JP2503232Y2 - 内燃機関の消音器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、内燃機関の消音器に関する。

［従来の技術］ 従来から、自動車エンジンのマフラーのような内燃機
関の消音器は、重層断熱吸音材を装填したものが使用さ
れている。

そのような使用目的の重層断熱吸音材は、一般に、第
４図に示すように金属製の外管２と内管２との隙間に設
けられ、断熱吸音層３と固定層４とからなる。

従来、かかる重層断熱吸音材において、断熱吸音層３
の材料としては、ロックウール、ガラス繊維等の無機繊
維を用い、その高温面側に位置する固定層４の材料とし
ては、耐熱ガラスクロス、ステンレス鋼長繊維製圧縮フ
ェルト等を用いていた。

これらの繊維に熱硬化性樹脂を含有させて熱プレスに
より成型したものが知られている（例えば、特開平１−
211608号公報）。

［考案が解決しようとする課題］ このような従来の内燃機関の消音器用の重層断熱吸音
材においては、断熱吸音層に使用されるロックウールや
ガラス繊維は、繊維径が一般に数10μｍと太く、取扱作
業時に直接触れると、皮膚に刺さり、製造作業の能率低
下をきたしていた。

近年、エンジンの高性能化や触媒の効率化のために排
気ガスの温度が上昇傾向にある。このため断熱吸音材は
充分な耐熱性を持つ必要がある。

また、固定層に断熱ガラスクロスを使用した場合、ロ
ックウール、ガラス繊維と同様に耐熱性において不充分
である。

固定層にステンレス鋼長繊維製圧縮フェルトを使用し
た場合は、金属繊維であるため、無機繊維と比較して繊
維径は一般に20〜80μｍと太い。そのため柔軟性に欠
け、無機繊維である断熱吸音層との馴染みが悪い。その
ため、使用時に、エンジンおよび排気ガスの震動による
衝撃のため、断熱吸音層の繊維が粉化したり、破壊され
たりして、断熱性および吸音性が低下する。

本考案は、従来技術の上記問題点を解決した重層断熱
吸音材を設けた内燃機関の消音器を提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、内管と外管の間に断熱吸音材を設けた内燃
機関の消音器において、断熱吸音材が、1000℃以上の耐
熱性を有するとともに、10μｍ以下の繊維径を有するセ
ラミックファイバーよりなる断熱吸音層と、５〜20μｍ
の繊維径を有するシリカ繊維クロスよりなる固定層を重
層した重層断熱吸音材であり、かつ断熱吸音層と固定層
が全体的にコロダイルシリカによって結合されているこ
とを特徴とする内燃機関の消音器を要旨とするものであ
る。

［実施例］ 本考案による内燃機関の消音器に使用する重層断熱吸
音材においては、断熱吸音層に使用するセラミックファ
イバーが、耐熱性にすぐれているだけでなく、繊維径が
10μｍ以下である。そのため、柔軟性にすぐれ、皮膚に
刺さることがない。その結果、処理時の作業性が良好で
ある。

とくにセラミックファイバーの好適例としてアルミナ
シリカ繊維を用いる場合、次のような好ましい作用を奏
する。すなわち、第一に、最高使用温度が1260℃とな
り、耐熱性が優れており、排気ガス温度に対して充分安
全である。第二に、平均繊維径が2.5μｍと細いので、
柔軟性が格段に優れ、皮膚等に刺さり難く、作業性が抜
群によい。

また、固定層に繊維クロスを使用する。そのため、最
高使用温度が1000℃であり、耐熱性に優れている。また
繊維径５〜20μｍの長繊維製織物を使用すると、柔軟性
が充分満足するものとなり、なおかつセラミックファイ
バーとのなじみが良く、エンジンおよび排気ガスの震動
を吸収し、耐久性を向上することができる。

シリカ繊維クロスは布状であるので、引張に強い。た
とえば、引張強度は27kg/25mm巾である。そのため、断
熱吸音層の固定を確実にすることができる。また、布の
織り糸間の隙間が狭いため、断熱吸音層のセラミックフ
ァイバーが排気ガス中へ逸脱することを防止できる。

好ましいシリカ繊維クロスはシリカ98重量％以上のも
のである。

また、本願考案では、重層断熱吸音材が全体的に無機
系接着材であるコロイダルシリカで結合されている。製
品全体を無機系接着材で結合することが好ましい。この
構成によって、全体の接合が強固になって、震動や高温
排ガスなどに晒されても、粉化したり破壊することもな
く耐久性が向上する。有機系接着材はコロイダルシリカ
のような無機系接着材と比較するとその性質が大きく異
なるので、有機系接着材は耐熱性のものであるとしても
無機系接着材に比べると、結合性能は著しく劣る。この
点で、本願考案では、強固な結合により粉化および破壊
を防止することができる。

さらに、より強固な結合にするために、真空成形体よ
りなる重層断熱吸音材が好ましい。このような重層断熱
吸音材は、断熱吸音層の表面の繊維が固定層の織り糸間
に嵌入する。そのため、断熱吸音層と固定層とが一体に
なり、丈夫な成形体が得られる。

［図示例］ 本考案を図面を参照して、さらに詳細に説明する。

第４図に示すように、内燃機関の消音器は、パンチン
グメタルで作られた内管１と、外管２と、内管１の外側
に装着した重層断熱吸音材から構成されている。重層断
熱吸音材は断熱吸音層３と固定層４とからなる。

第４図の断熱吸音層３は、シリカ52重量％、アルミナ
48重量％、平均繊維径2.5μｍのアルミナシリカ繊維で
形成されている。固定層４は、シリカ98重量％、繊維径
８〜10μｍの長繊維を布状にしたシリカ繊維クロスで構
成されている。

本考案の重層断熱吸音材の材料のうち、断熱吸音層３
に使用するセラミックファイバーとしては、作業性、耐
熱性の点から繊維径10μｍ以下でかつ1000℃以上の耐熱
性を有するもので、例えばアルミナ繊維、シリカ繊維、
アルミナシリカ繊維が使用可能であるが、断熱吸音層３
の材料は一般的に経済的で入手容易なアルミナシリカ繊
維が最も好適である。

また、固定層４の材料は、シリカ繊維クロスが好適で
ある。それは、柔軟性、セラミックファイバーの不透過
性、1000℃以上の耐熱性を有する無機繊維を布状に織っ
たものであり、一般的に経済的で入手容易であるからで
ある。

重層断熱吸音材の成形方法としては次のような方法が
ある。

断熱吸音層３としてのセラミックファイバーと、固定
層４としてのシリカ繊維クロスとを接着剤と共に真空成
形することにより一体成形体とする。

また、セラミックファイバーとシリカ繊維クロスとを
重層し、これをパイプ11に巻き付けて円筒形に成形し、
接着剤を含浸させたのち乾燥させて形状を固定する。

断熱吸音層３と固定層４とは第１図および第２図
（ａ）のように同心円状にしても良く、第３図（ａ）の
ように渦巻状にしてもよい。

［実験例１］ コロイダルシリカ15％溶液100重量部に、前記アルミ
ナシリカ繊維10重量部を加えて10分間攪拌して分散液と
した。次に、パンチングメタル製で一端を封じたパイプ
に前記シリカ繊維クロスを巻き付けて、前記分散液に沈
めてパイプ内部をポンプにより吸引し、アルミナシリカ
繊維をシリカ繊維クロスに吸着させた。これを100℃で
２時間乾燥して、内管に一体化した第１図に示す重層断
熱吸音材を作った。

［実験例２］ 前記アルミナシリカ繊維ブランケット２枚と前記シリ
カ繊維クロス３枚とを交互に重ね合せて、その上にパン
チングメタル製のパイプ11を置いて、このパイプ11を回
転させながら、アルミナシリカ繊維ブランケット13およ
びシリカ繊維クロス14を、パイプ11に巻き付けた。これ
をコロイダルシリカ15％溶液に沈めて含浸させ、100℃
で２時間乾燥して、内管に一体化した第２図に示す重層
断熱吸音材を作った。

［実験例３］ 前記アルミナシリカ繊維ブランケット13の上に前記シ
リカ繊維クロス14を重ねて、以下実験例２と同様の操作
により、内管に一体化した第３図に示す重層断熱吸音材
を作った。

［考案の効果］ 本考案の内燃機関の消音器には、前述のように特別な
重層断熱吸音材を使用している。たとえば断熱吸音層と
して、繊維径が10μｍ以下で1000℃以上の耐熱温度を有
するセラミックファイバーを使用しているので、繊維が
皮膚等に刺さることが無く、作業性が良く、耐熱性も向
上した。

また、固定層をシリカ繊維クロスで構成したため、、
断熱吸音層の材質と同じように無機繊維質であり、耐熱
性があり、柔軟で引張強度が大きい。このため、断熱吸
音層が破壊されることなく、セラミックファイバーが排
気ガス中に逸脱することが防止出来て、耐久性が向上す
る。

また、本願考案では、重層断熱吸音材が全体的に無機
系接着材であるコロイダルシリカで結合されている。こ
の構成によって、全体の接合が強固になって、震動や高
温排ガスなどに晒されても、粉化したり破壊することも
なく耐久性が向上する。有機系接着材はコロイダルシリ
カのような無機系接着材と比較するとその性質が大きく
異なる。有機系接着材は、耐熱性のものであるとして
も、無機系接着材に比べると、結合性能は著しく劣る。

本願考案では、強固な結合により粉化および破壊を防
止することができる。

さらに、真空成形体とすることにより、断熱吸音層の
表面の繊維が固定層に貫入して、断熱吸音層と固定層と
の接合が強固になり、丈夫な一体成形体が得られる。こ
のため、断熱吸音層が粉化したり破壊したりすることも
なく、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による内燃機関の消音器のために実験
例１で作った、断熱吸音層の内側に固定層を配した重層
断熱吸音材を示す断面図である。 第２図（ａ）は、本発明による内燃機関の消音器のため
に実験例２で作った、断熱吸音層と固定層とを交互に複
数枚重層し、同心円状に配した重層断熱吸音材を示す断
面図である。 第２図（ｂ）は、本発明による内燃機関の消音器のため
に実験例２で作った重層断熱吸音材の製造方法を説明す
る図である。 第３図（ａ）は、本発明による内燃機関の消音器のため
に実験例３で作った、断熱吸音層と固定層とを渦巻状に
配した重層断熱吸音材を示す断面図である。 第３図（ｂ）は、本発明による内燃機関の消音器のため
に実験例３で作った重層断熱吸音材の製造方法を説明す
る図である。 第４図は、第１図の重層断熱吸音材を使用した自動車用
消音器を示す断面図である。 １……内管 ２……外管 ３……断熱吸音層 ４……固定層 11……パイプ 13……アルミナシリカ繊維ブランケット 14……シリカ繊維クロス

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内管と外管の間に断熱吸音材を設けた内燃
   機関の消音器において、断熱吸音材が、1000℃以上の耐
   熱性を有するとともに、10μｍ以下の繊維径を有するセ
   ラミックファイバーよりなる断熱吸音層と、５〜20μｍ
   の繊維径を有するシリカ繊維クロスよりなる固定層を重
   層した重層断熱吸音材であり、かつ断熱吸音層と固定層
   が全体的にコロダイルシリカによって結合されているこ
   とを特徴とする内燃機関の消音器。
2. 【請求項２】断熱吸音層と固定層が全体的にコロダイル
   シリカによって結合されている真空成形体からなる請求
   項１に記載の内燃機関の消音器。