JPH0793801B2

JPH0793801B2 - 回転電機の消音装置

Info

Publication number: JPH0793801B2
Application number: JP3448487A
Authority: JP
Inventors: 伸一野田; 貞明森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS63206137A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、冷却フアンを覆うフアンカバーから漏れ出る
騒音を低減するようにした回転電機に関する。

（従来の技術）従来より、回転電機本体の外部に突出する回転軸に冷却
フアンを取着すると共に、この冷却フアンにより生成し
た風を前記回転電機本体の外周部に導くためのフアンカ
バーを前記回転電機本体に取着した構成の回転電機があ
る。このものにおいては、フアンカバーから漏れ出る騒
音を低減するために、例えば、実開昭55−166160号公報
が知られている。この方法は第８図に示すようにフアン
カバーの内面に、多孔質プラスチック，グラスウール，
フエルトロックウール等から成る吸音部材を取着したも
のがあつた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、単に吸音部材を設けただけでは、第４図
（ａ）に示すように中周波数帯域から高周波数帯域の騒
音に対してはある程度の減音効果が期待できるが、低周
波数帯域の騒音に対してはほとんど減音効果がない。と
ころが、騒音の主成分は冷却フアンの回転によるフアン
騒音であり、このフアン騒音の基本周波数（最低周波
数）は冷却フアンの羽根枚数と単位時間当りの回転数と
の積に相当する周波数（一般に500Hz以下）になつて低
周波数帯域に属するから、上述した吸音部材だけにたよ
つては低周波数帯域のフアン騒音をほとんど低減するこ
とができず、全体のとして十分な低騒音化を達成するこ
とができなかつた。また、フアンカバーの軸方向長さも
フアン騒音に影響することも明確にされておらず、逆効
果に及ぶこともあり、全体として十分な低騒音化を達成
することができなかつた。

本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
従つてこの目的は、低周波数帯域の騒音を十分に低減で
きる回転電機を提供するにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、冷却フアンを覆うフアンカバーに、その内部
を伝搬する所定の周波数を外す音波の波長の1/4波長の
奇数倍の長さに1.2倍した長さを有する膨脹管部と1/2波
長の長さを持つ尾管を設けたことを特徴とするものであ
る。

（作用）所定周波数の音波が例えば、フアン騒音の基本周波数が
冷却フアンの羽根枚数と単位時間当りの回転数との積に
相当する周波数になることに着目して、管路の一部を急
膨脹または急収縮させることによつて音を干渉させ減音
させるものである。

また、この減音の周波数特性は減音量が周波数軸上を周
波数的に変化する状況を示し、管路の長さｌが短いほど
緩慢な周波数的変化が得られる。この発明の狙いは管路
の長さｌがフアン騒音の基本周波数の音波の波長の1/4
波長の奇数倍のときに最大の減音効果を示し、偶数倍の
とき最少の減音を示すことを利用したものである。尾管
の長さは、減音効果の周波数特性に影響を与え、長さが
増すほどしゃ断周波数が低下していく。長さからはその
低下は蛇行的減音特性を示す。これらの組み合せによつ
て騒音が減衰される。これも音波の波長が1/2波長の時
最大の減音を示す。

尚、上記説明では、フアン騒音について述べたが、周波
数は限定しない。

（実施例）以下、本発明の第１実施例を第１図に基いて説明する。
１は回転電機本体で、その外周部に冷却フアン２を多数
形成すると共に、外部に突出する回転軸３の一端部に冷
却フアン４を取着している。５は冷却フアン４を覆うよ
うに回転電機本体１に取着した導風カバーで、これの内
部には冷却フアン４と対向するように保護網６を配設
し、この保護網６によつて導風カバー５の内部を吸気室
７と送風室８とに区分している。そして、吸気室７には
吸気口7aを形成し、一方、送風室８の外周側部分と回転
電機本体１との間には吹出口8aを形成し、この吹出口8a
から回転電機本体１の外周部に送風するようにしてい
る。

そして、９は導風カバー５に設けた膨脹箱部で尾管10を
介して、前記の吸気口7aと連通している。11は尾管10に
対応して設けた入口管である。l1,l2は前記膨脹箱部９
の長さと尾管10の長さを表わす。また、導風カバー５の
内面及び膨脹箱部９の内面には、例えば、多孔室プラス
チック，グラスウール，フエルト，ロック・ウールから
なる吸音部材12を取着している。このような構造におい
て、膨脹箱部９の長さl1及び尾管10の長さl2は以下の根
拠にもとずいて設定される。即ち、冷却フアン４の羽根
枚数Ｐと単位時間当りの回転数ｍとの積（Ｐ×ｍ）に相
当する周波数f0は、本実施例では、360Hzとなるように
設定しており、音速Ｃを340m/sとすると次の（１）式に
より波長λを求めることができる。

λ＝C/f0 ……（１）ここで、f0は周波数（ｍ×Ｐ）である。

そして、波長λはf0が360Hzとき94cmになる。そこでl1
を減衰値の最大になるようにするには、波長λの1/4の
奇数倍になるように設定すればよいのであるから、次の
（２）式により求めることができる。

l1＝（C/4f0）（2n＋１）＝（1/4）・λ・（2n＋１） ……（２）ｎ＝0,1,2,3…… これによりｎ＝０でl1は23.5cmと理論計算より算出でき
る。或いはｎ＝１を用いて70.5cmとしてもよい。

しかし、第３図（ａ）（ｂ）に示す測定結果との比較を
考慮し、本実施例では実験結果より若干の補正を要する
ことが判明している。この補正は、補正係数τとして
（２）式を改めて示す（３）式に与えられる。

l1＝（τ/4）・λ・（2n＋１） ……（３）即ち、補正係数τ＝1.2を入れて本実施例ではl1は28.3c
m或いは84cm等となる。

次に尾管長さl2を減衰値の最大になるようにするには、
冷却フアン４の羽根枚数Ｐと単位時間当りの回転数ｍと
の積（Ｐ×ｍ）に相当する周波数f0の音波の波長をλと
する。この実施例では、Ｐ×ｍ即ちf0が360Hzとなるよ
うに設定しているので、この波長の1/2になるように設
定すればよい。

次の（４）式により求めることができる。

l2＝λ/2 ……（４）これによりl2は47cmに設定している。

また、導風カバー５の内面及び膨脹箱部９の内面に、こ
の実施例ではロック・ウール20mm厚さのものを接着剤
（例えば商品名スリーボンド）を使用して貼り付けてい
る。

次に入口管11の管径は第２図に示すように冷却フアン４
の内径に一致するように設けてある。また、尾管10の管
径も、冷却フアン４の内径に一致（φｄ＝φＤ）するよ
うに設けてある。

ここで膨脹箱部９と入口管11の径の比は構造上取りうる
範囲でできるだけ大きく取り、膨脹箱部９と尾管10の径
の比もできるだけ大きくとるように設定してある。

次に、上記構成の作用について説明する。冷却フアン４
が回転すると、外気が吸気口7aから導風カバー５内に吸
入され、吹出口8aから回転電機本体１の外周部に向けて
吹出され、これによつて回転電機本体１が冷却される。
このとき、冷却フアン４の回転によつて騒音が発生し、
その騒音の基本周波数は冷却フアン４の羽根枚数と単位
時間当りの回転数との積に相当する周波数（本実施例で
は360Hz）になる。この場合、膨脹箱部９の長さl1と、
尾管10の長さl2を（1/4波長）×1.2倍相当および1/2波
長相当分に合せてあるから、音波の位相がずれて逆位相
になり、音波が干渉作用により互いに打消し合つて大幅
に減衰され、これによつて基本周波数f0の音を主成分と
する低周波数帯域の騒音が大幅に低減される。一方、導
風カバー５内に設けた吸音材12によつて、中周波数帯域
から高周波数帯域までの騒音が吸収される。

本発明者は、従来の吸音部材のみを使用した場合と本実
施例とについて、それぞれの減音効果を測定した。その
結果を第４図（ａ）と（ｂ）に示す。図中、斜線で示す
部分が減音効果を示しており、従来（ａ）では低周波数
帯の騒音が全く低減されていない。これに対し、本実施
例（ｂ）では、低周波数帯域の騒音が効果的に低減され
て、全体として十分に低騒音化されていることが分か
る。

また、減音効果を示すのにもう一つの要因でもある膨脹
箱部９と入口管11、および尾管10の径の比をできるだけ
大きくすることにより減音効果を増加させることは言う
までもない。

第５図は本発明の第２実施例を示したもので、この第２
実施例においては第１実施例にさらに追加して回転電機
本体１を囲む膨脹箱部を設けたものである。構造の左半
分は、第１実施例と同じものであるので説明を省く。

そして、9aは導風カバー５に設けた膨脹箱部で10aの尾
管を介して13のはき出し口と連通している。また、膨脹
箱部9aの内面には、例えば、多孔質プラスチック，グラ
スウール，フエルト，ロック・ウールからなる吸音部材
12を取着している。この実施例では第１実施例と同様に
ロック・ウール20mm厚さのものを接着剤（例えば商品名
スリーボンド）にて貼付けている。

この場合、膨脹箱部9aの長さｌ′１及び尾管の長さｌ′
２を第１実施例と同様の方法にて設定している。冷却フ
アン４の騒音周波数f0が360Hzとなるように設定してお
り、そして波長λは94cmになる。これによりｌ′１は
（３）式より84cmに設定している。ｌ′２は（４）式よ
り47cmとしている。

このような第２実施例においては、吹出口8aより放射さ
れるフアン騒音も主として360Hz近傍の低周波数帯域の
騒音が効果的に低減される。この場合、両方共に膨脹箱
部9aを設定していることから更に減音効果が高まる。ま
た、この吸着部材12自体の吸音作用によつて高および中
周波数域の騒音も効果的に低減される。この第２実施例
における騒音の減音効果を第４図（Ｃ）に示す。

第６図は、本発明の第３実施例を示したもので、この第
３実施例では、第２実施例に比較して尾管長さl3および
ｌ′３を短かくしたものである。中周波数帯域の騒音成
分のうちでは、回転電機本体１内で発生する電磁音例え
ば（1500Hz）がピークになることに着目して、この電磁
音対策として、尾管長さを電磁音の周波数（1500Hz）に
設定している。即ち（４）式により11.1cmとしている。

このような第３実施例では、第２実施例によつて360Hz
近傍の低周波数帯域の騒音が効果的に低減される上に、
更に電磁音も効果的に低減される。斯かる第３実施例の
減音効果の測定を第４図（ｄ）に示す。

第７図は本発明の第４実施例を示したもので、この第４
実施例では、第１実施例の尾管10の部分を下側に向けた
ものである。ここで尾管長さはl4となる。この様に尾管
の方向はいずれでもよく長さl4が設定されればよい。

尚、上記各実施例では、膨脹箱部および尾管の長さを36
0Hz又は1500Hzを設定したが、これに限らず、騒音に応
じて適宜選択すれば良い。要旨を逸脱しない範囲で種々
変形可能である。

［発明の効果］本発明は以上の説明から明らかなように、膨脹箱部と尾
管を設け、その長さを例えば低周波数帯域における主要
な騒音の周波数の波長に一致させることにより、干渉作
用を生じさせその騒音を効率良く減衰させることがで
き、以つて全体として十分な低騒音化を図り得るという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例として示す要部断面図、第
２図は第１図の部分拡大断面図、第３図は減音効果を説
明する図、第４図は従来例と本発明の各実施例における
減音効果を示した図、第５図は本発明の第２実施例を示
す要部断面図、第６図は本発明の第３実施例を示す要部
断面図、第７図は第４実施例を示す要部断面図であり、
第８図は従来の要部断面図である。図面中、１は回転電機本体、２は冷却フィン、３は回転
軸、４は冷却フアン、５は導風カバー、６は保護網、７
は吸気室、８は送風室、９は膨脹箱室、10は尾管、11は
入口管、12は吸音部材である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転電機本体の外部に設けた冷却フアンに
より生成した風を前記回転電機本体の外周部に導くため
の導風カバーを前記回転電機本体に取着したものにおい
て、前記導風カバーにその内部を伝搬する所定の周波数
を外す波長の1/4波長の奇数倍の長さに1.2倍した長さを
有する膨脹管部と、1/2波長の長さを持つ尾管を設けた
ことを特徴とする回転電機の消音装置。