JPH11324641A

JPH11324641A - 消音器用消音材とその製造方法

Info

Publication number: JPH11324641A
Application number: JP10148793A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakagawa; 幸弘中川
Original assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】消音器の排気管に巻装されるグラスウールの
飛散を防止する機能と消音機能を有する消音材を安価か
つ容易に製造できるようにする。【解決手段】長繊維のガラス繊維を多数本集束した集
束材１を三軸又は四軸に組んでその交点を接着固定して
組布とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は消音器用消音材とそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の内燃機関の排気系には、
その上流側に位置してプリマフラ又はサブマフラが配置
されている。このプリマフラ又はサブマフラは浄化装置
の直後、すなわちメインマフラの上流側に配置されてい
ることから、そのプリマフラ又はサブマフラの排気管内
の排気ガス温度は高くかつ排気流速も高い。

【０００３】このようなことから、プリマフラ又はサブ
マフラとして従来、図１１に示すように、小孔１０２を
多数形成した排気管（インナパイプ）１０１の外周にス
テンレスウール或いはステンレスウールロープ１０３を
巻装し、その外周にグラスウール１０４を巻装し、その
外周をアウターパイプ１０５で被覆してそのグラスウー
ル１０４に消音機能をもたせ、耐熱性の高いステンレス
ウール或いはステンレスロープ１０３に、グラスウール
１０４が小孔１０２から排気管１０１内に吸引されない
ような飛散防止機能をもたせたものがある。

【０００４】また、上記のステンレスウール或いはステ
ンレスロープ１０３の代わりにガラス繊維を平織したガ
ラスクロスを使用したものも知られている。更に、図１
２に示すように、消音器を構成するケース２００のエン
ドプレート２０１に注入穴２０２を形成し、該注入穴２
０２から長繊維のグラスウール状材料２０３をパンチン
グ管２０４とケース２００との間の空間２０５内に注入
する方法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図１１に示す構造
のものにおいては、その使用するステンレスウール又は
ステンレスロープ１０３が材料上高価である上に、特殊
な加工方法を要し、特にグラスウールの飛散対策をより
完全なものにするためにはその使用量を増加させる必要
があることから、マフラの製造コストが高くなる問題が
ある。

【０００６】また、ガラスクロスを使用した構造のもの
においては、そのガラスクロスの織り方が平織、綾織で
あるためその通気性を有する織り目が細かくなり、その
織目が排気ガスに含まれるスス等によって目詰まりを起
こし、消音性能が低下する問題がある上に、このような
平織や綾織は極めて生産性が低く、ガラス繊維を使用し
てもその生産コストが高くなり、その使用に適さない。

【０００７】また、上記図１２に示すようにグラスウー
ル状材料２０３を注入する方法においては、上記従来の
ものよりコスト低減を図ることができるが、グラスウー
ル状材料２０３の充填量（必要繊維量、密度）が不足し
やすく、また、充填量にバラツキが発生しやすい。この
ように充填量が不足すると、排気ガスに混在しているカ
ーボンがグラスウール状材料２０３のガラス繊維内に侵
入付着し、カーボン溜まりの発生から吸音効果を減少さ
せる上に、カーボンが発火して高温状態を招き、ガラス
繊維の硬化、劣化を起こしてガラス繊維が排気管内へ飛
散する問題がある。

【０００８】更に、排気管内で発生する排気ガスの圧力
は、上昇、下降を繰り返して脈動するため、上記のよう
に注入されたグラスウール状材料２０３は、上記の脈動
を直接受けて際限なく移動し、その繊維が折れ、パンチ
ング管２０４の小孔２０６から飛散する問題がある。

【０００９】そこで本発明は、所期の消音効果を発揮す
るとともに、上記従来のステンレスを使用するものに比
べて極めて低廉に製造でき、かつ充填されたグラスウー
ルの排気管への飛散を阻止できる消音器用消音材とその
製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、長繊維のガラス繊
維を多数本集束した集束材を使用して組み重ねた組布か
らなることを特徴とする消音器用消音材である。

【００１１】請求項２記載の第２の発明は、上記第１の
発明において、上記組布を構成する集束材がバルキー状
に形成されている消音器用消音材である。請求項３記載
の第３の発明は、上記第１又は第２の発明における組布
を三軸又は四軸の組布としたものである。

【００１２】請求項４記載の第４の発明は、上記の消音
材を製造する方法に関するもので、長繊維のガラス繊維
を多数本集束した集束材を作り、この集束材を組付機に
より組み重ね、その交点を接着するようにしたことを特
徴とする消音器用消音材の製造方法である。

【００１３】請求項５記載の第５の発明は、長繊維のガ
ラス繊維を多数本集束するとともにバルキー状に形成し
た集束材を作り、この集束材を組付機により組み重ね、
その交点を接着するようにしたことを特徴とする消音器
用消音材の製造方法である。

【００１４】請求項６記載の第６の発明は、上記第４又
は５の発明において、上記集束材の片面に樹脂繊維を配
置し、組み重ね後に交点部を加熱して上記樹脂繊維を溶
融し、この溶融した樹脂で集束材の交点を相互に接着す
るようにしたものである。

【００１５】請求項７記載の第７の発明は、長繊維のガ
ラス繊維を多数本集束した集束材を作り、この集束材を
組付機により組み重ね、その交点を接着して組布を作
り、その後、上記組布をニードル加工によりバルキー状
にすることを特徴とする消音器用消音材の製造方法であ
る。

【００１６】請求項８記載の第８の発明は、上記第７の
発明において、上記集束材の片面に樹脂繊維を配置し、
組み重ね後に交点部を加熱して上記樹脂繊維を溶融し、
この溶融した樹脂で集束材の交点を相互に接着するよう
にした消音器用消音材の製造方法である。

【００１７】そして、請求項９記載の第９の発明は、上
記第４乃至８のいずれかに記載の発明において、上記集
束材を三軸又は四軸に組み重ねるようにしたものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０に示す好ましい実
施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

【００１９】図１乃至図４に示す第１実施例について説
明する。図１は本発明の消音材の製造工程を示し、図２
は三軸組布の組み方法を示し、図３はその消音材の拡大
平面を示し、図４はこの消音材をパイプ形状のプリマフ
ラ或いはサブマフラに装着した図を示す。

【００２０】先ず、図１において消音材の製造工程を説
明する。図１（ａ）は使用する１本の集束材の斜視図
で、図１（ｂ）はその集束材の横断面図であり、これら
は、その構造を分かりやすくするために模式的に表され
ている。

【００２１】この集束材１は、ガラス繊維を多数本集束
したガラス繊維層２の片面に樹脂繊維層３を配して形成
されている。上記ガラス繊維層２は、長繊維のガラス繊
維２ａを多数本引き揃えて形成されている。この使用す
るガラス繊維２ａは通常の径よりも太径のものを使用
し、熱等に対するタフネスの増大が図られている。ガラ
ス繊維は通常その１本の繊維径が最大２４μｍといわれ
ているが、本実施例におけるガラス繊維は、その１本の
ガラス繊維径を２４μｍ以上とし、具体的には３０〜３
５μｍのものを使用している。

【００２２】なお、本発明の目的からすれば、このガラ
ス繊維の１本の径は限定されず、２４μｍ以下のもので
もよく、また２４μｍ以上のものでもよいが、上記のよ
うに３０〜３５μｍのものを使用するのが望ましい。

【００２３】そして、上記のガラス繊維２ａを多数本、
例えば２０００〜４０００本引き揃えて集束重合し、ガ
ラス繊維層２を形成している。上記樹脂繊維層３に使用
される樹脂繊維３ａは、所定温度で加熱することにより
溶融するホットメルト繊維、例えばアクリル樹脂繊維を
使用している。この樹脂繊維３ａの１本の径及び重合量
は、後述する集束材１相互の接着に適するように設定す
る。

【００２４】次で、上記の集束材１を使用して組布機に
より図１（ｃ）（ｄ）に示すような三軸組布を形成して
本発明の消音材４とする。この三軸組布は、上記集束材
１からなるタテ方向に配置した第１の集束材１ａ上に第
２の集束材１ｂを斜め方向に配置し、更に該第２の集束
材１ｂ上に、これと反対の斜め方向に第３の集束材１ｃ
を配置し、すなわち、三方向に６０度の角度で配列し、
これらの支点を接着して構成されている。これにより、
図１（ｃ）に示すように三軸の正三角形の格子目５が形
成される。この格子目５は、その消音材４の表裏に貫通
した通気穴となる。

【００２５】また、その各集束材１の片面には上記のよ
うにホットメルト繊維からなる樹脂繊維層３が配置され
ているため、上記のように組まれた組布上を加熱ローラ
等の適宜加熱手段で、上記ホットメルト繊維３ａが溶融
する温度に加熱することにより、ホットメルト繊維３ａ
が溶融して上記各交点が接着する。

【００２６】上記のような三軸組布の具体的な組み方法
としては、図２（ａ）に示すようにタテ方向に送り出さ
れる多数本の第１の集束材１Ａ上に、多数本の第２の集
束材１Ｂを図２（ｂ）に示すようにジグザグ状に配置
し、更に、該第２の集束材１Ｂ上に多数本の第３の集束
材１Ｃを図２（ｃ）に示すようにジグザグ状に配置し、
これらの交点を接着するものである。

【００２７】上記のように組まれた三軸組布からなる消
音材４の特性は、平織等に比べて軸が１本多くなること
により、平織等に比べてより等方向性が高く、破裂抵
抗、引裂抵抗、せん断抵抗、衝撃強さなどが高い。更
に、その生産速度は平織方法に比べて約１０倍である。

【００２８】そして、上記のように形成された消音材４
を図４に示すように、消音器６を構成する排気管（イン
ナパイプ）７の外周に巻装する。次で、上記のように巻
装された消音材４の外周に図４に示すようにグラスウー
ル（ガラスニードルマット）８を巻装し、この状態でア
ウターパイプ９内に挿入し、アウタパイプ９の前後端を
排気管７にかしめ及び溶接して固定して消音器６を形成
する。

【００２９】次に上記消音材４を装着した図４に示す消
音器の作用について説明する。排気系に排気管７を接続
した状態において、排気音が排気管７内に流入すると、
その排気音の一部は小孔７ａを通じて消音材４及びグラ
スウール８部に伝播する。このとき、消音作用は主とし
てグラスウール層８で行なわれるが、消音材４がガラス
繊維２ａを多数束ねた集束材１で形成されているため、
この消音材４によっても消音され、その消音性能は、前
記従来のステンレスウールやステンレスロープ、更には
ガラスクロスに比べて高い。したがって、この消音材４
の使用により消音器の消音量が高くなる。

【００３０】また、排気管７内を流通する排気流によっ
て小孔７ａ部に負圧が生じ、該負圧によりグラスウール
８が小孔７ａ側へ吸引されるが、消音材４における集束
材１のガラス繊維２ａ相互の隙間が極めて小さく、ま
た、格子目５を小さくすることにより、グラスウール８
が小孔７ａを通じて排気管７内へ吸引飛散することが阻
止される。

【００３１】また、ガラス繊維２ａとして、その太さが
２４μｍ以上のものを使用することにより、そのタフネ
スが増し、グラスウール８の飛散防止対策に有効であ
る。更に、ガラス繊維２ａを束ねた集束材１は三軸組布
としてその配列が固定されているため、その集束材１の
排気管７への装着時及び装着後にガラス繊維２ａの引き
揃え配列状態が崩れて隙間が拡大されることが防止さ
れ、グラスウール８の吸引飛散の防止をより確実なもの
にすることができる。

【００３２】図５は上記のように構成された消音材４を
複数、例えば３重にして使用する例を示す。このような
複数重に重ねる方法としては、図５に示すように折り重
ねてもよく、また、図４の排気管７の外周に連続して２
重、３重に巻装してもよい。

【００３３】このように重ねることにより、消音効果が
より高まる上に、上記格子目５が荒い場合においても、
各格子目５の表面又は裏面に集束材１が位置し、格子目
５から上記グラスウール８が飛散することを防止するこ
とができる。

【００３４】図６は上記消音材４をメインマフラに使用
した例を示す。すなわち、メインマフラ１０のアウトレ
ットパイプ１２における一部に小孔１２ａを形成し、該
小孔１２ａ部の外周に消音材を巻装してその外部を外管
１３で被覆するものにおいて、その消音材として上記本
発明の消音材４を使用したものである。図中、１１はイ
ンレットパイプを示す。

【００３５】この図６の実施例では、上記のようなグラ
スウール８を使用することなく上記本発明の消音材４を
複数重に巻装して、この消音材４のみで消音させること
ができる。

【００３６】図７及び図８は上記消音材４を、上記集束
材１を使用して四軸組布で構成した実施例を示す。な
お、図７は集束材１の中心線のみで表している。すなわ
ち、上記の集束材１からなるタテ方向に配置した第１の
集束材１ａと、斜め方向に配置した第２の集束材１ｂ
と、該第２の集束材１ｂと反対の斜め方向に配置した第
３の集束材１ｃと、更にヨコ方向に配置した第４の集束
材１ｄとからなり、これらを組布機で重合的に組み、そ
の各支点を上記と同様に加熱接着して固定したものであ
る。

【００３７】このような四軸組布の具体的な組み方法と
しては、図８（ａ）に示すように、タテ方向に送り出さ
れる多数本の第１の集束材１Ａ上に多数本の第２の集束
材１Ｂを図８（ｂ）に示すようにＺ状に配置し、更に該
第２の集束材１Ｂ上に多数本の第３の集束材１Ｃを図８
（ｃ）に示すように、そのヨコ方向の集束材１ｄが上記
第２の集束材１Ｂのヨコ方向の集束材１ｄと位相するよ
うにして逆Ｚ状に配置し、これらの交点を接着するもの
である。

【００３８】この四軸組布による消音材４も上記三軸組
布による消音材４と同様の作用、効果を発揮する。な
お、集束材として、上記のような樹脂繊維層３を有しな
いガラス繊維層２のみからなる集束材を使用し、その集
束材に接着剤を塗着して加熱等により集束材相互を接着
するようにしてもよい。

【００３９】上記各実施例は、集束材として、通常の真
っ直ぐなガラス繊維を集束したものを使用した例である
が、次に示すような集束材を使用してもよい。すなわ
ち、図９に示すように、バルキー性を発揮するように１
本の長繊維のガラス繊維２ｂ自体を波状に屈曲し、この
ガラス繊維２ｂを多数本、例えば数百本〜数千本引き揃
えて集束してその集束材１Ｄをバルキー状にしたもので
ある。

【００４０】そして、上記の集束材１Ｄを使用して上記
と同様に、組付機により組み重ね、その交点を接着して
組布を形成する。この組み重ねは上記と同様に三軸又は
四軸に組み重ねるとよい。

【００４１】また、上記集束材１Ｄ相互の接着は、上記
のように接着剤による接着でもよいが、ガラス繊維２ｂ
からなる集束材１Ｄの片面に上記と同様な樹脂繊維層を
配置し、組み重ねた後に交点部を加熱して上記樹脂繊維
を溶融し、この溶融した樹脂で集束材の交点を相互に接
着してもよい。

【００４２】本実施例においては、上記図１乃至図８に
示す実施例の作用、効果を発揮する上に次のような効果
を発揮する。本実施例のようにバルキー状に形成した集
束材１Ｄを使用した組布においては、その多数のガラス
繊維間の空隙が多くなる。そのため、この組布を使用し
て上記図４或いは図６に示すように消音材として使用し
た場合には、排気管７，１２を通過する際の排気音を入
射しやすくし、音エネルギーを熱エネルギーに換えるこ
とが容易になる。したがって、上記のバルキー性を有し
ない集束材で形成された組布に比べて、消音性能が一層
高まる。

【００４３】図１０は更に他の実施例を示すもので、上
記図１（ａ）（ｂ）に示す集束材１或いは樹脂層３を有
しない集束材を使用して組み重ねて組布を形成した後、
或いはこの集束材を使用して三軸或いは四軸に組み重ね
て組布を形成した後に、これらの組布をガラスニードル
マットを生産する際に使用するニードルを突き刺してニ
ードル加工したものである。このニードル加工によりそ
の組布を構成する集束材１Ｅがバルキー状に形成され
る。

【００４４】本実施例においても、その組布がバルキー
状に形成され、上記図９による組布と同様に吸音性能が
一層高まる。

【００４５】

【発明の効果】以上のようであるから、本発明の消音材
によれば、小孔を有する排気管の外周にグラスウールを
巻装する消音器において、本発明の消音材を上記排気管
とグラスウール間に巻装介在することにより、グラスウ
ールの飛散を防止できるは勿論、特にこの消音材におけ
る集束材のガラス繊維層が高い消音機能を有するため、
前記従来のステンレスウールやステンレスロープ或いは
グラスクロスを使用するものに比べて消音器全体の消音
効果を向上させることができる。

【００４６】更に、上記消音材が、交点を接着固定した
組布で形成されているため、集束材の配列状態が崩れて
機能が低下することを防止できる。更に、組布は平織等
に比べて生産速度が速く安価に製造されること及びガラ
ス繊維がステンレス繊維に比べて安価であることによ
り、本発明の消音材が前記従来の飛散防止材に比べて安
価になる。

【００４７】更に、集束材がバルキー状に形成された組
布においては、その組布を形成する多数の繊維間の空隙
が多くなり、この組布を排気管に巻装した場合、排気音
が入射しやすくなり、音エネルギーを熱エネルギーに換
えることが容易になる。そのため、上記バルキー状にし
ない集束材に比べて消音性能が一層高まる。

【００４８】更に、本発明の製造方法によれば、上記の
消音材を容易に製造でき、特に、請求項６及び８記載の
発明によれば、集束材を組んで加熱するのみで各集束材
の交点を容易に接着固定でき、その製造が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消音材の製造工程を示すもので、
（ａ）は集束材の斜視図、（ｂ）はその横断面図、
（ｃ）は集束材を三軸に組んで消音材とした表面図で、
一部を模式的に示している。（ｄ）はその消音材の拡大
横断面図である。

【図２】図１の組布の組み方法を説明する図。

【図３】本発明の消音材の一部拡大表面図。

【図４】本発明の消音材を使用した消音器の縦断面図。

【図５】本発明の消音材を重合した状態の斜視図。

【図６】本発明の消音材をメインマフラの一部に使用し
た断面図。

【図７】本発明の消音材を四軸組布で形成する他の例を
示す模式図。

【図８】図７の四軸組布の組み方法を説明する図。

【図９】本発明において、集束材をバルキー状に形成し
た実施例の集束材の略側断面図。

【図１０】本発明において、組布形成後にバルキー状に
形成する実施例の組布を示す平面図。

【図１１】従来の消音材をメインマフラの一部に使用し
た断面図。

【図１２】従来の消音器において、グラスウールを充填
する方法を説明する図。

【符号の説明】

１，１Ｄ，１Ｅ…集束材２…ガラス繊維層２ａ…ガラス繊維３…樹脂繊維４…消音材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長繊維のガラス繊維を多数本集束した集
束材を使用して組み重ねた組布からなることを特徴とす
る消音器用消音材。
【請求項２】上記組布を構成する集束材がバルキー状
に形成されている請求項１記載の消音器用消音材。
【請求項３】上記の組布が三軸又は四軸の組布である
請求項１又は２記載の消音器用消音材。
【請求項４】長繊維のガラス繊維を多数本集束した集
束材を作り、この集束材を組付機により組み重ね、その
交点を接着するようにしたことを特徴とする消音器用消
音材の製造方法。
【請求項５】長繊維のガラス繊維を多数本集束すると
ともにバルキー状に形成した集束材を作り、この集束材
を組付機により組み重ね、その交点を接着するようにし
たことを特徴とする消音器用消音材の製造方法。
【請求項６】上記集束材の片面に樹脂繊維を配置し、
組み重ね後に交点部を加熱して上記樹脂繊維を溶融し、
この溶融した樹脂で集束材の交点を相互に接着するよう
にした請求項４又は５記載の消音器用消音材の製造方
法。
【請求項７】長繊維のガラス繊維を多数本集束した集
束材を作り、この集束材を組付機により組み重ね、その
交点を接着して組布を作り、その後、上記組布をニード
ル加工によりバルキー状にすることを特徴とする消音器
用消音材の製造方法。
【請求項８】上記集束材の片面に樹脂繊維を配置し、
組み重ね後に交点部を加熱して上記樹脂繊維を溶融し、
この溶融した樹脂で集束材の交点を相互に接着するよう
にした請求項７記載の消音器用消音材の製造方法。
【請求項９】上記集束材を三軸又は四軸に組み重ねる
ようにした請求項４乃至８のいずれかに記載の消音器用
消音材の製造方法。