JPH08303226A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化を伴うことなく消音効果の向上及び低
コスト化を達成できる消音器を提供する。 【構成】 微細な連続気孔を有する中空状焼結体からな
る消音材２の一部に、空気圧機器に接続されうる円筒状
の開口突部４を一体的に設ける。その開口突部４の外壁
面に、接続用係止構造としての雄のねじ山６を一体的に
設ける。消音材２、開口突部４及び雄のねじ山６は、樹
脂粉末中に無機繊維を分散させてなる成形体Ｍ1 を焼結
することによって得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気圧機器が発生する
騒音を軽減するための消音器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種産業ロボット等を構成するア
クチュエータとして、エアシリンダ等の空気圧機器が利
用されている。ところで、エアシリンダの駆動用流体で
ある加圧空気がエアシリンダから直接空気中に放出され
ると、大きな騒音が発生することにより、周囲の作業環
境を悪化させるおそれがある。このため、エアシリンダ
には、消音器を介して加圧空気を排出させる、という騒
音低減対策が講じられることが多い。

【０００３】この種の消音器としては、例えば実公平７
−８８０６号公報に開示されたものが従来より知られて
いる。開示された消音器は、空気圧機器への接続口を開
設したケースと、そのケース内に設けられた消音材とか
らなる。前記ケースは複数の排気口を有しており、熱可
塑性合成樹脂により形成されている。一方、前記消音材
は、微細な通気孔を有する中空有底状の粉末焼結体で構
成されている。このような消音器を製造する場合、ま
ず、金属粉末または樹脂粉末を焼結させることにより、
あらかじめ消音材が成形される必要がある。この後、消
音材はケース成形用の成形型内に配置される。そして、
この状態で溶融した熱可塑性合成樹脂を成形型内に射ち
出す。その結果、ケースが消音材を包囲した状態で、同
ケースが消音材に一体的に固着するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、消音器の消
音効果は、一般的に消音材の外径が大きくなる（換言す
ると消音材が肉厚になる）ほど高くなることが知られて
いる。しかし、従来の消音器の場合、ケースが消音材を
包囲する構成であるため、その分だけ消音材が肉薄にな
りやすい。従って、消音効果の向上のために消音材を肉
厚にしようとすると、消音器が大型化するという欠点が
ある。勿論、消音器の小型化を優先すると、消音効果の
向上を図ることができなくなる。また、上記の構成であ
ると、外部へ流出しようとする空気がケースによって部
分的に遮られるため、消音のための有効断面積を大きく
確保できないという欠点もある。

【０００５】さらに、この消音器を製造するためには、
少なくとも２回の成形工程を経る必要があり、しかも性
質の異なる複数種の材料を使用する必要がある。従っ
て、これよりも製造に手間のかからず、より低コストな
消音器の登場が望まれている。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、大型化を伴うことなく消音
効果の向上及び低コスト化を達成することができる消音
器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、微細な連続気孔を有
する中空状焼結体からなる消音材の一部に空気圧機器に
接続されうる開口突部を一体的に設け、その開口突部の
外壁面に接続用係止構造を一体的に設けた消音器をその
要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記開口突部は円筒状でありかつ接続用係止構造
は雄のねじ山であることをその要旨とする。請求項３に
記載の発明では、請求項１または２において、前記消音
材、開口突部及び接続用係止構造は、樹脂粉末中に無機
繊維を添加してなる成形体を焼結することによって得ら
れることをその要旨とする。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記開口突部及び接続用係止構造の形成に使用され
る樹脂粉末の平均粒径は、前記消音材の形成に使用され
る樹脂粉末の平均粒径に比べて小さいことをその要旨と
する。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項３また
は４において、前記樹脂粉末はポリプロピレン及びポリ
エチレンの混合物であり、前記無機繊維はガラスファイ
バーであることをその要旨とする。

【００１１】

【作用】請求項１〜５に記載の発明によると、開口突部
に設けられた接続用係止構造が空気圧機器側に係止する
ことによって、消音器が空気圧機器側に接続される。接
続された消音器の消音材の内部には、開口突部を介して
加圧空気が流入する。消音材はケースによって包囲され
ていないため、消音材の内部に流入した空気は、消音材
のほぼ全周面から外部へと放出される。また、ケースが
ない分だけ消音材には大きな有効断面積が確保される。

【００１２】請求項２に記載の発明によると、接続用係
止構造が雄のねじ山であるため、空気圧機器の雌ねじ孔
に対して開口突部を螺合することによって、空気圧機器
側に開口突部が係止される。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、樹脂粉末
中に添加された無機繊維が機械的強度及び消音効果を向
上させる。請求項４に記載の発明によると、消音材に比
較して高い機械的強度が開口突部に確保される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に基づき詳細に説明する。図１，図２に示されるよ
うに、本実施例の消音器１を構成する消音材２は、微細
な連続気孔を有する中空状の樹脂粉末焼結体からなる。
この消音材２は全体として略円筒状を呈しており、その
一方の端面は底部３になっている。消音材２の内側の領
域は、エアシリンダ等の空気圧機器側から排出される加
圧空気が流入する内部空間Ｓ1 となっている。消音材２
の他方の端面には、空気圧機器側に接続されうる円筒状
の開口突部４が一体に設けられている。開口突部４の外
径は、消音材２の外径よりも若干小さくなっている。前
記消音材２の内部空間Ｓ1 は、開口突部４の連通口５を
介して外部領域と連通している。また、開口突部４の外
壁面には、空気圧機器との接続を図る際の接続用係止構
造として、雄のねじ山６が一体的に設けられている。

【００１５】消音材２、開口突部４及び雄のねじ山６を
備えるこの消音器１は、樹脂粉末中に無機繊維を添加さ
せてなる材料を用いて成形された成形体Ｍ1 を焼成する
ことによって得られる。本実施例では、前記樹脂粉末と
して粒径が１０μｍ〜２００μｍのポリプロピレン樹脂
の粉末と、同じく粒径が１０μｍ〜２００μｍのポリエ
チレン樹脂の粉末との混合物が使用されている。この混
合物において、ポリプロピレン樹脂の粉末及びポリエチ
レン樹脂は、ほぼ等量づつ存在している。なお、ポリプ
ロピレン樹脂には焼結体のヒケを低減させる作用がある
ことから、必要に応じてその配合率を増加させてもよ
い。また、無機繊維を添加することは、消音器１の機械
的強度の向上及び消音効果の向上につながる。

【００１６】開口突部４及び雄のねじ山６の形成に使用
される樹脂粉末の平均粒径は、前記範囲内において、消
音材２の形成に使用される樹脂粉末の平均粒径に比べて
小さくなるように設定されることが望ましい。平均粒径
が小さいと、得られる焼結体が相対的に緻密になり、そ
の分だけ当該部分の機械的強度が増すからである。つま
り、応力等が付加されやすい開口突部４及び雄のねじ山
６の部分には、消音材２よりも高い機械的強度が確保さ
れていることが望ましいからである。従って、開口突部
４及び雄のねじ山６の形成に使用される樹脂粉末の平均
粒径は、１０μｍ〜３０μｍ程度に設定されることがよ
い。一方、消音材２の形成に使用される樹脂粉末の平均
粒径は、それよりも大きく７０μｍ〜１００μｍ程度に
設定されることがよい。

【００１７】前記無機繊維としては、平均繊維長さが５
０μｍ〜１５０μｍのガラスファイバーが使用されてい
る。前記樹脂粉末の混合物に対するガラスファイバーの
添加量は、１０重量％〜２０重量％の範囲内であること
が好ましい。前記範囲内を逸脱すると、機械的強度及び
消音効果を充分に向上させることができなくなるおそれ
があるからである。

【００１８】次に、本実施例の消音器１を製造する手順
を図３に基づいて説明する。図３（ａ）には、この消音
器１を製造する際に使用される成形型７，７ａが示され
ている。相対的に大きな成形型７における成形空間Ｓ2
の下半分は開口突部４及び雄のねじ山６を形成するため
の第１の成形領域８となっており、上半分は消音材２を
形成するための第２の成形領域９となっている。成形空
間Ｓ2 の中央部には、内部空間Ｓ1 及び連通口５を形成
するために円柱状の中子１０が突設されている。また、
大きな成形型７の上部には、相対的に小さな成形型７ａ
が配置される（図３(c) 参照）。

【００１９】本実施例では、開口突部４及び雄のねじ山
６を形成するための第１の成形材料１１と、消音材２を
形成するための第２の成形材料１２とが使用される。両
成形材料１１，１２中に含まれている組成物の種類は等
しくなっている。ただし、両成形材料１１，１２中にお
ける樹脂粉末の平均粒径は若干異なっている。具体的に
は、第１の成形材料１１としては、平均粒径１０μｍの
ポリプロピレン樹脂の粉末及びポリエチレン樹脂の混合
物が使用されている。第２の成形材料１２としては、第
１の成形材料１１に含まれるポリプロピレン樹脂の平均
粒径を１００μｍに代えたものが使用されている。な
お、これらの混合物の双方には、平均繊維長さ６０μｍ
のガラスファイバーが１５重量％添加されている。

【００２０】図３（ｂ）に示されるように、まず最初
に、第１の成形領域８が満たされるまで第１の成形材料
１１を充填する。次いで、図３（ｃ）に示されるよう
に、第２の成形領域９が満たされるまで第２の成形材料
１２を充填する。次いで、成形型７の上部から成形材料
１１，１２に圧力を加えることによって、前記成形材料
１１，１２を所定形状に保持させる。このようにして得
られた成形体Ｍ1 を成形型７，７ａ内に装入したままの
状態で加熱・加圧することによって、成形体Ｍ1 の焼成
を行う。その際、成形型７ａに接している部分（即ち、
後に底部３となる部分の外表面）は、他の部分よりも高
い温度に加熱される。その理由は、当該部分を緻密化す
ることによって連続気孔を封止するためである。このよ
うな表面緻密化処理は、消音器１の消音効果をよりいっ
そう向上させる。

【００２１】以上のようにして製造された消音器１の開
口突部４は、図２に示されるように、空気排出部１３に
形成された雌ねじ孔１４に螺合されることによって、空
気排出部１３に係止される。空気排出部１３から排出さ
れてくる加圧空気は、開口突部４の連通口５を介して消
音材２の内部空間Ｓ1 に流入する。内部空間Ｓ1 に到っ
た加圧空気は、さらに連続気孔を通り抜けることによ
り、消音材２の内周面から外周面へと抜け出ようとす
る。このときに加圧空気の消音が達成される。そして、
最終的には、前記加圧空気は消音器１の全周面から外部
へと放出される。

【００２２】さて、本実施例の消音器１では、消音材２
に対して開口突部４と雄のねじ山６とを一体的に設けた
構成を有している。よって、消音材２をケースで包囲し
た構成を有する従来品とは異なり、消音材２の全周面か
ら加圧空気が放出されるようになっている。従って、外
部へ流出しようとする加圧空気がケースによって遮られ
ることがない。また、ケースを使用しない本実施例の場
合、全体の大型化を伴うことなしに消音材２を肉厚にす
ることができることから、消音器１に消音のための大き
な有効断面積を確保することが可能となる。また、消音
性能の低下を伴うことなく、消音器１の小型化を図るこ
とも同様に可能になる。

【００２３】本実施例では２種の成形材料１１，１２が
使用されているとは言え、樹脂粉末の平均粒径を除いて
両成形材料１１，１２の組成は等しくなっている。ま
た、このような成形材料１１，１２を用いたとしても、
本実施例の製造方法によれば、成形工程を２回行わずに
消音器１を容易にかつ確実に得ることができる。このた
め、従来に比較して製造工数が少なくて済むようにな
り、消音器１の低コスト化を図ることができる。勿論、
同種の材料を用いて製造されることから部品点数も少な
いという利点がある。さらに、この消音器１は基本的に
樹脂製であるため、金属製やセラミックス製のものに比
較して成形性、軽量性、コスト性などの点で優れてい
る。

【００２４】接続用係止構造を雄のねじ山６とした本実
施例の場合、空気排出部１３の雌ねじ孔１４に対して開
口突部４を螺合することができる。このような構造があ
ると、消音器１の脱着が極めて簡単になる。また、この
消音器１の開口突部４及び雄のねじ山６には、消音材２
よりも相対的に高い機械的強度が確保されている。この
ため、当該部分に破壊等が生じにくい。

【００２５】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）図４に示される別例１の消音器１５のように、開
口突部４を周回する１本の断面半円状の環状突条１６
を、接続用係止構造として形成してもよい。また、図５
に示される別例２の消音器１７のように、開口突部４を
周回する１本の断面半円状の環状溝１８を、接続用係止
構造として形成してもよい。勿論、接続用係止構造は、
実施例及び別例１，２のような形状のみに限定されるこ
とはない。

【００２６】（２）樹脂粉末の混合物中に添加される無
機繊維は、ガラスファイバーに限定されず、例えばセラ
ミックスファイバー等のその他の無機繊維であってもよ
い。また、樹脂粉末としてナイロン樹脂粉末等を選択す
ることも可能である。

【００２７】（３）消音器１，１５，１７は樹脂粉末焼
結体からなるものに限られず、金属粉末焼結体やセラミ
ックス粉末焼結体からなるものであってもよい。 （４）実施例において例示した方法以外の方法によっ
て、消音器１を製造することも可能である。例えば、中
空状焼結体を研削することによって、開口突部４や接続
用係止構造を形成することとしてもよい。

【００２８】（５）次のような方法によって消音器１，
１５，１７を製造してもよい。まず、成形型７を用いて
成形体Ｍ1 を作製する。次に、成形型７内に成形体Ｍ1
を保持させたままの状態で、成形体Ｍ1 の中心軸を回転
中心とする遠心力を付加しながら同成形体Ｍ1 を焼成す
る。このような製造方法によると、遠心力の作用によっ
て、中空状焼結体の外周面に小さな樹脂粉末を偏在さ
せ、内周面側に大きな樹脂粉末を偏在させることもでき
る。従って、焼結体の連続気孔が内周面から外周面に行
くほど小さくなる。

【００２９】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握
される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 開口突部及び接続用係止構造を形成するための
第１の成形領域と、消音材を形成するための第２の成形
領域とに区分される成形空間と、前記成形空間の中央部
に突設された中子とを備える、請求項１〜５の消音器製
造用の成形型。このような構成の成形型を用いると、本
発明の消音器を容易にかつ確実に製造することができ
る。

【００３０】（２） 成形型内に第１の成形材料と第２
の成形材料とを充填する第１の工程と、前記成形材料に
押圧力を付加することにより成形体を形成する第２の工
程と、加熱・加圧することにより前記成形体を焼成する
第３の工程とからなる消音器の製造方法。この方法であ
ると、本発明の消音器を容易にかつ確実に製造すること
ができる。

【００３１】（３） 技術的思想(2) において、前記第
３の工程の際に、前記成形体において後に前記消音材の
底部となるべき部分を、他の部分よりも高い温度に加熱
することにより、当該部分を緻密化させること。この方
法であると、より消音効果に優れた消音器を製造するこ
とができる。

【００３２】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「焼結体： 樹脂粉末焼結体をいうほか、例えば金属粉
末焼結体やセラミックス粉末焼結体なども含む。」

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、大型化を伴うことなく低コスト化及
び消音効果の向上を達成することができる消音器を提供
することができる。請求項２に記載の発明によれば、脱
着が簡単な消音器を提供することができる。請求項３に
記載の発明によれば、より機械的強度及び消音効果に優
れた消音器を提供することができる。請求項４に記載の
発明によれば、よりいっそう機械的強度に優れた消音器
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の消音器を示す斜視図。

【図２】図１の消音器の断面図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１の消音器の製造手順を
示す断面図。

【図４】別例１の消音器を示す斜視図。

【図５】別例２の消音器を示す斜視図。

【符号の説明】

２…消音材、４…開口突部、６…接続用係止構造として
の雄のねじ山、１６…接続用係止構造としての環状突
条、１８…接続用係止構造としての環状溝、１，１５，
１７…消音器、Ｍ1 …成形体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微細な連続気孔を有する中空状焼結体から
   なる消音材（２）の一部に空気圧機器に接続されうる開
   口突部（４）を一体的に設け、その開口突部（４）の外
   壁面に接続用係止構造（５，１６，１８）を一体的に設
   けた消音器。
2. 【請求項２】前記開口突部（４）は円筒状でありかつ接
   続用係止構造（５）は雄のねじ山である請求項１に記載
   の消音器。
3. 【請求項３】前記消音材（２）、開口突部（４）及び接
   続用係止構造（５，１６，１８）は、樹脂粉末中に無機
   繊維を添加してなる成形体（Ｍ1 ）を焼結することによ
   って得られる請求項１または２に記載の消音器。
4. 【請求項４】前記開口突部（４）及び接続用係止構造
   （５，１６，１８）の形成に使用される樹脂粉末の平均
   粒径は、前記消音材（２）の形成に使用される樹脂粉末
   の平均粒径に比べて小さい請求項３に記載の消音器。
5. 【請求項５】前記樹脂粉末はポリプロピレン及びポリエ
   チレンの混合物であり、前記無機繊維はガラスファイバ
   ーである請求項３または４に記載の消音器。