JP3762865B2 - 消音器及びその調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に設けられる消音器とその内部のフィルター層に用いられるフィルター用線状体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の消音器の一つに、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、まずステンレス鋼繊維等の金属繊維をランダムに積層した綿状マットを筒状に巻き付け、その外周にグラスウールを包囲するようにし、高温排気ガスの脈動波によるグラスウールの劣化及び飛散を防止したものが開発された。
しかし、金属繊維をランダムに積層した綿状マットは、金属繊維の密度があまり高くなく、しかも、密度ムラが大きいため、特に密度の低い部分において、グラスウールの飛散を防止できず、徐々に消音効果が低下する問題がある。
【０００３】
そこで、本願出願人は先に、該排気管の一部の外周に多数本の金属繊維を撚りをかけないように集束してなるトウを、隣接するトウ同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルター層を形成する発明について出願した（実開平３−１９４１４号公報）。こうすることで、金属繊維相互が締め付けられていないため、該トウを排気管の外周に巻回したとき、該トウの円形の断面形状は容易かつ自在に変形し、隣接するトウ相互が面接触状態で接触する。そのため、厚さが略均一的なフィルタ層が得られ、グラスウールの劣化及び飛散が防止された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記実開平３−１９４１４号公報の消音装置においても、次の問題が残っていた。
▲１▼ トウは多数本の金属繊維を撚りをかけないように集束してあるため、製作工程の途中で金属繊維がバラてしまうことがある。
▲２▼ トウは巻回するときの引張力の程度により外径が不均一になる場合がある。その場合、形成されるフィルター層の厚さにムラが生じたり、隣接するトウ同士の間に隙間が生じたりするため、グラスウールの飛散が十分に防止できないおそれがあった。
▲３▼ トウの円形の断面形状は容易かつ自在に変形し、隣接するトウ同志が面接触しているため、金属繊維の密度は適度に高く、厚さが略均一なフィルター層が形成される。しかし、トウは金属繊維の密度を微調整しにくく、目標の吸音量に調整することは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、製作工程の途中で金属繊維がバラけず、また、金属繊維の密度を調整することで吸音量の調整ができ、なおかつ、グラスウールの劣化及び飛散を防止することができるフィルター用線状体及びそれを用いた消音器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明の消音器は、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フィルター用線状体を、隣接するフィルター用線状体同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルター層を形成し、該フィルター層の外周に耐熱性繊維よりなる筒状の消音層を形成した消音器において、前記フィルター用線状体は多数本の耐熱性繊維を実質的に撚りをかけないように集束してなるトウの外周にカバー線を螺旋状に巻回してなり、該カバー線の巻回強さを調整することにより、隣接するフィルター用線状体相互を面接触状態で接触させて、厚さにムラのないフィルター層を得たことを特徴とする。「実質的に撚りをかけない」とは、意図せず自然に若干の撚りがかかる場合も含む意味である（本明細書全体において同じ）。
【０００７】
本発明の消音器の調整方法は、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フィルター用線状体を、隣接するフィルター用線状体同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルター層を形成し、該フィルター層の外周に耐熱性繊維よりなる筒状の消音層を形成した消音器において、前記フィルター用線状体を、多数本の耐熱性繊維を実質的に撚りをかけないように集束してなるトウの外周にカバー線を螺旋状に巻回してなるものとし、前記カバー線をトウに巻回する強さ又は巻回のピッチを変化させることで、耐熱性繊維の密度を任意に変化させ、吸音量又は排気音の音色の調整をすることを特徴とする。
【０００８】
ここで「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）。
【０００９】
消音層に用いる耐熱性繊維は、特に限定されないが、耐熱性無機繊維と耐熱性金属繊維とを例示できる。両繊維とも種類は、特に限定されず、耐熱性無機繊維としてはグラスウール、セラミックファイバー、シリカファイバー、ロックウール、又はそれら二種以上の混合等を例示できる。安価である点においては、グラスウールが最も好ましい。耐熱性金属繊維としてはステンレス鋼、クロム−ニッケル系合金、高ニッケル合金、高コバルト合金等の耐熱合金、その他の耐熱性及び耐食性を備えた金属、又はそれら二種以上の混合等を例示できる。
【００１０】
トウに用いる耐熱性繊維は、特に限定されないが、耐熱性無機繊維と耐熱性金属繊維とを例示できる。両繊維とも種類は、特に限定されず、耐熱性無機繊維としては前記消音層に例示したものを同じく例示できる。但し、排気管と隣接するため、消音層よりも耐熱性の高いものが好ましく、セラミックファイバー、シリカファイバー、ロックウール又はそれら二種以上の混合等が好ましい。耐熱性金属繊維としても前記消音層で例示したものを同じく例示でき、消音層に用いるものと同じものを用いてもよいし、消音層よりも耐熱性の高いものを用いてもよい。
【００１１】
上記消音層とトウの組み合わせとしては、次の態様が好ましい。
▲１▼ 耐熱性無機繊維よりなる消音層と、耐熱性金属繊維よりなるトウの組み合わせ。
▲２▼ 耐熱性金属繊維よりなる消音層と、耐熱性金属繊維よりなるトウの組み合わせ。
▲１▼の組み合わせは、耐熱性無機繊維の安価性と、耐熱性金属繊維のリサイクル性との点で好ましい。▲２▼の組み合わせは、耐熱性金属繊維のリサイクル性の点で好ましい。
【００１２】
カバー線はトウの外周に巻回できる柔軟性を持ち、製作途中でトウをバラけさせない程度の強度を有すれば、特に限定されない。消音器使用時の熱で溶融するものであってもかまわない。このカバー線としては、金属、無機又は有機等の単線、金属繊維、無機繊維又は有機繊維等の撚り線を例示できる。
【００１３】
トウの外周にカバー線を巻回するピッチは、特に限定されないが、２〜１００ｍｍが好ましく、１０〜５０ｍｍがさらに好ましい。ピッチが１００ｍｍより大きいとトウの外径が不均一になる傾向がある。
また、トウが特にバラけやすい場合には、同ピッチは、０〜３０ｍｍが好ましく、２〜１５ｍｍがさらに好ましい。この場合、ピッチが３０ｍｍより大きいとトウの外径が不均一になる傾向がある。
【００１４】
フィルター用線状体の太さは、特に限定されないが、２〜５０ｍｍが好ましく、３〜３０ｍｍがさらに好ましい。太さが２ｍｍより小さいとフィルター層の効果をなしにくく、太さが５０ｍｍより大きいと厚さが略均一のフィルター層を形成しにくくなる。
また、小型の消音器の場合には、フィルター用線状体の太さは、特に限定されないが、２〜３０ｍｍが好ましく、５〜１５ｍｍがさらに好ましい。この場合、太さが２ｍｍより小さいとフィルター層の効果をなしにくく、太さが３０ｍｍより大きいと厚さが略均一のフィルター層を形成しにくくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した消音器の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、内燃機関の排気管１の途中における所定長さ部分には、その全周に分散するように多数の通気孔２が貫設されている。この排気管１の所定長さ部分の外周にはフィルター用線状体３を、隣接するフィルター用線状体３同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルタ層４が形成されている。
【００１６】
上記フィルター用線状体３は図４に示すように、多数本の耐熱性金属繊維（例えばステンレス鋼繊維）を実質的に撚りをかけないように集束してなるトウ５の外周にカバー線６（例えばガラス繊維糸）を螺旋状に巻回してなる。
【００１７】
前記フィルタ層４の外周にはグラスウール７よりなる筒状の消音層８が形成されている。この消音層８には公知のものを適用することができ、例えば、柔軟なグラスウールマットを巻回して形成したものでもよいし、あらかじめ筒状に成形されたグラスウール成型品を外嵌したものでもよい。また、耐熱性金属繊維よりなるものでもよい。
【００１８】
前記消音層の外周には、該消音層８の外周面と両側面とを覆う外管９が被せられ、外管９の両端部はテーパ状にしぼり加工されて排気管１の外周に溶接されている。
【００１９】
上記のように構成された本実施例の消音器によれば、次のような効果が得られる。
▲１▼ 多数本の耐熱性金属繊維を撚りをかけないように集束してなる従来のトウ５の外周にカバー線６を螺旋状に巻回してフィルター用線状体３とすることで、該フィルター用線状体３を排気管１の外周に巻回するときでも耐熱性金属繊維がバラにくくなる。
▲２▼ トウ５に用いる耐熱性金属繊維の数量を一定にしてカバー線６を巻回すれば、フィルター用線状体３の外径を均一化できるため、厚さにムラがなく、また隣接するフィルター用線状体３同士の間に隙間のないフィルタ層４を得ることができる。このようなフィルタ層４を得ることによって、高温排気ガスの脈動波が消音層８のいかなる位置のグラスウール７にも直接及ぶことを防ぐことができるため、該グラスウール７の劣化及び飛散が全面的に防止され、消音効果の維持を図ることができる。
▲３▼ カバー線６をトウ５に巻回する強さや、巻回のピッチを変化させることで、耐熱性金属繊維の密度を任意に変化させることができるため、吸音量の調整をしたり、排気音の音色の調整をしたりできる。
【００２０】
なお、カバー線６の巻回強さが強すぎると、トウ５をきつく締めすぎて、隣接するフィルター用線状体３相互が線接触状態となるとともに、フィルタ層４の厚さにムラが生じる。そこで、トウ５をきつく締めすぎないようにカバー線６の巻回強さを調整することが好ましく、この調整により、隣接するフィルター用線状体３相互を面接触状態で接触できるため、厚さにムラのないフィルタ層４を得ることができ、上記▲２▼の効果を確実に得ることができる。
【００２１】
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。
【００２２】
（１）フィルター用線状体３が細い場合など、フィルタ層４の厚みが充分にとれないときは、二層以上巻回する。
（２）カバー線６の強度が不足する場合は、カバー線６を二重かそれ以上にしてトウ５に巻回する。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る消音器及びその調整方法によれば、消音器の製作途中で耐熱性金属繊維がバラけないため、生産能率が向上できる。また、耐熱性金属繊維の密度を調整することで吸音量や排気音の音色の調整ができる。さらに、外径が均一化できるので厚さにムラのないフィルタ層を得ることができ、グラスウールの劣化及び飛散が全面的に防止され、消音効果の維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の消音器を示す斜視図である。
【図２】同消音器の断面図である。
【図３】同消音器のフィルタ層形成の斜視図である。
【図４】同消音器のフィルター用線状体を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 排気管
２ 通気孔
３ フィルター用線状体
４ フィルタ層
５ トウ
６ カバー線
７ グラスウール
８ 消音層
９ 外管

Claims (2)

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フィルター用線状体を、隣接するフィルター用線状体同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルター層を形成し、該フィルター層の外周に耐熱性繊維よりなる筒状の消音層を形成した消音器において、前記フィルター用線状体は多数本の耐熱性繊維を実質的に撚りをかけないように集束してなるトウの外周にカバー線を螺旋状に巻回してなり、該カバー線の巻回強さを調整することにより、隣接するフィルター用線状体相互を面接触状態で接触させて、厚さにムラのないフィルター層を得たことを特徴とする消音器。
2. 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フィルター用線状体を、隣接するフィルター用線状体同志が面接触するように螺旋状に巻回することにより、厚さが略均一のフィルター層を形成し、該フィルター層の外周に耐熱性繊維よりなる筒状の消音層を形成した消音器において、前記フィルター用線状体を、多数本の耐熱性繊維を実質的に撚りをかけないように集束してなるトウの外周にカバー線を螺旋状に巻回してなるものとし、前記カバー線をトウに巻回する強さ又は巻回のピッチを変化させることで、耐熱性繊維の密度を任意に変化させ、吸音量又は排気音の音色の調整をすることを特徴とする消音器の調整方法。

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