(57)【要約】【課題】電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、小形で掃除機本体を小形にできる電気送風機を提供する。【解決手段】本電動送風機は、遠心ファンを気密的に被う扁平円筒形状のファンカバーと、遠心ファンを回転駆動するモータと、このモータを収容し、ファンカバーの外径よりも小さな外径を有しかつ、このファンカバー下流側に設けられたモータケースと、ファンカバーの下流側とモータケースの外周に形成されるリング状の空間域に配置されかつ、モータケースに外挿固定され、リング状消音空間が設けられた消音器を備え、リング状消音空間とファンカバー内に設けられる通気路は連設され、リング状消音空間は複数の区画板によって複数の消音室に区画され、各々の消音室は通気孔を介して通気路に連通される。【選択図】  図２
2009209695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンプレート間に複数のファンブレードが設けられた遠心ファンと、
この遠心ファンを気密的に被う扁平円筒形状のファンカバーと、
出力軸を介して前記遠心ファンを回転駆動するモータと、
このモータを収容し、前記ファンカバーの外径よりも小さな外径を有しかつ、このファンカバー下流側に設けられたモータケースと、
前記ファンカバーの下流側と前記モータケースの外周に形成されるリング状の空間域に配置されかつ、前記モータケースに外挿固定され、リング状消音空間が設けられた消音器を備え、
前記リング状消音空間と前記ファンカバー内に設けられる通気路は連設され、
前記リング状消音空間は複数の区画板によって複数の消音室に区画され、
各々の消音室は通気孔を介して前記通気路に連通されることを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
前記通気孔は、消音室の上流側前板に設けられた消音用入口と、前記通気路の下流側壁面に設けられた通気路側消音孔からなり、前記消音用入口と前記通気路側消音孔は、所定の長さの通気管で連通されたことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動送風機に係り、特に消音器の取り付けを改良した電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気掃除機から発生する運転騒音は、主として掃除機本体に組み込まれた電動送風機に起因する。
【０００３】
そのため、かかる電動送風機から発する運転騒音を低減するために、種々の提案がなされている。
【０００４】
例えば、モータケースの外周面に、モータケースと、ファン駆動部のモータステータ部とで形成される風路内に穿設された共鳴器孔を設ける一方、モータケースの外周面を取囲む共鳴器を装着し、共鳴器内に、共鳴器孔と連通し合うと共に所定の共鳴周波数が得られる音響管領域を設け、共鳴器は、音響管が共鳴器孔と連通し合う領域内において回動自在にする提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、モータの回転数の変化に伴い、騒音の周波数が変化しても静音化を可能にするために、各エアー通路に対応して消音器に貫通孔を設け、この消音器をファンケースとインペラ及びエアーガイドとの間に配設し、この消音器には、各貫通孔に対して消音室が連通している。消音室は切欠きにより連通し、各消音室の空間容積により決る周波数に対応する騒音を貫通孔を介して消音する提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の電動送風機は、モータケースの外周に共鳴器孔とモータケースの外周面を取囲むように装着した共鳴器により、運転騒音の低減を図るため、モータには近くモータ音の低減には効果があるが、ファンケースと共鳴器が共鳴器孔を介して直接連通していないため、インペラ（ファン）から発生する運転騒音の低減には十分に機能しない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の電動送風機は、共鳴器をインペラの前方（上流側）かつ、ファンケース内に設けるため、ファンケースの高さ（厚み）が増し、掃除機本体が大型化する問題がある。
【特許文献１】特開平７−３１５６４号公報
【特許文献２】特開平１０−８９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、小形で掃除機本体を小形にできる電動送風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】
【０００９】
上述した目的を達成するため、本発明に係る電動送風機は、ファンプレート間に複数のファンブレードが設けられた遠心ファンと、この遠心ファンを気密的に被う扁平円筒形状のファンカバーと、出力軸を介して前記遠心ファンを回転駆動するモータと、このモータを収容し、前記ファンカバーの外径よりも小さな外径を有しかつ、このファンカバー下流側に設けられたモータケースと、前記ファンカバーの下流側と前記モータケースの外周に形成されるリング状の空間域に配置されかつ、前記モータケースに外挿固定され、リング状消音空間が設けられた消音器を備え、前記リング状消音空間と前記ファンカバー内に設けられる通気路は連設され、前記リング状消音空間は複数の区画板によって複数の消音室に区画され、各々の消音室は通気孔を介して前記通気路に連通されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電動送風機によれば、電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、掃除機本体を小形にできる電動送風機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る電動送風機について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１実施形態に係る電動送風機を組み込んだ電気掃除機の掃除機本体の概念図、図２は本第１実施形態に係る電動送風機の半断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本第１実施形態に係る電動送風機１を組み込んだ電気掃除機１００は、掃除機本体１０１と、この掃除機本体１０１の接続口１０１ａを介して、いずれも図示しない集塵ホース、延長管および吸込口体が接続される。
【００１４】
掃除機本体１０１は、蓋体１０１ｂを設けた本体ケース１０２を備え、この本体ケース１０２内には着脱自在に装着される集塵ユニット１０３と、この集塵ユニット１０３の下流側に配される本発明に係る電動送風機１が収容される。
【００１５】
集塵ユニット１０３は、第１の塵埃除去手段１０４と第２の集塵手段１０５からなる塵埃分離手段を備え、第１の塵埃除去手段１０４は、高速で流れる空気中に含まれる塵埃を重力差で分離する高速分離方式を採用し、いずれも図示しない塵埃分離部、集塵部およびネットフィルタを備え、第２の塵埃手段１０５として、塵埃分離部と一体に設けられるプリーツフィルタとから構成される。
【００１６】
図２に示すように、電動送風機１は、遠心ファン２と、この遠心ファン２を回転軸３を介して回転させるモータ４と、これらを収納するケース５とで構成される。
【００１７】
このケース５は、遠心ファン２を覆い、上部中央に吸込開口部６ａを設けたファンカバー６と、モータ４を収納するモータケース７とから構成される。
【００１８】
モータ４は例えば、ブラシ付きモータを用い、モータケース７は、後板部７ａによる有底状構造でファンカバー６側が開口部７ｂとして開口し、モータ４を収納する。
【００１９】
また、モータケース７の軸方向の後面側の後板部７ａの中央部が後方に向けて略円筒状に突出し、内側にベアリング４ａを収容するベアリング収納部７ｃが設けられる。
【００２０】
このモータケース７の開口部７ｂ側を閉塞するように、フレーム８がモータケース７に取り付けられ、回転軸３に垂直に配される。
【００２１】
このフレーム８は、モータケース７よりも外周が大きい円盤形状で、ファンカバー６の外周側下端部に連結される。このフレーム８によりファンカバー６とモータケース７とが一体化され、電動送風機１のケース５が形成される。
【００２２】
さらに、フレーム８の外周部にはファンカバー６が嵌合され、このファンカバー６により遠心ファン２やディフューザ９が覆われる。このファンカバー６は、前面の中央部に遠心ファン２の空気吸込口２ａに対向する吸込開口部６ａを有するとともに、後面の全面に後部開口部（図示せず）が形成され、全体では略円筒状に形成されている。
【００２３】
ディフューザ９の円板部９ａとフレーム８間には通気路１０が形成され、フレーム８に設けたフレーム通気口８ａを介して、ファンカバー６内とモータケース７内を連通する。なお、通気路１０は遠心ファン２の性能に応じて、モータ４の冷却に必要な風量を確保するように設計される。
【００２４】
さらに、通気路１０の下流側壁面であるフレーム８とファンカバー６のフランジ部６ｂには、通気路側消音孔１１が適宜等間隔で複数個設けられる。
【００２５】
一方、モータ４は、モータケース７に固定されたステータ４ｂと、このステータ４ｂの内側に配置されたロータ４ｃとにより構成される。このロータ４ｃの中心の回転軸３の両端部がベアリング４ａにより回転自在に軸支される。さらに、モータケース７の後面近傍の周面には、略径方向に位置させて排気口としての吹出口（図示せず）が開口形成される。
【００２６】
遠心ファン２は吸込開口６ａ側に配され、中央部に第１の空気吸込口２ａを設けた前面ファンプレート１２と、この前面ファンプレート１２と同一直径を有し、これに対向して設けられた円盤形状の後面ファンプレート１３を備え、前面ファンプレート１２と後面ファンプレート１３間に複数のファンブレード１４が設けられる。
【００２７】
さらに、遠心ファン２の排気口２ｂに、ディフューザ９に設ける吸込口部９ｂが対向して配され、ディフューザ９はフレーム８の吸込前方側に位置する。
【００２８】
また、ファンカバー６の下流側（後側）とモータケース７の外周にはリング状の空間域Ｓが形成され、この空間域Ｓには、リング状の消音器１５が配され、この消音器１５はファンカバー６のフランジ部６ｂと同一の内径と外径を有し、モータケース７に外挿される。
【００２９】
図３に示すように、消音器１５は所定の高さ（幅）Ｈを有する板体をリング状に形成してなる外周部材１６と、リング状空間が形成されるように所定間隔を設けて、外周部材１６内に同心円的に配置された内周部材１７と、外周部材１６と内周部材１７の前端に設けたリング状板体からなる前板１８と、後端に設けたリング状板体からなる後板１９と、リング状空間を等分に分割する複数枚の仕切板２０からなり、扇形状で所定の容量を有する消音室２１が複数形成される。
【００３０】
また、前板１８には消音室２１に対応して１個ずつの消音用入口２２が設けられ、消音用入口２２は、通気路側消音孔１１と連通するように配置される。
【００３１】
なお、前板１８をフランジ部６ｂで、また、内周部材１７をモータケース７の一部で兼用させるようにしてもよい。
【００３２】
上記構成において、電動送風機１は回転軸３が回転すると、この回転に伴って遠心ファン２が回転し、この回転によって空気が吸引される。この空気は、ファンカバー６の前面側に形成された吸込開口部６ａを介して空気吸込口２ａから遠心ファン２に吸い込まれ、ファンブレード１４により加圧され、排気口２ｂから吹き出される。そして、この空気は、ファンカバー６の内周面に沿ってディフューザ９の吸込口部９ｂを介して流入側円弧状ブレード９ｂの間を、軸方向に広がるように流れる。さらに、この空気は、円板部９ａの裏面において、流出側円弧状ブレード９ｃの間を渦巻状にディフューザ９の中心に向けて流れる。
【００３３】
このようにして、ディフューザ９は、遠心ファン２の排気口２ｂから吹き出される空気を、一様に整流させ、モータ４へと導く。モータ４に導かれた空気はモータ４を冷却した後、モータケース７外に排出される。
【００３４】
このような電動送風機１による送風過程において、通気路１０を通る空気のエネルギーは消音室２１によって吸収されて静音化される。このとき消音室２１の空間容積により決まる周波数と騒音の周波数とが一致したときに消音効果が発揮される。
【００３５】
図６は一般的な電動送風機を通常の回転数で回転させた時の排気音を含む掃除機本体の音圧を測定した結果である。
【００３６】
電動送風機音のエネルギーは５００Ｈｚ近傍が強いことがわかる。
【００３７】
従って、５００Ｈｚ近傍の騒音を重点的に低減すると、運転中に回転数が変化したとしても連続的なスペクトルの集中する周波数帯は変わらないので効果的な騒音の低減が可能となり、消音室は５００Ｈｚ近傍と対応する共鳴周波数が得られるよう設定される。
【００３８】
５００Ｈｚ近傍の低周波を消音するには、下記式（１）〜（３）から、消音器の高さＨを大きくする必要がある。
【数１】
2009209695.tif 000003
【００３９】
［数２］
Ｇ＝ｓ／ｌｅ              式（２）
ここで、ｓ：開孔断面積、ｌｅ：ネックの実効長さ
【００４０】
これはネックの空気が１つのｍａｓｓとして運動するとき実長ｌに含まれる空気だけでなく、その前後に一緒に動かされる部分があり、それを付加質量といって、計算に実長ｌでなく、ｌ＋δ＝ｌｅを用いる。このδは管端補正（end correction）と呼ばれる。
【００４１】
【数３】
2009209695.tif 000004
【００４２】
式（３）からもわかるように、ｆ０が小さい装置の低周波を低減する場合には、容積Ｖ（Ｖ＝ＳＨ）を大きくすなわち、消音室の面積（Ｓ）が一定のとき、高さ（Ｈ）を大きくする必要がある。
【００４３】
このことから、共鳴器５３の高さＨを大きくすることで、５００Ｈｚから１０００Ｈｚの騒音を低減できる。
【００４４】
本電動送風機１はファンカバー６の下流側かつモータケース７の外周に形成される空間域Ｓに消音器１５を配置するので、消音器１５の高さＨを大きくしても、電動送風機１の大きさ、特に長さを長くすることなく、電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、小形化ができる。
【００４５】
本第１実施形態の電動送風機によれば、電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、掃除機本体を小形にできる電動送風機が実現する。
【００４６】
次に本発明の第２実施形態に係る電動送風機について説明する。
【００４７】
本第２実施形態は、第１実施形態が通気路側消音孔と消音用入口が直接連通されるのに対して、通気路側消音孔と消音用入口が連通管を介して連通される。
【００４８】
例えば、図４および図５に示すように、フレーム８とフランジ部６ｂに設けた通気路側消音孔１１と消音室２１の前板１８に設けた消音用入口２２は、連通管３０で連通される。
【００４９】
式（３）からもわかるように、連通管３０を用いることで、ネックの実長ｌすなわちｌｅ（ｌｅ＝ｌ＋δ）を大きくすることができ、消音器１５Ａの高さＨを減じても、５００Ｈｚから１０００Ｈｚの騒音を低減できる。従って、消音器１５Ａの高さを小さくすることができる。
【００５０】
他の構成は図２に示す電動送風機と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００５１】
本第２実施形態の電動送風機によれば、電動送風機で発生し易い周波数域の運転騒音を効果的に低減できるとともに、掃除機本体を小形にできる電動送風機が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動送風機を組み込んだ掃除機本体の縦断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電動送風機の縦断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電動送風機に用いる消音器の一部を切欠して示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動送風機の縦断面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電動送風機に用いる消音器の一部を切欠して示す斜視図。
【図６】一般の電動送風機の周波数と騒音レベルの測定結果の線図。
【符号の説明】
【００５３】
１００  電気掃除機
１０１  掃除機本体
１０２  本体ケース
１０３  集塵ユニット
１０４  第１の塵埃除去手段
１０５  第２の集塵手段
１  電動送風機
２  遠心ファン
２ａ  空気吸込口
２ｂ  排気口
３  回転軸
４  モータ
４ｂ  ステータ
４ｃ  ロータ
５  ケース
６  ファンカバー
６ａ  吸込開口部
６ｂ  フランジ部
７  モータケース
７ａ  後板部
７ｂ  開口部
８  フレーム
８ａ  フレーム通気口
９  ディフューザ
９ａ  円板部
９ｂ  吸込口部
９ｃ  流入側円弧状ブレード
９ｄ  流出側円弧状ブレード
１０  通気路
１１  通気路側消音孔
１２  前面ファンプレート
１３  後面ファンプレート
１４  ファンブレード
１５  消音器
１６  外周部材
１７  内周部材
１８  前板
１９  後板
２０  仕切板
２１  消音室
２２  消音用入口
Ｓ  空間域
【図１】
2009209695.tif 000005
【図２】
2009209695.tif 000006
【図３】
2009209695.tif 000007
【図４】
2009209695.tif 000008
【図５】
2009209695.tif 000009
【図６】
2009209695.tif 000010