JP5725807B2 - サイレンサ及びエアドライヤ - Google Patents

Description

本発明は、圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤにおけるエキゾーストバルブからのエア排出音を低減するサイレンサに関する。また本発明は、前記サイレンサを備えたエアドライヤに関する。

例えば大型自動車用ブレーキ装置において、エアコンプレッサから送出された圧縮エア中の水分や油分を除去するエアドライヤが公知である。このエアドライヤは、エアコンプレッサからの圧縮エア（水分や油分の除去前の圧縮エア）を取り入れるエア取り入れ口と、水分や油分を除去処理した後の乾燥エアを送出する処理エア送出口とを備えるほか、除去した水分や油分等を含むドレンをエアとともに排出する為のドレン弁を備えている。尚、本明細書ではこのドレン弁を、エアを排出する観点からエキゾーストバルブと呼ぶこととする。

そしてこのエキゾーストバルブは、開弁時に大きなエア排出音（破裂音）が生じることから、これを低減するために、エキゾーストバルブには特許文献１に示されるようなサイレンサが接続されることがある。

特開２００７−３１５２０９号公報

従来のサイレンサは、上記特許文献１に示される様にエキゾーストバルブから排出されたエアをフィルタ部材（吸音材）を通して排出し、所定の吸音効果を得る構成であったが、その消音効果は必ずしも十分ではなかった。また、独立体としてのサイレンサをエキゾーストバルブに接続する構成であったことから、占有容積が大きく必要であったという欠点も有していた。

そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤに設けられるサイレンサにおいてより一層の消音効果を得ることにあり、また更には占有容積を大きく確保する必要のないサイレンサを得ることにある。

上記課題を解決するための、本発明の第１の態様は、圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤにおけるエキゾーストバルブからのドレン及びエア排出口である複数のスリットの、それぞれに対向する内壁を複数有する膨張室と、前記膨張室に接続された、吸音材を収容する吸音材収容室と、を備えたことを特徴とするサイレンサである。

本態様によれば、圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤにおけるエキゾーストバルブからのエア排出音を低減するサイレンサは、ドレン及びエアを排出するスリットから排出されたエアが、膨張室内において異なる内壁に当たる構成を備えている。即ち、エキゾーストバルブからの排出エアが、複数の流路に分岐しつつ、それぞれ異なる状況で膨張室内の内壁に当たることで、複数のスリットからエアが排出される際の「音域」を分散させることができ、これによってより一層の消音効果を得ることができる。

尚、複数のスリットのそれぞれに対向する複数の内壁とは、必ずしも複数のスリットのそれぞれに対して異なる内壁が一対一で対応する形態のみを意味するものではなく、この様な形態に加えて、例えば一つの内壁に対して二つ以上のスリット（スリットの開口）が対向する様な形態をも含むものである。即ち、複数の内壁を有する膨張室があって、そして少なくとも二つの内壁に向けてエアを排出する複数のスリットが存在すれば良い。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記複数のスリットから排出されたエアが前記膨張室内において異なる内壁に当たる際の角度、距離の少なくともいずれかが異なる様に構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記複数のスリットから排出された排出エアが前記膨張室内において異なる内壁に当たる際の角度、距離の少なくともいずれかが異なる様に構成されているので、上述した第２の態様の作用効果をより一層効果的に得ることができる。

本発明の第３の態様は、第１のまたは第２の態様において、前記吸音材が多孔質材であることを特徴とする。
本態様によれば、前記吸音材が多孔質材であるので、無数の孔を排出エアが通ることによる消音効果によってより一層の消音効果を得ることができる。

本発明の第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、ドレン及びエアを外部に排出する最終排出口は、鉛直下方のみに向けて開口する形状を成していることを特徴とする。

本態様によれば、ドレン及びエアを外部に排出する最終排出口は、鉛直下方のみに向けて開口する形状を成しているので、エア排出音が下向きに発せられることでエア排出音をより一層聴き取り難くすることができる。

本発明の第５の態様は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、少なくとも前記スリットが形成されるエキゾーストバルブの排出口、前記膨張室、前記吸音材収容室、のこれらは、前記エアドライヤのベースを構成するベース部材に一体的に形成されていることを特徴とする。

本態様によれば、少なくとも前記スリットが形成されるエキゾーストバルブの排出口、前記膨張室、前記吸音材収容室、のこれらは、前記エアドライヤのベースを構成するベース部材に一体的に形成されているので、サイレンサ付きエアドライヤの低コスト化を図ることができるとともに、サイレンサの占有容積も少なくすることができる。

また、エアドライヤのベースを構成するベース部材にサイレンサの構成要素を一体的に形成することで、強度を容易に確保することができるとともに、剛体に対して排出エアを当てることでより一層の消音効果を得ることができる。

本発明の第６の態様は、圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤであって、乾燥処理により生じるドレンを排出するエキゾーストバルブからのエア排出音を低減する、第１から第５の態様のいずれかに係るサイレンサを備えていることを特徴とする。本態様によれば、エアドライヤにおいて、上述した第１から第５の態様のいずれかと同様な作用効果を得ることができる。

本発明に係るエアドライヤの一部及びサイレンサの断面図。 （Ａ）は本発明に係るサイレンサを下方から見た斜視図、（Ｂ）はサイレンサを構成する蓋部材を開放した状態の斜視図。 本発明に係るサイレンサを構成する蓋部材を開放した状態の平面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。尚、以下に説明する実施形態はあくまで本発明の一実施形態であり、本発明を限定するものでないことを前提にして、以下の実施形態を説明する。

図１は本発明に係るエアドライヤ１の一部分及び本発明に係るサイレンサ３０の断面図であり、図２（Ａ）はサイレンサ３０を下方から見た斜視図、同（Ｂ）はサイレンサ３０を構成する蓋部材４０を開放した状態の斜視図であり、図３は蓋部材４０を開放した状態のサイレンサ３０の平面図である。尚、各図においては図面の煩雑化を防ぐために、適宜必要なラインを省略して描いている。

エアドライヤ１は、そのベースとなるベース部材２（一例として、アルミニウム或いは合金などからなる金属成形品）の上部に乾燥部３を備えている。図示しないエアコンプレッサから吐出された圧縮エアは、ベース部材２に形成された第１エア取り入れポート４（図２（Ａ））からエアドライヤ１の内部に取り入れられる。尚、図示しないエアコンプレッサから吐出された圧縮エアは、第１エア取り入れポート４に加えて、第２エア取り入れポート５からも取り入れられ、後述するエキゾーストバルブ９へと導かれる様になっている。

エアドライヤ１の内部に取り入れられた圧縮エアは、乾燥部３において水分や油分が除去され、出力ポート７（図２（Ａ））から出力されて、図示しない外部のエアタンクに貯えられ、必要に応じてエアブレーキなどのエア駆動装置の駆動に供される。尚、乾燥部３の構成については公知のものと同様であるため、内部の詳細構成の図示、およびその説明は省略する。

また、エアドライヤ１において水分や油分が除去された圧縮エアの一部は、エアドライヤ１に内蔵されたプレッシャガバナ（不図示）にも供給される。この図示しないプレッシャガバナは、エアドライヤ１に供給されたコンプレッサからの圧縮エアが所定の上限圧に達すると、エアドライヤ１の下部に設けられたエキゾーストバルブ９を開放するための制御指令圧を制御室６に出力する。

エキゾーストバルブ９が開くと、乾燥部３内のエアが、後述する膨張室３２と吸音材収容室３６とを経て最終排出口（微細孔４１）から外部に排出される。このときの排気は急激なものであり、その急激な排気は乾燥部３内のオイルフィルタ（不図示）を洗浄し、そしてエキゾーストバルブ９の弁体１２の上部に溜まっていた水分や油分等を含むドレンも外部へ排出する。

また、乾燥部３内の乾燥処理済みエアが、乾燥部３内の乾燥処理流通路（不図示）を逆流することで、乾燥部３内の乾燥剤（不図示）から水分を奪いながら外部へ排出され、これによって乾燥剤の再生が図られる様になっている。そしてプレッシャガバナからの制御圧が低下し、制御室６内の圧力が低下することでエキゾーストバルブ９が閉じると、乾燥部３内での圧縮エア乾燥処理状態に戻る様になっている。

続いてエキゾーストバルブ９、及び当該エキゾーストバルブ９から排気流路下流側の構成（本発明の要部）について説明する。エキゾーストバルブ９は、金属材料によって形成されるピストン１０と、弾性材料によって形成される弁体１２と、がモールド成形によって一体的に形成されて成る弁本体を備える。尚、符号１１はシールの為のＯリングを示している。

また、符号１７は弁座を示しており、ピストン１０の上下動によって弁体１２が弁座１７と圧接する状態および弁座１７から離間する状態を切り換え、これによってエキゾーストバルブ９の開閉が行われる。

符号１５はピストン１０及び弁体１２から成る弁本体を閉方向に付勢するリターンスプリングを示しており、これによりエアコンプレッサのロード状態では弁本体が閉弁状態に維持される。尚、符号２０はリターンスプリング１５の台座を示し、符号１９は台座２０を固定する為のＣリングを示している。

ここで、図示しないエアタンクに貯えられた乾燥エアが所定圧に達するまで、即ち図示しないプレッシャガバナからの制御指令圧（制御室６内の圧力）が所定圧に達するまでは、エキゾーストバルブ９は閉弁状態を維持する必要がある。また、図示しないプレッシャガバナからの制御指令圧（制御室６内の圧力）が所定圧に達した際には、エキゾーストバルブ９は確実に開弁状態となる必要がある。

この様な観点で、プレッシャガバナからの制御圧（制御室６内の圧力）によるエキゾーストバルブ９の受圧面積と、第２エア取り入れポート５からも取り入れられた圧縮エアによるエキゾーストバルブ９の受圧面積と、リターンスプリング１５によるピストン１０を付勢する付勢力と、が設計されている。

次に、エキゾーストバルブ９からの排気エアの一次排出口は、筒状体２４に形成されたスリット２５Ａ〜２５Ｃにより形成されている。即ち、筒状体２４はベース部材２と一体的に形成されているとともに、円周方向に沿って所定の間隔を空けて、円筒軸線方向（図１において上下方向）に延びるスリット（２５Ａ〜２５Ｃ）が複数形成され、このスリット２５Ａ〜２５Ｃからドレン及びエアが一旦排出される。

この筒状体２４は、サイレンサ３０を構成するサイレンサケース部３１によって周囲が囲われるように構成されており、そしてこのサイレンサケース部３１の内側が、膨張室３２として画設されている。即ち、エキゾーストバルブ９からエア（及びドレン）を一旦排出する一次排出口に、膨張室３２が接続された状態となっている。

本実施形態では、膨張室３２を画設するサイレンサケース部３１も、筒状体２４と同様にベース部材２と一体的に形成されているとともに、サイレンサケース部３１（膨張室３２及び後述する吸音材収容室３６）は方形の形状を成す様に形成されている。

以上のように構成されたことにより、スリット２５Ａ〜２５Ｃから排出される排気エアは、膨張室３２に入り、特に膨張室３２の内壁３３Ａ〜３３Ｃに当たる様になっている（図３において矢印ａ、ｂ、ｃでこのときの排気エアの流れを示す）。

ここで、各スリット２５Ａ〜２５Ｃは、膨張室３２の内壁３３Ａ〜３３Ｃにそれぞれ対向しており、これにより各スリット２５Ａ〜２５Ｃから排出されたエアが、それぞれ膨張室３２内において異なる内壁３３Ａ〜３３Ｃに当たる様になっている。

即ち、エキゾーストバルブ９からの排出エアが複数の流路に分岐しつつ、それぞれ異なる状況で膨張室３２内の内壁に当たることで、複数のスリット２５Ａ〜２５Ｃからエアが排出される際の「音域」を分散させることができ、これによってより一層の消音効果を得ることができる様になっている。

尚、複数のスリット２５Ａ〜２５Ｃから排出された排出エアがそれぞれ膨張室３２内において異なる内壁３３Ａ〜３３Ｃに当たる際の角度、距離の少なくともいずれかが異なる様に構成すれば、より一層の消音効果を得ることができる。また、各スリット２５Ａ〜２５Ｃのスリット幅を異なる様に形成しても良い。

但し、各スリット２５Ａ〜２５Ｃのトータルでのエア排出能力が、エキゾーストバルブ９からのエア排出能力より低いと、エア排出に悪影響を及ぼすので、少なくともエキゾーストバルブ９からのエア排出能力を妨げない様にスリットの数及び開口の大きさを設定することが望ましい。

尚、本実施形態ではスリットを３つ（スリット２５Ａ〜２５Ｃ）形成しているが、スリット数がこれに限定されないことは言うまでもない。また、図３に示す各スリットの形成位置も、一例であってこれに限定されないことは言うまでもない。また、本実施形態では、各スリット２５Ａ〜２５Ｃに対し、それぞれ内壁３３Ａ〜３３Ｃが一対一で対応する様に構成されているが、これに限られず、例えば複数のスリットに対し一つの内壁が対応する様に構成しても良い。

次に、膨張室３２には吸音材収容室３６が接続されている。吸音材収容室３６は、膨張室３２と同様にサイレンサケース部３１によって画設されており、排気エアは膨張室３２吸音材収容室３６との間に形成されたスリット３４を通る様に構成されている（図３において矢印ｄでこのときの排気エアの流れを示す）。

吸音材収容室３６には、吸音材３７（図１においてハッチングで図示し、図２及び図３では図面の簡略化の為に図示を省略している）が設けられ、この吸音材３７によってエア排出音の一層の低減が図られる様になっている。

この様な吸音材３７としては、種々の材料を用いることができ、本実施形態ではスポンジなどの多孔質材を用いている。スポンジなどの多孔質材を用いれば、多数の孔を排出エアが通ることによってより一層の消音効果を得ることができる。但しこれは一例であり、その他の種々の吸音材を用いることができ、例えばクラッシュドアルミニウムなどを用いることもできる。

次に、膨張室３２及び吸音材収容室３６は、蓋部材４０によって閉空間に形成され、蓋部材４０において吸音材収容室３６に対応する位置には、ドレン及びエアを外部に排出する最終排出口を形成する多数の微細孔４１が、その開口が鉛直下方を向くように形成されている。

この様に、本実施形態ではエアを最終的に外部に排出する多数の微細孔４１が、全て鉛直下方のみに向けて開口する形状を成していることから、エア排出音が下向きに発せられることでエア排出音を聴き取り難くすることができる。尚、符号４２は蓋部材４０をベース部材２に固定する為のボルトを示し、符号４３はそのボルト孔を示している。

以上説明した様に本実施形態に係るサイレンサ３０よれば、エキゾーストバルブ９からの排出エアが膨張室３２内の内壁３３Ａ〜３３Ｃに当たることによるエア排出音の減衰効果と、吸音材３７による吸音効果との相乗効果によって、高い消音効果を得ることができる。

また、本実施形態では一次排出口（スリット２５Ａ〜２５Ｃ）を形成する筒状体２４、膨張室３２、吸音材収容室３６、のこれらは、エアドライヤ１のベースを構成するベース部材２に一体的に形成されているので、サイレンサ付きエアドライヤの低コスト化を図ることができるとともに、サイレンサ３０それ自体による占有容積も少なくすることができる。

また、エアドライヤ１のベースを構成するベース部材２にサイレンサ３０の構成要素を一体的に形成することで、強度を容易に確保することができるとともに、剛体に対して排出エアを当てることでより一層の消音効果を得ている。しかし、この様な形態に限らず、サイレンサ３０の各構成がベース部材２と別体に構成され、サイレンサ３０が独立体として構成された上でベース部材２に取り付けられる様に構成されていても勿論構わない。このとき、本実施形態で示したスリット２５Ａ〜２５Ｃについても、ベース部材２ではなくサイレンサ３０側に形成されていても良い。

１ エアドライヤ
２ ベース部材
３ 乾燥部
４ 第１エア取り入れポート
５ 第２エア取り入れポート
６ 制御室
７ 出力ポート
９ エキゾーストバルブ
１０ ピストン
１１ Ｏリング
１２ 弁体
１５ リターンスプリング
１７ 弁座
１８ シール
１９ Ｃリング
２０ 台座
２４ 筒状体
２５Ａ〜２５Ｃ スリット
３０ サイレンサ
３１ サイレンサケース部
３２ 膨張室
３３Ａ〜３３Ｃ 内壁
３４ スリット
３６ 吸音材収容室
３７ 吸音材
４０ 蓋部材
４１ 微細孔（最終排出口）
４２ ボルト
４３ ボルト孔

Claims (7)

1. 圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤにおけるエキゾーストバルブからのドレン及びエア排出口である複数のスリットの、それぞれに対向する内壁を複数有する膨張室と、
   前記膨張室に接続された、吸音材を収容する吸音材収容室と、
   を備え、
   前記複数のスリットは、少なくとも一のスリットから前記膨張室と前記吸音材収容室とが接続された部分までの距離が、他のスリットから前記膨張室と前記吸音材収容室とが接続された部分までの距離と異なるように構成されており、
   前記複数のスリットから排出されたエアが前記膨張室内において、当該複数のスリットのそれぞれに対向する前記内壁に当たる際の角度、距離の少なくともいずれかが異なる様に構成されている、
   ことを特徴とするサイレンサ。
2. 請求項１に記載のサイレンサにおいて、前記膨張室は方形の形状で形成され、
   前記膨張室内には、前記複数のスリットを有する筒状体が設けられている、
   ことを特徴とするサイレンサ。
3. 請求項１または２に記載のサイレンサにおいて、前記膨張室と前記吸音材収容室が接続された部分には、前記排出されたエアが前記膨張室から前記吸音材収容室へ流れるように構成された流路が設けられている、
   ことを特徴とするサイレンサ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のサイレンサにおいて、前記吸音材が多孔質材である、
   ことを特徴とするサイレンサ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のサイレンサにおいて、ドレン及びエアを外部に排出する最終排出口は、鉛直下方のみに向けて開口する形状を成している、
   ことを特徴とするサイレンサ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のサイレンサにおいて、少なくとも前記スリットが形成されるエキゾーストバルブの排出口、前記膨張室、前記吸音材収容室、のこれらは、前記エアドライヤのベースを構成するベース部材に一体的に形成されている、
   ことを特徴とするサイレンサ。
7. 圧縮エアを乾燥処理するエアドライヤであって、乾燥処理により生じるドレンを排出するエキゾーストバルブからのエア排出音を低減する、請求項１から６のいずれか１項に記載されたサイレンサを備えている、
   ことを特徴とするエアドライヤ。
   

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