JP2005146855A - 排気消音装置用断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 組み付けが容易で、かつ外れにくい排気消音装置用の断熱構造を提供する。
【解決手段】排気ガスの音を低減させる排気消音装置において、筒状部材(26)と端部部材(27,27)とからなり、長さ方向の両端部が閉塞された筒状体として形成され、内部に消音部材が設けられたマフラ本体部(12)と、マフラ本体部(12)に排気ガスを流入させる排気導入管(14)と、マフラ本体部(12)から排気ガスを流出させるテールパイプ(15)前記マフラ本体部(12)の筒状部材(26)と端部部材(27,27)とを異なる方式で断熱する断熱手段を設けたことを特徴とする排気消音装置用断熱構造。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排気ガスの騒音を低減させる排気騒音装置用断熱構造に関する。

排気ガスの騒音を低減させるための、マフラーと呼ばれる排気消音装置においては、排気ガスの熱の一部が、その表面から放熱される。その結果、排気消音装置の搭載されているエンジンルームの内部の温度が上昇し、エンジンルームの内部に搭載されている電装品の温度が上昇したり、押し出しファン形式の場合には、ファンの風を受けるラジエータ、オイルクーラ、アフタークーラ等の冷却効率が低下したりする。

これを防止するために、排気消音装置の表面に断熱材を巻くという技術が、従来から知られている。
図８、図９は、特許文献１に開示された排気消音装置１１を示す説明図であり、以下図８、図９に基づいて従来技術を説明する。

図８、図９において排気消音装置１１は、両端部が封止された円筒形のマフラ本体部１２と、マフラ本体部１２の両端部に軸方向を同じくしてそれぞれ接続された、排気ガスの出入りする排気導入管１４及びテールパイプ１５からなる管状部材１４，１５とを備えている。

特許文献１によれば図８、図９に示すように、マフラ本体部１２の筒状部材２６の周囲に、軸方向に分割された断熱シート２８Ａ〜２８Ｃを巻きつけている。そして、断熱シート２８Ａ〜２８Ｃの上からマフラ本体部１２と軸方向長さを略一致させたアルミニウムシートからなる外周カバー３５を巻きつけ、外周カバー３５の上から、帯状の固定金具３７，３７を取り付けることにより、断熱シート２８Ａ〜２８Ｃをマフラ本体部１２に安定に固定している。

また、マフラ本体部１２の両端部には、管状部材１４，１５が通るような孔３４を設けた端面断熱材３８，３８を当て、その上をアルミニウムシートからなる端面カバー３６，３６で覆うことにより、断熱を行なっている。
これにより、排気ガスの熱が排気消音装置１１から外部に放出されることが少なくなるので、エンジンルームの温度上昇が緩和される。

特開平２００３−４１９３１号公報

しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。
即ち従来技術は、管状部材１４，１５がマフラ本体部１２に対して軸方向を同じくするタイプの排気消音装置１１に関する技術である。
このようなタイプの排気消音装置１１においては、マフラ本体部１２の筒状部材２６の表面には突起物が殆んどなく、断熱シート２８Ａ〜２８Ｃを巻くのが容易となっている。

ところが排気消音装置１１には、図１０に示すように、排気ガスが出入りする管状部材１４，１５が、マフラ本体部１２の筒状部材２６に軸方向に対して略垂直に突出して取り付けられたタイプも知られている。建設機械などでは、このタイプの排気消音装置１１のほうが多く用いられている。

このようなタイプの排気消音装置１１においては、管状部材１４，１５が突出しているために、その部分を避けるように断熱シート２８Ａ〜２８Ｃに孔などを設ける必要がある。ところが、断熱シート２８Ａ〜２８Ｃは、図８、図９に示したように軸方向に分割されているために幅が狭く、孔を設けると断熱シート２８Ａ〜２８Ｃの強度が弱くなってしまうことがある。

また、従来技術においては、筒状部材２６に巻いた外周カバー３５をマフラ本体部１２に固定する技術については開示されているが、端面断熱材３８，３８及び端面カバー３６，３６をマフラ本体部１２に固定する技術に関する開示がない。端面カバー３６，３６をマフラ本体部１２に固定するのは容易ではなく、組み付けに時間がかかるといった問題がある。

本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、組み付けが容易で、かつ外れにくい排気消音装置用の断熱構造を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１発明によれば、
排気ガスの音を低減させる排気消音装置において、
長さ方向の両端部が閉塞された筒状体として形成され、内部に消音部材が設けられたマフラ本体部と、
マフラ本体部に排気ガスを流入させる排気導入管と、
マフラ本体部から排気ガスを流出させるテールパイプ
前記マフラ本体部の筒状部材と端部部材とを異なる断熱方式で断熱する断熱手段を設けている。
また第１発明を主体とした第２発明によれば、
前記マフラ本体部における筒状部材の断熱手段が、不燃布の間に
断熱材を挟んでシート状にした断熱布を、筒状部材外周に巻きつけたものであり、
端部部材の断熱手段が、遮熱板である。
また第１発明を主体とした第３発明によれば、
前記マフラ本体部における筒状部材の断熱手段が、不燃布の間に
断熱材を挟んでシート状にした断熱布を、筒状部材外周に巻きつけたものであり、
端部部材の断熱手段が、端部部材を中空部を有する二重構造とし、前記中空部に断熱材を充填したものである。
また第１〜第３発明を主体とした第４発明によれば、
前記筒状部材外周に巻きつけられた断熱布と、
遮熱板又は二重構造の端部部材とのうち、
少なくとも一方に、排気導入管及びテールパイプに対応する箇所に孔が設けられている。
また第１〜第４発明を主体とした第５発明によれば、
前記筒状部材外周に巻きつけられた断熱布を、断熱布の外側に巻いた不燃性のベルトで固定している。
また第１〜第４発明を主体とした第６発明によれば、
前記筒状部材外周に巻きつけられた断熱布を、不燃性の紐状部材で固定している。
また第６発明を主体とした第７発明によれば、
前記紐状部材を、断熱布に予め取り付けてある。
また第１〜第７発明を主体とした第８発明によれば、
前記マフラ本体部の少なくとも一方の端部に、筒状部材の外径よりも一回り大きな鍔を設けている。

第１発明によれば、平面である端部部材の断熱を、筒状部材の断熱とは異なる手段で行なっているので、断熱手段の製造・組み付けが、より容易となる。
また第２発明によれば、平面である端部部材の断熱を、排気消音装置に付設した遮熱板によって行なうことにより、端部部材に断熱材を巻く手間が省ける。さらには、断熱手段である遮熱板が端部部材に付設されているので、断熱手段が外れるなどして断熱が損なわれることが少ない。
また第３発明によれば、平面である端部部材を中空構造として、その内部に断熱材を入れているので、端部部材に断熱材を巻く手間が省ける。さらには、断熱手段が端部部材と一体化しているので、断熱手段が外れるなどして断熱が損なわれることが少ない。
また第４発明によれば、断熱布の管状部材に対応する位置に孔が設けられているので、断熱布の組み付けが非常に容易となる。
また第５発明によれば、断熱布をベルトで固定することにより、振動が生じても断熱布が外れにくくなる。
また第６発明によれば、断熱布を紐で固定することにより、振動が生じても断熱布が外れにくくなる。
また第７発明によれば、紐を予め断熱布に取着しておくことにより、断熱布の固定が簡単になる。
また第８発明によれば、断熱布が筒状部材の軸方向にずれるということが少なくなる。また、断熱布の端部が筒状部材の端部や端部部材に隠れるので、見栄えがよくなる。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形態における排気消音装置１１の正面断面図を示している。
図１において、排気消音装置１１は、軸方向を図１の左右方向に略一致させたマフラ本体部１２と、マフラ本体部１２を軸方向に第１〜第３消音室１８Ａ〜１８Ｃに分割する仕切壁１３Ａ，１３Ｂと、排気ガスの出入りする管状部材１４，１５と、消音室１８Ａ〜１８Ｃ間を連通する連通管１６とを備えている。

マフラ本体部１２は、円筒形状を有する筒状部材２６と、その両端部をそれぞれ封止する端部部材２７，２７とからなっている。
筒状部材２６は、両端部の外径が、その他の部位の外径よりもわずかに大きくなっている。或いは、端部部材２７，２７の外径が、筒状部材２６の外径よりも、わずかに大きくなっていてもよく、図１に示したように両方が大きくなっていてもよい。このように、筒状部材２６の両端部の径を大きくしたことを、鍔を設けると言う。尚、鍔を設けるのは、片側の端部のみであってもよい。

管状部材１４，１５は、筒状部材２６に、マフラ本体部１２の軸方向に対して略垂直に固定されている。排気ガスを導入する排気導入管１４の入口側端部は、エンジンの排気管１７に接続されている。また、排気導入管１４の出口側端部は、第１消音室１８Ａに接続されている。

また、排気ガスを排気するテールパイプ１５の入口側端部は、第３消音室１８Ｃに接続されており、出口側端部は大気に開放されている。

連通管１６は、第１、第２仕切壁１３Ａ，１３Ｂを貫通して、第１〜第３消音室１８Ａ〜１８Ｃ間を連通している。連通管１６は両端部を封止されているとともに、その軸方向略中間位置で、隔壁１９によって第１、第２連通室２０Ａ，２０Ｂに区切られている。連通管１６の周面には、第１〜第４小孔群２１Ａ〜２１Ｄが設けられており、各消音室１８Ａ〜１８Ｃと第１、第２連通室２０Ａ，２０Ｂとを連通している。

排気導入管１４から入ってきた排気ガスは、小孔群２１Ａ〜２１Ｄを通って、消音室１８Ａ〜１８Ｄと連通室２０Ａ，２０Ｂとの間を行き来し、テールパイプ１５の出口側端部から大気に放出される。
このように、小孔群２１Ａ〜２１Ｄを通り抜けて縮小／拡大を繰り返すことにより、排気ガスは整流されて圧力分布を均一化され、エネルギを減衰されて消音が行なわれる。第１〜第３消音室１８Ａ〜１８Ｃを形成する第１、第２仕切壁１３Ａ，１３Ｂ、小孔群２１Ａ〜２１Ｄを有する連通管１６、及び隔壁１９を、消音部材と呼ぶ。

図１に示すように、端部部材２７，２７には、ブラケット３２が予め付設されている。このブラケット３２に遮熱板２９を固定することにより、マフラ本体部１２の端部部材２７，２７からの放熱を小さくし、断熱を行なっている。

遮熱板２９は、例えばアルミニウム等の熱をよく反射する金属板からなる反射板３３に、グラスウール等の断熱材３０を、耐熱性の接着剤等で貼付したようなものが好適である。或いは、２枚の反射板３３，３３の間に、断熱材３０を挟み込んでもよい。
これにより、端部部材２７，２７の放熱が、反射板３３，３３によって反射され、外部に伝わることが非常に少なくなる。

また、マフラ本体部１２の筒状部材２６の表面には、熱の伝達を妨げる断熱布４０が巻かれている。

図２に、断熱布４０の断面図を示す。
断熱布４０は、一例として不燃性のシリカ（ＳiＯ2）繊維を編んで形成された不燃性の布である不燃布３９の内部に、グラスウール等の断熱材３０が詰め込まれて形成されている。シリカ繊維もグラスウールも不燃性であるため、筒状部材２６が熱くなっても、断熱布４０が燃えるようなことはない。

図３に、筒状部材２６に巻きつける断熱布４０の外見を、斜視図で示す。図３において断熱布４０は、長方形形状をしており、管状部材１４，１５の通る孔３４，３４が設けられている。
また、断熱布４０の端部には、シリカ繊維で形成された不燃性の紐状部材４１が、編み込み等によって固定されている。

図４に、筒状部材２６に断熱布４０を組み付ける際の説明図を示す。図４に示すように、断熱布４０を筒状部材２６に巻き、管状部材１４，１５を孔３４，３４に通して、対向する紐状部材４１，３４同士を結ぶことにより、断熱布４０を筒状部材２６の表面に密着させて固定することが可能となっている。

以上説明したように第１実施形態によれば、不燃布３９で断熱材３０を挟んだ断熱布４０を、筒状部材２６に被せて断熱を行なっている。これにより、任意の形状に容易に曲げることのできる柔らかな断熱布４０を構成できる。従って、筒状部材２６が筒状である限り、断熱布４０を隙間なく密着させることができ、しかも組み付けが容易となっている。

また、マフラ本体部１２の両端部の外径がわずかに大きくなるように、鍔を設けている。これにより、断熱布４０が軸方向にずれることがなく、一定の位置で固定される。

また、マフラ本体部１２の端部に遮熱板２９を固定することにより、断熱を行なっている。これにより、遮熱板２９が常にマフラ本体部１２に固定され、振動等で外れることを心配する必要がない。

尚、上記実施形態においては、断熱布４０を紐状部材４１で縛って固定するようにしたが、これに限られるものではない。
例えば図５に示すように、断熱布４０及び筒状部材２６を、スチール等の金属や前出の不燃布３９等の、耐熱性又は不燃性を有するベルト４２で巻いて固定するようにしてもよい。また、紐状部材４１とベルト４２とを併用してもよい。
さらには、断熱布４０の両端部近傍の表面にフック状の係止部材を設け、このような係止部材によって固定してもよい。

次に、第２実施形態について、説明する。
図６に、第２実施形態における排気消音装置１１の正面断面図を示す。図６に示すように、筒状部材２６に対しては、第１実施形態と同様の長方形の断熱布４０を被せ、第１実施形態と同様に紐状部材（図示せず）で結んで固定している。

そして、マフラ本体部１２の端部部材２７，２７は、中空構造に形成されている。そして、中空部３１の内部に、グラスウール等の断熱材３０を充填し、溶接等によってこの中空部３１を封止している。

このように第２実施形態によれば、端部部材２７を中空とし、中空部３１の内部に断熱材３０を充填して、端部から熱が漏れるのを少なくしている。これにより、第１実施形態と同様に、端部部材２７を断熱するための手段を、筒状部材２６を断熱するための手段と切り離しているので、複雑な形状の筒状部材２６に対しても断熱が容易となる。
また、端部部材２７を断熱するための手段がマフラ本体部１２と一体化しているるので、マフラ本体部１２から外れることがない。

次に、第３実施形態について説明する。
図７に、第３実施形態における排気消音装置１１及び断熱布４０の構成図を示す。第３実施形態においては、マフラ本体部１２と管状部材１４，１５とが、軸方向を同じくするような排気消音装置１１に対する、本発明の応用例を示している。

即ち、排気消音装置１１のマフラ本体部１２の筒状部材２６に、孔３４の設けられていない長方形の断熱布４０を巻き、紐状部材４１等で結んで固定する。そして、両端部の側方には、第１実施形態と同様に遮熱板２９，２９を配置する。遮熱板２９，２９には、管状部材１４，１５の通る孔４３，４３が設けてある。
或いは、第２実施形態のように、端部部材２７，２７を二重壁構造として、断熱材３０，３０を入れてもよい。

尚、本発明の実施形態においては、マフラ本体部１２を円筒形状として説明したが、これに限られるものではなく、例えば断面が多角形の筒形状であってもよい。即ち、本発明によれば、さらに複雑な形状の排気消音装置１１においても、簡単に装着することができ、広く応用が可能である。

排気消音装置の正面断面図（第１実施形態）。 断熱布の断面図（第１実施形態）。 断熱布の斜視図（第１実施形態）。 断熱布の固定手段を示す斜視図（第１実施形態）。 断熱布の固定手段を示す斜視図（第１実施形態）。 排気消音装置の正面断面図（第２実施形態）。 排気消音装置及び断熱布の構成図（第３実施形態）。 排気消音装置の説明図（従来技術）。 排気消音装置の説明図（従来技術）。 排気消音装置の説明図（従来技術）。

符号の説明

１１：排気消音装置、１２：本体部、１３：仕切壁、１４：排気導入管、１５：テールパイプ、１６：連通管、１７：排気管、１８Ａ〜１８Ｃ：消音室、１９：隔壁、２０Ａ〜２０Ｂ：連通室、２１Ａ〜２１Ｄ：小孔群、２６：筒状部材、２７：端部部材、２８Ａ〜２８Ｃ：断熱シート、２９：遮熱板、３０：断熱材、３１：中空部、３２：ブラケット、３３：反射板、３４：孔、３５：外周カバー、３６：端面カバー、３７：固定金具、３８：端面断熱材、３９：不燃布、４０：断熱布、４１：紐状部材、４２：ベルト、４３：孔。

Claims (8)

1. 排気ガスの音を低減させる排気消音装置において、
   筒状部材(26)と端部部材(27,27)とからなり、長さ方向の両端部が閉塞された筒状体として形成され、内部に消音部材が設けられたマフラ本体部(12)と、
   マフラ本体部(12)に排気ガスを流入させる排気導入管(14)と、
   マフラ本体部(12)から排気ガスを流出させるテールパイプ(15)と、
   前記マフラ本体部(12)の筒状部材(26)と端部部材(27,27)とを異なる方式で断熱する断熱手段を設けた
   ことを特徴とする排気消音装置用断熱構造。
2. 前記マフラ本体部(12)における筒状部材(26)の断熱手段が、不燃布(39)の間に断熱材(30)を挟んでシート状にした断熱布(40)を、筒状部材(26)外周に巻きつけたものであり、
   端部部材(27,27)の断熱手段が、遮熱板(29,29)である
   ことを特徴とする請求項１に記載の排気消音装置用断熱構造。
3. 前記マフラ本体部(12)における筒状部材(26)の断熱手段が、不燃布(39)の間に断熱材(30)を挟んでシート状にした断熱布(40)を、筒状部材(26)外周に巻きつけたものであり、
   端部部材(27,27)の断熱手段が、端部部材(27,27)を中空部(31)を有する二重構造とし、前記中空部(31)に断熱材(30,30)を充填したものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の排気消音装置用断熱構造。
4. 前記筒状部材(26)外周に巻きつけられた断熱布(40)と、
   遮熱板(29,29)又は二重構造の端部部材(27,27)とのうち、
   少なくとも一方に、排気導入管(14)及びテールパイプ(15)に対応する箇所に孔(34)が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の排気消音装置用断熱構造。
5. 前記筒状部材(26)外周に巻きつけられた断熱布(40)を、断熱布(40)の外側に巻いた不燃性のベルト(42)で固定した
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の排気消音装置用断熱構造。
6. 前記筒状部材(26)外周に巻きつけられた断熱布(40)を、不燃性の紐状部材(41)で固定した
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の排気消音装置用断熱構造。
7. 前記紐状部材(41)を、断熱布(40)に予め取り付けておく
   ことを特徴とする請求項６に記載の排気消音装置用断熱構造。
8. 前記マフラ本体部(12)の少なくとも一方の端部に、筒状部材(26)の外径よりも一回り大きな鍔を設けた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の排気消音装置用断熱構造。

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