JPH09228820A - 消音器 - Google Patents

消音器

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JPH09228820A
JPH09228820A JP3938496A JP3938496A JPH09228820A JP H09228820 A JPH09228820 A JP H09228820A JP 3938496 A JP3938496 A JP 3938496A JP 3938496 A JP3938496 A JP 3938496A JP H09228820 A JPH09228820 A JP H09228820A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸音材の飛散がなく、かつ金属管と金属シェ
ルとの接合部の気密性を、両者間の熱膨張差による影響
を受けない、しかも安価で耐久性に優れた構造によって
高めた、消音器を提供する。 【解決手段】 多数の小孔を周壁に有する金属管とこの
金属管の周囲を覆う金属シェルとの間に区画した空間
に、無機繊維質の吸音材を充填した消音器であって、上
記金属シェルは、金属管の外径より僅かに大径の両端開
口部のいずれか一方を金属管に固着して固定し、さらに
上記金属管と吸音材との間に織金網を配置し、この織金
網の一端縁を、上記一方の開口部付近において金属管お
よび金属シェルの一方または両方に固着するとともに、
織金網の他端縁を折り返して金属シェルの両端開口部の
いずれか他方と金属管との隙間に埋める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用エンジ
ンの排気を流通する排気管に接続し、該排気中に含まれ
る騒音成分を減衰する消音器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジンの排気管の途
中には、そこを流れる排気中に含まれる騒音成分を減衰
する消音器が設けられるのが、通例である。この消音器
は、各種の構造のものが知られており、エンジンの排気
量等の各種条件に応じて適当な構造のものが選択使用さ
れている。とりわけ、排気中に含まれる騒音成分のう
ち、高い周波数の騒音成分を減衰する消音器には、多数
の小孔が設けられた金属管の周囲に、繊維状の吸音材を
配設し、この吸音材を金属シェルで覆って成るものが使
用されている。
【0003】この種の消音器において、吸音材にガラス
繊維などを使用すると、高温の排気流通に伴う圧力衝撃
が金属管の小孔に集中し、また近年の排気ガス温度が上
昇の傾向にあるから、耐熱性の低いガラス繊維が溶融後
収縮してビーズ状になったり、あるいは熱間での繊維強
度の劣化から、振動や排気ガスの脈動によってガラス繊
維が小孔より外気へ飛散し、その結果、吸音効果が著し
く減少することが問題になっていた。
【0004】この問題を解決するための消音器として、
実開昭61−59819号や実公平6−19785号各
公報には、小孔が穿設された金属管と吸音材との間にス
テンレスウールや金網製のクッション材を介在させた消
音器が、提案されている。
【0005】しかしながら、いずれの消音器も、ステン
レスウールや金網製のクッション材は、騒音成分を減衰
するために連続した気孔を有する構造であるから、ガラ
ス繊維層を熱的に保護する能力に乏しく、さらに、金網
製のクッション材は熱間において軟化し易いため、クッ
ション材としての機能は極めて低い。従って、吸音材の
保護は依然として不十分であるため、長期間に渡って騒
音成分を減衰することが困難であった。
【0006】また、消音器は、金属管より大径の筒の両
端開口部を金属管の外径近くまですぼめた金属シェルの
開口部を、それぞれ金属管の外周に溶接により固着し、
金属管と金属シェルとの間隙に吸音材を充填した構造
が、一般的である。このような構造においては、高温の
排気に晒される金属管と外気流に晒される金属シェルと
の間の熱膨張差に起因して、金属管が圧縮されて座屈が
生じたり、金属管と金属シェルとの溶接箇所が剥離し
て、排気ガスが漏れ出る結果、排気ガスの放射音が大き
くなることも問題であった。
【0007】この問題に対しては、金属管と金属シェル
との溶接を、金属シェルの両端開口部のいずれか一方と
し、他方の開口部は、予め金属シェルに取り付けたステ
ンレス製のメッシュ状ガスケットを金属管と金属シェル
との間に介在させて固定することによって、金属管およ
び金属シェル間の熱膨張差による影響を排除し、排気ガ
スの漏れを防止して放射音量を抑制する、構造が知られ
ている。しかしながら、金属シェルにガスケットをスポ
ット溶接等にて予め固定しなければならないため、工数
が増え、組み付けコストが増加する不利がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
上記の諸問題を解消し、吸音材の飛散がなく、かつ金属
管と金属シェルとの接合部の気密性を、両者間の熱膨張
差による影響を受けない、しかも安価で耐久性に優れた
構造によって高めた、消音器を提供しようとするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、多数の小孔
を周壁に有する金属管とこの金属管の周囲を覆う金属シ
ェルとの間に区画した空間に、無機繊維質の吸音材を充
填した消音器であって、上記金属シェルは、金属管の外
径より僅かに大径の両端開口部のいずれか一方を金属管
に固着して固定し、さらに上記金属管と吸音材との間に
織金網を配置し、この織金網の一端縁を、上記一方の開
口部付近において金属管および金属シェルの一方または
両方に固着するとともに、織金網の他端縁を折り返して
金属シェルの両端開口部のいずれか他方と金属管との隙
間に埋めて成ることを特徴とする消音器である。ここ
で、織金網には、線径が0.1〜1mmで、網目が5〜1
00メッシュのものを使用することが、実施に当たり有
利である。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照して
詳細に説明する。図1に示す消音器は、多数の小孔1を
周壁に形成した金属管2とこの金属管2の周囲を覆う金
属シェル3との間に区画した空間に、無機繊維質の吸音
材4を充填し、さらに金属管2と吸音材4との間に織金
網5を配置して成る。
【0011】ここに、金属シェル3は、図示例の形状に
限られずに、金属管2との間に吸音材4を充填する空間
が区画されれば、特に形状は限定されないが、金属シェ
ル3の両端における開口部6a,6bを、金属管2の外
径より僅かに大径に形成する必要がある。そして、開口
部6a,6bのいずれか一方、図示例では開口部6aを
金属管2に例えば溶接によって固着し、残る開口部6b
は、金属管2に対して固着しないことが、肝要である。
【0012】また、金属管2の周壁に沿って吸音材4と
の間に配置した織金網5は、その一端を、開口部6aに
おいて金属管2および金属シェル3の一方または両方に
固着する。さらに、織金網5の他端は、少なくとも1回
は折り返すことによって、金属シェル3の開口部6bと
金属管2との隙間に相当する厚みとし、この他端の折り
返し部分を金属シェル3の開口部6bと金属管2との隙
間に埋めることによって、開口部6bの気密を達成す
る。
【0013】以上の構造に従う消音器は、まず金属管2
と吸音材4との間に織金網5を配設したことにより、金
属管2の小孔1に集中する、高温排気ガスの流通に伴う
圧力衝撃から吸音材4を保護する一方、小孔1からの騒
音成分は吸音材4側に通すために、騒音成分を吸音材4
に確実に吸収させ得る。
【0014】また、金属シェル3の両端の開口部6a,
6bのいずれかにおいて、織金網5の一端は金属管2お
よび金属シェル3の一方または両方に溶接等で固着し、
他端は1回以上折り返して、その折り返し部分を金属シ
ェル3の残る開口部と金属管2との隙間に埋めて固着せ
ずに固定することにより、高温の排気ガスが流通する金
属管内側と外気流の当たる金属シェル外側との間に発生
する温度差による熱膨張差の影響を緩和する構造が実現
でき、上述した金属管の圧縮による座屈や金属管と金属
シェルの溶接部の剥離等は回避される。
【0015】さらに、金属シェル3の開口部と金属管2
との隙間は、織金網5の端縁の折り返し部分で埋められ
るために、排気ガスの漏れが防げるのは勿論、消音器の
組立工数の低減も実現できる。すなわち、金属シェルに
ステンレス製のメッシュ状ガスケットを取り付ける工数
を省略できる上、部品点数も削減できるため、より安価
に組み付けられるのである。
【0016】ここに、上記織金網は、耐熱性及び柔軟性
の面からSUS304などのステンレス鋼製の金属線に
よるものが好適である。とりわけ、金属線の線径が0.
1〜1mmで、網目が5〜100メッシュであることが、
有利である。すなわち、金属線の線径が0.1mm未満で
は、柔軟性に優れる反面、近年高温化が著しい排気ガス
によって早期に溶損して耐久性が阻害される。一方、金
属線の線径が1mmをこえると、耐久性には優れるが、柔
軟性に劣るために加工性が阻害される。従って、金属線
の線径は0.1〜1mmの範囲、より好ましくは0.15
〜0.3mmの範囲とするのが、有利である。
【0017】また、網目が5メッシュより粗いと、自動
車の振動や排気流等により吸音材が網目から脱落して飛
散し、一方、100メッシュより細くなると、排気中に
含まれる騒音成分が反射するために消音効果が低減す
る。従って、網目は、5〜100メッシュの範囲、より
好ましくは30〜60メッシュの範囲とするのが、有利
である。
【0018】次に、無機繊維質の吸音材は、その平均嵩
密度を、0.05〜0.30g/cm 3 の範囲とすること
が有利である。すなわち、平均嵩密度が0.05g/cm
3 未満であると、耐久性が問題になり、一方、0.30
g/cm3 をこえると、消音効果をそれほど期待できない
からである。なお、この無機繊維質の吸音材は、平均圧
縮率:1%以上にて金属管と金属シェルとの間に充填す
ることにより、ここに確実に固定できるため、自動車の
振動や排気流等による、吸音材の位置ずれや粉化を回避
できる。
【0019】なお、吸音材には、アルミナ、シリカ・ア
ルミナ、ガラス、シリカの群から選ばれる1種または2
種以上の繊維材料を用いて、繊維単独もしくはその他の
無機及び有機材料との複合になるものが、推奨される。
なぜなら、アルミナ、シリカ・アルミナ、ガラス、シリ
カの群から選ばれる繊維材料は、先に示した密度等の条
件を満足する繊維材料の中で、最も一般的で、しかもコ
ストが安価である。さらに、繊維材料は、その平均繊維
径が1.5〜20μmおよび平均繊維長が5mm以上であ
るものが、吸音特性上および耐久性の点で有利である。
【0020】
【実施例】図1に示した構造に従って、厚さが0.6mm
のSUS304のパイプ(外径:63.5mm)に直径2
mmφ、開口率35%の小孔1を形成して金属管2とし、
また金属シェル3には厚さが0.6mmのアルミめっき鋼
板(SACD80)のパイプ(最大径:109mm及び開
口径:64.0mm)を使用し、吸音材4として、金属管
2側に平均繊維径3μmのアルミナ繊維を、そして金属
シェル3側に平均繊維径9μmのガラスウールまたは平
均繊維径2μmのシリカ・アルミナ繊維を、表1に示す
種々の平均嵩密度および厚さで配置した。
【0021】さらに、織金網5として、ステンレス鋼
(SUS304)線径:0.18mmおよび網目:50メ
ッシュのものを使用し、この織金網5の一端縁を開口部
6aにおいて金属管2に溶接で固着し、織金網5の他端
縁を10mmの幅で2回折り返し、この折り返し部分を開
口部6bと金属管2との隙間に埋めて、織金網5を固定
した。
【0022】また、比較として、吸音材として平均繊維
径9μmおよび平均嵩密度0.15g/cm3 のガラス繊
維のみを使用し、吸音材の飛散防止としてステンレスウ
ール(SUS304)を吸音材と金属管との間に配置し
た消音器も、作成した。
【0023】かくして作成した消音器を、2リットルお
よび4気筒のガソリンエンジンの排気管に連設して、こ
のエンジンを毎分4000回転で運転し、この運転中の
排気管からの騒音を測定した。その測定結果を、吸音材
の仕様とともに表1に示す。なお、表1に示す値は、排
気管の後方1m離れた位置で測定した値である。
【0024】
【表1】
【0025】また、上記の消音器と同じ構造に従って、
JIS−A−1405に規定された円板状の試験片を作
成し、管内法による垂直入射吸音率測定法に従って、各
周波数における吸音率について測定した結果を、表2に
示す。
【0026】
【表2】
【0027】さらに、上記の各消音器を実車に装着して
実車走行を行い、平均時速60kmで10000kmの
走行前後における排気管からの騒音および吸音材の重量
損失割合について調査した結果を、表3に示す。
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】この発明の消音器は、金属管と吸音材と
の間に配置した織金網によって、吸音材の飛散を防止
し、さらに、織金網の一端は金属管および金属シェルの
一方または両方に固着し、織金網の他端は固着しない構
造によって、金属管と金属シェルとの間の熱膨張差によ
る影響を排除し、金属管の圧縮による座屈や溶接箇所の
剥離等が防止される結果、耐久性と騒音成分の減衰能力
を向上し得る。また、織金網の他端縁は折り返して金属
管と金属シェルとの隙間に埋めて気密をはかるため、排
気ガス漏れを防止できる上、従来のようにガスケットを
予め金属シェルに溶接する工程が不要になるため、安価
でしかも容易に消音器を組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】消音器の構造を示す図である。
【符号の説明】
1 小孔 2 金属管 3 金属シェル 4 吸音材 5 織金網 6a,6b 開口部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の小孔を周壁に有する金属管とこの
    金属管の周囲を覆う金属シェルとの間に区画した空間
    に、無機繊維質の吸音材を充填した消音器であって、上
    記金属シェルは、金属管の外径より僅かに大径の両端開
    口部のいずれか一方を金属管に固着し、さらに上記金属
    管と吸音材との間に織金網を配置し、この織金網の一端
    を、上記一方の開口部付近において金属管および金属シ
    ェルの一方または両方に固着するとともに、織金網の他
    端を折り返して金属シェルの両端開口部のいずれか他方
    と金属管との隙間に埋めて成ることを特徴とする消音
    器。
  2. 【請求項2】 織金網は、線径が0.1〜1mmで、網目
    が5〜100メッシュである請求項1に記載の消音器。
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