JPH01247712A - 自動車用排気系消音器 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車用の排気系消音器、特に、自動車の
スペースの有効利用等を図った消音器【こ関するもので
ある。

［従来技術］ 一般に、内燃機関からの排気ガスは、そのまま大気中に
放出すると、急激に膨張して大きな騒音を発するので、
流入管を介して消音器本体に入れ、ここで爆発により発
生した脈動流を緩和させ、滑らかな気流として排出管か
ら大気中に放出するようにしている。

この消音器本体の内部は、仕切板を使用して複数の小室
に仕切り、排気ガスを順次、この小室を通過させること
により、ガス圧を下げて大気に放散することによって、
内燃機関等の爆発音を抑えている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、このような従来の自動車用排気系消音器
にあっては、所定の容積を持った消音器本体を車体のフ
ロア下面側に配設するようにしているため、フロア下面
側に設けられた部品としてのスタビライザー、ガソリン
タンク、　トランクルーム等との干渉をさけるため、消
音器本体は設計上、スペース的な制約を受けるという問
題があると共に、この消音器本体により車高の高さに制
約を受ける、という問題があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、かかる従来の課題を解決するため、内燃機
関からの排気を流入管を介して消音器本体に導き、該消
音器本体から排出管を介して外部に排気するようにした
自動車用排気系消音器において、前記消音器本体をパン
バの空間部内に配設すると共に、前記排出管を前記バン
パから外部まで延長した自動車用排気系消音器としたこ
とを特徴としている。

その消音器本体は、鉄、銅又はアルミニウム等の金属で
形成することができる。

また、前記消音器本体を、耐熱性樹脂、又は耐熱性樹脂
と無機物質との混合物から構成し、且つ該消音器本体の
内側面に耐熱材の層状構成物を付設することもできる。

さらに、消音器本体を、インナおよびアウタから構成さ
れるパンバの空間部内に別途配設することもできる。

さらにまた、消音器本体を、バンパのインナおよびアウ
タの少なくとも一方を利用して構成することもできる。

［作　用］ かかる手段によれば、従来から存在していたバンパの空
間部を有効に利用して所定の容積を有する消音器本体を
設けているため、従来のようにフロアパネルの下面側に
消音器本体を配設しているものと異なり、スペース上の
制約を受けることがないと共に、車高の設定上の自由度
も増すこととなる。

また、この消音器本体を耐熱性樹脂、又は耐熱性樹脂と
無機物質との混合物にて構成し、且つ該消音器本体の内
側面に耐熱材の層状構成物を付設するようにすれば、形
状を金属製のものより自由に設定することができること
から、バンパ内の空間部をより有効に活用することがで
きる。

さらに、パンパの空間部内に別途、消音器本体を配設す
れば、このパンバのアウタおよびインナにて消音器本体
を保護することができるため、路面から跳ね上げられた
石等にて消音器本体が損傷させられることを未然に防止
することができる。

さらにまた、消音器本体を、バンパのインナおよびアウ
タの少なくとも一方を利用して構成すれば、消音器本体
を構成する場合、材料費削減を図ることができる。

［実施例］ 以下、この発明を各実施例に基づいて説明する。

第１図および第２図は、この発明の第１実施例を示す図
である。

まず構成を説明すると、第１図中符号１は内燃機関とし
てのエンジンＥのマニホールドから延長された流入管で
、この流入管ｌが消音器本体２に接続されて、排気ガス
が消音器本体２に導かれると共に、この消音器本体２か
ら外部まで排出管３が延長され、消音器本体２からの排
気ガスが大気に放散されるようになっている。

この消音器本体２は、第２図のように、リアバンパ４の
アウター５とインナー６とで形成される空間部７内に別
途配設されており、この消音器本体２の構造は、第１図
に示すようになっている。

すなわち、この消音器本体２は、バンパ空間部７内に車
幅方向に沿って配設され、第１図に示すように、矩形断
面を呈している。この消音器本体２は、耐熱性樹脂と無
機物質との混合物９を用いて加工成形されると共に、こ
の混合物９中には、ガラスクロス、石綿クロス又はカー
ボンファイバー等から成り、強度を確保するための芯材
１０が配設されている。さらに、この消音器本体２の内
面側には、耐熱材から成る層状構成物１１が前面的に配
設されている。

その混合物９の耐熱性樹脂は、エンジンＥから排出され
る排気ガスの温度によって、適宜選択することができる
０例えば、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン
樹脂および熱硬化型ポリカルボジイミド樹脂等が利用で
き、さらに、熱可塑性樹脂として、ポリアミド樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、熱
可塑性フッ素樹脂、ポリスルフォン樹脂及びポリフェニ
レンエーテル樹脂等を利用することができる。

この耐熱性樹脂の選択は、消音器本体２の流入管１の排
気ガスの温度が３００〜４００℃の温度に達する場合に
は、前記熱硬化性樹脂を用いるのが好ましく、排気ガス
の温度が前記温度よりも低い場合には、前記熱可塑性樹
脂を用いることもできる。

また、使用する耐熱性樹脂がビスフェノール系エポキシ
樹脂である場合には、硬化剤として酸無水物、芳香族ア
ミン、ジシアミド等が、又、硬化促進剤として、２．　
４．　６−シメチルアミノフエノール（ＤＭＰ−３０）
、　　ジメチルアミノイミノダゾール等を用いることが
できる。エポキシ樹脂の耐熱性を更に向上させるために
、−分子中に３個以上のエポキシ基を有するエポキシ化
合物１例えばフェノールノボラック系エポキシ樹脂（Ｅ
ｐｉ　ｋ　ｏ　ｔ　ｅ　１５４．　　シェル化学ＫＫ製
）や、ＮＩＮ、　　Ｎ、　　Ｎ−テトラグリシジルアミ
ンＬ樹脂等の併用又は単独使用が良く、硬化剤としてフ
ェノールノボラックを使用することも有効である。エポ
キシ樹脂の耐熱性は、用いる主剤、硬化剤、硬化促進剤
及びその配合量によって異なるが、消音器本体２内の排
気ガスによる負荷温度とエポキシ樹脂のガラス転移点（
Ｔｇ点）とが一致するように樹脂を選択することが好ま
しい、又、前記流入管１内の排気ガスの温度が低い場合
には、その温度に合せた耐熱性樹脂９例えば熱可塑性樹
脂を用いることもできる。

上記耐熱性樹脂は、それ自体単独で用いても良いが、耐
熱性樹脂のコストダウンと放熱性の改善を図るため耐熱
性樹脂１００（重量部）に対して３０〜５００（重量部
）の範囲で無機物質を加えたものを用いた混合物９とす
ることが好ましい。

上記無機物質の添加量が３０重量部未満では、該耐熱性
樹脂の温度勾配が大き過ぎて消音器の放熱性が低下して
しまう、一方、無機物質の添加量が５００重量部より多
い場合には、成形性が悪く、且つ成形物の強度が低下し
て耐久性が悪化することとなる。

添加する無機物質の代表例としては、アルミナ（Ａ　Ｉ
　２０　ｍ　）　、ベリリア（ＢｅＯ）、　　酸化セシ
ウム（Ｃｅ　Ｏ７）　＋　　マグネシア（ＭｇＯ）、　
　シリカ（ＳｉＯｔ）、　　石英（Ｓｉｏ２）、チタニ
ア（Ｔ　ｉＯ２）　＋　　ジル’：ｌニア　（ＺｒＯ２
）、ムライト（３Ａ　１２０　ｍ　・２　Ｓ　ｉ　Ｏ２
）　＋　　スピネル（ＭｇＯ−Ａｌ　ｔｏｓ　）、　　
ニアージライト（２Ｍｇ０　・２Ａ　１２０　ｍ・５Ｓ
ｉＯ□）、炭化ケイ素（Ｓｉ・Ｃ）、チタンカーバイド
（ＴｉＣ）、　　炭化ホウ素（８４Ｇ　）　、　　タン
グステンカーバイド（ＷＣ）。

黒鉛（Ｃ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、　　窒化ケイ素（Ｓ
　ｉ雪Ｎ　ｓ　）　＋　　チタン酸アルミ（Ａ　Ｉ　Ｔ
　ｉ　Ｏｓ　）　。

マイカラセミックス（ムスコバイト・セリサイト等）、
セビオライト、パイロフィライト、ステアタイト（Ｍｇ
Ｏ・５ｉＯ２）、　　フォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓ
　ｉｏ　２　）、　　ジルコ”／　（Ｚ　ｒｏ　２゜Ｓ
　ｘ　Ｏｔ　）　＋　　コーディエライト（２Ｍｇ０・
２Ａ１２０−・５　Ｓ　ｉ　Ｏｔ　）等の如きセラミッ
クス。

又はガラスウール、ガラスファイバー、ガラスクロス、
石綿クロス、カーボンファイバー等の如き繊維状物、綿
状物又は布状物等が挙げられる。但し、上記無機物質に
限定されるものでなく、又、これらを２種以上設けても
良いことは勿論である。

更に、消音器本体２の内面側に付設される層状構成物１
１としては、排気ガスの温度に耐え得るものであれば良
く、例えばステンレス＃ｌｌ　　アルミニウム及び銅等
の金属、耐熱性樹脂に配合して使用する前記の如きセラ
ミックス、ガラスウール。

ガラスファイバー、ガラスクロス、石綿クロス。

カーボンファイバー等が挙げられる。

この層状構成物１１を付設する方法としては、例えば混
合物９を用いて消音器本体２を成形する場合に同時に付
設しても良く、又、混合物９内に金属管（例えばステン
レス鋼管）を嵌め込むか、既製のシート状セラミックス
、ペーパーを内側に巻き込んで固定化させても良く、更
に、セラミックスのライニング加工を施して形成しても
よい。

また、セラミックス粉末の高圧縮成形管等を利用するこ
ともできる。前記層状構成物１１としては、セラミック
スを用いた場合、耐熱温度が約１７００℃〜２５００℃
であり、ＣｅＯ，ｗｃを除いて密度が銅板又はステンレ
ス銅板の１７３〜１／２程度であるから、消音器本体２
の軽量化を図ることができる。

一方、熱硬化性樹脂を用いて消音器本体２を成形する方
法としては、例えばガラスクロスに熱硬化性樹脂を浸し
、予備硬化させてプリプレグを作成した後、このプリプ
レグを金属製の層状構成物１１に載せ、筒状の消音器に
プレス成形する手段等がある。また、上記プリプレグか
ら筒状の消音器本体２を作成した後、既製の薄板シート
状物で、シリカ・アルミナを主成分とするセラミックス
ペーパー、０．５市〜５關厚さの製品をリジダイザーで
処理して消音器本体２の内側面に層状構成物１１として
固定化することもできる。

このようにして形成された自動車用排気系消音器は、所
定の容積を有する消音器本体２が、リアバンパ４の空間
部７内に配設されているため、従来のように消音器本体
２をフロア下面側に配設する必要がないことから、他の
部品の関係からスペース上の制約を受けることがないと
共に、車高の高さも消音器本体２に影響されず自由に設
定することも可能となる。また、この消音器本体２を樹
脂にて形成することにより、金属製のものより形状を自
由に設定することができるため、リアバンパ４の空間部
７内に適合した形状に成形することができ、この空間部
７を最大限に利用することができる。さらに、この消音
器本体２はリアバンパ４のアウター５およびインナー６
にて保護されているため、地面から石等が跳ね上がった
場合でも、この石により損傷を受けることがない、しか
も、消音器本体２とリアバンパ４とで二重構造となって
いるため、消音効果がより一層向上することとなる。

また、この消音器の消音作用は、耐熱性樹脂が過熱温度
によってガラス領域から粘弾性領域を経て、ゴム領域へ
と変化する際に、弾性率が変化して、特定周波数の騒音
を吸収する原理を利用している。上記騒音の吸収を最も
効率良く行う排気ガスの範囲温度は、耐熱性樹脂の熱変
形温度又は前記Ｔｇ点の約±５０℃である。特に、銅板
又はステンレスに比して耐熱性樹脂は一般に熱伝導率が
低いため、消音器内外の温度差の勾配は、鋼板製。

ステンレス製の消音器に比して大きい、この適当な温度
差を利用することにより、いずれかの部分で排気ガス温
度と耐熱性樹脂のＴｇ点を一致させることが可能となり
、排出管３出口での排気音を低減させることができる。

また、一般に、耐熱性樹脂、特にエポキシ樹脂。

フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフ
タレート樹脂、熱硬化型ポリカルボジイミド樹脂等は、
鋼板又はステンレス鋼よりも酸及び各種不純物に対する
耐蝕性が高く、高温の排気ガス中に含まれる凝縮不純物
及び大気中の不純物や塩分等に起因する消音器本体２の
腐食を防止する作用がある。また、セラミック又はマイ
カ等は固有の耐腐食材でもある。

さらに、層状構成物１１がステンレス鋼等の金属材料で
ある場合には、その材料の厚さは、０゜０１ｍｍ〜２ｕ
であることが望ましく、更に、好ましくは、０．１ａ〜
２１１Ｉとするのが良い０層状構成物１１の厚さが２ｕ
を越える場合には、軽量化を図ることができず、又、０
．０１ｍ未満の厚みでは高温排気ガスの放熱が十分に行
えず、耐熱性樹脂の物理的強度が低下して、衝撃等によ
って消音器本体２の破損、変形等を引き起こす難点かあ
る。

層状構成物１１が少なくとも一種のセラミックスにより
形成されるペーパー又はシート状の構成物の場合には、
厚さが０．５ｍｍ〜５市であることが好ましく、それ以
上では、軽量化を図ることができない。

更に、耐熱性樹脂に無機物質を添加した場合には、一般
的に消音器本体２の厚みは０．１ａｕ＊〜１０■である
ことが望ましく、更に、好ましくは０．５ａＩＩｌ〜５
ｆＩ１とするのが良い．前記厚みが１０１Ｉｌｍを越え
る場合には、消音器の軽量化を図ることができず、又０
．１ｍｍ未満では、高温負荷時の消音器の物理的強度が
低くなって衝撃等によって破損．変形等を引き起こす難
点がある． また、第３図には、この発明の第２実施例を示す． この実施例は、リアバンパ４のインナー６を利用し、こ
のインナー６と中間パネル１３とで消音器本体２の外形
を構成し、この内面部に層状構成物１１が設けられてい
る． このようにリアパンバ４のインナー６を利用すれば、消
音器本体２を形成するのに、材料費が削減させることが
できる。

他の構成および作用は第１実施例と同様であるので説明
を省略する。

さらに、第４図には、この発明の第３実施例を示す． この実施例は、リアバンパ４のアウター５及びインナー
６にて消音器本体２の外形が形成され、このアウター５
及びインナー６の内面部に層状構成物１１が設けられて
いる． このようにすれば、リアバンパ４自体を消音器として使
用することができるため、上記第２実施例より、一層材
料費の削減を図ることができることとなる． 他の構成および作用は第１実施例と同様であるので説明
を省略する． さらにまた、第５図には、この発明の第４実施例を示す
． この実施例は、リアバンパ４のアウター５と中間バネル
１３とで、消音器本体２の外形が形成され、これら両部
材５．　　１３の内部に層状構成物１１が配設されてい
る． このようにしても材料費の削減を図ることができる。

また、第６図には、この発明の第５実施例を示す． この実施例は、第１実施例と同様な構成の消音器本体２
が上記各実施例と異なり、リアバンパ４でなくフロント
バンパ１４内に配設されている．そして、消音器本体２
から後方に向けて排出管３が延長されている． 他の構成および作用は第１実施例と同様であるので説明
を省略する． なお、上記各実施例では、消音器本体を耐熱性樹脂にて
形成したが、これに限らず、鉄，銅又はアルミニウム等
の金属で形成できることは勿論である． 【発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明によれば、消音器本
体をバンパの空間部内に設定することにより、従来のよ
うにフロアパネルの下面側に配設する必要がないため、
他の部品との関係からスベ−ス上の制約を受けることが
ない． また、この消音器本体を樹脂製にすれば、金属製のもの
と比較すると、形状を自由に形成することができるため
、バンパの空間部内をより有効に使用することができる
． さらに、バンパの空間部内に別途、消音器本体を配設す
れば、このバンパのアウターおよびインナーにて消音器
本体を保護することができるため、車両走行時に路面か
ら跳ね上げられた石等にて消音器本体が損傷させられる
ことを未然に防止することができる． さらにまた、消音器本体を、バンパのインナーおよびア
ウターの少なくとも一方を利用して構成すれば、消音器
本体を構成する場合、材料費削減を有効に図ることがで
きる、という実用上有益な効果を発揮する．

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の自動車用排気系消音器
の第１実施例を示す図で、第１図は第２図のＩ−１線に
沿う断面図、第２図は自動車を斜め後方から見た斜視図
、第３図ないし第５図はそれぞれこの発明の第２ないし
第４実施例を示す第１図に相当する断面図、第６図はこ
の発明の第５実施例を示すフロントバンパの断面図であ
る。 １・・・流入管　　　　　　２・・・消音器本体３・・
・排出管　　　　　　４・・・リアバンパ５・・・アウ
ター　　　　　６・・・インナー７・・・空間部　　　
　　　１４・・・フロントバンパＥ・・・エンジン（内
燃機関）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内燃機関からの排気を流入管を介して消音器本体
   に導き、該消音器本体から排出管を介して外部に排気す
   るようにした自動車用排気系消音器において、 前記消音器本体をバンパの空間部内に設定したことを特
   徴とする自動車用排気系消音器。（２）前記消音器本体
   は、鉄、銅又はアルミニウム等の金属で形成されている
   ことを特徴とする自動車用排気系消音器。 （３）前記消音器本体は、耐熱性樹脂、又は耐熱性樹脂
   と無機物質との混合物から構成され、且つ該消音器本体
   の内側面に耐熱性の層状構成物が付設されていることを
   特徴とする請求項１記載の自動車用排気系消音器。 （４）前記消音器本体は、インナおよびアウタから構成
   されるバンパの空間部内に別途配設されていることを特
   徴とする請求項１又は２記載の自動車用排気系消音器。 （５）前記消音器本体は、バンパのインナおよびアウタ
   の少なくとも一方を利用して構成したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の自動車用排気系消音器。