JP6153752B2 - 排気音抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気排出機器の排気を抑制する排気音抑制装置に関する。

トラック、バス、建機等の車両は、エンジンと直結したコンプレッサから送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。この圧縮空気には、大気中に含まれる水分やコンプレッサ内を潤滑する油分が含まれている。この水分や油分を含む圧縮空気が各システム内に侵入すると、錆やゴム部材（Ｏリング等）の膨潤を招き作動不良の原因となる。このため、エア系統のコンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分や油分を除去するためのエアドライヤが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

エアドライヤ内には、フィルタ、シリカゲルやゼオライト等の乾燥剤が設けられている。そして、エアドライヤは、水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた水分を取り除き外部に放出する再生作用とを行う。

特開平１０−２９６０３８号公報

ところで、乾燥剤の再生時にエアドライヤから放出される空気には水分とともに油分も含まれるため、環境負荷を考慮してエア系統のコンプレッサの下流にオイルセパレータを設けることが考えられている。このオイルセパレータは、油分を含んだ空気が衝突する衝突材を筐体内に設け、油分を分離して回収し、油分を除去した清浄エアを排出する装置である。

また、エアドライヤが設けられるトラック、バス、建機等の車両には、圧縮空気を排出するエアブレーキやエアサスペンション等の圧縮空気排出機器が設けられている。圧縮空気排出機器から圧縮空気が排出される際には排気音が発生するので、サイレンサ等の消音装置を設置して、騒音とならないよう配慮している。このため、排気音を低減するために構成が増加する傾向にあるので、簡単な構成で排気音を抑制できる排気音抑制装置が求められていた。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で排気音を抑制できる排気音抑制装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する排気音抑制装置は、エアドライヤから筐体内に流入したパージエアを衝突材に衝突させることで油分を分離して油分を含むドレンを回収し、清浄エアを排出するオイルセパレータと、圧縮空気を排出する前記エアドライヤとは異なる圧縮空気排出機器から圧縮空気が排出される出口と前記オイルセパレータの入口とを接続する接続管と、を備えたことをその要旨としている。

同構成によれば、エアドライヤから排出されるパージエアから油分を分離して清浄エアを排出するオイルセパレータを備えた車両において、このオイルセパレータの入口と圧縮空気排出機器の出口と接続する接続管を備えた。このため、圧縮空気排出機器から排出される圧縮空気は大気に直接排出されず、オイルセパレータ内に導入されるので、圧縮空気が衝突材に衝突することで消音されて排気音の発生が抑制される。よって、簡単な構成で排気音を抑制できる。

上記排気音抑制装置について、複数の前記接続管が接続される集合部材を備え、前記集合部材は、複数の前記圧縮空気排出機器からの排気を集合させて前記オイルセパレータ内に導入することが好ましい。

同構成によれば、オイルセパレータの前段に集合部材を備えた。このため、複数の圧縮空気排出機器からの排気を集合させることで、オイルセパレータ内に導入される圧縮空気の量を安定させることができ、油分の分離と消音を効率良くできる。

上記排気音抑制装置について、前記オイルセパレータに前記集合部材を一体に設けることが好ましい。
同構成によれば、オイルセパレータに集合部材を一体に設けた。このため、集合部材を別途設けるよりも設置空間を小さくできる。

本発明によれば、簡単な構成で排気音を抑制できる。

排気音抑制装置の概略構成を示すブロック図。 オイルセパレータの内部構造を示す断面図。

以下、図１を参照して、排気音抑制装置の一実施形態について説明する。ここでは、車両として後輪が４輪設けられたトラックに排気音抑制装置を搭載する。
図１に示されるように、車両は、コンプレッサ１から送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。このため、エア系統のコンプレッサ１の下流には、圧縮空気中の油水分を除去し、乾燥空気をタンク４に提供するためのエアドライヤ２が設けられている。エアドライヤ２内には、乾燥剤が設けられている。そして、エアドライヤ２は、油水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた油水分を取り除き外部に放出する再生作用とを行う。

そこで、乾燥剤の再生時にエアドライヤ２から放出される空気（パージエア）には水分とともに油分も含まれるため、環境負荷を考慮してエアドライヤ２の排気系統にオイルセパレータ３を設ける。オイルセパレータ３は、エアドライヤ２を再生する際に排出されるパージエアから油水分を分離して回収する。

オイルセパレータ３は、油水分を含んだ空気が衝突する複数の衝突材を筐体内に設けた衝突方式である。この衝突方式のオイルセパレータ３は、油水分を含んだ空気を衝突材に衝突させて気液分離を行うことで油分を回収し、清浄エアを排出する。

車両には、車両を制動するブレーキシステム１０が設けられている。ブレーキシステム１０は、運転席に設置されたブレーキペダル５の操作に基づいて空気圧を利用して車両を制動する。車両は、各車輪に設けられたブレーキドラムのブレーキシューをブレーキチャンバー１４〜１９が駆動することで制動される。左側の前輪には、第１フロントブレーキチャンバー１４が設けられている。右側の前輪には、第２フロントブレーキチャンバー１５が設けられている。左前側の後輪には、第１リアブレーキチャンバー１６が設けられている。右前側の後輪には、第２リアブレーキチャンバー１７が設けられている。左後側の後輪には、第３リアブレーキチャンバー１８が設けられている。右後側の後輪には、第４リアブレーキチャンバー１９が設けられている。

ブレーキペダル５には、ブレーキペダル５の踏力に応じた圧縮空気を送出するブレーキバルブ１１が設けられている。ブレーキバルブ１１には、フロントリレーバルブ１２と、リアリレーバルブ１３とが接続されている。ブレーキバルブ１１は、ブレーキバルブ１１において不要になった圧縮空気を排出する。フロントリレーバルブ１２には、第１フロントブレーキチャンバー１４と、第２フロントブレーキチャンバー１５とが接続されている。フロントリレーバルブ１２は、フロントブレーキチャンバー１４，１５において不要になった圧縮空気を排出する。また、リアリレーバルブ１３には、リアブレーキチャンバー１６〜１９が接続されている。リアリレーバルブ１３は、リアブレーキチャンバー１６〜１９において不要になった圧縮空気を排出する。なお、ブレーキバルブ１１、フロントリレーバルブ１２、及びリレーバルブ１３が圧縮空気排出機器に相当する。フロントリレーバルブ１２は、クイックリリースバルブを用いてもよい。

車両には、圧縮空気排出機器から排気が放出される際の排気音の発生を抑制する排気音抑制装置２０が搭載されている。排気音抑制装置２０は、オイルセパレータ３と、オイルセパレータ３と圧縮空気排出機器とを接続する複数の接続管２１，２２，２３，２４とから構成される。

オイルセパレータ３には、集合部材３０が一体に設けられている。集合部材３０は、複数の接続管２１，２２，２３，２４が接続されて、複数の接続管２１，２２，２３，２４から流入した圧縮空気を集合させてオイルセパレータ３の筐体内に導入する。オイルセパレータ３は、集合部材３０から導入された圧縮空気を衝突材に衝突させることで、消音されて排気音の発生が抑制される。また、各圧縮空気排出機器において排気音を抑制するサイレンサ等を設置しなくても済むので、圧縮空気排出機器を小型化できる。

エアドライヤ２のパージエア排出口２ａと集合部材３０とは、第１接続管２１によって接続されている。よって、エアドライヤ２のパージエアは、第１接続管２１を介して集合部材３０に流入される。ブレーキバルブ１１の出口１１ａと集合部材３０とは、第２接続管２２によって接続されている。よって、ブレーキバルブ１１の排気は、第２接続管２２を介して集合部材３０に流入される。フロントリレーバルブ１２の出口１２ａと集合部材３０とは、第３接続管２３によって接続されている。よって、フロントリレーバルブ１２の排気は、第３接続管２３を介して集合部材３０に流入される。リアリレーバルブ１３の出口１３ａと集合部材３０とは、第４接続管２４によって接続されている。よって、リアリレーバルブ１３の排気は、第４接続管２４を介して集合部材３０に流入される。

図２に示されるように、オイルセパレータ３は、鉛直方向に延出した有底円筒状の筐体としてのケース３１と、当該ケースの開口部を閉蓋する蓋３２とを備えている。ケース３１の底部３１ａには、溜まったドレンを排出するためのドレン排出口３３が設けられている。ドレン排出口３３には、ドレンを取り出す際に使用するドレンホース３４が接続されている。

蓋３２は、複数の排気を集合させる集合部材３０を兼ねている。蓋３２には、複数の導入口３６，３７，３８，３９が形成されている。第１導入口３６には、第１接続管２１が接続されている。第２導入口３７には、第２接続管２２が接続されている。第３導入口３８には、第３接続管２３が接続されている。第４導入口３９には、第４接続管２４が接続されている。

また、オイルセパレータ３の排出口４０には、水平方向から鉛直下方へ曲がった接続部材４１を介して排出ホース４２が接続されている。排出ホース４２の先端開口部は、ケース３１側が短く斜めに形成されている。排出ホース４２からの清浄エアの排出を容易にしながら、防水性を高めている。

蓋３２の内部空間は、導入口３６，３７，３８，３９から導入された排気を膨張させる第１膨張室４５として機能する。導入口３６，３７，３８，３９から導入された排気は、第１膨張室４５において集合される。第１膨張室４５によって圧縮空気の量を安定させることができる。蓋３２には、ケース３１内から排出口４０に連通する連通部３２ａが形成されている。

ケース３１と蓋３２との間には、ケース３１を閉蓋するとともに、蓋３２を閉蓋する円盤状のカバー４７が設けられている。カバー４７は、ケース３１と一緒に蓋３２にボルト３５によって締結されている。すなわち、蓋３２に設けられたフランジ部３２ｂに形成されたねじ穴にボルト３５が締結される。また、ケース３１に設けられたフランジ部３１ｂに形成された貫通孔にボルト３５の螺子部が貫通される。カバー４７には、ボルト３５のねじ部が貫通する貫通孔が形成されている。よって、ケース３１のフランジ部３１ｂの貫通孔とカバー４７のフランジ部４７ａの貫通孔とにボルト３５のねじ部を貫通して、蓋３２のフランジ部３２ｂのねじ穴にボルト３５を螺着することで、蓋３２とカバー４７とケース３１とが締結されている。カバー４７には、ケース３１内から排出口４０へ連通する連通孔４７ｃが形成されている。

また、蓋３２とカバー４７とによって形成された空間が第１膨張室４５として機能する。カバー４７には、スポンジ等のウレタンフォーム５０を収容する鉛直上方が閉じた有底円筒状の収容部材４８がボルト３５によって固定されている。なお、ウレタンフォーム５０が衝突材として機能する。収容部材４８の上端縁部と下端縁部とには、フランジ部４８ａとフランジ部４８ｂとが形成されている。収容部材４８の上端縁部に形成されたフランジ部４８ａにボルト３５が貫通されて、収容部材４８がカバー４７に締結されている。カバー４７と収容部材４８の上面とによって形成された空間が第２膨張室５１として機能する。カバー４７には、第１膨張室４５と第２膨張室５１とを連通する複数の貫通孔４７ｂが形成されている。収容部材４８の上底部４９の中央部分には、複数の貫通孔４９ａが形成されている。カバー４７の貫通孔４７ｂと収容部材４８の上底部４９の貫通孔４９ａとは対向しない位置に形成されている。収容部材４８の側面の下端部側には、複数の貫通孔４８ｃが径方向に間隔をおいて形成されている。

収容部材４８の下端縁部に形成されたフランジ部４８ｂには、収容したウレタンフォーム５０を支持する円盤状の支持蓋５２がねじ５３によって固定されている。支持蓋５２は、ケース３１の内径とほぼ同径に形成されている。なお、収容部材４８の上底部４９と支持蓋５２とによって形成された空間が第３膨張室５９として機能する。支持蓋５２には、ウレタンフォーム５０によって除去された油水分を落下させる複数の貫通孔５２ａが形成されている。よって、ケース３１内の下部がドレン溜め部５４として機能する。

次に、前述のように構成された排気音抑制装置２０の作用について説明する。
図１に示されるように、コンプレッサ１から圧縮空気がエアドライヤ２に供給されると、エアドライヤ２を通過することで乾燥圧縮空気がタンク４に貯留される。エアドライヤ２において、乾燥剤を再生させる再生時に排出されるパージエアがパージエア排出口２ａから第１接続管２１を介して集合部材３０の第１導入口３６に導入される。

タンク４に貯留された乾燥圧縮空気は、ブレーキシステム１０のブレーキバルブ１１に供給される。ブレーキペダル５が操作されると、ブレーキペダル５の踏力に応じてブレーキバルブ１１から圧縮空気がフロントリレーバルブ１２に送出されるとともに、リアリレーバルブ１３に送出される。フロントリレーバルブ１２は、圧縮空気をフロントブレーキチャンバー１４，１５に送出する。リアリレーバルブ１３は、圧縮空気をリアブレーキチャンバー１６〜１９に送出する。ブレーキチャンバー１４〜１９は、制動圧力が供給されると、ブレーキドラムのブレーキシューを駆動して車両を制動する。

ブレーキペダル５の操作が解除されると、ブレーキバルブ１１に供給されていた圧縮空気がブレーキバルブ１１の出口１１ａから第２接続管２２を介して集合部材３０の第２導入口３７に導入される。また、フロントブレーキチャンバー１４，１５に供給されていた圧縮空気がフロントリレーバルブ１２の出口１２ａから第３接続管２３を介して集合部材３０の第３導入口３８に導入される。リアブレーキチャンバー１６〜１９に供給された圧縮空気がリアリレーバルブ１３の出口１３ａから第４接続管２４を介して集合部材３０の第４導入口３９に導入される。

図２に示されるように、集合部材３０に導入された空気は、集合されてケース３１内に流入され、第１膨張室４５内で膨張する。第１膨張室４５内で膨張した空気は、カバー４７に形成された貫通孔４７ｂから第２膨張室５１に進入する。第２膨張室５１内で膨張した空気は、収容部材４８の上底部４９の貫通孔４９ａから収容部材４８内に進入し、ウレタンフォーム５０に衝突した油水分が空気から分離される。このとき、流入した空気がウレタンフォーム５０に衝突することで、消音されて排気音の発生を抑制できる。

ウレタンフォーム５０によって捕獲された水分と油分とを含むドレンは、ウレタンフォーム５０内を伝って支持蓋５２の上面に達し、支持蓋５２の貫通孔５２ａからドレン溜め部５４に落下して、ドレン溜め部５４に溜まる。ドレン溜め部５４内に溜まったドレンは、ドレン排出口３３からドレンホース３４内に進入する。また、ドレンホース３４内に溜まったドレンの量を確認することで、ドレン溜め部５４内に溜まったドレンの量を把握することができ、ドレンの量が上限に近くなったら、ドレン溜め部５４からドレンホース３４を介して排出する。

一方、収容部材４８の上底部４９の貫通孔４９ａから収容部材４８内に進入して油水分が分離された空気は、収容部材４８の側面の貫通孔４８ｃからケース３１内に進入する。ケース３１内に進入した空気は、カバー４７の連通孔４７ｃと蓋３２の連通部３２ａとを通過して排出口４０から排出される。よって、ケース３１内に進入した空気は、ドレン溜め部５４のドレンにほとんど触れることなく、排出口４０から排出される。排出口４０から排出される空気は、油分を含まない清浄エアとなっている。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）エアドライヤ２から排出されるパージエアから油分を分離して清浄エアを排出するオイルセパレータ３を備えた車両において、このオイルセパレータ３の導入口３６，３７，３８，３９と圧縮空気排出機器の出口２ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａと接続する接続管２１，２２，２３，２４を備えた。このため、圧縮空気排出機器から排出される圧縮空気は大気に直接排出されず、オイルセパレータ３内に導入されるので、圧縮空気がウレタンフォーム５０に衝突することで消音されて排気音が発生しない。よって、簡単な構成で排気音を抑制できる。

（２）オイルセパレータ３の前段に集合部材３０を備えた。このため、複数の圧縮空気排出機器からの排気を集合させることで、オイルセパレータ３内に導入される圧縮空気の量を安定させることができ、油分の分離と消音を効率良くできる。

（３）オイルセパレータ３に集合部材３０を一体に設けた。このため、集合部材３０を別途設けるよりも設置空間を小さくできる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。

・上記実施形態では、蓋３２に集合部材３０を一体に設けたが、集合部材３０を蓋３２の前段に別体として設けてもよい。このようにすれば、オイルセパレータ３の蓋３２を変更せずに使用することができる。

・上記実施形態では、集合部材３０の構成を省略してもよい。例えば、一本の接続管の途中に接続してもよい。
・上記実施形態では、第１膨張室４５と第２膨張室５１と第３膨張室５９をオイルセパレータ３に設けたが、第１膨張室４５と第２膨張室５１と第３膨張室５９の少なくとも１つにしてもよい。

・上記実施形態では、ドレンホース３４に目盛りを設けてもよい。
・上記実施形態では、ウレタンフォーム５０の上流や下流、膨張室４５，５１内に不織布フィルタ等の部材を配置してもよい。このようにすれば、オイル成分の除去率を向上させることができる。さらに、不織布フィルタ等の部材に静電気を帯びさせてもよい。このようにすれば、オイル成分の除去率を更に向上させることができる。

・上記実施形態では、衝突材としてウレタンフォーム５０を採用したが、クラッシュドアルミ等の他の部材を採用してもよい。
・上記実施形態において、ドレン溜め部５４に溜まったドレンを加熱して、水分を蒸発させるためのヒータを設置してもよい。ヒータは、図示しないサーモスタットによって加熱を制御する。ヒータは、ケース３１を加熱しても、ドレン溜め部５４に溜められたドレン自体を直接加熱してもよい。ヒータの数量は必要に応じて変更可能である。

１…コンプレッサ、２…圧縮空気排出機器としてのエアドライヤ、２ａ…パージエア排出口、３…オイルセパレータ、４…タンク、５…ブレーキペダル、１０…ブレーキシステム、１１…圧縮空気排出機器としてのブレーキバルブ、１１ａ…出口、１２…圧縮空気排出機器としてのフロントリレーバルブ、１２ａ…出口、１３…圧縮空気排出機器としてのリアリレーバルブ、１３ａ…出口、１４…第１フロントブレーキチャンバー、１５…第２フロントブレーキチャンバー、１６…第１リアブレーキチャンバー、１７…第２リアブレーキチャンバー、１８…第３リアブレーキチャンバー、１９…第４リアブレーキチャンバー、２０…排気音抑制装置、２１…第１接続管、２２…第２接続管、２３…第３接続管、２４…第４接続管、３０…集合部材、３１…筐体としてのケース、３１ａ…底部、３１ｂ…フランジ部、３２…蓋、３２ａ…連通部、３２ｂ…フランジ部、３３…ドレン排出口、３４…ドレンホース、３５…ボルト、３６…第１導入口、３７…第２導入口、３８…第３導入口、３９…第４導入口、４０…排出口、４１…接続部材、４２…排出ホース、４５…第１膨張室、４７…カバー、４７ａ…フランジ部、４７ｂ…貫通孔、４７ｃ…連通孔、４８…収容部材、４８ａ…フランジ部、４８ｂ…フランジ部、４８ｃ…貫通孔、４９…上底部、４９ａ…貫通孔、５０…衝突材としてのウレタンフォーム、５１…第２膨張室、５２…支持蓋、５２ａ…貫通孔、５３…ねじ、５４…ドレン溜め部、５９…第３膨張室。

Claims (3)

1. エアドライヤから筐体内に流入したパージエアを衝突材に衝突させることで油分を分離して油分を含むドレンを回収し、清浄エアを排出するオイルセパレータと、
   圧縮空気を排出する前記エアドライヤとは異なる圧縮空気排出機器から圧縮空気が排出される出口と前記オイルセパレータの入口とを接続する接続管と、を備えた
   ことを特徴とする排気音抑制装置。
2. 請求項１に記載の排気音抑制装置において、
   複数の前記接続管が接続される集合部材を備え、
   前記集合部材は、複数の前記圧縮空気排出機器からの排気を集合させて前記オイルセパレータ内に導入する
   ことを特徴とする排気音抑制装置。
3. 請求項２に記載の排気音抑制装置において、
   前記オイルセパレータに前記集合部材を一体に設ける
   ことを特徴とする排気音抑制装置。

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