JPH0645619Y2 - 小型エンジン用消音器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は芝刈機、船外機、模型飛行機、エンジン発電
機、チェーンソーなどに使われる小型エンジンの消音器
に関する。

（従来の技術） 金属性の消音器の欠点である重さや腐食などの問題点を
解決するために合成樹脂を用いた消音器を製造すること
は従来から試みられていたが、いまだ十分に満足できる
ような消音器の完成には至っていない。たとえば、特開
昭55−75521号公報にはカーボン繊維、ガラス繊維など
で強化した強化合成樹脂製、あるいは合成樹脂製の外筒
を有する消音器が開示されている。しかし、従来提案さ
れている合成樹脂の常用耐熱温度は150℃未満である。
また、これらの樹脂は熱硬化樹脂であるから、射出成形
等の効率的な生産方法が採用できない。さらに、この外
筒と端部材との間に断熱材を用いることが必須条件であ
り、かつ外筒に熱が伝わった場合には、外筒が熱劣化し
て、消音器としての機能を果たせなくなるなどの欠点が
ある。

特に、携帯用エンジンや船外機用エンジンなどでは消音
器が小型でなければならず十分な消音効果を得ることが
できなかった。また、消音器はスペースの上からエンジ
ンに十分近接して設置しなければならずエンジンと消音
器の中間に冷却器等を設けることができないので耐熱性
能は厳しく、合成樹脂製のものを採用することはできな
かった。

（考案が解決しようとする課題） 本考案の目的は、軽量で小型でかつ消音効果の大きい小
型エンジン用消音器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案は、エンジン排気孔に接続する入口管および排気
するための出口管を該外殻の内部に突設した消音器であ
って、該消音器の少なくとも外殻をサーモトロピック液
晶ポリマーで成形してなることを特徴とする小型エンジ
ン用消音器に関する。

以下図面を用いて詳細に説明する。

第１図、第２図はそれぞれ小型エンジンの一種である芝
刈機用のエンジンに本考案による消音器を設置したもの
の例の断面図、斜めから見た図である。

該消音器は、外殻部１および２に分割されて成形したも
のを嵌合して形成され、エンジン排気孔に接続する入口
管および排気するための出口管を該外殻の内部に突設す
るために、中空の外殻を形成する。ここで外殻部１およ
び２は、その材料がいずれもサーモトロピック液晶ポリ
マーであることが好ましい。

本考案で言うサーモトロピック液晶ポリマーとは、溶融
時に光学的異方性を示す熱可塑性溶融可能なポリマーで
ある。このような溶融時に光学的異方性を示すポリマー
は、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な並行配列をと
る性質を有している。光学的異方性溶融相の性質は、直
交偏光子を利用した通常の偏光検査法により確認でき
る。

サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に細長く、偏平
で、分子の長鎖に沿って剛性が高く同軸または並行のい
ずれかの関係にある複数の連鎖伸長結合を有しているよ
うなモノマーから製造される。

上記のように光学的異方性溶融相を形成するポリマーの
構成成分としては （Ａ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸系化合
物の少なくとも１種、 （Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物の少なくと
も１種、 （Ｃ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオー
ル系化合物の少なくとも１種、 （Ｄ）芳香族ジチオール、芳香族チオフェノール、芳香
族チオールカルボン酸系化合物の少なくとも１種、 （Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合
物の少なくとも１種 等があげられる。これ等は単独で構成される場合もある
が、多くは（Ａ）と（Ｃ）、（Ａ）と（Ｄ）、（Ａ）
（Ｂ）と（Ｃ）、（Ａ）（Ｂ）と（Ｅ）、あるいは
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と（Ｅ）等の様に組合せて構成され
る。

上記（A1）芳香族ジカルボン酸系化合物としては、テレ
フタル酸、4,4′−ジフェニルジカルボン酸、4,4′−ト
リフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジ
カルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン
酸、ジフェノキシエタン−4,4′−ジカルボン酸、ジフ
ェノキシブタン−4,4′−ジカルボン酸、ジフェニルエ
タン−4,4′−ジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニ
ルエーテル−3,3′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタ
ン−3,3′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−3,3′−
ジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸のごとき
芳香族ジカルボン酸またはクロロテレフタル酸、ジクロ
ロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、メチルテレフタ
ル酸、ジメチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、メ
トキシテレフタル酸、エトキシテレフタル酸等、上記芳
香族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲ
ン置換体が挙げられる。

（A2）脂環族ジカルボン酸としては、トランス−1,4−
シクロヘキサンジカルボン酸、シス−1,4−シクロヘキ
サンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸
等の脂環族ジカルボン酸またはトランス−1,4−（２−
メチル）シクロヘキサンジカルボン酸、トランス−1,4
−（２−クロル）シクロヘキサンジカルボン酸等、上記
脂環族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロ
ゲン置換体が挙げられる。

（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物としては、
４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、６
−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−１−
ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸または３−
メチル−４−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジメチル−４
−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ジメチル−４−ヒドロキ
シ安息香酸、３−メトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、
3,5−ジメトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒド
ロキシ−５−メチル−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ
−５−メトキシ−２−ナフトエ酸、２−クロロ−４−ヒ
ドロキシ安息香酸、３−クロロ−４−ヒドロキシ安息香
酸、2,3−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジ
クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、2,5−ジクロロ−４
−ヒドロキシ安息香酸、３−ブロモ−４−ヒドロキシ安
息香酸、６−ヒドロキシ−５−クロロ−２−ナフトエ
酸、６−ヒドロキシ−７−クロロ−２−ナフトエ酸、６
−ヒドロキシ−5,7−ジクロロ−２−ナフトエ酸等の芳
香族ヒドロキシカルボン酸のアルキル、アルコキシまた
はハロゲン置換体が挙げられる。

（C1）芳香族ジオールとしては、4,4′−ジヒドロキシ
ジフェニル、3,3′−ジヒドロキシジフェニル、4,4′−
ジヒドロキシトリフェニル、ハイドロキノン、レゾルシ
ン、2,6−ナフタレンジオール、4,4′−ジヒドロキシジ
フェニルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）
エタン、3,3′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,6
−ナフタレンジオール、2,2−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メ
タン等の芳香族ジオールまたはクロロハイドロキノン、
メチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、フ
ェニルハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、フェ
ノキシハイドロキノン、４−クロロレゾルシン、４−メ
チルレゾルシン等の芳香族ジオールのアルキル、アルコ
キシまたはハロゲン置換体が挙げられる。

（C2）脂環族ジオールとしては、トランス−1,4−シク
ロヘキサンジオール、シス−1,4−シクロヘキサンジオ
ール、トランス−1,4−シクロヘキサンジメタノール、
シス−1,4−シクロヘキサンジメタノール、トランス−
1,3−シクロヘキサンジオール、シス−1,2−シクロヘキ
サンジオール、トランス−1,3−シクロヘキサンジメタ
ノールのような脂環族ジオールまたはトランス−1,4−
（２−メチル）シクロヘキサンジオール、トランス−1,
4−（２−クロロ）シクロヘキサンジオールのような脂
環族ジオールのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置
換体が挙げられる。

（C3）脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、
1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール等の直鎖状または分岐状脂肪族ジオー
ルが挙げられる。

（D1）芳香族ジチオールとしては、ベンゼン−1,4−ジ
チオール、ベンゼン−1,3−ジチオール、2,6−ナフタレ
ン−ジチオール、2,7−ナフタレン−ジチオール等が挙
げられる。

（D2）芳香族メルカプトカルボン酸としては、４−メル
カプト安息香酸、３−メルカプト安息香酸、６−メルカ
プト−２−ナフトエ酸、７−メルカプト−２−ナフトエ
酸等が挙げられる。

（D3）芳香族メルカプトフェノールとしては、４−メル
カプトフェノール、３−メルカプトフェノール、６−メ
ルカプトフェノール等が挙げられる。

（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合
物としては、４−アミノフェノール、Ｎ−メチル−４−
アミノフェノール、1,4−フェニレンジアミン、Ｎ−メ
チル−1,4−フェニレンジアミン、N,N′−ジメチル−1,
4−フェニレンジアミン、３−アミノフェノール、３−
メチル−４−アミノフェノール、２−クロロ−４−アミ
ノフェノール、４−アミノ−１−ナフトール、４−アミ
ノ−４′−ヒドロキシジフェニル、４−アミノ−４′−
ヒドロキシジフェニルエーテル、４−アミノ−４′−ヒ
ドロキシジフェニルメタン、４−アミノ−４′−ヒドロ
キシジフェニルスルフィド、4,4′−ジアミノフェニル
スルフィド（チオジアニリン）、4,4′−ジアミノフェ
ニルスルホン、2,5−ジアミノトルエン、4,4′−エチレ
ンジアニリン、4,4′−ジアミノジフェノキシエタン、
4,4′−ジアミノジフェニルメタン（メチレンジアニリ
ン）、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル（オキシジ
アニリン）等が挙げられる。

本考案で用いるサーモトロピック液晶ポリマーは、上記
化合物を溶融アシドリシス法やスラリー重合法等の多様
なエステル形成法により製造することが出来る。

本考案で用いるサーモトロピック液晶ポリマーには、一
つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポリマー
のセグメントで構成され、残りの部分が異方性溶融相を
形成しない熱可塑性樹脂のセグメントから構成されるポ
リマーも含まれる。また、複数のサーモトロピック液晶
ポリマー複合したものも含まれる。

これらのサーモトロピック液晶ポリマーの中、好ましく
は、少なくとも一般式 で表わされるモノマー単位を含む（共）重合体であっ
て、具体的には 等がある。

外殻部1,2の嵌合は嵌合溝を作ってはめ合いによるもの
でもよいが熱板融着、電磁誘導加熱融着、超音波溶接、
摺動加熱融着や、接着剤によるものでもよい。

外殻にはエンジン排気孔５に接続される入口開口部およ
び排気のための出口開口部が設けられる、各々の開口部
には入口管３および出口管４が突設される。

入口管３は外殻部１と一体で成形したものでもよいが別
に成形されたものでもよい。また、この部位は消音器の
中でも最も高温にさらされるおそれがあるので耐久性の
点からは金属性のものであることが好ましい。ここで、
使用される金属としては、特に制限はなく、鉄、アルミ
ニウムなどが例示される。また、入口管３および出口管
４の構造は特に制限はなく、公知の構造を用いることが
できる。第１図は、入口管３に共鳴孔11が設けられてい
る例を示す。

出口管４は第１図、第２図のように外殻２と一体で成形
されていてもよいが、別に成形されたものを付設したも
のでもよい。その際の、出口管４の材質は液晶ポリマー
であることが好ましいが他の材質でもよい。また入口管
３と出口管４の設置の方向は一致していなくてもよく、
たとえば直交する方向に設置してもよい。

消音器は直接または断熱材８を介してエンジン排気孔５
に固定される。

消音器のエンジン排気孔５への固定は第１図のようにネ
ジ７等で行われることが好ましいが、その際外殻内に補
強用カーラー６および補強板９等を入れて固定するとし
っかり固定されるとともに、強度が増す。

（実施例） 以下、実施例により、本考案を具体的に説明する。

実施例 消音器外殻の材料にサーモトロピック液晶ポリマーとし
て、パラヒドロキシ安息香酸、ビフェノール、テレフタ
ル酸の三元共重合体であるザイダー（商品名、米国アモ
コパーフォーマンスプロダクツ社製）の添加物入りグレ
ードのFC−110（GF40wt％入り）を用いて芝刈機のエン
ジン用消音器外殻をインサート射出成形により製造を行
った。該消音器を第２図のように芝刈機のエンジンに設
置させた。

この消音器についてエンジンを稼動させて騒音試験を行
った。

測定位置：消音器後方45度、距離500mm 測定機器：普通騒音計（JIS−Ｃ−1502） 負 荷：全負荷 エンジン稼動時の騒音を測定した結果87ホーンに低下さ
せることができた。このとき特に高周波数の音の発生が
押さえられており、騒音測定値以上の効果が感じられ
た。

30分連続運転した後、消音器外殻部の表面の温度を測定
した。その結果95℃であった。

比較例 実施例において、サーモトロピック液晶ポリマーからな
る消音器の代わりに、同様な形状の鋼板製の消音器を用
いた以外は実施例と同様にして騒音試験を行った。

エンジン稼動時の騒音を測定した結果、98ホーンであっ
た。また、実施例に比べて、高周波音の発生は大きく、
不快感を催した。

エンジンを30分連続運転した後、消音器外殻部の表面の
温度を測定した。その結果、180℃であった。

（考案の効果） 本考案による消音器を用いるとエンジン音は、従来の金
属性の消音器に比べ大幅に低減され、特に高周波数の音
に対して効果が大きい。

本考案による別の効果として、金属製に比べ消音器外殻
部の表面温度の低下効果がある。万一、手で触れた場合
にも火傷のおそれが少なくなるなどの効果がある。

本考案の消音器の外殻は、サーモトロピック液晶ポリマ
ーであるために腐食することがない。

本考案の消音器は、従来の金属消音器に比べ軽量であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は芝刈機用エンジンに本考案による消音器を設置し
たものを示し、第１図は断面図、第２図は第１図とは若
干異なる態様の部分切欠斜視図である。 1,2……液晶ポリマー消音器外殻、３……入口管、４…
…出口管、５……エンジン排気孔、６……補強カーラ
ー、７……固定ネジ、８……断熱材、９……補強板、10
……エンジンシリンダー、11……共鳴孔。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン排気孔に接続する入口管および排
   気するための出口管を外殻内部に突設した消音器であっ
   て、該消音器の少なくとも外殻をサーモトロピック液晶
   ポリマーで成形してなることを特徴とする小型エンジン
   用消音器。
2. 【請求項２】該外殻が、２分割して成形したものを嵌合
   したものからなり、かつ中空体を形成していることを特
   徴とする請求項１記載の小型エンジン用消音器。
3. 【請求項３】該サーモトロピック液晶ポリマーが少なく
   とも下記一般式で表わされるモノマー単位を含む（共）
   重合体であることを特徴とする請求項１または２記載の
   小型エンジン用消音器。 一般式