JP4567851B2 - サイレンサー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はサイレンサーに係り、特に、真空発生器等の空気噴出源から噴出される空気の騒音を低減させるサイレンサーに関する。
【0002】
【従来の技術】
図5には、従来のサイレンサー100と真空発生器110が示されている。この真空発生器110は、圧縮空気等の圧力流体を供給して真空を得るエゼクタ式真空発生器であり、圧力流体が供給される圧力流体供給ポート112と圧力流体を排出する排気ポート114、及び、真空を得る真空ポート116を備えている。圧力流体供給ポート112と排気ポート114との間にはディフューザー118が配設されており、このディフューザー118内へノズル(図示省略)から圧力流体を噴射することにより、ノズルの噴射口近傍に配置された真空ポート116に負圧を発生するようになっている。
【0003】
このとき、排気ポート114では空気が急激に大気へ放出されるため騒音を発生することになるが、排気ポート114側に取付けられるサイレンサー100によって騒音が抑えられるよう構成されている。
【0004】
サイレンサー100は、図6に示すように、有底で箱状のケース120を備えており、ケース120の開口側端部には真空発生器110との間にガスケット121を介在させ固定ピンPにより抜け止めがなされて取付けられている。ケース120の内部空間は、ケース120に一体的に形成された隔壁122によって第1消音室124と第2消音室126とに分割されており、両消音室は隔壁122に穿設された矩形断面の連通孔128によって連通されている。
【0005】
第1消音室124には、円筒状に形成された消音材130が内装されており、サイレンサー100を真空発生器110に取付けると、消音材130の内部通路132がガスケット121の円形孔133を介し排気ポート114に連通されて、排気ポート114から噴出される空気(排気)を消音材130の内部に導入するようになっている。そしてこの空気は、消音材130を通過した後に第1消音室124から矩形孔128を通り抜けて第2消音室126に流入する。
【0006】
第2消音室126には内筒134が配置されており、第2消音室126の上下各内壁面と内筒134の外周面との間に流路を形成して空気の流れを二分するようになっている。この各流路は、内筒134の外周面に巻き付けられた板状の消音材136によって塞がれている(図6(B)参照)。また、第2消音室126の側壁及び上下壁側端部には、外部と連通する矩形の排気口138A、138B、138Cが穿設されている。
【0007】
これにより、第2消音室126に流入した空気は内筒134の回りを二手に分かれて消音材136に導入され、消音材136の内部を通過して排気口138A、138B、138Cから外部へと排出される。
【0008】
このように、真空発生器110の排気ポート114から噴出される空気は、サイレンサー100の第1消音室124及び第2消音室126を通過する際に消音材130及び消音材136によりエネルギが吸収されて消音されることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のサイレンサー100では、隔壁122や連通孔128を設けたケース120の形状が複雑であるため、加工性が悪く、高価なものとなっていた。
【0010】
本発明は上記事実を考慮して、消音効果を低下させることなく構造を簡単にしてコストを抑えたサイレンサーを提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1態様に係るサイレンサーは、空気噴出源に取付けられ、前記空気が流入する流入口が設けられた本体と、前記本体に設けられ、前記流入口から流入した空気が導入される筒部と、前記本体に取付けられて閉塞空間を構成し、前記筒部を通過した空気を排出する排出口を備えたケースと、前記閉塞空間に収納され、前記筒部に挿入される導入通路と、前記導入通路との間に隔壁をなして前記導入通路と平行に配置され前記隔壁を通過した空気を前記排出口へ案内する排出通路と、を備えた消音部材と、を有することを特徴としている。
【0012】
第1態様に記載の発明では、空気噴出源から噴出される空気は、サイレンサー本体の流入口から流入し、筒部に導かれて消音部材の導入通路へと排出される。さらにこの空気は、導入通路から消音部材の内部へと導かれて消音部材により構成される隔壁を通過し、エネルギが吸収されて排出通路へと排出され、そのまま排出口から排気される。
【0013】
このように、空気の流路を構成する導入通路と排出通路を消音部材に設け、それら両通路間を消音部材の隔壁によって仕切る構造であるため、従来のようにケース内部に隔壁を設けて消音室を分割し、連通口によって連通させる必要がなくなり、ケースの加工性が良好となってサイレンサーを安価に作製することができる。さらに、消音部材をケースに収納する組み付け作業も容易となる。
【0014】
本発明の第2態様に係るサイレンサーは、第1態様に記載のサイレンサーにおいて、前記消音部材は、微細気孔構造の多孔質体で形成され、且つ、前記導入通路を設けた第1消音材と、前記第1消音材よりも前記微細気孔の平均径が小さくされるとともに前記排出通路を設けた第2消音材と、で構成されていることを特徴としている。
【0015】
第2態様に記載の発明では、消音部材を、例えばPVF(ポリビニルホルマール)やスポンジ等の消音効果を有する微細気孔構造の多孔質体で形成するとともに、導入通路を設けた第1消音材と排出通路を設けた第2消音材とで構成する。しかも、第2消音材は微細気孔の平均径が第1消音材よりも小さい多孔質体とする。
【0016】
これにより、導入通路から第1消音材の内部に導入する空気の流れを悪化させることなく、第2消音材によってより大きなエネルギ吸収作用を得ることが可能となり、消音効果を向上することができる。
本発明の第3態様に係るサイレンサーは、第1態様又は第2態様に記載のサイレンサーにおいて、前記筒部の外周壁と前記導入通路の内壁との間に空隙が形成されていることを特徴としている。
【0017】
本発明の第4態様に係るサイレンサーは、第1態様又は第2態様記載のサイレンサーにおいて、前記筒部の空気流出側と前記ケースとの間に緩衝材が配置されていることを特徴としている。
【0018】
第4態様に記載の発明では、例えば羊毛フェルト等の緩衝材を筒部の空気流出側とケースとの間に配置することで、筒部から噴出されてケースに衝突する空気のエネルギが緩衝材によって吸収され、騒音レベルの増加が抑制される。
【0019】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1及び図2には、本発明の第1の実施形態に係るサイレンサー10と、従来の真空発生器110が示されている。
【0020】
サイレンサー10は、真空発生器110の排気ポート114が設けられた取付面110Aに取付けられる略直方体形状の本体12と、本体12に取付けられる有底で内部を空洞とした箱状のケース14とを備えている。真空発生器110と本体12との間には、従来と同様、ガスケット16を介在させ、略U字形状の固定ピンPを真空発生器110の長穴111と本体12の長穴18とに跨って挿入することで位置決め及び抜け止めし取付ける構造である。
【0021】
本体12の一側端寄り(真空発生器110の排気ポート114側)には、真空発生器110への取付状態で排気ポート114に挿入される円筒形状の連結部20と、連結部20と内部が連通して反対方向に延出する円筒形状の筒部22が突設されている。連結部20の開口部となる流入口24にはディフューザー118の排出口側の端部が内挿され、排出される空気が連結部20から流入して筒部22へと導かれるようにされている。なお、連結部20の先端縁にはOリング26が嵌挿されて排気ポート114との間をシールしている。
【0022】
本体12の筒部22が設けられた外側面の周縁は段部28とされており、ケース14は、開口30の周縁を段部28に嵌合させて本体12に取付けられる構造である。開口30と対向するケース14の後端壁32の他側端寄りには、円形の排気口34が穿設されている。またケース14の内部空間には、羊毛フェルト製の緩衝材36が後端壁32側に配設され、さらに、微細気孔構造のPVFで形成された消音材38、40が充填されるようになっている。
【0023】
緩衝材36は、外形が矩形の薄板状で後端壁32の内壁面とほぼ同じ大きさとされ、排気口34との対応位置に、排気口34と同じ大きさの円形の開口42が穿設されている。
【0024】
消音材38は、微細気孔の平均径が300μmのPVF素材で作製されており、消音材40は、微細気孔の平均径が消音材38よりも小さい60μmのPVF素材により作製されている。これら消音材38、40は、同じ大きさの直方体形状とされ、長手方向の軸心に沿って貫通する断面円形の通路44、46が形成されており、図示のように通路44、46の向きを揃え隣接させてケース14に収納すると、消音材40の通路46は緩衝材36の開口42を介してケース14の排気口34に連通されるとともに、消音材38、40の外側面がケース14の内壁面に密接するようにされている(図2参照)。
【0025】
また、消音材38、40を収納したケース14を本体12に取付けると、消音材38の通路44が本体12の筒部22に挿入されて通路44と筒部22との間に空隙48を形成するようになっている。
【0026】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【0027】
真空発生器110の圧力流体供給ポート112に配管したエアコンプレッサー等から圧縮空気を供給すると、圧縮空気はノズル140から噴出され、ディフューザー118へと流入する。さらに圧縮空気は、そのままディフューザー118内を通って排気ポート114からサイレンサー10へと噴出され、このときの圧力降下により、真空ポート116に接続された配管内が負圧となって配管の先に接続された真空機器に作用する。
【0028】
排気ポート114から噴出されサイレンサー10へと流入した空気は、図3の矢印で模式的に示すように、本体12の筒部22内を通過してケース14の後端壁32側に噴出される。ここで、噴出された空気のケース14への衝突エネルギは緩衝材36によって緩和されるため、騒音が抑制される。
【0029】
さらに空気は、そのまま空隙48に流れ込んで消音材38の内部へと導入され、消音材38の内部を行渡って消音材40に入り込み、消音材40の内部を巡って通路46へと排出される。このとき、空気のエネルギは、主に、消音材38の通路44と消音材40の通路46との間に形成された隔壁50によって吸収されて騒音が低減される。
【0030】
そして通路46へと排出された空気は、ケース14の排気口34から外部へと排気される。
【0031】
以上説明したように、本実施形態に係るサイレンサー10では、真空発生器110に取付けられ空気が流入する流入口24が設けられた本体12と、本体12に設けられて流入口24から流入した空気が導入される筒部22と、本体12に取付けられて閉塞空間を構成し筒部22を通過した空気を排出する排気口34を備えたケース14と、ケース14の閉塞空間に収納されて筒部22に挿入される通路44を備えた消音材38と、ケース14の閉塞空間に収納されて通路44との間に隔壁50をなし排気口34に連通する通路46を備えた消音材40と、を有することで、従来のようにケース内部に隔壁や連通口を設けなくとも騒音を低減することができ、ケース14の加工性が良好となって安価に作製できる。
【0032】
また本実施の形態では、消音部材を多孔質体として、空気を導入する通路44を設けた消音材38と、空気を排出する通路46を設けるとともに細気孔の平均径を消音材38よりも小さくした消音材40とで構成したことにより、通路44から消音材38の内部に導入する空気の流れを悪化させることなく、消音材40によってより大きなエネルギ吸収作用を得ることができ、消音効果が向上する。
【0033】
さらに本実施の形態では、緩衝材36を筒部22の空気流出側とケース14との間に配置したことで、筒部22から噴出されてケース14に衝突する空気のエネルギが緩衝材36によって吸収され、騒音レベルの増加が抑制される。
【0034】
なお、消音材38、40の微細気孔の平均径は、本実施形態の組み合わせに限定されるものではなく、騒音レベルやサイレンサーのサイズ等に応じて適宜変更できる。また、本体12及びケース14の形状についても本実施形態に限らず、それらの組み合わせにより消音材38、40や緩衝材36を収納する閉塞空間が構成できればよいため、例えば、本体を箱状とし蓋状のケースで本体の開口部を塞ぐ構造としてもよい。
【0035】
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略する。
【0036】
図4には、本発明の第2の実施形態に係るサイレンサー60と真空発生器110が示されている。ここでは、ケース14に収納される消音材62を、微細気孔の平均径が100〜200μm程度のPVF素材を用いて作製し、筒部22に挿入される通路44と排気口34に連通する通路46とを備えた一体構造とされている。
【0037】
消音材をこのように構成しても、第1の実施形態と同様、主に消音材62の隔壁50によって噴射される空気のエネルギを吸収することができ、消音効果を損なうことなくサイレンサー60の構造が簡単にできる。さらに、消音材62をケース14に収納する組み付け作業も容易となる。
【0038】
【発明の効果】
本発明のサイレンサーは上記構成としたので、消音効果が低下することなく構造を簡単にすることができ、コストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るサイレンサーの分解状態と従来の真空発生器を示した斜視図である。
【図2】図1のサイレンサー及び真空発生器の平断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係るサイレンサー内の空気の流れを説明する図で、(A)が平断面図であり、(B)が(A)のB−B線断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係るサイレンサーの分解状態と従来の真空発生器を示した斜視図である。
【図5】従来のサイレンサーの一部を破断した状態と真空発生器を示した斜視図である。
【図6】従来のサイレンサー内の空気の流れを説明する図で、(A)が平断面図であり、(B)が(A)のB−B線断面図である。
【符号の説明】
10、60 サイレンサー
12 本体
14 ケース
22 筒部
24 流入口
34 排気口
36 緩衝材
38 消音材(第1消音材)
40 消音材(第2消音材)
44 通路(導入通路)
46 通路(排出通路)
50 隔壁
62 消音材(消音部材)
110 真空発生器(空気噴出源)
Claims (4)
- 空気噴出源に取付けられ、前記空気が流入する流入口が設けられた本体と、
前記本体に設けられ、前記流入口から流入した空気が導入される筒部と、
前記本体に取付けられて閉塞空間を構成し、前記筒部を通過した空気を排出する排出口を備えたケースと、
前記閉塞空間に収納され、前記筒部に挿入される導入通路と、前記導入通路との間に隔壁をなして前記導入通路と平行に配置され前記隔壁を通過した空気を前記排出口へ案内する排出通路と、を備えた消音部材と、
を有することを特徴とするサイレンサー。 - 前記消音部材は、微細気孔構造の多孔質体で形成され、且つ、前記導入通路を設けた第1消音材と、前記第1消音材よりも前記微細気孔の平均径が小さくされるとともに前記排出通路を設けた第2消音材と、で構成されていることを特徴とする請求項1記載のサイレンサー。
- 前記筒部の外周壁と前記導入通路の内壁との間に空隙が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のサイレンサー。
- 前記筒部の空気流出口と前記ケースとの間に緩衝材が配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか1項記載のサイレンサー。
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