JPS6344997B2

JPS6344997B2 -

Info

Publication number: JPS6344997B2
Application number: JP55125011A
Authority: JP
Inventors: Takesada Sasaki; Hiroshi Endo; Yoshimasa Zama; Masahiko Shiraishi; Yoshinari Miura; Masayuki Yamaguchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-09-09
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1988-09-07
Also published as: JPS5751082A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、自動車エンジンの排気管に用いて排
気管放散音の低減等に有効な複合２重鋼管に関す
る。自動車のエンジンの多岐管から消音器に至る間
を結ぶ排気管は管内を高温のかつ脈動圧力の排気
ガスが流れるので、エンジンがその機械振動で発
生した音がフランジ等を介して伝達した騒音と脈
動排気ガスにより管自身が振動して発生した騒音
との両者を周囲に放散することになる。自動車騒
音は動力音と走行音に大別され、前者はエンジ
ン、ラジエータフアン、および排気ガスなどによ
りまた後者は道路とタイヤとの転動接触および車
体の風切りなどにより生じ、そして排気管放散音
は前者の約14％と言われている。そこで低騒音の
自動車を実現すべく放散音の少ない排気管用鋼管
の研究開発が進められている。放散音の少ない排気管には材質面で工夫、開発
されたフエライト系ステンレス管があり、また構
造面で工夫、開発された２重管等がある。しかし
前者の現状は放射音の低減効果が少なくまた、高
価になるという欠点があり、また後者の現状は低
減効果が今１つ充分でなく又熱影響によつて低減
効果が大きく変化する等の欠点を有する。即ち、
従来の排気管は殆んどが鋼単管であり、これは殆
んど防音機能は有しないが、これを吸、遮音材で
包囲すれば当然騒音低減に効果がある。第１図
ａ，ｂ，ｃはこの種の低騒音管の幾つかの例を示
す。図で１０は単管構造の排気管、１２は石綿、
ガラス繊維などの吸音材、１４はカバーであり、
ａの場合は可撓性シート状部材、ｂの場合は鎧構
造の部材である。この種のものは充分低騒音にす
るには吸音材１２の厚みを大にせねばならず、従
つて全体としては嵩張つたものになつてしまう。
また排気管は曲つているので吸音材の取付けが厄
介である。即ち巻付け方式を採用するとその巻付
けは手作業になつてしまい、量産に向かない。第
１図ｃに示すように２つ割りの部材１６にして排
気管１０に両側から被せ、フランジ部でネジ止め
する方式は巻き付け方式により作業性はよいが、
直線状および曲線状各種の遮音部材１６例えば鋼
板を用意してそれを曲つている排気管の形状に合
わせて選択して取付けねばならず、やはり相当に
面倒である。この点２重管方式のものは単管とほゞ同様に扱
え、有利である。第１図ｄ，ｅは内管１０と外管
２０との間に介挿材１８を挾んだ複合２重管で、
ｅのものは部分Ａで内、外両管１０，２０が直
接々触して連結（溶接）している点がｄと異な
る。ｆは内、外両管１０，２０を空隙２２で離し
た２重管で、両端Ｂ，Ｃでは両管が連結してい
る。試験した結果によればｄ，ｅのものは常温に
おいては効果がある場合でも一度高温に熱せられ
るとその効果が激減する。この点ではｆのものの
方が優れている。しかしｆのごとく内、外管の間
に空隙２２を有するものはその効果の熱による変
化は少ないが効果がそもそも小さく、しかも内、
外管を両端でもしくは適宜中間点で連結せねばな
らず（連結しなければ取扱い中に内管が外管から
抜け出てしまう）、加工が厄介であつて、また管
を曲げるとき内、外管が変形して空隙２２を確保
できないという問題があり、一般には空隙に砂な
どの充填物をつめて行ない加工後砂をぬきとるな
どきわめてやつかいな方法を用いる。この点ｄ，
ｅのものは介装材１８がつまつているので変形の
恐れなく曲げ加工できるが、熱影響による放射音
の低減効果が著しく低下するということは問題で
ある。本発明はかゝる点に鑑みてなされたもので、そ
の特徴とする所はエンジン排気管用の複合２重鋼
管において、外管と内管を備え、これら内、外管
の間に、耐熱性を有する繊維状物質と可燃性物質
との混合物からなり、可燃性物質の容積比が50〜
60％である厚み0.2〜1.0mmの中間層材を装填して
なることにある。以下実施例を参照しながらこれ
を詳細に説明する。第２図は本発明に係る２重管の構造を示す。こ
の図に示すように本発明では内管１０と外管２０
の間に耐熱性を有する繊維状物質と可燃性物質と
の混合物質からなる中間層材１８を装填する。中
間層材１８は例えばガラス繊維又はセラミツク繊
維又はチタン酸カリをパルプで固めてシート状に
したものであり、厚みは0.2〜1.0mmである。中間
層材のうち可燃性物質であるパルプは、この２重
管を排気管として使用するとき管内を流れる高温
の排気ガスにより加熱されて焼失し、後には耐熱
性を有する繊維状物質が残る。このとき生じる煙
は管両端の間隙部端面から放散される。かゝる２
重管は電縫管方式または絞り加工方式などにより
作るが、その際中間層材１８は圧縮される。しか
し可燃性物質が焼失すると、残つた耐熱性を有す
る繊維状物質は焼失した可燃性物質の分だけ拡が
ることができ、内、外管の間の間隙にゆるく（と
いつても可成り圧縮された状態であるが）介挿さ
れることになる。このようにすると優れた放散音低減効果が得ら
れる。次に試験結果の一例を挙げる。この表でNo.
は試料番号で１〜４、11〜13は比較用のもの、５
〜10、14は本発明のものである。また試料No.１の
比較材は径65mm、厚さ2.4mmの単管、他はすべて
２重管であり、試料No.２〜No.８は径65mm、厚みは
内、外管とも1.2mm、試料No.９〜No.14は径89.1mm、
厚みは外管が1.6mm、内管が1.0mmである。またGC
はガラスクロス、SFはセラミツク繊維、ASはア
スベスト、PEはポリエステル、Ｐはパルプ、％
は容積％であり、ＡはAS ROLLでの、またＢ、
Ｃ、Ｄは600℃、700℃、800℃で各５時間加熱し
た状態での測定結果を示す。試験は長さ1000mmの
管の両端を支持部材で抑え、管内に複数個の鋼球
を入れ、該支持部材従つて該管を回転させて鋼球
で管内面を叩打させ、管付近に置いた騒音計で管
よりの放散音を測定して行なつた。

【表】

【表】この表から分るように試料No.１の単管は他のい
ずれの管よりも騒音が大である。また試料No.２の
比較材は中間層材がなく、この場合は曲げ加工し
た場合に前述の難点があり、また内外管の何処か
で実際には接触してしまうためか騒音はアズロー
ルのものでも95.5dBと高く、高温ではそれより
更に高くなる。試料No.３、No.４はガラスクロスGCまたはセラ
ミツク繊維SFである無機物と、ポリエステルPE
またはパルプＰである可燃物との混合物からなる
中間層を用いているが可燃物の量が少ないのでア
ズロールのものの特性はよいものの、加熱後のも
のの特性は悪い。これに対して可燃物の量が50〜
60容積％のものNo.５〜No.10、No.14はアズロールで
は特性の悪いものもあるが高温にして可燃物を焼
失させたものは低騒音である。但し、No.９のよう
に中間層材の厚みが大になると騒音が大になり、
またはNo.12のように薄くなると高温での騒音が大
になる。高温つまり排気管稼動状態での低放散音
性が本発明の２重管の大きな特徴である。そして
この表などから中間層材の厚さは0.2〜1.0mm、こ
の中間層材における可燃物の容積比は50〜60％が
よいことが分る。本発明の２重管の低放散音性は次のように説明
することができる。即ち中間層材は振動減衰体の
役目を持ち、内、外管が振動するとき、同相では
ないこれらの内、外管振動で内、外両管による膨
縮、摺動を受け、摩擦によりこれら内、外両管の
振動を減衰させる。つまり中間層材は制振機能を
持ち、第１図ａ〜ｃのものの如く発生した騒音の
吸音又は遮音機能を持つものではない。また管の
振動を抑えるので、排気管に使用した場合、脈動
排気ガスにより管が振動して騒音を発生するの
と、エンジンからの騒音を伝達してそれを放散す
るのとの両者を抑えることができる。制振のため
には中間層材は変形可能である必要がある。若し
これが内、外両管の間に強圧状態で挿入されて変
形不可能であると内、外両管は１体化されてしま
い単管と変らなくなつてしまう。第１図ｄ，ｅの
ものの低放散音性が充分でないということはこの
理由によると解される。この点本発明の中間層材
は耐熱性を有する繊維状物質と可燃物からなり、
使用状態では可燃物は焼失してしまうので、製管
時に強圧状態で介挿されたとしても可燃物の焼失
で耐熱性を有する繊維状物質はゆるく詰まること
になり、これにより内、外両管の独自の振動、互
いの接触による制動作用が充分働らく、と解され
る。また中間層材の厚みについてはこれが余りに
薄いと無いのと同様になり、これに反して厚過ぎ
ると内、外両管は分離して独立に振動してしまい
制振動作が充分機能しなくなると解される。曲げ
加工についてはこの加工時には可燃物がまだあつ
て中間層材が強圧状態で詰つているから何ら問題
はなく、内、外管が接触する恐れはない。なお管
材の曲げ加工は一般に管内に砂などの充填物を詰
めて行なう。中間層材の無機物としては前記表のものの他に
ロツクウールなどが利用でき、また可燃物として
はポリエチレン、アクリル、ナイロンなどの合成
樹脂も利用できる。この２重管は適宜の方法で作ることができるが
第３図に電縫管方式による製造法を示す。この図
で３０，３２は外管、内管用ストリツプのアンコ
イラー、３４は中間層材のアンコイラー、３６は
ガイドロール、３８は成形ロール、４０は高周波
電源、４２は溶接用コイル、４４はスクイズロー
ルである。また４６はストリツプ連続供給のため
の溶接装置、４８はその溶接中もストリツプを供
給するためのルーパである。内、外管用ストリツ
プはアンコイラー３０，３２から繰り出され、こ
れらのストリツプの間にアンコイラー３４から繰
り出された中間層材が挿入され、これらの３者が
成形ロール３８で管状に曲げられ、溶接コイル４
２により高周波誘導加熱され、スクイズロール４
４で圧着され、２重管となる。第４図ａにその溶
接状態を示し、同図ｂに溶接後の２重管を示す。
２４は溶接部である。５０はインピーダーであ
る。なお本発明の中間層材の厚みが0.2〜1.0mmとい
うのは、複合２重管に製管した後の厚みが0.2〜
1.0mmであることをいう。また内、外管の厚みは
等しくてもよいが、この２重管にはフランジを溶
接することを考えると外管の厚みが大になる方が
よい。以上詳細に説明したように本発明によれば高温
でも低放散音性に優れ、曲げ加工なども変形の恐
れなくできる、排気管用に適した複合２重管が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明図、第２図は本発明の実
施例の説明図、第３図は製管工程の説明図、第４
図はその一部の説明図である。図面で１０は内管、２０は外管、１８は中間層
材である。

Claims

【特許請求の範囲】

１外管と内管を備え、これら内、外管の間に、
耐熱性を有する繊維状物質と可燃性物質との混合
物からなり、可燃性物質の容積比が50〜60％であ
る厚み0.2〜1.0mmの中間層材を装填してなること
を特徴とするエンジン排気管用の複合２重鋼管。