JP3990295B2 - 消音器、圧縮気体の消音方法、除湿装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消音器及びそれを用いた除湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアシリンダ等のようなエアの圧力を利用したアクチュエータを駆動させる場合には、圧縮空気中に含まれる水分を充分に除去しておくことが必要になる。そのため、圧縮空気供給源とエアシリンダとの間には除湿装置が介在されている。
【０００３】
このような除湿装置の一種としては、例えば図８に示される除湿装置７１が知られている。すなわち、除湿装置７１には、２つの乾燥剤収容筒７２，７３が設けられており、エア入口７４から導入される圧縮エアは、一方の乾燥剤収容筒７２を通過することで除湿が図られ、エア出口７５を介して図示しないアクチュエータに供給される。一方の乾燥剤収容筒７２が使用されているとき、他方の乾燥剤収容筒７３内に収容されている乾燥剤は、一方の乾燥剤収容筒７２によって乾燥した圧縮エアを利用して再生される。そして、再生が完了した時点で圧縮エアの流れを一方の乾燥剤収容筒７２から他方の乾燥剤収容筒７３に切り換える。圧縮エアの流路を切り換える際に、両乾燥剤収容筒７２，７３内に圧力差が生じていると、一方の乾燥剤収容筒７２及びエア入口７４から他方の乾燥剤収容筒７３に圧縮エアが急激に流れるため、それを防止するために両乾燥剤収容筒７２，７３内の圧力が等しくなるように高めている。その後、再生させる方の乾燥剤収容筒７２内の圧縮エアは大気開放口７６を介して排出されるが、このとき大気開放口７６からは高圧（例えば０．７ＭＰａ程度）の圧縮エアが排気されることから、非常に大きい排気音を発生する。そのため、大気開放口７６には消音器７７が設けられ、消音器７７によって排気音の低減が図られている。
【０００４】
この種の消音器７７は、図９に示すような構成（非特許文献１参照）のものが従来から知られている。すなわち、消音器７７には外周面に多数の通気孔が穿設されているケース７９内に筒状の消音筒７８が設けられ、この消音筒７８の内部空間に高圧の圧縮エアが流入すると、圧縮エアが消音筒７８の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ、消音筒７８及びケース７９を通過して大気中に放出される。これにより、圧縮エアの流速が低下され、大気開放口７６で発生する排気音が低減される。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【０００６】
【非特許文献１】
「オートマフラ」、１９９６年９月、ウエスターン・トレーディング株式会社、１頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成からなる消音器７７は、圧縮エアの排気音が完全に消音されるものではない。そこで、排気音の低減効果を高めるために、消音筒７８を分厚くすることが考えられる。しかしながら、消音筒７８を分厚くすると、排気音の低減効果は向上する反面、排気抵抗が大きくなるため、再生する乾燥剤が収容されている乾燥剤収容筒７２，７３内を流れる圧縮エアの流量が低下する。この結果、乾燥剤の再生効率が低下するという問題を招く。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、圧縮気体の高圧時には消音効果が高く、低圧時には排気抵抗が小さい消音器及び消音方法を提供することにある。又、消音効果が高いとともに乾燥剤の再生効率が高い除湿装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明…実施形態１，２に対応）
請求項１に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、圧縮気体が高圧であるときには、流路切換手段により高圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が大きくなり、消音効果が高くなる。一方、圧縮気体が低圧であるときには、流路切換手段により低圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が小さくなる。そのため、低圧時には消音室内に導入された圧縮気体をスムーズに排気することが可能になり、消音器に接続される外部機器等に支障をきたすのを低減することができる。
【００１１】
（請求項２の発明…実施形態１，２に対応）
請求項２に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と前記低圧用流路とを機械的に切り換えることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて高圧用流路と低圧用流路との切り換えタイミングが正確なものとなる。
（請求項３の発明…実施形態１，２に対応）
請求項３に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内に設けられた弁座と、弁座に対して接離可能な弁体と、前記低圧用流路を形成する方向に前記弁体を常時付勢する弾性部材とから構成されていることを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と低圧用流路とを機械的に切り換えることが可能になる。そのため、圧力変化に伴って瞬時に流路切り換えを行うことが可能になる。
【００１４】
（請求項４の発明…実施形態１，２に対応）
請求項４に記載の発明では、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材は筒状に形成されるとともに同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置され、前記高圧用流路における消音部材の厚みの総和と、低圧用流路とにおける消音部材の厚みの総和とを異ならせていることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、除湿装置の仕様変更等により排気抵抗を変更する場合には、消音筒の数を変更することによって簡単に対応することが可能になる。
（請求項５の発明…実施形態１，２に対応）
請求項５に記載の発明では、消音部材の両端部には同消音部材の外周面を露出させるように挟み込む２つの挟持部材が配置され、それらの挟持部材は、連結手段によって離間不能となるように連結されていることを要旨とする。
【００１６】
この構成にすれば、消音部材を収容するケースが不要になることから、消音部材の外周面を露出させることができ、排気抵抗が大きくなるのを防止することができる。
【００１７】
（請求項６の発明…実施形態２に対応）
請求項６に記載の発明では、前記低圧用流路と高圧用流路とはその上流側の一部が共通化されており、前記両流路が共通化されている部分を除く高圧用流路上には絞り通路が設けられていることを要旨とする。
【００１８】
この構成にすれば、高圧用流路の排気抵抗を更に小さくすることができ、消音効果をよりいっそう向上することが可能になる。
（請求項７の発明…実施形態１，２に対応）
請求項７に記載の発明では、圧縮気体が通る第１気体通路と第２気体通路上に乾燥剤収容筒をそれぞれ配置し、それら気体通路を交互に切り換える切換弁を設け、この切換弁の切り換えにより一方の乾燥剤収容筒で圧縮気体の乾燥させつつ、他方の乾燥剤収容筒で乾燥剤の再生を行う除湿装置において、前記気体通路に接続される排気通路の排気口に請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の消音器を設けたことを要旨とする。
【００１９】
この構成にすれば、排気音の小さい除湿装置を提供することが可能になる。
（請求項８の発明…実施形態１，２に対応）
請求項８に記載の発明では、圧縮気体導入口から消音室内に導入される圧縮気体を、通気性を有する消音部材を介して排気させることにより圧縮気体の消音を行うようにした圧縮気体の消音方法において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、これら高圧用流路と低圧用流路とを前記消音室内の圧力に応じて切り換えるようにしたことを要旨とする。
【００２０】
この方法にすれば、消音室に導入される圧縮気体が高圧であるときには消音効果が高く、低圧であるときには排気抵抗を小さくすることが可能になる。
請求項９に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、前記消音部材は、筒状に形成され、その筒状の厚みを異ならせて肉厚部及び肉薄部を設け、所定の条件に基づいて、前記肉厚部を通過する高圧用流路と、前記肉薄部を通過する低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に示すように、除湿装置１０は、第１気体通路としての第１エア通路１１と、第２気体通路としての第２エア通路１２とを備えている。両エア通路１１，１２の上流端にはコンプレッサ等の圧縮エア供給源に通じる共通のエア入口１４が設けられ、下流端には図示しないエアシリンダ等のアクチュエータに接続される共通のエア出口１５が設けられている。エア出口１５から圧縮エアがアクチュエータに供給されることにより、アクチュエータが駆動するようになっている。
【００２３】
第１エア通路１１には第１乾燥剤収容筒１７が設けられ、第２エア通路１２には第２乾燥剤収容筒１８が設けられている。これらの乾燥剤収容筒１７，１８に圧縮エアを通過させることにより、それらの内部に収容された図示しない乾燥剤によって圧縮エアに含まれる水分が除去され、乾燥した圧縮エアがアクチュエータに供給される。
【００２４】
第１エア通路１１において第１乾燥剤収容筒１７とエア入口１４との間に位置する箇所には、第１通路切換弁１９が設けられている。第２エア通路１２において第２乾燥剤収容筒１８とエア入口１４との間に位置する箇所には、第２通路切換弁２０が設けられている。第１及び第２通路切換弁１９，２０が交互に開閉することにより、エア通路１１，１２が切り換えられる。すなわち、エア入口１４からの圧縮エアが、２つあるエア通路１１，１２のうちいずれか一方のみに供給される。
【００２５】
第１エア通路１１において第１乾燥剤収容筒１７とエア出口１５との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第１逆止弁２１と第１絞り弁２２とが設けられている。第２エア通路１２において第２乾燥剤収容筒１８とエア出口１５との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第２逆止弁２３と第２絞り弁２４とが設けられている。
【００２６】
第１逆止弁２１は、第２エア通路１２にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第１エア通路１１へ流れ込むのを完全に防止する役割がある。第２逆止弁２３は、第１エア通路１１にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第２エア通路１２へに流れ込むのを完全に防止する役割がある。
【００２７】
第１絞り弁２２は、第２エア通路１２にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第１エア通路１１に供給させるためのものである。第２絞り弁２４は、第１エア通路１１にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第２エア通路１２に供給させるためのものである。
【００２８】
各エア通路１１，１２において、各乾燥剤収容筒１７，１８と通路切換弁１９，２０との間に位置する箇所には、乾燥剤収容筒１７，１８内に収容されている乾燥剤を再生するのに使用される再生用エアを排気するための排気通路２５が接続されている。この排気通路２５上には開閉する第１排気弁２７及び第２排気弁２８が設けられている。第１及び第２排気弁２７，２８が交互に開閉することにより、排気通路２５を流れるエアの経路が切り換えられる。
【００２９】
排気通路２５の大気開放口（排気口）２５ａには消音器３０が設けられている。消音器３０により、排気通路２５の大気開放口２５ａからエアが排気されるときに生じる排気音が低減される。以下に消音器３０の内部構造について説明する。
【００３０】
図２，図３，図４に示すように、消音器３０は、離間配置されている２つの挟持板（挟持部材）３１，３２間に通気性を有する消音部材としての消音筒３３，３４，３５が複数設けられている。各消音筒３３，３４，３５は、それぞれ径が異なっており、同一軸線を中心にして同じ間隔をおいて配置されている。本実施形態において、消音筒３３，３４，３５は３つ設けられ、最も内側に位置する消音筒３５は、それよりも外側に位置する他の消音筒３３，３４よりも長さが短くなっている。そのため、最も内側に位置する消音筒３５は図２の上側にある一方の挟持板３１寄りに配置され、同消音筒３５と図２の下側にある他方の挟持板３２との間には支持筒３６が介在されている。
【００３１】
両挟持板３１，３２には、タイロッド３８が複数貫通されており、このタイロッド３８の両端部に螺合されるナット３９を締め付けることにより、各消音筒３３，３４，３５は、両挟持板３１，３２によって挟み込み支持されるようになっている。消音筒３３，３４，３５は、ポリプロピレン製の不織布から形成されており、両挟持板３１，３２によって挟み込まれる力によって押し潰されないように、ある程度の硬さを有している。本実施形態では、タイロッド３８とナット３９とから連結手段が構成されている。なお、消音筒３３，３４，３５の形成材料は、任意に変更可能であり、例えばポリエチレン樹脂等からなる多孔質材料に変更することが可能である。
【００３２】
最も外側に位置する消音筒３３の内周面と前記両挟持板３１，３２によって囲まれる空間が消音室４１となっており、排気通路２５の大気開放口２５ａから排気される圧縮エアが、一方の挟持板３１に設けられている圧縮気体導入口としてのエア導入口３１ａを介して消音室４１内に導入されるようになっている。
【００３３】
消音室４１内には、前記エア導入口３１ａから導入される圧縮エアが高圧（０．０５Ｍｐａ以上）であるときに、３つの消音筒３３，３４，３５を全て通過する高圧用流路（図２に示す矢印）４３が形成されている。又、消音室４１内には、圧縮エアが低圧（０．０５Ｍｐａ未満）であるときに、支持筒３６に形成された複数の抜け孔３６ａを介して２つの消音筒３４，３５のみ通過する低圧用流路（図３の矢印）４４が形成されている。これら高圧用流路４３と低圧用流路４４とは上流側の一部が共通化されている。
【００３４】
本実施形態において、各消音筒３３，３４，３５の厚みはそれぞれ同じに設定されているため、高圧用流路４３における消音筒３３，３４，３５の厚みの総和と、低圧用流路４４における消音筒３４，３５の厚みの総和とが異なっている。すなわち、高圧用流路４３における消音筒３３，３４，３５の厚みの総和が、低圧用流路４４にける消音筒３４，３５の厚みの総和よりも大きくなっている。従って、圧縮エアが通過する消音筒３３，３４，３５の数が多い高圧用流路４３の方が、低圧用流路４４よりも排気抵抗が大きく設定されている。
【００３５】
支持筒３６内には、前記高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える流路切換手段としての流路切換弁４５が設けられている。この流路切換弁４５は、支持筒３６に固定された弁座４６と、弁座４６に対して接離可能であって外周縁にシールリング４７が装着された弁体４８と、弁体４８を弁座４６から離間させる方向、つまり低圧用流路４４を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ４９とから構成されている。圧縮コイルバネ４９は、弁座４６の中央部に形成された通気孔４６ａに挿通され、一端部は他方の挟持板３２に固定され、他端部は弁座４６の中央部に形成された突部４８ａに嵌合されている。
【００３６】
消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ４９の弾性力に抗して弁座４６に弁体４８が接することにより、高圧用流路４３が形成される。消音器３０のエア導入口３１ａから低圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ４９の弾性力により弁座４６から弁体４８が離れることにより、低圧用流路４４が形成される。このように、流路切換弁４５は、消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える。
【００３７】
最も内側に位置する消音筒３５と支持筒３６との境界部には、両消音筒３５，３６内同士を連通させる連通孔５０ａを有する支持板５０が固定されている。この支持板５０において弁体４８と対向する面には、同一円周上に等間隔に配置される複数のストッパピン５１が突設されている。そして、弁座４６に対して弁体４８が離間した際に、ストッパピン５１に弁体４８が当接することにより、支持板５０の連通孔５０ａを塞がないように弁体４８の移動が規制される。
【００３８】
次に、上記のように構成された除湿装置１０と消音器３０の作用について説明する。
除湿装置１０は、第１及び第２乾燥剤収容筒１７，１８のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。例えば、第１乾燥剤収容筒１７によってエア入口１４から供給される圧縮エアの除湿が行われ、第２乾燥剤収容筒１８内に収容されている乾燥剤が再生する場合には、第１通路切換弁１９と第２排気弁２８とが開かれ、第２通路切換弁２０と第１排気弁２７とが閉じられる。
【００３９】
この状態では、圧縮エア供給源から湿気を含む圧縮エアは、エア入口１４を介して第１エア通路１１に導入され、第１乾燥剤収容筒１７を通過することで除湿される。除湿によって乾燥された圧縮エアは、第１逆止弁２１、エア出口１５を介してアクチュエータに供給される。それとともに、第１乾燥剤収容筒１７によって乾燥された圧縮エアの一部は、再生用エアとして第２絞り弁２４を介して第２乾燥剤収容筒１８内に供給され、除湿能力が低下した乾燥剤の再生が行われる。ここでいう乾燥剤の再生とは、除湿能力が低下した乾燥剤に再生用エアを晒すことで、除湿能力が低下した乾燥剤を乾燥させることをいう。第２乾燥剤収容筒１８内の圧力は大気圧に設定されているため、第２エア通路１２において再生用エアはスムーズに流れ、乾燥剤の再生効率が高められる。第２乾燥剤収容筒１８を通過した再生用エアは、排気通路２５に導入され、その大気開放口２５ａ及び消音器３０を介して大気に排気される。
【００４０】
所定時間が経過すると、第１乾燥剤収容筒１７内に収容されている乾燥剤の除湿能力が低下するとともに、第２乾燥剤収容筒１８内に収容されている乾燥剤の再生が終わる。この場合には、エア入口１４から導入される圧縮エアの導入先を第１エア通路１１から第２エア通路１２に切り換えることで、第１乾燥剤収容筒１７ではなく第２乾燥剤収容筒１８に圧縮エアを供給し、この第２乾燥剤収容筒１８によって圧縮エアを除湿する。ここで、圧縮エアの導入先を切り換えるのに先立ち、第２排気弁２８が閉じられる。つまり、第１通路切換弁１９のみが開かれ、他の第２通路切換弁２０、第１排気弁２７、第２排気弁２８は閉じた状態とされる。この状態では、第２乾燥剤収容筒１８からの再生用エアが排気されなくなるため、第２乾燥剤収容筒１８を含む第２エア通路１２の圧力が、第１乾燥剤収容筒１７を含む第１エア通路１１の圧力と同じになるまで上昇される。圧力の上昇が完了したときの圧力は、大気圧よりも大きい０．７Ｍｐａに設定されている。両エア通路１１，１２の圧力を同じにする理由としては、圧縮エアの導入先を切り換えるときに圧力差があると、圧縮エアの流れが乱れるため、両乾燥剤収容筒１７，１８や他の機器に支障をきたすからである。
【００４１】
第２乾燥剤収容筒１８内の圧力が第１乾燥剤収容筒１７内の圧力と同じになった後、第１通路切換弁１９が閉じられると同時に第２通路切換弁２０が開かれ、エア入口１４からの圧縮エアの導入先が第１エア通路１１から第２エア通路１２へと切り換えられる。その後、第１排気弁２７が開かれ、第１乾燥剤収容筒１７内の圧縮エアが排気通路２５の大気開放口２５ａを介して大気中に排気され、第１乾燥剤収容筒１７内の圧力が大気圧となる。この切り換えにより、エア入口１４からの圧縮エアは第２乾燥剤収容筒１８によって除湿されることとなり、第２乾燥剤収容筒１８によって乾燥された圧縮エアの一部が再生用エアとして第１乾燥剤収容筒１７内に供給される。
【００４２】
前記両乾燥剤収容筒１７，１８が同圧、つまり大気圧よりも高い状態で第１排気弁２７が開かれると、第１乾燥剤収容筒１７内の圧縮エアは一気に排気されるため、大気開放口２５ａから非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は、消音器３０によって低減される。すなわち、図２に示すように、第１排気弁２７が開かれた直後においては、消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが消音室４１内に供給され、その圧力によって弁体４８が弁座４６に接することで、流路切換弁４５が閉じられ、高圧用流路４３が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、３つの消音筒３３，３４，３５を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒３３，３４，３５の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【００４３】
第１排気弁２７が開かれてから所定時間（本実施形態では極めて短い時間）が経過すると、消音器３０の消音室４１内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値（０．０５Ｍｐａ）よりも低下すると、図３に示すように、弁体４８が圧縮コイルバネ４９の弾性力によって押し戻され、流路切換弁４５が開かれることにより、低圧用流路４４が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒３５を除く２つの消音筒３４，３５を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【００４４】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）消音器３０の消音室４１に導入される圧縮エアの圧力に応じて、流路切換弁４５が開閉される。つまり、圧縮エアが高圧である場合には排気抵抗が高い高圧用流路４３が形成され、低圧である場合には排気抵抗が低い低圧用流路４４が形成されるようになっている。そのため、特に圧縮エアが高圧であるときに発生する排気音の消音効果を高くすることができる。それとともに、圧縮エアが低圧であるときにおいては、高圧時よりも排気抵抗が小さいため、再生をしているいずれか一方の乾燥剤収容筒１７，１８から排気される圧縮エアの排気流量が低下することがなく、再生効率が低下するのを防止することができる。従って、消音効果が高いにも拘わらず、乾燥剤の再生効率が低下するのを防止することができる。
【００４５】
（２）消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、流路切換弁４５が機械的に開閉することにより、高圧用流路４３と低圧用流路４４とが切り換えられる。そのため、高圧用流路４３と低圧用流路４４との切り換えタイミングが正確になり、消音器３０の消音効果をよりいっそう向上することができる。
【００４６】
（３）複数の消音筒３３，３４，３５は、同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置されており、高圧用流路４３における厚みの総和と、低圧用流路４４とにおける厚みの総和とを異ならせることで、高圧用流路４３と低圧用流路４４とにおける排気抵抗を異ならせている。そのため、例えば除湿装置１０の仕様変更等に伴い排気抵抗を変更する場合には、消音筒３３，３４，３５の数を変更することによって簡単に対応することができる。
【００４７】
（４）複数の消音筒３３，３４，３５の両端には、それを挟み込むように２つの挟持板３１，３２が配置され、そこに貫通される複数のタイロッド３８にナット３９が締め付けられることにより、各消音筒３３，３４，３５は挟持板３１，３２によって挟持されている。そのため、消音筒３３，３４，３５を多数の孔が穿設されたケース等に収容する必要がなく、消音室４１内に導入される圧縮エアが低圧であるときに排気抵抗が大きくならない。よって、乾燥剤の再生効率をいっそう向上することができる。更には、消音筒３３，３４，３５を収容するケースを設けなくて済むことから、消音器３０全体の軽量化を図ることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態の消音器３０を、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、それ以外の部分については同一符号を付すとともに説明を省略する。
【００４９】
図５，図６，図７に示すように、消音室４１内において、一方の挟持板３１の内面にはエア導入口３１ａよりも大径なる支持筒３６が固定され、他方の挟持板３２の内面には最も内側に位置する消音筒３５が固定されている。消音筒３５と支持筒３６とは間隔をおいて対向配置されており、消音筒３５及び支持筒３６の間の配置スペース６０には流路切換弁４５が設けられている。流路切換弁４５は、消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、図５に示される高圧用流路４３と、図６に示される低圧用流路４４とを切り換える。
【００５０】
流路切換弁４５は、支持筒３６に固定された弁座４６と、弁座４６に対して接離可能であって外周縁にシールリング４７が装着された弁体４８と、弁体４８を弁座４６から離間させる方向、つまり低圧用流路４４を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ４９とから構成されている。圧縮コイルバネ４９の一端部は、最も内側に位置する消音筒３５の端部に固定された支持体６１に固定され、他端部は弁座４６の中央部に形成された突部４８ａに嵌合されている。
【００５１】
消音室４１内において高圧用流路４３と低圧用流路４４とが共通化されている部分を除く箇所である配置スペース６０には絞り管６２が設けられ、この絞り管６２の一端部は弁座４６に接続されるとともに、他端部は支持体６１に接続されている。絞り管６２を介して最も内側に位置する消音筒３５の内部と支持筒３６の内部とが連通されている。絞り管６２は、その径が支持筒３６や消音筒３５の径に比較して極端に小さいため、絞り通路（絞り弁）としての機能を有している。
【００５２】
さて、第１実施形態で説明したように、本実施形態の除湿装置１０は、第１及び第２乾燥剤収容筒１７，１８のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。そして、圧縮エアの除湿を行っている乾燥剤の除湿能力が低下したときには、エア入口１４から導入される圧縮エアの導入先が切り換えられる。その切り換えに先立ち、両乾燥剤収容筒１７，１８を含む両エア通路１１，１２内の圧力を高圧にした後、乾燥剤の再生を行う方の乾燥剤収容筒１７，１８が設けられているエア通路１１，１２内の圧縮エアは、排気通路２５を介して大気中に排気される。このとき、高圧の圧縮エアが一気に排気されるため、排気通路２５の大気開放口２５ａで非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は消音器３０によって低減される。
【００５３】
すなわち、図５に示すように、消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが消音室４１内に供給され、その圧力によって弁体４８が弁座４６に接することで、流路切換弁４５が閉じられ、高圧用流路４３が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、絞り管６２、３つの消音筒３３，３４，３５を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒３３，３４，３５の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【００５４】
消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが導入されてから所定時間（本実施形態では極めて短い時間）が経過すると、消音器３０の消音室４１内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値（０．０５Ｍｐａ）よりも低下すると、図６に示すように、弁体４８が圧縮コイルバネ４９の弾性力によって押し戻され、流路切換弁４５が開かれることにより、低圧用流路４４が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒３５を除く２つの消音筒３３，３４を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【００５５】
従って、高圧用流路４３上に設けられる絞り管６２によって絞り通路が構成されているため、瞬間的な圧縮エア流量が規制され、高圧の圧縮エアが消音室４１内に導入されたときに、高圧用流路４３の排気抵抗を更に小さくすることができる。そのため、第１実施形態で説明した消音器３０と比較して、消音筒３３，３４，３５の数を増やしていないにも拘わらず、消音効果をよりいっそう向上することができる。しかも、消音効果を向上するのに、消音筒３３，３４，３５の数を増やさなくて済むため、消音器３０が径方向に大型化するのを抑制する効果もある。
【００５６】
（別の実施形態）
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、最も内側に位置する消音筒３５とその他の消音筒３３，３４との形成材料を異ならせることとしてもよい。具体的には、高圧用流路４３の形成時に圧縮気体が通る消音筒３５の形成材料を、他の消音筒３３，３４よりも排気抵抗の大きい材料を用いて形成してもよい。
【００５７】
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、１つの消音筒を設け、その消音筒の厚みを部分的に異ならせてもよい。この場合には、消音筒において高圧用流路４３にあたる部分に肉厚部を形成し、低圧用流路４４にあたる部分に肉薄部を形成する。
【００５８】
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える流路切換弁４５を電気的に開閉させるようにしてもよい。この場合、消音室４１内の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサからの検出信号に基づいて流路切換弁４５の開閉を制御するマイコンを設ける。圧力センサによって検出される圧力が高いと、マイコンによって流路切換弁４５が閉じられて高圧用流路４３が形成され、圧力が低いと、マイコンによって流路切換弁４５が開かれて低圧用流路４４が形成される。
【００５９】
・前記実施形態では、圧縮気体として圧縮エアを使用しているが、任意の気体に変更してもよい。
・消音筒３３，３４，３５消音筒の数を２つ又は４つ以上に変更してもよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
（１）圧縮気体エア導入口と、この圧縮気体エア導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する筒状の消音部材とを備えた消音器において、前記消音室内に、圧縮気体が高圧時に通る高圧用流路と低圧時に通る低圧用流路とをそれぞれ設け、前記高圧用流路上に設けられている前記消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を大きく設定するとともに、前記低圧用流路上に設けられている消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を小さく設定し、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１〜６、８及び９に記載の発明によれば、圧縮気体の高圧時には消音効果を高くすることができ、低圧時には排気抵抗を小さくすることができる。
【００６２】
請求項７に記載の発明によれば、消音効果を高くすることができるとともに乾燥剤の再生効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における除湿装置の概略回路図。
【図２】同じく高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図３】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図４】図２の４−４断面図。
【図５】第２実施形態を示し、高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図６】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図７】図５の７−７断面図。
【図８】従来の技術における除湿装置の概略回路図。
【図９】従来の技術における消音器の断面図。
【符号の説明】
１０…除湿装置、１１…第１エア通路（第１気体通路）、１２…第２エア通路（第２気体通路）、１７，１８…乾燥剤収容筒、１９，２０…通路切換弁（切換弁）、２５…排気通路、２５ａ…大気開放口（排気口）、３０…消音器、３１，３２…挟持板、３１ａ…エア導入口（圧縮気体導入口）、３３，３４，３５…消音筒、３８…タイロッド（連結手段）、３９…ナット（連結手段）、４１…消音室、４３…高圧用流路、４４…低圧用流路、４５…流路切換弁（流路切換手段）、４６…弁座、４８…弁体、４９…圧縮コイルバネ、６２…絞り管（絞り通路）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、消音器及びそれを用いた除湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアシリンダ等のようなエアの圧力を利用したアクチュエータを駆動させる場合には、圧縮空気中に含まれる水分を充分に除去しておくことが必要になる。そのため、圧縮空気供給源とエアシリンダとの間には除湿装置が介在されている。
【０００３】
このような除湿装置の一種としては、例えば図８に示される除湿装置７１が知られている。すなわち、除湿装置７１には、２つの乾燥剤収容筒７２，７３が設けられており、エア入口７４から導入される圧縮エアは、一方の乾燥剤収容筒７２を通過することで除湿が図られ、エア出口７５を介して図示しないアクチュエータに供給される。一方の乾燥剤収容筒７２が使用されているとき、他方の乾燥剤収容筒７３内に収容されている乾燥剤は、一方の乾燥剤収容筒７２によって乾燥した圧縮エアを利用して再生される。そして、再生が完了した時点で圧縮エアの流れを一方の乾燥剤収容筒７２から他方の乾燥剤収容筒７３に切り換える。圧縮エアの流路を切り換える際に、両乾燥剤収容筒７２，７３内に圧力差が生じていると、一方の乾燥剤収容筒７２及びエア入口７４から他方の乾燥剤収容筒７３に圧縮エアが急激に流れるため、それを防止するために両乾燥剤収容筒７２，７３内の圧力が等しくなるように高めている。その後、再生させる方の乾燥剤収容筒７２内の圧縮エアは大気開放口７６を介して排出されるが、このとき大気開放口７６からは高圧（例えば０．７ＭＰａ程度）の圧縮エアが排気されることから、非常に大きい排気音を発生する。そのため、大気開放口７６には消音器７７が設けられ、消音器７７によって排気音の低減が図られている。
【０００４】
この種の消音器７７は、図９に示すような構成（非特許文献１参照）のものが従来から知られている。すなわち、消音器７７には外周面に多数の通気孔が穿設されているケース７９内に筒状の消音筒７８が設けられ、この消音筒７８の内部空間に高圧の圧縮エアが流入すると、圧縮エアが消音筒７８の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ、消音筒７８及びケース７９を通過して大気中に放出される。これにより、圧縮エアの流速が低下され、大気開放口７６で発生する排気音が低減される。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【０００６】
【非特許文献１】
「オートマフラ」、１９９６年９月、ウエスターン・トレーディング株式会社、１頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成からなる消音器７７は、圧縮エアの排気音が完全に消音されるものではない。そこで、排気音の低減効果を高めるために、消音筒７８を分厚くすることが考えられる。しかしながら、消音筒７８を分厚くすると、排気音の低減効果は向上する反面、排気抵抗が大きくなるため、再生する乾燥剤が収容されている乾燥剤収容筒７２，７３内を流れる圧縮エアの流量が低下する。この結果、乾燥剤の再生効率が低下するという問題を招く。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、圧縮気体の高圧時には消音効果が高く、低圧時には排気抵抗が小さい消音器及び消音方法を提供することにある。又、消音効果が高いとともに乾燥剤の再生効率が高い除湿装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明…実施形態１，２に対応）
請求項１に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、圧縮気体が高圧であるときには、流路切換手段により高圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が大きくなり、消音効果が高くなる。一方、圧縮気体が低圧であるときには、流路切換手段により低圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が小さくなる。そのため、低圧時には消音室内に導入された圧縮気体をスムーズに排気することが可能になり、消音器に接続される外部機器等に支障をきたすのを低減することができる。
【００１１】
（請求項２の発明…実施形態１，２に対応）
請求項２に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と前記低圧用流路とを機械的に切り換えることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて高圧用流路と低圧用流路との切り換えタイミングが正確なものとなる。
（請求項３の発明…実施形態１，２に対応）
請求項３に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内に設けられた弁座と、弁座に対して接離可能な弁体と、前記低圧用流路を形成する方向に前記弁体を常時付勢する弾性部材とから構成されていることを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と低圧用流路とを機械的に切り換えることが可能になる。そのため、圧力変化に伴って瞬時に流路切り換えを行うことが可能になる。
【００１４】
（請求項４の発明…実施形態１，２に対応）
請求項４に記載の発明では、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材は筒状に形成されるとともに同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置され、前記高圧用流路における消音部材の厚みの総和と、低圧用流路とにおける消音部材の厚みの総和とを異ならせていることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、除湿装置の仕様変更等により排気抵抗を変更する場合には、消音筒の数を変更することによって簡単に対応することが可能になる。
（請求項５の発明…実施形態１，２に対応）
請求項５に記載の発明では、消音部材の両端部には同消音部材の外周面を露出させるように挟み込む２つの挟持部材が配置され、それらの挟持部材は、連結手段によって離間不能となるように連結されていることを要旨とする。
【００１６】
この構成にすれば、消音部材を収容するケースが不要になることから、消音部材の外周面を露出させることができ、排気抵抗が大きくなるのを防止することができる。
【００１７】
（請求項６の発明…実施形態２に対応）
請求項６に記載の発明では、前記低圧用流路と高圧用流路とはその上流側の一部が共通化されており、前記両流路が共通化されている部分を除く高圧用流路上には絞り通路が設けられていることを要旨とする。
【００１８】
この構成にすれば、高圧用流路の排気抵抗を更に小さくすることができ、消音効果をよりいっそう向上することが可能になる。
（請求項７の発明…実施形態１，２に対応）
請求項７に記載の発明では、圧縮気体が通る第１気体通路と第２気体通路上に乾燥剤収容筒をそれぞれ配置し、それら気体通路を交互に切り換える切換弁を設け、この切換弁の切り換えにより一方の乾燥剤収容筒で圧縮気体の乾燥させつつ、他方の乾燥剤収容筒で乾燥剤の再生を行う除湿装置において、前記気体通路に接続される排気通路の排気口に請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の消音器を設けたことを要旨とする。
【００１９】
この構成にすれば、排気音の小さい除湿装置を提供することが可能になる。
（請求項８の発明…実施形態１，２に対応）
請求項８に記載の発明では、圧縮気体導入口から消音室内に導入される圧縮気体を、通気性を有する消音部材を介して排気させることにより圧縮気体の消音を行うようにした圧縮気体の消音方法において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、これら高圧用流路と低圧用流路とを前記消音室内の圧力に応じて切り換えるようにしたことを要旨とする。
【００２０】
この方法にすれば、消音室に導入される圧縮気体が高圧であるときには消音効果が高く、低圧であるときには排気抵抗を小さくすることが可能になる。
請求項９に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、前記消音部材は、筒状に形成され、その筒状の厚みを異ならせて肉厚部及び肉薄部を設け、所定の条件に基づいて、前記肉厚部を通過する高圧用流路と、前記肉薄部を通過する低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に示すように、除湿装置１０は、第１気体通路としての第１エア通路１１と、第２気体通路としての第２エア通路１２とを備えている。両エア通路１１，１２の上流端にはコンプレッサ等の圧縮エア供給源に通じる共通のエア入口１４が設けられ、下流端には図示しないエアシリンダ等のアクチュエータに接続される共通のエア出口１５が設けられている。エア出口１５から圧縮エアがアクチュエータに供給されることにより、アクチュエータが駆動するようになっている。
【００２３】
第１エア通路１１には第１乾燥剤収容筒１７が設けられ、第２エア通路１２には第２乾燥剤収容筒１８が設けられている。これらの乾燥剤収容筒１７，１８に圧縮エアを通過させることにより、それらの内部に収容された図示しない乾燥剤によって圧縮エアに含まれる水分が除去され、乾燥した圧縮エアがアクチュエータに供給される。
【００２４】
第１エア通路１１において第１乾燥剤収容筒１７とエア入口１４との間に位置する箇所には、第１通路切換弁１９が設けられている。第２エア通路１２において第２乾燥剤収容筒１８とエア入口１４との間に位置する箇所には、第２通路切換弁２０が設けられている。第１及び第２通路切換弁１９，２０が交互に開閉することにより、エア通路１１，１２が切り換えられる。すなわち、エア入口１４からの圧縮エアが、２つあるエア通路１１，１２のうちいずれか一方のみに供給される。
【００２５】
第１エア通路１１において第１乾燥剤収容筒１７とエア出口１５との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第１逆止弁２１と第１絞り弁２２とが設けられている。第２エア通路１２において第２乾燥剤収容筒１８とエア出口１５との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第２逆止弁２３と第２絞り弁２４とが設けられている。
【００２６】
第１逆止弁２１は、第２エア通路１２にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第１エア通路１１へ流れ込むのを完全に防止する役割がある。第２逆止弁２３は、第１エア通路１１にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第２エア通路１２へに流れ込むのを完全に防止する役割がある。
【００２７】
第１絞り弁２２は、第２エア通路１２にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第１エア通路１１に供給させるためのものである。第２絞り弁２４は、第１エア通路１１にエア入口１４からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第２エア通路１２に供給させるためのものである。
【００２８】
各エア通路１１，１２において、各乾燥剤収容筒１７，１８と通路切換弁１９，２０との間に位置する箇所には、乾燥剤収容筒１７，１８内に収容されている乾燥剤を再生するのに使用される再生用エアを排気するための排気通路２５が接続されている。この排気通路２５上には開閉する第１排気弁２７及び第２排気弁２８が設けられている。第１及び第２排気弁２７，２８が交互に開閉することにより、排気通路２５を流れるエアの経路が切り換えられる。
【００２９】
排気通路２５の大気開放口（排気口）２５ａには消音器３０が設けられている。消音器３０により、排気通路２５の大気開放口２５ａからエアが排気されるときに生じる排気音が低減される。以下に消音器３０の内部構造について説明する。
【００３０】
図２，図３，図４に示すように、消音器３０は、離間配置されている２つの挟持板（挟持部材）３１，３２間に通気性を有する消音部材としての消音筒３３，３４，３５が複数設けられている。各消音筒３３，３４，３５は、それぞれ径が異なっており、同一軸線を中心にして同じ間隔をおいて配置されている。本実施形態において、消音筒３３，３４，３５は３つ設けられ、最も内側に位置する消音筒３５は、それよりも外側に位置する他の消音筒３３，３４よりも長さが短くなっている。そのため、最も内側に位置する消音筒３５は図２の上側にある一方の挟持板３１寄りに配置され、同消音筒３５と図２の下側にある他方の挟持板３２との間には支持筒３６が介在されている。
【００３１】
両挟持板３１，３２には、タイロッド３８が複数貫通されており、このタイロッド３８の両端部に螺合されるナット３９を締め付けることにより、各消音筒３３，３４，３５は、両挟持板３１，３２によって挟み込み支持されるようになっている。消音筒３３，３４，３５は、ポリプロピレン製の不織布から形成されており、両挟持板３１，３２によって挟み込まれる力によって押し潰されないように、ある程度の硬さを有している。本実施形態では、タイロッド３８とナット３９とから連結手段が構成されている。なお、消音筒３３，３４，３５の形成材料は、任意に変更可能であり、例えばポリエチレン樹脂等からなる多孔質材料に変更することが可能である。
【００３２】
最も外側に位置する消音筒３３の内周面と前記両挟持板３１，３２によって囲まれる空間が消音室４１となっており、排気通路２５の大気開放口２５ａから排気される圧縮エアが、一方の挟持板３１に設けられている圧縮気体導入口としてのエア導入口３１ａを介して消音室４１内に導入されるようになっている。
【００３３】
消音室４１内には、前記エア導入口３１ａから導入される圧縮エアが高圧（０．０５Ｍｐａ以上）であるときに、３つの消音筒３３，３４，３５を全て通過する高圧用流路（図２に示す矢印）４３が形成されている。又、消音室４１内には、圧縮エアが低圧（０．０５Ｍｐａ未満）であるときに、支持筒３６に形成された複数の抜け孔３６ａを介して２つの消音筒３４，３５のみ通過する低圧用流路（図３の矢印）４４が形成されている。これら高圧用流路４３と低圧用流路４４とは上流側の一部が共通化されている。
【００３４】
本実施形態において、各消音筒３３，３４，３５の厚みはそれぞれ同じに設定されているため、高圧用流路４３における消音筒３３，３４，３５の厚みの総和と、低圧用流路４４における消音筒３４，３５の厚みの総和とが異なっている。すなわち、高圧用流路４３における消音筒３３，３４，３５の厚みの総和が、低圧用流路４４にける消音筒３４，３５の厚みの総和よりも大きくなっている。従って、圧縮エアが通過する消音筒３３，３４，３５の数が多い高圧用流路４３の方が、低圧用流路４４よりも排気抵抗が大きく設定されている。
【００３５】
支持筒３６内には、前記高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える流路切換手段としての流路切換弁４５が設けられている。この流路切換弁４５は、支持筒３６に固定された弁座４６と、弁座４６に対して接離可能であって外周縁にシールリング４７が装着された弁体４８と、弁体４８を弁座４６から離間させる方向、つまり低圧用流路４４を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ４９とから構成されている。圧縮コイルバネ４９は、弁座４６の中央部に形成された通気孔４６ａに挿通され、一端部は他方の挟持板３２に固定され、他端部は弁座４６の中央部に形成された突部４８ａに嵌合されている。
【００３６】
消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ４９の弾性力に抗して弁座４６に弁体４８が接することにより、高圧用流路４３が形成される。消音器３０のエア導入口３１ａから低圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ４９の弾性力により弁座４６から弁体４８が離れることにより、低圧用流路４４が形成される。このように、流路切換弁４５は、消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える。
【００３７】
最も内側に位置する消音筒３５と支持筒３６との境界部には、両消音筒３５，３６内同士を連通させる連通孔５０ａを有する支持板５０が固定されている。この支持板５０において弁体４８と対向する面には、同一円周上に等間隔に配置される複数のストッパピン５１が突設されている。そして、弁座４６に対して弁体４８が離間した際に、ストッパピン５１に弁体４８が当接することにより、支持板５０の連通孔５０ａを塞がないように弁体４８の移動が規制される。
【００３８】
次に、上記のように構成された除湿装置１０と消音器３０の作用について説明する。
除湿装置１０は、第１及び第２乾燥剤収容筒１７，１８のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。例えば、第１乾燥剤収容筒１７によってエア入口１４から供給される圧縮エアの除湿が行われ、第２乾燥剤収容筒１８内に収容されている乾燥剤が再生する場合には、第１通路切換弁１９と第２排気弁２８とが開かれ、第２通路切換弁２０と第１排気弁２７とが閉じられる。
【００３９】
この状態では、圧縮エア供給源から湿気を含む圧縮エアは、エア入口１４を介して第１エア通路１１に導入され、第１乾燥剤収容筒１７を通過することで除湿される。除湿によって乾燥された圧縮エアは、第１逆止弁２１、エア出口１５を介してアクチュエータに供給される。それとともに、第１乾燥剤収容筒１７によって乾燥された圧縮エアの一部は、再生用エアとして第２絞り弁２４を介して第２乾燥剤収容筒１８内に供給され、除湿能力が低下した乾燥剤の再生が行われる。ここでいう乾燥剤の再生とは、除湿能力が低下した乾燥剤に再生用エアを晒すことで、除湿能力が低下した乾燥剤を乾燥させることをいう。第２乾燥剤収容筒１８内の圧力は大気圧に設定されているため、第２エア通路１２において再生用エアはスムーズに流れ、乾燥剤の再生効率が高められる。第２乾燥剤収容筒１８を通過した再生用エアは、排気通路２５に導入され、その大気開放口２５ａ及び消音器３０を介して大気に排気される。
【００４０】
所定時間が経過すると、第１乾燥剤収容筒１７内に収容されている乾燥剤の除湿能力が低下するとともに、第２乾燥剤収容筒１８内に収容されている乾燥剤の再生が終わる。この場合には、エア入口１４から導入される圧縮エアの導入先を第１エア通路１１から第２エア通路１２に切り換えることで、第１乾燥剤収容筒１７ではなく第２乾燥剤収容筒１８に圧縮エアを供給し、この第２乾燥剤収容筒１８によって圧縮エアを除湿する。ここで、圧縮エアの導入先を切り換えるのに先立ち、第２排気弁２８が閉じられる。つまり、第１通路切換弁１９のみが開かれ、他の第２通路切換弁２０、第１排気弁２７、第２排気弁２８は閉じた状態とされる。この状態では、第２乾燥剤収容筒１８からの再生用エアが排気されなくなるため、第２乾燥剤収容筒１８を含む第２エア通路１２の圧力が、第１乾燥剤収容筒１７を含む第１エア通路１１の圧力と同じになるまで上昇される。圧力の上昇が完了したときの圧力は、大気圧よりも大きい０．７Ｍｐａに設定されている。両エア通路１１，１２の圧力を同じにする理由としては、圧縮エアの導入先を切り換えるときに圧力差があると、圧縮エアの流れが乱れるため、両乾燥剤収容筒１７，１８や他の機器に支障をきたすからである。
【００４１】
第２乾燥剤収容筒１８内の圧力が第１乾燥剤収容筒１７内の圧力と同じになった後、第１通路切換弁１９が閉じられると同時に第２通路切換弁２０が開かれ、エア入口１４からの圧縮エアの導入先が第１エア通路１１から第２エア通路１２へと切り換えられる。その後、第１排気弁２７が開かれ、第１乾燥剤収容筒１７内の圧縮エアが排気通路２５の大気開放口２５ａを介して大気中に排気され、第１乾燥剤収容筒１７内の圧力が大気圧となる。この切り換えにより、エア入口１４からの圧縮エアは第２乾燥剤収容筒１８によって除湿されることとなり、第２乾燥剤収容筒１８によって乾燥された圧縮エアの一部が再生用エアとして第１乾燥剤収容筒１７内に供給される。
【００４２】
前記両乾燥剤収容筒１７，１８が同圧、つまり大気圧よりも高い状態で第１排気弁２７が開かれると、第１乾燥剤収容筒１７内の圧縮エアは一気に排気されるため、大気開放口２５ａから非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は、消音器３０によって低減される。すなわち、図２に示すように、第１排気弁２７が開かれた直後においては、消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが消音室４１内に供給され、その圧力によって弁体４８が弁座４６に接することで、流路切換弁４５が閉じられ、高圧用流路４３が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、３つの消音筒３３，３４，３５を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒３３，３４，３５の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【００４３】
第１排気弁２７が開かれてから所定時間（本実施形態では極めて短い時間）が経過すると、消音器３０の消音室４１内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値（０．０５Ｍｐａ）よりも低下すると、図３に示すように、弁体４８が圧縮コイルバネ４９の弾性力によって押し戻され、流路切換弁４５が開かれることにより、低圧用流路４４が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒３５を除く２つの消音筒３４，３５を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【００４４】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）消音器３０の消音室４１に導入される圧縮エアの圧力に応じて、流路切換弁４５が開閉される。つまり、圧縮エアが高圧である場合には排気抵抗が高い高圧用流路４３が形成され、低圧である場合には排気抵抗が低い低圧用流路４４が形成されるようになっている。そのため、特に圧縮エアが高圧であるときに発生する排気音の消音効果を高くすることができる。それとともに、圧縮エアが低圧であるときにおいては、高圧時よりも排気抵抗が小さいため、再生をしているいずれか一方の乾燥剤収容筒１７，１８から排気される圧縮エアの排気流量が低下することがなく、再生効率が低下するのを防止することができる。従って、消音効果が高いにも拘わらず、乾燥剤の再生効率が低下するのを防止することができる。
【００４５】
（２）消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、流路切換弁４５が機械的に開閉することにより、高圧用流路４３と低圧用流路４４とが切り換えられる。そのため、高圧用流路４３と低圧用流路４４との切り換えタイミングが正確になり、消音器３０の消音効果をよりいっそう向上することができる。
【００４６】
（３）複数の消音筒３３，３４，３５は、同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置されており、高圧用流路４３における厚みの総和と、低圧用流路４４とにおける厚みの総和とを異ならせることで、高圧用流路４３と低圧用流路４４とにおける排気抵抗を異ならせている。そのため、例えば除湿装置１０の仕様変更等に伴い排気抵抗を変更する場合には、消音筒３３，３４，３５の数を変更することによって簡単に対応することができる。
【００４７】
（４）複数の消音筒３３，３４，３５の両端には、それを挟み込むように２つの挟持板３１，３２が配置され、そこに貫通される複数のタイロッド３８にナット３９が締め付けられることにより、各消音筒３３，３４，３５は挟持板３１，３２によって挟持されている。そのため、消音筒３３，３４，３５を多数の孔が穿設されたケース等に収容する必要がなく、消音室４１内に導入される圧縮エアが低圧であるときに排気抵抗が大きくならない。よって、乾燥剤の再生効率をいっそう向上することができる。更には、消音筒３３，３４，３５を収容するケースを設けなくて済むことから、消音器３０全体の軽量化を図ることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態の消音器３０を、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、それ以外の部分については同一符号を付すとともに説明を省略する。
【００４９】
図５，図６，図７に示すように、消音室４１内において、一方の挟持板３１の内面にはエア導入口３１ａよりも大径なる支持筒３６が固定され、他方の挟持板３２の内面には最も内側に位置する消音筒３５が固定されている。消音筒３５と支持筒３６とは間隔をおいて対向配置されており、消音筒３５及び支持筒３６の間の配置スペース６０には流路切換弁４５が設けられている。流路切換弁４５は、消音器３０のエア導入口３１ａから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室４１内における圧力の大きさに基づいて、図５に示される高圧用流路４３と、図６に示される低圧用流路４４とを切り換える。
【００５０】
流路切換弁４５は、支持筒３６に固定された弁座４６と、弁座４６に対して接離可能であって外周縁にシールリング４７が装着された弁体４８と、弁体４８を弁座４６から離間させる方向、つまり低圧用流路４４を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ４９とから構成されている。圧縮コイルバネ４９の一端部は、最も内側に位置する消音筒３５の端部に固定された支持体６１に固定され、他端部は弁座４６の中央部に形成された突部４８ａに嵌合されている。
【００５１】
消音室４１内において高圧用流路４３と低圧用流路４４とが共通化されている部分を除く箇所である配置スペース６０には絞り管６２が設けられ、この絞り管６２の一端部は弁座４６に接続されるとともに、他端部は支持体６１に接続されている。絞り管６２を介して最も内側に位置する消音筒３５の内部と支持筒３６の内部とが連通されている。絞り管６２は、その径が支持筒３６や消音筒３５の径に比較して極端に小さいため、絞り通路（絞り弁）としての機能を有している。
【００５２】
さて、第１実施形態で説明したように、本実施形態の除湿装置１０は、第１及び第２乾燥剤収容筒１７，１８のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。そして、圧縮エアの除湿を行っている乾燥剤の除湿能力が低下したときには、エア入口１４から導入される圧縮エアの導入先が切り換えられる。その切り換えに先立ち、両乾燥剤収容筒１７，１８を含む両エア通路１１，１２内の圧力を高圧にした後、乾燥剤の再生を行う方の乾燥剤収容筒１７，１８が設けられているエア通路１１，１２内の圧縮エアは、排気通路２５を介して大気中に排気される。このとき、高圧の圧縮エアが一気に排気されるため、排気通路２５の大気開放口２５ａで非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は消音器３０によって低減される。
【００５３】
すなわち、図５に示すように、消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが消音室４１内に供給され、その圧力によって弁体４８が弁座４６に接することで、流路切換弁４５が閉じられ、高圧用流路４３が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、絞り管６２、３つの消音筒３３，３４，３５を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒３３，３４，３５の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【００５４】
消音器３０のエア導入口３１ａから高圧の圧縮エアが導入されてから所定時間（本実施形態では極めて短い時間）が経過すると、消音器３０の消音室４１内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値（０．０５Ｍｐａ）よりも低下すると、図６に示すように、弁体４８が圧縮コイルバネ４９の弾性力によって押し戻され、流路切換弁４５が開かれることにより、低圧用流路４４が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒３５を除く２つの消音筒３３，３４を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【００５５】
従って、高圧用流路４３上に設けられる絞り管６２によって絞り通路が構成されているため、瞬間的な圧縮エア流量が規制され、高圧の圧縮エアが消音室４１内に導入されたときに、高圧用流路４３の排気抵抗を更に小さくすることができる。そのため、第１実施形態で説明した消音器３０と比較して、消音筒３３，３４，３５の数を増やしていないにも拘わらず、消音効果をよりいっそう向上することができる。しかも、消音効果を向上するのに、消音筒３３，３４，３５の数を増やさなくて済むため、消音器３０が径方向に大型化するのを抑制する効果もある。
【００５６】
（別の実施形態）
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、最も内側に位置する消音筒３５とその他の消音筒３３，３４との形成材料を異ならせることとしてもよい。具体的には、高圧用流路４３の形成時に圧縮気体が通る消音筒３５の形成材料を、他の消音筒３３，３４よりも排気抵抗の大きい材料を用いて形成してもよい。
【００５７】
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、１つの消音筒を設け、その消音筒の厚みを部分的に異ならせてもよい。この場合には、消音筒において高圧用流路４３にあたる部分に肉厚部を形成し、低圧用流路４４にあたる部分に肉薄部を形成する。
【００５８】
・高圧用流路４３と低圧用流路４４とを切り換える流路切換弁４５を電気的に開閉させるようにしてもよい。この場合、消音室４１内の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサからの検出信号に基づいて流路切換弁４５の開閉を制御するマイコンを設ける。圧力センサによって検出される圧力が高いと、マイコンによって流路切換弁４５が閉じられて高圧用流路４３が形成され、圧力が低いと、マイコンによって流路切換弁４５が開かれて低圧用流路４４が形成される。
【００５９】
・前記実施形態では、圧縮気体として圧縮エアを使用しているが、任意の気体に変更してもよい。
・消音筒３３，３４，３５消音筒の数を２つ又は４つ以上に変更してもよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
（１）圧縮気体エア導入口と、この圧縮気体エア導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する筒状の消音部材とを備えた消音器において、前記消音室内に、圧縮気体が高圧時に通る高圧用流路と低圧時に通る低圧用流路とをそれぞれ設け、前記高圧用流路上に設けられている前記消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を大きく設定するとともに、前記低圧用流路上に設けられている消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を小さく設定し、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１〜６、８及び９に記載の発明によれば、圧縮気体の高圧時には消音効果を高くすることができ、低圧時には排気抵抗を小さくすることができる。
【００６２】
請求項７に記載の発明によれば、消音効果を高くすることができるとともに乾燥剤の再生効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における除湿装置の概略回路図。
【図２】同じく高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図３】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図４】図２の４−４断面図。
【図５】第２実施形態を示し、高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図６】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図７】図５の７−７断面図。
【図８】従来の技術における除湿装置の概略回路図。
【図９】従来の技術における消音器の断面図。
【符号の説明】
１０…除湿装置、１１…第１エア通路（第１気体通路）、１２…第２エア通路（第２気体通路）、１７，１８…乾燥剤収容筒、１９，２０…通路切換弁（切換弁）、２５…排気通路、２５ａ…大気開放口（排気口）、３０…消音器、３１，３２…挟持板、３１ａ…エア導入口（圧縮気体導入口）、３３，３４，３５…消音筒、３８…タイロッド（連結手段）、３９…ナット（連結手段）、４１…消音室、４３…高圧用流路、４４…低圧用流路、４５…流路切換弁（流路切換手段）、４６…弁座、４８…弁体、４９…圧縮コイルバネ、６２…絞り管（絞り通路）。
Claims (9)
- 圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、
上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、
該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、
所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。 - 前記流路切換手段は、前記消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と前記低圧用流路とを機械的に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
- 前記流路切換手段は、前記消音室内に設けられた弁座と、弁座に対して接離可能な弁体と、前記低圧用流路を形成する方向に前記弁体を常時付勢する弾性部材とから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の消音器。
- 前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材は筒状に形成されるとともに同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置され、前記高圧用流路における消音部材の厚みの総和と、低圧用流路とにおける消音部材の厚みの総和とを異ならせていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の消音器。
- 前記消音部材の両端部には同消音部材を挟み込むように２つの挟持部材が配置され、それらの挟持部材は連結手段によって離間不能となるように連結されていることを特徴とする請求項４に記載の消音器。
- 前記低圧用流路と高圧用流路とはその上流側の一部が共通化されており、前記両流路が共通化されている部分を除く高圧用流路上には絞り通路が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の消音器。
- 圧縮気体が通る第１気体通路と第２気体通路上に乾燥剤収容筒をそれぞれ配置し、それら気体通路を交互に切り換える切換弁を設け、この切換弁の切り換えにより一方の乾燥剤収容筒で圧縮気体の乾燥をさせつつ、他方の乾燥剤収容筒で乾燥剤の再生を行う除湿装置において、
前記気体通路に接続される排気通路の排気口に請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の消音器を設けたことを特徴とする除湿装置。 - 圧縮気体導入口から消音室内に導入される圧縮気体を、通気性を有する消音部材を介して排気させることにより圧縮気体の消音を行うようにした圧縮気体の消音方法において、
上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、
該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、これら高圧用流路と低圧用流路とを前記消音室内の圧力に応じて切り換えるようにしたことを特徴とする圧縮気体の消音方法。 - 圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、
前記消音部材は、筒状に形成され、その筒状の厚みを異ならせて肉厚部及び肉薄部を設け、
所定の条件に基づいて、前記肉厚部を通過する高圧用流路と、前記肉薄部を通過する低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
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