JP2003161134A - 自動車マフラー用などの金属繊維筒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主に自動車マフラーの多孔パイプなどに嵌装
して消音・吸音効果を付与するとともに、自動車の排気
熱、風圧、振動などによって寸断されることがなく、飛
散繊維による環境公害の発生を防止する。 【解決手段】 熱融着性繊維を含む多孔性シートを適宜
の芯体に巻き付け、その上に薄い金属繊維バットと熱接
着シートとを重ね合わせながら複数回巻き付けてから、
全体を加熱融着して一体化し、低密度で肉厚の金属繊維
マット層の内側に通気性の薄皮を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に自動車マフラ
ーの多孔パイプなどに嵌装して消音・吸音効果を付与す
る金属繊維筒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートバイまたは４輪自動車では、エン
ジンから出る排気ガスを管状のマフラーを介して大気へ
排出することにより、エンジン発生音を効果的に消音し
ている。この種のマフラーには、外観形状に応じて多孔
共鳴形、膨張形、サイドブランチ形などが存在するけれ
ども、いずれにしてもマフラー単体では十分に消音する
ことができず、種々の消音部材を付加することが必要で
ある。

【０００３】 一般に、消音部材には筒状のガラス繊維
マットを使用することが多く、該マットをマフラーのパ
イプ外周面に巻き付けたり、マフラーのパイプ内周面に
貼り付けている。ガラス繊維マットの消音部材は、マフ
ラーの直管部位のような構造的に消音効果の出にくい個
所に取り付けられ、例えば、４輪車のファーストマフラ
ーまたは排気経路の短い２輪車用マフラーに設置するこ
とが多い。この消音部材をマフラーに取り付けると、使
用部位での排気温度が約８００℃になることにより、ガ
ラス繊維が排気熱、風圧、振動などによって寸断されや
すく、大気中へ飛散すると環境公害の要因となる。ガラ
ス繊維が寸断されると、マフラーの消音効果も短期間で
低下してしまう。

【０００４】 このようなガラス繊維の熱細断を防ぐた
めに、ガラス繊維マットの内側にステンレス鋼繊維を巻
いてから、ガラス繊維マットを保護することが行われて
いる。このステンレス鋼繊維は、その繊維束をそのまま
マフラーに巻き付けるため、マフラーの長手方向で密度
にムラが発生しやすく、消音効果が低下したり、品質に
バラツキがあるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ガラス繊維の飛散問題
に対して、特開平８−１００６２７号では、ステンレス
鋼繊維を２方向以上に配向させ、ニードルパンチで一体
化した多孔性シートを用い、このステンレス鋼繊維フェ
ルトを直接巻き付けてから、その外周にガラス繊維マッ
トを取り付けている。この配置により、一体化したステ
ンレス鋼繊維で消音機能が均一化し、ガラス繊維の飛散
防止をある程度図ることができるけれども、ガラス繊維
マットを用いる限り、ガラス繊維の飛散防止を完全に防
止することはできない。

【０００６】 また、ステンレス鋼繊維フェルトは、比
較的密度が高くなり、排気ガスの透過性が減少するおそ
れがある。特に、ステンレス鋼繊維フェルトを多孔パイ
プに強く巻き付けると、排気ガスが透過しにくくなり、
背圧が発生してエンジンの性能が低下しやすい。

【０００７】 本発明は、従来のマフラー用消音部材に
関する前記の問題点を改善するために提案されたもので
あり、高温環境で使用可能であり且つ公害発生を防止で
きる金属繊維筒体を提供することを目的としている。本
発明の他の目的は、自動車マフラーの多孔パイプなどに
嵌装すると、消音・吸音機能を有する高温環境金属繊維
筒体を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る金属繊維筒体では、熱融着性繊維を含
む多孔性シートを適宜の芯体に巻き付け、その上に薄い
金属繊維バットと熱接着シートとを重ね合わせながら複
数回巻き付けてから、全体を加熱融着して一体化する。
この金属繊維筒体には、肉厚の金属繊維マット層の内側
に通気性の薄皮が形成されている。

【０００９】 本発明の金属繊維筒体が、自動車のマフ
ラーに嵌装する消音・吸音用の筒体であると、熱融着性
繊維を含む多孔性フェルトシートを適宜の芯体に巻き付
け、その上に薄いステンレス鋼繊維バットとホットメル
ト不織布とを重ね合わせながら複数回巻き付けてから、
全体を加熱融着して一体化すると好ましい。この金属繊
維筒体には、肉厚のステンレス鋼繊維マット層の内側に
通気性の薄皮が形成され、該マット層は非常に嵩高で低
密度である。

【００１０】 好ましくは、金属繊維筒体は、薄い金属
繊維バットを２枚重ねしてから熱接着シートと重ね合わ
せる。この繊維バットの一方を裏返して重ね合わせる
と、該バットの幅方向における繊維の偏りが解消し、得
た筒体が軸方向において層厚や密度にムラが生じること
を回避できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る金属繊維筒体１は、
図１および図２に示すように、肉厚の金属繊維マット層
２の内側に通気性の薄皮３を貼り付けた構成であり、単
独で筒形を保持している。金属繊維筒体１を製造するに
は、熱融着性繊維５（図３）を含む多孔性シート６（図
４）を適宜の芯体（図示しない）に巻き付け、その上に
薄い金属繊維バット７と熱接着シート８との重合体１２
（図５）を複数回巻き付けてから、全体を加熱融着して
一体化した後に前記の芯体を除去する。

【００１２】 通気性の薄皮３となる多孔性シート６
（図４）は、熱融着性繊維（例えば、商品名：メルティ
ー、ユニチカ製）を含み、通気性を有する薄いフェルト
または不織布などが使用できる。多孔性シート６は、後
の加熱処理において完全溶融せず、不溶融部が一部残存
することにより、筒体１において薄皮状に残存すると好
ましい。多孔性シート６は比較的薄くてよく、一般に目
付が４０〜８０ｇ／ｍ^２であると好ましい。

【００１３】 熱融着性繊維５は、図３（１）や（２）
に例示する複合繊維であれば、シート６の全量を構成し
てニードルパンチで一体化すればよい。この複合繊維
は、後の加熱処理で溶融しない高融点部１０と、該加熱
処理で溶融する低融点部１１とからなり、図３（１）の
ような芯鞘または図３（２）のような並列の２層型であ
っても、多層並列、多芯、放射状の多層型でもよい。ま
た、この熱融着性繊維が低融点繊維であれば、加熱処理
で溶融しない通常の繊維と等量前後混綿してニードルパ
ンチで一体化してもよい。この通常の繊維は、ポリエス
テルやアクリル繊維などの合成繊維、再生繊維、半合成
繊維、羊毛や綿などの天然繊維のいずれでもよい。

【００１４】 金属繊維バット７（図５）は、長繊維の
金属繊維からなる薄いワタ状の繊維集合体であると好適
である。また、この金属繊維が短繊維であってもよく、
例えば、金属バットとして金属繊維の薄いニードルフェ
ルトも使用可能である。バット７は、ステンレス鋼、炭
素鋼、アルミニウム、銅、ベリリウム、チタンなどの長
繊維からなり、通常、可撓性が良く且つ金属特有の性質
を保持するステンレス鋼繊維を用いる。一般に、金属繊
維バット７の幅は筒体１のそれに等しく、厚さが数ｍｍ
で長さが２〜３ｍである。

【００１５】 熱接着シート８（図５）は、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリオレフィンなどのホットメルト不
織布であると好ましい。熱接着シート８は、後の加熱処
理において融着した際に筒体１の通気性を阻害しないよ
うに、スパンボンデッド法などによる多孔性で均一なウ
ェブ構造の不織布（例えば、商品名：ダイナック、東洋
紡製）を用いる。熱接着シート８は薄い方が好ましく、
一般に目付が２０〜３０ｇ／ｍ^２であると好適である。

【００１６】 金属繊維バット７と熱接着シート８との
重合体１２（図５）は、適宜の芯体に対して、多孔性シ
ート６（図４）を巻いた後に巻き付け、該重合体を複数
回巻いた後にバット末端部を固定金具（図示しない）で
止着するか、または適当な型枠に入れて全体を１２０℃
以上に加熱する。この加熱処理を行うと、熱接着シート
８によって金属繊維バット７を層状に融着し、多孔性シ
ート６も溶融して内側の薄皮３となって全体を一体化す
る。加熱融着が完了すれば、筒体１を冷却し、前記の芯
体を除去すればよい。

【００１７】 金属繊維筒体１は、通常、円筒形であ
り、本発明で用いる適宜の芯体は、平滑な外周面を有す
る金属円柱体が一般的である。金属繊維筒体１は、用途
に応じて多角形の筒形とすることも可能である。

【００１８】 金属繊維筒体１は、図２と図６に示すよ
うに、自動車マフラーの多孔パイプ１４の外周面に嵌合
して固定したり、図７に示すように、多孔パイプ１６の
内周面に嵌入して貼り付ければよい。図示しないけれど
も、多孔パイプ１４に金属カバーを設置し、該カバー内
に金属繊維筒体１を収納してもよい。筒体１を多孔パイ
プ１４，１６の内外周面に固定するには、該筒体をパイ
プ１４，１６に嵌装してから、公知のかしめ金具または
タッカーを用いて固着しても、複数本のリベットを挿入
して固着してもよい。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。

【００２０】実施例１ 金属繊維円筒体１を製造するために、ポリエステル系熱
融着性繊維（商品名：メルティー）１００％のニードル
フェルトである多孔性シート６（図４）を用いる。この
ニードルフェルトは、幅が１２０ｍｍ、長さ約２４０ｍ
ｍであり、目付が６０ｇ／ｍ^２である。多孔性シート６
を直径６０ｍｍの円柱形芯体にきつく巻き付けると、一
部分が重合する。

【００２１】 また、金属繊維バット７（図５）として
平均径３０μｍの長繊維であるステンレス鋼繊維バット
を裏表２枚重ねで用い、熱接着シート８としてポリアミ
ド系ホットメルト不織布（商品名：ダイナック）を用い
る。ステンレス鋼繊維バットは厚さが約３ｍｍ、ホット
メルト不織布は目付が２０〜３０ｇ／ｍ^２であり、幅は
いずれも１２０ｍｍである。

【００２２】 ２枚重ねの金属繊維バット７を熱接着シ
ート８の上に重ね合わせ、環状に巻いた多孔性シート６
の上に多数回巻き付ける。バット７の巻き付け厚さが約
３０ｍｍになれば、バット末端部を止着して円筒素材を
形成する。

【００２３】 この円筒素材は、全体を約１８０℃で１
〜５分間加熱する。この加熱処理を行うと、熱接着シー
ト８によって金属繊維バット７を層状に融着し、多孔性
シート６も溶融して内側の薄皮３となって全体を一体化
する。加熱融着が完了すれば、筒体１を冷却し、前記の
芯体を抜き取る。筒体１において、ステンレス鋼繊維の
マット層２は密度が０.２ｇ／ｃｍ^３であり、非常に低
密度で嵩高である。

【００２４】 金属繊維円筒体１は、図６に示すよう
に、外径６０ｍｍである多孔パイプ１４の外周面に嵌合
して固定する。多孔パイプ１４の外周面に取り付ける場
合には、筒体１をパイプ１４に嵌合してから、公知のか
しめ金具（図示しない）を用いて固着すればよい。

【００２５】実施例２ 図７に示す筒体１８を製造するために、実施例１と同様
のポリエステル系熱融着性繊維１００％のニードルフェ
ルトを用いる。このフェルトを直径４０ｍｍの円柱形芯
体にきつく巻き付けると、一部分が重合する。

【００２６】 また、金属繊維バット７として実施例１
と同様のステンレス鋼繊維バットを用い、熱接着シート
８として実施例１と同様のポリアミド系ホットメルト不
織布を用いる。バット７を熱接着シート８の上に重ね合
わせ、環状に巻いた多孔性シート６の上に多数回巻き付
ける。バット７の巻き付け厚さが約１０ｍｍになれば、
バット末端部を止着する。

【００２７】 この円筒素材は、全体を約１８０℃で１
〜５分間加熱する。この加熱処理を行うと、熱接着シー
ト８によって金属繊維バット７を層状に融着し、多孔性
シート６も溶融して内側の薄皮３となって全体を一体化
する。加熱融着が完了すれば、筒体１を冷却し、前記の
芯体を抜き取る。筒体１８において、ステンレス鋼繊維
のマット層２は密度が０.３ｇ／ｃｍ^３であり、かなり
低密度である。

【００２８】 金属繊維円筒体１８は、図７に示すよう
に、内径６０ｍｍである多孔パイプ１６の内周面に嵌入
して固定し、さらに内面カバー（図示しない）を収納す
る。多孔パイプ１６の内周面に取り付けるには、筒体１
８をパイプ１６に嵌入してから、公知のかしめ金具を用
いて固着すればよい。また、筒体１８をパイプ１６に嵌
入してから、公知のリベット（図示しない）を用いて固
着してもよい。

【００２９】実施例３ 筒体１を製造するために、２枚重ねの金属繊維バット７
（図５）の代わりに、ステンレス鋼繊維が平均径２０μ
ｍの短繊維からなり、この短繊維のウェブを軽くニード
ルパンチングした薄いニードルフェルトを金属繊維バッ
トとして用いる。多孔性シート６および熱接着シート８
は実施例１と同様である。

【００３０】 実施例１と同様に、多孔性シート６を円
柱形芯体にきつく巻き付け、次に前記ニードルフェルト
の金属繊維バットを熱接着シート８の上に重ね合わせ、
多孔性シート６の上に多数回巻き付ける。このバットの
巻き付け厚さが約３０ｍｍになれば、バット末端部を止
着して円筒素材を形成する。この円筒素材は、実施例１
と同様に加熱・冷却処理して全体を一体化する。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る金属繊維筒体は、肉厚の金
属繊維マット層の内側に通気性の薄皮を貼り付けた構成
であり、単独で筒形を保持している。本発明の金属繊維
筒体は、自動車マフラーの多孔パイプに嵌装して固定す
ると、優れた消音・吸音効果を付与し、さらにマフラー
から排出される塵挨も効果的に除去できる。ステンレス
鋼繊維などの金属繊維マット層は、耐熱性と可撓性が高
く、エンジンの排気熱や振動によって寸断されることが
なく、大気中への繊維飛散という環境公害を発生せず、
マフラーの消音・吸音効果を長期間維持できる。

【００３２】 本発明の金属繊維筒体を製造するには、
熱融着性繊維を含む多孔性シートに次いで、金属繊維バ
ットと熱接着シートとの重合体を巻き付けるだけであ
り、加熱によって容易に全体を一体化できる。この金属
繊維筒体を用いると、ステンレス鋼繊維のトウをマフラ
ーのパイプに直接巻き付ける必要がなく、マフラーのパ
イプとは別個に工場生産が可能であるので製造作業が容
易であり、筒体の生産能率も高くなる。

【００３３】 本発明の金属繊維筒体は、単独で筒形を
保持し且つ低密度で肉厚のステンレス鋼繊維マット層を
有するので、排気ガスの透過性が減少することがなく、
背圧の発生によるエンジン性能の低下を防止できる。本
発明の金属繊維筒体は、その内径とマット層の厚みを適
宜に変更すれば、自動車マフラーの多孔パイプ以外に
も、高温環境で用いる吸音部材やフィルターとして利用
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る金属繊維筒体の概略端面図であ
る。

【図２】 図１の金属繊維筒体を自動車マフラーの多孔
パイプ外周面に嵌合した状態を示す概略側面図である。

【図３】 （１）（２）ともに、多孔性シートを構成す
る熱融着性繊維を示す拡大断面図である。

【図４】 本発明に用いる多孔性シートを示す部分側面
図である。

【図５】 薄い金属繊維バットと熱接着シートとの重合
体を示す部分側面図である。

【図６】 図２のＡ−Ａ線に沿って切断した横断面図で
ある。

【図７】 金属繊維筒体をマフラーのパイプ内周面に嵌
入した状態を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 金属繊維筒体 ２ 金属繊維マット層 ３ 通気性の薄皮 ５ 熱融着性繊維 ６ 多孔性シート ７ 金属繊維バット ８ 熱接着シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０４Ｈ 3/00 Ｄ０４Ｈ 3/00 Ｂ 3/07 3/07 Ａ Ｆ０１Ｎ 7/18 Ｆ０１Ｎ 7/18 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA01 CA13 DA15 FA01 FA04 GA00 4F100 AB01B AB04B AK41 AK46 AR00C BA03 BA04 BA05 BA10A BA10C DA11 DG04B DG06A DG06B DG15A DG15B DG20A EC03 EH51 GB32 JA15B JD02A JH01 JJ03 JK17 JL00 JL04 JL12A JL12C 4L047 AA02 AA21 AA23 AA27 AB03 BA09 BB06 BB09 CA05 CA16 CB03 CB05 CB08 CC12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱融着性繊維を含む多孔性シートを適宜
   の芯体に巻き付け、その上に薄い金属繊維バットと熱接
   着シートとを重ね合わせながら複数回巻き付けてから、
   全体を加熱融着して一体化することにより、低密度で肉
   厚の金属繊維マット層の内側に通気性の薄皮が形成され
   ている金属繊維筒体。
2. 【請求項２】 自動車マフラーに嵌装する消音・吸音用
   の筒体であって、熱融着性繊維を含む多孔性フェルトシ
   ートを適宜の芯体に巻き付け、その上に薄いステンレス
   鋼繊維バットとホットメルト不織布とを重ね合わせなが
   ら複数回巻き付けてから、全体を加熱融着して一体化す
   ることにより、低密度で肉厚のステンレス鋼繊維マット
   層の内側に通気性の薄皮が形成されている自動車マフラ
   ー用などの金属繊維筒体。
3. 【請求項３】 薄い金属繊維バットを２枚重ねしてから
   熱接着シートと重ね合わせる請求項１または２記載の金
   属繊維筒体。
4. 【請求項４】 金属繊維バットを構成する金属繊維が長
   繊維からなる請求項１または２記載の金属繊維筒体。