JPH09256833A - 内燃機関の消音器 - Google Patents
内燃機関の消音器Info
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- JPH09256833A JPH09256833A JP8066613A JP6661396A JPH09256833A JP H09256833 A JPH09256833 A JP H09256833A JP 8066613 A JP8066613 A JP 8066613A JP 6661396 A JP6661396 A JP 6661396A JP H09256833 A JPH09256833 A JP H09256833A
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Abstract
中へ飛散することのない構造を実現し、優れた消音性能
を長期にわたって維持可能の消音器を提供する。 【解決手段】 複数の小孔を有する金属筒の周囲に無機
繊維質吸音材を設け、さらに無機繊維質吸音材の外側を
金属シェルで被覆してなる内燃機関の消音器において、
上記無機繊維質吸音材の筒側面に、α−アルミナ結晶化
率:5%以下およびムライト結晶化率:80%以下であ
る、結晶質アルミナファイバー層を形成する。
Description
等の内燃機関に取付けて用いられる消音器に関するもの
である。
排気管の途中に消音器を設けることにより、排気系で発
生する騒音成分を減衰させる消音処理をするのが一般的
である。このような排気系で発生する騒音成分を減衰さ
せる消音器としては、従来、各種の構造のものがあり、
それらはエンジンの大きさ等の種々の条件に合った構造
のものが採用されている。例えば、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させる消音
器には、複数の小孔が穿設された金属筒の周囲を繊維状
の吸音材で覆ったものが用いられている。
に高温排気の流動に伴う衝撃圧力が集中する。従って、
吸音材としてガラス繊維などを使用すると、とくに近年
のように排気ガス温度が上昇すると、耐熱性の低いガラ
ス繊維が溶融収縮してビーズ状になったり、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中へ飛散し、吸音効果が著しく減
少することが、問題になっていた。
61−59819号および実公平6−19785号各公
報には、小孔が穿設された金属筒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もの
が、提案されている。
分を減衰させるために、ステンレス鋼製ウールや金網製
クッション材が気孔の連続する構造であるから、ガラス
繊維層を熱的に保護する機能はなく、また、熱間におい
て金属製のクッション材は軟化し易く、クッション材と
しての効果は極めて低い。従って、長期間にわたり騒音
成分を減衰させることは、困難であった。
セラミックファイバーや、結晶質アルミナファイバーを
用いて、耐熱性を向上することが提案されている。しか
しながら、シリカ−アルミナセラミックファイバーはシ
ョットとよばれる粒子状物を50wt%近く含むため、こ
のショットが振動により吸音材内部で運動すると、吸音
材に穴が開くという問題がある。また、汎用の結晶質ア
ルミナファイバーは、従来1400℃前後の高温窯炉の
断熱材として使用される耐火断熱材であり、強度的に極
めて脆く、振動により繊維が破断し、金属筒の小孔を介
して外気中へ飛散し吸音効果が著しく減少してしまう不
利がある。さらには、大気中に無機繊維が飛散して大気
汚染を招来することにもなる。
音器の吸音材が金属筒の小孔を介して外気中へ飛散する
ことのない構造を実現し、優れた消音性能を長期にわた
って維持可能の消音器を提供しようとするものである。
数の小孔を有する金属筒の周囲に無機繊維質吸音材を設
け、さらにこの無機繊維質吸音材の外側を金属シェルで
被覆してなる内燃機関の消音器において、上記無機繊維
質吸音材の金属筒側面に、α−アルミナ結晶化率:5%
以下およびムライト結晶化率:80%以下である、結晶
質アルミナファイバー層を形成したことを特徴とする内
燃機関の消音器である。
ルミナファイバー層における、アルミナ含有率は85wt
%以下にすること、同様に径が44μm以上の粒子状物
含有率は10wt%以下にすることが、有利である。
本発明の消音器は、金属筒の周囲に設ける無機繊維質吸
音材の金属筒側の面に、α−アルミナ結晶化率:5%以
下およびムライト結晶化率:80%以下である、結晶質
アルミナファイバー層を形成するところに特徴がある。
なお、無機繊維質吸音材を全て結晶質アルミナファイバ
ー層で形成することも可能である。
温でプリカーサーと呼ばれる前駆体を紡糸した後、14
00℃前後で焼成して製造するのが通例である。そし
て、従来の一般的用途である、高温窯炉の断熱材として
結晶質アルミナファイバーを使用する場合には、再加熱
時の、熱収縮による目地開き等の抑制が重要な課題とな
るため、製造時の焼成条件を制御し、通常は、α−アル
ミナ結晶を20%程度析出させたり、ムライト結晶化率
が100%近くに制御したものが生産されている。
る結晶化率とその繊維強度とは、負の相関にある為、高
温窯炉の断熱材のように、静止した状態の使用では特に
問題はないが、自動車部品等の振動下で使用する部品へ
供する材料としては強度が不足し、長時間の使用には耐
えられないのである。
い1000℃までの耐熱性があれば十分であり、むしろ
強度の方が要求される。そこで、必要な強度を維持する
ために、結晶質アルミナファイバーにおける、α−アル
ミナ結晶化率を5%以下とし、かつムライト結晶化率を
80%以下とし、このことにより強度不足を解消するよ
うにした。すなわち、α−アルミナ結晶が5%をこえて
析出したり、ムライト結晶化率が80%をこえると、繊
維強度が劣化する。というのは、本発明において用いら
れる結晶質アルミナファイバーを、プリカーサーを焼成
して製造するときに、Al−Si型スピネル構造のファ
イバー中に結晶格子間距離の小さいムライト結晶,α−
アルミナ結晶が一定量以上析出すると、繊維強度の劣化
を招くからである。
により、繊維強度を高くするためには、できる限り小さ
いことが望ましいが、自動車排気系部品として用いる場
合、80%以下であればよい。
ト結晶以外の結晶、例えばθ−アルミナ、γ−アルミ
ナ、δ−アルミナ等の結晶が進んでいるものについては
使用に十分に耐えるため、α−アルミナ結晶およびムラ
イト結晶以外の結晶については特に規制しない。
Al−Si型スピネル構造からα−アルミナ結晶への転
移が促進される。特にアルミナ含有率が80wt%をこえ
ると繊維強度が著しく減少してしまう。このことから、
アルミナ含有率は85wt%以下、より好ましくは60〜
80wt%とする。
ける、粒子状物含有率についても規制することが好まし
い。とりわけ、平均粒子径が44μm以上の粒子状物含
有率は10wt%以下に抑制することが有利である。なぜ
なら、この平均粒子径が44μm以上の粒子状物を多く
含むと、上述したシリカ−アルミナセラミックファイバ
ーの場合と同様、消音器の振動によって吸音材内の粒子
状物が吸音材穴をあけるため、平均粒子径が44μm以
上の粒子状物の含有率は10wt%以下に制限することが
必要である。特に、径が44μm以上の粒子状物の含有
率は、5wt%以下であることが好ましい。
ルミナ含有率を85wt%以下にし、製造時の焼成条件を
制御することによって得られる。
ナファイバーと他の耐熱性の低い無機繊維質吸音材との
組み合わせで使用する場合、結晶質アルミナファイバー
の厚みは、前記耐熱性の低い無機繊維質吸音材の耐熱温
度以下となるようにすればよい。
成された無機繊維質吸音材は、複数の孔を有する金属筒
と金属シェルとの間の空間に設けるのは上述の通りであ
り、そこでの平均嵩密度は、0.05〜0.30g/cm3 の範囲
とすることが好ましい。なぜなら、平均嵩密度が、0.05
g/cm3 未満であると耐久性上の問題が生じ、一方、0.
30g/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、無機繊維質吸音材を1%以上の平均
圧縮率で上記空間に設けることにより、該空間内に確実
に固定することができ、自動車の振動や排気流等によ
り、無機繊維質吸音材の位置がずれたり、粉化すること
を有効に防止することができる。
シリカ−アルミナおよびガラスから選ばれる1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よりなるものが好適である。すなわ
ち、アルミナ、シリカ−アルミナまたはガラスによる繊
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、コストも安価である。繊維材料
は、平均繊維径が1.5〜20μm、平均繊維長が5m
m以上であるものがとりわけ有利である。
09、肉厚 1.0mm、内径φ60mmのステンレス鋼製であ
り、φ3mm,ピッチ6mmのパンチング穴を開けたものが
用いられる。また、金属シェルとしては、例えば、肉厚
1.5mmのパイプ状物、またはクラムシェル状物等を用い
る。また、金属シェルの材質としては、ステンレス鋼板
の他、アルミメッキ鋼板等が有利に用いられる。
さ:0.6 mmおよび外径:60mmのSUS304製の筒の
外周面に径5mmの孔を開口率20%で複数設けた金属筒
の周囲に、下記に示す種々の仕様の無機繊維質吸音材を
設け、この無機繊維質吸音材を厚さ:0.6 mmのアルミめ
っき鋼板(SACD80)による金属シェルで被覆して
消音器を作製した。
リカ:20wt%の組成に成り、α−アルミナ結晶化率:
0%およびムライト結晶化率:70%、44μm以上の
粒子状物含有率5wt%の結晶質アルミナファイバーを、
厚み:40mmおよび充填嵩密度:0.25g/cm3 で設け
た。 (2) 実施例2 無機繊維質吸音材として、Eガラス繊維を厚み:20mm
および充填嵩密度:0.15g/cm3 で設け、さらにその金
属筒側面に、実施例1と同様の結晶質アルミナファイバ
ーを、厚み20mmで設けた。
密度:0.15g/cm3 および厚み:35mmのガラス繊維を
使用し、吸音材の飛散防止として、その金属筒側面にス
テンレスウール(SUS304)を厚み:5mmおよび充
填嵩密度:0.56g/cm3 で設けた。 (4) 比較例2 実施例1と同様の構成で結晶質アルミナファイバーのα
−アルミナ結晶化率:5%、ムライト結晶化率:95%
のものを使用した。
ットルの6気筒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回転で運転したときの、排気管
からの騒音を、排気管の後方1m離れた位置で測定し
た。次いで、実車走行を30000km行い、その走行後に
おける排気管からの騒音を上記と同様に測定するととも
に、実車走行後の吸音材の重量損失割合も調査した。こ
れらの測定結果を、表1に示す。
機繊維質吸音材の金属筒内筒側面に、結晶化率を制御し
た結晶質アルミナファイバー層を形成したことにより、
高温排気ガスによる吸音材の熱劣化を防ぐとともに、振
動や排気ガスの脈動による無機繊維の飛散を防げるた
め、安定した消音性能を長期間にわたって維持できる。
さらに、結晶質アルミナファイバー層における、径が4
4μm以上の粒子状物含有率を10%以下とすることに
より、結晶質アルミナファイバー層内部の振動による劣
化を防ぐことが可能となり、特に大気中への繊維状物の
飛散のない優れた内燃機関の消音器を提供できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の小孔を有する金属筒の周囲に無機
繊維質吸音材を設け、さらにこの無機繊維質吸音材の外
側を金属シェルで被覆してなる内燃機関の消音器におい
て、上記無機繊維質吸音材の金属筒側面に、α−アルミ
ナ結晶化率:5%以下およびムライト結晶化率:80%
以下である、結晶質アルミナファイバー層を形成したこ
とを特徴とする内燃機関の消音器。 - 【請求項2】 結晶質アルミナファイバー層における、
アルミナ含有率が85wt%以下である請求項1に記載の
内燃機関の消音器。 - 【請求項3】 結晶質アルミナファイバー層における、
径が44μm以上の粒子状物の含有率が10wt%以下で
ある請求項1または2に記載の内燃機関の消音器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8066613A JPH09256833A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 内燃機関の消音器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8066613A JPH09256833A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 内燃機関の消音器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005232989A Division JP2006022817A (ja) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | 消音器用吸音材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09256833A true JPH09256833A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13320934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8066613A Pending JPH09256833A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 内燃機関の消音器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09256833A (ja) |
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-
1996
- 1996-03-22 JP JP8066613A patent/JPH09256833A/ja active Pending
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050929 |
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A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051118 |