JP2000204924A

JP2000204924A - 消音器

Info

Publication number: JP2000204924A
Application number: JP11000793A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakagawa; 幸弘中川
Original assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】消音性能が高く、かつ容易かつ安価に製造で
きる消音器を提供する。【解決手段】長繊維のガラス繊維２を多数本集束した
集束材１を使用して組み重ねた組布４であって、該組布
４にバルキー性をもたせた消音材を、小孔５ａを有する
排気管５の外周に巻き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は消音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の内燃機関の排気系には、
その上流側に位置してプリマフラ又はサブマフラが配置
されている。このプリマフラ又はサブマフラは浄化装置
の直後、すなわちメインマフラの上流側に配置されてい
ることから、そのプリマフラ又はサブマフラの排気管内
の排気ガス温度は高くかつ排気流速も高い。

【０００３】このようなことから、プリマフラ又はサブ
マフラとして従来、図１２に示すように、小孔１０２を
多数形成した排気管（インナパイプ）１０１の外周にス
テンレスウール或いはステンレスウールロープ１０３を
巻装し、その外周にグラスウール１０４を巻装し、その
外周をアウターパイプ１０５で被覆してそのグラスウー
ル１０４に消音機能をもたせ、耐熱性の高いステンレス
ウール或いはステンレスロープ１０３に、グラスウール
１０４が小孔１０２から排気管１０１内に吸引されない
ような飛散防止機能をもたせたものがある。

【０００４】また、上記のステンレスウール或いはステ
ンレスロープ１０３の代わりにガラス繊維を平織したガ
ラスクロスを使用したものも知られている。更に、図１
３に示すように、消音器を構成するケース２００のエン
ドプレート２０１に注入穴２０２を形成し、該注入穴２
０２から長繊維のグラスウール状材料２０３をパンチン
グ管２０４とケース２００との間の空間２０５内に注入
する方法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図１２に示す構造
のものにおいては、その使用するステンレスウール又は
ステンレスロープ１０３が材料上高価である上に、特殊
な加工方法を要し、特にグラスウールの飛散対策をより
完全なものにするためにはその使用量を増加させる必要
があることから、マフラの製造コストが高くなる問題が
ある。

【０００６】また、ガラスクロスを使用した構造のもの
においては、そのガラスクロスの織り方が平織、綾織で
あるためその通気性を有する織り目が細かくなり、その
織目が排気ガスに含まれるスス等によって目詰まりを起
こし、消音性能が低下する問題がある上に、このような
平織や綾織は極めて生産性が低く、ガラス繊維を使用し
てもその生産コストが高くなり、その使用に適さない。

【０００７】また、上記図１３に示すようにグラスウー
ル状材料２０３を注入する方法においては、上記従来の
ものよりコスト低減を図ることができるが、グラスウー
ル状材料２０３の充填量（必要繊維量、密度）が不足し
やすく、また、充填量にバラツキが発生しやすい。この
ように充填量が不足すると、排気ガスに混在しているカ
ーボンがグラスウール状材料２０３のガラス繊維内に侵
入付着し、カーボン溜まりの発生から吸音効果を減少さ
せる上に、カーボンが発火して高温状態を招き、ガラス
繊維の硬化、劣化を起こしてガラス繊維が排気管内へ飛
散する問題がある。

【０００８】更に、排気管内で発生する排気ガスの圧力
は、上昇、下降を繰り返して脈動するため、上記のよう
に注入されたグラスウール状材料２０３は、上記の脈動
を直接受けて際限なく移動し、その繊維が折れ、パンチ
ング管２０４の小孔２０６から飛散する問題がある。

【０００９】そこで本発明は、上記従来のステンレスを
使用するものに比べて極めて低廉に製造でき、かつ充填
されたグラスウールの排気管への飛散を阻止でき、更に
消音性能が高い消音器を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、長繊維のガラス繊
維を多数本集束した集束材を使用して組み重ねた組布で
あって、該組布にバルキー性をもたせた消音材を、小孔
を有する排気管の外周に巻き付けたことを特徴とするも
のである。

【００１１】請求項２記載の第２の発明は、上記第１の
発明において、上記の組布が三軸又は四軸の組布である
ものである。請求項３記載の第３の発明は、上記第１又
は２の発明において、前記排気管に巻き付けた消音材の
外周に、ガラス繊維マットからなる消音部材を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１乃至図１１に示す好ましい実
施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

【００１３】図１乃至図６に示す第１実施例について説
明する。図１（ａ）は使用する１本の集束材の斜視図
で、図１（ｂ）はその集束材の横断面図であり、これら
は、その構造を分かりやすくするために模式的に表され
ている。

【００１４】この集束材１は、ガラス繊維を多数本集束
したガラス繊維層２の片面に樹脂繊維層３を配して形成
されている。上記ガラス繊維層２は、長繊維のガラス繊
維２ａを多数本引き揃えて形成されている。この使用す
るガラス繊維２ａは通常の径よりも太径のものを使用
し、熱等に対するタフネスの増大が図られている。ガラ
ス繊維は通常その１本の繊維径が最大２２μｍといわれ
ているが、本実施例におけるガラス繊維は、その１本の
ガラス繊維径を２４μｍ以上とし、具体的には３０〜３
５μｍのものを使用している。

【００１５】なお、本発明の目的からすれば、このガラ
ス繊維の１本の径は限定されず、２４μｍ以下のもので
もよく、また２４μｍ以上のものでもよいが、上記のよ
うに３０〜３５μｍのものを使用するのが望ましい。

【００１６】そして、上記のガラス繊維２ａを多数本、
例えば２０００〜４０００本引き揃えて集束重合し、ガ
ラス繊維層２を形成している。上記樹脂繊維層３に使用
される樹脂繊維３ａは、所定温度で加熱することにより
溶融するホットメルト繊維、例えばアクリル樹脂繊維を
使用している。この樹脂繊維３ａの１本の径及び重合量
は、後述する集束材１相互の接着に適するように設定す
る。

【００１７】次で、上記の集束材１を使用して組布機に
より図１（ｃ）（ｄ）に示すような三軸組布４を形成す
る。この三軸組布４は、上記集束材１からなるタテ方向
に配置した第１の集束材１ａ上に第２の集束材１ｂを斜
め方向に配置し、更に該第２の集束材１ｂ上に、これと
反対の斜め方向に第３の集束材１ｃを配置し、すなわ
ち、三方向に６０度の角度で配列し、これらの交点を接
着して構成されている。これにより、図１（ｃ）に示す
ように三軸の正三角形の格子目５が形成される。この格
子目５は、その三軸組布４の表裏に貫通した通気穴とな
る。

【００１８】また、その各集束材１の片面には上記のよ
うにホットメルト繊維からなる樹脂繊維層３が配置され
ているため、上記のように組まれた組布上を加熱ローラ
等の適宜加熱手段で、上記樹脂繊維３ａが溶融する温度
に加熱することにより、樹脂繊維３ａが溶融して上記各
交点が接着する。

【００１９】上記のような三軸組布４の具体的な組み方
法としては、図２（ａ）に示すようにタテ方向に送り出
される多数本の第１の集束材１Ａ上に、多数本の第２の
集束材１Ｂを図２（ｂ）に示すようにジグザグ状に配置
し、更に、該第２の集束材１Ｂ上に多数本の第３の集束
材１Ｃを図２（ｃ）に示すようにジグザグ状に配置し、
これらの交点を接着するものである。

【００２０】上記のように組まれた三軸組布４の特性
は、平織等に比べて軸が１本多くなることにより、平織
等に比べてより等方向性が高く、破裂抵抗、引裂抵抗、
せん断抵抗、衝撃強さなどが高い。更に、その生産速度
は平織方法に比べて約１０倍である。

【００２１】次に、前記の三軸組布４に、ガラスニード
ルマットを生産する際に使用するニードルを突き刺して
ニードル加工し、その三軸組布４を構成する集束材１
ａ，１ｂ，１ｃにバルキー性をもたせる。このようにニ
ードル加工してバルキー性をもたせた三軸組布４からな
る消音材４Ａを図４に示す。

【００２２】そして、前記のバルキー性をもたせた三軸
組布からなる消音材４Ａを、図５に示すように、小孔５
ａを多数形成した排気管（インナパイプ）５の外周に多
重に巻きつけ、排気管５の外周に消音材４Ａからなる消
音層６を設ける。なお、この消音材４Ａの巻き数は所望
に設定する。更に、この消音層６の密度は所望に設定す
るが、８０〜１００ｋｇ／ｍ³が最も効果的である。

【００２３】そして、前記の消音層６を巻設した排気管
５を、図６に示すように、その消音層６を外筒（アウタ
パイプ）８内の空間内に一ぱいに充填されるようにして
外筒８に挿入する。

【００２４】そして、消音器７を形成する一方の端板１
０と他方の端板１１を前記の消音層６の両端部に配置し
て排気管５と外筒８に固定し、消音器７を形成する。な
お、予め一方の端板１０と外筒８を固定しておき、前記
消音層６を巻設した排気管５を外筒８の他方から外筒８
内へ挿入し、排気管５の先端部を一方の端板１０の穴１
０ａに挿通するとともに消音層６を外筒８内に配置した
後に、他方の端板１１を、その穴１１ａを通じて排気管
５に嵌合して排気管５と外筒８に固着してもよい。

【００２５】次に上記消音層６を設けた図６に示す消音
器の作用について説明する。排気系に排気管５を接続し
た状態において、排気音が排気管５内に流入すると、そ
の排気音の一部は小孔５ａを通じて消音層６内に入射
し、該消音層６で消音されるが、この消音材４Ａがガラ
ス繊維２ａを多数束ねた集束材１で形成されているとと
もにニードルによってバルキー性をもたせてあるため、
この消音材４Ａによって消音性能が、前記従来のステン
レスウールやステンレスロープ、更にはガラスクロスに
比べて高くなる。したがって、この消音層６により消音
器７の消音量が高くなる。

【００２６】また、排気管５内を流通する排気流によっ
て小孔５ａ部に負圧が生じ、該負圧によりガラス繊維２
ａが小孔５ａ側へ吸引されるが、そのガラス繊維２ａか
らなる集束材１ａ〜１ｃが三軸組布に形成され、かつそ
の集束材１ａ〜１ｃの交点が接着されているため、ガラ
ス繊維２ａが小孔５ａを通じて排気管５内へ吸引飛散す
ることが防止される。

【００２７】更に、ガラス繊維２ａを束ねた集束材１ａ
〜１ｃは三軸組布としてその配列が固定されているた
め、その集束材１ａ〜１ｃの排気管５へ巻装時及びこの
巻装後に外筒８へ挿入する際に、ガラス繊維２ａの引き
揃え配列状態が崩れることが抑制され、前記の巻装及び
挿入が容易に行われる。

【００２８】前記のようにバルキー状に形成した組布を
使用することにより、その多数のガラス繊維間の空隙が
多くなる。そのため、この組布を上記図６に示すように
排気管５の外周に巻設することにより、排気管５を通過
する際の排気音を入射しやすくし、音エネルギーを熱エ
ネルギーに換えることが容易になる。したがって、バル
キー性を有しないものに比べて、消音性能が一層高ま
る。

【００２９】図７は上記消音材４Ａをメインマフラに使
用した第２実施例を示す。すなわち、メインマフラ１２
のアウトレットパイプ１３における一部に小孔１３ａを
形成し、該小孔１３ａを形成した部分の外周に前記の消
音材４Ａを多層巻きして消音層６を形成し、その外部を
外管１４で被覆したものである。

【００３０】この図７の実施例においても、前記図６の
実施例と同様に消音層６のみで消音させることができ
る。図８及び図９は第３実施例を示す。

【００３１】本実施例のものは、先ず前記と同様の小孔
５ａを形成した排気管５の外周に図８（ａ）（ｂ）に示
すように前記と同様のニードル加工を施した消音材４Ａ
を多層巻きして消音層６を形成する。また、別に、ガラ
ス繊維を層状にしてこれをニードル加工したガラス繊維
マットを、図８（ｃ）（ｄ）に示すように、前記消音層
６の外周径と略同径の筒状に形成した消音部材１５を作
り、該消音部材１５内に図６（ｅ）（ｆ）に示すよう
に、前記消音層６を挿入する。この消音部材１５は、前
記消音層６の密度では消音されずに透過する周波数帯の
音を消音できるようにガラス繊維の密度等を設定する。

【００３２】そして、前記排気管５の外周に、消音層６
及び消音部材１５を備えたものを、図９に示すように、
消音器７を形成する外筒８内に、前記消音部材１５の外
周面が外筒８の内面に一ぱいに嵌るようにして挿入す
る。

【００３３】そして、前記と同様に両端板１０，１１を
排気管５と外筒８に、固定して消音器７を形成する。な
お、この消音部材１５に消音層６を巻装したものを、前
記図７に示すメインマフラ１２のアウトレットパイプ１
３の外周に巻装してもよい。

【００３４】本第３実施例によれば、前記第１及び第２
実施例の消音層６のみでは消音できない周波数帯の音を
消音部材１５により消音でき、より消音性能を向上させ
ることができる。

【００３５】なお、前記各実施例の三軸組布４の代り
に、四軸組布を使用してもよい。この四軸組布は、図１
０に示すように、上記の集束材１からなるタテ方向に配
置した第１の集束材１ａと、斜め方向に配置した第２の
集束材１ｂと、該第２の集束材１ｂと反対の斜め方向に
配置した第３の集束材１ｃと、更にヨコ方向に配置した
第４の集束材１ｄとからなり、これらを組布機で重合的
に組み、その各交点を前記と同様に加熱接着して固定し
たものである。

【００３６】このような四軸組布１７の具体的な組み方
法としては、図１１（ａ）に示すように、タテ方向に送
り出される多数本の第１の集束材１Ａ上に多数本の第２
の集束材１Ｂを図１１（ｂ）に示すようにＺ状に配置
し、更に該第２の集束材１Ｂ上に多数本の第３の集束材
１Ｃを図１１（ｃ）に示すように、そのヨコ方向の集束
材１ｄが上記第２の集束材１Ｂのヨコ方向の集束材１ｄ
とタテ方向の位置がずれるようにして逆Ｚ状に配置し、
これらの交点を接着したものである。

【００３７】この四軸組布１７を使用して前記のように
ニードル加工してこれにバルキー性をもたせ、このバル
キー性をもたせた四軸組布１７を前記のように排気管５
の外周に多層巻きして消音層６を形成し、これを前記と
同様に消音器内に嵌装する。このように四軸組布を使用
しても、前記第１実施例と同様の作用、効果を有する。

【００３８】また、この四軸組布１７の外周に前記図８
に示す消音部材１５を嵌装してもよく、これにより前記
と同様にその消音部材１５による消音効果を発揮でき
る。なお、前記実施例では、組布を排気管に直接巻き付
けたが、組布を排気管とは別に芯金等で巻いて筒状に
し、これを芯金から外して排気管に嵌装してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のようであるから、本発明の消音器
によれば、ガラス繊維の集束材からなる組布を使用し、
これにバルキー性をもたせたので、その消音材を形成す
る多数の繊維間の空隙が多くなり、高い消音機能を有す
る。そのため、前記従来のステンレスウールやステンレ
スロープ或いはグラスクロスを使用する消音器に比べて
消音性能が高い消音器を提供できる。

【００４０】更に、上記消音材が、交点を接着固定した
組布で形成されているため、集束材の配列状態が崩れて
機能が低下することを防止できる。更に、組布は平織等
に比べて生産速度が速く安価に製造でき、かつ、その組
布を排気管に巻き付けることにより消音層を容易に形成
できるので、消音性の高い消音器を安価に製造できる。

【００４１】更に、請求項３記載の発明においては、前
記組布からなる消音層で消音できない周波数帯の音を、
前記消音層の外周に設けた消音部材で消音できるため、
より一層消音性に優れた消音器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における三軸組布の製造工程を示すもの
で、（ａ）は集束材の斜視図、（ｂ）はその横断面図、
（ｃ）は集束材を三軸に組んで組布とした表面図で、一
部を模式的に示している。（ｄ）はその組布の拡大横断
面図である。

【図２】図１の組布の組み方法を説明する図。

【図３】本発明における三軸組布の一部拡大表面図。

【図４】図３に示す組布をニードル加工した消音材の平
面図。

【図５】（ａ）は図４に示す消音材を排気管に巻き付け
る状態の斜視図、（ｂ）は消音材を排気管に巻き付けて
消音層を形成した状態の端面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断
面図。

【図６】図５に示す消音層付排気管を消音器内に装着し
た状態の消音器の断面図。

【図７】本発明をメインマフラに適用した第２実施例を
示す略断面図。

【図８】本発明の第３実施例を示すもので、（ａ）は消
音材を排気管に巻いた状態の端面図、（ｂ）は（ａ）の
縦断面図、（ｃ）は消音部材の端面図、（ｄ）は（ｃ）
の縦断面図、（ｅ）は消音層を消音部材に挿入した端面
図、（ｆ）は（ｅ）の縦断面図。

【図９】図８に示す実施例の消音層及び消音部材を有す
る消音器の縦断面図。

【図１０】本発明の消音層に使用する四軸組布を示す模
式図。

【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１０の四軸組布の組
み方法を説明する図。

【図１２】従来の消音器の縦断面図。

【図１３】従来の消音器において、グラスウールを充填
する方法を説明する図。

【符号の説明】

１集束材２ガラス繊維４組布４Ａ消音材５排気管５ａ小孔１５消音部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長繊維のガラス繊維を多数本集束した集
束材を使用して組み重ねた組布であって、該組布にバル
キー性をもたせた消音材を、小孔を有する排気管の外周
に巻き付けたことを特徴とする消音器。
【請求項２】上記の組布が三軸又は四軸の組布である
請求項１記載の消音器。
【請求項３】前記排気管に巻き付けた消音材の外周
に、ガラス繊維マットからなる消音部材を設けたことを
特徴とする請求項１又は２記載の消音器。