電気掃除機
【課題】吸音材への塵埃の付着を抑制して吸音材の性能低下を抑制し、また、塵埃を消音部内から除去できるようにして電気掃除機の消音性能の経年劣化を防ぐ。
【解決手段】集塵部に負圧を作用させる電動送風機２を備えた掃除機本体１と、塵埃を吸い込む吸込口体３と、前記掃除機本体１と前記吸込口体３とを接続する吸込み管６と、前記吸込み管６に設けられた吸音材２４を用いた吸音型の消音部２０とを備えた電気掃除機であって、前記消音部２０は、前記吸込み管６の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔２１が設けられた消音部内壁２２と、前記複数の孔２１を覆うように設けられた消音部外壁２３とを備え、前記吸音材２４を前記消音部内壁２２との間に空間層２５を設けて設置する。
【解決手段】集塵部に負圧を作用させる電動送風機２を備えた掃除機本体１と、塵埃を吸い込む吸込口体３と、前記掃除機本体１と前記吸込口体３とを接続する吸込み管６と、前記吸込み管６に設けられた吸音材２４を用いた吸音型の消音部２０とを備えた電気掃除機であって、前記消音部２０は、前記吸込み管６の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔２１が設けられた消音部内壁２２と、前記複数の孔２１を覆うように設けられた消音部外壁２３とを備え、前記吸音材２４を前記消音部内壁２２との間に空間層２５を設けて設置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除の際の吸込み音を低減させる吸音型の消音部を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機によって生じた負圧により床用吸込具から延長管、蛇腹状ホース体を通じて掃除機本体へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具での気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、吸込具の吸込口や掃除機本体から不快な騒音が放射する。このような電気掃除機における吸込み音を低減させる方法として、共鳴型の消音器や吸音材を用いた吸音型の消音器を吸込み管（延長管、蛇腹状ホース体を総称して吸込み管と称する）に設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２００７２号公報（第２−３頁、図１、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、吸込み管に消音部を設けた電気掃除機は長期間の使用に際して、床用吸込具から延長管、蛇腹状ホース体を通じて掃除機本体へと気流が誘起される際に、消音部の内壁に設けられた孔から消音部内へ気流が流入するため、消音部内に塵埃が堆積し、あるいは消音部の内壁に沿って設置された吸音材に塵埃が付着することで消音性能が経年によって劣化してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、吸音材への塵埃の付着を抑制して吸音材の性能低下を抑制することにあり、第２の目的は、塵埃を消音部内から除去できるようにして電気掃除機の消音性能の経年劣化を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気掃除機は、集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、前記消音部は、前記吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、前記吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気掃除機の消音部は、吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したので、塵埃の吸音材への付着を抑制することができ、電気掃除機の消音性能を長期間にわたって維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図４は本発明の実施の形態１に係る消音部を備えた電気掃除機を示すものであり、図１は実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図、図２は図１の消音部の正面図、図３は図２の消音部の断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
この電気掃除機は、主として、電動送風機２を内蔵した掃除機本体１と、塵埃を吸い込む床用吸込具３ａ等からなる吸込口体３と、掃除機本体１と吸込口体３とを接続する蛇腹状ホース体４及び延長管５からなる吸込み管６とを備えている。掃除機本体１の内部には、上記の電動送風機２のほかに、図示しない集塵部が設置されており、電動送風機２により負圧を集塵部に作用させて吸込口体３から塵埃を吸込み、吸込み管６内を経由して掃除機本体１内の集塵部に集塵するようになっている。
【００１０】
ホース体４は湾曲自由な蛇腹状のホース部材からなり、ホース体４の基端側接続部は掃除機本体１の前側中央部に設けられた本体吸込口７に着脱可能に接続され、先端側接続部は伸縮可能な延長管５の一方の端部に着脱可能に接続される。延長管５の他方の端部（先端部）は床用吸込具３ａに着脱可能に接続される。また、ホース体３の先端側接続部上には掃除機本体１内の電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部８が設けられている。操作部８には、電動送風機２などの駆動を所定の状態に設定する複数の設定スイッチ９が設けられていると共に、掃除する際に作業者が把持する把持部１０が形成されている。
【００１１】
本実施の形態における消音部２０は、吸音材２４を用いた吸音型の消音部であり、掃除機本体１の本体吸込口７と吸込口体３とを接続する吸込み管６（ホース体４及び延長管５からなる中空管部材）の内部音響モードの腹となる部位に設けられている。
ここで、吸込み管６を両端が開口した長さＬの音響管としたときの音響モードの腹となる部位を示す理論式は、次式であらわされる。
u(t,x)=(P0／ρc sin kL)・cosk(L−x)・cos(ωt＋ψ) ・・・（１）
ただし、ｕは音の粒子速度、ｔは時刻、ｘは管内の位置、ρｃは空気のインピーダンス、ｋは波長定数、Lは管の長さ、P0、ψは定数である。
従って、音響モードの腹はsinkL=0となる、kＬ=ｍπ（モードｍ＝１，２，３，…）の部位である。
電気掃除機における吸込み音は、一般に１０００Ｈｚから１５００Ｈｚ程度の高周波を含むものであり、かかる高周波の音圧エネルギーは管の両端部に集中する傾向がある。
そこで、かかる高周波の吸込み音を低減させるために、本実施の形態では、図１に示すように吸込み管６（延長管５）の端部に消音部２０を設置した。なお、図示は省略するが、消音部２０を吸込み管６の他方の端部、すなわち、ホース体４の本体吸込口７との接続部近傍に設置してもよい。
【００１２】
消音部２０は、図３、図４に示すように、吸込み管６の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔２１が設けられた消音部内壁２２と、複数の孔２１を覆うように外側に設けられた消音部外壁２３とを備え、吸音材２４を消音部内壁２２との間に空間層２５を設けて設置したものである。なお、消音部２０は、図４では円形断面で示されているが、円形断面に限られるものではなく、消音部内壁２２及び消音部外壁２３を部分的に円弧状の断面形状で形成してもよい。また、消音部外壁２３はネジや接着、その他の固定手段により消音部内壁２２上に固定される。空間層２５は消音空間でもあり、吸音材２４への塵埃の付着を抑制するためには最小限１ｍｍ以上の厚みがあればよい。消音部外壁２３には、前後に吸音材２４の両端を保持する端板２６、２７が設けられている。また、孔２１は共鳴孔であり、吸込み管６内の流路と空間層２５に音響的に連通しているものである。孔２１の径は２〜３ｍｍ程度である。孔２１の形状は円形、正方形など特に限定されない。また、吸音材２４は例えばウレタン発泡材料であっても、フェルト状の繊維材料であっても吸音効果を有するものであれば特に制限はない。また、消音部外壁２３と吸音材２４との間にも外側空間層２８を設けることが望ましい。
【００１３】
上記のように構成された電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機２によって生じた負圧により床用吸込具３ａから延長管５、蛇腹状ホース体４を通じて掃除機本体１へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具３ａでの気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、床用吸込具３ａの吸込口（図示せず）や掃除機本体１から不快な騒音が放射するが、消音部２０を設けたことで内部の吸音材２４が騒音を吸収するため、不快な騒音が低減される。
【００１４】
本実施の形態では、この吸音材２４を複数の孔２１を設けた消音部内壁２２と消音部外壁２３との間の略中間位置に設置することで、消音部内壁２２との間に空間層２５を設けた構成となっているため、吸音材２４への塵埃の付着が抑制され、吸音性能を長期にわたって維持することができる。
従って、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材の塵埃による汚染が少なく、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の消音部の正面図、図６は図５の消音部の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
実施の形態１では、吸込み管６（延長管５）の管壁に直接、複数の孔２１を設けて、該管壁を消音部内壁２２とし、これに吸音材２４を内部に設置した消音部外壁２３をカバー部材として被着することにより、吸音型の消音部２０を構成したが、本実施の形態では、例えば延長管５同士を着脱可能に接続する接続部（または接続管）２９に消音部２０を設けたものである。
【００１６】
すなわち、接続部（または接続管）２９は、片側を一方の延長管５と一体に形成してもよく、両端とも両方の延長管５と着脱可能に構成してもよい。このような接続部（または接続管）２９の管壁を消音部内壁２２とし、該管壁に複数の孔２１を設ける。孔２１が設けられる位置は、前述したとおり、音響モードの腹となる位置である。
消音部外壁２３は、例えば膨張形状の外形面を延長管５の内径寸法とほぼ同一になるように縮小して、その先端部が延長管５内に密接嵌合するように細径に形成される。これによって、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９は、延長管５と着脱可能あるいは延長管５からの取り外しが自由になる。
【００１７】
このように、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９を着脱可能もしくは取り外し可能に構成することにより、実施形態１と同様の効果を有するほか、消音部２０の外径よりも狭小な場所を清掃する場合は、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９を取り外すことで清掃が可能となり、清掃時の利便性が向上する。
【００１８】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の消音部における孔２１の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じであり、また消音部は実施の形態１または実施の形態２と同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
本実施の形態では、消音部内壁２２に設けられる孔２１の中心軸５０が消音部内壁２２の面に対する法線方向から気流の進行方向へ向けて０度より大きく９０度未満の角度をなすように孔２１を形成した点が実施の形態１、２と相違する。つまり、孔２１の中心軸５０を気流の進行方向へ傾けて穿設したものであり、中心軸５０の傾斜角度を０度より大きく９０度未満とするものである。なお、図７には一方側（例えば、下側の消音部内壁２２）の孔２１しか示していないが、他方側の孔２１も吸込み管６の中心軸に対して対称に形成されている。
【００１９】
このように構成された孔２１を有する消音部を用いることで、気流の進行方向へと運動量を有する塵埃が消音部外壁２３側へと流入することを空気力学的に妨げることができる一方、音波は空間的に連通していれば消音部外壁２３側へと進行可能である。これによって、吸音材２４への塵埃の付着を防ぐことができるとともに、吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空間層２５（消音空間）内への塵埃の流入が抑制され、消音機能を長期間持続することができる。
【００２０】
実施の形態４．
本実施の形態では、吸音材２４の部材に消臭材料を混紡あるいは混練した点が実施の形態１〜３と異なる。その他の構成は基本的に実施の形態１と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２１】
このように構成された消音部２０を用いることで、長期間の使用に際し吸音材２４への塵埃の付着や吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空気層２５（消音空間）内への塵埃の堆積によって生じる消音部２０の不快な臭気の発生を防止することができる。
【００２２】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材２４や吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空気層２５内への塵埃堆積による臭気の発生が抑制され、長期間の使用に際しても臭気による不快感を生じず電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００２３】
実施の形態５．
図８は本発明の実施の形態５に係る電気掃除機の蓋付き消音部の蓋閉め時の正面図、図９は図８の消音部の蓋開き時の正面図、図１０は図８の消音部の蓋開き時の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
本実施の形態では、蓋３０付きの消音部２０としたものであり、消音部外壁２３に開閉可能な蓋３０を設けた点が実施の形態１〜３と相違する。蓋３０は消音部外壁２３の開口面の一辺を軸として片開き式に開閉するように構成されている。
【００２４】
このように構成された蓋３０付きの消音部２０を用いることで、消音部外壁２３と吸音材２４との間に設けられた外側空気層２８を大気と連通可能にすることができ、かつ連通の可否を操作可能となる。電気掃除機の運転中に蓋３０を開放すると、消音部外壁２３側の大気から、負圧となっている吸音材２４や消音部内壁２２側に向かって気流が流入するため、空間層２５（消音空間）内に流入した塵埃を掃除機本体１へと吸引することができる。これによって、吸音材２４へ付着した塵埃の除去や空間層２５（消音空間）内に堆積した塵埃の除去が可能となり、長期間消音機能を維持することができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材２４や吸音材２４と消音部外壁２３との間に設けられた空間層２５（消音空間）の塵埃による汚染を除去可能で、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００２６】
実施の形態６．
図１１は本発明の実施の形態６に係る電気掃除機の消音部の正面図、図１２は図１１の消音部の外壁分割時の正面図、図１３は図１１の消音部の断面図である。電気掃除機は図１に示したものと同じである。
本実施の形態の消音部２０は、消音部外壁２３を２つの外壁部分２３ａ、２３ｂに分割可能に構成した点がこれまでの実施の形態１〜５と相違する。
分割面には、一方の外壁部分２３ｂに断面Ｌ字型の円環状のカップリング３１が設けられており、このカップリング３１内に他方の外壁部分２３ａの分割端面（円形断面）を密接嵌合する構成となっている。これにより２つの外壁部分２３ａ、２３ｂは互いの開放端にて着脱可能となっている。その他の構成は実施の形態１〜５と同様であるので、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
このように構成された消音部２０を用いることで、消音部外壁２３を２つの外壁部分２３ａ、２３ｂに分割が可能であるため、内部に配置した吸音材２４を消音部２０から取り外すことが可能となる。
また、外壁部分２３ａ、２３ｂや消音部内壁２２に付着した塵埃を拭い去ることも可能となる。これによって、吸音材２４へ付着した塵埃の除去や空間層２５（消音空間）内に堆積した塵埃の除去が可能となり、長期間消音機能を維持することができる。
【００２８】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音材の交換によって吸音効果を一定に保つことが可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００２９】
実施の形態７．
図１４は本発明の実施の形態７に係る電気掃除機の消音部の断面図である。電気掃除機は図１に示したものと同じである。
本実施の形態の消音部２０は、吸音材２４と消音部外壁２３との間にフィルタ３２を設置した点がこれまでの実施の形態１〜６と相違する。その他の構成は実施の形態１〜６と同様であるので、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３０】
消音部２０は消音部外壁２３と消音部内壁２２と吸音材２４とフィルタ３２で構成される。吸音材２４は消音部内壁２２との間に空間層２５（消音空間）を設けて設置し、消音部外壁２３側にフィルタ３２を配置する。
【００３１】
このように構成された消音部２０の蓋３０を開放した状態において電気掃除機を運転すると、外気が消音部２０内に流入し、清掃作業に伴って巻き上がった塵埃を吸引する。吸引された塵埃はフィルタ３２に吸着する。また、このときには実施の形態５と同様に吸音材２４に付着した塵埃が外部からの気流によって消音部内壁２２側へと引き剥がされ掃除機本体１へ吸引される。また、蓋３０を閉塞した状態において電気掃除機を運転した場合には、消音部２０に消音部内壁２２の孔２１から騒音が透過し吸音材２４において消音される。
【００３２】
本実施の形態によれば、電気掃除機の使用条件に応じ選択的に室内の騒音を抑制して使用するか、電気掃除機を使用する際に巻き上がる塵埃を外気から吸引することで清掃時の室内空気の汚染を抑制するかを利用者が操作可能となる。また、消音部の塵埃による汚染を除去可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期維持することができる。
【００３３】
実施の形態８．
図１５〜図１７は本発明の実施の形態８に係る電気掃除機の消音部を示す正面図であり、電気掃除機は図１に示したものと同じである。図１５は消音部の正面図、図１６は図１５の消音部の断面図、図１７は図１６のＢ−Ｂ断面図である。
この電気掃除機は、主として、電動送風機２を内蔵した掃除機本体１と、塵埃を吸い込む床用吸込具３ａ等からなる吸込口体３と、掃除機本体１と吸込口体３とを接続する蛇腹状ホース体４及び延長管５からなる吸込み管６とを備えている。掃除機本体１の内部には、上記の電動送風機２のほかに、図示しない集塵部が設置されており、電動送風機２により負圧を集塵部に作用させて吸込口体３から塵埃を吸込み、吸込み管６内を経由して掃除機本体１内の集塵部に集塵するようになっている。
【００３４】
ホース体４は湾曲自由な蛇腹状のホース部材からなり、ホース体４の基端側接続部は掃除機本体１の前側中央部に設けられた本体吸込口７に着脱可能に接続され、先端側接続部は伸縮可能な延長管５の一方の端部に着脱可能に接続される。延長管５の他方の端部（先端部）は床用吸込具３ａに着脱可能に接続される。また、ホース体３の先端側接続部上には掃除機本体１内の電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部８が設けられている。操作部８には、電動送風機２などの駆動を所定の状態に設定する複数の設定スイッチ９が設けられていると共に、掃除する際に作業者が把持する把持部１０が形成されている。
【００３５】
本実施の形態における消音部３３は、吸音材３５を用いた吸音型の消音部であり、消音部３３は、図１５、図１６に示すように、消音部外壁３４の内側に吸音材３５を吸込み気流路３８に面して設置したものである。なお、消音部３３は、図１７では円形断面で示されているが、円形断面に限られるものではなく、消音部外壁３４を部分的に円弧状の断面形状で形成してもよい。消音部外壁３４には、前後に吸音材３５の両端を保持する端板３６、３７が設けられている。
図１７に示すように吸音材３５は、皮膜３５ａと吸音層３５ｂとで構成され、皮膜３５ａは平滑な表面性状の材料である例えばステンレス、アルミニウムといった金属材料やポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートといった高分子材料によって構成し、吸音層３５ｂはウレタン発泡材料であっても、フェルト状の繊維材料であっても吸音効果を有するものであれば例示したものに限られない。そして、このような皮膜３５ａと吸音層３５ｂとから構成される吸音材３５を、皮膜３５ａが吸込み気流路３８に面するように設置する。
【００３６】
上記のように構成された電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機２によって生じた負圧により床用吸込具３ａから延長管５、蛇腹状ホース体４を通じて掃除機本体１へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具３ａでの気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、床用吸込具３ａの吸込口（図示せず）や掃除機本体１から不快な騒音が放射するが、消音部３３を設けたことで内部の吸音材３５が騒音を吸収するため、不快な騒音が低減される。
また、図示は省略するが、上記の消音材３５を消音部外壁３４の内側に充填してもよい。すなわち、消音材３５の外側に形成される消音部外壁３４内の空間層２８（図１６参照）は無くてもかまわない。消音材３５を消音部外壁３４の内側に充填することで、消音材３５の気流による加振が抑制され消音性能が向上する。
【００３７】
本実施の形態では、この吸音材３５は、吸音層３５ｂに皮膜３５ａを設けるとともに、皮膜３５ａが吸込み気流路３８に面して設置した構成となっているため、吸音層３５ｂへの塵埃の付着が抑制され、吸音性能を長期にわたって維持することができる。また、吸音層３５ｂのみでは、表面のうねりや粗さ、空隙を有するため、塵埃の付着や液状の汚れの浸透を免れない。しかし、平滑な表面性状の皮膜３５ａを用いることで、皮膜表面のうねりや表面粗さによって生じる気流のよどみに伴った塵埃の堆積を防止できる。従って、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材の塵埃による汚染が少なく、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００３８】
実施の形態９．
図１８は本発明の実施の形態９における吸音材の断面図である。
本実施の形態の吸音材３９の皮膜３９ａにフッ素原子を含む高分子材料を用いた点が実施の形態８と相違する。吸音層３９ｂはウレタン発泡材料やフェルト状の繊維材料などの吸音効果を有する材料で形成される。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
皮膜３９ａには、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）といったフッ素原子を含む高分子材料を用いる。フッ素原子は結合性が強く、フッ素原子を含む高分子材料は表面の平滑性、対薬品性が高い。
このように構成された消音部３３を用いることで、塵埃の吸引に伴って皮膜３９ａに付着する塵埃が容易に剥離するため、皮膜３９ａに塵埃が堆積するのを抑止することができる。
【００４０】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音材の交換によって吸音効果を一定に保つことが可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００４１】
実施の形態１０．
図１９に、吸音材３９の皮膜３９ａの材料と厚みによる音響透過損失と音響周波数との関係を示す。本実施の形態の皮膜３９ａの面密度を１ｋＨｚ〜３ｋＨｚにおいて音響透過損失が１０ｄＢ以下となるようにした点が実施の形態８および９と相違する。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４２】
材料の音響透過損失の理論式は式２のように示される。
TL=10Log10(1+(2＊π＊ｆ＊ｍ)＾２／（２＊ρ＊ｃ）＾２) ・・・（２）
ただし、TLは音響透過損失、ｍは面密度、ｆは周波数、ρは空気の密度、ｃは音速、πは円周率である。
図１９に示すように、皮膜３９ａを例えばＰＴＦＥであれば０．０５ｍｍ程度、ＰＶＤＦであれば０．０７５ｍｍとすると、３ｋＨｚ以下の周波数帯域において１０ｄＢ以下の音響透過損失となる。音響透過損失を１０ｄＢ以下とすることで、吸音層３９ｂへの騒音透過量が増加し、吸音効果が増加するため消音部３３の消音効果を得られる。
【００４３】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染が容易に剥離するため塵埃の堆積を抑止でき、吸音効果を一定に保つことができ、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００４４】
実施の形態１１．
図２０に、本発明の実施の形態１１における吸音材の断面図を示す。本実施の形態の吸音材４０において、材料に金属多孔体を用いた点が実施の形態８と相違する。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４５】
吸音材４０は全体が金属多孔体によって構成される。金属多孔体は、例えばウレタンといった熱可塑性の高分子材料と、内部減衰性の大きい例えばアルミニウム−鉄の粉末状の５マイクロメートル程度の粒径とした粉体の合金材料を混練し、焼成して熱可塑性の高分子材料を除去して形成するものである。このような金属多孔体は空隙を多数有し、１ｋＨｚ以上の周波数帯域において、垂直入射吸音率が０．８以上と大きい。
図２０に示すように、吸音材４０を消音部３３に用いることで、長期の使用に伴う塵埃の付着があっても金属であるため、水などによる清掃を行っても十分乾燥させることで消音性能は損なわれない。
また、この場合でも実施の形態８で説明したように、消音材４０を消音部外壁３４の内側に充填してもよい。
【００４６】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音効果を一定に保つことができ、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図である。
【図２】図１の消音部の正面図である。
【図３】図２の消音部の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図６】図５の消音部の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の消音部における孔の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る電気掃除機の蓋付き消音部の蓋閉め時の正面図である。
【図９】図８の消音部の蓋開き時の正面図である。
【図１０】図８の消音部の蓋開き時の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図１２】図１１の消音部の外壁分割時の正面図である。
【図１３】図１１の消音部の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る電気掃除機の消音部の断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態８に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図１６】図１５の消音部の断面図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態９における吸音材の断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１０における吸音材の音響透過損失と音響周波数との関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１１における吸音材の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 掃除機本体、２ 電動送風機、３ 吸込口体、３ａ 床用吸込具、４ ホース体、５ 延長管、６ 吸込み管、７ 本体吸込口、８ 操作部、９ 設定スイッチ、１０ 把持部、２０ 消音部、２１ 孔、２２ 消音部内壁、２３ 消音部外壁、２３ａ、２３ｂ 外壁部分、２４ 吸音材、２５ 空間層、２６、２７ 端板、２８ 外側空間層、２９ 接続部（または接続管）、３０ 蓋、３１ カップリング、３２ フィルタ、３３ 消音部、３４ 消音部外壁、３５ 吸音材、３５ａ 皮膜、３５ｂ 吸音層、３６、３７ 端板、３８ 吸込み気流路、３９ 吸音材、３９ａ 皮膜、３９ｂ 消音層、４０ 吸音材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除の際の吸込み音を低減させる吸音型の消音部を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機によって生じた負圧により床用吸込具から延長管、蛇腹状ホース体を通じて掃除機本体へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具での気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、吸込具の吸込口や掃除機本体から不快な騒音が放射する。このような電気掃除機における吸込み音を低減させる方法として、共鳴型の消音器や吸音材を用いた吸音型の消音器を吸込み管（延長管、蛇腹状ホース体を総称して吸込み管と称する）に設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２００７２号公報（第２−３頁、図１、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、吸込み管に消音部を設けた電気掃除機は長期間の使用に際して、床用吸込具から延長管、蛇腹状ホース体を通じて掃除機本体へと気流が誘起される際に、消音部の内壁に設けられた孔から消音部内へ気流が流入するため、消音部内に塵埃が堆積し、あるいは消音部の内壁に沿って設置された吸音材に塵埃が付着することで消音性能が経年によって劣化してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、吸音材への塵埃の付着を抑制して吸音材の性能低下を抑制することにあり、第２の目的は、塵埃を消音部内から除去できるようにして電気掃除機の消音性能の経年劣化を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気掃除機は、集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、前記消音部は、前記吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、前記吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気掃除機の消音部は、吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したので、塵埃の吸音材への付着を抑制することができ、電気掃除機の消音性能を長期間にわたって維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図４は本発明の実施の形態１に係る消音部を備えた電気掃除機を示すものであり、図１は実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図、図２は図１の消音部の正面図、図３は図２の消音部の断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
この電気掃除機は、主として、電動送風機２を内蔵した掃除機本体１と、塵埃を吸い込む床用吸込具３ａ等からなる吸込口体３と、掃除機本体１と吸込口体３とを接続する蛇腹状ホース体４及び延長管５からなる吸込み管６とを備えている。掃除機本体１の内部には、上記の電動送風機２のほかに、図示しない集塵部が設置されており、電動送風機２により負圧を集塵部に作用させて吸込口体３から塵埃を吸込み、吸込み管６内を経由して掃除機本体１内の集塵部に集塵するようになっている。
【００１０】
ホース体４は湾曲自由な蛇腹状のホース部材からなり、ホース体４の基端側接続部は掃除機本体１の前側中央部に設けられた本体吸込口７に着脱可能に接続され、先端側接続部は伸縮可能な延長管５の一方の端部に着脱可能に接続される。延長管５の他方の端部（先端部）は床用吸込具３ａに着脱可能に接続される。また、ホース体３の先端側接続部上には掃除機本体１内の電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部８が設けられている。操作部８には、電動送風機２などの駆動を所定の状態に設定する複数の設定スイッチ９が設けられていると共に、掃除する際に作業者が把持する把持部１０が形成されている。
【００１１】
本実施の形態における消音部２０は、吸音材２４を用いた吸音型の消音部であり、掃除機本体１の本体吸込口７と吸込口体３とを接続する吸込み管６（ホース体４及び延長管５からなる中空管部材）の内部音響モードの腹となる部位に設けられている。
ここで、吸込み管６を両端が開口した長さＬの音響管としたときの音響モードの腹となる部位を示す理論式は、次式であらわされる。
u(t,x)=(P0／ρc sin kL)・cosk(L−x)・cos(ωt＋ψ) ・・・（１）
ただし、ｕは音の粒子速度、ｔは時刻、ｘは管内の位置、ρｃは空気のインピーダンス、ｋは波長定数、Lは管の長さ、P0、ψは定数である。
従って、音響モードの腹はsinkL=0となる、kＬ=ｍπ（モードｍ＝１，２，３，…）の部位である。
電気掃除機における吸込み音は、一般に１０００Ｈｚから１５００Ｈｚ程度の高周波を含むものであり、かかる高周波の音圧エネルギーは管の両端部に集中する傾向がある。
そこで、かかる高周波の吸込み音を低減させるために、本実施の形態では、図１に示すように吸込み管６（延長管５）の端部に消音部２０を設置した。なお、図示は省略するが、消音部２０を吸込み管６の他方の端部、すなわち、ホース体４の本体吸込口７との接続部近傍に設置してもよい。
【００１２】
消音部２０は、図３、図４に示すように、吸込み管６の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔２１が設けられた消音部内壁２２と、複数の孔２１を覆うように外側に設けられた消音部外壁２３とを備え、吸音材２４を消音部内壁２２との間に空間層２５を設けて設置したものである。なお、消音部２０は、図４では円形断面で示されているが、円形断面に限られるものではなく、消音部内壁２２及び消音部外壁２３を部分的に円弧状の断面形状で形成してもよい。また、消音部外壁２３はネジや接着、その他の固定手段により消音部内壁２２上に固定される。空間層２５は消音空間でもあり、吸音材２４への塵埃の付着を抑制するためには最小限１ｍｍ以上の厚みがあればよい。消音部外壁２３には、前後に吸音材２４の両端を保持する端板２６、２７が設けられている。また、孔２１は共鳴孔であり、吸込み管６内の流路と空間層２５に音響的に連通しているものである。孔２１の径は２〜３ｍｍ程度である。孔２１の形状は円形、正方形など特に限定されない。また、吸音材２４は例えばウレタン発泡材料であっても、フェルト状の繊維材料であっても吸音効果を有するものであれば特に制限はない。また、消音部外壁２３と吸音材２４との間にも外側空間層２８を設けることが望ましい。
【００１３】
上記のように構成された電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機２によって生じた負圧により床用吸込具３ａから延長管５、蛇腹状ホース体４を通じて掃除機本体１へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具３ａでの気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、床用吸込具３ａの吸込口（図示せず）や掃除機本体１から不快な騒音が放射するが、消音部２０を設けたことで内部の吸音材２４が騒音を吸収するため、不快な騒音が低減される。
【００１４】
本実施の形態では、この吸音材２４を複数の孔２１を設けた消音部内壁２２と消音部外壁２３との間の略中間位置に設置することで、消音部内壁２２との間に空間層２５を設けた構成となっているため、吸音材２４への塵埃の付着が抑制され、吸音性能を長期にわたって維持することができる。
従って、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材の塵埃による汚染が少なく、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の消音部の正面図、図６は図５の消音部の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
実施の形態１では、吸込み管６（延長管５）の管壁に直接、複数の孔２１を設けて、該管壁を消音部内壁２２とし、これに吸音材２４を内部に設置した消音部外壁２３をカバー部材として被着することにより、吸音型の消音部２０を構成したが、本実施の形態では、例えば延長管５同士を着脱可能に接続する接続部（または接続管）２９に消音部２０を設けたものである。
【００１６】
すなわち、接続部（または接続管）２９は、片側を一方の延長管５と一体に形成してもよく、両端とも両方の延長管５と着脱可能に構成してもよい。このような接続部（または接続管）２９の管壁を消音部内壁２２とし、該管壁に複数の孔２１を設ける。孔２１が設けられる位置は、前述したとおり、音響モードの腹となる位置である。
消音部外壁２３は、例えば膨張形状の外形面を延長管５の内径寸法とほぼ同一になるように縮小して、その先端部が延長管５内に密接嵌合するように細径に形成される。これによって、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９は、延長管５と着脱可能あるいは延長管５からの取り外しが自由になる。
【００１７】
このように、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９を着脱可能もしくは取り外し可能に構成することにより、実施形態１と同様の効果を有するほか、消音部２０の外径よりも狭小な場所を清掃する場合は、消音部２０を有する接続部（または接続管）２９を取り外すことで清掃が可能となり、清掃時の利便性が向上する。
【００１８】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の消音部における孔２１の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じであり、また消音部は実施の形態１または実施の形態２と同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
本実施の形態では、消音部内壁２２に設けられる孔２１の中心軸５０が消音部内壁２２の面に対する法線方向から気流の進行方向へ向けて０度より大きく９０度未満の角度をなすように孔２１を形成した点が実施の形態１、２と相違する。つまり、孔２１の中心軸５０を気流の進行方向へ傾けて穿設したものであり、中心軸５０の傾斜角度を０度より大きく９０度未満とするものである。なお、図７には一方側（例えば、下側の消音部内壁２２）の孔２１しか示していないが、他方側の孔２１も吸込み管６の中心軸に対して対称に形成されている。
【００１９】
このように構成された孔２１を有する消音部を用いることで、気流の進行方向へと運動量を有する塵埃が消音部外壁２３側へと流入することを空気力学的に妨げることができる一方、音波は空間的に連通していれば消音部外壁２３側へと進行可能である。これによって、吸音材２４への塵埃の付着を防ぐことができるとともに、吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空間層２５（消音空間）内への塵埃の流入が抑制され、消音機能を長期間持続することができる。
【００２０】
実施の形態４．
本実施の形態では、吸音材２４の部材に消臭材料を混紡あるいは混練した点が実施の形態１〜３と異なる。その他の構成は基本的に実施の形態１と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２１】
このように構成された消音部２０を用いることで、長期間の使用に際し吸音材２４への塵埃の付着や吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空気層２５（消音空間）内への塵埃の堆積によって生じる消音部２０の不快な臭気の発生を防止することができる。
【００２２】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材２４や吸音材２４と消音部内壁２２との間に設けられた空気層２５内への塵埃堆積による臭気の発生が抑制され、長期間の使用に際しても臭気による不快感を生じず電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００２３】
実施の形態５．
図８は本発明の実施の形態５に係る電気掃除機の蓋付き消音部の蓋閉め時の正面図、図９は図８の消音部の蓋開き時の正面図、図１０は図８の消音部の蓋開き時の断面図である。本実施の形態の電気掃除機は図１に示したものと同じである。また、実施の形態１と同一または相当の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
本実施の形態では、蓋３０付きの消音部２０としたものであり、消音部外壁２３に開閉可能な蓋３０を設けた点が実施の形態１〜３と相違する。蓋３０は消音部外壁２３の開口面の一辺を軸として片開き式に開閉するように構成されている。
【００２４】
このように構成された蓋３０付きの消音部２０を用いることで、消音部外壁２３と吸音材２４との間に設けられた外側空気層２８を大気と連通可能にすることができ、かつ連通の可否を操作可能となる。電気掃除機の運転中に蓋３０を開放すると、消音部外壁２３側の大気から、負圧となっている吸音材２４や消音部内壁２２側に向かって気流が流入するため、空間層２５（消音空間）内に流入した塵埃を掃除機本体１へと吸引することができる。これによって、吸音材２４へ付着した塵埃の除去や空間層２５（消音空間）内に堆積した塵埃の除去が可能となり、長期間消音機能を維持することができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材２４や吸音材２４と消音部外壁２３との間に設けられた空間層２５（消音空間）の塵埃による汚染を除去可能で、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００２６】
実施の形態６．
図１１は本発明の実施の形態６に係る電気掃除機の消音部の正面図、図１２は図１１の消音部の外壁分割時の正面図、図１３は図１１の消音部の断面図である。電気掃除機は図１に示したものと同じである。
本実施の形態の消音部２０は、消音部外壁２３を２つの外壁部分２３ａ、２３ｂに分割可能に構成した点がこれまでの実施の形態１〜５と相違する。
分割面には、一方の外壁部分２３ｂに断面Ｌ字型の円環状のカップリング３１が設けられており、このカップリング３１内に他方の外壁部分２３ａの分割端面（円形断面）を密接嵌合する構成となっている。これにより２つの外壁部分２３ａ、２３ｂは互いの開放端にて着脱可能となっている。その他の構成は実施の形態１〜５と同様であるので、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
このように構成された消音部２０を用いることで、消音部外壁２３を２つの外壁部分２３ａ、２３ｂに分割が可能であるため、内部に配置した吸音材２４を消音部２０から取り外すことが可能となる。
また、外壁部分２３ａ、２３ｂや消音部内壁２２に付着した塵埃を拭い去ることも可能となる。これによって、吸音材２４へ付着した塵埃の除去や空間層２５（消音空間）内に堆積した塵埃の除去が可能となり、長期間消音機能を維持することができる。
【００２８】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音材の交換によって吸音効果を一定に保つことが可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００２９】
実施の形態７．
図１４は本発明の実施の形態７に係る電気掃除機の消音部の断面図である。電気掃除機は図１に示したものと同じである。
本実施の形態の消音部２０は、吸音材２４と消音部外壁２３との間にフィルタ３２を設置した点がこれまでの実施の形態１〜６と相違する。その他の構成は実施の形態１〜６と同様であるので、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３０】
消音部２０は消音部外壁２３と消音部内壁２２と吸音材２４とフィルタ３２で構成される。吸音材２４は消音部内壁２２との間に空間層２５（消音空間）を設けて設置し、消音部外壁２３側にフィルタ３２を配置する。
【００３１】
このように構成された消音部２０の蓋３０を開放した状態において電気掃除機を運転すると、外気が消音部２０内に流入し、清掃作業に伴って巻き上がった塵埃を吸引する。吸引された塵埃はフィルタ３２に吸着する。また、このときには実施の形態５と同様に吸音材２４に付着した塵埃が外部からの気流によって消音部内壁２２側へと引き剥がされ掃除機本体１へ吸引される。また、蓋３０を閉塞した状態において電気掃除機を運転した場合には、消音部２０に消音部内壁２２の孔２１から騒音が透過し吸音材２４において消音される。
【００３２】
本実施の形態によれば、電気掃除機の使用条件に応じ選択的に室内の騒音を抑制して使用するか、電気掃除機を使用する際に巻き上がる塵埃を外気から吸引することで清掃時の室内空気の汚染を抑制するかを利用者が操作可能となる。また、消音部の塵埃による汚染を除去可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期維持することができる。
【００３３】
実施の形態８．
図１５〜図１７は本発明の実施の形態８に係る電気掃除機の消音部を示す正面図であり、電気掃除機は図１に示したものと同じである。図１５は消音部の正面図、図１６は図１５の消音部の断面図、図１７は図１６のＢ−Ｂ断面図である。
この電気掃除機は、主として、電動送風機２を内蔵した掃除機本体１と、塵埃を吸い込む床用吸込具３ａ等からなる吸込口体３と、掃除機本体１と吸込口体３とを接続する蛇腹状ホース体４及び延長管５からなる吸込み管６とを備えている。掃除機本体１の内部には、上記の電動送風機２のほかに、図示しない集塵部が設置されており、電動送風機２により負圧を集塵部に作用させて吸込口体３から塵埃を吸込み、吸込み管６内を経由して掃除機本体１内の集塵部に集塵するようになっている。
【００３４】
ホース体４は湾曲自由な蛇腹状のホース部材からなり、ホース体４の基端側接続部は掃除機本体１の前側中央部に設けられた本体吸込口７に着脱可能に接続され、先端側接続部は伸縮可能な延長管５の一方の端部に着脱可能に接続される。延長管５の他方の端部（先端部）は床用吸込具３ａに着脱可能に接続される。また、ホース体３の先端側接続部上には掃除機本体１内の電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部８が設けられている。操作部８には、電動送風機２などの駆動を所定の状態に設定する複数の設定スイッチ９が設けられていると共に、掃除する際に作業者が把持する把持部１０が形成されている。
【００３５】
本実施の形態における消音部３３は、吸音材３５を用いた吸音型の消音部であり、消音部３３は、図１５、図１６に示すように、消音部外壁３４の内側に吸音材３５を吸込み気流路３８に面して設置したものである。なお、消音部３３は、図１７では円形断面で示されているが、円形断面に限られるものではなく、消音部外壁３４を部分的に円弧状の断面形状で形成してもよい。消音部外壁３４には、前後に吸音材３５の両端を保持する端板３６、３７が設けられている。
図１７に示すように吸音材３５は、皮膜３５ａと吸音層３５ｂとで構成され、皮膜３５ａは平滑な表面性状の材料である例えばステンレス、アルミニウムといった金属材料やポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートといった高分子材料によって構成し、吸音層３５ｂはウレタン発泡材料であっても、フェルト状の繊維材料であっても吸音効果を有するものであれば例示したものに限られない。そして、このような皮膜３５ａと吸音層３５ｂとから構成される吸音材３５を、皮膜３５ａが吸込み気流路３８に面するように設置する。
【００３６】
上記のように構成された電気掃除機を用いて清掃する際、電動送風機２によって生じた負圧により床用吸込具３ａから延長管５、蛇腹状ホース体４を通じて掃除機本体１へと気流が誘起される。その際に、床用吸込具３ａでの気流の吸込み乱れに伴い流体騒音が生じ、床用吸込具３ａの吸込口（図示せず）や掃除機本体１から不快な騒音が放射するが、消音部３３を設けたことで内部の吸音材３５が騒音を吸収するため、不快な騒音が低減される。
また、図示は省略するが、上記の消音材３５を消音部外壁３４の内側に充填してもよい。すなわち、消音材３５の外側に形成される消音部外壁３４内の空間層２８（図１６参照）は無くてもかまわない。消音材３５を消音部外壁３４の内側に充填することで、消音材３５の気流による加振が抑制され消音性能が向上する。
【００３７】
本実施の形態では、この吸音材３５は、吸音層３５ｂに皮膜３５ａを設けるとともに、皮膜３５ａが吸込み気流路３８に面して設置した構成となっているため、吸音層３５ｂへの塵埃の付着が抑制され、吸音性能を長期にわたって維持することができる。また、吸音層３５ｂのみでは、表面のうねりや粗さ、空隙を有するため、塵埃の付着や液状の汚れの浸透を免れない。しかし、平滑な表面性状の皮膜３５ａを用いることで、皮膜表面のうねりや表面粗さによって生じる気流のよどみに伴った塵埃の堆積を防止できる。従って、長期にわたって電気掃除機を使用しても、吸音材の塵埃による汚染が少なく、吸音効果が一定に保たれるため、電気掃除機の低騒音性能を長期にわたって維持することができる。
【００３８】
実施の形態９．
図１８は本発明の実施の形態９における吸音材の断面図である。
本実施の形態の吸音材３９の皮膜３９ａにフッ素原子を含む高分子材料を用いた点が実施の形態８と相違する。吸音層３９ｂはウレタン発泡材料やフェルト状の繊維材料などの吸音効果を有する材料で形成される。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
皮膜３９ａには、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）といったフッ素原子を含む高分子材料を用いる。フッ素原子は結合性が強く、フッ素原子を含む高分子材料は表面の平滑性、対薬品性が高い。
このように構成された消音部３３を用いることで、塵埃の吸引に伴って皮膜３９ａに付着する塵埃が容易に剥離するため、皮膜３９ａに塵埃が堆積するのを抑止することができる。
【００４０】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音材の交換によって吸音効果を一定に保つことが可能となり、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００４１】
実施の形態１０．
図１９に、吸音材３９の皮膜３９ａの材料と厚みによる音響透過損失と音響周波数との関係を示す。本実施の形態の皮膜３９ａの面密度を１ｋＨｚ〜３ｋＨｚにおいて音響透過損失が１０ｄＢ以下となるようにした点が実施の形態８および９と相違する。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４２】
材料の音響透過損失の理論式は式２のように示される。
TL=10Log10(1+(2＊π＊ｆ＊ｍ)＾２／（２＊ρ＊ｃ）＾２) ・・・（２）
ただし、TLは音響透過損失、ｍは面密度、ｆは周波数、ρは空気の密度、ｃは音速、πは円周率である。
図１９に示すように、皮膜３９ａを例えばＰＴＦＥであれば０．０５ｍｍ程度、ＰＶＤＦであれば０．０７５ｍｍとすると、３ｋＨｚ以下の周波数帯域において１０ｄＢ以下の音響透過損失となる。音響透過損失を１０ｄＢ以下とすることで、吸音層３９ｂへの騒音透過量が増加し、吸音効果が増加するため消音部３３の消音効果を得られる。
【００４３】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染が容易に剥離するため塵埃の堆積を抑止でき、吸音効果を一定に保つことができ、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【００４４】
実施の形態１１．
図２０に、本発明の実施の形態１１における吸音材の断面図を示す。本実施の形態の吸音材４０において、材料に金属多孔体を用いた点が実施の形態８と相違する。その他の構成は基本的に実施の形態８と同様であるので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４５】
吸音材４０は全体が金属多孔体によって構成される。金属多孔体は、例えばウレタンといった熱可塑性の高分子材料と、内部減衰性の大きい例えばアルミニウム−鉄の粉末状の５マイクロメートル程度の粒径とした粉体の合金材料を混練し、焼成して熱可塑性の高分子材料を除去して形成するものである。このような金属多孔体は空隙を多数有し、１ｋＨｚ以上の周波数帯域において、垂直入射吸音率が０．８以上と大きい。
図２０に示すように、吸音材４０を消音部３３に用いることで、長期の使用に伴う塵埃の付着があっても金属であるため、水などによる清掃を行っても十分乾燥させることで消音性能は損なわれない。
また、この場合でも実施の形態８で説明したように、消音材４０を消音部外壁３４の内側に充填してもよい。
【００４６】
本実施の形態によれば、長期にわたって電気掃除機を使用しても、塵埃による汚染を除去可能であり、吸音効果を一定に保つことができ、電気掃除機の低騒音性能を長期持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図である。
【図２】図１の消音部の正面図である。
【図３】図２の消音部の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図６】図５の消音部の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の消音部における孔の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る電気掃除機の蓋付き消音部の蓋閉め時の正面図である。
【図９】図８の消音部の蓋開き時の正面図である。
【図１０】図８の消音部の蓋開き時の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図１２】図１１の消音部の外壁分割時の正面図である。
【図１３】図１１の消音部の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る電気掃除機の消音部の断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態８に係る電気掃除機の消音部の正面図である。
【図１６】図１５の消音部の断面図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態９における吸音材の断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１０における吸音材の音響透過損失と音響周波数との関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１１における吸音材の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 掃除機本体、２ 電動送風機、３ 吸込口体、３ａ 床用吸込具、４ ホース体、５ 延長管、６ 吸込み管、７ 本体吸込口、８ 操作部、９ 設定スイッチ、１０ 把持部、２０ 消音部、２１ 孔、２２ 消音部内壁、２３ 消音部外壁、２３ａ、２３ｂ 外壁部分、２４ 吸音材、２５ 空間層、２６、２７ 端板、２８ 外側空間層、２９ 接続部（または接続管）、３０ 蓋、３１ カップリング、３２ フィルタ、３３ 消音部、３４ 消音部外壁、３５ 吸音材、３５ａ 皮膜、３５ｂ 吸音層、３６、３７ 端板、３８ 吸込み気流路、３９ 吸音材、３９ａ 皮膜、３９ｂ 消音層、４０ 吸音材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、前記吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、前記吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記消音部が、前記吸込み管同士を着脱可能に接続する接続部または接続管に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記複数の孔は、孔の中心軸が前記消音部内壁の面に対する放線方向から気流の進行方向へ向けて０度より大きく９０度未満の角度をなすように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記吸音材は、消臭材料を混紡または混練して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記消音部外壁に開閉可能な蓋を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記消音部外壁は、気流の進行方向の前後に２つの外壁部分に分割されて着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項７】
前記吸音材と前記消音部外壁との間にフィルタを設置したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項８】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、吸音層と平滑な表面性状を有する皮膜とから構成される吸音材を備え、前記吸音材の皮膜が前記吸込み管の吸込み気流路に面して設置されていることを特徴とする電気掃除機。
【請求項９】
前記吸音材の皮膜は、フッ素元素を含む高分子材料によって構成されていることを特徴とする請求項８記載の電気掃除機。
【請求項１０】
前記吸音材の皮膜は、１ｋＨｚ〜３ｋＨｚにおいて音響透過損失が１０ｄＢ以下となる面密度を有することを特徴とする請求項８または９記載の電気掃除機。
【請求項１１】
前記吸音材は、前記消音部を構成する外壁の内側に充填されていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項１２】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、多数の空隙を有する金属多孔体によって構成される吸音材を備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項１３】
前記吸音材は、前記消音部を構成する外壁の内側に充填されていることを特徴とする請求項１２記載の電気掃除機。
【請求項１】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、前記吸込み管の内部音響モードの腹となる部位に複数の孔が設けられた消音部内壁と、前記複数の孔を覆うように設けられた消音部外壁とを備え、前記吸音材を前記消音部内壁との間に空間層を設けて設置したことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記消音部が、前記吸込み管同士を着脱可能に接続する接続部または接続管に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記複数の孔は、孔の中心軸が前記消音部内壁の面に対する放線方向から気流の進行方向へ向けて０度より大きく９０度未満の角度をなすように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記吸音材は、消臭材料を混紡または混練して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記消音部外壁に開閉可能な蓋を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記消音部外壁は、気流の進行方向の前後に２つの外壁部分に分割されて着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項７】
前記吸音材と前記消音部外壁との間にフィルタを設置したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項８】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、吸音層と平滑な表面性状を有する皮膜とから構成される吸音材を備え、前記吸音材の皮膜が前記吸込み管の吸込み気流路に面して設置されていることを特徴とする電気掃除機。
【請求項９】
前記吸音材の皮膜は、フッ素元素を含む高分子材料によって構成されていることを特徴とする請求項８記載の電気掃除機。
【請求項１０】
前記吸音材の皮膜は、１ｋＨｚ〜３ｋＨｚにおいて音響透過損失が１０ｄＢ以下となる面密度を有することを特徴とする請求項８または９記載の電気掃除機。
【請求項１１】
前記吸音材は、前記消音部を構成する外壁の内側に充填されていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項１２】
集塵部に負圧を作用させる電動送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸込口体と、前記掃除機本体と前記吸込口体とを接続する吸込み管と、前記吸込み管に設けられた吸音材を用いた吸音型の消音部とを備えた電気掃除機であって、
前記消音部は、多数の空隙を有する金属多孔体によって構成される吸音材を備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項１３】
前記吸音材は、前記消音部を構成する外壁の内側に充填されていることを特徴とする請求項１２記載の電気掃除機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−２１９８５３（Ｐ２００９−２１９８５３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２５７４９（Ｐ２００８−２２５７４９）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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