JPS58124880A - 防振断熱スリ−ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、振動する高温の管状もしくは棒状の部材を
支持するに好適な防振断熱スリーブに関し、特に自動車
排気管の支持装置の主要構造材として好適な防振断熱ス
リーブに関するものである。

自動車の排気管は、運転中高温になるので車体への熱伝
達を防ぐために、一般にサポートバンドとハンガーとが
石綿繊維からなる単一組成の防振断熱板を介して連結さ
れた支持装置によって車体床下に吊下支持されている。

そのような公知の支持装置は、前方縦置き機関後輪駆動
車（以下ＦＲ車と略記する）においては、排気管に作用
する主振動が排気管軸線を中心として捩り振動であるた
め、容易に振動を吸収でき、排気管及び支持装置に疲労
や損傷を生ずることは殆んどなかった。しかしながら、
最近急速に普及している前方横置き機関前輪駆動車（以
下ＦＦ車と略記する）においては、機関のクランク軸軸
線と排気管軸線とが直角関係にあるため、クランク軸の
回転振動が排気管に対して上下方向の曲げモーメントと
なって作用する。このため、ＦＦ車の排気管はＦＲ車の
それよりも複雑で大きな加振力を受ける状態となり、上
記公知の支持装置では振動が充分吸収できないという問
題点が現われてきた。

この公知の支持装置とその問題点について第１図乃至第
３図を参照してさらに詳しく説明する。

第１図は排気管１及び支持装置２の縦断面図、第２図は
第１図の■−■矢視断面図、第３図は第２図における防
振断熱板６の拡大図である。

支持装置２は、サポートバンド３によって、断熱のため
２重に構成された排気管ｉ′ｆｒ、その外周部において
把持している。またハンガー５は上部の軸部５ｂによっ
て車体（図示せず）の床下に吊下されている。サポート
バンド３の上部扁平部３ａと・・ンガー５の下部扁平部
５ａとは連結ボルト４を介して連結されているが、両扉
平部３ａと５ａとは排気管１の軸線２とその鉛直線Ｙに
平行な板状片として構成されている。両扉平部３ａと５
ａ間には、中心に連結ボルト挿通孔６ａｉ有する防振断
熱板６が挾持され、防振断熱板６の外周縁はサポートバ
ンドの扁平部３ａ及びハンガーの扁平部５ａのそれぞれ
の周縁屈曲部に係合している。

従って前記の如き公知の支持装置においては、防振断熱
板の変形がＸ−Ｘ方向のみに可能であるから、Ｘ−Ｘ方
向の振動は吸収が可能であるが、Ｙ−Ｙ方向及びＺ−Ｚ
方向の振動は殆んど吸収することはできない。この公知
の支持装置がＦＲ車に適用された場合を考えてみると、
ＦＲ車の機関は縦置きでクランク軸及び動力伝達軸が排
気管線ｚ−Ｚ及び車体中心線と平行であるため駆動軸系
の回転振動及び車体の捩りモーメントなどはＺ〜Ｚｔ−
中心とする捩り振動の加振力として作用し、第２図にみ
るように、防振断熱板６にはＸ−Ｘ方向の振動として伝
達される。従って公知の支持装置２と防振断熱板６とは
ＦＲ車の振動を吸収する上で一応適していることがわか
る。

一方公知の支持装置がＦＦ車に適用された場合には、Ｆ
Ｆ車の機関及び駆動軸系の軸線がＺ−Ｚ線及び車体中心
線に対して直角であるために、駆動軸系の回転振動は排
気管に対して、第２図のＹ−Ｙ方向等複雑な曲げモーメ
ントと振動を排気管に加えることになる。ところが公知
の支持装置のμツノ振断熱板の変形はＸ−Ｘ方向のみに
可能であるため、この複雑な曲げモーメントと振動は吸
収することができない。また前記公知の支持装置におい
てはサポートバンド３と排気管１との接触が剛接触であ
るため、接触面間にも振動によるガタッキが生じ、その
ような状態が繰返されると、疲労による排気管の寿命が
短かくなりまた騒音の発生が著しくなる。

また、公知の支持装置には振動の吸収にかかる問題点に
加えて防振断熱板の物性・構造に基因する欠点も有して
いる。従来の防振断熱板６は石綿繊維（クリソタイル石
綿）からなる公知のアスベストミルボード等によって構
成されているが、クリソタイル石綿は約４００℃になる
と結晶水を放出して劣化し著しく弾力性を失なうという
性質をもっている。また石綿繊維は塩素原子をだいた状
態で産出されるため、大気中からの吸湿や雨水のひ散水
をあびると、水中に塩素イオンが溶出し、スデンレス製
のサポートバンドなどの部材に応力腐食割れを生じて破
損するということを起す。このような欠点は防振断熱板
の単一組成からなる構造によって促進される。

従ってこの発明の目的は、自動車の排気管の支持装置を
構成できるばかりでなく、振動する高温の管状もしくは
棒状の部材を安定的に支持するのに好適な防振断熱スリ
ーブを提供することにある。

またこの発明でいう防振断熱スリーブとは防振又は／及
び断熱スリーブであって、この発明の男１１の目的はＸ
−Ｘ、Ｙ−Ｙ、Ｚ−Ｚ軸いずれの方向の振動をも吸収し
うる防振スリーブを提供すること、高温において長期間
使用してもガタッキを生じない緊縛作用を有する断熱ス
リーブを提供することにもある。その他この発明が達成
しようとする目的は以下の説明において１及される。

この発明の防振断熱スリーブは、振動する高温の管状も
しくは棒状の被把持部材に接する部分に金属網層を、さ
らに該金属網層に積層して耐火材層を配しＣ構成されて
おり、該金属網層によって被把持部材を柔らかにかつし
っかりと緊縛状態に把持して、被把持部材の振動を吸収
するとともに、耐火材層によって被把持部材からの熱伝
達を阻止することを特徴とするものである。

第４図乃至第７図に、自動車排気管の支持装置の主要構
成体となる防振断熱スリーブの実施例を示している。こ
れらの図において、第１図及び第２図と同一符号で示さ
れているものは四−ノの部材である。

第４図及び第５図に示す改良された支持装置２Ａにおい
ては、排気管１はこの発明の防振断熱スリーブ７によっ
て把持さ２れ、スリーブ７はその外周面において大径の
サポートバンド８によって把持されている。サポートバ
ンド８は相対向する耳片８ａ　ｆ備え、その耳片８ａの
間に挿入されたノ・ンガー５の舌片５ｃｉ挾圧するよう
に構成されており、耳片８ａと舌片５Ｃとを貫通する連
結ボルト４によってサポートバンド８はノ・ンガー５に
連結されている。また、サポートバンド８は防振断熱ス
リーブ７の各端面に対向するように半径方向内向きに折
曲げられた内向き７ランジ８ｂを備え、防振断熱スリー
ブ７が排気管１の軸線方向に移動するのを防止している
。

この実施例においては内周層の部分を構成している本発
明の金属網層７ａは、金属ワイヤによって弾性的に織成
もしくは編成された金属網が積層され、そのスプリング
作用によって被把持部材を高温かつ長い使用期間にわた
って緊縛することができる。金属網は金属メックともい
うべきもので、金属フェルトといわれるものもこれに属
し、特に金属ワイヤを袋編みにしたものは圧縮弾性量が
大きくて被把持部材との間に間隙を生ぜず、また振動吸
収能力が大きいので好ましい。そして金属網の材質は、
鋼その地鉄合金、銅合金、アルミニウム合金等が使用で
きるが、特に耐熱性が良好で金属中熱伝導率も小さいス
テンレス鋼がすぐれている。

また、金属網の使用材として形状記憶合金のワイヤを用
い、記憶させておく初期形状を直線としたものが、さら
に良好な効果をもたらす。形状記憶合金は、見掛は上型
性変形した材料が元の形状を記憶していて、加熱させる
ことにより元の形状に戻る現象（５ｈａｐｅ　ｍｅｍｏ
ｒｙ　ｅｆｆｅｃｔ　）を示す合金で６って、（：ｕ−
Ａｌ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｉｎ４’ｉ系、Ｎｉ−Ｔ
ｉ系、Ｆｅ−Ｐｔ系などが知られており、ＮＴ合金（古
河電工社商品名）などが市販されている。形状記憶合金
からなる金属網層が加熱されると前記のスプリング作用
に形状記憶の延伸による自縛作用が相乗され、金属網層
と被把持部材との密着は高温において一層高められる。

この実施例においては金属網層７ａの外側に積層されて
いる本発明の耐火材層７ｂは、断熱材料として一般に使
用される耐灸材、例えば石綿、ケイソウ土、ヒル石、バ
ーミキュライト、膨張ケラ岩、岩綿、ケイ酸アルミニウ
ム繊維、雲母、ガラス繊維等からなる成形層である。こ
れらの耐火材はゴムラテックスやフェノール樹脂などの
結合剤を用い又は用いずに成形される。耐火材層７ｂＶ
ｉ金属網層７ａｉ支持しかつ断熱の機能をもつ。

耐火材としてバーミキュライトを主成分とした耐火材層
７ｂｌｄ特に優れた性能をもつ。バーミキュライ）ｋ主
成分とした耐火材は、本、出願人の先願（特願昭５４−
１６３２６８号）に記述したように、耐熱性があり、応
力腐食を発生させない材料で、ｉた公害上取扱いの制限
がないという利点がある。そしてこの発明のスリーブに
適用すると、耐火材層７ｂ中に存在する未膨張ノ（−ミ
キュライトが使用中高温にならたときに膨張し、金属網
のスプリング作用と相いまって金属網層７ａの緊縛作用
を高温においてさらに高めることができる。またバーミ
キュライト耐火材層は熱伝導率がアスベストミルボード
の１／２程度と小さいので、同じ断熱性能とするために
耐火材層７ｂ層７ａと耐火材層７ｂとは、金属網のスプ
リング作用が実質的に残る程度から完全には失われない
程度までの範囲で、積層接合すればよい。

接合方法の例を挙げれば、先ずマンドレルに金属網を巻
付け、次にその外側に耐火材シートを巻付けて仮巻きし
たものを成形金型に入れ圧縮すれば所望のように積層し
た筒状成形品をうろことができる。

この発明の防振断熱スリーブは、第６図（イ）、←）に
示すように、二分割もしくは三分割したセグメントとし
て用いるのが望ましく、このように構成すればサポート
バンド８による緊縛力を直接被把持部材に与えることが
できるうえに、組付けや分解が容易となる。また第７図
のように内周層と外周層に金属網層７ａｉ構成し、中間
層に耐火材層７ｂを構成すれば、振動がかなり大である
場合でもよく吸振することができる。振動する高温部材
が内周層又は外周層に接する場合であっても、振動部材
と高温部材とがそれぞれ内周層、外周層に接する場合で
あっても使用できる。

第４図及び第５図の支持装置においては、排気管１？ｍ
ＦＦ車のように大きな上下振動が加わったときにも、金
属網層７ａによって吸収することができるため振動がハ
ンガー５に伝達されない。また向にも弾性的に把持され
ているため、排気管１に捩り振動が生じてもこれがサポ
ートバンド８に伝達されることもない。さらに排気管１
が高温であっても耐火材層７ｂによってサポートバンド
８への伝達を阻止されるため、サポートバンド８とハン
ガー５との連結部分に熱膨張によるガタッキが発生する
ことがない。

以上のように、この発明の防振断熱スリーブによれば、
例えばＦＦ車の排気管の支持に好適な支持装置を構成す
ることができるように、振動する高温の管状もしくは棒
状の部材を支持するに好適な支持装置を構成できる。

次に、前記防振断熱スリーブ及び耐火材層の製造方法の
実施例を掲げるとともに、実施例のスリーブを用いて構
成した第４図の支持装置における試験結果を、第１図の
支持装置におけるそれに対比して示す。

実施例１ ３号バーミキュライト原石ヲ９００℃のロータリーキル
ン中で急激に焼成膨張させた膨張パーミキーライトをミ
ラクルミルにて高速剪断し、鱗片径５０メツシユ、鱗片
厚さ３５μの鱗片状薄片′となし、この鱗片状薄片バー
ミキュライト４１ｋｇに繊維径１２μ。

長さ１０′ＩＩＭのガラス繊維４　ｈｇ　、粒径７μ以
下のクレー２２ｋＱを水２００１中に分散し、この分散
液（スラリー）を撹拌しながら合成ゴムラテックス４　
ｋｑと加硫剤ｏ、　３　ｉｃｇ　２添加し、このスラリ
ーを抄造機にて抄紙・乾燥処理して、厚さ１０Ｍ、嵩密
度ｏ、７８し今一のバーミキュライトシート材をっ（す
、このシート材を幅３０ｆｆのテープ状にカットする。

ＳＵＳ　３１６．線径０．１６０　ｄｒ　ｙ、　ｆ　ｙ
　ｖ　ｙ、線（Ｄ　＆　１００ニツトワイヤーメツシユ
（関西金網（株）商品名）幅３ＯＮＩＩＯ袋編み品を４
０φ鋼棒に４巻し、これに５朋オーバーラツプさせて前
記バーミキュライトシート材を３巻する。この仮成巻品
金鋼棒より抜き取り、外径側にテーパーをつけた外径４
７Ｍφ、内径３９酊φの成形金型に入れ、プレス圧縮ｔ
、Ｃ４７φ、×３９φ×１８Ｈの円鄭成形体を得る。

これを高速カッターにて第６図（ロ）のように二５割り
にカッティングしてセグメント状の防振断熱スリーブを
得た。

実施例２ ２号バーミキュライト原石ヲ９００℃のロータリーキル
ン中で急激に焼成膨張させた膨張バーミキュライト５５
ｋｑｆ、水１５０１と共にへンシェル型高速ミキサーに
投入し、水中で高速剪断して鱗片径３０メツシユ、鱗片
厚さ２３μの鱗片状薄片の水分散スラリーをつくり、こ
れをマシンチェストに移し、水１３５０ｇ’ｉ加えたの
ち、パルプ５ｋｇ、粒径７μ以下のクレー３７に９ｆ投
入し、均一に分散する。

このスラリーを撹拌しながら合成ゴムラテックス５　ｋ
ｑと加硫剤０．４　ｋｇを添加し、撹拌を続けながら濃
度５％とした硫酸バンドを一徐々に添加して合成ゴムラ
テックスを完全に定着し、このスラリーを抄造機にて抄
紙・乾燥処理して、厚さｌ、　Ｑ　Ｉｆｆ、　、嵩密度
０．７５ｆ／ｌｄのバーミキュライトシート材をつくり
、：１１３２Ｍのテープ状に力、トする。

５ＵＳ３１６．線径０．２２寵φのステンレス線の瓜１
００ニットワイヤーメツシュ（前出）幅３０１［の袋編
み品ヲ４０φ鋼棒に２巻し、その上に５　ｍＮオーバー
ラツプして前記バーミキュライト材を３巻する。さらに
その上に５　ｍｌオーバーラツプしてＳＵＳ　３１６　
。

線径０．２２ＲＭφステンレス線の７１１１００ニツト
ワイヤ一メツシユ幅３０ｆｆの袋編み品を２巻する。こ
の仮成巻品を鋼棒より抜きとり手でほぐれないように押
えながら、外径側にテーパーをつけた成形金型に入れプ
レス圧縮して４７φＸ３９φ×１８の円筒状成形体を得
る。

これを高速カッターにて第６図←）のような二つ割りに
カッティングしたセグメント状の防振断熱スリーブを得
た。

熱伝導率試験結果 実施例２のバーミキュライトシート材ｅ　２００　Ｘ２
００　Ｘ　２０ｎ角に成形した断熱材につき、Ｊ　Ｉ　
５Ａ１４１２平板比較法熱伝導率測定方法により熱伝導
率を測定して第１表の結果を得た。

参考のため、従来技術によるクリソタイル石綿繊維を主
体とすΣ耐熱繊維質、板を比較例としてあげたが、バー
ミキュライ）ｔ−耐火材層の主成分とする本発明の実施
例は断熱性にすぐれていることがわかる。

第１表 高温処理後の寸法変化 実施例１および２の防振断熱スリーブにつき、電気炉中
５００℃３時間加熱後の４寸法および寸法変化率を測定
し第２表に掲け゛たが、バーミキュライトを耐火材層の
主成分とする実施例は高温において緊縛作用があること
がわかる。

振動伝導率試験結果 実施例２の防振断熱スリーブを第４図の支持装置にセッ
トし、二重排気管を電磁式加振器にて３０Ｈ７で振動さ
せたときのハンガ一部に伝わる振動の伝導率を測定した
結果を第３表に示す。

参考のため従来技術によるクリソタイル石綿繊維を主体
とする耐熱繊維質板を、第１図の支持装置にセットした
ものを比較例としてあけた。

第３表 以上に述べたように、本発明の防振断勢スリーブは吸振
性の高い金属網層を高温振動体に接せしめ、熱伝導率の
小さい耐火材層との積層”されたものであるから、振動
する高温の管状もしくは棒状の部材例えばＦＦ車の排気
管等を安定的に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来使用されてきた自動車排気管の支持装置の
縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図
は第２図の一部の拡大図、第４図は本発明の防振断熱ス
リーブ管用いて改良された支持装置の縦断面図、第５図
は第４図のｖ−ｖ矢祝図、第６図の（イ）（ロ）はセグ
メント状に構成された本発明の防振断熱スリーブの正面
図、第７図は本発明の他の実施例の正面図である。 １・・・排気管、２，２Ａ・・・支持装置、３，８・・
・サポートバンド、４・・・連結ボルト、５・・・ハン
ガー、６・・・防振断熱材、７・・・防振断熱スリーブ
、７ａ・・・金属網層、７ｂ・・・耐火材層。 第４図 Ｙ ｔＲＧ図 （イ）　　　　　　　　　（ロ） 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属網層と耐火材層とを積層し、かつ該金属網層が
   高温振動体に接する層として構成した防振断熱スリーブ
   。 ２　内周層が金属網層で構成され、外周層が耐火材層で
   構成されている、特許請求の範囲第１項記載の防振断熱
   スリーブ。 ３　内周層と外周層とが金属網層で構成され、その中間
   層が耐火材層で構成されている、特許請求の範囲第１項
   記載の防振断熱スリーブ。 ４　金属網層が形状記憶合金からなる、特許請求の範囲
   第１項記載の防振断熱スリーブ。 ５　耐人材層がバーミキュライトヲ主成分とするもので
   ある、特許請求の範囲第１項記載の防振断熱スリーブ。