリプロピレンの発泡体で構成し、発泡倍率を１．５倍以上とすることによって、剛性が向上して遮音効果が得られる。さらに、発泡倍率を１．９倍以上とすることによって、電気掃除機で特に不快な音である高周波数の領域についても、遮音性能を確保することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、上部品３のみ発泡体との三層構造体としているが、上部品３と併せて下部品４の底面も発泡体としても良いし、そうすることによって遮音効果がさら
に高くなる。ここで底面とは、下部品４の射出成形において、金型を後退させる方向に対して垂直面であり、図１では最下部に位置している。
【００３１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるモータケース１は、難燃剤を含有したポリプロピレンを用いるもので、モータケース１及び掃除機本体１３の構成及びモータケース１の断面構成等は、実施の形態１と同様なので、同一部分には同一符号を用いてその説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態では、難燃成分として非ハロゲン系のリン酸エステル化合物を使用した。天面８の断面は、上記実施の形態１と同じく、２つの外層部９と内層部１０との三層構造体であり、内層部１０は発泡体であり、内層を発泡させることによってガスの気泡１１を有している。難燃成分は、外層部９と内層部１０の樹脂部１２に分散されている。これら三層構造体は、難燃成分を配合したポリプロピレンのペレットに化学発泡剤を添加して射出成形し、冷却することによって同時に成形される。
【００３３】
三層構造体の発泡倍率は、１．５倍以上である必要がある。これは、難燃性のポリプロピレンを発泡させることによって厚みが増えた分剛性が向上し、これによってモータケース１の振動を遮蔽して抑えることができ、結果として、外部への音圧レベルが発泡させない同量の難燃性ポリプロピレンと比べて１．５ｄＢ低下するからである。
【００３４】
また、発泡倍率を１．９倍以上とすることが好ましい。ファンモータ２における不快な音というのは４〜１０ｋＨｚの高周波数の音である。発泡倍率を１．９倍以上とすることで高周波数の音を低下させることができるからである。
【００３５】
しかし、発泡倍率を２．４倍以下とする必要がある。これより大きくすると比重が小さくなることによって燃焼しやすくなり、難燃性を確保することが困難となるからである。比重が小さくなった発泡体では、気泡１１を形成する肉厚が薄くなり、また気泡１１の数又は／及び気泡１１の径も増え、空気と接触する機会が増加するためであると考えられる。
【００３６】
このように、モータケース１の上部品３の樹脂を、難燃性ポリプロピレンの発泡体で構成し、発泡倍率を１．５〜２．４倍とすることによって、遮音効果が得られ、難燃性を確保することができる。さらに、発泡倍率を１．９〜２．４倍とすることによって、電気掃除機で特に不快な音である高周波数の領域について遮音効果が得られ、難燃性も確保することができる。なお、本実施の形態では上部品３のみ発泡体との三層構造体としているが、上部品３と併せて、下部品４も発泡体とすることもできる。
【実施例】
【００３７】
上記実施の形態１及び２について、さらに具体的に説明する。
【００３８】
初めに、モータケース１の製造方法について説明する。
【００３９】
モータケース１を構成する樹脂は、ポリプロピレンのブロックコポリマーのペレットであり、難燃性を付与させる場合は、リン酸エステル化合物を約１５ｗｔ％添加してペレット化したものである。これに炭酸水素ナトリウムを約７０ｗｔ％含有するマスターバッチ４ｗｔ％をペレット混合して成形前の原料ペレットを得る。
【００４０】
樹脂は、ポリプロピレンを使用したが、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ポリスチレンでも良い。また、化学発泡剤には、アゾジカルボンアミド等の有機系発泡剤あるいは炭酸水素ナトリウム等の無機系発泡剤などでも可能であるが、無味、無臭で分解生
成物が二酸化炭素と水であり、分解残渣も無害である炭酸水素ナトリウムを用いるのが好ましい。なお、超臨界流体を用いた物理発泡成形により成形することも可能である。
【００４１】
原料ペレットを射出成形機のホッパに投入して、シリンダ温度２００℃で射出する。シリンダ内では、炭酸水素ナトリウムが熱分解されて炭酸ガスとなり、射出と同時に気泡が形成されながら金型に充填される。そして射出完了後、金型のコア部を所定量後方に後退させる。ここで所定量は発泡倍率によって決定される量である。冷却温度は４０〜６０℃である。
【００４２】
以上のようにして難燃剤を有さないモータケース、及び難燃剤を有するモータケースが完成する。モータケースは、三層構造体であり、内層部１０は、炭酸ガスによる発泡によって気泡１１が形成され、外層部９は、急冷によって気泡を含まない非発泡体が形成される。気泡１１の直径は、５０〜１５０μｍであり、外層部９の厚みは、発泡倍率によらずほぼ一定で、３００〜４００μｍである。
【００４３】
なお、比較例として、発泡剤を混合させずに同量の射出を行い、コア部を後退させない方法（通常成形）によって形成したモータケースも用意した。通常形成時のモータケース１の厚みは１．８ｍｍであり、三層構造体を有していない。
【００４４】
次に、剛性試験、遮音試験、難燃試験について説明する。ここで、難燃剤を有さない三層構造体のモータケース（以下、Ａ製法）、難燃剤を有する三層構造体のモータケース（以下、Ｂ製法）、通常成形のモータケース（以下、Ｃ製法）のそれぞれについて、Ａ及びＢ条件については、発泡倍率１．３倍、１．５倍、１．７倍、１．９倍、２．１倍、２．４倍、２．５倍、２．７倍、３．０倍（以下、例えば、「Ａ製法１．３倍」等という）のモータケースから試験サンプルを切り出し試験を行った。
【００４５】
剛性試験については、三点圧縮試験を行った。そして一定量変形するときの応力について比較した。その結果、Ｃ条件の厚み１．８ｍｍの試料と当該応力について同等以上となる試験サンプルは、Ａ製法１．３倍（厚み２．３ｍｍ）以上、Ｂ製法１．３倍（２．３ｍｍ）以上であった。すなわち、発泡倍率を１．３倍以上とすることで、通常成形によるモータケースの剛性と同等の製品を製造することができる。
【００４６】
遮音試験については、スピーカからホワイトノイズを発生させ、音圧としては電気掃除機のモータ音と同等な９０ｄＢとした。試験試料をスピーカと平行に置き、その直上１ｍｍの地点にマイクを設置し、音圧の変化をＣ製法の試験サンプルと比較した。その結果、Ａ製法１．５倍（２．７ｍｍ）以上、Ｂ製法１．５倍（２．７ｍｍ）以上では、音圧を１．５ｄＢ低下させることができた。なお、それ以上の倍率ではさらに音圧を低下させることができた。
【００４７】
さらに、周波数特性を比較すると、Ａ製法１．５倍（２．７ｍｍ）以上、Ｂ製法１．５倍（２．７ｍｍ）以上では、４００〜８００Ｈｚの中音域の周波数帯の音圧を低下させることができ、Ａ製法１．９倍（３．４ｍｍ）以上、Ｂ製法１．９倍（３．４ｍｍ）以上では中音域の音圧低下に加えて、４ｋ〜１０ｋＨｚの高音域の周波数帯の音圧を低下させることができた。この高周波数帯は、電気掃除機のファンモータ音で不快な音の領域である。
【００４８】
難燃性試験については、ＵＬ９４に準拠した試験を行った。ここで難燃性の確保とはＶ−０であることとする。その結果、Ｃ製法ではＶ−０であったが、Ａ製法ではすべてＶ−２であった。Ｂ製法では、Ｂ製法２．５倍（４．５ｍｍ）の場合、Ｖ−１となり、Ｂ製法２．７倍（４．９ｍｍ）以上の場合、Ｖ−２となった。すなわち、難燃性を確保するため
には、難燃剤を添加しかつ発泡倍率を２．４倍（４．３ｍｍ）以下とする必要があることが分かった。
【００４９】
また、上記実施の形態で述べたモータケース１にファンモータ２を内設し、そのモータケース１を電気掃除機の掃除機本体１３に組み込むようにすれば、低振動、低騒音で、使用勝手の良い電気掃除機を提供することができる、ことはいうまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかるモータケースは、壁面の剛性を向上させることができ、発泡倍率を規定することによって電気掃除機特有のファンモータ音を遮断することができるため、防音効果を高めることを目的とした電気掃除機に適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  モータケース
２  ファンモータ
３  上部品
４  下部品
８  天面
９  外層部
１０  内層部
１３  掃除機本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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