WO2011152057A1 - 消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパ - Google Patents

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WO2011152057A1
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WO
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silencer
peripheral wall
housing
container
vibration
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PCT/JP2011/003113
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京子 増田
次橋 一樹
將司 川端
靖充 藤井
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/081Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling by passing the gases through a mass of particles
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    • F01N1/16Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/20Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts having oscillating or vibrating movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/01Vibration-dampers; Shock-absorbers using friction between loose particles, e.g. sand

Definitions

  • the present invention relates to a silencer, a silencer provided with 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.
  • the silencer shown in FIG. 10 includes a silencer and a support member 303 that supports the silencer.
  • the silencer includes a silencer body 320 having a housing 321.
  • the housing 321 has an expansion chamber 302a formed therein, and exhaust pipes Pi and Po are connected so that the exhaust gas passes through the expansion chamber 302a.
  • the cross section of the exhaust gas flow path varies between the pipe Pi and the expansion chamber 302a and between the expansion chamber 302a and the pipe Po. Thereby, it can suppress that a sound wave propagates to pipe
  • the support member 303 is provided near the tip of the exhaust pipe and supports the silencer body 320 at a predetermined position of the machine body. Therefore, the vibration of the machine main body or the exhaust pipe may be transmitted to the silencer via the support member 303. Therefore, it is desired to reduce the vibration of the silencer.
  • Patent Document 1 discloses a dynamic damper for a vehicle exhaust pipe.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the vibration of the silencer can be suppressed regardless of the natural frequency of the silencer body.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4.
  • FIG. 1 It is a schematic sectional drawing for demonstrating the silencer which concerns on Embodiment 4, and shows the form by which the partition parallel to the surrounding wall of a housing was installed in the inside, and many granular materials were accommodated between the surrounding wall and the partition. .
  • FIG. 1 It is the schematic for demonstrating the silencer which concerns on Example 1.
  • FIG. 2 It is the schematic for demonstrating the silencer which concerns on Example 2.
  • FIG. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the conventional silencer.
  • a granular material is a concept including powder.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a silencer 2 and a silencer including the silencer 2 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 1 shows a silencer in which a container D1 containing a large number of granular materials D0 is provided on a side wall 21a of a housing 21 of a silencer body 20.
  • the silencer according to the first embodiment includes a silencer 2, two exhaust pipes Pi and Po whose ends are connected to the silencer 2, and a support that supports the silencer 2 in a state of being coupled to the machine body. Part 3.
  • the silencer 2 includes a silencer body 20 for reducing exhaust noise and a damper mechanism D for suppressing vibration of the silencer body 20.
  • the silencer main body 20 includes a substantially cylindrical housing 21 that surrounds the space.
  • the housing 21 forms an expansion chamber (a silencing space) 2a for reducing sound waves propagated through the exhaust pipes Pi and Po.
  • the housing 21 includes a cylindrical peripheral wall 21b and a pair of side walls 21a provided at both ends of the peripheral wall 21b.
  • an expansion chamber 2a surrounded by a peripheral wall 21b and side walls 21a is formed.
  • the damper mechanism D attenuates the vibration in the housing 21 (the silencer body 20).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • metals such as steel and aluminum, ceramics, and glass can be used in a high temperature environment.
  • 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.
  • 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.
  • the outer surface of the container D1 and the side wall 21a of the housing 21 are bonded with an adhesive, but the fixing method of the container D1 is not particularly limited.
  • the accommodation space Da the large number of granular materials D0 are movably accommodated.
  • the damper mechanism D in which a large number of 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 housing 21. In addition, by restricting the motion region of the granular material D0 within each container D1, it is possible to prevent the granular material D0 from scattering and to reduce the energy caused by vibration due to friction and collision between the granular material D0 and the container D1. Can be absorbed.
  • the damper mechanism D (container D1) is fixed to the outer surface of the side wall 21a among the peripheral wall 21b and the side wall 21a of the housing 21 of the silencer body 20.
  • the plurality of containers D1 are fixed to the side walls 21a at positions separated from each other, so that the granular materials D0 accommodated in the containers D1 are dispersedly arranged.
  • the granular materials D ⁇ b> 0 can be dispersed and arranged with respect to the housing 21.
  • the damper mechanism D can be easily retrofitted from the outside of the housing 21 by arranging the container D1 on the outer surface of the housing 21 as in the present embodiment. Therefore, the existing silencer body 20 can be easily improved.
  • the function of the silencer 2 is as follows.
  • the housing 21 vibrates, this vibration is transmitted to the container D1.
  • many granular materials D0 accommodated in the container D1 start a motion.
  • the multiple granular materials D0 collide with each other, rub against each other, collide with the inner wall of the container D1, or rub against the inner wall of the container D1.
  • a part of the energy accompanying the vibration is lost by the movement of the granular material D0.
  • the vibration of the housing 21 is attenuated.
  • One end of the exhaust pipe Pi is connected to the silencer 2 (housing 21) while being inserted into the expansion chamber 2a of the silencer 2.
  • the other end of the exhaust pipe Pi is connected to an engine (an example of a fluid engine) of a machine body such as an automobile.
  • the machine main body means, for example, a frame of an automobile or the like that supports the engine.
  • one end of the exhaust pipe Po is connected to the silencer 2 (housing 21) while being inserted into the expansion chamber 2a of the silencer 2.
  • the other end of the exhaust pipe Po protrudes outward from the machine body.
  • the support part 3 supports the housing 21 from below while being connected to the machine body. Specifically, the support portion 3 is fixed to the outer surface of the lower portion of the peripheral wall 21 b of the housing 21.
  • the vibration of the silencer 2 can be suppressed by the damper mechanism D as described above. Therefore, the vibration of the silencer 2 can be suppressed without giving the support 3 the strength that can withstand the vibration of the silencer 2. Therefore, the support portion 3 can be reduced in weight and cost.
  • the exhaust gas discharged from the fluid engine flows into the expansion chamber 2a of the silencer 2 from the exhaust pipe Pi. Then, the exhaust gas flows into the exhaust pipe Po from the expansion chamber 2a of the silencer 2, and is discharged to the outside of the machine body.
  • the cross section of the flow path of the exhaust gas changes between the exhaust pipe Pi and the expansion chamber 2a and between the expansion chamber 2a and the exhaust pipe Po. Therefore, a part of the sound wave propagating through the exhaust pipe Pi along with the circulation of the exhaust gas is directed in a direction different from the distribution direction of the exhaust gas at each location where the cross section changes. Therefore, the sound wave can be prevented from propagating into the exhaust pipe Po. Thereby, the noise radiated
  • vibration in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the peripheral wall 21b of the housing 21 and substantially parallel to the support direction of the support portion 3 or vibration in a direction substantially parallel to the axial direction of the peripheral wall 21b of the housing 21 is supported.
  • the operation when the unit 3 is added will be described.
  • the housing 21 vibrates so that the side wall 21a of the housing 21 is inclined.
  • the container D1 is fixed to the side wall 21a of the housing 21 where the vibration is intense. For this reason, the large number of granular materials D0 in the container D1 start to move under this intense vibration.
  • the damper mechanism D is fixed to the side wall 21 a of the housing 21. Thereby, when the housing 21 vibrates so that the side wall 21a of the housing 21 tilts, the granular material D0 provided on the side wall 21a can be vigorously moved. Therefore, the vibration of the silencer 2 can be effectively attenuated.
  • the container D1 containing a large number of granular materials D0 is fixed to the side wall 21a of the housing 21.
  • the container D1 containing a large number of granular materials D0 is fixed to the peripheral wall 21b of the housing 21.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the silencer 2 according to the second embodiment. Specifically, FIG. 2 shows a form in which the damper mechanism D is provided along the peripheral wall 21 b of the housing 21. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the damper mechanism D is fixed to the outer surface of the peripheral wall 21b of the housing 21. Specifically, the plurality of damper mechanisms D are fixed to the peripheral wall 21b at intervals along the axial direction of the peripheral wall 21b (see FIG. 2). The plurality of damper mechanisms D are fixed to the peripheral wall 21b at intervals along the circumferential direction of the peripheral wall 21b (see FIG. 3).
  • the damper mechanism D is fixed to the peripheral wall 21 b of the housing 21. Thereby, when the housing 21 vibrates so that it may rotate in the circumferential direction of the surrounding wall 21b of the housing 21, the granular material D0 provided in the surrounding wall 21b can be vigorously moved. Therefore, the vibration of the silencer 2 can be effectively attenuated.
  • the container D1 containing a large number of granular materials D0 is fixed to the outer surface of the housing 21.
  • the space in the housing 121 is partitioned into a plurality of spaces by the partition wall 25 substantially parallel to the side wall 121a, and a large number of granular materials D0 are formed in the side wall of the housing 121. It is accommodated in a space between 121a and the partition wall 25.
  • 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 partition wall 25 parallel to the side wall 121a of the housing 121 is installed inside the housing 121, and a large number of granular materials D0 are accommodated between the side wall 121a and the partition wall 25. Show. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • the silencer according to the third embodiment includes a silencer 102, two exhaust pipes Pi and Po whose ends are connected to the silencer 102, and a support that supports the silencer 102 in a state of being coupled to the machine body. Part 3. Since the exhaust pipes Pi and Po and the support portion 3 are the same as those in the first and second embodiments, description thereof will be omitted.
  • the silencer 102 includes a silencer body 120 for reducing exhaust sound and a damper mechanism D for suppressing vibration of the silencer body 120.
  • the damper mechanism D of the present embodiment is composed only of a large number of granular materials D0.
  • the silencer main body 120 has a substantially columnar shape surrounding the space, that is, a hollow housing 121, and a space in the housing 121 for accommodating the expansion chamber (noise-reducing space) 102a and a large number of granular materials D0. (Partition space) 102a ′, and two partition walls 25 that partition the space between the housing 121 and each partition wall 25 into two spaces.
  • the housing 121 has a cylindrical peripheral wall 121b and a pair of side walls 121a provided at both ends of the peripheral wall 121b. A space surrounded by the peripheral wall 121b and each side wall 121a is formed in the housing 121.
  • Each partition 25 forms a storage chamber 102 a ′ at both ends in the housing 121.
  • each partition 25 is a flat plate member.
  • the partition wall 25 is installed in a posture substantially parallel to the side wall 121 a of the housing 121.
  • an expansion chamber 102 a is formed between the two partition walls 25 and the peripheral wall 121 b of the housing 121.
  • each storage chamber 102 a ′ is a space formed between the partition wall 25 and the side wall 121 a of the housing 121 by partitioning the inside of the housing 121 by the partition wall 25.
  • a large number of granular materials D0 described later are movably accommodated in the accommodation chamber 102a '.
  • each partition wall 25 is formed with a plurality of vent holes (partition wall side vent holes) 25a having an inner diameter smaller than the particle diameter of the granular material D0.
  • vent holes 25a the expansion chamber 102a and the accommodation chamber 102a 'communicate with each other.
  • each of the vent holes 25a allows not only the expansion chamber 102a but also the storage chamber 102a ′ to be used as a silencing space, so that the silencing performance of the silencer 102 is improved.
  • Each auxiliary partition wall 26 divides the storage chamber 102a ′ partitioned by the partition walls 25 into two semicircular storage chambers 102a ′ in a side view. Specifically, each auxiliary partition wall 26 connects the side wall 121a and the partition wall 25 in a posture perpendicular to the side wall 121a and the partition wall 25. Each auxiliary partition wall 26 is provided on the same horizontal plane including the axis of the peripheral wall 121b. By providing these auxiliary partition walls 26, the granular material D ⁇ b> 0 can be distributed with respect to the housing 121. Specifically, in the present embodiment, four housing chambers 102 a ′ are formed in the housing 121.
  • a storage chamber 102a ′ which is a space for storing the granular material D0, is formed using the partition wall 25 and a part of the housing 121. Therefore, it is possible to suppress an increase in the weight of the silencer 2 that accompanies the damper function.
  • Each auxiliary partition wall 26 is formed with a plurality of vent holes (auxiliary partition wall side vent holes) 26a having an inner diameter smaller than the particle diameter of the granular material D0.
  • vent holes 26a Through the vent holes 26a, the storage chambers 102a 'arranged with the auxiliary partition wall 26 interposed therebetween communicate with each other.
  • each ventilation hole 26a allows not only the expansion chamber 102a but also the storage chamber 102a ′ to be used as a silencing space, so that the silencing performance of the silencer 102 is improved.
  • the exhaust gas discharged from the fluid engine flows into the expansion chamber 102a of the silencer 102 from the exhaust pipe Pi.
  • a part of the sound wave propagating through the exhaust pipe Pi along with the inflow of the exhaust gas is directed in a direction different from the flow direction of the exhaust gas at each location where the cross section changes. .
  • the sound wave repeatedly reflects randomly in the housing 121.
  • the air holes 25a and 26a are provided. Therefore, the sound wave reflected in the housing 121 is propagated from the expansion chamber 102a to the accommodation chamber 102a ′ through the vent holes 25a and 26a, and is repeatedly reflected in the accommodation chamber 102a ′.
  • the structure in the housing 121 is complicated, and the sound waves are diffused throughout the housing 121 by providing the air holes 25 a and 26 a. be able to. Therefore, the silencing performance can be improved as compared with the case where the damper mechanism D is provided outside the silencer main body 120.
  • a large number of granular materials D0 of the damper mechanism D are provided along the side wall 121a of the housing 121. Therefore, when the housing 121 vibrates so that the side wall 121a of the housing 121 is inclined by the vibration applied through the support portion 3, the granular material D0 provided on the side wall 121a can be vigorously moved. Therefore, the vibration of the silencer 102 can be effectively attenuated.
  • the space in the housing 121 is partitioned by the partition wall 25 substantially parallel to the side wall 121a, and a large number of granular materials D0 are disposed between the side wall 121a and the partition wall 25 of the housing 121. Is accommodated in the storage chamber (granular space) 102a ′.
  • the space in the housing 221 is partitioned by the partition wall 23 substantially parallel to the peripheral wall 221b, and a large number of granular materials D0 are separated from the peripheral wall 221b and the partition wall 23 of the housing 221.
  • a storage chamber (granular space) 202a ′ are accommodated in a storage chamber (granular space) 202a ′.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the silencer 202 according to the fourth embodiment. Specifically, FIG. 6 illustrates a configuration in which a partition wall 23 parallel to the peripheral wall 221b of the housing 221 is installed inside the housing 221, and a large number of granular materials D0 are accommodated between the peripheral wall 221b and the partition wall 23. Show. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • the silencer according to the fourth embodiment is connected to a silencer 202, two exhaust pipes Pi and Po whose ends are connected to the silencer 202, and a machine body. And a support portion 3 that supports the silencer 202 in a state in which it is applied. Since the exhaust pipes Pi and Po and the support portion 3 are the same as those in the first to third embodiments, description thereof will be omitted.
  • the silencer 202 includes a silencer body 220 for reducing exhaust noise and a damper mechanism D for suppressing vibration of the silencer body 220.
  • the damper mechanism D of the present embodiment is composed only of a large number of granular materials D0.
  • the silencer main body 220 has a substantially cylindrical shape surrounding the space, that is, a hollow housing 221, and a space in the housing 221 for accommodating an expansion chamber (silence space) 202a and a large number of granular materials D0.
  • the housing 221 has a cylindrical peripheral wall 221b and a pair of side walls 221a provided at both ends of the peripheral wall 221b. A space surrounded by the peripheral wall 221b and each partition 221a is formed in the housing 221.
  • the partition wall 23 forms a housing chamber 202a ′ over the entire circumference in the housing 221 with the peripheral wall 221b of the housing 221.
  • the partition wall 23 is provided substantially in parallel with the peripheral wall 221b by being disposed concentrically with the peripheral wall 221b of the housing 221.
  • the space in the housing 221 includes an expansion chamber (a silencer space) 202a that is an inner space from the partition wall 23, and a storage chamber (a granular material space) 202a that is a space between the partition wall 23 and the peripheral wall 221b. It is divided into 'and.
  • the partition wall 23 is formed with a plurality of vent holes (partition wall side vent holes 23a) 23a having an inner diameter smaller than the particle diameter of the granular material D0.
  • the expansion chamber 202a and the storage chamber 202a ′ are communicated with each other through the vent holes 23a.
  • each vent hole 23a allows not only the expansion chamber 202a but also the storage chamber 202a ′ to be used as a silencing space, so that the silencing performance of the silencer 202 is improved.
  • Each auxiliary partition wall 24 divides the storage chamber 202 a ′ partitioned by the partition wall 23 into four storage chambers 202 a ′ in the circumferential direction of the housing 221. Specifically, each auxiliary partition 24 connects the side wall 221 a and the partition wall 23 in a posture perpendicular to the side wall 221 a and the partition wall 23. Further, the auxiliary partition walls 24 are arranged at equal intervals every 90 ° in the circumferential direction of the housing 221. By providing these auxiliary partition walls 24, the granular material D ⁇ b> 0 can be distributed with respect to the housing 221. Specifically, in the present embodiment, four housing chambers 202 a ′ are formed in the housing 221.
  • a storage chamber 202a ′ which is a space for storing the granular material D0, is formed using the partition wall 23 and a part of the housing 221. Therefore, an increase in the weight of the silencer 202 associated with the damper function can be suppressed.
  • a large number of the granular materials D0 of the damper mechanism D are accommodated in the respective accommodating chambers 202a ′ so as to be movable in the accommodating chambers 202a ′. That is, the granular material D0 is disposed along the peripheral wall 221b.
  • Each auxiliary partition wall 24 is formed with a plurality of vent holes (auxiliary partition wall side vent holes) 24a having an inner diameter smaller than the particle diameter of the granular material D0.
  • vent holes 24a Through the vent holes 24a, the storage chambers 202a 'arranged with the auxiliary partition wall 24 interposed therebetween communicate with each other.
  • each of the vent holes 24a makes it possible to use not only the expansion chamber 202a but also the storage chamber 202a ′ as a silencing space, so that the silencing performance of the silencer 202 is improved.
  • the exhaust gas discharged from the fluid engine flows into the expansion chamber 202a of the silencer 202 from the exhaust pipe Pi.
  • a part of the sound wave propagating through the exhaust pipe Pi along with the inflow of the exhaust gas is directed in a direction different from the flow direction of the exhaust gas at each location where the cross section changes. .
  • the sound wave repeatedly reflects in a random manner in the housing 221.
  • the air holes 23a and 24a are provided. Therefore, the sound wave reflected in the housing 221 is propagated from the expansion chamber 202a to the accommodation chamber 202a ′ through the vent holes 23a and 24a, and is repeatedly reflected in the accommodation chamber 202a ′.
  • the structure in the housing 221 is complicated, and by providing the air holes 23a and 24a, sound waves are diffused throughout the housing 221. be able to. Therefore, the silencing performance can be improved as compared with the case where the damper mechanism D is provided outside the silencer body 220.
  • a large number of granular materials D0 of the damper mechanism D are provided along the peripheral wall 221b of the housing 221. Therefore, when the housing 221 vibrates so as to rotate in the circumferential direction of the peripheral wall 221b of the housing 221 due to vibration applied via the support portion 3, the granular material D0 provided on the peripheral wall 221b can be vigorously moved. it can. Therefore, the vibration of the silencer 202 can be effectively attenuated.
  • the vibration of the silencer 202 is suppressed by the damper mechanism D including the large number of granular bodies D0 that move by receiving the vibration of the housing 221. That is, when a force is applied to the housing 221 from the outside, the force applied to the housing 221 is transmitted from the housing 221 to the granular material D0. When the force is transmitted to the granular material D0, the granular material D0 starts to move. At this time, the granular materials D0 rub against each other and a part of the kinetic energy is lost. Further, the granular materials D0 collide with each other, and a part of the kinetic energy is lost.
  • the energy applied to the housing 221 is significantly attenuated by friction and collision through the granular material D0. Therefore, since the granular material D0 is appropriately moved according to the vibration of the silencer 202, the vibration of the silencer 202 can be suppressed regardless of the natural frequency of the silencer 202. Moreover, the complicated design work for providing a damper function with respect to the silencer main body 220 can be omitted.
  • the silencer provided in the exhaust pipe has been described, but the present invention is not limited to this.
  • a silencer provided in the intake pipe may be used.
  • 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.
  • the damper mechanism D is described as being provided on the side walls 21a, 121a, 221a or the peripheral walls 21b, 121b, 221b of the housings 21, 121, 221.
  • the damper mechanism D may be provided with both the side walls 21a, 121a, 221a and the peripheral walls 21b, 121b, 221b of the housings 21, 121, 221.
  • both vibration modes such as rolling along the peripheral walls 21b, 121b, and 221b of the housings 21, 121, and 221 and vibration modes such that the side walls 21a, 121a, and 221a of the housings 21, 121, and 221 are inclined are used.
  • the function of suppressing vibration can be effectively exhibited.
  • the silencer 2, 102, 202 having the silencer bodies 20, 120, 220 and the damper mechanism D has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • 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.
  • 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.
  • the existing silencer body can be easily improved by fixing the damper according to the present invention to the existing silencer body by retrofitting.
  • the silencer and the damper can be manufactured separately, the manufacturing efficiency is good.
  • the vibration reduction effect when a silencer is installed in the exhaust pipe of an engine of a construction machine will be confirmed.
  • the silencer is vibrated by a vibration exciter, and the silencer is provided with a granular material.
  • the vibration exciter is connected to a substantially cylindrical silencer 2 via a support portion 3.
  • a vibration in a predetermined direction (a swept sine wave of 20 to 150 Hz) was given by this vibrator.
  • the vibration reduction effect was evaluated by the maximum value of the stress which generate
  • FIG. As the damper mechanism D, the granular material D0 is accommodated in the container D1 as shown in the first and second embodiments, and the one shown in Table 1 is used.
  • Example 1 In the silencer 2 shown in FIG. 8, six damper mechanisms D are fixed to the outer surface of each side wall 21 a of the housing 21 by an adhesive.
  • the vibration F1 of a horizontal direction (direction substantially parallel to the axis line of the surrounding wall 21b) is given with respect to the support part 3 with a vibrator.
  • the vibration mode M1 that vibrates so that the side wall 21a tilts about the axis L1 is generated.
  • the axis L1 is an axis extending in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the peripheral wall 21b and the support direction of the support portion 3.
  • Example 2 In the silencer 2 shown in FIG. 9, five damper mechanisms D are fixed to the outer surface of the peripheral wall 21 b of the housing 21 with an adhesive.
  • the vibration F2 of a perpendicular direction (direction substantially parallel to the support direction by the support part 3) is given with respect to the support part 3 with a vibrator.
  • a vibration mode M2 that vibrates in the circumferential direction of the peripheral wall 21b about the axis L2 is generated.
  • the axis L2 is an axis extending in a direction substantially parallel to the axis of the peripheral wall 21b.
  • a vibration F1 in the horizontal direction (direction substantially parallel to the axis of the peripheral wall 21b) is applied to the support portion 3 by a vibration exciter. Specifically, the vibration mode M1 that vibrates so that the side wall 21a tilts about the axis L1 is generated.
  • Example 1 the maximum stress of Example 1 in which the silencer 2 is vibrated in the horizontal direction is compared with the maximum stress of Comparative Example 1.
  • the maximum stress of Example 1 could be reduced by about 46% compared to Comparative Example 1 by providing the damper mechanism D.
  • Example 2 in which the silencer 2 is vibrated in the vertical direction is compared with the maximum stress of Comparative Example 2.
  • the maximum stress of Example 2 could be reduced by about 17% compared to Comparative Example 2 by providing the damper mechanism D.
  • 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
  • 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.
  • the vibration of the silencer is suppressed by having the damper mechanism including a large number of granular bodies that move by receiving 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.
  • a silencer space provided in the middle of the pipe is formed in the silencer body.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the at least one container of the damper mechanism is fixed to an outer surface of the silencer body.
  • the damper mechanism container is fixed to the outer surface of the silencer body.
  • 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.
  • 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.
  • the plurality of containers of the damper mechanism are fixed to the silencer main body with a space therebetween, so that the granular material can be dispersed and arranged in the silencer.
  • the vibration of a silencer can be suppressed very effectively.
  • 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.
  • the silencer main 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.
  • 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.
  • a plurality of partition side air holes having an inner diameter smaller than the particle size of the plurality of granular materials are formed in the partition wall.
  • the partition side air holes are formed in the partition wall.
  • the space for silencing and the space for granular materials can be connected, restrict
  • 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.
  • the muffler body includes an auxiliary partition wall that partitions the granular material space into a plurality of spaces.
  • the silencer body has an auxiliary partition that partitions the space for granular materials.
  • a granular material can be disperse
  • the auxiliary partition wall is formed with a plurality of auxiliary partition wall-side vent holes having an inner diameter smaller than the particle diameter of the large number of granular materials.
  • the auxiliary partition wall-side vent hole is formed in the auxiliary partition wall.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the silencer is provided with the above-described 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.
  • 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.
  • the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer body.
  • 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
  • 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.
  • the damper mechanism is provided on the peripheral wall of the silencer body.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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 distribution the muffler provided in the middle of the pipe, and a support part capable of supporting the muffler on the machine so as to be disposed at a predetermined position of the machine.
  • the silencer main 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 main body, and the side wall of the silencer main body is It is preferable that the silencer is supported so as to have a mode that vibrates in a direction orthogonal to the axial direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum, and at least one container of the damper mechanism is provided on the side wall.
  • the container of the damper mechanism is provided on the side wall of the silencer basic body.
  • 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 distribution the muffler provided in the middle of the pipe, and a support part capable of supporting the muffler 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, and the support portion is connected to the peripheral wall of the silencer body, and the peripheral wall of the silencer body is It is preferable that the silencer is supported so as to have a mode of vibrating in the circumferential direction of the peripheral wall with the support portion as a fulcrum, and at least one container of the damper mechanism is provided on the peripheral wall.
  • the damper mechanism container is provided on the peripheral wall of the silencer body.
  • a vibration can be effectively suppressed by the granular material arrange
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the vibration of the silencer body is attenuated 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.
  • the damper that exhibits the vibration damping effect as described above can be realized with an extremely simple structure including a container and a large number of granular bodies that are movably accommodated in the container. 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.
  • the vibration of the silencer can be suppressed regardless of the natural frequency of the silencer body.

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Abstract

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。 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、消音器(2)を支持する支持部(3)とを有する。前記消音器(2)は、管(Pi)、(Po)を介して伝播される騒音を低減するための膨張室(2a)が形成された消音器本体(20)と、消音器本体(20)の振動を受けて運動する多数の粒状体(D0)を含むとともに多数の粒状体(D0)の運動により消音器本体(20)の振動を減衰させるダンパ機構(D)とを有する。

Description

消音器、該消音器を備えた消音装置およびダンパ
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
特開2000-6673号公報
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
実施の形態1に係る消音装置を説明するための概略断面図であり、ダンパ機構がハウジングの側壁に設けられている形態を示す。 実施の形態2に係る消音装置を説明するための概略断面図であり、ダンパ機構がハウジングの周壁に沿って設けられている形態を示す。 図2のIII-III線断面図である。 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り、ハウジングの側壁に平行な隔壁を内部に設置し、側壁と隔壁との間に多数の粒状体が収容された形態を示す。 図4のV-V線断面図である。 実施の形態4に係る消音装置を説明するための概略断面図であり、ハウジングの周壁に平行な隔壁を内部に設置し、周壁と隔壁との間に多数の粒状体が収容された形態を示す。 図6のVII-VII線断面図である。 実施例1に係る消音器を説明するための概略図である。 実施例2に係る消音器を説明するための概略図である。 従来の消音器を説明するための概略断面図である。
 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。
 なお、本明細書中で粒状体とは、粉体をも含む概念である。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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)。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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102a´内に移動可能に収容されている。
 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。
 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。
 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。
 以下、前記消音器102の消音効果について説明する。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 各補助隔壁24は、前記隔壁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、隔壁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、隔壁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。
 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。
 以下、前記消音器202の消音効果について説明する。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 <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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (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。
 (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。
 (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。
 (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。
 <実験結果>
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 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。
 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。
 なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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前記消音器と、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。
 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。
 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前記消音器と、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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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)

Claims (14)

  1.  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。
  2.  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、請求項1に記載の消音器。
  3.  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、請求項2に記載の消音器。
  4.  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、請求項2または3に記載の消音器。
  5.  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、請求項1に記載の消音器。
  6.  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、請求項5に記載の消音器。
  7.  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、請求項5又は6に記載の消音器。
  8.  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、請求項7に記載の消音器。
  9.  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1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。
  10.  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、請求項9に記載の消音装置。
  11.  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、請求項9又は10に記載の消音装置。
  12.  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。
  13.  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。
  14.  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。
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