JPH0436013A - 内燃機関の消音器 - 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、内燃機関の排気管に設けられる消音器及びそ
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の消音器の一つに、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直接、吸音材として一
般的なグラスウールを包囲したものがある。

しかし、内燃機関の排気管内を高速で通過する高温の排
気ガスが、前記通気孔を通って直接グラスウールに脈動
波を及ぼすため、該グラスウールは次第に劣化して短く
分断され、通気孔から排気管内へ吸引されて外気に飛散
し、これに伴って徐々に消音効果が低下する問題があっ
た。

特に、最近は内燃機関の高出力化に伴って消音器の吸音
率の向上が要求され、そのために前記通気孔の孔径を大
きくしたり、配置間隔を小さくしたりするので、前記グ
ラスウールの飛散がさらに多くなる傾向にあった。

そこで、第６図に示すように、排気管２２の外周にまず
ステンレス鋼繊維よりなる金属繊維綿状体２３を巻き付
け、次にその外周にグラスウール成形パイプ２４を被せ
たものや、第７図に示すように、排気管２２の外周に同
じく金属繊維綿状体２３を巻き付け、次にその外周に綿
状のグラスウール２５を巻き付けて紐２６で巻回して止
めたもの等のように、金属繊維綿状体２３によりグラス
ウール２５の劣化及び飛散を防止するものが開発された
。また、前記紐２６の代わりに、グラスウールの表面に
接着剤を塗布して該グラスウールを約二重に巻いて止め
たものもある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記金属繊維綿状体２３は金属繊維が２次元
的に並んでいるだけで３次元的には絡んでおらず、また
、押さえつけない限り密度も低い。

そのため、使用時にはグラスウールの飛散を止める効果
が弱かった。また、排気管２２に巻き付ける時には、ふ
わりとしている該金属繊維綿状体２３を押さえつけなが
ら行わなければならず、作業が困難であった。

また、上記グラスウール成形パイプ２４を被せるタイプ
のものは、外管２７を被せたときに該外管２７の内周面
とグラスウール成形パイプ２４の外周面との間や、該外
管２７の内周端面とグラスウール成形パイプ２４の両端
面との間に隙間が生じ、この隙間により異音が発生する
ことがあった。

また、綿状のグラスウール２５を紐２６で巻回して止め
るタイプのものは、その巻回作業が面倒なため生産性が
悪く、また、グラスウール２５の外周面は、紐２６の巻
回された部分と巻回されていない部分とでの高低差が生
じるため、前記外管２７の内周面との間に隙間が生じて
、やはり異音が発生するおそれがあった。

また、接着剤を塗布したグラスウールを約二重に巻いて
止めるタイプのむのは、接着剤を乾燥させるのに時間が
かかり生産性が悪かった。

本発明の主たる目的は、グラスウールの劣化や飛散を防
止して消音器の消音効果を低下させず、かつ、生産性の
よい新規な内燃機関の消音器及びその製造方法を提供す
ることにある。

本考案の別の目的は、使用の際の異音の発生を防止する
新規な内燃機関の消音器及びその製造方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項１の内燃機関の消音
器の製造方法は、グラスウールと金属繊維綿状体とを重
ねて同時ニードルパンチ加工することによりグラスウー
ルのガラス繊維と金属繊維綿状体の金属繊維とが絡み合
った複合マットを形成する工程と、排気管の多数の通気
孔が貫設された一部の外周に、前記複合マットを金属繊
維綿状体が内側となるように巻き付けて消音層を形成す
る工程と、前記消音層の外周面と両端面とを覆う外管を
設ける工程とからなる構成とした。

請求項２の内燃機関の消音器の製造方法は、前記消音層
を形成する工程において、排気管の一部の外周に巻き付
けた複合マットの金属繊維綿状体の縁部を該排気管に溶
接固定する構成とした。

請求項３の内燃機関の消音器は、一部に多数の通気孔が
貫設された排気管と、グラスウールと金属繊維綿状体と
を重ねて同時ニードルパンチ加工することによりグラス
ウールのガラス繊維と金属繊維綿状体の金属繊維とが絡
み合った複合マットを、前記排気管の一部の外周に金属
繊維綿状体が内側となるように巻き付けることにより形
成された消音層と、前記消音層の外周面と両端面とを覆
う外管とを備えたものとした。

請求項４の内燃機関の消音器は、一部に多数の通気孔が
貫設された排気管と、金属繊維綿状体をニードルパンチ
加工することにより形成されて前記排気管の一部の外周
に巻き付けられた金属繊維マットと前記金属繊維マット
の外周に巻き付けられたグラスウールマットとからなる
消音層と、前記消音層の外周面と両端面とを覆う外管と
を備えたものとしな。

ここで、金属繊維綿状体の金属繊維の材質としては、最
も一般的であるステンレス鋼をはしめ、クロム−ニッケ
ル系等のステンレス合金、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蝕性を備えた
金属を例示することができる。また、金属繊維の寸法と
しては、直径２Ｃ１−１５０，ｃｚｍ、繊維長２０〜２
５０ｍのものを例示することができる。金属繊維の製法
としては、線引切削法を例示することができ、同法の場
合色々な繊維長のものが不統一に混在することになる。

また、金属繊維綿状体としては嵩密度３００〜６００ｋ
ｇ／ｍ’　、厚さ１〜５Ｗｒｍのものを例示することが
できる。嵩密度が３００ｋｇ／ｍ３未満では金属繊維の
目が粗くなるためグラスウールの飛散が多くなり、６０
０ｋｇ／ｍ３を超えると金属繊維綿状体全体の重量が大
きくなり経済性も劣るからである。また、厚さが１輪未
満では金属繊維の目が粗くなるためグラスウールの飛散
が多くなり、５ｍｍを超えるとニードルパンチ加工が難
しくなるからである。好ましくは厚さ２〜３ｍｍのもの
がよい。

次に、グラスウールのガラス繊維の直径としては、５〜
１５μｍのものを例示することができる。

５μｍ未満ではガラス繊維１本当たりの強度が弱くてグ
ラスウールフェルトにならず、１５μｍを超えるとガラ
ス繊維１本当たりの強度が強くて肌に触れると痛感を生
じるため、作業上の取扱いが悪くなるからである。好ま
しくは７〜１３μｍのものがよい。ガラス繊維の繊維長
としては、５０〜８０ｍｍのものを例示することができ
る。また、グラスウールとしては嵩密度１００〜２００
ｋｇ／ｍ’、厚さ３〜１５■のものを例示することがで
きる。嵩密度がＬｏｏｍ／ｍ３未満では消音効果が小さ
くなり、２００ｋｇ／ｍ’を超えると柔軟性が失われる
ためグラスウールと外管との間に隙間が生じ易くなるか
らである。また、厚さが３ｍ未満では消音効果が小さく
なり、１５ｍｍを超えると消音層全体の排気管への巻き
付けがやりにくくなるとともに、排気管の外周にフィツ
トしないで隙間ができるからである。好ましくは５ｍｍ
〜１０ｍｍのものがよい。

［作用］ 請求項１の内燃機関の消音器の製造方法によると、複合
マットはグラスウールのガラス繊維と金属繊維綿状体の
金属繊維とが絡み合って一体に形成されているので、両
者を排気管の外周に同時に巻き付けることができる。ま
た、特に後者の金属繊維が３次元的に絡み合い、金属繊
維綿状体のふくらみを防いで高い密度を保っているので
、前記巻き付は時に金属繊維綿状体を押さえつける手間
がいらない。

請求項２の内燃機関の消音器の製造方法によると、上記
作用に加えて、金属繊維綿状体の縁部を排気管に溶接す
るという簡単な作業で、グラスウールを含めた複合マッ
ト全体を排気管に簡単に固定することかできる。

請求項３の内燃機関の消音器は、ニードルパンチ加工さ
れた部分でグラスウールのガラス繊維の間に金属繊維綿
状体の金属繊維が入り込んで３次元的に絡み合い、側繊
維の密度を高くし、金属繊維がガラス繊維を保持した状
態となっている。

また、巻き付けられた複合マットにより形成された消音
層は、その外周面及び端面部は綿状で柔軟なので、覆わ
れる外管の内周面の形状に応じて隙間なく密接した状態
となっている。

請求項４の内燃機関の消音器は、ニードルｉ＜ンチ加工
された金属繊維マットがその金属繊維同志を３次元的に
絡み合って、繊維の密度が高い状態となっている。

また、異なった厚みのグラスウールマットと金属繊維マ
ットとを組み合わせることにより任意の厚みの消音層を
形成することができる。

［第一実施例］ 以下、本発明を具体化した第一実施例について、第１図
〜第４図を参照して説明する。

内燃機関の排気管１の一部には所定の間隔でその外周全
体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の一部の外周にはグラスウール３と金属繊
維綿状体４とからなる複合マット５が巻き付けられて、
消音層６が形成されている。この複合マット５は金属綿
状体４か内側になるように、かつ前記通気孔２のすべて
をカバーするように巻き付けられている。このグラスウ
ール３として、実施例では直径９μｒｒｌのガラス繊維
よりなる、Ｎ“さ６順、嵩密度１２０ｍ／ｍ’のものを
使用した。

また、金属繊維綿状体４としては、直径２０〜１５０μ
ｍ、繊維長２０〜２５０Ｍａのステンレス鋼繊維が不統
一に混在した金属繊維よりなる、厚さ３ＷＩ＋、嵩密度
４００ｋＨ／ｍ３のものを使用した。

金属繊維綿状体４はグラスウール３の両端に少しだけは
み出るように該グラスウール３よりも巾広に形成され、
これらのグラスウール３と金属繊維綿状体４とは一枚ず
つ重ねられて金属繊維綿状体４側から同時にニードルパ
ンチ加工されている。

このニードルパンチ加工により、金属繊維綿状体４の金
属繊維はグラスウール３のガラス繊維の内部まで入り込
んで３次元的に絡み合っているため、側繊維の密度が高
められるとともに、金属繊維がガラス繊維を保持してグ
ラスウール３の飛散を防止している。また、通気孔２側
にある金属繊維綿状体４がクツションとなって通気孔２
からの脈動波がガラス繊維に直接伝わらないようにして
いるので、グラスウール３が劣化して分断され、さらに
飛散することを防止している。この消音層６の外周には
鋼板製の筒状の外管７が被せられ、該外管７の両端部は
先端に向かって細くなるテーパ状に絞り加工されて前記
排気管１に溶接されている。

この外管７の内周面は消音層６の外周面及び両端面に隙
間なく密接するようになっている。

次に、上記構成の内燃機関の消音器８の製造方法を説明
する。

（１）ガラスウール３と金属繊維綿状体４とを重ねて同
時ニードルパンチ加工することによりグラスウール３の
ガラス繊維と金属繊維綿状体４の金属繊維とか絡まった
複合マット５を形成する工程。

本実施例のニードルパンチ加工はニードルを金属繊維綿
状体４側からグラスウール３に差し込んで行った。ニー
ドルは規格２５＃、３２＃のしのを１０〜３０本／−使
用した。また、この加工により金属繊維が平均してグラ
スウール３の厚みの４７５以上に食い込んで絡み付いて
いることが好ましい。

（２）排気管１の多数の通気孔２が貫設された一部の外
周に、前記複合マット５を金属繊維綿状体４が内側とな
るように巻き付けて消音層６を形成する工程。

この複合マット５は、前述のように金属繊維綿状体４の
巾がグラスウール３よりも少し大きく形成されているの
で、グラスウール３からはみだした金属繊維綿状体４の
縁部を複数箇所でスポット溶接することにより排気管１
に固定される。このように、複合マット５は一体に形成
されているので、グラスウール３と金属繊維綿状体４と
を排気管１の外周に同時に巻き付けることができる。ま
た、金属繊維綿状体４の金属繊維が３次元的に絡み合い
、そのふくらみを防いで高い密度を保っているので、前
記巻き付は時に、金属繊維綿状体４を押さえ付けたり紐
で巻回したりする必要がなく、簡単に排気管１に固定で
きるので極めて生産性がよい。

（３）消音層６の外周面と両端面とを覆う外管７を設け
る工程。

まず、消音層６の外周に筒状の外管７を被せる。

次に該外管７の両端部をプレス加工等により小さく絞り
、該両端部の内周面が該消音層６の両端面を覆うように
形成する。続いてこれらの両端部を前記排気管１に溶接
する。この消音層６の外周面及び端面部は綿状で柔軟な
ので、外管７の内周面の形状に応じて隙間なく密接する
。

上記の内燃機関の消音器８によると、金属繊維が３次元
的に絡み合うとともに密度が高められた金属繊維綿状体
４により通気孔２からの脈動波が緩衝されグラスウール
３の劣化、分散及び飛散が防止されるので、消音器８の
消音効果の低下を防止することができる。また、金属繊
維綿状体４の金属繊維がグラスウール３に３次元的に絡
み付いてその振動を防止しているので、グラスウール３
の飛散は該振動防止の面からも防止される。従って、た
とえ排気管１の通気孔２を大きくしたり通気孔２相互の
間隔を狭めたりして吸音率を高める構造としても、前記
グラスウールの飛散等を許容範囲内に抑えることができ
る。

また、消音層６の外周面及び両端面は外管７の内周面に
隙間なく密接しているので、異音も発生しない。

「第二実施例］ 第５図に示される本実施例の内燃機関の消音器１０は、
別々にニードルパンチ加工されたグラスウールマット１
１と金属繊維マット１２とを、該金属繊維マット１２が
内側（通気孔２側）となるように排気管１に巻き付けて
消音層１３を形成することにおいて第一実施例と相違す
る。

上記構成の内燃機関の消音器１０によると、通気孔２側
にある金属繊維マット１２はその金属繊維同志が３次元
的に絡み合って密度が高められているので、通気孔２か
らの脈動波を充分緩衝して、グラスウールマット１１の
劣化、分断及び飛散を防止することができる。なお、本
実施例では第一実施例のように金属繊維マット１２の金
属繊維がグラスウールマット１１のグラスウールに入り
込んで、後者の振動を抑える作用はない。

また、異なった厚みのグラスウールマット］ｌと金属繊
維マット１２とを組み合わせることにより、任意の厚み
の消音層１３を形成することができる。

その他の作用効果は第一実施例と同様である。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更して
具体化することもできる。

グラスウールマット１１はニードルパンチ加工されたも
のに限定されず、例えばバインダー材によりのマット状
に形成されているものでもよい。

［発明の効果］ 本発明は、上記の通り構成されているので、次のような
優れた効果を奏する。

請求項１の内燃機関の消音器の製造方法によると、グラ
スウールと金属繊維綿状体とを排気管の外周に同時に巻
き付けることができ、また、金属繊維綿状体を押さえつ
けなくても排気管の外周に簡単に巻き付けることができ
るので生産性が向上する。

請求項２の内燃機関の消音器の製造方法によると、上記
効果に加えて、消音層を排気管に簡単に固定することが
できるので、さらに生産性が向上する。

請求項３の内燃機関の消音器は、グラスウールの劣化や
飛散を防止して消音器の消音効果を低下させず、また、
吸音率か高い構造とすることができ、異音を生じること
もない。

請求項４の内燃機関の消音器は、グラスウールマットの
劣化や飛散を防止し、任意の厚みの消音層を簡単に形成
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した第一実施例の一部に断面を
有する斜視図、第２図は同しく断面図、第３図は製造工
程を示す断面図、第４図は同じく製造工程を示す断面図
、第５図は第二実施例の断面図、第６図及び第７図は従
来例の断面図である。 １・・・排気管、　　　２・・・通気孔、３・・・グラ
スウール、４・・・金属繊維綿状体、５・・・複合マッ
ト、　　６・・・消音層、７・・・外管、　　　　８．
１０・・・消音器、１１・・・グラスウールマット、 １２・・・金属繊維マット、 ｌ３・・・消音層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、グラスウール（３）と金属繊維綿状体（４）とを重
   ねて同時ニードルパンチ加工することによりグラスウー
   ル（３）のガラス繊維と金属繊維綿状体（４）の金属繊
   維とが絡み合った複合マット（５）を形成する工程と、
   排気管（１）の多数の通気孔（２）が貫設された一部の
   外周に、前記複合マット（５）を金属繊維綿状体（４）
   が内側となるように巻き付けて消音層（６）を形成する
   工程と、前記消音層（６）の外周面と両端面とを覆う外
   管（７）を設ける工程とからなる内燃機関の消音器の製
   造方法。 ２、前記消音層（６）を形成する工程において、排気管
   （１）の一部の外周に巻き付けた複合マット（５）の金
   属繊維綿状体（４）の縁部を該排気管（１）に溶接固定
   する請求項１記載の内燃機関の消音器の製造方法。 ３、一部に多数の通気孔（２）が貫設された排気管（１
   ）と、グラスウール（３）と金属繊維綿状体（４）とを
   重ねて同時ニードルパンチ加工することによりグラスウ
   ール（３）のガラス繊維と金属繊維綿状体（４）の金属
   繊維とが絡み合った複合マット（５）を、前記排気管（
   １）の一部の外周に金属繊維綿状体（４）が内側となる
   ように巻き付けることにより形成された消音層（６）と
   、前記消音層（６）の外周面と両端面とを覆う外管（７
   ）とを備えた内燃機関の消音器。 ４、一部に多数の通気孔（２）が貫設された排気管（１
   ）と、金属繊維綿状体（４）をニードルパンチ加工する
   ことにより形成されて前記排気管（１）の一部の外周に
   巻き付けられた金属繊維マット（１２）と前記金属繊維
   マット（１２）の外周に巻き付けられたグラスウールマ
   ット（１１）とからなる消音層（１３）と、前記消音層
   （１３）の外周面と両端面とを覆う外管（７）とを備え
   た内燃機関の消音器。