JP2003106133A - 内燃機関の消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、飛散防止布による消音層の
飛散防止効果を高めるとともに、飛散防止布による消音
効果を高めることで全体としての消音効果を高められる
という効果と、最近の内燃機関の排気ガスの高温化に対
応し、飛散防止布の熱劣化防止を図ることで、該飛散防
止布による消音層の飛散防止効果を持続させられるとい
う効果とを、併せて得ることができる内燃機関の消音器
を提供すること。 【解決手段】 内燃機関の排気管２の一部には多数の通
気孔３が貫設され、該一部の外周にはグラスファイバー
バルキー加工糸で製織され、酸処理された飛散防止布４
としてのガラス布が１〜２回巻き付けられ接着剤で貼り
付けられている。飛散防止布４の外周には、グラスファ
イバーバルキー加工糸で円筒状に吸引成形されてなるグ
ラスウールからなる消音体５が外挿、配設されている。
消音体５の外周には鋼板製の外管６が被せられ、その両
端部は排気管２に溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気管に設
けられる消音器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の消音器５１として、図２
に示すように、排気管５２の一部に多数の通気孔５３を
貫設し、該排気管５２の一部の外周に飛散防止層５４を
配設し、その外周にグラスウールよりなる消音層５５を
配設し、その外周に金属よりなる外管５６を被せてなる
ものがある。

【０００３】排気管５２内を流れる高温・高速の排気ガ
スが通気孔５３を通って消音層５５に脈動波を及ぼす
と、該消音層５５を構成しているグラスウールは次第に
熱劣化して短く分断され、通気孔５３から排気管５２内
へ吸引されて外気に飛散する。最近は内燃機関の高出力
化に伴って消音器５１の消音率の向上が要求され、その
ために通気孔５３の孔径を大きくしたり間隔を小さくし
たりするので、グラスウールの熱劣化及び飛散は多くな
る傾向にある。そこで、排気管５２と消音層５５との間
に飛散防止層５４を設け、グラスウールの飛散を防止し
ているのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】飛散防止層５４として
は、次のが知られている。 グラスファイバーのストランド糸で製織された布 耐熱加工の方法として、塩酸等を用いる酸処理が知られ
ている。しかし、消音体の飛散防止効果を持つために
は、飛散防止層に用いるストランド糸で製織されたガラ
ス布は、込んだ織り目（糸打込本数、縦（１６〜５０本
／インチ巾）、横（１０〜４０本／インチ巾）、厚さ
（０．１〜０．３ｍｍ））とする必要がある。そのた
め、本来の目的である消音体での消音が効率よく行われ
ない。そのうえ、排気ガス中に含まれるオイル分が付着
した際に、目が込んでいるため目詰まりしやすいという
難点があった。

【０００５】 グラスファイバーのバルキー加工糸で
製織された布 このガラス布は、の一般的なストランド糸を嵩高加工
してウェイブ状にしたバルキー加工糸で製織されたもの
である。これは、織り目がストランド糸よりは粗い状態
（糸打込本数、縦（１０〜１８本／インチ巾）、横（５
〜１５本／インチ巾）、厚さ（０．６〜３．０ｍｍ））
であっても、劣化したグラスウールが飛散しない程度に
織り目と織り目の隙間に糸のウェイブ状の部分がふさぐ
態様となっている。そのため、消音体の飛散防止効果を
持つことができる。織り目が粗いので、バルキー加工糸
で製織された布を飛散防止布として用いることは、消音
体の消音効果を妨げず、排気ガス中に含まれるオイル分
が付着した際の目詰まりもしにくいので、の問題点が
解決できる。さらに、糸を構成するフィラメント（繊維
の１本１本）が無規則な態様であるため、音を効率よく
消音する。また、代用品としてセラミッククロスやの
シリカ布等が存在しているため酸処理による耐熱加工の
必要性はなかった。

【０００６】 シリカファイバー糸で製織された布
（特開平１１−４４２１０号公報） このシリカ布は、密度が高いので、飛散防止効果は高
い、さらに、熱伝導性が低く断熱性が高いため、排気ガ
スの高温を消音層５５に伝えにくい。そのうえ、シリカ
布そのものも熱劣化しにくい。しかし、グラスファイバ
ーと比較して高価である。

【０００７】最近の内燃機関の排気系には排気ガスをよ
り清浄化させるために、触媒により再燃焼させたり、よ
り高温で、爆発させたりするため、年々、排気ガスが高
温化している。このため、上記のように、飛散防止
層５４がグラスファイバーそのもののでは、次第に対応
できなくなってきている。そこで、のようなシリカ布
が考えられるが、グラスファイバーと比較して高価であ
る。また、グラスウールよりなる消音層５５としては、
グラスウールをニードルパンチによりマット状に加工
し、このグラスウールマットを飛散防止層に巻き付けた
ものが一般的である。

【０００８】そこで、本発明者は、グラスファイバーの
バルキー加工糸で製織された布の耐熱性をあげるため、
検討した結果、本発明の完成に至った。

【０００９】本発明の目的は、飛散防止布による消音層
の飛散防止効果を高めるとともに、飛散防止布による消
音効果を高めることで全体としての消音効果を高められ
るという効果と、最近の内燃機関の排気ガスの高温化に
対応し、飛散防止布の熱劣化防止を図ることで、該飛散
防止布による消音層の飛散防止効果を持続させられると
いう効果とを、併せて得ることができる内燃機関の消音
器を提供することである。

【００１０】

【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、本発明の内燃機関の消音器は、内燃機関の排気管
の一部に多数の通気孔を貫設し、該排気管の一部の外周
に無機繊維バルキー加工糸で製織され、酸処理された飛
散防止布を配設し、該飛散防止布の外周に耐熱性無機繊
維を吸引成形又は抄造した消音体を配設したことを特徴
とする。

【００１１】ここでいう排気管は、排気が通り消音器を
構成する管であれば特に限定されず、内燃機関から延出
する排気管や、該排気管に連結された消音器外筒の内部
仕切り板に設けられたインナパイプ等を例示できる（本
明細書全体において同じ）。

【００１２】飛散防止布に用いる無機繊維は、特定の種
類に限定されないが、グラスファイバー（これで製織さ
れた布はガラス布）が好ましい。無機繊維の太さは、特
に限定されないが、１８０〜６００ＴＥＸが好ましく、
２５０〜４５０ＴＥＸがさらに好ましい。飛散防止布の
厚さは、特に限定されないが、０．５〜３．０ｍｍが好
ましく、１．０〜２．０ｍｍがさらに好ましい。製織の
仕方は、特に限定されず、平織、綾織、朱子織等を例示
できる。

【００１３】飛散防止布の単位面積当り重量は、特に限
定されないが、３３０〜４０００ｇ／ｍ^２ が好まし
く、６００〜２０００ｇ／ｍ^２ がさらに好ましい。排
気管への飛散防止布の巻付回数は、通常１回で十分であ
るが、飛散防止布が薄い場合は、２〜４回にしてもよ
い。

【００１４】酸処理とは、特に限定はされないが、酸と
して、塩酸、硫酸又はその混合液を用いて処理を行うこ
とを例示できる。使用する酸の濃度は、特に限定はされ
ないが、０．１〜０．６Ｎの範囲を例示でき、好ましく
は０．２〜０．４Ｎである。また、酸処理の際の反応温
度は、特に限定はされないが、４０〜１００℃の範囲を
例示でき、好ましくは５０〜９０℃である。反応時間
は、特に限定はされないが、１０分〜５時間の範囲を例
示でき、好ましくは３０分〜２時間である。反応後、炉
で焼く場合の温度は、特に限定はされないが、４００〜
１０００℃の範囲を例示でき、好ましくは５００〜９０
０℃である。また、バルキー糸は、繊維の一部が切断さ
れた部分もあり、酸処理の際に、切断されているガラス
糸が処理槽の中で浮遊繊維となり、表面に付着しガラス
ほこりとなってしまうという問題が存在した。しかし、
これは、酸処理液の撹拌時、フィルターを通過させるこ
とで解決した。

【００１５】消音体の耐熱性無機繊維は、特定の種類に
限定されないが、グラスウール、バルキー加工糸のグラ
スウール、酸処理されたグラスウール、セラミックファ
イバー、シリカファイバー又はロックウールが好まし
い。消音体の密度は、特に限定されないが、０．１０〜
０．４０ｇ／ｃｍ^３ が好ましく、０．１５〜０．２５
ｇ／ｃｍ^３ がさらに好ましい。消音体の厚さは、特に
限定されないが、３〜５０ｍｍが好ましく、５〜２０ｍ
ｍがさらに好ましい。

【００１６】また、消音体の成形方法としては、吸引成
形と抄造を例示できる。吸引成形とは、バインダーを添
加した水にバルク（綿状の繊維）を入れて開繊させてス
ラリーを形成し、成形面に微細な吸引孔が開けられた型
を使用し、吸引孔からスラリーを真空吸引することによ
り繊維を成形面に密着及び積層させ、繊維間をバインダ
ーにより接着する方法である。バインダーとしては、ア
クリル系、ポリアクリルアミド系、パルプ系、ラテック
ス系等の有機バインダーや、シリカゾル、アルミナゾ
ル、ペントナイト、セピオライト等の無機バインダーを
例示できる。

【００１７】抄造とは、バインダーを添加した水にバル
ク（綿状の繊維）を入れて開繊させてスラリーを形成
し、このスラリーを紙を抄くように掬い上げてから乾燥
させて、繊維間をバインダーにより接着する方法であ
る。バインダーとしては、澱粉系、シリコン系、ゴム系
等の有機バインダーや、該有機バインダーにシリカ系等
の無機バインダーを混合したものを例示できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を具体化した内燃機関の消
音器１の実施形態例を、図１に基づいて示す。以下の実
施形態に記す太さ、織り目、密度、濃度、温度又は時間
等は例示であって適宜変更できる。ここで用いる単位Ｔ
ＥＸとは、糸の太さの表示基準でキロメートル当たりの
グラム数のことである。Ｎとは、溶液の濃度を示す単位
で規定度のことである。

【００１９】内燃機関の排気管２の一部には、その全周
に分散するように多数の通気孔３が貫設されている。こ
の排気管２の一部の外周には、グラスファイバーのバル
キー加工糸で製織された後、酸処理された飛散防止布４
としてのガラス布が１〜２回巻き付けられ、接着剤で貼
り付けられている。

【００２０】グラスファイバーのバルキー加工糸に使用
されたグラスファイバーの太さは約４５０ＴＥＸであ
る。飛散防止布４の織り目は劣化したグラスウールが飛
散しない程度に粗く、縦１６本／２５ｍｍ、横１０本／
２５ｍｍ程度である。

【００２１】次に、バルキー加工糸で製織されたグラス
ファイバー布を７０℃、０．３Ｎ塩酸中、溶液部分を１
時間撹拌した後、グラスファイバー布を取り出し、水洗
い又は７００℃の炉で焼くと、目的とする酸処理した飛
散防止布４となる。

【００２２】飛散防止布４の外周には、グラスファイバ
ーで円筒状に吸引成形されてなる消音体５が外挿、配設
されている。消音体５の密度は０．２０ｇ／ｃｍ^３ で
あり、消音体５の厚さは１０ｍｍである。消音体５の外
周には、該消音体５の外周面と両端面とを覆う鋼板製の
外管６が被せられ、該外管６の両端部はテーパ状に絞り
加工されて排気管２に溶接されている。

【００２３】上記のように構成された消音器１によれ
ば、次の作用・効果（ａ）〜（ｃ）が得られる。 （ａ）グラスファイバーのバルキー加工糸で製織され、
酸処理されたガラス布を用いた飛散防止布４は、酸処理
されることによって、耐熱性が増し、最近の内燃機関に
おける排気ガスの高温化に十分耐えられるので、消音体
５の飛散防止効果を持続できる。

【００２４】（ｂ）飛散防止布４にグラスファイバーの
ストランド糸を嵩高加工してウェイブ状にしたバルキー
加工糸で製織され、酸処理されたガラス布を用いること
で、グラスファイバーのバルキー加工糸で製織され、非
処理のガラス布の場合と同様に、織り目がストランド糸
よりは粗い状態（糸打込本数、縦（１０〜１８本／イン
チ巾）、横（５〜１５本／インチ巾）、厚さ（０．６〜
３．０ｍｍ））であっても、劣化したグラスウールが飛
散しない程度に織り目と織り目の隙間に糸のウェイブ状
の部分がふさぐ態様となっている。そのため、飛散防止
効果をたもてる。さらに、織り目が粗いのでオイルミス
トによる目詰まりしにくい状態である。

【００２５】（ｃ）さらに、グラスファイバーのバルキ
ー加工糸で製織され、酸処理されたガラス布は、従来の
シリカ繊維と比較して安価に製造できるという利点があ
る。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱
しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）消音体に用いる耐熱性無機繊維を酸処理されたグ
ラスウールにすること。 （２）消音体を、耐熱性無機繊維の種類が異なる内筒と
外筒の二重構造にすること。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る内燃機関の
消音器によれば、飛散防止布による消音層の飛散防止効
果を高めるとともに、飛散防止布による消音効果を高め
ることで全体としての消音効果を高められるという効果
と、最近の内燃機関の排気ガスの高温化に対応し、飛散
防止布の熱劣化防止を図ることで、該飛散防止布による
消音層の飛散防止効果を持続させられるという効果と
を、併せて得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の消音器を一
部破断して示す斜視図である。

【図２】従来の消音器の断面図である。

【符号の説明】

１ 消音器 ２ 排気管 ３ 通気孔 ４ 飛散防止布 ５ 消音体 ６ 外管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気管の一部に多数の通気孔
   を貫設し、該排気管の一部の外周に無機繊維バルキー加
   工糸で製織され、かつ、酸処理された飛散防止布を配設
   し、該飛散防止布の外周に耐熱性無機繊維よりなる消音
   体を配設したことを特徴とする内燃機関の消音器。
2. 【請求項２】 前記飛散防止布に用いる無機繊維は、グ
   ラスファイバーである請求項１記載の内燃機関の消音
   器。
3. 【請求項３】 前記酸処理に用いる酸は、塩酸、硫酸又
   はその混合液である請求項１記載の内燃機関の消音器。