JP2006009677A

JP2006009677A - 消音器の製造方法

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Publication number: JP2006009677A
Application number: JP2004187328A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Taniguchi; 秀明谷口; Koji Kato; 孝司加藤; Yoshinori Funahashi; 芳則舟橋; Katsumi Miwa; 勝美三輪
Original assignee: NIHON GLASSFIBER IND CO Ltd; NIHON GLASSFIBER INDUSTRIAL CO Ltd; Sango Co Ltd
Current assignee: NIHON GLASSFIBER IND CO Ltd; NIHON GLASSFIBER INDUSTRIAL CO Ltd; Sango Co Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】多数の小孔を形成したガス流路形成部材の外周に外殻形成部材を設け、これらの間隙部に吸音材を備える消音器の製造方法において、前記間隙部の全長が長くかつ間隙が狭小な場合であっても、間隙部内に吸音材を高い嵩密度でかつ均一に充填する製造方法を提供する。
【解決手段】多数の小孔５を備えたガス流路形成部材３と、該ガス流路形成部材３の外周に間隙部４を備えるように配置された外殻形成部材２と、間隙部４に充填された吸音材９を備えた消音器の製造方法であって、区分手段により区分した小孔５から間隙部４の空気を排気するとともに、区分手段を移動させつつ、間隙部４に吸音材９を充填することを特徴とする消音器の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は消音器の製造方法に関する。

従来、内燃機関や燃料電池を動力源とする車両などに用いられる消音器として、多数の小孔を備えるインナパイプと、該インナパイプの外周に間隙部を備えるように配置されたハウジングと、間隙部に充填された吸音材とを備えた消音器が知られている。

近年、車両の静寂性の向上や消音器の省スペース化の要望から、より高い消音性能を備えた消音器の開発が望まれている。消音器の消音性能の向上を図る方策の一つとして吸音材を高嵩密度に充填することが考えられる。

この吸音材を高嵩密度に充填する方法として、次に挙げる方法が知られている。
消音器の製造方法において吸音材を圧縮空気と同時にノズルより、多数の小孔を有するインナパイプとハウジングとの間の空間に供給するとともに、インナパイプより空気を吸引することにより、消音器に吸音材を充填する（特許文献１参照）。これを第１の従来の技術とする。

消音器の製造方法において、多数本のグラスファイバーを集束剤で束ねた集束材を解繊してバルキー状にし、この解繊された繊維束を多数の小孔を備えるインナパイプの外周に巻設して、消音層を形成する方法（特許文献２参照。）。これを第２の従来の技術とする。
特公平４―５６３１９号公報特開２０００−２４０４２６号公報

前記第１の従来技術においては、全長が長くインナパイプとハウジングとの間隙が狭小な消音器の場合、間隙に充填された吸音材に排気圧力が均一にかからないために、吸音材が均一に圧縮せず、吸音材を高密度かつ均一に充填することで困難であった。

また、前記第２の従来技術においては、インナパイプに吸音材を巻設するため、インナパイプとハウジングとが同心円状のもの以外、例えばインナパイプとハウジングが偏心しているような場合には適用することが困難であった。

そこで、本発明は、これらの問題を解決する消音器の製造方法を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、多数の小孔を備えたガス流路形成部材と、該ガス流路形成部材の外周に間隙部を備えるように配置された外殻形成部材と、間隙部に充填された吸音材を備えた消音器の製造方法であって、
区分手段により区分した前記小孔から間隙部の空気を排気するとともに、
区分手段を移動させつつ、間隙部に吸音材を充填することを特徴とする消音器の製造方法である。

本発明においては、区分手段により区分された小孔から間隙部内の空気が排気されるため、吸音材の充填位置での吸引力を増大し、充填材が高い嵩密度に充填される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、区分手段は、ガス流路形成部材の内部又は外部を仕切る仕切体であることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、区分手段は、ガス流路形成部材の内周または外周に略密着して小孔を閉塞する閉塞体であることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、区分手段をガス流路形成部材の軸方向に移動させることを特徴とするものである。

前記請求項２乃至４の発明においても前記と同様の作用を発揮させることができる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、区分手段をガス流路形成部材の周方向に移動させることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、区分手段における小孔の区分位置を、ガス流路形成部材の周方向において変化させたことを特徴とするものである。

請求項５及び６の発明においては、インナパイプの周方向の位置において、空気の吸引量を変化させることもできる。

本発明によれば、区分手段を有することにより、空気の吹込みおよび吸引圧力が増大するため、吸音材を高い嵩密度で充填できるとともに、嵩密度の均一性の向上を図ることができる。したがって、消音器の消音性能の向上を図ることができる。

更に、全長が長く、かつ狭小な間隙においても吸音材を高密度で充填することができる。

更に、ガス流路形成部材と外殻形成部材が偏心している消音器においても、ガス流路形成部材と外殻形成部材間の間隙部内に吸音材を、高い嵩密度で、かつ均一に充填することができる。

請求項５及び６記載の発明によれば、周方向の位置において、吸引空気量を変化させたい場合にも対応できる。

本発明を実施するための最良の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１及び図２は実施例１を示す。
図１（ａ）は消音器１の製造工程の初期状態を示す軸方向の断面図である。

先ず、図１（ａ）に示すように、一般部と略同心円状に一端２ａが縮径された円筒状の外殻形成部材であるハウジング２にガス流路形成部材であるインナパイプ３の一端３ａを嵌合し、ハウジング２とインナパイプ３の間に、他端部が開口した間隙部４を形成する。

ここで、ハウジング２とインナパイプ３は、図２に示す横断面図のように、略同心円状に配置され、間隙部４におけるハウジング２とインナパイプ３との間の距離が全周にわたって、同一又は略同一寸法になっている。

また、インナパイプ３には、間隙部４と連通可能な多数の小孔５が設けられている。
次に、上記のインナパイプ３の内部に、区分手段である仕切体６を摺動可能に挿入する。なお、仕切体６にはロッド７が固着されており、該ロッド７の他端は、インナパイプ３外に突出し、図示しない軸方向移動手段に連結されている。

次に、インナパイプの一端３ａに、図示しない例えばファンのような吸引手段を接続する。この吸引手段により、仕切体６により区分された、仕切体６と吸引手段との間に存在する小孔５を通じて間隙部４内の空気が一端３ａから外部へ吸引される。なお、ハウジング２とインナパイプ３は図示しない固定手段により固定されている。

次に、吹込みノズル８に、図示しない圧縮空気供給手段からの圧縮空気と共にガラスの長繊維をバインダーで集束した吸音材９を供給し、吹込みノズル８から吸音材９を圧縮空気とともに間隙部４内へ供給する。この供給時に圧縮空気により吸音材９は解されて、吹込みノズル８より間隙部４に吹込まれて充填を開始する。

なお、吸音材としては、ガラスの長繊維の他にセラミックス、金属、樹脂など任意の材質を採用することができる。また、繊維の長さに関しても任意に設定することができる。

次に、図示しない軸方向移動手段により仕切体６を、インナパイプ３の内壁面に沿って、図１（ａ）の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させつつ、吹込みノズル８より吸音材９を間隙部４に充填し続ける（図１（ｂ））。

間隙部４に所定量の吸音材９を充填後、ハウジング２の他端２ｂを任意の加工方法によるネッキング工程により縮径して、インナパイプ３の他端３ｂと嵌合する（図１（ｃ））。

上記の工程のように消音器に吸音材９を充填するために、第１の従来の技術と比較して、吹き込み及び吸引力が増大する。さらに、ハウジング２の一端２ａ側から順次吸音材９が充填されていくために、吸音材９を高密度で充填することができるとともに、充填密度（嵩密度）の均一性を向上することができる。

このことにより、消音器の消音性能の向上を図ることができる。
さらに、仕切体６の移動速度と空気及び吸音材９の吹込み量とを任意に変化させることにより、吸音材９の充填密度を任意に制御することができる。また、充填中に仕切体６の移動速度と空気の吹き込み量を変化させることにより、一つの消音器の中で、長手方向に吸音材の密度分布を意図的に変化させることができる。このことにより、消音器の消音要件に関する設計自由度が増加する。

図３は実施例２を示す。
本実施例２では、区分手段である仕切体１６をインナパイプ３の内部ではなく、インナパイプ３の外部、すなわち間隙部４内を軸方向に摺動可能に挿入したものである。また、仕切体１６には前記と同様にロッド１７が固着されている。

なお、吹込みノズル８は仕切体１６を貫通して設けられている。
本実施例２においてもインナパイプ３の一端３ａに前記と同様に接続された空気の吸引手段により、空気の吸引を行うことにより、吸音材９は、空気と共に、仕切体１６とハウジング２とインナパイプ３とで区切られた空間（間隙部）に、ノズル８より吹込まれて充填される。

また、本実施例においても吸音材９を吹込むと同時に、吹込みノズル８と仕切体１６を一体的にインナパイプ３の外壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図３の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させ、前記と同様に、吸音材９を間隙部４の全体に充填する。

なお、前記の工程以外については、図１に示す前記実施例１の工程と同様である。また、前記実施例１と同一部分については、前記と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

図４は実施例３を示す。
本実施例３では、区分手段として、インナパイプ３の内周に略密着して小孔５を閉塞する無孔状の筒状の閉塞体２６を軸方向に摺動可能に挿入したものである。

本実施例２においてもインナパイプ３の一端３ａに前記と同様に接続された吸引手段により、空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に間隙部４に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、該筒状の閉塞体２６を、インナパイプ３の内壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図４の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動せる。

本実施例３においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

図５は実施例４を示す。
本実施例４では、区分手段として、インナパイプ３の外周に略密着して小孔５を閉塞する無孔状の筒状の閉塞体３６を軸方向に摺動可能に挿入したものである。

本実施例３においてもインナパイプ３の一端３ａに前記と同様に接続された吸引手段により、空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に仕切体１６とハウジング２とインナパイプ３とで区切られた間隙部４内に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、該筒状の閉塞体３６を、インナパイプ３の外壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図５の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動せる。

本実施例４においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

図６及び図７は実施例５を示す。
本実施例５は、図６に示すように、消音器４１を構成する円筒状の外殻形成部材であるハウジング４２の一端４２ａを偏心状に縮径し、該偏心状に縮径された一端４２ａに、ガス流路形成部材であるインナパイプ４３の一端４３ａを嵌合し、ハウジング４２とインナパイプ４３の間に間隙部４４を形成している。

前記の嵌合により、ハウジング４２とインナパイプ４３は、図７に示すように、相対的に偏心状に配置され、上記間隙部４４は、図７に示すように、横断面において、ハウジング４２とインナパイプ４３の間隔が、周方向の一部において狭い狭小間隙部４４ａが形成される。

前記インナパイプ４３の内部には区分手段である仕切体４６が軸方向に摺動可能に挿入されている。

更に、仕切体４６は、狭小間隙部４４ａに優先的に吸音材９が充填されるように、インナパイプ４３の中心軸Ａに対して、狭小間隙部４４ａ側に至るにつれて開口部４２ｂ方向（図の上方）に傾斜するように形成されている。すなわち、区分手段における小孔の区分位置が周方向において変化している。また、仕切体４６にロッド７が固着され、前記と同様に軸方向移動手段により仕切体４６を軸方向に移動できるようになっている。

次に、インナパイプ４３の一端４３ａに前記と同様に接続された吸引手段により空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に間隙部４４（４４ａ）に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、仕切体４６を、インナパイプ４３の内壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図６の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させる。

なお、この仕切体４６の代わりに、前記実施例２（図３）のように、インナパイプ４３の外側、すなわち間隙部４４（４４ａ）に区分手段である仕切体１６を摺動可能に嵌合してもよい。

この仕切体１６は上記仕切体４６と同様に、インナパイプ４３の中心軸Ａに対して、狭小間隙部４４ａに至るにつれてハウジング開口部４２ｂ方向（図の上方）に傾斜するように形成する。

上記の傾斜した仕切体４６又は１６を設けることにより、前記実施例１と同様の効果を奏するとともに、狭小間隙部４４ａからの吸引圧力を他の間隙部４４よりも増大することができ、インナパイプ４３とハウジング４２の間の狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができる。したがって、本実施例５は、インナパイプ４３とハウジング４２が相互に偏心した構造に特に適する。

図８は実施例６を示す。
本実施例６では、前記実施例５（図６）で示す消音器４１に、区分手段としてインナパイプ４３の内周に略密着して小孔５を閉塞する筒状の閉塞体５６を軸方向に摺動可能に挿入したものである。

そして、該筒状の閉塞体５６の挿入側の一端５６ａの開口部が、インナパイプ４３の中心軸Ａに対して、狭小間隙部４４ａ側に至るにつれてハウジング開口部４２ｂ方向（図の上方）に傾斜するように形成されている。

上記筒状の閉塞体５６により、狭小間隙部４４ａからの吸引圧力を増大することができ、狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができる。

本実施例６において、インナパイプ４３の一端４３ａに前記と同様に接続された吸引手段により、空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に、間隙部４４（４４ａ）に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、該筒状の閉塞体５６を、インナパイプ３の内壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図８の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させる。

なお、この閉塞体５６の代わりに、前記実施例４（図５）のように、区分手段として、インナパイプ４３の外周に略密着して小孔５を閉塞する筒状の閉塞体３６を軸方向に摺動可能に嵌合して設けるとともに、この筒状の閉塞体３６を上記筒状の閉塞体５６と同様に、インナパイプ４３の中心軸Ａに対して、狭小間隙部４４ａ側に至るにつれてハウジング開口部４２ｂ方向（図の上方）に傾斜するように形成してもよい。

本実施例６においてもインナパイプ４３とハウジング４２の間の狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができ、前記実施例５と同様の効果を奏する。

図９は実施例７を示す。
本実施例７は、前記実施例５（図６）で示す消音器４１のインナパイプ４３内に、区分手段として仕切体６６を軸方向に摺動可能に挿入したものである。

更に、前記仕切体６６は、インナパイプ４３に略密着する径の円柱体で形成されているとともに、その仕切体６６の挿入側（図下側）の外周部の一部に、外面と下側が開口する切欠部６６ａを形成している。該切欠部６６ａの形状、数は任意に形成する。該切欠部６６ａは、狭小間隙部４４ａの方向に向けられてインナパイプ４３に挿入される。なお、仕切体６６のロッド４７には前記と同様に軸方向移動手段が設けられている。

本実施例７においては、上記切欠部６６ａを、狭小間隙部４４ａ側に向けることにより、該狭小間隙部４４ａからの吸引圧力を増大することができ、狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができる。

本実施例において、インナパイプ４３の一端４３ａに接続された吸引手段により、空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に、間隙部４４、４４ａ内に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、該仕切体６６を、インナパイプ４３の内壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図９の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させる。

本実施例７においても前記実施例５と同様の効果を奏する。

図１０は実施例８を示す。
本実施例８では、前記実施例５（図６）で示す消音器４１に、区分手段としてインナパイプ４３の内周に略密着して小孔５を閉塞する筒状の閉塞体７６を軸方向に摺動可能に挿入したものである。

更に、前記筒状の閉塞体７６には、その挿入側（図下側）の周方向の一部に切欠部７６ａが形成されている。該切欠部７６ａの形状、数は任意に形成する。また、該切欠部７６ａは、狭小間隙部４４ａ側の方向に向けられてインナパイプ４３に挿入される。

また、上記実施例４のように、インナパイプ３６の外側に設けた筒状の閉塞体３６に前記の切欠部７６ａを設けてもよい。

上記筒状の閉塞体７６の切欠部７６ａにより、狭小間隙部４４ａからの吸引圧力を増大させることができ、狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができる。

本実施例においても、インナパイプ４３の一端４３ａに前記と同様に接続された吸引手段により、空気の吸引を行いながら、吸音材９を前記と同様に吹き込みノズル８より供給することにより、その吸音材９は、空気と共に、間隙部４４、４４ａ内に吹込まれて充填される。

また、吸音材９を吹込みながら、該筒状の閉塞体７６を、インナパイプ４３の壁面に沿って、図示しない軸方向移動手段により、図１０の下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させる。

本実施例８においても前記実施例７と同様の効果を奏する。
また、前記実施例５乃至８において、仕切体４６、６６および閉塞体５６、７６のロッド７などに、該仕切体４６、６６および閉塞体５６、７６を周方向に所定の範囲で揺動又は全周にわたって回転させる回動手段を設けて、該仕切体４６、６６および閉塞体５６、７６を、インナパイプ４３の周方向に揺動又は回転しながら、インナパイプ４３の壁面に沿って図示しない軸方向移動手段により、下降状態からＸ方向（軸方向）に向かって徐々に移動させてもよい。

上記のように、仕切体４６、６６および閉塞体５６、７６をインナパイプ４３の周方向に揺動させることにより、狭小間隙部４４ａ部における周方向の所望の範囲からの吸引圧力も増大することができ、より狭小間隙部４４ａにも吸音材９を高嵩密度に充填することができる。

図１１は、実施例９を示す。
上記実施例１乃至８においては、ガス流路形成部材としてパイプ形状のインナパイプ３、４３及び外殻形成部材としてパイプ状のハウジング２、４２を使用したが、ガス流路形成部材は、ガスの流路を構成するものであればよく、図１１（ａ）に示すような外殻形成部材８２とガス流路形成部材８３を一体的に形成した消音器８１や、図１１（ｂ）に示すような外殻形成部材９２の一部とガス流路形成部材９３でガス流路９３ａを構成した消音器９１においても本発明を適用することができる。なお、図１１（ａ）、（ｂ）は、消音器８１、９１を外殻形成部材の軸に直交する断面図である。

その他の構造及び吸音材の充填方法、すなわち製造方法は前記実施例と同様である。

その他の実施例

上記実施例１乃至９においては、吸音材９を充填する際に、吹込みノズル８からの吹込みと図示しない吸引手段による吸引を同時に行なったが、吹込みと吸引のどちらか一方のみを行ないながら、充填してもよい。

また、図１乃至図１０においては吹込みノズル８を一つのみしか図示していないが、任意の数だけ設けることができる。

また、上記実施例１乃至８においては、ハウジング２、４２とインナパイプ３、４３の関係を、略同心円状および相対的に偏心した状態としたが、これらのハウジングとインナパイプの関係を相対的に傾斜した状態など任意な関係においても本発明を適用することができる。

また、上記実施例１乃至９においては、縮径された円筒状ハウジング２、４２を使用したが、筒状体の両端に端板を接合したものや、いくつかの部品に分割して形成したものを接合してハウジングとしたものを使用しても良い。さらに、ハウジングおよびインナパイプの材質及び形状については任意に設定することができる。

また、上記実施例１乃至８においては、区分手段として仕切体または筒状の閉塞体のいずれか一つで構成したが、上記実施例１乃至８において示した仕切体、筒状の閉塞体を組み合わせたものを区分手段として前記実施例１乃至９の実施例に用いても良い。

本発明の実施例１を示す消音器の製造方法を示すもので、（ａ）〜（ｃ）はその工程を示す断面図。本発明の実施例１におけるＹ−Ｙ線断面図。本発明の実施例２を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例３を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例４を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例５を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例５におけるＺ−Ｚ線断面図。本発明の実施例６を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例７を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例８を示す消音器の製造方法を示す断面図。本発明の実施例９を示すもので、外殻形成部材の軸に直交する断面図。

符号の説明

２、４２、８２、９２外殻形成部材
３、４３、８３、９３ガス流路形成部材
４、４４、４４ａ間隙部
６、１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６区分手段
８吹込みノズル
９吸音材

Claims

多数の小孔を備えたガス流路形成部材と、該ガス流路形成部材の外周に間隙部を備えるように配置された外殻形成部材と、間隙部に充填された吸音材を備えた消音器の製造方法であって、
区分手段により区分した前記小孔から間隙部の空気を排気するとともに、
区分手段を移動させつつ、間隙部に吸音材を充填することを特徴とする消音器の製造方法。
区分手段は、ガス流路形成部材の内部又は外部を仕切る仕切体であることを特徴とする請求項１記載の消音器の製造方法。
区分手段は、ガス流路形成部材の内周または外周に略密着して小孔を閉塞する閉塞体であることを特徴とする請求項１記載の消音器の製造方法。
区分手段をガス流路形成部材の軸方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の消音器の製造方法。
区分手段をガス流路形成部材の周方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の消音器の製造方法。
区分手段における小孔の区分位置を、ガス流路形成部材の周方向において変化させたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の消音器の製造方法。