JPH01211610A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の内燃機関に装着されて、該内燃機
関の発生する排気ガスを通過させながら排気音を減衰さ
せる排気消音器に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関から排出される高温高圧のガスをその
まま大気中に放出すると、排気ガスが急激に膨張して大
きな騒音を発するので、排気ガスの通路内に通常マフラ
ーと呼称される消音器を介挿して排気ガスの圧力変化を
平均化させ、なめらかな気流として大気中に放出するよ
うにしている。

上記の消音器は、排気ガスの入力管と出力管を備えた略
円筒状または角筒状のマフラー本体を備え、更には該マ
フラー本体の内部を小室に仕切って、この小室に排気ガ
スを順次通過させることによってカス圧を下げ、略均圧
のガス流として外部へ放散することによってエンジン等
の爆発音を押さえることができる。なお、マフラー本体
の内方に吸音材を添着して防音効果を高める手段も用い
られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、このような従来の消音器にあっては、前
記マフラー本体が鋼板またはステンレス等の金属を用い
て構成されており、これら金属自体には吸音効果が非常
に少ないため、消音器自体の吸音特性か所定の領域内に
制限されてしまうという問題点があった。即ち、排気ガ
スの気流騒音は、高速排気流かマフラー本体の壁面に衝
突して発生する消音器内騒音と、マフラー本体から大気
中へ放出される際の排気ガスの膨張に起因する噴流騒音
とが考えられるが、上記消音器内騒音は排気流の金属へ
の衝突と、特定の周波数での共鳴現象により増幅される
ものである。しかし、鋼板またはステンレス等の金属は
、吸音効果が非常に少ない上に共鳴音を低減する作用が
ないので、前記消音器内騒音を下げることができない。

一方、マフラー本体の内方へ吸音材としてグラスウール
または石綿を添着すれば、該吸音材の作用によって前記
共鳴音を吸収することができるか、これらグラスウール
、石綿等は空中に放散されて大気を汚し、作業者の健康
を害するなどの公害源となる虞れがあるため使用上の問
題点がある。なお、前記鋼板及びステンレス等の金属は
何れも重量が大であるため、マフラー本体の重量も大と
なってしまう難点も有している。

従って、本発明の目的は、従来の消音器が有している問
題点を解消して、特に前記消音器内騒音を低減すること
により、消音効果をより一層向上させた消音器を提供す
るにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によって、上記目的を達成し得る消音器が提供さ
れる。

即ち、本発明は、内燃機関から発生する排気ガスをマフ
ラー本体の入力管から出力管へ順次通過させて、内燃機
関の爆発にともなう排気騒音を消音させるようにした消
音器において、前記マフラー本体が熱可塑性樹脂または
熱可塑性樹脂と無機物質との混合物から形成されたこと
を特徴とする消音器に関する。

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の消音器の一例を示す要部断面図であ
り、図中１は円筒状または角筒状を有するマフラー本体
であって、該マフラー本体１の両端部に排気ガスの入力
管２及び出力管３が連結された鏡板４，５か連結されて
いる。上記のマフラー本体１及び鏡板４，５は、従来の
鋼板またはステンレスに代えて熱可塑性樹脂または熱可
塑性樹脂と無機物質との混合物を用いて加工成形されて
いる。

第２図は、本発明の消音器の他の一例を示す要部断面図
であり、前記鏡板５に連結した出力管３の先端をマフラ
ー本体１の内方にまで延長して、熱可塑性樹脂または熱
可塑性樹脂と無機物質との混合物で成る衝突板６を固定
しである。従って、排気ガスは矢印に示した如く衝突板
６に衝突した後迂回して出力管３の孔３ａから大気中へ
抜ける。

第３図は、本発明の消音器のその他の一例を示す要部断
面図であり、マフラー本体１内に隔壁７を設けて該マフ
ラー本体内を小室８、小室９に分割形成し、鏡板４に連
結した入力管２を小室９に延長するとともに鏡板５に連
結した出力管３を小室８に延長しである。更に隔壁７に
小室８，９を結ぶ連通管１０を設けである。本例の場合
、マフラー本体１、鏡板４，５のみならず、入力管２、
出力管３及び連通管１０をすべて熱可塑性樹脂または熱
可塑性樹脂と無機物質との混合物を用いて構成したこと
が特徴となっている。

本発明において使用される熱可塑性樹脂としては、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃以上の非品性樹脂または
融点（Ｍ’ｐ）が１５０℃以上の結晶性樹脂が好ましい
。結晶性樹脂の代表例としてはポリアミド樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレー
ト等のポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、熱可塑性フッ素樹脂、等があげられ、非品性樹脂
としてはポリスルホン樹脂及びポリフェニレンエーテル
樹脂等があげられる。

上記熱可塑性樹脂は、それ自体単独で用いても本発明の
効果を発揮するが、熱可塑性樹脂のコストダウンと放熱
性の改善を図るために多くとも６５重量％の無機物質を
含む熱可塑性樹脂と無機物質との混合物を用いることが
好ましい。

混合物中の無機物質の含有量が６５重量％より多い場合
は、成形性が悪く、且つ成形物の強度が低下して耐久性
が悪化することになる。

添加する無機物質の代表例としては、タルり（３ＭｇＯ
・４　Ｓ　ＩＯ２・Ｈ２Ｏ）、ワラストナイト、クレー
、アルミナ（Ａｇ２０３）、ベリリア（Ｂｅｄ）、酸化
セシウム（Ｃｅ　Ｏ７）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリ
カ（Ｓ　ｓ　０２　）、石英（Ｓ１０２）、チタニア（
Ｔ　１０２　）　、ジルコニア（ＺｒＯ２）、ムライト
（３Ａ　Ｒ２０３”２ＳｉＯ２）、スピネル（ＭｇＯ−
Ａｇ２０３）、コージライト（２Ｍｇ０・２　Ａ　ｊ！
　２０　ｓ　・５ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（Ｓｉ−Ｃ）
、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、炭化ホウ素（８４Ｃ）
、タングステンカーバイド（ＷＣ）　、黒鉛（Ｃ）、窒
化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓ１３Ｎ４）、チタン
酸アルミ　（ＡｇＴ１０３）、マイカセラミックス（ム
スコバイト・セリサイト等）、セピオライト、パイロフ
ィライト、ステアタイト（ＭｇＯ−８１０２）、フォル
ステライト（２Ｍｇｏ−８１０２）、ジルコン（ＺｒＯ
２・５１０２）、コープイエライ）（２ＭｇＯ−２Ａρ
２０３　・５　Ｓ　ｉＯ２）等の如きセラミックス、ま
たはガラスウール、ガラスファイバー、ガラスクロス、
石綿クロス、カーボンファイバー等の如き繊維状物、綿
状物または布状物等があげられるが、本発明は上記無機
物質に必ずしも限定されるものではない。更にこれらの
無機物質は２種以上併用してもよい。

なお、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と無機物質との
混合物には、必要に応じて耐熱安定剤、紫外線吸収剤、
滑剤、可塑剤、帯電防止剤、発泡剤、衝撃改良剤、その
他の添加剤を加えてもよい。

熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と無機物質との混合物
を用いてマフラー本体を成形する方法としては、射出成
形、押出成形等通常の高分子材料の加工法の他、個々、
の成形部品を例えば熱、超音波、振動等により溶着して
成形する方法も可能である。

か（して得られるマフラー本体の内側面、外側面または
内外側面には、耐熱性塗料を塗布し、マフラー本体の耐
熱老化性をさらに改善してもよい。

［作　　用］ マフラー本体を構成する熱可塑性樹脂は、一定の高温状
態でガラス領域から粘弾性領域を経て流動領域へと変化
し、その際に弾性率が変化して特定周波数の騒音を吸収
する作用をもたらす。

上記粘弾性領域への変位点は、熱可塑性樹脂または熱可
塑性樹脂に配合する無機物質の種類を選択することによ
り、自在に変更することができ、その結果任意の周波数
帯にある排気エネルギーを低減して騒音を吸収すること
が可能となる。

［実　施　例］ 以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。

実施例　１ ガラス繊維（Ｇ　Ｆ）を３０重量％含有する融点が２６
０℃の強化ポリアミド６・６（以下、ＰＡＢ６−ＧＦ３
０％と略称する）用いて第２図の如き消音器を作成し、
空冷単筒４サイクルガソリンエンジン（２５０ｍｌ　Ｘ
　６７φＸ５Ｂｍｍ）に付設して騒音計を用いて消音器
出口の騒音を測定した結果を表１に示す。

Ｎ０１１は本発明に係る消音器、Ｎｏ、　２は従来の鋼
板を用いた消音器の測定例を示している。

表　　　　１ 表１から明らかな如く、エンジン回転数の大小に拘わら
ず、Ｎｏ、　１の消音器の騒音が従来のものに比して低
減していることが明らかである。また、上記エンジンを
定格３．８ｐｓ、　４０００ｒｐｍで長期間運転してか
ら消音器を検査した所、排気系には何らの異常も認めら
れなかった。更に比重が１．３７　（鋼板では７．８）
であるため、極めて軽量な消音器が得られた。

第４図、第５図は、エンジンの排気管出口における周波
数を、該排気管出口に取り付けたピックアップを介して
収録し、周波数分析をした結果を示している。図中（Ａ
）は鋼板製マフラー、（Ｂ）は本発明に係るＰＡ８Ｂ−
ＧＦ３０％を用いたマフラー−１口　　− の例であって、第４図は低負荷低回転（２０００ｒｐｍ
　ｘ２．２０ｐｓ）の場合、第５図は高負荷高回転（４
０００ｒｐｍ　Ｘ４．２５ｐｓ）の場合を示している。

第４図に示した例では、　（Ａ）と（Ｂ）とが各周波数
においてほとんど差がなく、振幅（ｄＢ）はマフラーの
形状に左右される。しかしながら第５図に示した如く、
高負荷高回転の場合には両者の間にかなりの差が認めら
れ、　（＋３）の方か各周波数において低レベルになっ
ている。このことは、ＰＡ６８−ＧＦ３０％からなるマ
フラーで、エンジンの排気ガスの温度が高温になると、
マフラーの温度か上昇し、ＰＡ［１６−ＧＦ３（１％は
ガラス領域から粘弾性領域に入り動的粘弾性が変化して
、エネルギ損失係数が変化して振動を吸収するので低負
荷の場合と同じマフラーを使用しても、排気管の振動に
よる空気の密度の変化が生じ、騒音を低下させることを
示している。

実施例　２〜１０ 実施例１で使用したＰＡ６８−ＧＦ３０％の代りに、表
２の如き熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と無機物質の
混合物を使用して消音器を作成した。以下、実施例］と
同様な方法で消音器出口の騒音を測定した。その結果を
表２に示した。

（以下余白） ＝　１２　＝ ［発明の効果］ 以上詳細に説明した如く、本発明の消音器は、消音器を
構成するマフラー本体が、それ自体吸音作用を有する熱
可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と無機物質との混合物を
用いて製作されているので、騒音の吸収が効率的に行わ
れるものである。特に、高速排気流がマフラー本体の壁
面に衝突して発生する消音器内の気流騒音を吸収するこ
とが可能となる。また、本発明の場合、グラスウールま
たは石綿等の吸音材を使用する必要がないので、使用中
に空気中に放散される塵埃もなく、公害を発生しない利
点がある。更に消音器自体が極めて軽量化されるので、
自動車等に搭載する際に有利であり、且つコストの低減
化にも寄与する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱可塑性樹脂また熱可塑性樹脂と
無機物質との混合物を用いた消音器の一例を示す要部断
面図、第２図は本発明の消音器の他の例を示す要部断面
図、第３図は本発明の消音器のその他の例を示す要部断
面図、第４図、第５図はマフラー出口における振動の振
幅と周波数との関係を示すグラフである。 １・・マフラー本体　　　　２−・・入力管３・・−出
力管　　　　　　　４，５・・・鏡板６・・衝突板　　
　　　　　７・・隔　壁８．９・・・小　室 特許出願人　　昭和電工株式会社 吉　　　川　　　英　　　夫 大和工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関から発生する排気ガスをマフラー本体の入力管
   から出力管へ順次通過させて、内燃機関の爆発にともな
   う排気騒音を消音させるようにした消音器において、前
   記マフラー本体が熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と無
   機物質との混合物から形成されたことを特徴とする消音
   器。