真空吸尘器的噪音减低装置
技术领域
本发明涉及一种真空吸尘器，更确切地说是涉及一种能减小真空吸尘器 的风扇-电机组合件中产生的噪音及排出空气的流动噪音的真空吸尘器的噪 音减低装置方面的发明。
背景技术
真空吸尘器一般可以分为以下几种：在空气流路上设置能够通气的灰尘 袋，从流动的空气中分离出灰尘的袋式(bag type)真空吸尘器；利用空气 和灰尘的离心力差异，分离灰尘的旋风式(cyclone)真空吸尘器。
但是，最近主要使用的是：具备有提高了集尘性能，并且容易的排出收 集的灰尘的集尘装置的真空吸尘器。
以往技术的真空吸尘器的结构包含以下几个部分所构成：用于吸入地面 的灰尘等异物的吸入喷管；具备有分离异物并集尘的集尘装置的吸尘器本 体；将上述吸入喷管吸入的异物引导到上述吸尘器本体的连接管。
在这里，上述吸尘器本体具备有产生空气吸入力的空气吸入装置。上述 吸尘器本体的一定位置具备有用于收容集尘装置的集尘装置收容部。
并且，上述吸尘器本体具备有用于搬运上述吸尘器本体的吸尘器把手。 另外，上述吸尘器本体的后方两侧分别具备有一个行走轮。上述吸尘器本体 的底面前方部具备有小脚轮，上述小脚轮是用于上述吸尘器本体的方向转换 的旋转部件。
但是，上述以往技术的真空吸尘器存在如下问题。
在真空吸尘器的内部，强制产生空气的流动的风扇-电机组合件设置于 排气流路上。真空吸尘器中产生的噪音中的大部分是来自于风扇-电机组合 件。在风扇-电机组合件中产生的噪音如下：电机驱动时产生的磁性 (magnetic)噪音；空气在排气流路流动时产生的流动噪音；随着风扇的旋 转而产生的湍流和涡流所引起的叶片流道频率(Blade Passage Frequency，下面简称‘BPF’)噪音等。
在如上所述的风扇-电机组合件中产生的噪音中，BPF噪音是空气从风扇 排出到排气流路时，以风扇的叶片数为比例，产生的特定频率范围的噪音。 上述BPF噪音发出尖锐的笛声，因此会刺激用户的听觉，并且会使用户感到 不悦和不安。
由此可见，上述现有的真空吸尘器仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改 进。
有鉴于上述现有的真空吸尘器存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品 设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期 创设一种改进成型结构的真空吸尘器的噪音减低装置，能够改进一般市面上现 有常规真空吸尘器的成型结构，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设 计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的真空吸尘器存在的缺 陷，而提供一种新型结构的真空吸尘器的噪音减低装置，使其可以减小电机 中产生的噪音，特别是风扇中产生的BPF噪音和流动噪音，同时不会使排气 性能下降。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明 提出的真空吸尘器的噪音减低装置，其特征在于：由以下几个部分构成，风 扇-电机组合件，它用于吸入空气后，使其强制流动；集尘装置，它从通过 上述风扇-电机组合件流入的空气中分离异物；电机箱，它用于收容上述风 扇-电机组合件；共振器，它为了与上述风扇-电机组合件中产生的噪音共 鸣，消除噪音，而具有与噪音的频率共振的固有频率，并且在上述电机箱的 外侧至少设置为一个以上。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
前所述的共振器是由具有一定的容积空间的共振箱；贯通上述电机箱的 壁形成，使噪音的声波流入的入口构成。
前所述的共振器沿着上述电机箱的外周面周围设置为环形。
前所述的电机箱设置有多个共振器，上述共振器的共振箱的容积或入口 的断面积形成的有所不同。
还包含有：排气箱，它贯通上述电机箱壁面，向外侧延长，并成为将经 由上述电机箱内部的空气排出到外部的空气的流动通道，
上述排气箱内部还设置有至少一个以上的挡板，上述挡板的作用是，引 导空气的流动，消除空气的流动噪音。
前所述的挡板是由玻璃纤维等多孔性吸音材料构成。
前所述的挡板形成为板形，并且在排气箱内部与空气的流动方向并排设 置。
前所述的排气箱的内部还设置有再次过滤排出的空气中的异物的排气过 滤器。
另外，作为本发明的另一实施例，提供的真空吸尘器的噪音减低装置， 包含以下几个部分所构成：风扇-电机组合件，它用于吸入空气后，使其强 制流动；集尘装置，它从通过上述风扇-电机组合件流入的空气中分离异 物；电机箱，它用于收容上述风扇-电机组合件，并形成为二重壁结构；共 振器，它具有与上述风扇-电机组合件中产生的噪音的频率共振的固有频 率，抵消噪音，并且在上述电机箱的二重壁之间的内部空间，至少设置为一 个以上。
前所述的共振器是由在上述电机箱的二重壁之间，通过壁分隔为至少一 个以上的空间的具有一定容积的共振箱；
在每个分隔的空间，贯通上述电机箱的内侧壁面形成，使声波进入的入 口构成。
前所述的共振器在上述电机箱的内壁的外周面和外壁的内周面之间沿着 周围设置为环形。
前所述的电机箱设置有多个共振器，上述各共振器的共振箱的容积或入 口的断面积形成的有所不同。
还形成有排气箱，上述排气箱贯通上述电机箱壁面向外部延长，并成为 将经由上述电机箱内部的空气排出到外部的空气的流动通道，并且其内部设 置有至少一个以上的挡板。
前所述的挡板是由玻璃纤维等吸音材料构成。
前所述的挡板与排出的空气的流动方向并排设置。
前所述的排气箱的内部还设置有用于过滤排出的空气中的异物的排气过 滤器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可 知，本发明由于采用上所技术方案，使其在不降低排气性能的前提下，能够 有效消除电机的噪音及流动噪音。
特别是，对消除在比较窄的频率范围内显示高峰值特性的BPF噪音具有 卓越的效果。
而且，消除比较宽范围的排出空气的流动噪音也很好的效果。
本发明在结构设计、使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发 展所需，并且所揭露的结构是前所未有的创新设计，其未见于任何刊物，在 申请前更未见有相同的结构特征公知、公用在先，且市面上亦未见有类似的 产品，而确实具有新颖性。
本发明的结构确比现有的真空吸尘器更具技术进步性，且其独特的结构 特征及更能亦远非现有的真空吸尘器所可比拟，较现有的真空吸尘器更具有 技术上进步，并具有增进的多项功效，而确实具有创造性。
本发明的设计人研究此类产品已有十数年的经验，对于现有的真空吸尘 器所存在的问题及缺陷相当了解，而本发明既是根据上述缺陷研究开发而创 设的，其确实能达到预期的目的及功效，不但在空间型态上确属创新，而且 较现有的真空吸尘器确属具有相当的增进功效，且较现有习知产品更具有技 术进步性及实用性，并产生了好用及实用的优良功效，而确实具有实用性。
综上所述，本发明在空间型态上确属创新，并较现有产品具有增进的多 项功效，且结构简单，适于实用，具有产业的广泛利用价值。其在技术发展 空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有 较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更 加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本发明技术方案特征部份的概述，为使专业技术人员能够 更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本 发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本发明的真空吸尘器的外观的斜视图。
图2是图1真空吸尘器的分解斜视图。
图3是本发明的第1实施例的真空吸尘器中的电机箱的分解斜视图。
图4是图3的电机箱的断面图。
图5是本发明的第2实施例的真空吸尘器中的电机箱的分解斜视图。
图6是图5的电机箱的断面图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式、结 构、特征及其功效，详细说明如后。
***附图主要部分的符号说明***
130：风扇-电机组合件 133、400：电机箱
310：共振器 311：入口
312：共振箱 320、420：排气箱
321：防音板 322、422：挡板
323、423：排气过滤器 324、424：第1排气孔
325、425：第2排气孔
为了方便说明，对于与以往相同的构成部件将赋予相同的名称及相同的 符号，并省略对其的详细说明。
下面，请参照图1至图4，对依据本发明的第1实施例的真空吸尘器的噪 音减低装置进行说明。
参照图1和图2，依据本发明的真空吸尘器，由以下几个部分所构成：吸 尘器本体100；与上述吸尘器本体100单独形成，随着在需要进行清扫的地面 移动，吸入包含异物的空气的吸入喷管(图中没有示出)；在相互连接上述 吸入喷管和上述吸尘器本体100的同时，将上述吸入喷管吸入的空气引导到 上述吸尘器本体100的连接管(图中没有示出)。
在这里，上述吸入喷管的底面形成有具有一定尺寸的喷管吸入口，因 此，可以将地面的异物与空气一同吸入到吸尘器本体100。
上述吸尘器本体100的前方部具备有本体吸入口162，上述本体吸入口 162与上述吸入喷管连通，并使空气流入到吸尘器本体的内部。上述吸尘器 本体100的侧面一侧具备有本体排气口(图中没有示出)，上述本体排气口 用于将空气排出到吸尘器本体100的外部。
并且，吸尘器本体100的上端部具备有用于搬运吸尘器本体的吸尘器把 手161。上述吸尘器本体100的后方两侧分别可旋转的安装有轮子110，上述 轮子110能够使上述吸尘器本体100顺畅的在地面移动。上述吸尘器本体100 的底面前方部连接有小脚轮(caster)，上述小脚轮是一种旋转部件，可以 使上述吸尘器本体100进行方向转换。
另外，上述吸尘器本体100的后方部可分离的安装有集尘装置200。上述 集尘装置200的作用是：从通过上述吸入喷管吸入的空气中分离出异物，并 进行集尘。
并且，吸尘器本体100的内部设置有用于控制上述真空吸尘器的电藏部 (图中没有示出)；以及向上述吸尘器本体内部吸入空气后，使空气强制流 动的风扇-电机组合件130。
上述风扇-电机组合件130收容于圆筒形状的电机箱133的内部。上述电 机箱133设置于上述吸尘器本体的下部壳体120。
更为详细的说，上述电机箱133的上部设置有电机罩131。上述电机罩形 成有具有一定形状的电机吸入口131a，上述电机吸入口131a用于吸入经由集 尘装置的空气。并且，上述电机罩131的上部设置有电机固定部134，上述电 机固定部134用于将上述电机罩131和风扇-电机组合件130固定于电机箱 133。
当然，上述下部壳体120形成有电机箱设置部(图中没有示出)，上述电 机箱设置部固定支撑上述电机箱133的下部。
并且，上述电机固定部134结合于上部壳体160。上述上部壳体构成上述 吸尘器本体100的上部。并且，上述上部壳体160形成有吸入流路，上述吸入 流路将从外部吸入的空气引导到集尘装置200的内部。上述吸入流路的末端 形成有第1吸入口165，上述第1吸入口165与集尘装置200连通。
另外，上述上部壳体160还形成有排气流路(图中没有示出)，上述排 气流路将经由集尘装置200的空气引导到电机箱133的内部。上述排气流路的 一侧末端形成有第1排气口163，上述第1排气口163与上述集尘装置200连 通。上述排气流路的另一侧末端与形成于上述电机罩131的电机吸入口131a 连通。
并且，电机箱133的侧面形成有排气箱320和排气外壳140，上述排气箱 320和排气外壳140的作用是，排出经由电机箱133的空气。上述排气外壳140 连接上述排气箱320和排气外壳罩141。上述排气外壳罩形成有将排出的空气 排出到外部的本体排气口(图中没有示出)。
另外，上述排气箱320设置有排气过滤器323。上述排气过滤器的作用 是：在将经由电机箱的空气排出到外部之前，再次过滤空气中包含的异物。
参照图3及图4，形成为上部开放的圆筒形状的电机箱133的外周面外侧 设置有共振器310和排气箱320。上述共振器的作用是：减低风扇-电机组合 件(130：参照图2)中产生的噪音。
上述共振器310具有与需要利用共振现象消除的噪音的频率范围相对应 的固有频率。并且，上述共振器设置于上述电机箱133的外周面外侧。并 且，在上述风扇-电机组合件130中产生的噪音的频率范围有多种的情况下， 可以设置具有与多个频率范围相对应的固有频率的多个共振器310。
上述共振器310是由以下几个部分所构成：具有一定的容积的长方体的 共振箱312；贯通上述电机箱133的壁，连通上述电机箱133和上述共振箱312 内部的入口311。
作为参考，共振器(cavity resonator)310利用的是亥姆霍兹共振器 (Helmholtz resonator)的原理。亥姆霍兹共振器设置于如下位置：在比 较窄的频率范围内，需要高效率吸音的位置。
亥姆霍兹共振器是具有又窄又短的入口，并且具有一定容积的桶。上述 亥姆霍兹共振器的作用是：紧贴于任意的系统(system)，与该系统的固有 频率产生共振，抵消噪音，并消除噪音。
即，利用如下原理消除噪音：在相当于上述亥姆霍兹共振器的固有频率 的频率附近，颈部的空气产生共振振动，并且，由于此时产生的摩擦热而转 换为热能，从而消除噪音。这时，空洞内部的空气起到空气弹簧的作用，而 入口的空气的容积则作为质量。
如上所述的亥姆霍兹共振器中固有频率ω的定义是 ω [ Hz ] = c 2 π S V l ′ . ]]>
在这里，
S＝0.25πd2(入口的断面积)，d：入口的直径，V：共振器的容积，c：音 速
l′＝L0+0.75d(入口的外侧没有凸缘的情况下，入口的等价长度)
L0：入口的长度
在上述公式中，决定共振器310的固有频率ω的参数是入口的长度L0和 直径d或断面积A，以及共振箱312的容积V。共振箱312的具体形状对固有频 率ω并不构成影响。
但是，考虑到工程便利性，上述共振箱312主要形成为长方体。例如， 在本实施例中，电机箱133形成为圆筒形状。因此，上述共振箱312相对上述 电机箱133的外周面具有一定的曲率，并沿着上述电机箱133的外周面外侧形 成为弯曲形的长方体。
当然，上述共振箱133的形状在本发明的技术思想范围内，不但可以形 成为长方体，而且也可以形成为球形等多种形态。
因此，通过使上述入口的断面积和共振箱312的容积V变化，设置具有在 风扇-电机组合件130中产生的BPF噪音的特定频率范围内产生共振的固有频 率的共振器310，可以减低BPF噪音。
另外，上述共振器310采用的方式是：使共振器310的固有频率ω和系统 的特定频率共振，从而消除噪音的方式。因此，在对应于上述共振器310的 固有频率ω的频率范围具有很高的吸音率，因此，用于消除在窄的频率范围 内具有高峰值的BPF噪音时很有效。
另外，在上述共振器310中，电机箱133的壁厚度L0相对于整体电机箱 133而言是不变的。因此，可以通过调节形成于上述电机箱133的壁的入口的 断面积A、共振箱的容积V，形成具有多种频率的共振器310。
因此，如果风扇-电机组合件130中产生多个频率范围的BPF噪音，可以设 置多个具有对应于各BPF噪音的频率的固有频率的共振器，消除上述多个频 率范围的BPF噪音。
更为详细的说，多样的调节共振箱的容积V，并将电机箱133的容积最小 化。并且，为了工程上的便利性，共振箱应该在电机箱133的外周面上以同 一高度凸出形成，然后通过改变共振箱312的幅度和宽度，使共振箱的容积变 化。
或者，可以通过在具有同样的容积V的共振箱形成具有不同大小的断面 积的入口，设置具有多种固有频率的共振器。
另外，如图3所示，上述共振器310可以在上述电机箱133的外周面一部 分向外侧凸出形成，但是也可以形成为如下形态：沿着上述电机箱133的外 周面，具有一定厚度的带形态的环形。
在这种情况下，可以通过将环形共振器的内部分隔为具有适当容积的空 间，在每个分隔的区间分别形成一个入口，从而形成多个共振器。
并且，上述排气箱320形成为如下形状：连通第1排气孔324和第2排气孔 325的具有一定容积的长方体。上述第1排气孔形成于上述电机箱133的壁。 上述第2排气孔则与本体排气口(图中没有示出)连通。
并且，上述排气箱320内部设置有挡板(baffle)322。上述挡板的作用 是：向上述电机箱133中排气的空气的流动方向并排的方向引导排出空气的 流动，并且用于消除流动噪音。上述排气箱的内部还设置有用于支撑并引导 上述挡板322的防音板(baffle board)321。
上述挡板322是由玻璃纤维等多孔性吸音材料设置为薄板形。并且，为 了减小空气的流动阻力，提高吸音率，多个挡板322应该以一定间隔设置。 更为理想的是，由于上述挡板322具有弹性，因此为了将流动阻力最小化， 上述挡板可以设置为翼形。
另外，上述排气箱320设置有排气过滤器323。上述排气过滤器的作用 是：在将经由电机箱的空气排出到外部之前，再次过滤空气中包含的异物。
作为上述排气过滤器323，应该使用能够过滤微细灰尘的高效微粒空气 过滤器。并且，上述排气过滤器323设置于上述排气箱320的过滤器支撑部件 (图中没有示出)。为了容易更换上述排气过滤器323，上述过滤器支撑部 件(图中没有示出)应该可装卸的结合于上述排气箱320内部。
多孔性吸音材料是表面和内部形成有无数的微细气孔的材料。上述多孔 性吸音材料消除噪音的原理如下：声波在传播到上述吸音材料的气孔内部 时，由于与周围壁之间的摩擦和摩擦阻力等原因，声能的一部分将转换为热 能，从而能够消除噪音。
特别是，，述挡板322是将多孔性的吸音材料设置为板形，因此，同时具 有多孔性吸音材料的吸音特性和膜式吸收塔(membrane absorber)的特 性。因此，在比较宽的频率范围内，都具有吸音特性。
因此，挡板322比较适合消除如下的噪音：从风扇-电机组合件130中排 出到集尘装置200的空气的流动噪音，以及由于电机的振动引起的噪音等声 源的中心频率变化，并且频率范围比较宽的噪音。
另外，参照图5和图6，将对依据本发明的第2实施例的真空吸尘器的噪 音减低装置进行说明。
第2实施例的基本结构和上述第1实施例相同。为了便于说明，对于相同 的结构及部件将赋予相同的名称及相同的符号，并且不再对其进行详细的说 明。
但是，在本实施例中，不同于上述的第1实施例，电机箱400形成为内壁 401和外壁402二重壁。上述二重壁401、402之间的空间内部设置有共振器。
更为详细的说，电机箱400的内壁401和外壁402间隔一定间距形成。并 且，以上述内壁401的外侧面和外壁402的内侧面为界，具备有分隔一定大小 的容积的隔壁，因此可以形成共振箱。
并且，为了连通上述共振箱的内部和电机箱400内部，贯通上述内壁401 面，形成有入口411。
另外，上述共振器具有在比较窄的频率范围内的吸音特性，因此，如果 需要消除的噪音的频率范围出现多种的情况下，可以设置多个具有对应于需 要消除的频率范围的固有频率的共振器。
这时，上述各共振器设置于电机箱400的二重壁之间。共振箱的高度限 制为二重壁之间的距离，而入口的长度L0则限制为电机箱400的内壁401的厚 度。因此，通过使入口的断面积A或共振箱412的容积V不同，可以形成分别 具有不同的固有频率ω的共振器。
更为理想的是，使入口的断面积相同，对应于各固有频率ω，使共振箱 412的容积V各不相同。
并且，上述电机箱400的外周面外侧形成有排气箱420，上述排气箱420 将电机箱400内部的空气排出到外部。上述排气箱420的内部设置有挡板 422。
为了与电机箱400的内部贯通，上述排气箱420连通第1排气孔424和第2 排气孔425，形成为向上述电机箱400的外侧延长的长方体形状。上述第2排气 孔425与本体排气口(图中没有示出)连通。
并且，上述排气箱420内部设置有防音板和挡板422。上述防音板和挡板 的作用是：向经由上述排气箱420内部的排出空气的流动方向并排的方向引 导排出的空气，并且消除空气流动噪音。
上述挡板422是由玻璃纤维等多孔性吸音材料设置为薄板形。并且，为 了减小空气的流动阻力，提高吸音率，多个挡板422应该间隔一定间隔设 置。更为理想的是，由于上述挡板422具有弹性，因此为了将流动阻力最小 化，上述挡板可以设置为翼形。
另外，通过将上述电机箱400形成为内部形成有空气层的二重壁结构。 因此，在上述空气层中，就能够切断从风扇-电机组合件(130：参照图2) 中产生的噪音中的一部分，从而可以提高吸音率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。