JPH1144210A - 内燃機関の消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最近の内燃機関における排気ガスの高温化に
対応して、消音器の消音層を構成する無機繊維の熱劣化
及び飛散を防止し、さらに消音性能を高める。 【解決手段】 内燃機関の排気管２の一部には多数の通
気孔３が貫設され、該一部の外周にはシリカファイバー
ヤーンで製織されてなる飛散防止布４としてのシリカク
ロスが１〜２回巻き付けられ接着剤で貼り付けられてい
る。飛散防止布４の織り目は略隙間なく詰まっている。
飛散防止布４の外周には、セラミックファイバーで円筒
状に吸引成形されてなる消音体５が外挿されている。消
音体５の外周には鋼板製の外管６が被せられ、その両端
部は排気管２に溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気管に設
けられる消音器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の消音器５１として、図３
に示すように、排気管５２の一部に多数の通気孔５３を
貫設し、該排気管５２の一部の外周にステンレス鋼繊維
等の金属繊維よりなる飛散防止層５４を配設し、その外
周にグラスウールよりなる消音層５５を配設し、その外
周に金属よりなる外管５６を被せてなるものがある。

【０００３】排気管５２内を流れる高温・高速の排気ガ
スが通気孔５３を通って消音層５５に脈動波を及ぼす
と、該消音層５５を構成しているグラスウールは次第に
熱劣化して短く分断され、通気孔５３から排気管５２内
へ吸引されて外気に飛散する。最近は内燃機関の高出力
化に伴って消音器５１の吸音率の向上が要求され、その
ために通気孔５３の孔径を大きくしたり間隔を小さくし
たりするので、グラスウールの熱劣化及び飛散は多くな
る傾向にある。そこで、排気管５２と消音層５５との間
に飛散防止層５４を設け、グラスウールの熱劣化及び飛
散を防止しているのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】金属繊維よりなる飛散
防止層５４としては、次のが知られている。 金属繊維がランダムに集合した金属繊維綿状体 この金属繊維綿状体は、金属繊維がさほど絡んでいない
ので、押さえつけない限り密度は低く、密度むらも大き
い。このため、グラスウールの飛散防止効果は不十分か
つ不均一であった。また、排気管５２に巻き付ける時に
は、ふわりとしている金属繊維綿状体を押さえつけなが
ら行わなければならず、作業が困難であった。しかも、
ステンレス鋼繊維等の金属繊維は熱伝導性が高いため、
排気ガスの高温を消音層に伝えやすく、グラスウールの
熱劣化防止効果は低かった。また、耐熱性及び耐食性に
優れたステンレス鋼繊維等の金属繊維は一般に高価であ
った。

【０００５】 金属繊維を一定量束ねて撚りをかけて
なるロープを排気管に螺旋状に巻回したもの（実開昭６
３−１６８２０５号公報） このロープよりなる飛散防止層は、密度は非常に高い
が、隣接するロープ相互間が線接触となるため、そこか
らグラスウールが飛散するおそれがあった。しかも、上
記と同様、熱伝導性が高いためグラスウールの熱劣化
防止効果が低く、また高価であった。

【０００６】 金属繊維を撚りをかけないで集束して
なるトウを排気管に螺旋状に巻回したもの（実公平５−
４４４８７号公報） このトウよりなる飛散防止層は、密度が適度に高く、隣
接するトウ相互間が面接触となって均一な厚さになるた
め、グラスウールの飛散防止効果は高い。しかし、上記
と同様、熱伝導性が高いためグラスウールの熱劣化防
止効果は低く、また高価であった。グラスウールが熱劣
化して粉状に分断されると、結局、飛散防止層では飛散
を防止し切れなくなる。

【０００７】最近の内燃機関の排気系には排気ガス浄化
用の触媒が設けられ、年々、排気ガスが高温化してい
る。このため、上記のように、グラスウールの熱
劣化防止効果が低い金属繊維よりなる飛散防止層５４で
は、次第に対応できなくなってきている。

【０００８】また、グラスウールよりなる消音層５５と
しては、グラスウールをニードルパンチによりマット状
に加工し、このグラスウールマットを飛散防止層に巻き
付けたものが一般的である。しかし、この消音層５５は
耐熱性が必ずしも充分でないために、上記熱劣化が避け
られなかった。

【０００９】本発明の目的は、最近の内燃機関における
排気ガスの高温化に対応して、消音層を構成する無機繊
維の熱劣化及び飛散を防止することができ、さらに消音
性能を高めることもできる内燃機関の消音器を提供する
ことにある。

【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、本発明の内燃機関の消音器は、内燃機関の排気管
の一部に多数の通気孔を貫設し、該排気管の一部の外周
に耐熱性無機繊維ヤーンで製織された飛散防止布を配設
し、該飛散防止布の外周に耐熱性無機繊維で吸引成形又
は抄造された消音体を配設したことを特徴とする。

【００１１】ここで、「飛散防止布」の耐熱性無機繊維
ヤーンは、特定の種類に限定されないが、シリカファイ
バーヤーン（これで製織された布はシリカクロス）、ア
ルミナファイバーヤーン（これで製織された布はアルミ
ナクロス）、又は、高耐熱性グラスファイバーヤーン
（これで製織された布はガラスクロス）が好ましい。２
種類以上のファイバーを混合したヤーンでもよい。

【００１２】耐熱性無機繊維ヤーンに使用する耐熱性無
機繊維の太さは、特に限定されないが、１〜１０μｍが
好ましく、２〜７μｍがさらに好ましい。飛散防止布の
厚さは、特に限定されないが、０．４〜０．８ｍｍが好
ましく、０．５〜０．６ｍｍがさらに好ましい。製織に
よる飛散防止布の織り目は、略隙間なく詰まっている方
が好ましい。製織の仕方は、特に限定されず、平織、綾
織、朱子織等を例示できる。

【００１３】飛散防止布の単位面積当り重量は、特に限
定されないが、５００〜７００ｇ／ｍ² が好ましく、５
５０〜６００ｇ／ｍ² がさらに好ましい。排気管への飛
散防止布の巻付回数は、通常１回で十分であるが、飛散
防止布が薄い場合は、２〜４回にしてもよい。

【００１４】「消音体」の耐熱性無機繊維は、特定の種
類に限定されないが、セラミックファイバー、シリカフ
ァイバー又はロックウールが好ましい。

【００１５】「吸引成形」とは、バインダーを添加した
水にバルク（綿状の繊維）を入れて開繊させてスラリー
を形成し、成形面に微細な吸引孔が開けられた型を使用
し、吸引孔からスラリーを真空吸引することにより繊維
を成形面に密着及び積層させ、繊維間をバインダーによ
り接着する方法である。バインダーとしては、アクリル
系、ポリアクリルアミド系、パルプ系、ラテックス系等
の有機バインダーや、シリカゾル、アルミナゾル、ペン
トナイト、セピオライト等の無機バインダーを例示でき
る。

【００１６】「抄造」とは、バインダーを添加した水に
バルク（綿状の繊維）を入れて開繊させてスラリーを形
成し、このスラリーを紙を抄くように掬い上げてから乾
燥させて、繊維間をバインダーにより接着する方法であ
る。バインダーとしては、澱粉系、シリコン系、ゴム系
等の有機バインダーや、該有機バインダーにシリカ系等
の無機バインダーを混合したものを例示できる。

【００１７】吸引成形又は抄造のいずれによる消音体で
も本発明の効果は得られるが、吸引成形の方が、比重を
高めることができ、また異形に対しても対応ができる点
で、より好ましい。

【００１８】消音体は、最初から筒状に吸引成形又は抄
造されたものが好ましいが、一旦シート状に吸引成形又
は抄造されてから筒状に巻回されたものでもよい。消音
体の密度は、特に限定されないが、０．１〜０．４ｇ／
ｃｍ³ が好ましく、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ³ がさらに
好ましい。消音体の厚さは、特に限定されないが、３〜
１０ｍｍが好ましく、５〜７ｍｍがさらに好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した内燃機
関の消音器１の実施形態例を、図１及び図２に基づいて
説明する。

【００２０】内燃機関の排気管２の途中における所定長
さの一部には、その全周に分散するように多数の通気孔
３が貫設されている。この排気管２の一部の外周には、
シリカファイバーヤーンで製織されてなる飛散防止布４
としてのシリカクロスが１〜２回巻き付けられ、接着剤
で貼り付けられている。シリカファイバーヤーンに使用
されたシリカファイバーの太さは約６μｍである。飛散
防止布４の織り目は縦５０本・横３５本／２５ｍｍ程度
であり、その織り目は略隙間なく詰まっている。

【００２１】飛散防止布４の外周には、セラミックファ
イバーで円筒状に吸引成形されてなる消音体５が外挿さ
れている。消音体５の密度は約０．２５ｇ／ｃｍ³ であ
り、消音体５の厚さは約５ｍｍである。

【００２２】消音体５の外周には、該消音体５の外周面
と両端面とを覆う鋼板製の外管６が被せられ、該外管６
の両端部はテーパ状に絞り加工されて排気管２に溶接さ
れている。

【００２３】上記のように構成された消音器１によれ
ば、次の作用・効果（ａ）〜（ｃ）が得られる。 （ａ）シリカクロスを用いた飛散防止布４は、熱伝導性
が低く、断熱性が高いため、排気ガスの高温を消音体５
に伝えにくく、消音体５の熱劣化防止効果が高い。ま
た、セラミックファイバーで抄造された消音体５は、従
来のグラスウールよりなる消音層５５よりも耐熱性が高
いため、熱劣化しにくい。このため、最近の内燃機関に
おける排気ガスの高温化に十分対応できる。

【００２４】（ｂ）飛散防止布４におけるシリカファイ
バーの相互間が、従来の飛散防止層５４における金属繊
維の相互間と比べて密になっており、しかも、飛散防止
布４の織り目が略隙間なく詰まっているため、排気管２
内を流れる高温・高速の排気ガスの脈動波を緩衝すると
ともに、熱劣化して分断した消音体５のセラミックファ
イバーの通過を遮断する。しかも、吸引成形された消音
体５のセラミックファイバーの相互間は、従来のグラス
ウールの相互間と比べて強く結合しているため、熱劣化
したとしても飛散しにくい。これらの相乗作用により、
消音体５のセラミックファイバーの飛散防止効果は高
い。

【００２５】（ｃ）セラミックファイバーで吸引成形
（抄造でも略同じ）された消音体５は、従来のグラスウ
ールマットよりなる消音層５５よりも密度が高いため、
消音性能が高い。また、シリカクロスを用いた飛散防止
布４にも吸音作用があるため、消音性能はさらに高くな
っている。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱
しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）飛散防止布を、２枚重ねにすること。 （２）消音体を、耐熱性無機繊維の種類が異なる内筒と
外筒の二重構造にすること。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
最近の内燃機関における排気ガスの高温化に対応して、
消音層を構成する無機繊維の熱劣化及び飛散を防止する
ことができ、さらに消音性能を高めることもできるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の消音器を一
部破断して示す斜視図である。

【図２】同消音器の部分拡大断面図である。

【図３】従来の消音器を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 消音器 ２ 排気管 ３ 通気孔 ４ 飛散防止布 ５ 消音体 ６ 外管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の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耐熱性無機繊維ヤー
   ンで製織された飛散防止布を配設し、該飛散防止布の外
   周に耐熱性無機繊維で吸引成形又は抄造された消音体を
   配設したことを特徴とする内燃機関の消音器。
2. 【請求項２】 前記飛散防止布の耐熱性無機繊維ヤーン
   は、シリカファイバーヤーン、アルミナファイバーヤー
   ン又は高耐熱性グラスファイバーヤーンである請求項１
   記載の内燃機関の消音器。
3. 【請求項３】 前記消音体の耐熱性無機繊維は、セラミ
   ックファイバー、シリカファイバー又はロックウールで
   ある請求項１又は２記載の内燃機関の消音器。