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図面 (7)

課題

制振や制音を十分に図ることができるとともに小型化や軽量化を図ることのできる電気器具を提供する。

解決手段

電動送風機40を内蔵した電気掃除機において、電動送風機40に取り付けた圧電素子60,62と、電動送風機40の振動によって圧電素子60,62に発生する電気エネルギー消費する負荷とを備えた。

概要

背景

従来から、電動機の振動部分に鉛等の重い部材を取り付け、その部材と一緒振動することで、振動エネルギー消費することによって制振を図ったものが知られている。

また、フェルト等の繊維質の層やスポンジ状の素材などからなる制音材空気振動の進行方向に厚みを持って設け、空気振動エネルギーが繊維間で反射する現象やスポンジ内部の微少な泡空間内部の内壁で反射する現象によって、空気振動エネルギーを消費させることによって制音を図ったものが知られている。

概要

制振や制音を十分に図ることができるとともに小型化や軽量化を図ることのできる電気器具を提供する。

電動送風機40を内蔵した電気掃除機において、電動送風機40に取り付けた圧電素子60,62と、電動送風機40の振動によって圧電素子60,62に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えた。

目的

この発明は、上記事情に鑑みてなされたたもので、その目的は、制振や制音を十分に図ることができるとともに小型化や軽量化を図ることのできる電気器具を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機に取り付けた圧電素子と、前記電動機の振動によって圧電素子に発生する電気エネルギー消費する負荷とを備えたことを特徴とする電気器具。

請求項2

電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機の周囲に配置された圧電素子と、前記電動機の騒音によって圧電素子に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えたことを特徴とする電気器具。

請求項3

前記電動機は電動送風機であり、前記圧電素子は、フィルム状に形成されて前記電動送風機から排気される空気の排気風路を確保するとともに前記電動送風機を囲んだことを特徴とする請求項2に記載の電気器具。

請求項4

前記電動機の振動の周波数スペクトルピークに対応した周波数と、前記圧電素子の共振周波数とを一致させたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の電気器具。

請求項5

前記電動機の単位時間当たりの回転数に対応した周波数の整数倍各高調波に対応した複数の圧電素子を有し、各圧電素子はそれぞれに対応した高調波と同一の共振周波数を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3にいずれか1つに記載の電気器具。

技術分野

0001

この発明は、電動機が発生する振動騒音の抑制を図った電気器具に関する。

背景技術

0002

従来から、電動機の振動部分に鉛等の重い部材を取り付け、その部材と一緒に振動することで、振動エネルギー消費することによって制振を図ったものが知られている。

0003

また、フェルト等の繊維質の層やスポンジ状の素材などからなる制音材空気振動の進行方向に厚みを持って設け、空気振動エネルギーが繊維間で反射する現象やスポンジ内部の微少な泡空間内部の内壁で反射する現象によって、空気振動エネルギーを消費させることによって制音を図ったものが知られている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、このような従来の制振を図ったものは、器具の重量が増し、器具の操作性や移動性等が悪くなってしまう等の問題があった。

0005

また、従来の制音を図ったものは、制音材の体積として相当な量を必要とし、このため器具が大きくなってしまい、器具の操作性や移動性等が悪くなってしまう等の問題があった。

0006

この発明は、上記事情に鑑みてなされたたもので、その目的は、制振や制音を十分に図ることができるとともに小型化や軽量化を図ることのできる電気器具を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機に取り付けた圧電素子と、前記電動機の振動によって圧電素子に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えたことを特徴とする。

0008

請求項2の発明は、電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機の周囲に配置された圧電素子と、前記電動機の騒音によって圧電素子に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えたことを特徴とする。

0009

請求項3の発明は、前記電動機は電動送風機であり、前記圧電素子は、フィルム状に形成されて前記電動送風機から排気される空気の排気風路を確保するとともに前記電動送風機を囲んだことを特徴とする。

0010

請求項4の発明は、前記電動機の振動の周波数スペクトルピークに対応した周波数と、前記圧電素子の共振周波数とを一致させたことを特徴とする。

0011

請求項5の発明は、前記電動機の単位時間当たりの回転数に対応した周波数の整数倍各高調波に対応した複数の圧電素子を有し、各圧電素子はそれぞれに対応した高調波と同一の共振周波数を有することを特徴とする。

0012

以下、この発明に係わる電気器具の1つである電気掃除機の実施の形態を図面に基づいて説明する。

0013

図1において、20は電気掃除機本体であり、この本体20内の前側には図示しない集塵室が設けられている。また、本体20内には、集塵室の後ろに電動室22と、この電動室22の後ろに排気室23とが設けられている。この電動室22と排気室23とが連通している。本体20の後部壁20Aには、排気室23と外気とを連通する複数の排気口25が形成され、排気口25の内面側には排気フィルタ26が取り付けられている。集塵室と電動室22とは図示しない隔壁によって区画されている。26は整流板である。

0014

集塵室21には図示しない集塵フィルタが設けられており、電動室22には電動送風機(電動機)40が設置されている。

0015

電動送風機40は、図示しない遠心ファンと、この遠心ファンを回転させる電動モータ(図示せず)とを備え、遠心ファンは図2および図3に示すように筒状のファンケース41に収納され、ファンケース41の前面には吸気口41Aが形成されている。電動モータは筒状のモータケース42に収納されている。モータケース42には複数の排気口43が形成され、モータケース42の後面には電動モータの軸受を覆う軸受部44が突出している。

0016

ファンケース41には図1に示すように振動吸収用ゴムカバー46が取り付けられており、モータケース42には吸音材50が巻き付けられていて、その吸音材50がモータケース42に被せられている状態となっている。

0017

また、ファンケース41の吸気口41Aの周囲にはリング状に形成された圧電素子60が取り付けられている。この圧電素子60は可撓性のあるポリマーから構成されている。圧電素子60には、圧電素子60が発生する電気エネルギーを消費する豆電球(負荷)61が接続されている。豆電球61は、電動送風機40が吸引する空気が当たらないように整流板26等の後ろ配置されている。

0018

ファンケース41の周壁面41Bには、可撓性のあるポリマーからなる圧電素子62が取り付けられている。この圧電素子62には、圧電素子62が発生する電気エネルギーを消費する豆電球(負荷)63が接続されている。豆電球63は、例えば電動室22の上方位置等に配置されている。

0019

モータケース42の吸音材50の外側には、所定距離離間させて配置した圧電素子64によって囲まれている。すなわち、圧電素子64は円筒形に形成されている。この圧電素子64は、可撓性のあるポリマーから構成され、モータケース42の幅(前後方向の長さ)とほぼ同一の幅を有している。圧電素子64には、圧電素子64が発生する電気エネルギーを消費する豆電球(負荷)65が接続されている。豆電球64は、排気口43からの排気に邪魔とならない位置に配置されている。

0020

また、圧電素子64と吸音材50と間の空間が排気風路51となっており、モータケース42の排気口43から排気される空気が排気風路51を介して排気室23へ排気されるようになっている。

0021

次に、上記のように構成される電気掃除機の動作について説明する。

0022

電動送風機40が駆動されると、図示しない遠心ファンが電動モータによって回転される。この遠心ファンの回転によって集塵室が負圧にされるとともに空気がモータケース42内へ送り込まれていく。この空気によって電動モータが冷却されていく。モータケース42内へ送り込まれた空気は、モータケース42の複数の排気口43から排気風路51へ排気されていく。

0023

排気風路51へ排気され空気は排気室23へ排気され、さらに排気室23から後部壁20Aの排気口25を介して外部へ排気されていく。

0024

ところで、電動送風機40で発生した振動により、圧電素子60,62に電気エネルギーが発生し、この電気エネルギーが豆電球61,63によって消費されていく。すなわち、電動送風機40の振動エネルギーが豆電球61,63によって消費され、この結果、電動送風機40の振動が効率よく抑制される。つまり、電動送風機40は圧電素子60,62によって効率よく制振され、その制振を十分に図ることができる。

0025

一方、電動送風機40が発生した騒音によって圧電素子64に電気エネルギーが発生し、この電気エネルギーが豆電球65によって消費されていく。すなわち、電動送風機40の騒音エネルギーが豆電球65によって消費され、この結果、電動送風機40によって発生した騒音が効率良く吸収されていく。つまり、電動送風機40の騒音は圧電素子64によって効率よく制音され、その制音を十分に図ることができる。

0026

また、圧電素子64が円筒形に形成されてモータケース42を覆っているので、電動モータで発生した騒音全体を効率よく吸収することができ、しかも排気風路51を確保しているので、電動送風機40の排気を妨害してしまうことが防止される。

0027

図4に示すように圧電素子60,62の共振周波数f0と、電動送風機40の振動の周波数スペクトルのピークに対応した周波数とを一致させておけば、電動送風機40の振動をさらに効率よく吸収することができ、制振をさらに図ることができる。圧電素子60,62の共振周波数f0の設定は、形状や大きさなどを工夫することにより行う。

0028

また、図5に示すように、圧電素子60,62に様々な周波数の振動を加えて、そのときに流れる電流を測定することにより共振周波数を簡単に確認することができる。

0029

上述したように、圧電素子60,62,64によって制振や制音を効率良く図ることができ、しかも圧電素子60,62,64が軽量で厚さが薄いことにより、電気掃除機本体20の小型化や軽量化を図ることができる。

0030

図6は第2実施形態の電気掃除機を示す。この第2実施形態では、各圧電素子60,62,64を3つの圧電素子60A〜60C,62A〜62C,64A〜64Cで構成し、圧電素子60Aの共振周波数faを電動送風機40の電動モータの単位時間当たりの回転数に対応した周波数(基本周波数:第1高調波)f1に一致させ、圧電素子60Bの共振周波数fbを周波数f1の第2高調波f2(=f1×2)と一致させ、圧電素子60Cの共振周波数fcを周波数f1の第3高調波f3(=f1×3)と一致させたものである。

0031

同様に、圧電素子62Aの共振周波数faを周波数f1に一致させ、圧電素子62Bの共振周波数fbを周波数f1の第2高調波f2(=f1×2)と一致させ、圧電素子62Cの共振周波数fcを周波数f1の第3高調波f3(=f1×3)と一致させたものである。また、圧電素子64Aの共振周波数faを周波数f1に一致させ、圧電素子64Bの共振周波数fbを周波数f1の第2高調波f2(=f1×2)と一致させ、圧電素子64Cの共振周波数fcを周波数f1の第3高調波f3(=f1×3)と一致させたものである。

0032

ところで、電動送風機40が発生する振動や騒音は、電動モータの回転数(単位時間当たりの回転数)そのものによる基本周波数f1と、その整数倍である高調波が発生する。そこで、この第2実施形態では、基本周波数f1の整数倍の第1〜第3高調波と、圧電素子60A〜60C,62A〜62C,64A〜64Cの共振周波数とをそれぞれ一致させたものであるから、第1〜第3高調波の振動や騒音のエネルギーを効率良く圧電素子60A〜60C,62A〜62C,64A〜64Cが吸収していくことになり、制振や制音をさらに十分に図ることができることになる。

0033

この第2実施形態では、各圧電素子60,62,64を3つの圧電素子60A〜60C,62A〜62C,64A〜64Cで構成したが、4つ以上の圧電素子で構成してもよい。この場合、第4,第5…圧電素子の共振周波数を第4,第5…高調波に一致させる。このようにすることにより、第4,第5…高調波の振動や騒音エネルギーも第4,第5…圧電素子が吸収していくので、より一層の制振や制音を図ることができる。

0034

また、各圧電素子60,62,64に豆電球を接続しているが、抵抗などの負荷であってもよい。

発明の効果

0035

以上説明したように、請求項1の発明によれば、電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機に取り付けた圧電素子と、前記電動機の振動によって圧電素子に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えたものであるから、制振を十分に図ることができるとともに電気器具の小型化や軽量化を図ることができる。

0036

請求項2の発明によれば、電動機を内蔵した電気器具において、前記電動機の周囲に配置された圧電素子と、前記電動機の騒音によって圧電素子に発生する電気エネルギーを消費する負荷とを備えたものであるから、制音を十分に図ることができるとともに電気器具の小型化や軽量化を図ることができる。

0037

請求項3の発明によれば、電動機は電動送風機であり、圧電素子は、フィルム状に形成されて前記電動送風機から排気される空気の排気風路を確保するとともに前記電動送風機を囲んだものであるから、電動送風機で発生した騒音全体を効率よく吸収することができ、しかも排気風路を確保しているので、電動送風機の排気を妨害してしまうことが防止される。

0038

請求項4の発明によれば、電動機の振動の周波数スペクトルのピークに対応した周波数と、圧電素子の共振周波数とを一致させたものであるから、電動機の振動をさらに効率よく吸収することができ、制振をさらに図ることができる。

0039

請求項5の発明によれば、電動機の単位時間当たりの回転数に対応した周波数の整数倍の各高調波に対応した複数の圧電素子を有し、各圧電素子はそれぞれに対応した高調波と同一の共振周波数を有するものであるから、制振や制音をさらに十分に図ることができる。

図面の簡単な説明

0040

図1この発明に係る電気掃除機本体を示した部分断面図である。
図2電動送風機を示した側面図である。
図3図2に示した電動送風機の斜視図である。
図4振動周波数と圧電素子に流れる電流との関係を示したグラフである。
図5圧電素子に振動を加えたきに圧電素子に流れる電流の測定の方法を示した説明図である。
図6第2実施例を示した説明図である。

--

0041

40電動送風機
60圧電素子
61 豆電球(負荷)
62 圧電素子
63 豆電球(負荷)
64 圧電素子
65 豆電球(負荷)

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