特開 2024-82350 電気掃除機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082350

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】電気掃除機

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/00 20060101AFI20240613BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

A47L9/00 103

A47L9/28 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196137

(22)【出願日】2022-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 佑朔

(72)【発明者】

【氏名】山谷 遼

(72)【発明者】

【氏名】中村 浩之

(72)【発明者】

【氏名】横田 雅瑛

(72)【発明者】

【氏名】関 順平

(72)【発明者】

【氏名】原田 秀行

【テーマコード（参考）】

3B006

3B057

【Ｆターム（参考）】

3B006LA06

3B057DE01

(57)【要約】

【課題】 電動送風機起因のピーク音を抑制することができる電気掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】 外部から吸引した空気流に含まれる塵埃を集塵する集塵室と、該集塵室の下流側に配置され、集塵後の空気流を外部に排気する排気孔を有する電動送風機室と、該電動送風機室に収容され、前記空気流を生成する電動送風機と、を備えた電気掃除機であって、前記電動送風機は、集塵後の空気流を圧力回復させるディフューザを備えており、前記電動送風機室には、前記電動送風機の下流側に、後壁が設けられており、さらに、前記電動送風機の下流側に、流路断面積が異なる少なくとも二つの部位を有し、前記後壁は、前記流路断面積が異なる二つの部位の境界面から距離dの位置に設けられており、前記距離ｄは、３λ／４、または、５λ／４であることを特徴とする電気掃除機。（但し、λは、可聴域における電動送風機起因のピーク音の波長）
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から吸引した空気流に含まれる塵埃を集塵する集塵室と、
該集塵室の下流側に配置され、集塵後の空気流を外部に排気する排気孔を有する電動送風機室と、
該電動送風機室に収容され、前記空気流を生成する電動送風機と、
を備えた電気掃除機であって、
前記電動送風機は、集塵後の空気流を圧力回復させるディフューザを備えており、
前記電動送風機室には、前記電動送風機の下流側に、後壁が設けられており、さらに、前記電動送風機の下流側に、流路断面積が異なる少なくとも二つの部位を有し、
前記後壁は、前記流路断面積が異なる二つの部位の境界面から距離dの位置に設けられており、
前記距離ｄは、３λ／４、または、５λ／４であることを特徴とする電気掃除機。
但し、λは、可聴域における電動送風機起因のピーク音の波長

【請求項2】

請求項１に記載の電気掃除機において、
前記波長λは、３４～３７ｍｍであり、
前記距離ｄは、２５～２８ｍｍ、または、４２～４７ｍｍであることを特徴とする電気掃除機。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電気掃除機において、
前記後壁は、前記電動送風機の回転軸に対して垂直であることを特徴とする電気掃除機。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の電気掃除機において、
更に、前記電動送風機に電力を供給する電池パックと、
該電池パックを収容した電池パック室と、を備えており、
前記電動送風機室と前記電池パック室を仕切る壁とは別に、前記後壁を設けた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、外部に漏洩する騒音を抑制する電気掃除機に関する。

【背景技術】

【0002】

外部に漏洩する騒音を抑制する従来の電気掃除機として、特許文献１に記載の手持ち型電気掃除機が知られている。この文献の段落００４９には「モータ６２の側方を除く、上方、後方、下方において、基板６６、後壁２４及び底壁２５と本体２の外壁とは所定の間隔を隔てており、二重壁構造となっている。」と記載されており、段落００５０には「電動送風機６４における騒音の発生源の一つであるモータ６２の周囲を囲む壁部を形成して狭い排気室２８を設けることで、モータ６２による騒音を低減することができる。」と記載されている。

【0003】

このように、特許文献１の電気掃除機では、モータを収容した排気室の上下後の３面に二重壁を配置することで、電動送風機起因の騒音を遮音し、掃除機外に漏れる騒音を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－９７６４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電気掃除機で用いられる電動送風機のなかは、吸引力を高めるためにディフューザを備えたものがある。この種の電動送風機を備えた電気掃除機では、集塵室から電動送風機に流入した高速空気流は、電動送風機の吐出側に設けられたディフューザで圧力回復された後、電気掃除機外殻の排気孔を介して外部に排気される。この時、ファンの回転に起因して発生する回転騒音（羽音）をはじめとした振動音もディフューザを通過して外部に漏洩する。

【0006】

特許文献１は、二重壁による遮音効果でモータ騒音の漏洩を抑制する構成である。しかし、排気孔を確保しなければならないため、遮音壁を設けても減衰せずに内部で反射を繰り返して、いずれは排気孔から外部に放射されてしまう場合があり、完全に遮音することは難しい。

【0007】

そこで、本発明は、波の干渉による音波の弱めあいを用いて電動送風機起因のピーク音を減少させ、電気掃除機の外部への漏洩を抑制することができる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】

上記課題を解決するため、本発明の電気掃除機は、外部から吸引した空気流に含まれる塵埃を集塵する集塵室と、該集塵室の下流側に配置され、集塵後の空気流を外部に排気する排気孔を有する電動送風機室と、該電動送風機室に収容され、前記空気流を生成する電動送風機と、を備えた電気掃除機であって、前記電動送風機は、集塵後の空気流を圧力回復させるディフューザを備えており、前記電動送風機室には、前記電動送風機の下流側に、後壁が設けられており、さらに、前記電動送風機の下流側に、流路断面積が異なる少なくとも二つの部位を有し、前記後壁は、前記流路断面積が異なる二つの部位の境界面から距離dの位置に設けられており、前記距離ｄは、３λ／４、または、５λ／４であることを特徴とする電気掃除機。（但し、λは、可聴域における電動送風機起因のピーク音の波長）

【発明の効果】

【0009】

本発明の電気掃除機よれば、電動送風機起因のピーク音の漏洩を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施例の電動掃除機の外観斜視図。

【図2】一実施例の掃除機本体の断面図。

【図3A】一実施例の電動送風機の側面図。

【図3B】一実施例の電動送風機の断面図。

【図4】一実施例のハウジングの平面図。

【図5】一実施例のファンの外観斜視図。

【図6】電動送風機室の拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係る電気掃除機を説明する。

【0012】

＜電気掃除機１００の全体構造＞
図１は、本実施例の電気掃除機１００の外観斜視図である。ここに示すように、本実施例の電気掃除機１００は、掃除機本体１０と、延長管２０と、吸口３０を備えたスティック型の電気掃除機であり、掃除機本体１０単体でハンディ型（手持ち型）の電気掃除機として使用することもできる。以下、掃除機本体１０をハンディ型の電気掃除機として使用する状況を例に、本発明の電気掃除機１００を説明する。なお、本発明の適用対象はスティック型やハンディ型の電気掃除機に限定されず、キャニスター型の電気掃除機に本発明を採用しても良い。

【0013】

＜掃除機本体１０の構造＞
図２は、掃除機本体１０の断面図である。ここに示すように、掃除機本体１０は、掃除を行う際に使用者が把持するハンドル１１と、外部から吸引した空気流に含まれる塵埃を集塵する集塵室１２と、後述する電動送風機４０を収容した電動送風機室１３と、電動送風機４０等を制御する制御基板１４と、電動送風機４０等に電力を供給する電池パック１５ａを収容した電池パック室１５と、電動送風機４０の下流側に、電動送風機４０からの排気が通る排気室１６を備えている。

【0014】

また、ハンドル１１の上面には、電動送風機４０の入切、吸込み力の調整等を行う操作スイッチ１１ａが配置されており、この操作スイッチ１１ａからの指令に応じて制御基板１４が電動送風機４０等を制御する。集塵室１２の上部は、開閉可能な集塵蓋１２ａで覆われており、集塵室１２の内部には、紙パック式の集塵フィルタ１２ｂが着脱自在に取り付けられている。なお、集塵室１２は、サイクロン式の集塵室であっても良い。

【0015】

＜電動送風機４０の構造＞
次に、図３Ａと図３Ｂを用いて、電気掃除機１００の吸引力発生装置である、電動送風機４０の詳細を説明する。図３Ａは、電動送風機４０の側面図であり、図３Ｂは、電動送風機４０の断面図である。両図に示すように、電動送風機４０は、ファンケーシング４１と、ハウジング４２と、ファン４３と、モータ４４を備えており、これらが協働することにより、図３Ｂの破線矢印で示すような空気流Ｆが生成される。この空気流Ｆによる負圧が電気掃除機１００の吸引力を生じさせるため、電動送風機４０は、ファンケーシング４１が上流側（集塵室１２側）、モータ４４が下流側（電池パック室１５側）となる向きで、電動送風機室１３内に設置される（図２参照）。

【0016】

ファンケーシング４１は、狭い吸込部４１ａが上流側で開口した樹脂製の筐体であり、ファン４３を回転自在に内蔵するものである。

【0017】

ハウジング４２は、下流側に吐出部４２ａが開口した樹脂製の筒状部材であり、上流側のファンケーシング４１と連結されるとともに、内部にモータ４４を固定したものである。なお、図３Ａ、図３Ｂでは、上流側ハウジングと下流側ハウジングを連結することでハウジング４２を構成しているが、ハウジング４２は一体成型されたものであっても良い。

【0018】

図４は、図３ＢのＡＡ断面におけるハウジング４２の平面図である。ここに示すように、ハウジング４２は、円管状の内壁４２ｂと外壁４２ｃを同心配置したものであり、内壁４２ｂと外壁４２ｃの間には複数のディフューザ翼４２ｄが配置される。図３Ｂに示す空気流Ｆは、ディフューザ翼４２ｄに沿って流れる間に圧力回復するので、ハウジング４２は電気掃除機１００の吸引力を高めるディフューザとして機能することになる。

【0019】

ファン４３は、空気流Ｆを生成するための羽根車であり、図５に示すように、モータ４４の回転軸に固定されるハブ４３ａと、ハブ４３ａの表面に設けた複数の翼４３ｂを有している。

【0020】

モータ４４は、回転軸に固定されたファン４３を回転させる回転電機である。このモータ４４は、制御基板１４の制御により電池パック１５ａから所望の電力が供給されると、操作スイッチ１１ａで指定した回転数でファン４３を回転させ、図３Ｂに示す空気流Ｆを発生させる。これにより、電気掃除機１００は、所望の吸引力で塵埃を吸い込むことができる。

【0021】

＜電動送風機起因のピーク音の抑制方法＞
次に、空気流Ｆとともにディフューザ吐出部４２ａから放射されるピーク音の掃除機外への漏洩を抑制するための構成について説明する。

【0022】

図６は、図２の電動送風機室１３および排気室１６の近傍を拡大した断面図であり、電動送風機４０の回転軸が図６中で水平となるように傾きを調整している。なお、図６では、図示のように上下前後の各方向を定義することとし、また、ピーク音の抑制の機序を説明するために不要な構成の図示を適宜省略している。

【0023】

図６に示すように、排気室１６の後上部には、複数の排気孔１６ａを設けている。これらの排気孔１６ａからは、電動送風機４０から吐出した空気流Ｆが掃除機外に排気されるとともに、電動送風機４０起因で発生したピーク音も掃除機外に漏洩する。

【0024】

また、排気室１６の後部には、電動送風機４０の回転軸と垂直な後壁１６ｂを設けている。この後壁１６ｂを設けると、排気孔１６ａから漏洩するピーク音には、ディフューザ後方の吐出部４２ａから直接到達した、実線矢印で示すピーク音（以下、「直接音」と称する）と、後壁１６ｂでの反射を経て到達した、破線矢印で示すピーク音（以下、「反射音」と称する）が含まれることになる。具体的には、吐出部４２ａから放射されたピーク音は、後方壁１６ｂからなる第１の反射面Ｓ１において電動送風機４０方向に反射し、その後、第２の反射面Ｓ２において再度反射することで、排気口１６ａに到達する。ここで、電動送風機室１３内の電動送風機下流側における流路断面積は、排気室１６内の流路断面積よりも小さくなっている。これらの領域の境界面、すなわち、流路断面積が変化する境界面を第２の反射面Ｓ２と定義する。このとき第２の反射面Ｓ２での反射音は、流路において断面積が変化する個所で生じる反射音である。ここで、吐出部４２ａ(第３の反射面Ｓ３)から後壁１６ｂ（第１の反射面Ｓ１）までの距離ｄ１と、第２の反射面Ｓ２と後方壁１６ｂ(第１の反射面Ｓ１)との距離ｄ２と定義すると、第２の反射面Ｓ２における直接音と反射音の経路差は、２ｄ２となる。

【0025】

なお、第２の反射面Ｓ２で透過した音に関しても、吐出部４２ａの下流端面からなる第３の反射面Ｓ３までの領域において、物体にぶつかることによる物理的な反射や流路断面積変化による反射が生じるため、主となる反射面を第２の反射面Ｓ２から第３の反射面Ｓ３までの領域において設定することもできる。

【0026】

上記構成にて、第２の反射面Ｓ２において、直接音と反射音が同位相であり、干渉により強め合う場合には、掃除機外に漏洩するピーク音が増幅されてしまうことになる。

【0027】

そこで、本実施例では、第２の反射面Ｓ２と後方壁１６ｂ(第１の反射面Ｓ１)との距離ｄ２を、第２の反射面Ｓ２において直接音と反射音が逆位相になるような距離に設定することで、干渉により直接音と反射音が弱め合い、排気孔１６ａから漏洩するピーク音を抑制できるようにした。

【0028】

具体的には、距離ｄ２を、以下の（式１）または（式２）に基づいて設定した。なお、λは、抑制したいピーク音の波長である。

【0029】

ｄ２＝３λ／４ ・・・（式１）
ｄ２＝５λ／４ ・・・（式２）
例えば、可聴域（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）におけるピーク音の周波数域が９～１０ｋＨｚであるとき（すなわち、可聴域におけるピーク音の波長域が３４～３７ｍｍであるとき）、そのピーク音の漏洩を効果的に抑制するには、（式１）によれば、距離ｄ２を約２５～２８ｍｍに設定すれば良く、（式２）によれば、距離ｄ２を約４２～４７ｍｍに設定すれば良い。

【0030】

以上で説明したように、（式１）または（式２）に基づいて第２の反射面Ｓ２と後方壁１６ｂ(第１の反射面Ｓ１)との距離ｄ２を設定した本実施例の電気掃除機によれば、ピーク音の直接音と反射音が排気孔に到達するまでに干渉によって弱め合うので、掃除機外に漏洩するディフューザ騒音を効果的に抑制することができる。なお理論的には、抑制したい波長λの四分の一の奇数倍の距離を設けることで同様の効果が期待できるが、電気掃除機に適用する場合、狭すぎると排気流路の妨げとなる恐れがあり、一方で広すぎると電動掃除機本体のサイズが大きくなりすぎる恐れがあるため、本発明では（式1）（式2）とした。

【0031】

なお、本発明における排気室１６の後壁１６ｂは、排気室１６と電池パック室１５を仕切る壁とは別に設けられた壁であっても良い。その場合、排気室の後壁の存在が、電池パック室の形状や、電気掃除機の外観に影響を与えることはないという利益もある。

【符号の説明】

【0032】

１００ 電気掃除機
１０ 掃除機本体
１１ ハンドル
１１ａ 操作スイッチ
１２ 集塵室
１２ａ 集塵蓋
１２ｂ 集塵フィルタ
１３ 電動送風機室
１４ 制御基板
１５ 電池パック室
１５ａ 電池パック
１６ 排気室
１６ａ 排気孔
１６ｂ 後壁
２０ 延長管
３０ 吸口
４０ 電動送風機
４１ ファンケーシング
４１ａ 吸込部
４２ ハウジング
４２ａ 吐出部
４２ｂ 内壁
４２ｃ 外壁
４２ｄ ディフューザ翼
４３ ファン
４３ａ ハブ
４３ｂ 翼
４４ モータ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】