JP2012013069A - Muffler, muffling device with the same, and damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパに関する。さらに詳しくは、自動車、建設機械のエンジンや圧縮機などによる排気吐出音または吸気音等を低減させる消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパに関する。 The present invention relates to a silencer, a silencer including the silencer, and a damper. More particularly, the present invention relates to a silencer that reduces exhaust discharge noise or intake noise caused by an engine or a compressor of an automobile or construction machine, a silencer including the silencer, and a damper.
従来、排気に伴って放射される騒音を低減するために、排気用の管の途中に消音器が設けられた消音装置が知られている。図10に示される消音装置は、消音器と、この消音器を支持する支持部材303とを備えている。前記消音器は、ハウジング321を有する消音器本体320を備えている。前記ハウジング321には、内部に膨張室302aが形成されているとともに、排気ガスが膨張室302aを通過するように排気用の管Pi、Poが接続されている。管Piと膨張室302aとの間、及び、膨張室302aと管Poとの間で排気ガスの流通経路の断面が変化する。これにより、音波が管Poへ伝播するのを抑制することができる。そのため、管Poの出口から外部へ放射される騒音が低減される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a silencer in which a silencer is provided in the middle of an exhaust pipe is known in order to reduce noise radiated with exhaust. The silencer shown in FIG. 10 includes a silencer and a
前記支持部材303は、排気管の先端付近に設けられ、前記消音器本体320を機械本体の所定の位置に支持する。そのため、機械本体や排気管の振動は、支持部材303を介して消音器に伝わる場合がある。そこで、消音器の振動を低減することが望まれる。
The
特許文献1には、車両の排気管用のダイナミックダンパが開示されている。このダイナミックダンパは、単体の塊からなる慣性体と、慣性体を排気管に連結するための保持部材とを備えている。特許文献1に記載のダイナミックダンパでは、ダイナミックダンパの固有振動数が排気管の固有振動数にほぼ一致するように、慣性体の質量、保持部材の長さおよび弾性係数などが適宜選択されている。そして、特許文献1に記載のダイナミックダンパは、前記排気管が該排気管の固有振動数と一致する振動を受けたときに、排気管を振動させる力と反対方向の力を生じさせる。これにより、排気管の固有振動数近傍での振動を低減することができる。そのため、排気管の固有振動数と車両本体や排気管の振動の振動数とが一致したときに生じる、いわゆる共振が抑制される。 Patent Document 1 discloses a dynamic damper for an exhaust pipe of a vehicle. This dynamic damper includes an inertial body made of a single lump and a holding member for connecting the inertial body to the exhaust pipe. In the dynamic damper described in Patent Document 1, the mass of the inertial body, the length of the holding member, the elastic coefficient, and the like are appropriately selected so that the natural frequency of the dynamic damper substantially matches the natural frequency of the exhaust pipe. . The dynamic damper described in Patent Document 1 generates a force in a direction opposite to the force that vibrates the exhaust pipe when the exhaust pipe receives vibration that matches the natural frequency of the exhaust pipe. Thereby, the vibration in the vicinity of the natural frequency of the exhaust pipe can be reduced. Therefore, so-called resonance that occurs when the natural frequency of the exhaust pipe matches the vibration frequency of the vehicle main body or the exhaust pipe is suppressed.
しかしながら、特許文献1に記載のダイナミックダンパを用いた場合、共振を抑制することは可能であるが、構造物の固有振動数から外れた振動数の振動を有効に抑制することはできない。 However, when the dynamic damper described in Patent Document 1 is used, it is possible to suppress the resonance, but it is not possible to effectively suppress the vibration having a frequency deviating from the natural frequency of the structure.
また、特許文献1に記載のダイナミックダンパを用いた場合、固有振動数がはっきりと特定されている構造物に対しては、その固有振動数近傍での振動を抑制する高い効果が得られる。一方、消音器のように固有振動数にばらつきがあり、固有振動数をはっきり特定し難い構造物に対しては振動を有効に抑制することができないという問題がある。 Further, when the dynamic damper described in Patent Document 1 is used, a high effect of suppressing vibration in the vicinity of the natural frequency can be obtained for a structure whose natural frequency is clearly specified. On the other hand, there is a problem in that vibration cannot be effectively suppressed for a structure such as a silencer in which the natural frequency varies and it is difficult to clearly identify the natural frequency.
本発明の目的は、消音器本体の固有振動数にかかわらず、消音器の振動を抑制することができる消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a silencer that can suppress the vibration of the silencer regardless of the natural frequency of the silencer body, a silencer including the silencer, and a damper.
上記課題を解決するために、本発明は、ガスを流通させるための管路の途中部に設けられ、前記管路を介して伝播される騒音を低減させるための消音用空間が形成された消音器本体と、前記消音器本体の振動を受けて運動する多数の粒状体を含み、前記多数の粒状体の運動により前記消音器本体の振動を減衰させるダンパ機構とを有する、消音器を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a muffler provided with a muffler space provided in the middle of a pipe for circulating gas and for reducing noise propagated through the pipe There is provided a silencer having a silencer body and a damper mechanism that includes a large number of granules that move in response to vibrations of the silencer body, and that attenuates vibrations of the silencer body by the movement of the numerous granules. .
本発明では、消音器本体の振動を受けて運動する多数の粒状体を含むダンパ機構を有することにより、消音器の振動が抑制される。つまり、消音器本体に外部から力が加わると、消音器本体に加わった力は、消音器本体から粒状体に伝達される。そして、粒状体に力が伝達すると、粒状体は、運動を開始する。このとき、粒状体が互いに擦れ合うことにより運動エネルギーの一部が失われる。また、粒状体が互いに衝突し合うことにより運動エネルギーの一部が失われる。このようにして、消音器本体に加わったエネルギーは、粒状体を介して摩擦や衝突によって著しく減衰していく。したがって、消音器本体の固有振動数にかかわらず、消音器本体の振動を抑制することができる。また、消音器本体にダンパ機能を付与するための複雑な設計作業を省くことができる。 In the present invention, the vibration of the silencer is suppressed by having the damper mechanism including a large number of granular bodies that move in response to the vibration of the silencer body. That is, when a force is applied to the silencer body from the outside, the force applied to the silencer body is transmitted from the silencer body to the granular material. When the force is transmitted to the granular body, the granular body starts to move. At this time, part of the kinetic energy is lost due to the rubbing of the granules. Moreover, a part of kinetic energy is lost when a granular material collides with each other. In this way, the energy applied to the silencer body is significantly attenuated by friction and collision through the granular material. Therefore, the vibration of the silencer body can be suppressed regardless of the natural frequency of the silencer body. In addition, complicated design work for providing a damper function to the silencer body can be omitted.
そして、本発明に係る消音器では、管路の途中部に設けられた消音用空間が消音器本体に形成されている。これにより、管路と消音用空間との境界部分においてガスの流通経路の断面を変化させることができる。そのため、一方の管路から他方の管路へ音波が伝播するのを抑制することができる。これにより、消音器本体の両側の管路間で伝播する騒音を低減することができる。 And in the silencer concerning the present invention, the silencer space provided in the middle part of a pipe line is formed in the silencer main part. As a result, the cross section of the gas flow path can be changed at the boundary between the pipe line and the sound deadening space. Therefore, it is possible to suppress the propagation of sound waves from one pipe line to the other pipe line. Thereby, the noise which propagates between the pipe lines of the both sides of a silencer main body can be reduced.
前記消音器において、前記ダンパ機構は、前記消音器本体に固定される少なくとも1つの容器を有し、前記多数の粒状体は、前記少なくとも1つの容器内で移動可能に前記少なくとも1つの容器内に収容されていることが好ましい。 In the silencer, the damper mechanism has at least one container fixed to the silencer body, and the multiple granular materials are movable in the at least one container. It is preferable to be accommodated.
この態様では、少なくとも1つの容器内に多数の粒状体が収容されている。そのため、前記容器の取付位置を調整することにより、多数の粒状体を消音器本体の所望の位置に配置することができる。また、粒状体の運動領域を前記容器内に制限することにより、粒状体の飛散を防止することができるとともに、粒状体と容器との摩擦および衝突によりさらにエネルギーを吸収することができる。 In this aspect, a large number of granular materials are accommodated in at least one container. Therefore, by adjusting the mounting position of the container, a large number of granular materials can be arranged at desired positions of the silencer body. Further, by restricting the motion region of the granular material within the container, scattering of the granular material can be prevented and energy can be further absorbed by friction and collision between the granular material and the container.
前記消音器において、前記ダンパ機構の前記少なくとも1つの容器は、前記消音器本体の外側表面に固定されていることが好ましい。 In the silencer, it is preferable that the at least one container of the damper mechanism is fixed to an outer surface of the silencer body.
この態様では、ダンパ機構の容器が消音器本体の外側表面に固定されている。これにより、多数の粒状体が収容された容器を消音器本体の外側から簡単に後付けすることができる。したがって、既存の消音器本体を簡単に改良することができる。 In this aspect, the container of the damper mechanism is fixed to the outer surface of the silencer body. Thereby, the container in which many granular materials are accommodated can be easily retrofitted from the outside of the silencer body. Therefore, the existing silencer body can be easily improved.
前記消音器において、前記ダンパ機構は、複数の容器を有し、前記複数の容器は、互いに離れた位置にそれぞれ設けられ、前記多数の粒状体は、前記複数の容器に分散して収容されていることが好ましい。 In the silencer, the damper mechanism includes a plurality of containers, the plurality of containers are provided at positions separated from each other, and the plurality of granular materials are distributed and accommodated in the plurality of containers. Preferably it is.
この態様では、ダンパ機構の複数の容器が消音器本体に互いに間隔を空けて固定されることにより、消音器に粒状体を分散して配置することができる。これにより、各容器に収容される粒状体の量が比較的少なくても、極めて効果的に消音器の振動を抑制することができる。 In this aspect, the plurality of containers of the damper mechanism are fixed to the silencer main body at a distance from each other, whereby the granular material can be dispersed and arranged in the silencer. Thereby, even if the quantity of the granular material accommodated in each container is comparatively small, the vibration of a silencer can be suppressed very effectively.
前記消音器において、前記消音器本体は、空間を囲むハウジングと、前記ハウジング内の空間を前記消音用空間と前記多数の粒状体を収容するための粒状体用空間とに仕切る隔壁とを有することが好ましい。 In the silencer, the silencer body includes a housing surrounding the space, and a partition that partitions the space in the housing into the silencer space and the granular material space for accommodating the numerous granular materials. Is preferred.
この態様では、消音器本体がハウジングとハウジング内を仕切る隔壁とを有し、多数の粒状体が隔壁によって仕切られた空間に収容されている。これにより、消音器本体の内部から加わった力及び消音器本体の外部から加わった力を、隔壁やハウジングを介して多数の粒状体に伝達することができる。また、粒状体の運動領域をハウジング及び隔壁により制限することにより、粒状体の飛散を防止することができるとともに、粒状体と隔壁との摩擦及び衝突によるエネルギーの吸収をより有効に行うことができる。また、前記態様では、粒状体を収容するための空間である粒状体用空間を、隔壁とハウジングの一部とを利用して形成することができる。そのため、ダンパ機能を付与することに伴う消音器の重量の増加を抑制することができる。 In this aspect, the silencer body has a housing and a partition partitioning the inside of the housing, and a large number of granular materials are accommodated in a space partitioned by the partition. Thereby, the force applied from the inside of the silencer body and the force applied from the outside of the silencer body can be transmitted to a large number of granular bodies via the partition walls and the housing. Further, by restricting the motion region of the granular material by the housing and the partition wall, it is possible to prevent scattering of the granular material and to more effectively absorb energy due to friction and collision between the granular material and the partition wall. . Moreover, in the said aspect, the space for granules which is a space for accommodating a granule can be formed using a partition and a part of housing. Therefore, an increase in the weight of the silencer associated with providing the damper function can be suppressed.
前記消音器において、前記隔壁には、前記多数の粒状体の粒径よりも小さな内径を持つ複数の隔壁側通気孔が形成されていることが好ましい。 In the silencer, it is preferable that a plurality of partition-side vent holes having an inner diameter smaller than a particle size of the plurality of granular materials are formed in the partition.
この態様では、隔壁に隔壁側通気孔が形成されている。これにより、粒状体の移動を規制しつつ消音用空間と粒状体用空間とを連通させることができる。そのため、消音用空間に加えて粒状体用空間も消音のための空間として用いることができる。また、ハウジング内に隔壁側通気孔を有する隔壁が設けられているため、ハウジング内の構造が複雑になる。これにより、音波がハウジング内でより効果的に拡散するように、ハウジング内で音波を反射させることができる。したがって、消音器本体の外側にダンパ機構を設ける場合と比較して、消音性能の向上を図ることができる。 In this embodiment, the partition wall side air holes are formed in the partition wall. Thereby, the space for silencing and the space for granular materials can be connected, restrict | limiting the movement of a granular material. Therefore, in addition to the silencing space, the granular material space can also be used as a silencing space. Moreover, since the partition which has a partition side air hole is provided in the housing, the structure in a housing becomes complicated. Thereby, the sound wave can be reflected in the housing so that the sound wave is more effectively diffused in the housing. Therefore, the silencing performance can be improved as compared with the case where the damper mechanism is provided outside the silencer body.
前記消音器において、前記消音器本体は、前記粒状体用空間をさらに複数の空間に仕切る補助隔壁を備えていることが好ましい。 In the silencer, it is preferable that the silencer body includes an auxiliary partition wall that further partitions the granular material space into a plurality of spaces.
この態様では、消音器本体が粒状体用空間を仕切る補助隔壁を有する。これにより、粒状体をバランスよく分散させて配置することができる。そのため、各粒状体用空間に収容される粒状体の総量が比較的少なくても、効果的に振動を抑制することができる。 In this aspect, the silencer body has an auxiliary partition that partitions the particulate space. Thereby, a granular material can be disperse | distributed and arrange | positioned with sufficient balance. Therefore, even if the total amount of the granular material accommodated in each granular material space is relatively small, vibration can be effectively suppressed.
前記消音器において、前記補助隔壁には、前記多数の粒状体の粒径よりも小さな内径を持つ複数の補助隔壁側通気孔が形成されていることが好ましい。 In the silencer, it is preferable that the auxiliary partition wall is formed with a plurality of auxiliary partition wall-side vent holes having an inner diameter smaller than the particle size of the multiple granular materials.
この態様では、補助隔壁に補助隔壁側通気孔が形成されている。これにより、粒状体の移動を規制しつつ消音用空間と各粒状体用空間とを連通させることができる。そのため、消音用空間に加えて各粒状体用空間も消音のための空間として用いることができる。また、隔壁に加えてハウジング内に補助隔壁が設けられているため、ハウジング内の構造がより複雑になる。これにより、音波がハウジング内でより効果的に拡散するように、ハウジング内で音波を反射させることができる。したがって、消音器本体の外側にダンパ機構を設ける場合と比較して、消音性能の向上を図ることができる。 In this aspect, the auxiliary partition wall-side vent hole is formed in the auxiliary partition wall. Thereby, the silencing space and each granular material space can be communicated while restricting the movement of the granular material. Therefore, in addition to the silencing space, each granular material space can also be used as a silencing space. Moreover, since the auxiliary partition is provided in the housing in addition to the partition, the structure in the housing becomes more complicated. Thereby, the sound wave can be reflected in the housing so that the sound wave is more effectively diffused in the housing. Therefore, the silencing performance can be improved as compared with the case where the damper mechanism is provided outside the silencer body.
また、本発明は、ガスを吸引又は導出する流体機関を有する機械に設けられる消音装置であって、前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、前記管の途中部に設けられた消音器と、前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有する、消音装置を提供する。 The present invention is also a silencer provided in a machine having a fluid engine for sucking or deriving a gas, the gas being connected to the fluid engine and sucked into the fluid engine or a gas derived from the fluid engine A silencer provided in the middle of the pipe, and a support part capable of supporting the silencer on the machine so as to be disposed at a predetermined position of the machine. A silencer is provided.
本発明では、上記のダンパ機能が付与された消音器を有する。そのため、消音器本体の固有振動数に係わらず、消音器の振動を抑制することができる。このように、本発明によれば、消音器本体の振動を消音器自体で抑制することができるので、支持部の防振性及び支持部の剛性を高めることなく、消音器本体の振動を抑制することができる。 In this invention, it has a silencer provided with said damper function. Therefore, the vibration of the silencer can be suppressed regardless of the natural frequency of the silencer body. As described above, according to the present invention, the vibration of the silencer body can be suppressed by the silencer itself, so that the vibration of the silencer body is suppressed without increasing the vibration proof property of the support part and the rigidity of the support part. can do.
前記消音装置において、前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の側壁が前記支持部を支点として前記周壁の軸方向と直交する方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、前記ダンパ機構は、前記側壁に設けられることが好ましい。 In the silencer, the silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall, and the support portion is connected to the peripheral wall of the silencer body, and the silencer It is preferable that the silencer is supported so that the side wall of the main body has a mode in which the side wall vibrates in a direction perpendicular to the axial direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum, and the damper mechanism is provided on the side wall.
この態様では、ダンパ機構が消音器本体の側壁に設けられている。これにより、消音器本体に固定された支持部を介して消音器本体が特定方向の振動を受けた場合に、特定の位置に配置された粒状体により効果的に振動を抑制することができる。具体的に、前記態様では、ダンパ機構が消音器本体の側壁に設けられているため、消音器本体の側壁が傾くような振動モードに対して効果的に振動を抑制することができる。 In this aspect, the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer body. Thereby, when a silencer main body receives the vibration of a specific direction via the support part fixed to the silencer main body, a vibration can be effectively suppressed by the granular material arrange | positioned in a specific position. Specifically, in the above aspect, since the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer body, it is possible to effectively suppress vibration against a vibration mode in which the side wall of the silencer body is inclined.
前記消音装置において、前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の周壁が前記支持部を支点として前記周壁の周方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、前記ダンパ機構は、前記周壁に設けられることが好ましい。 In the silencer, the silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall, and the support portion is connected to the peripheral wall of the silencer body, and the silencer Preferably, the silencer is supported so that the peripheral wall of the main body has a mode of vibrating in the circumferential direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum, and the damper mechanism is preferably provided on the peripheral wall.
この態様では、ダンパ機構が消音器本体の周壁に設けられている。これにより、消音器本体に固定された支持部を介して消音器本体が特定方向の振動を受けた場合に、特定の位置に配置された粒状体により効果的に振動を抑制することができる。具体的に、前記態様では、ダンパ機構が消音器本体の周壁に設けられているため、消音器本体の周壁に沿って転がるような振動モードに対して効果的に振動を抑制することができる。また、ダンパ機構が、消音器本体の周壁および側壁の双方に設けられている場合には、消音器本体の周壁に沿って転がるような振動モード及び消音器本体の側壁が傾くような振動モードの双方の振動モードに対して、効果的に振動を抑制することができる。 In this aspect, the damper mechanism is provided on the peripheral wall of the silencer body. Thereby, when a silencer main body receives the vibration of a specific direction via the support part fixed to the silencer main body, a vibration can be effectively suppressed by the granular material arrange | positioned in a specific position. Specifically, in the above aspect, since the damper mechanism is provided on the peripheral wall of the silencer body, it is possible to effectively suppress vibration against a vibration mode that rolls along the peripheral wall of the silencer body. In addition, when the damper mechanism is provided on both the peripheral wall and the side wall of the silencer body, the vibration mode that rolls along the peripheral wall of the silencer body and the vibration mode that the side wall of the silencer body tilts. Vibration can be effectively suppressed for both vibration modes.
前記消音装置において、ガスを吸引又は導出する流体機関を有する機械に設けられる消音装置であって、前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、前記管の途中部に設けられた請求項2〜4のいずれか1項に記載の消音器と、前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有し、前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の側壁が前記支持部を支点として前記周壁の軸方向と直交する方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、前記ダンパ機構の少なくとも1つの容器は、前記側壁に設けられることが好ましい。
In the silencer, a silencer provided in a machine having a fluid engine for sucking or deriving gas, the gas being connected to the fluid engine and sucked into the fluid engine or gas derived from the fluid engine A pipe for circulation, the silencer according to any one of
この態様では、ダンパ機構の容器が消音基本体の側壁に設けられている。これにより、消音基本体に固定された支持部を介して消音器本体が特定方向の振動を受けた場合に、特定の位置に配置された粒状体により効果的に振動を抑制することができる。具体的に、前記態様では、ダンパ機構の容器が消音機本体の側壁に設けられているため、消音基本体の側壁が傾くような振動モードに対して効果的に振動を抑制することができる。 In this aspect, the container of the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer basic body. Thereby, when a silencer main body receives the vibration of a specific direction via the support part fixed to the muffling basic body, a vibration can be effectively suppressed by the granular material arrange | positioned in a specific position. Specifically, in the above-described aspect, since the container of the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer main body, vibration can be effectively suppressed against a vibration mode in which the side wall of the silencer basic body is inclined.
前記消音装置において、ガスを吸引又は導出する流体機関を有する機械に設けられる消音装置であって、前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、前記管の途中部に設けられた請求項2〜4のいずれか1項に記載の消音器と、前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有し、前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の周壁が前記支持部を支点として前記周壁の周方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、前記ダンパ機構の少なくとも1つの容器は、前記周壁に設けられることが好ましい。
In the silencer, a silencer provided in a machine having a fluid engine for sucking or deriving gas, the gas being connected to the fluid engine and sucked into the fluid engine or gas derived from the fluid engine A pipe for circulation, the silencer according to any one of
この態様では、ダンパ機構の容器が消音器本体の周壁に設けられている。これにより、消音器本体に固定された支持部を介して消音器本体が特定方向の振動を受けた場合に、特定の位置に配置された粒状体により効果的に振動を抑制することができる。具体的に、前記態様では、ダンパ機構の容器が消音器本体の周壁に設けられているため、消音器本体の周壁に沿って転がるような振動モードに対して効果的に振動を抑制することができる。また、ダンパ機構が、消音器本体の周壁及び側壁の双方に設けられている場合には、消音器本体の周壁に沿って転がるような振動モード及び消音器本体の側壁が傾くような振動モードの双方の振動モードに対して、効果的に振動を抑制することができる。 In this aspect, the container of the damper mechanism is provided on the peripheral wall of the silencer body. Thereby, when a silencer main body receives the vibration of a specific direction via the support part fixed to the silencer main body, a vibration can be effectively suppressed by the granular material arrange | positioned in a specific position. Specifically, in the above aspect, since the container of the damper mechanism is provided on the peripheral wall of the silencer body, it is possible to effectively suppress vibration against a vibration mode that rolls along the peripheral wall of the silencer body. it can. In addition, when the damper mechanism is provided on both the peripheral wall and the side wall of the silencer body, the vibration mode that rolls along the peripheral wall of the silencer body and the vibration mode that the side wall of the silencer body tilts. Vibration can be effectively suppressed for both vibration modes.
さらに、本発明は、ガスを流通させるための管路の途中部に設けられ、前記管路を介して伝播される騒音を低減させるための消音用空間が形成された消音器本体を有する消音器の振動を減衰させるためのダンパであって、前記消音器本体に固定される少なくとも1つの容器と、前記少なくとも1つの容器内で移動可能に前記少なくとも1つの容器内に収容される多数の粒状体とを有し、前記多数の粒状体の運動により前記消音器本体の振動を減衰させる、ダンパを提供する。 Furthermore, the present invention provides a silencer having a silencer body provided in a middle portion of a conduit for circulating gas and having a silencer space for reducing noise transmitted through the conduit. A damper for attenuating vibrations of the at least one container, and at least one container fixed to the silencer body, and a large number of granules contained in the at least one container so as to be movable in the at least one container And a damper for attenuating the vibration of the silencer body by the movement of the plurality of granular bodies.
この発明では、消音器本体に固定される容器に収容される多数の粒状体を有することにより、消音器本体の振動を減衰させる。つまり、消音器本体に外部から力が伝わると、消音器本体に加わった力は、消音器本体から粒状体に伝達される。そして、粒状体に力が伝達すると、粒状体は、運動を開始する。このとき、粒状体が互いに擦れ合うことにより運動エネルギーの一部が失われる。また、粒状体が互いに衝突し合うことにより運動エネルギーの一部が失われる。このようにして、消音器本体に加わったエネルギーは、粒状体を介して摩擦や衝突によって著しく減衰していく。したがって、消音基本体の固有振動数にかかわらず、昇温基本体の振動を抑制することができる。また、消音器本体にダンパ機能を付与するための複雑な設計作業を省くことができる。 In this invention, the vibration of the silencer body is damped by having a large number of granular materials housed in a container fixed to the silencer body. That is, when a force is transmitted from the outside to the silencer body, the force applied to the silencer body is transmitted from the silencer body to the granular material. When the force is transmitted to the granular body, the granular body starts to move. At this time, part of the kinetic energy is lost due to the rubbing of the granules. Moreover, a part of kinetic energy is lost when a granular material collides with each other. In this way, the energy applied to the silencer body is significantly attenuated by friction and collision through the granular material. Therefore, the vibration of the temperature rising basic body can be suppressed regardless of the natural frequency of the sound deadening basic body. In addition, complicated design work for providing a damper function to the silencer body can be omitted.
また、前記発明では、上述のように振動減衰効果を発揮するダンパを、容器と、その容器内で移動可能に収容された多数の粒状体という極めて簡素な構造で実現することができる。また、前記発明では、多数の粒状体を収容した容器が消音器本体に取付可能である。そのため、既存の消音器本体に後付けで本発明のダンパを固定し、既存の消音器本体を改良することもできる。さらに、消音器本体とダンパとを別個に製造することができるので、製造効率がよい。 Moreover, in the said invention, the damper which exhibits a vibration damping effect as mentioned above can be implement | achieved by the very simple structure of a container and many granular bodies accommodated so that movement within the container is possible. Moreover, in the said invention, the container which accommodated many granular materials can be attached to a silencer main body. Therefore, the existing silencer body can be improved by fixing the damper of the present invention to the existing silencer body later. Furthermore, since the silencer body and the damper can be manufactured separately, the manufacturing efficiency is good.
本発明によれば、消音器本体の固有振動数に係わらず、消音器の振動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the vibration of the silencer regardless of the natural frequency of the silencer body.
以下で、実施の形態1〜4の消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパについて、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the silencer of Embodiments 1 to 4, the silencer including the silencer, and the damper will be described in detail with reference to the drawings.
なお、本明細書中で粒状体とは、粉体をも含む概念である。 In addition, in this specification, a granular material is the concept also including powder.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る消音器2及び消音器2を備えた消音装置を説明するための概略断面図である。具体的に、図1は、多数の粒状体D0が収容された容器D1が消音器本体20のハウジング21の側壁21aに設けられている消音装置を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a
実施の形態1に係る消音装置は、消音器2と、消音器2に端部が接続された2本の排気管Pi、Poと、機械本体に連結された状態で消音器2を支持する支持部3とを備えている。
The silencer according to the first embodiment includes a
消音器2は、図1に示されるように、排気音を低減させるための消音器本体20と、消音器本体20の振動を抑制するためのダンパ機構Dとを備えている。
As shown in FIG. 1, the
消音器本体20は、空間を囲む略円柱状の、つまり、中空のハウジング21を含む。ハウジング21は、排気管Pi、Poを介して伝播される音波を低減させるための膨張室(消音用空間)2aを形成する。具体的に、ハウジング21は、円筒状の周壁21bと、周壁21bの両端に設けられた一対の側壁21aとを有する。前記ハウジング21内には、周壁21bと各側壁21aとによって囲まれた膨張室2aが形成されている。
The
ダンパ機構Dは、前記ハウジング21(消音器本体20)内の振動を減衰させる。具体的に、ダンパ機構Dは、前記ハウジング21(消音器本体20)に固定される複数の容器D1(図1では4つ示す)と、これら容器D1内で移動可能に当該各容器D1内に収容された多数の粒状体D0とを有する。 The damper mechanism D attenuates the vibration in the housing 21 (the silencer body 20). Specifically, the damper mechanism D includes a plurality of containers D1 (four shown in FIG. 1) fixed to the housing 21 (the silencer body 20), and the containers D1 are movable in the containers D1. It has many accommodated granular materials D0.
ここで、粒状体D0の材質、粒状体D0の形状、粒状体D0のサイズ、及び粒状体D0の容器D1内での充填率は、特に限定されない。本実施の形態では、高温となる環境において使用可能であるという理由から、粒状体D0の材質として還元鉄ペレットが用いられている。還元鉄ペレットの他には、鋼、アルミなどの金属やセラミックス、ガラスなどが、高温環境下で使用可能である。 Here, the material of the granular material D0, the shape of the granular material D0, the size of the granular material D0, and the filling rate of the granular material D0 in the container D1 are not particularly limited. In the present embodiment, reduced iron pellets are used as the material of the granular material D0 because it can be used in an environment where the temperature is high. In addition to the reduced iron pellets, metals such as steel and aluminum, ceramics, and glass can be used in a high temperature environment.
また、単一の粒径を有する粒状体D0のみを多数個用いてもよいが、異なる粒径を有する粒状体D0が混合された多数の粒状体D0を用いることもできる。 In addition, a large number of granular materials D0 having a single particle size may be used, but a large number of granular materials D0 in which granular materials D0 having different particle sizes are mixed can also be used.
容器D1は、その内部に収容空間Daが形成された略直方体の箱状に形成されている。この容器D1は、接着、溶接、又はねじ部材の締結によって前記消音器本体20(ハウジング21)に固定可能である。本実施形態では、容器D1の外側表面とハウジング21の側壁21aとを接着剤により接着しているが、容器D1の固定方法は特に限定されない。前記収容空間Da内には、前記多数の粒状体D0が移動可能に収容されている。
The container D1 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape in which the accommodation space Da is formed. The container D1 can be fixed to the silencer body 20 (housing 21) by adhesion, welding, or fastening of a screw member. In the present embodiment, the outer surface of the container D1 and the
このように、本実施形態では、容器D1内に多数の粒状体D0が収容されたダンパ機構Dが用いられている。そのため、容器D1の取付位置を調整することにより多数の粒状体D0をハウジング21の所望の位置に配置することができる。また、粒状体D0の運動領域を各容器D1内に制限することにより、粒状体D0の飛散を防止することができるとともに、粒状体D0と容器D1との摩擦及び衝突により振動に起因するエネルギーを吸収することができる。
Thus, in this embodiment, the damper mechanism D in which many granular materials D0 are accommodated in the container D1 is used. Therefore, by adjusting the mounting position of the container D1, a large number of granular materials D0 can be arranged at desired positions on the
本実施形態では、ダンパ機構D(容器D1)は、消音器本体20のハウジング21の周壁21b及び側壁21aのうち、側壁21aの外側表面に固定されている。具体的には、複数の容器D1が各側壁21aに互いに離れた位置に固定されていることにより、各容器D1内に収容された粒状体D0が分散して配置されている。このように、複数の容器D1をハウジング21に設けることによって、ハウジング21に対して粒状体D0を分散して配置することができる。これにより、各容器D1に収容される粒状体D0の総量が比較的少なくても、極めて効果的に消音器2の振動を抑制することができる。本実施形態のように、容器D1をハウジング21の外側表面に配置することにより、ハウジング21の外側から簡単にダンパ機構Dを後付けすることができる。したがって、既存の消音器本体20を簡単に改良することができる。
In the present embodiment, the damper mechanism D (container D1) is fixed to the outer surface of the
消音器2の機能は次の通り。ハウジング21が振動すると、この振動が容器D1に伝達する。これにより、容器D1内に収容された多数の粒状体D0は、運動を開始する。ここで、多数の粒状体D0は、互いに衝突し、互いに擦れ合い、容器D1の内壁に衝突し、又は容器D1の内壁と擦れ合う。これらの粒状体D0の運動によって、前記振動に伴うエネルギーの一部が失われる。これにより、ハウジング21の振動が減衰する。
The function of the
前記排気管Piの一方の端部は、消音器2の膨張室2aに挿入された状態で消音器2(ハウジング21)に接続されている。また、排気管Piの他方の端部は、自動車等の機械本体のエンジン(流体機関の一例)に接続されている。ここで、機械本体とは、例えば、前記エンジンを支持する自動車等のフレームを意味する。一方、排気管Poの一方の端部は、消音器2の膨張室2aに挿入された状態で消音器2(ハウジング21)に接続されている。排気管Poの他方の端部は、機械本体の外方に向けて突出している。
One end of the exhaust pipe Pi is connected to the silencer 2 (housing 21) while being inserted into the
支持部3は、機械本体に連結された状態でハウジング21を下方から支持する。具体的に、支持部3は、ハウジング21の周壁21bの下部の外側表面に固定されている。本実施の形態では、上述のようにダンパ機構Dで消音器2の振動を抑制することができる。そのため、消音器2の振動に耐え得る強度を支持部3に与えなくても、消音器2の振動を抑制することができる。したがって、支持部3を軽量かつ低コストに抑えることができる。
The
流体機関から排出された排気ガスは、排気管Piから消音器2の膨張室2aへ流入する。そして、排気ガスは、消音器2の膨張室2aから排気管Poへ流入し、機械本体の外部へ排出される。排気管Piと膨張室2aとの間、及び、膨張室2aと排気管Poとの間において、排気ガスの流通経路の断面が変化する。そのため、前記排気ガスの流通に伴い排気管Piを介して伝播する音波の一部は、前記断面の変化する各箇所で排気ガスの流通方向とは異なる方向に向かう。したがって、前記音波が排気管Po内へ伝播するのを抑制することができる。これにより、機械本体の外部へ放射される騒音が低減される。
The exhaust gas discharged from the fluid engine flows from the exhaust pipe Pi into the
ここで、ハウジング21の周壁21bの軸方向に略垂直であって支持部3の支持方向に略平行な方向の振動、又は、ハウジング21の周壁21bの軸方向に略平行な方向の振動が支持部3に加わった場合の動作について説明する。このような振動が加わると、ハウジング21の側壁21aが傾くように、ハウジング21が振動する。ここで、容器D1は、振動の激しいハウジング21の側壁21aに固定されている。そのため、この激しい振動を受けて容器D1内の多数の粒状体D0は、運動を開始する。この運動により、粒状体D0は、互いに擦れ合い、互いに衝突し、容器D1の内壁面に擦れ、又は、容器D1の内壁面に衝突する。これによって、粒状体D0の運動エネルギーの一部が失われ、消音器2全体の振動が減衰する。特に、本実施の形態では、ダンパ機構Dがハウジング21の側壁21aに固定されている。これにより、ハウジング21の側壁21aが傾くようにハウジング21が振動した場合に、側壁21aに設けられた粒状体D0を激しく運動させることができる。そのため、効果的に消音器2の振動を減衰させることができる。
Here, vibration in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the
(実施の形態2)
前記実施の形態1に係る消音器2では、多数の粒状体D0を収容した容器D1がハウジング21の側壁21aに固定されている。これに対し、実施の形態2に係る消音器2では、多数の粒状体D0を収容した容器D1がハウジング21の周壁21bに固定されている。
(Embodiment 2)
In the
図2は、実施の形態2に係る消音器2を説明するための概略断面図である。具体的に、図2は、ダンパ機構Dがハウジング21の周壁21bに沿って設けられている形態を示す。図3は、図2のIII−III線断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the
図2及び図3に示すように、実施の形態2に係る消音器2では、ハウジング21の周壁21bの外側表面にダンパ機構Dが固定されている。具体的に、複数のダンパ機構Dは、周壁21bの軸方向に沿って間隔を空けて前記周壁21bに固定されている(図2参照)。また、複数のダンパ機構Dは、周壁21bの周方向に沿って間隔を空けて前記周壁21bに固定されている(図3参照)。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
ハウジング21の周壁21bの軸方向に略垂直で、かつ、支持部3の支持方向に略垂直な方向の振動、又は、周壁21bの軸方向と略平行し、かつ、支持部3を通る軸回りの振動が支持部3に加わった場合の動作について説明する。このような振動が加わると、ハウジング21の周壁21bの周方向に沿って回転するように、ハウジング21が振動する。ここで、容器D1は、振動の激しいハウジング21の周壁21bに固定されている。そのため、この激しい振動を受けて容器D1内の多数の粒状体D0は、運動を開始する。この運動により、粒状体D0は、互いに擦れ合い、互いに衝突し、容器D1の内壁面に擦れ、又は、容器D1の内壁面に衝突する。これによって、粒状体D0の運動エネルギーの一部が失われ、消音器2全体の振動が減衰する。特に、本実施の形態では、ダンパ機構Dがハウジング21の周壁21bに固定されている。これにより、ハウジング21の周壁21bの周方向に回転するようにハウジング21が振動した場合に、周壁21bに設けられた粒状体D0を激しく運動させることができる。そのため、効果的に消音器2の振動を減衰させることができる。
Vibration in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the
(実施の形態3)
前記実施の形態1及び2に係る消音器2では、多数の粒状体D0を収容した容器D1がハウジング21の外側面に固定された形態である。これに対し、実施の形態3に係る消音器102では、ハウジング121内の空間が側壁121aに略平行な隔壁25によって複数の空間に仕切られているとともに、多数の粒状体D0がハウジング121の側壁121aと隔壁25との間の空間に収容されている。
(Embodiment 3)
In the
図4は、実施の形態3に係る消音装置を説明するための概略断面図である。具体的に、図4は、ハウジング121の側壁121aに平行な隔壁25がハウジング121の内部に設置されているとともに、側壁121aと隔壁25との間に多数の粒状体D0が収容された形態を示す。図5は、図4のV−V線断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the muffler according to the third embodiment. Specifically, FIG. 4 shows a configuration in which a
実施の形態3に係る消音装置は、消音器102と、消音器102に端部が接続された2本の排気管Pi、Poと、機械本体に連結された状態で消音器102を支持する支持部3とを備えている。前記各排気管Pi、Po及び支持部3については、前記実施の形態1及び2と同様のため、説明を省略する。
The silencer according to the third embodiment includes a
消音器102は、図4及び図5に示されるように、排気音を低減させるための消音器本体120と、消音器本体120の振動を抑制するためのダンパ機構Dとを含む。本実施の形態のダンパ機構Dは、多数の粒状体D0のみから構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
消音器本体120は、空間を囲む略円柱状の、つまり、中空のハウジング121と、ハウジング121内の空間を膨張室(消音用空間)102aと多数の粒状体D0を収容するための収容室(粒状体用空間)102a’とに仕切る2枚の隔壁25と、前記ハウジング121と各隔壁25との間の空間をそれぞれ2つの空間に仕切る2枚の補助隔壁26とを含む。
The silencer
ハウジング121は、円筒状の周壁121bと、前記周壁121bの両端に設けられた一対の側壁121aとを有する。前記ハウジング121内には、周壁121bと各側壁121aとによって囲まれた空間が形成されている。
The
各隔壁25は、前記ハウジング121内の両端にそれぞれ収容室102a´を形成する。具体的に、各隔壁25は、それぞれが平板状の部材である。また、隔壁25は、ハウジング121の側壁121aに略平行な姿勢で設置されている。これら2枚の隔壁25を設けることにより、2枚の隔壁25とハウジング121の周壁121bとの間には、膨張室102aが形成される。
Each
このように、各収容室102a´は、隔壁25によってハウジング121内が仕切られることにより隔壁25とハウジング121の側壁121aとの間に形成された空間である。後述の多数の粒状体D0は、この収容室2a´内に移動可能に収容されている。
Thus, each
また、各隔壁25には、粒状体D0の粒径よりも小さな内径の通気孔(隔壁側通気孔)25aが複数形成されている。これら通気孔25aにより、膨張室102aと収容室102a´とが連通する。詳しくは後述するが、各通気孔25aにより、膨張室102aだけでなく収容室102a´も消音用の空間として利用可能となるため、消音器102の消音性能が向上する。
Each
各補助隔壁26は、前記各隔壁25によって仕切られた収容室102a´を側面視で半円形の2つの収容室102a´に分割する。具体的に、各補助隔壁26は、側壁121a及び隔壁25に対して垂直な姿勢で、側壁121aと隔壁25とを連結する。また、各補助隔壁26は、それぞれ周壁121bの軸線を含み水平な同一平面上に設けられている。これら補助隔壁26が設けられていることによって、粒状体D0をハウジング121に対して分散して配置することができる。具体的に、本実施の形態では、ハウジング121内に4つの収容室102a´が形成されている。そのため、これら4つの収容室102a´内にそれぞれ多数の粒状体D0を収容することにより、ハウジング121に対して粒状体D0を分散して配置することができる。したがって、各収容室102a´に収容される粒状体D0の総量が比較的少なくても、効果的に振動を抑制することができる。また、本実施の形態では、隔壁25、補助隔壁26及びハウジング121内で粒状体D0の運動領域を制限することができる。そのため、粒状体D0の飛散を防止することができるとともに、粒状体D0と隔壁25との摩擦及び衝突、粒状体D0と補助隔壁26との摩擦及び衝突、又は粒状体D0とハウジング121との摩擦及び衝突によりエネルギーを吸収することができる。加えて、隔壁25とハウジング121の一部とを利用して、粒状体D0を収容するための空間である収容室102a´が形成されている。そのため、ダンパ機能を付与することに伴う消音器2の重量の増加を抑えることができる。
Each
また、各補助隔壁26には、粒状体D0の粒径よりも小さな内径の通気孔(補助隔壁側通気孔)26aが複数形成されている。これら通気孔26aにより、補助隔壁26を挟んで配置される収容室102a´同士が互いに連通する。詳しくは後述するが、各通気孔26aにより、膨張室102aだけでなく収容室102a´も消音用の空間として利用可能となるため、消音器102の消音性能が向上する。
Each
以下、前記消音器102の消音効果について説明する。
Hereinafter, the silencing effect of the
流体機関から排出された排気ガスは、排気管Piから消音器102の膨張室102aへ流入する。この排気ガスの流入に伴い排気管Piを介して伝播する音波の一部は、前記実施の形態1で説明したように、断面の変化する各箇所で排気ガスの流通方向とは異なる方向に向かう。そして、音波は、ハウジング121内で無秩序に反射を繰り返す。ここで、本実施の形態では、各通気孔25a、26aが設けられている。そのため、ハウジング121内で反射する音波は、膨張室102aから各通気孔25a、26aを通じて収容室102a´内にも伝播して、当該収容室102a´内でも反射を繰り返す。このように、本実施の形態では、隔壁25及び補助隔壁26を形成することによりハウジング121内の構造を複雑にしつつ、各通気孔25a、26aを設けることによりハウジング121内全体に音波を拡散させることができる。したがって、消音器本体120の外側にダンパ機構Dを設ける場合と比較して、消音性能の向上を図ることができる。
The exhaust gas discharged from the fluid engine flows into the
また、本実施の形態では、実施の形態1と同様に、ダンパ機構Dの多数の粒状体D0がハウジング121の側壁121aに沿うように設けられている。そのため、支持部3を介して加えられた振動によりハウジング121の側壁121aが傾くようにハウジング121が振動する場合に、側壁121aに設けられた粒状体D0を激しく運動させることができる。したがって、効果的に消音器102の振動を減衰させることができる。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a large number of granular materials D0 of the damper mechanism D are provided along the
(実施の形態4)
前記実施の形態3に係る消音器102では、ハウジング121内の空間が側壁121aに略平行な隔壁25によって仕切られているとともに、多数の粒状体D0がハウジング121の側壁121aと隔壁25との間の収容室(粒状体用空間)102a’に収容されている。これに対し、実施の形態4に係る消音器202では、ハウジング221内の空間が周壁221bに略平行な隔壁23によって仕切られているとともに、多数の粒状体D0がハウジング221の周壁221bと隔壁23との間の収容室(粒状体用空間)202a’に収容されている。
(Embodiment 4)
In the
図6は、実施の形態4に係る消音器202を説明するための概略断面図である。具体的に、図6は、ハウジング221の周壁221bに平行な隔壁23がハウジング221の内部に設置されているとともに、周壁221bと隔壁23との間に多数の粒状体D0が収容された形態を示す。図7は、図6のVII−VII線断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the
図6及び図7に示されるように、実施の形態4に係る消音装置は、消音器202と、消音器202に端部が接続された2本の排気管Pi、Poと、機械本体に連結された状態で消音器202を支持する支持部3とを備えている。前記各排気管Pi、Po及び支持部3については、前記実施の形態1〜3と同様のため、説明を省略する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the silencer according to the fourth embodiment is connected to a
消音器202は、排気音を低減させるための消音器本体220と、消音器本体220の振動を抑制するためのダンパ機構Dとを含む。本実施の形態のダンパ機構Dは、多数の粒状体D0のみから構成されている。
The
消音器本体220は、空間を囲む略円柱状の、つまり、中空のハウジング221と、ハウジング221内の空間を膨張室(消音用空間)202aと多数の粒状体D0を収容するための収容室(粒状体用空間)202a´とに仕切る略円筒状の隔壁23と、前記ハウジング221と隔壁23との間の空間を4つの空間に仕切る4枚の補助隔壁24とを含む。
The silencer
ハウジング221は、円筒状の周壁221bと、前記周壁221bの両端に設けられた一対の側壁221aとを有する。前記ハウジング221内には、周壁221bと各隔壁221aとのによって囲まれた空間が形成されている。
The
隔壁23は、前記ハウジング221の周壁221bとの間でハウジング221内に全周にわたり収容室202a´を形成する。具体的には、隔壁23は、前記ハウジング221の周壁221bと同心に配置されることにより周壁221bと略平行に設けられている。その結果、ハウジング221内の空間は、隔壁23より内方の空間である膨張室(消音用空間)202aと、隔壁23と周壁221bとの間の空間である収容室(粒状体用空間)202a’とに仕切られている。
The
また、隔壁23には、粒状体D0の粒径よりも小さな内径の通気孔(隔壁側通気孔23a)23aが複数形成されている。これら通気孔23aにより、膨張室202aと収容室202a´とが連通する。詳しくは後述するが、各通気孔23aにより、膨張室202aだけでなく収容室202a´も消音用の空間として利用可能となるため、消音器202の消音性能が向上する。
The
各補助隔壁24は、前記各壁23によって仕切られた収容室202a´をハウジング221の周方向で4つの収容室202a´に分割する。具体的に、各補助隔壁24は、側壁221a及び隔壁23に対して垂直な姿勢で、側壁221aと隔壁23とを連結する。また、各補助隔壁24は、ハウジング221の周方向で90°ごとに等間隔に配置されている。これら補助隔壁24が設けられていることによって、粒状体D0をハウジング221に対して分散して配置することができる。具体的に、本実施の形態では、ハウジング221内に4つの収容室202a´が形成されている。そのため、これら4つの収容室202a´内にそれぞれ多数の粒状体D0を収容することにより、ハウジング221に対して粒状体D0を分散して配置することができる。したがって、各収容室202a´に収容される粒状体D0の総量が比較的少なくても、効果的に振動を抑制することができる。また、本実施の形態では、各壁23及び補助隔壁26内で粒状体D0の運動領域を制限することができる。そのため、粒状体D0の飛散を防止することができるとともに、粒状体D0と隔壁23との摩擦及び衝突、粒状体D0と補助隔壁24との摩擦及び衝突、又は、粒状体D0とハウジング221との摩擦及び衝突によりエネルギーを吸収することができる。加えて、各壁23とハウジング221の一部とを利用して粒状体D0を収容するための空間である収容室202a´が形成されている。そのため、ダンパ機能を付与することに伴う消音器202の重量の増加を抑えることができる。前記ダンパ機構Dの多数の粒状体D0は、収容室202a´内で移動可能に各収容室202a´内に収容されている。すなわち、粒状体D0は、周壁221bに沿うように配置される。
Each
また、各補助隔壁24には、粒状体D0の粒径よりも小さな内径の通気孔(補助隔壁側通気孔)24aが複数形成されている。これら通気孔24aにより、補助隔壁24を挟んで配置される収容室202a´同士が互いに連通する。詳しくは後述するが、各通気孔24aにより、膨張室202aだけでなく収容室202a´も消音用の空間として利用可能となるため、消音器202の消音性能が向上する。
Each
以下、前記消音器202の消音効果について説明する。
Hereinafter, the silencing effect of the
流体機関から排出された排気ガスは、排気管Piから消音器202の膨張室202aへ流入する。この排気ガスの流入に伴い排気管Piを介して伝播する音波の一部は、前記実施の形態1で説明したように、断面の変化する各箇所で排気ガスの流通方向とは異なる方向に向かう。そして、音波は、ハウジング221内で無秩序に反射を繰り返す。ここで、本実施の形態では、各通気孔23a、24aが設けられている。そのため、ハウジング221内で反射する音波は、膨張室202aから各通気孔23a、24aを通じて収容室202a´内にも伝播して、当該収容室202a´内でも反射を繰り返す。このように、本実施の形態では、隔壁23及び補助隔壁24を形成することによりハウジング221内の構造を複雑にしつつ、各通気孔23a、24aを設けることによりハウジング221内全体に音波を拡散させることができる。したがって、消音器本体220の外側にダンパ機構Dを設ける場合と比較して、消音性能の向上を図ることができる。
The exhaust gas discharged from the fluid engine flows from the exhaust pipe Pi into the
また、本実施の形態では、実施の形態2と同様に、ダンパ機構Dの多数の粒状体D0が、ハウジング221の周壁221bに沿うように設けられている。そのため、支持部3を介して加えられた振動により、ハウジング221の周壁221bの周方向に回転するようにハウジング221が振動する場合に、周壁221bに設けられた粒状体D0を激しく運動させることができる。したがって、効果的に消音器202の振動を減衰させることができる。
In the present embodiment, similarly to the second embodiment, a large number of granular bodies D0 of the damper mechanism D are provided along the
以上の実施の形態によれば、ハウジング221の振動を受けて運動する多数の粒状体D0を含むダンパ機構Dによって、消音器202の振動が抑制される。つまり、ハウジング221に外部から力が加わると、ハウジング221に加わった力は、ハウジング221から粒状体D0に伝達される。そして、粒状体D0に力が伝達すると、粒状体D0は運動し始める。このとき、粒状体D0が互いに擦れ合って運動エネルギーの一部が失われる。また、粒状体D0が互いに衝突し合って運動エネルギーの一部が失われる。このようにして、ハウジング221に加わったエネルギーは、粒状体D0を介して摩擦や衝突によって著しく減衰していく。したがって、消音器202の振動に応じて適宜粒状体D0を運動させるので、消音器202の固有振動数に係わらず、消音器202の振動を抑制することができる。また、消音器本体220に対して、ダンパ機能を付与するための複雑な設計作業を省くことができる。
According to the above embodiment, the vibration of the
なお、前記実施の形態では、容器D1、隔壁23、25又は補助隔壁24、26によって隔てられた空間内に多数の粒状体D0が収容された形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、隔壁などが設置されていない消音器本体20、120のハウジング21内に、単に多数の粒状体D0が収容されていてもよい。
In addition, although the said embodiment demonstrated the form in which many granular materials D0 were accommodated in the space separated by the container D1, the
また、上記実施の形態では、排気管に設けられる消音器について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、吸気管に設けられる消音器であってもよい。さらに、吸気管や排気管に限定されるものではなく、例えば、特定の機器にガスを循環させるための環状の管路に適用することもできる。具体的に、環状の管路の途中部に前記実施形態に係る消音器を設けることにより前記環状の管路を介して伝播する騒音を低減することができる。 Moreover, although the silencer provided in the exhaust pipe has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, a silencer provided in the intake pipe may be used. Furthermore, the present invention is not limited to an intake pipe or an exhaust pipe, and can be applied to, for example, an annular pipe for circulating gas to a specific device. Specifically, by providing the muffler according to the embodiment in the middle of the annular pipe, noise propagating through the annular pipe can be reduced.
また、上記実施の形態では、ダンパ機構Dがハウジング21、121、221の側壁21a、121a、221a又は周壁21b、121b、221bに設けられる形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ダンパ機構Dがハウジング21、121、221の側壁21a、121a、221a及び周壁21b、121b、221bの双方の設けられる形態であってもよい。この場合、ハウジング21、121、221の周壁21b、121b、221bに沿って転がるような振動モード及びハウジング21、121、221の側壁21a、121a、221aが傾くような振動モードの双方の振動モードに対して、振動を抑制する機能を効果的に発揮させることができる。
Moreover, although the damper mechanism D demonstrated the form provided in the
また、上記実施の形態では、消音器本体20、120、220とダンパ機構Dとを有する消音器2、102、202について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、容器D1内に多数の粒状体D0が収容されたダンパを既存の消音器の消音器本体に後付けしてもよい。この場合、消音器本体の固有振動数にかかわらず消音器本体の振動を抑制することができるダンパを極めて簡素な構造で実現することができる。また、本発明に係るダンパを既存の消音器本体に後付けで固定することにより、簡単に既存の消音器本体を改良することもできる。さらに、消音器とダンパとを別個に製造することができるので、製造効率がよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the silencer 2,102,202 which has the silencer main body 20,120,220 and the damper mechanism D, this invention is not limited to this. For example, a damper in which a large number of granular materials D0 are accommodated in the container D1 may be retrofitted to a silencer body of an existing silencer. In this case, a damper capable of suppressing the vibration of the silencer body regardless of the natural frequency of the silencer body can be realized with an extremely simple structure. Moreover, the existing silencer body can be easily improved by fixing the damper according to the present invention to the existing silencer body by retrofitting. Furthermore, since the silencer and the damper can be manufactured separately, the manufacturing efficiency is good.
以下、建設機械のエンジンの排気管に消音器を設けた場合における振動低減効果について確認する。具体的に、前記消音器を加振機で振動させるとともに、消音器には粒状体が設けられている。 Hereinafter, the vibration reduction effect when a silencer is provided in the exhaust pipe of an engine of a construction machine will be confirmed. Specifically, the silencer is vibrated by a vibration exciter, and the silencer is provided with a granular material.
<実験方法>
加振機は、支持部3を介して略円筒形の消音器2に連結されている。この加振機により所定の方向の振動(20〜150Hzの掃引正弦波)が与えられた。そして、支持部3に発生する応力の最大値で振動低減効果を評価した。ダンパ機構Dとしては、実施の形態1〜2に示されるような容器D1内に粒状体D0が収容されたものであって、表1に示されるものを用いている。
<Experiment method>
The vibration exciter is connected to a substantially
(実施例1)
図8に示される消音器2では、6つのダンパ機構Dがハウジング21の各側壁21aの外側表面に3個ずつ接着剤で固定されている。この消音器2について、加振機により支持部3に対して水平方向(周壁21bの軸線と略平行する方向)の振動F1を与える。具体的に、軸線L1を中心として側壁21aが傾くように振動する振動モードM1を発生させた。なお、軸線L1は、周壁21bの軸線方向及び支持部3の支持方向に略垂直な方向に延びる軸である。
Example 1
In the
(実施例2)
図9に示される消音器2では、5つのダンパ機構Dがハウジング21の周壁21bの外側表面に接着剤で固定されている。この消音器2について、加振機により支持部3に対して鉛直方向(支持部3による支持方向と略平行する方向)の振動F2を与える。具体的に、軸線L2を中心として周壁21bの周方向に振動する振動モードM2を発生させた。なお、軸線L2は、周壁21bの軸線と略平行する方向に延びる軸である。
(Example 2)
In the
(比較例1)
ダンパ機構Dが設けられていない消音器2について、加振機により支持部3に対して水平方向(周壁21bの軸線と略平行する方向)の振動F1を与える。具体的に、軸線L1を中心として側壁21aが傾くように振動する振動モードM1を発生させた。
(Comparative Example 1)
About the
(比較例2)
ダンパ機構Dが設けられていない消音器2について、加振機により支持部3に対して鉛直方向(支持部3による支持方向と略平行する方向)の振動F2を与える。具体的に、軸線L2を中心として周壁21bの周方向に振動する振動モードM2を発生させた。
(Comparative Example 2)
About the
<実験結果> <Experimental result>
表2において、消音器2を水平方向に振動させた実施例1の最大応力と比較例1の最大応力とを比較する。実施例1の最大応力は、ダンパ機構Dを設けたことで比較例1より約46%低減させることができた。
In Table 2, the maximum stress of Example 1 in which the
また、消音器2を鉛直方向に振動させた実施例2の最大応力と比較例2の最大応力とを比較する。実施例2の最大応力は、ダンパ機構Dを設けたことで比較例2より約17%低減させることができた。
Further, the maximum stress of Example 2 in which the
D ダンパ機構
D0 粒状体
D1 容器
M1、M2 振動モード
Pi 排気管
Po 排気管
2、102、202 消音器
2a、102a、202a 膨張室
2a´、102a´、202a´ 収容室
3 支持部
20、120、220 消音器本体
21、121、221 ハウジング
21a、121a、221a 側壁
21b、121b、221b 周壁
23、25 隔壁
24、26 補助隔壁
23a、25a 通気孔(隔壁側通気孔)
24a、26a 通気孔(補助隔壁側通気孔)
D Damper mechanism D0 Granular body D1 Container M1, M2 Vibration mode Pi Exhaust pipe
24a, 26a Vent (auxiliary partition side vent)
Claims (14)
前記消音器本体の振動を受けて運動する多数の粒状体を含み、前記多数の粒状体の運動により前記消音器本体の振動を減衰させるダンパ機構とを有する、消音器。 A silencer body provided in the middle of a pipeline for circulating gas, and a silencer body formed with a silencer space for reducing noise transmitted through the pipeline;
A silencer comprising a plurality of granular bodies that move in response to vibrations of the silencer body, and having a damper mechanism that attenuates vibrations of the silencer body by movement of the multiple granular bodies.
前記多数の粒状体は、前記少なくとも1つの容器内で移動可能に前記少なくとも1つの容器内に収容されている、請求項1に記載の消音器。 The damper mechanism has at least one container fixed to the silencer body,
The silencer according to claim 1, wherein the plurality of granular materials are accommodated in the at least one container so as to be movable in the at least one container.
前記複数の容器は、互いに離れた位置にそれぞれ設けられ、
前記多数の粒状体は、前記複数の容器に分散して収容されている、請求項2または3に記載の消音器。 The damper mechanism has a plurality of containers,
The plurality of containers are provided at positions separated from each other,
The silencer according to claim 2 or 3, wherein the plurality of granular materials are distributed and accommodated in the plurality of containers.
前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、
前記管の途中部に設けられた請求項1〜8のいずれか1項に記載の消音器と、
前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有する、消音装置。 A muffler provided in a machine having a fluid engine for sucking or discharging gas,
A pipe connected to the fluid engine and for circulating a gas sucked into the fluid engine or a gas derived from the fluid engine;
The silencer according to any one of claims 1 to 8, provided in the middle of the tube,
A silencer comprising: a support part capable of supporting the silencer on the machine so as to be disposed at a predetermined position of the machine.
前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の側壁が前記支持部を支点として前記周壁の軸方向と直交する方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、
前記ダンパ機構は、前記側壁に設けられる、請求項9に記載の消音装置。 The silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall,
The support portion is connected to a peripheral wall of the silencer body, and supports the silencer so that a side wall of the silencer body has a mode in which the side wall vibrates in a direction perpendicular to the axial direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum. And
The silencer according to claim 9, wherein the damper mechanism is provided on the side wall.
前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の周壁が前記支持部を支点として前記周壁の周方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、
前記ダンパ機構は、前記周壁に設けられる、請求項9又は10に記載の消音装置。 The silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall,
The support part is connected to the peripheral wall of the silencer body, and supports the silencer so that the peripheral wall of the silencer body has a mode of vibrating in the circumferential direction of the peripheral wall with the support part as a fulcrum.
The silencer according to claim 9 or 10, wherein the damper mechanism is provided on the peripheral wall.
前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、
前記管の途中部に設けられた請求項2〜4のいずれか1項に記載の消音器と、
前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有し、
前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、
前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の側壁が前記支持部を支点として前記周壁の軸方向と直交する方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、
前記ダンパ機構の少なくとも1つの容器は、前記側壁に設けられる、消音装置。 A muffler provided in a machine having a fluid engine for sucking or discharging gas,
A pipe connected to the fluid engine and for circulating a gas sucked into the fluid engine or a gas derived from the fluid engine;
The silencer according to any one of claims 2 to 4, provided in the middle of the tube,
A support portion capable of supporting the silencer on the machine so as to be disposed at a predetermined position of the machine;
The silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall,
The support portion is connected to a peripheral wall of the silencer body, and supports the silencer so that a side wall of the silencer body has a mode in which the side wall vibrates in a direction perpendicular to the axial direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum. And
The silencer, wherein at least one container of the damper mechanism is provided on the side wall.
前記流体機関に接続され、前記流体機関に吸引されるガス又は前記流体機関から導出されるガスを流通させるための管と、
前記管の途中部に設けられた請求項2〜4のいずれか1項に記載の消音器と、
前記機械の所定の位置に配置されるように、前記消音器を前記機械に支持可能な支持部とを有し、
前記消音器本体は、筒状の周壁と、前記周壁の両端に設けられた一対の側壁とを含み、
前記支持部は、前記消音器本体の周壁に連結され、前記消音器本体の周壁が前記支持部を支点として前記周壁の周方向に振動するモードを有するように前記消音器を支持し、
前記ダンパ機構の少なくとも1つの容器は、前記周壁に設けられる、消音装置。 A muffler provided in a machine having a fluid engine for sucking or discharging gas,
A pipe connected to the fluid engine and for circulating a gas sucked into the fluid engine or a gas derived from the fluid engine;
The silencer according to any one of claims 2 to 4, provided in the middle of the tube,
A support portion capable of supporting the silencer on the machine so as to be disposed at a predetermined position of the machine;
The silencer body includes a cylindrical peripheral wall and a pair of side walls provided at both ends of the peripheral wall,
The support part is connected to the peripheral wall of the silencer body, and supports the silencer so that the peripheral wall of the silencer body has a mode of vibrating in the circumferential direction of the peripheral wall with the support part as a fulcrum.
The silencer, wherein at least one container of the damper mechanism is provided on the peripheral wall.
前記消音器本体に固定される少なくとも1つの容器と、
前記少なくとも1つの容器内で移動可能に前記少なくとも1つの容器内に収容される多数の粒状体とを有し、前記多数の粒状体の運動により前記消音器本体の振動を減衰させる、ダンパ。 To attenuate the vibration of a silencer having a silencer body provided in the middle of a pipeline for circulating gas and having a silencer space for reducing noise transmitted through the pipeline The damper of
At least one container fixed to the silencer body;
A damper having a plurality of granular bodies accommodated in the at least one container so as to be movable in the at least one container, wherein the vibration of the silencer body is attenuated by the movement of the plurality of granular bodies.
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