JP6495567B1

JP6495567B1 - 消音器のグラスファイバー充填方法及びグラスファイバー充填装置

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Publication number: JP6495567B1
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Inventors: 安男大森
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Filing date: 2018-10-12
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Abstract

ケースの一対の貫通孔に多孔のインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法であって、ケースに固着する正規位置からインナーパイプを貫通方向にずらし、前記インナーパイプがずれることにより開放された貫通孔からノズル用補助部をケース内に差し込み、ノズル用補助部に接続したグラスファイバー供給機のノズルからケース内にグラスファイバーを供給し、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する。

Description

本発明は、ケースの一対の貫通孔に多孔のインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法及びグラスファイバー充填装置に関する。

自動車の排気管に設けられる消音器は、金属製のケースを貫通する金属製のインナーパイプと前記ケースとの間の内部空間に、吸音性を備えたガラス繊維が充填される構造が多い。排気音は、インナーパイプに設けられた多数の孔からケース内に放出され、ガラス繊維に吸音される。ガラス繊維は、グラスウール（短繊維）又はグラスファイバー（長繊維）が使用される。グラスウールは、バインダで固めて内部空間に収められる。バインダで固められたグラスウールは、排気熱でバインダが溶けてケースの外部に放散し、環境を汚染する。グラスファイバーは、ケースに直接充填でき、製造コストが抑制できる。このため、近年はグラスファイバーを内部空間に充填する方法が好まれて使用される（特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１が開示する消音器の製造方法は、インナーパイプの他端からケース（外筒）内の空気を排出しながら、ケースの開放端から内部空間に繊維材料を充填する第１の工程を有する（特許文献１・［請求項１］）。特許文献１が開示する消音器の製造方法は、第１の工程に続いて、ケース内を負圧状態にし（第2の工程）、インナーパイプを通じて外気を取り込み（第３の工程）、内部空間に充填した繊維材料を均質化する（特許文献１・［0015］［0016］）。

特許文献１が開示するケースは、繊維材料の充填後、例えば縮径により開放端を閉じることから（特許文献１・［0014］）、絞りスピニング加工構造と思われる。ケースは、インナーパイプを貫通させるキャップで塞ぎ、前記キャップに設けた充填開口部（吹き出し口）からグラスファイバー供給機のノズルを差し込んで、内部空間に繊維材料を充填する（特許文献１・［0012］）。繊維材料は、グラスファイバーである（特許文献１・［0006］）。

特許文献２が開示する方法は、インナーパイプ（有孔管）が少なくとも１つ備えた充填開口部から、ケース（閉鎖外側シェル）とインナーパイプとの間の内部空間（内部キャビティ）に繊維材料を充填する（特許文献２・［請求項１］）。充填開口部は、インナーパイプの孔より内径が大きい（特許文献２・［請求項３］）。インナーパイプは、繊維材料の充填中、充填開口部を設けた端部と別の端部から吸引して、前記繊維材料を吸引する空気の流れを形成する（特許文献２・［請求項９］）

特許文献２が開示するケースは、繊維材料の充填後に開放端を閉じることがなく、例示された構造が左右非対称（特許文献１・図１以下）であることから、対となる部材を組み合わせた最中構造（中空構造）と思われる。インナーパイプの端部に設けられた充填開口部は、消音器に接続される排気パイプ（排気管）の端部を前記インナーパイプの端部に差し込むことにより、塞がれる（特許文献２・［0028］）。繊維材料は、複数のグラスファイバーからなる連続ストランド材料である（特許文献２・［0025］）。

特開2009-281369公報特表2004-518063公報

消音器は、設置場所の制約によって、扁平なケースにインナーパイプを貫通させた構造が採用されることもある。この場合、ケースは、絞り絞りスピニング加工（へら絞り加工）した円筒構造より、最中構造が好適である。しかし、最中構造のケースは、インナーパイプを貫通させる貫通孔を除いて、周囲を完全に塞いだ状態で製造されるため、特許文献１が開示する方法（ケースの開放端からグラスファイバーを充填し、充填後に前記開放端を塞ぐ方法）を利用し難い。

ここで、例えば最中構造のケースの場合、一部にノズルを挿し込む充填開口部を設け、グラスファイバーの充填後、前記充填開口部を塞ぐことが考えられる。しかし、充填開口部を塞ぐ手間や労力、費用がかかる。また、充填開口部が万一開いてしまうと、消音器の性能が発揮できなくる虞があり、好ましくない。このため、最中構造のケースを用いた消音器の内部空間にグラスファイバーを充填する場合、特許文献１が開示する方法を採用できない。

これに対し、特許文献２が開示する方法は、インナーパイプの端部に設けた充填開口部にノズルを差し込んで内部空間にグラスファイバーを充填するから、最中構造のケースを用いた消音器も利用できると思われる。しかし、消音作用を目的とした以外の充填開口部をインナーパイプに設ける点が問題となる。特許文献２は、インナーパイプに接続する排気管により充填開口部を塞ぐ（特許文献２・［0028］）。ところが、充填開口部の大きさ、形状、そして位置によって、インナーパイプに接続する排気管で充填開口部を塞ぐことができないことがある。

また、特許文献２が開示する方法は、ケースにインナーパイプを固着した状態で充填開口部にノズルを差し込むことから、インナーパイプの中心軸を中心として、ノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させることができない。ケースに対するノズルの向きが固定されていると、グラスファイバーの充填範囲が偏ってしまう。更に、ケースが扁平な構造の場合、内部空間の断面積がインナーパイプの周方向に変化するから、ノズルとケース及びインナーパイプとが相対的に回転し、内部空間の断面積の変化に応じてグラスファイバーを供給しないと、グラスファイバーを内部空間へ均質に充填できない。

このように、特許文献１が開示する方法は、そもそも最中構造のケースを用いた消音器に利用できない。そして、特許文献２が開示する方法は、ノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させることができないことにより、内部空間への均質なグラスファイバーの充填が難しい。そこで、特に最中構造のケースを用いた消音器の内部空間にグラスファイバーを充填するために適した方法で、ノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させ、グラスファイバーを内部空間へ均質に充填できるグラスファイバーの充填方法及び充填装置について検討した。

検討の結果開発したものが、ケースの一対の貫通孔に多孔のインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法であって、ケースに固着する正規位置からインナーパイプを貫通方向にずらし、前記インナーパイプがずれることにより開放された貫通孔からノズル用補助部をケース内に差し込み、ノズル用補助部に接続したグラスファイバー供給機のノズルからケース内にグラスファイバーを供給し、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法である。

本発明のグラスファイバー充填方法は、直線状のインナーパイプがケースを貫通する消音器に利用される。このため、例えばケースが円筒構造である消音器でも、直線状のインナーパイプが貫通している構成であれば利用される。本発明のグラスファイバー充填方法は、ケース及びインナーパイプに充填開口部を設ける必要がなく、ケースが最中構造である消音器にも利用される。グラスファイバーの充填を終えた消音器は、正規位置に戻したインナーパイプをケースに固着して完成する。

ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ状態で、接続したグラスファイバー供給機のノズルからケース内にグラスファイバーを供給させることができれば、構造又は構成が限定されない。グラスファイバー供給機のノズルは、少なくとも１本をノズル用補助部に接続する。グラスファイバー供給機のノズルは、接続可能であれば複数本をノズル用補助部に接続してもよい。ノズル用補助部は、インナーパイプをずらした後に貫通孔から差し込んだり、インナーパイプをずらすと同時に貫通孔から差し込んだり、インナーパイプの一端を押しながら貫通孔から差し込んだりする。

ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプのケース内に位置する一端と分離自在に接続することにより、貫通孔から離れたインナーパイプを支持する。ノズル用補助部は、分離自在に一端と接続できれば、接続態様が限定されない。例えば、貫通孔に向けたノズル用補助部の昇降に連動してインナーパイプの一端を挟持するチャック手段を前記ノズル用補助部に設けてもよい。また、インナーパイプを支持できればよいので、例えば貫通孔から差し込むノズル用補助部の先端部分をインナーパイプの一端に押し当てるだけでもよい。

同様に、ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔と分離自在に接続することにより、貫通孔からインナーパイプが離れたケースを支持する。ノズル用補助部は、分離自在に貫通孔と接続できれば、接続態様が限定されない。例えば、貫通孔に向けたノズル用補助部の昇降に連動して貫通孔の縁を挟持するチャック手段をノズル用補助部に設けてもよい。また、ノズル用補助部は、ケースを支持できればよいので、例えばノズル用補助部の断面形状と貫通孔の形状（通常円形）とを一致させ、貫通孔から差し込んで貫通孔に嵌合させるだけでもよい。

ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプのケース内に位置する一端と、インナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔とを塞ぎ、インナーパイプのケース外に位置する他端から、インナーパイプの孔を介してケース内の空気を吸引することによりグラスファイバーを吸引する空気の流れを形成して、ノズルからグラスファイバーを供給させるとよい。ノズル用補助部は、ケースの貫通孔を完全に塞ぐ必要はなく、前記貫通孔の隙間から空気が若干吸い込まれても、グラスファイバーを吸引する空気の流れを形成できればよい。

ノズル用補助部によるインナーパイプの一端やケースの貫通孔の塞ぎ方は、限定されない。例えば、別々に作動する一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部をノズル用補助部に設け、ノズル用補助部を貫通孔から差し込んだ後、前記一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部を作動させてインナーパイプの一端やケースの貫通孔を塞いでもよい。また、ノズル用補助部の外形的な一部分を一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部として、貫通孔から差し込んだノズル用補助部の一端用閉塞部でインナーパイプの一端を塞ぎ、貫通孔用閉塞部でケースの貫通孔を塞いでもよい。

ケース及びインナーパイプは、ノズルからグラスファイバーを供給する際、インナーパイプの中心軸線を中心に回転させると、ノズル用補助部に接続したグラスファイバー供給機のノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させることができる。ノズル用補助部は、同じくインナーパイプの中心軸線を中心に回転させてもよい。この場合、ケース及びインナーパイプの回転とノズル用補助部の回転とは、回転方向や回転速度を一致させても、異ならせてもよい。しかし、ケース及びインナーパイプが回転すれば、ノズル用補助部を位置固定させても、ノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転でき、それで十分である。

本発明に基づけば、ケースの一対の貫通孔にインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填装置であって、インナーパイプを上下方向に向け、前記インナーパイプをケースに固着する正規位置から下方にずらした立ち姿勢としたケース及びインナーパイプを保持する消音器用支持部と、前記インナーパイプがずれることにより開放された貫通孔からケース内に上方から差し込むノズル用補助部とを装置フレームに設けて構成され、ノズル用補助部は、グラスファイバー供給機のノズルを接続させた消音器のグラスファイバー充填装置が構成される。

本発明のグラスファイバー充填装置は、ケース及びインナーパイプを立ち姿勢で保持し、グラスファイバー供給機のノズルを接続したノズル用補助部を開放されたケースの貫通孔から差し込み、前記ノズルからグラスファイバーを内部空間に供給する。ケース及びインナーパイプが立ち姿勢であることから、グラスファイバーは、インナーパイプの周方向の位置や前記インナーパイプの貫通方向の高さに関係なく、常に一定の重力の影響下で供給できる。立ち姿勢のインナーパイプは、重力の影響を受けて傾くことなく、上下方向に動いて正規位置からずらし、復帰させることができる。

消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端とケースの底面とを下支えする支持台と、ケースの側面を把持する保持枠とから構成されるとよい。ケース及びインナーパイプは、保持枠により傾倒が防止されるため、支持台に載せるだけでもよい。ずれたインナーパイプは、ケースから下方に突出した他端が支持台に支持される。保持枠は、ケースの側面を把持できればよく、点対称位置に一対の当接部を有する平面視コ字状の枠体を例示できる。支持台及び保持枠は、それぞれ独立に装置フレームに設けてもよい。また、例えば支持台に保持枠を立て、支持台は直接装置フレームに設け、保持枠は前記支持台を介して装置フレームに設けてもよい。

消音器用支持部は、支持部用回転手段を介して装置フレームに設け、前記支持部用回転手段により、インナーパイプの中心軸線を中心に回転させるとよい。これにより、消音器用支持部が保持するケース及びインナーパイプが回転し、ノズル用補助部に接続したグラスファイバー供給機のノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させることができる。消音器用支持部は、回転するケース及びインナーパイプの立ち姿勢を維持できれば、構成及び構造を問わない。例えば、上述の支持台及び保持枠を組み合わせた消音器用支持部は、インナーパイプの中心軸線を中心として、ケース及びインナーパイプを安定に回転させることができる。回転手段は、消音器用支持部を載せた回転テーブルを例示できる。

消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端を下支えするパイプ受けを有し、パイプ受けは、インナーパイプを正規位置に復帰させる際に上昇するパイプ用昇降手段を設けるとよい。パイプ用昇降手段は、パイプ受けに内蔵されてもよいし、消音器用支持部を構成する本体部分又は装置フレームとの間に介在させてもよい。パイプ用昇降手段は、インナーパイプを下降させて正規位置からずらす際に下降させる働きを追加してもよい。パイプ用昇降手を設けたパイプ受けは、伸縮する弾性体や動力駆動の昇降台（エレベータ）が例示できる。

パイプ用昇降手段が弾性体であるパイプ受けは、例えばインナーパイプに接続したノズル用補助部に押されて弾性体を縮ませて下降し、正規位置から下方にずれたインナーパイプの他端を支持する。パイプ受けは、ノズル用補助部がインナーパイプから離れると弾性体を伸長させて上昇し、インナーパイプを正規位置に復帰させる。このように、パイプ用昇降手段が弾性体であるパイプ受けは、例えばノズル用補助部によるインナーパイプの押し下げがなくなると、反力により自動的にインナーパイプを上昇させる。

パイプ用昇降手段が動力駆動の昇降台であるパイプ受けは、例えば予め昇降台を下降させ、ケースに固着されていないインナーパイプを正規位置から下方にずらし、前記インナーパイプの他端を支持する。パイプ受けは、ノズル用補助部がインナーパイプから離れると昇降台を上昇させ、インナーパイプを正規位置に復帰させる。インナーパイプは、他端を載せたパイプ受けにより下方への移動が規制されるため、パイプ受けが上昇した状態で正規位置からずらすことができない。

ノズル用補助部は、補助部用昇降手段を介して装置フレームに設け、前記補助部用昇降手段により、インナーパイプがずれて開放されるケースの貫通孔に向けて昇降させるとよい。ノズル用補助部は、差し込む貫通孔の上方から前記貫通孔に向けて直線的に昇降させる構成が好ましい。この場合、例えば下方にロッドを伸縮させる直動シリンダを装置フレームに設け、前記ロッド端にノズル用補助部を取り付ける構成を例示できる。ノズル用補助部は、グラスファイバー供給機のノズルを常時接続したまま昇降させてもよいし、下降して貫通孔に差し込んだ段階で前記ノズルを接続してもよい。

ノズル用補助部は、インナーパイプのケース内に位置する一端を塞ぐ一端用閉塞部と、インナーパイプがずらすことにより開放されたケースの貫通孔を塞ぐ貫通孔用閉塞部部とを有し、消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端に連通する空気吸引手段を設け、ノズルからグラスファイバーを供給する際、ノズル用補助部が一端用閉塞部によりインナーパイプのケース内に位置する一端を、貫通孔用閉塞部部によりインナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔を塞いだ状態で、前記空気吸引手段により、インナーパイプの孔を介してケース内の空気を吸い出してグラスファイバーを吸引する空気の流れを形成するとよい。

ノズル用補助部は、インナーパイプの一端とケースの貫通孔とを塞ぐことができれば、一端用閉塞部及び貫通孔用閉塞部の構造及び構成を限定しない。例えば、別々に作動する一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部をノズル用補助部に設け、ノズル用補助部を貫通孔から差し込んだ後、前記一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部を作動させてインナーパイプの一端やケースの貫通孔を塞ぐ構成がある。また、ノズル用補助部の外形的な一部分を一端用閉塞部や貫通孔用閉塞部として、貫通孔から差し込んだノズル用補助部の一端用閉塞部でインナーパイプの一端を塞ぎ、貫通孔用閉塞部でケースの貫通孔を塞いでもよい。

本発明のグラスファイバー充填方法は、ケース及びインナーパイプに充填開口部を設けることなく、内部空間にグラスファイバーを充填する。ケース及びインナーパイプに充填開口部を設けないことから、本発明のグラスファイバー充填方法は、最中構造のケースを用いた消音器にも利用できる。最中構造のケースを用いた消音器は、本発明のグラスファイバー充填方法を利用してグラスファイバーを充填すれば、充填開口部を設けないことにより外観の審美性に優れ、経時的にケースに不要な開口を発生させる虞がない。

ノズル用補助部をインナーパイプの一端に接続したり、ノズル用補助部をケースの貫通孔に接続したりすれば、グラスファイバーの供給中にインナーパイプやケースの姿勢が安定し、内部空間の変形が防止できる。これにより、インナーパイプと内部空間に充填されたグラスファイバーとの間に隙間が発生することを回避できる。また、ノズル用補助部がインナーパイプと同径の円柱構造であると、グラスファイバーはインナーパイプとケースとの間の内部空間だけに充填され、インナーパイプを正規位置に復帰させる際、インナーパイプがグラスファイバーに引っかかる虞もなくなる。

ノズル用補助部がインナーパイプの一端とケースの貫通孔とを塞ぎ、グラスファイバーを吸引する空気の流れを形成して、ノズルからグラスファイバーを供給させると、グラスファイバーを内部空間に嵩密度を高めて充填できる。また、ケース及びインナーパイプを前記インナーパイプの中心軸線を中心に回転させると、内部空間へ均質にグラスファイバーを充填できる。本発明のグラスファイバー充填方法は、最中構造のケースを用いた消音器の内部空間に、均質かつ嵩密度を高めてグラスファイバーを充填できる効果をもたらす。

本発明のグラスファイバー充填装置は、インナーパイプを上下方向に向けた立ち姿勢のケースを保持した状態でグラスファイバーをケース内に供給するので、重力の影響を偏らせることなく、グラスファイバーを内部空間へ均質に充填できる。支持台及び保持枠からなる消音器用支持部は、ケース及びインナーパイプを立ち姿勢で安定に保持するので、インナーパイプの一端やケースの貫通孔の高さが特定され、ノズル用補助部を所定の位置関係で前記貫通孔に差し込みやすくする。保持枠は、ケースの傾倒を防止し、立ち姿勢のケース及びインナーパイプの安定性を高め、内部空間へのグラスファイバーの均一な充填を助ける。支持台は、ケースから突出するインナーパイプの他端を支持台の対応部位に掛合させ、ケース及びインナーパイプのずれを防止する。

本発明のグラスファイバー充填装置は、ケース及びインナーパイプを支持する消音器用支持部に支持部用回転手段を設け、前記消音器用支持部を回転させると、グラスファイバー供給機のノズルとケース及びインナーパイプとを相対的に回転させ、内部空間へ均質にグラスファイバーを充填させる。また、本発明のグラスファイバー充填装置は、消音器用支持部が有するパイプ受けにパイプ用昇降手段を設けると、パイプ用昇降手段により昇降が制御されるパイプ受けにより、インナーパイプを正規位置に復帰させる作業が自動化され、インナーパイプを正規位置からずれることが防止される。

補助部用昇降手段を介して装置フレームに設け、ケースの貫通孔に向けて昇降させるノズル用補助部は、貫通孔に対するノズル用補助部の差し込みや引き抜きを自動化する。ノズル用補助部がインナーパイプの一端や貫通孔に接続する場合、インナーパイプの一端や貫通孔との位置関係が特定され、安定かつ確実な接続ができる。ノズル用補助部がインナーパイプの一端や貫通孔を塞ぐ場合、インナーパイプの一端や貫通孔との位置関係が特定され、前記インナーパイプの一端や貫通孔を確実に塞げる。また、インナーパイプの一端や貫通孔を塞げば、ケース又はインナーパイプの位置ズレを修正できる。

インナーパイプの一端を塞ぐ一端用閉塞部とケースの貫通孔を塞ぐ貫通孔用閉塞部とをノズル用補助部に設け、インナーパイプの他端に連通する空気吸引手段を消音器用支持部に設けた本発明のグラスファイバー充填装置は、インナーパイプの一端とケースの貫通孔とを塞いで、グラスファイバーを吸引する空気の流れを形成し、グラスファイバーを内部空間に嵩密度を高めて充填できる。本発明のグラスファイバー充填装置は、グラスファイバー供給機のノズルを接続したノズル用補助部をケースの密閉手段として利用できため、前記ノズルからケース内にグラスファイバーを供給可能な状態になると、空気吸引手段によりグラスファイバーを吸引する空気の流れを形成できる。

本発明に基づくグラスファイバー充填装置の一例を表す正面図である。本例のグラスファイバー充填装置を表す右側面図である。図１中Ａ−Ａ断面図である。本例のグラスファイバー充填装置を表す平面図である。図１中Ｂ矢視部部分破断拡大図である。図２中Ｃ矢視部部分破断拡大図である。ノズル用補助部を後方から見た斜視図である。別例のグラスファイバー充填装置のノズル用補助部を後方から見た斜視図である。消音器を消音器用支持部に載せた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の正面図である。消音器を消音器用支持部に載せた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の右側面図である。消音器を消音器用支持部に載せた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断正面図である。消音器を消音器用支持部に載せた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断右側面図である。インナーパイプを下方へずらし、上側の貫通孔からノズル用補助部をケースに差し込んだ状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断正面図である。インナーパイプを下方へずらし、上側の貫通孔からノズル用補助部をケースに差し込んだ状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断右側面図である。消音器を回転させながらグラスファイバーを供給している状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断正面図である。消音器を回転させながらグラスファイバーを供給している状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断右側面図である。消音器にグラスファイバーの充填を終えた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断正面図である。消音器にグラスファイバーの充填を終えた状態を表す本例のグラスファイバー充填装置の部分破断右側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明を適用したグラスファイバー充填装置２は、例えば図１〜図４に見られるように、消音器１（後掲図９以下参照）を載せる支持台31と、前記消音器１を側方から抱える保持枠32とを有する消音器用支持部３や、前記消音器用支持部３が立ち姿勢で保持した消音器１に向けて上方から接近離反するノズル用補助部４を装置フレーム５に設けて構成される。グラスファイバー供給機（図示略）のノズル６は、ノズル用補助部４に固定し、ノズル用補助部４と一体となって昇降する。

装置フレーム５は、設置場所に接地する平坦なベース51の後縁に沿って垂直壁52を立設し、前記垂直壁52の上縁から前方に向けて水平腕53を張り出した構成である。ベース51は、垂直壁52前方に回転テーブル33を配置し、前記回転テーブル33の上に消音器用支持部３を設けている。水平腕53は、下方に向けてロッド541を伸縮させる直動シリンダ54を取り付けている。ノズル用補助部４は、前記ロッド541下端に支持され、直動シリンダ54を補助部用昇降手段として昇降する。

回転テーブル33は、下段にモータ部331を有し、直接駆動モータから回転動力を受けて回転する。本例の回転テーブル33は、モータ部331に前方から差し込まれる吸引用チューブ341から回転中心に沿って立設した吸引パイプ34を上方へ貫通させている。本例の空気吸引手段は、吸引用パイプ34及び吸引用チューブ341と、前記吸引用チューブ341が連結される吸引ポンプ（図示略）とから構成される。

消音器用支持部３は、回転テーブル33に中心を合わせて載せられた円柱状の支持台31と、前記支持台31から上方へ延びる連結用支柱321に支持された平面視コ字状の枠体である保持枠32とから構成される。支持台31と保持枠32とは一体であり、支持台31が回転テーブル33に設けられているので、支持台31と保持枠32とは一体に回転する。このように、本例のグラスファイバー充填装置２において、回転テーブル33が支持部用回転手段を構成する。

支持台31は、消音器１のケース11（後掲図９以下参照）の端面に倣った内面を有するケース受け314を上面の背面側に寄せて設けている。消音器用支持部３に載せる消音器１は、ケース11の端面を前記ケース受け314に接面させ、前記ケース11の側面を保持枠32に抱えられて、立ち姿勢を保って安定に支持される。このように、消音器１が立ち姿勢を保って安定に支持されれば、ケース受け314は構造が限定されず、また必ずしもなくてもよい。

本例の支持台31は、上面に面一な高さから下方へ昇降するパイプ受け35を有する（図５及び図６参照）。パイプ受け35は、扁平な金属製の円盤で、左右に一対の昇降用フランジ351を張り出し、中心にパイプ用孔355を上下に貫通させている。支持台31は、パイプ受け35の軌道である昇降用孔311と、昇降用フランジ351の軌道である昇降用溝312を設けている。吸引用パイプ34は、支持台３の上面と面一なパイプ受け35からほとんど突出しない。吸引用パイプ34は、パイプ受け35が下降すると、前記パイプ受け34から突出する。

右側の昇降用溝312は、昇降用モータ353を底に配置し、前記昇降用モータ353により回転するボールネジ352を内蔵する。ボールネジ352は、右側の昇降用フランジ351に螺合させ、右側の昇降用溝312を塞ぐ溝蓋313に上端が支持される。左側の昇降用溝312は、金属製のパイプからなる昇降用ガイド354を内蔵する。昇降用ガイド354は、左側の昇降用フランジ351に貫通させ、左側の昇降用溝312を塞ぐ溝蓋313に上端が支持される。

パイプ受け35は、ボールネジ352が回転すると、前記ボールネジ352に螺合させた右側の昇降用フランジ351を上下に移動させ、昇降用孔311を昇降する。昇降用ガイド354は、左側の昇降用フランジ351を上下に移動させ、安定したパイプ受け35の昇降を可能にする。本例のパイプ受け35は、消音器支持部３に消音器１を載せた後、グラスファイバー63（後掲図15及び図16参照）の供給を始める前に下降してインナーパイプ12（後掲図９以下参照）を下方へずらし、またグラスファイバー14（後掲図15及び図16参照）の充填を終えた後、前記消音器１のインナーパイプ12を上昇させて正規位置に復帰させる。

ノズル用補助部４は、消音器１のケース11の上縁に掛合して下降を制限するストッパ部41と、前記ストッパ部41の下面から下方に延びる円柱状の補助部用本体部42と、前記補助部用本体部42の下端に設けられた下方に凸な円錐構造の端部43とを、前記記載順で一体に設けた金属製のブロックである（図７参照）。ノズル用補助部４は、装置フレーム５に固定された直動シリンダ54のロッド541をストッパ部41の上面に接続し、前記ロッド541の伸縮に応じて昇降する。

ストッパ部41は、ケース１の上側の貫通孔111より外径の大きな金属製の円盤である。本例のストッパ部41は、接続するグラスファイバー供給機のノズル６を、前側の斜め上方から差し込んだ姿勢を保って支持するため、前記ノズル６を突出させるノズル用本体部61の下端面を斜めに当接させる面取り部分が前側の上縁に設けられる。ノズル６は、ストッパ部41から補助部用本体部42に掛けて差し込まれることにより、ノズル用補助部４に安定して支持される。

補助部用本体部42は、ケース１の上側の貫通孔111に内側から接しながら、インナーパイプ12の端面に当接する外径の金属製の円柱で、グラスファイバー63を噴き出す噴射開口421を側面後方に設けている。本例のグラスファイバー充填装置２は、消音器１を回転させながらグラスファイバー63を供給するので、グラスファイバー63を噴射する向きが問題にならない。本例の補助部用本体部42は、ケース１の上側の貫通孔111に内側から接する外径の円柱なので、貫通孔用閉塞部として、上方から差し込むと前記貫通孔111を塞ぐ。

端部43は、補助部用本体部42に続く上半分がインナーパイプ12に内側から接する外径の金属製の円柱で、前記上半分に続く下半分が下方に凸な金属製の円錐である。本例の端部43は、上半分がインナーパイプ12に内側から接する外径の円柱なので、一端用閉塞部として、上方から差し込むとインナーパイプ12の一端を塞ぐことができる。また、端部43の下半分は、インナーパイプ12の一端121へ確実に差し込めるようにする。これから、端部43の下半分は、インナーパイプ12の一端に差し込めれば、円錐でなくても構わない。

ノズル用補助部４は、他の部分（例えば水平腕53）との干渉がなければ、図８に見られるように、ノズル６を点対称な位置関係で２本差し込んで構成できる（別例）。ストッパ部41は、それぞれのノズル用本体部61を当接させるため、左右対称な面取り部分を設けている。別例のノズル用補助部４を有するグラスファイバー充填装置２は、本例に比べて、グラスファイバーの供給能力が２倍になることから、グラスファイバーの充填時間をおよそ半分にできる。図示を省略するが、更に多くのノズル６をノズル用補助部４に設けてもよい。

ノズル６は、既製のグラスファイバー供給機に用いられているもので、ノズル用本体部61から突出する金属製のパイプである。本例のノズル６は、ノズル用補助部４のストッパ部41の面取り部分から斜め下方へ差し込まれ、補助部用本体部42の背面側に設けられた噴射開口421まで貫通させている。ノズル用本体部61は、グラスファイバーを送り出す搬送気体（例えば空気）の供給手段や、連続するグラスファイバー63を切断するカッタが設けられる（いずれも図示略）。グラスファイバー63は、供給用チューブ62を通じてノズル用本体部61に供給され、ノズル６から開繊しながら噴射される。

本例のグラスファイバー充填装置２におけるノズル用補助部４を昇降させる直動シリンダ54、消音器用支持部３を回転させる回転テーブル33、パイプ受け35を昇降させるボールネジ352やグラスファイバー供給機は、作業手順に沿って、作業者が順番に作動又は停止させてもよい。しかし、各部を作業者が作動又は停止させると、手順間違いが起きたり、各部の連携が不十分となったりして、グラスファイバーの充填作業の作業能率が低下する。これから、作業手順に沿って各部を自動的に作動又は停止させる制御部を設けるとよい。制御部は、各部に子制御部を設け、親制御部で前記子制御部を連携させてもよいし、各部を直接親制御部でまとめて制御させてもよい。

本例のグラスファイバー充填装置２を用いたグラスファイバーの充填作業を説明する。まず、図９〜図12に見られるように、ケース11の貫通孔111,112にインナーパイプ12を貫通させた消音器１を、消音器用支持台３に載せる。本例の消音器１は、一対の金属製の部材を周囲のフランジで接合する最中構造のケース11を用いる。図11は、手前の部材を取り除いてケース11の内部を図示している。インナーパイプ12は、多数の孔123を設けた金属製のパイプである。インナーパイプ12は、消音器１を消音器用支持台３に載せる段階で、正規位置にあってもケース11に固着していない。ケース11及びインナーパイプ12の間が、グラスファイバー14を充填する内部空間13である。

消音器１は、支持台31の上面に設けられたケース受け314にケース11の端面を当接させ、ケース11の側面を保持枠32で挟むように、消音器用支持部３に載せる。図９〜図12では、扁平なケース11を左右方向に揃えた立ち姿勢で、消音器１を消音器用支持部３に載せている。しかし、消音器１は、立ち姿勢であれば、どの向きを向いてもよい。消音器１の向きを特定する消音器用支持部３の向きは、回転テーブル33により制御する。ノズル用補助部４は、消音器用支持部３に載せた消音器１の直上に位置する。この段階で、インナーパイプ12の中心軸線Ｃ（後掲図15及び図16参照）、ノズル用補助部４や消音器用支持部３の支持台31の軸芯線、そして回転テーブル33の回転中心が、一致する。

消音器１を消音器用支持部３に載せた後、図13及び図14に見られるように、インナーパイプ12を正規位置から下方へずらし、開放されたケース11の上側の貫通孔111からノズル用補助部４を差し込む。インナーパイプ12は、ケース11に固着していないことから、ボールネジ352を回してパイプ受け35を下降させると、自重により下降する。吸引用パイプ34は、パイプ受け35が下降し、インナーパイプ12が下方にずれると、ケース11の外に位置する他端122からインナーパイプ12の内部に挿入される。

ノズル用補助部４は、パイプ受け35の下降直後又は下降と同時に、直動シリンダ54のロッド541を伸ばすことにより、下降する。端部43は、インナーパイプ12に内側から接する外径であるため、前記インナーパイプ12の外径に等しいケース11の上側の貫通孔111に無理なく差し込める。インナーパイプ12は、仮に水平方向にずれたり、傾いたりしていても、端部43が一端に差し込まれると、姿勢が矯正される。端部43は、ケース11内に位置する一端121に差し込まれ、前記一端121を塞ぐ。本例は、端部43と補助部用本体部42との境界である段差が、インナーパイプ12の一端121の端面に当接し、前記一端121の気密性を高めている。

端部43がインナーパイプ12の一端121に差し込まれると、補助部用本体部42は、ケース11の上側の貫通孔111に差し込まれ、前記貫通孔111を塞ぐ。ノズル用補助部４は、ストッパ部41がケース11に当接すると、下降を停止する。本例は、ストッパ部41がケース11のフランジに当接するため、前記ストッパ部41が上側の貫通孔111の気密性を高めることはなく、わずかな空気の吸い込みを許容する状態で、補助部用本体部42が前記貫通孔111を塞いでいる。これにより、吸引用パイプ34から空気を吸引すると、貫通孔111の隙間からわずかな空気を吸い込みながら、下方へ向かう空気の流れを形成する。

本例のグラスファイバー充填装置２は、消音器１を回転させ、吸引用パイプ34から空気を吸い出しながら、グラスファイバー63を供給することにより、消音器１の回転方向に変化する内部空間13に対し、グラスファイバー14を周方向に均等かつ高い嵩密度で充填する。このため、消音器用支持部３は、消音器１のインナーパイプ11を下方へずらした後、回転テーブル33により回転させる。これにより、インナーパイプ12が下方にずれた立ち姿勢の消音器１は、ケース11及びインナーパイプ12を一体に回転させる。

インナーパイプ12は、ノズル用補助部４の端部43が一端111と回転自在に接続される。また、インナーパイプ12は、下降したパイプ受け35により現れた昇降用孔311が他端112と回転自在に接続される。ケース11は、ノズル用補助部４の補助部用本体部431が上側の貫通孔111に差し込まれ、インナーパイプ12が下側の貫通孔112を貫通している。回転テーブル33は、インナーパイプ12の中心軸線Ｃを中心として回転する。こうして、ケース11及びインナーパイプ12は、消音器用支持部３から逸脱することなく、インナーパイプ12の中心軸線Ｃを中心として回転する。

ノズル６は、図15及び図16に見られるように、グラスファイバー63を開繊しながら噴射して、回転する消音器１の内部空間13に供給する。ケース11内は、インナーパイプ12の他端122から差し込まれた吸引用パイプ34から空気が吸引されることにより（図15及び図16中、破線矢印参照）、インナーパイプ12の孔123を通じて、内部空間13から下方への空気の流れが形成される。これにより、充填されたグラスファイバー14は、ケース11下方から圧縮された状態で堆積していく。

消音器１の回転は、周方向に変化する内部空間13に対して、充填されたグラスファイバー14の嵩密度を均等にする。具体的には、ノズル６から噴射されるグラスファバー63の量を消音器１の回転角度に合わせて増減させることにより、内部空間13が周方向に変化しても、充填されたグラスファイバー14の嵩密度が均等にされる。また、ノズル６から噴射されるグラスファバー63の量を一定にしながら、消音器１の回転速度を増減させることにより、内部空間13が周方向に変化しても、充填されたグラスファイバー14の嵩密度が均等にされる。

例えば、内部空間13が５リットル弱である本例の消音器１の場合、ノズル６からグラスファイバー63を260g/min.で供給し、消音器１を平均200rpmで回転させれば、充填時間はおよそ15秒である。充填時間は、ケース11の形状によって、ノズル６から噴射されるグラスファバー63の量や消音器１の回転速度を増減させる必要があるため、一定しない。しかし、仮に充填時間が前記例示（15秒）の倍になっても、本発明を利用したグラスファイバーの充填作業は、グラスファイバー充填装置２への消音器１の設置から取り出しまで１分程度で済み、作業能率が非常に高い。

グラスファイバー14の充填が完了すれば、ノズル６によるグラスファイバー63の供給、吸引用パイプ34による空気の吸引、そして消音器１の回転を停止する。内部空間13に充填されたグラスファイバー14は、吸引用パイプ34が作り出す空気の流れにより、ノズル用補助部４の補助部用本体部42に設けられた噴射開口421より下方に圧縮された状態で充填され、前記噴射開口421より上方の内部空間13に隙間が残る。しかし、吸引用パイプ34による空気の吸引を停止すると、充填されたグラスファイバー14は膨らみ、内部空間13全体に対して均等に満たされる。

ノズル６は、ノズル用本体部61にグラスファイバー63を切断するカッタを内蔵している（図示略）。カッタにより切断されたグラスファイバー63は、吸引用パイプ34による空気の吸引がある限り、内部空間13へ引き込まれる。このため、グラスファイバー63の供給停止後、吸引用パイプ34による空気の吸引を停止する。そして、消音器１は、吸引用パイプ34による空気の吸引を停止した後、停止させる。消音器１を停止させる向きは自由であるが、消音器用支持部３へ載せた向き（本例では正面）に向けて停止させるとよい。

消音器１の回転を停止させると、図17及び図18に見られるように、ノズル用補助部４を上昇させてケース11の貫通孔11から退避させ、同時にパイプ受け35を上昇させてインナーパイプ12を正規位置に復帰させる。このとき、ノズル用補助部４をインナーパイプ12より先に上昇させると、前記インナーパイプ12の一端121とケース11の上側の貫通孔111との間に隙間が発生し、膨らむグラスファイバー14が前記隙間に割り込み、インナーパイプ12の上昇を妨げる虞がある。これから、ノズル用補助部４とインナーパイプ12とは、同時に上昇させるとよい。

ノズル用補助部４とパイプ受け35とを同期して上昇させると、ノズル用補助部４は、インナーパイプ12の一端121に端部43を差し込んだままケース11の上側の貫通孔111から引き抜かれる。また、直動シリンダ54のロッド541を自由状態にしてパイプ受け35を上昇させると、ノズル用補助部４は、インナーパイプ12を介して前記パイプ受け35に押し上げられるので、インナーパイプ12の一端121に端部43を差し込んだままケース11の上側の貫通孔111から引き抜かれる。ノズル用補助部４は、パイプ受け35が停止した後、更に上昇させると、インナーパイプ12の一端121から端部43が引き抜かれ、上方へ退避させることができる。

ノズル用補助部４が上方へ待避し、インナーパイプ12が正規位置に復帰すれば、消音器１は、簡単に消音器用支持部３から取り出すことができる。消音器１は、グラスファイバーの充填作業後、インナーパイプ12をケース11に固着すれば、完成する。ケース11は、グラスファイバーを充填するための開口等が設けていない。こうして、本発明によれば、外観から視認されるような開口等を設けることなく、内部空間13にグラスファイバー14を充填した消音器１を簡単に製造できる。

１消音器
11 ケース
111 上側の貫通孔
112 下側の貫通孔
12 インナーパイプ
121 一端
122 他端
13 内部空間
14 充填されたグラスファイバー
２グラスファイバー充填装置
３消音器用支持部
31 支持台
32 保持枠
33 回転テーブル
34 吸引用パイプ
341 吸引用チューブ
35 パイプ受け
４ノズル用補助部
41 ストッパ部
42 補助部用本体部
43 端部
５装置フレーム
51 ベース
52 垂直壁
53 水平腕
54 直動シリンダ
６ノズル
61 ノズル用本体部
62 供給用チューブ
63 供給されるグラスファイバー
Ｃインナーパイプの中心軸線

Claims

ケースの一対の貫通孔に多孔のインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法であって、
ケースに固着する正規位置からインナーパイプを貫通方向にずらし、前記インナーパイプがずれることにより開放された貫通孔からノズル用補助部をケース内に差し込み、ノズル用補助部に接続したグラスファイバー供給機のノズルからケース内にグラスファイバーを供給し、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填方法。
ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプのケース内に位置する一端と分離自在に接続する請求項１記載の消音器のグラスファイバー充填方法。
ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔と分離自在に接続する請求項１又は２いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填方法。
ノズル用補助部は、貫通孔からケース内に差し込んだ際、インナーパイプのケース内に位置する一端と、インナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔とを塞ぎ、インナーパイプのケース外に位置する他端から、インナーパイプの孔を介してケース内の空気を吸引することによりグラスファイバーを吸引する空気の流れを形成して、ノズルからグラスファイバーを供給させる請求項１〜３いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填方法。
ケース及びインナーパイプは、ノズルからグラスファイバーを供給する際、インナーパイプの中心軸線を中心に回転させる請求項１〜４いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填方法。
ケースの一対の貫通孔に多孔のインナーパイプを貫通させた消音器において、ケース及びインナーパイプの間の内部空間にグラスファイバーを充填する消音器のグラスファイバー充填装置であって、
インナーパイプを上下方向に向け、前記インナーパイプをケースに固着する正規位置から下方にずらした立ち姿勢としたケース及びインナーパイプを保持する消音器用支持部と、
前記インナーパイプがずれることにより開放された貫通孔からケース内に上方から差し込むノズル用補助部とを装置フレームに設けて構成され、
ノズル用補助部は、グラスファイバー供給機のノズルを接続させた消音器のグラスファイバー充填装置。
消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端とケースの底面とを下支えする支持台と、ケースの側面を把持する保持枠とから構成される請求項６記載の消音器のグラスファイバー充填装置。
消音器用支持部は、支持部用回転手段を介して装置フレームに設け、前記支持部用回転手段により、インナーパイプの中心軸線を中心に回転させる請求項６又は７いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填装置。
消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端を下支えするパイプ受けを有し、
パイプ受けは、インナーパイプを正規位置に復帰させる際に上昇するパイプ用昇降手段を設けた請求項６〜８いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填装置。
ノズル用補助部は、補助部用昇降手段を介して装置フレームに設け、前記補助部用昇降手段により、インナーパイプがずれることにより開放されたケースの貫通孔に向けて昇降させる請求項６〜９いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填装置。
ノズル用補助部は、インナーパイプのケース内に位置する一端を塞ぐ一端用閉塞部と、インナーパイプをずらすことにより開放されたケースの貫通孔を塞ぐ貫通孔用閉塞部とを有し、
消音器用支持部は、ケース外に位置するインナーパイプの他端に連通する空気吸引手段を設け、
ノズルからグラスファイバーを供給する際、ノズル用補助部が一端用閉塞部によりインナーパイプのケース内に位置する一端を、貫通孔用閉塞部によりインナーパイプがずれることにより開放された開放されたケースの貫通孔を塞いだ状態で、前記空気吸引手段により、インナーパイプの孔を介してケース内の空気を吸い出してグラスファイバーを吸引する空気の流れを形成する請求項６〜10いずれか記載の消音器のグラスファイバー充填装置。