(57)【要約】【課題】高出力（高速回転）の原動機を用いた送風作業機において、軸流ファンが高速で回転したときに耳障りな高い周波数の騒音の発生を抑制する。【解決手段】送風作業機１０は、原動機２５と、原動機２５の回転駆動軸２５ａに固定したハブ２６ａに複数の羽根部２６ｂを有した軸流ファン２６と、原動機２５を内部に収容して軸流ファン２６の回転駆動によって一端開口から導入した空気を他端開口から噴出させるケーシング２０とを備え、軸流ファン２６の羽根部２６ｂの数Ｚ（枚）と、送風作業機１０の通常での最大出力における原動機２５の回転駆動軸２５ａの定格回転数ｎ（回転／秒）とがＺ・ｎ≦２０００（但し、ｎ＞１６０）の関係を満たすようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
前記原動機によって回転される回転駆動軸に固定したハブに複数の羽根部を有した軸流ファンと、
前記原動機を内部に収容して前記軸流ファンの回転駆動によって一端開口から導入した空気を他端開口から噴出させる筒形のケーシングとを備えた送風作業機であって、
前記軸流ファンの羽根部の数Ｚ（枚）と、前記送風作業機の通常での最大出力における前記回転駆動軸の定格回転数ｎ（回転／秒）とが以下の数１を満たすようにしたことを特徴とした送風作業機。
（数１）
Ｚ・ｎ≦２０００（但し、ｎ＞１６０）
【請求項２】
請求項１に記載の送風作業機において、
前記原動機は電動モータであることを特徴とする送風作業機。
【請求項３】
請求項２に記載の送風作業機において、
前記電動モータは回転制御回路からの制御信号により回転制御されるものであることを特徴とする送風作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落葉等を吹き飛ばして掃除をするのに用いるブロワ等の送風作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には落葉等を吹き飛ばして掃除をするのに用いるブロワが開示されている。このブロワは、電動モータと、電動モータの回転駆動軸に固定したハブに複数の羽根部を有した軸流ファンと、電動モータを内部に収容して一端開口から導入した空気を他端開口から噴き出す筒形のモータケーシングと、モータケーシングを内部の導風通路内に組み付けた本体ハウジングとを備えている。このブロワにおいては、電動モータの駆動によって回転する軸流ファンにより生じる空気流によって、導風通路の後端の空気取込口から空気を導入し、導入した空気を導風通路の前端の空気噴出口に設けた送風管を介して地面等の落葉等に向けて噴出して使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなブロワでは、近年の技術開発の進展によって、高出力（高速回転：例えば２１０００ｒｐｍ（３５０ｒ／ｓ））の電動モータが用いられるようになり、従来の低出力（低速回転：例えば９０００ｒｐｍ（１５０ｒ／ｓ））の電動モータを使用したときよりも、送風管の先端から風量及び風速を高くした空気を噴出させることができるようになって、ブロワの作業性を向上させることができている。しかし、高出力（高速回転）の電動モータを使用したブロワでは、電動モータの回転駆動軸に取り付けた軸流ファンが回転することに起因した騒音が発生することになっていた。特に、軸流ファンを高速で回転させたときには、耳障りと感じる高い周波数（例えば２０００Ｈｚ〜８０００Ｈｚ）の騒音が発生することがあり、ブロワを用いて長時間の清掃作業をしたときに、作業者が不快に感じるおそれがあった。本発明は、高出力（高速回転）の原動機を用いた送風作業機において、軸流ファンが高速で回転したときに耳障りと感じる高い周波数の騒音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願出願人は、上記課題を解決するにあたり、軸流ファンが回転したときの音の聴感が、軸流ファンのハブに設けた羽根部の数と原動機の回転駆動軸の回転数の積から算出される翼通過周波数とに相関関係を有していることを知得した。上記課題を解決するために、本発明は、原動機と、原動機によって回転される回転駆動軸に固定したハブに複数の羽根部を有した軸流ファンと、原動機を内部に収容して軸流ファンの回転駆動によって一端開口から導入した空気を他端開口から噴出させる筒形のケーシングとを備えた送風作業機であって、軸流ファンの羽根部の数Ｚ（枚）と、送風作業機の通常での最大出力における回転駆動軸の定格回転数ｎ（回転／秒）とがＺ・ｎ≦２０００（但し、ｎ＞１６０）を満たすようにしたことを特徴とした送風作業機を提供するものである。
【０００６】
上記のように構成した送風作業機においては、軸流ファンの羽根部の数Ｚ（枚）と、送風作業機の通常での最大出力における回転駆動軸の定格回転数ｎ（回転／秒）とがＺ・ｎ≦２０００（但し、ｎ＞１６０）の関係を満たすようにしたので、従来の送風作業機のような低速回転の原動機（回転数が１６０回転／秒以下）に代えて高速回転の原動機（回転数が１６０回転／秒より高い）を用いて軸流ファンを回転させたときに生じる音の翼通過周波数を２０００Ｈｚ以下とすることができ、作業者が送風作業機を用いて長時間の作業をしても２０００Ｈｚより高い耳障りな騒音によって不快に感じないようになった。
【０００７】
上記のように構成した送風作業機では、原動機に電動モータを採用するのが好ましい。また、電動モータは回転制御回路からの制御信号により回転制御されるものを採用するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の送風作業機の一実施形態であるブロワの斜視図である。
【図２】図１の前後方向に沿った縦方向断面図である。
【図３】図２の本体ハウジングの部分を中心に拡大した縦方向断面図である。
【図４】軸流ファンを軸線方向から見た図（ａ）と、軸線方向と直交する方向から見た図（ｂ）である。
【図５】羽根部の数と送風作業機の最大出力における電動モータの定格回転数とによって生じる音の翼通過周波数を示す表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の送風作業機の一実施形態のブロワを添付図面を参照して説明する。ブロワ１０は地面の落葉や塵等に空気を噴射して吹き飛ばして清掃作業するのに用いるものである。図１〜図３に示したように、ブロワ１０は本体ハウジング１１を備えており、本体ハウジング１１内の下部には前後方向に延びる導風通路１２が形成されている。本体ハウジング１１の下部の後端の開口は導風通路１２の空気取込口１２ａとなっており、本体ハウジング１１の下部の前端の開口は導風通路１２の空気噴出口１２ｂとなっている。本体ハウジング１１の後端の開口となる空気取込口１２ａには網目状の多数の開口を有したリアカバー１３が設けられている。本体ハウジング１１の前端の開口となる空気噴出口１２ｂには本体ハウジング１１の前方にて地面付近に空気を導き出す送風管１４が設けられている。
【００１０】
図１〜図３に示したように、本体ハウジング１１の上部には作業者が把持するグリップハンドル１５が一体的に設けられている。グリップハンドル１５の下面にはトリガスイッチ１６が設けられており、トリガスイッチ１６を引くと後述する電動モータ２５が駆動する。本体ハウジング１１の後部にはバッテリパック１７が着脱可能に取り付けられており、バッテリパック１７は後述する電動モータ２５の電源として用いられる。本体ハウジング１１の上部には電動モータ２５の回転を制御する回転制御回路１８が設けられており、回転制御回路１８の制御信号によって電動モータ２５が回転するように制御されている。
【００１１】
図２及び図３に示したように、本体ハウジング１１の下部の導風通路１２内には軸線方向の略中央部にモータケーシング（ケーシング）２０が同軸的に収容されている。モータケーシング２０は円筒形状をした外側筒部２１を備え、外側筒部２１がゴム材等の弾性材を用いた防振リング２２を介して導風通路１２の内周面に支持されている。
【００１２】
図３に示したように、外側筒部２１の内周面には内側に延びる複数の静翼２３が設けられており、外側筒部２１の内側には静翼２３によって内側筒部２４が同心的に支持されている。内側筒部２４内には電動モータ２５が取り付けられており、この実施形態の電動モータ２５は前述した従来の低出力（低速回転）のものと異なり、ブロワ１０の通常の最大出力における回転駆動軸２５ａの定格回転数が３６７（ｒ／ｓ）（２２０００ｒｐｍ）と高出力（高速回転）のものである。電動モータ２５は、ステータの内側に配設した巻線に給電することで、内部の永久磁石よりなるロータを回転させるインナロータ型のブラシレスモータである。電動モータ２５は回転制御回路１８による制御信号によってバッテリパック１７からステータの内側の巻線への給電が制御され、巻線への給電制御によって生じる磁界の変化によってインナロータが回転するように制御されている。
【００１３】
電動モータ２５のインナロータに固定された回転駆動軸２５ａは内側筒部２４から後方に突出しており、回転駆動軸２５ａには軸流ファン２６のハブ２６ａが取り付けられている。図４に示したように、この実施形態の軸流ファン２６はハブ２６ａの外周部に周方向の等間隔に配置された位置にて放射方向の外側に延びる３つの羽根部（動翼羽根部）２６ｂを備えている。軸流ファン２６は回転軸と直交する方向の羽根部２６ｂを含めた外径がモータケーシング２０の軸線方向の長さより小さいものである。電動モータ２５の回転駆動によって回転する軸流ファン２６による空気流により、導風通路１２には空気取込口１２ａから空気が導入され、導風通路１２内に導入された空気は空気噴出口１２ｂから前方に噴き出される。
【００１４】
上記のように構成したブロワ１０の作動について説明する。作業者はグリップハンドル１５を把持した手の指でトリガスイッチ１６を引くと、電動モータ２５がバッテリパック１７の給電を受けて駆動して軸流ファン２６を回転させる。軸流ファン２６の回転によって、モータケーシング２０の後端開口から導入された空気が前端開口から噴き出されて、導風通路１２内にて前方に噴き出す軸線方向の空気流が発生する。導風通路１２内の空気流により、後端の空気取込口１２ａから導風通路１２内に導入された空気が送風管１４を介して空気噴出口１２ｂから噴き出される。送風管１４を通る空気は先端開口から地面近傍に噴き出され、地面に散る落葉や塵等を吹き飛ばすことによって清掃することができる。
【００１５】
このようなブロワ１０においては、軸流ファン２６が高速で回転することに起因した音の聴感は軸流ファン２６の羽根部２６ｂの数Ｚ（枚）と、軸流ファン２６の回転数、すなわち、電動モータ２５の回転駆動軸２５ａの回転数との積から算出される翼通過周波数とに相関関係を有していることを知得した。上記のように構成したブロワ１０においては、上記の知得に基づいて、軸流ファン２６の羽根部２６ｂの数Ｚ（枚）と、ブロワ（送風作業機）１０の通常での最大出力における電動モータ（原動機）２５の回転駆動軸２５ａの定格回転数ｎ（回転／秒）とが以下の数１を満たすように意図的に設定されたものである。
（数１）
Ｚ・ｎ≦２０００（但し、ｎ＞１６０）
【００１６】
この実施形態のブロワ１０は、通常での最大出力における電動モータ２５の回転駆動軸２５ａの定格回転数ｎ（回転／秒）が３６７（回転／秒）（２２０００ｒｐｍ）と高速回転のものを用いており、軸流ファン２６の高速回転によって生じる音を作業者が耳障りと感じる２０００Ｈｚから８０００Ｈｚの高い周波数とならないように、軸流ファン２６の羽根部２６ｂを意図的に３枚とした。これにより、軸流ファン２６の高速回転によって生じる音を１１０１Ｈｚに抑えることができ、ブロワ１０を通常での最大出力で長時間の清掃作業に使用しても、作業者はブロワ１０の軸流ファン２６の高速回転に起因した音で不快と感じないようにすることができた。
【００１７】
上記の実施形態のブロワ１０では、通常での最大出力における電動モータ２５の回転駆動軸２５ａの定格回転数ｎ（回転／秒）が３６７（回転／秒）（２２０００ｒｐｍ）のものを用いている。本発明は、この定格回転数とした電動モータ２５に限られるものでなく、他の高速回転の電動モータとして、回転駆動軸の定格回転数が１６０（回転／秒）（９６００ｒｐｍ）より大きな電動モータを搭載したブロワに適用されるものである。このような高速回転の電動モータを用いたときには、軸流ファンの羽根部の数を、図５の表に記載したように、回転駆動軸の定格回転数に応じた適宜な数に意図的に抑えることで、軸流ファンの高速回転によって生じる音の周波数を２０００Ｈｚ以下に抑えることができる。
【００１８】
具体的には、図５に示したように、電動モータの回転駆動軸の定格回転数が２００（回転／秒）（１２０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を１０枚以下すればよく、電動モータの回転駆動軸の定格回転数が２５０（回転／秒）（１５０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を８枚以下すればよく、電動モータの回転駆動軸の定格回転数が３００（回転／秒）（１８０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を６枚以下すればよく、電動モータの回転駆動軸の定格回転数が３５０（回転／秒）（２１０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を５枚以下すればよく、本実施形態のような電動モータ２５の回転駆動軸２５ａの定格回転数が３６７（回転／秒）（２２０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を５枚以下すればよく、電動モータの回転駆動軸の定格回転数が４００（回転／秒）（２４０００ｒｐｍ）であるときには、軸流ファンの羽根部の数を５枚以下すればよく、このようにすることで、軸流ファンの高速回転によって生じる音の翼通過周波数を２０００Ｈｚ以下に抑えることができる。
【００１９】
上記の実施形態のブロワ１０は送風作業機の一実施形態であり、他の実施形態として空気とともに塵を吸引する集塵機であってもよい。この集塵機は、原動機（電動モータ）と、原動機によって回転される回転駆動軸に固定したハブに複数の羽根部を有した軸流ファンと、原動機を内部に収容して軸流ファンの回転駆動によって一端開口から導入した空気を他端開口から噴出させるケーシングと、ケーシングを内部の導風通路内に組み付けた本体ハウジングとを備えている。この集塵機においては、原動機の駆動により回転する軸流ファンの空気流によって、導風通路の前端の空気取込口に設けた吸引管から地面に散る塵、埃または落葉等を吸引し、塵等を集塵袋に捕集しつつ吸引した空気を導風通路の後端の空気噴出口から噴出して使用するものである。この集塵機においても、集塵機の通常での使用での最大出力における原動機の回転駆動軸の定格回転数と軸流ファンの羽根部の数との関係は上記のブロワと同様であり、これらの作用効果についても上述したブロワと同様である。
【００２０】
上記の実施形態においては、電動モータ（原動機）２５の出力軸と回転駆動軸２５ａと同一のものを用いたが、本発明はこれに限られるものでなく、電動モータ２５の出力軸とは別に軸流ファンを固定した回転駆動軸を別途設け、電動モータ２５の出力軸の回転駆動をギヤ対等の動力伝達機構により回転駆動軸に伝達するようにし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。
【００２１】
上記の実施形態においては、電動モータに対する給電をバッテリパックにより行うようにしているが、本発明はこれに限られるものでなく、外部の電源から電源コードによって電動モータに給電する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。
【００２２】
上記の実施形態においては、原動機に電動モータを用いたが、本発明はこれに限られるものでなく、エンジンのような内燃機関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。
【符号の説明】
【００２３】
１０…送風作業機（ブロワ）、２０…ケーシング（モータケーシング）、２５…原動機（電動モータ）、２５ａ…回転駆動軸、２６…軸流ファン、２６ａ…ハブ、２６ｂ…羽根部。
【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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