JPH076377B2

JPH076377B2 - 内燃機関の消音器

Info

Publication number: JPH076377B2
Application number: JP2140520A
Authority: JP
Inventors: 晏弘奥田
Original assignee: NIHON GLASS FIBER INDUSTRIAL CO., LTD.
Current assignee: NIHON GLASS FIBER INDUSTRIAL CO., LTD.
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH0436013A

Description

【発明の詳細な説明】［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。

［従来の技術］従来の消音器の一つに、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直接、吸音材として一
般的なグラスウールを包囲したものがある。

しかし、内燃機関の排気管内を高速で通過する高温の排
気ガスが、前記通気孔を通って直接グラスウールに脈動
波を及ぼすため、該グラスウールは次第に劣化して短く
分断され、通気孔から排気管内へ吸引されて外気に飛散
し、これに伴って徐々に消音効果が低下する問題があっ
た。

特に、最近は内燃機関の高出力化に伴って消音器の吸音
率の向上が要求され、そのために前記通気孔の孔径を大
きくしたり、配置間隔を小さくしたりするので、前記グ
ラスウールの飛散がさらに多くなる傾向にあった。

そこで、第６図に示すように、排気管22の外周にまずス
テンレス鋼繊維よりなる金属繊維綿状体23を巻き付け、
次にその外周にグラスウール成形パイプ24を被せたもの
や、第７図に示すように、排気管22の外周に同じく金属
繊維綿状体23を巻き付け、次にその外周に線状のグラス
ウール25を巻き付けて紐26で巻回して止めたもの等のよ
うに、金属繊維綿状体23によりグラスウール25の劣化及
び飛散を防止するものが開発された。また、前記紐26の
代わりに、グラスウールの表面に接着剤を塗布して該グ
ラスウールを約二重に巻いて止めたものもある。

［発明が解決しようとする課題］ところが、上記金属繊維綿状体23は金属繊維が２次元的
に並んでいるだけで３次元的には絡んでおらず、また、
押さえつけない限り密度も低い。そのため、使用時には
グラスウールの飛散を止める効果が弱かった。また、排
気管22に巻き付ける時には、ふわりとしている該金属繊
維綿状体23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。

また、上記グラスウール成形パイプ24を被せるタイプの
ものは、外管27を被せたときに該外管27の内周面とグラ
スウール成形パイプ24の外周面との間や、該外管27の内
周端面とグラスウール成形パイプ24の両端面との間に隙
間が生じ、この隙間により異音が発生することがあっ
た。

また、綿状のグラスウール25を紐26で巻回して止めるタ
イプのものは、その巻回作業が面倒なため生産性が悪
く、また、グラスウール25の外周面は、紐26の巻回され
た部分と巻回されていない部分とでの高低差が生じるた
め、前記外管27の内周面との間に隙間が生じて、やはり
異音が発生するおそれがあった。

また、接着剤を塗布したグラスウールを約二重に巻いて
止めるタイプのものは、接着剤を乾燥させるのに時間が
かかり生産性が悪かった。

本発明の目的は、グラスウールの劣化や飛散を防止して
消音器の消音効果を低下させず、生産性がよく、使用の
際の異音の発生を防止する新規な内燃機関の消音器を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、請求項１の内燃機関の消音
器は、一部に多数の通気孔が貫設された排気管と、グラ
スウールと金属繊維綿状体とを重ねて同時にニードルパ
ンチ加工することによりグラスウールのガラス繊維と金
属繊維綿状体の金属繊維とが絡み合った複合マットを、
前記排気管の一部の外周に金属繊維綿状体が内側となる
ように巻き付けることにより形成された消音層と、前記
消音層の外周面と両端面とを覆う外管とを備えた構成と
した。

請求項の内燃機関の消音器は、一部に多数の通気孔が貫
設された排気管と、金属繊維綿状体をニードルパンチ加
工することにより形成されて前記排気管の一部の外周に
巻き付けられた金属繊維マットと前記金属繊維マットの
外周に巻き付けられたグラスウールとからなる消音層
と、前記消音層の外周面と両端面とを覆う外管とを備え
た構成とした。

請求項３の内燃機関の消音器は、前前記請求項１又は２
の消音器において、消音層の金属繊維綿状体の縁部が排
気管に固定された構成とした。

ここで、金属繊維綿状体の金属繊維の材質としては、最
も一般的であるステンレス鋼をはじめ、クロム−ニッケ
ル系等のステンレス合金、高ニッケル合金、高コバルト
合金等の耐熱合金、その他の耐熱性及び耐蝕性を備えた
金属を例示することができる。また、金属繊維の寸法と
しては、直径20〜150μｍ、繊維長20〜250mmのものを例
示することができる。金属繊維の製法としては、線引切
削法を例示することができ、同法の場合色々な繊維長の
ものが不統一に混在することになる。また、金属繊維綿
状体としては嵩密度300〜600kg/m³、厚さ１〜5mmのもの
を例示することができる。嵩密度が300kg/m³未満では金
属繊維の目が粗くなるためグラスウールの飛散が多くな
り、600kg/m³を超えると金属繊維綿状体全体の重量が大
きくなり経済性も劣るからである。また、厚さ1mm未満
では金属繊維の目が粗くなるためグラスウールの飛散が
多くなり、5mmを超えるとニードルパンチ加工が難しく
なるからである。好ましくは厚さ２〜3mmのものがよ
い。

次に、グラスウールのガラス繊維の直径としては、５〜
15μｍのものを例示することができる。５μｍ未満では
ガラス繊維１本当たりの強度が弱くてグラスウールフェ
ルトにならず、15μｍを超えるとガラス繊維１本当たり
の強度が強くて肌に触れると痛感を生じるため、作業上
の取扱いが悪くなるからである。好ましくは７〜13μｍ
のものがよい。ガラス繊維の繊維長としては、50〜80mm
のものと例示することができる。また、グラスウールと
しては嵩密度100〜200kg/m³、厚さ３〜15mmのものを例
示することができる。嵩密度が100kg/m³未満では消音効
果が小さくなり、200kg/m³を超えると柔軟性が失われる
ためグラスウールと外管との間に隙間が生じ易くなるか
らである。また、厚さ３mm未満では消音効果が小さくな
り、15mmを超えると消音層全体の排気管への巻き付けが
やりにくくなるとともに、排気管の外周にフィットしな
いで隙間ができるからである。好ましくは５mm〜10mmの
ものがよい。

［作用］請求項１の内燃機関の消音器によると、複合マットはニ
ードルパンチ加工された部分でグラスウールのガラス繊
維と金属繊維綿状体の金属繊維とが３次元的に絡み合っ
て一体に形成されているので、両者を排気管の外周に同
時に巻き付けることができるとともに、両繊維の密度が
高くなる。また、特に後者の金属繊維が３次元的に絡み
合い、金属繊維綿状体のふくらみを防いで高い密度を保
っているので、前記巻き付け時に金属繊維綿状体を押さ
えつける手間がいらない。また、巻き付けられた複合マ
ットにより形成された消音層は、その外周面及び端面部
は綿状で柔軟なので、覆われる外管の内周面の形状に応
じて隙間なく密接した状態となる。

請求項２の内燃機関の消音器によると、金属繊維マット
はニードルパンチ加工された部分でその金属繊維同志が
３次元的に絡み合って、繊維の密度が高い状態となる。
また、異なった厚みのグラスウールマットと金属繊維マ
ットとを組み合わせることにより任意の厚みの消音層を
形成することができる。

請求項３の内燃機関の消音器によると、上記作用に加え
て、消音層の金属繊維綿状体の縁部を排気管に固定する
ので、排気管に対する消音層のずれが防止される。ま
た、その固定を例えば溶接で行う場合には、溶接という
簡単な作業で固定できる。

［第１実施例］以下、本発明を具体化した第１実施例について、第１図
〜第４図を参照して説明する。

内燃機関の排気管１の一部には所定の間隔でその外周全
体に分散するように多数の通気孔２が貫設されている。

この排気管１の一部の外周にはグラスウール３と金属繊
維綿状体４とからなる複合マット５が巻き付けられて、
消音層６が形成されている。この複合マット５は金属綿
状体４が内側になるように、かつ前記通気孔２のすべて
をカバーするように巻き付けられている。このグラスウ
ール３として、実施例では直径９μｍのガラス繊維より
なる、厚さ６mm、嵩密度120kg/m³のものを使用した。ま
た、金属繊維綿状体４としては、直径20〜150μｍ、繊
維長20〜250mmステンレス繊維が不統一に混在した金属
繊維よりなる、厚さ３mm、嵩密度400kg/m³のものを使用
した。

金属繊維綿状体４はグラスウール３の両端に少しだけは
み出るように該グラスウール３よりも巾広に形成され、
これらのグラスウール３と金属繊維綿状体４とは一枚ず
つ重ねられて金属繊維綿状体４側から同時にニードルパ
ンチ加工されている。このニードルパンチ加工により、
金属繊維綿状体４の金属繊維はグラスウール３のガラス
繊維の内部まで入り込んで３次元的に絡み合っているた
め、両繊維の密度が高められるとともに、金属繊維がガ
ラス繊維を保持してグラスウール３の飛散を防止してい
る。また、通気孔２側にある金属繊維綿状体４がクッシ
ョンとなって通気孔２からの脈動波がガラス繊維に直接
伝わらないようにしているので、グラスウール３が劣化
して分散され、さらに飛散することを防止している。こ
の消音層６の外周には鋼板製の筒状の外管７が被せら
れ、該外管７の両端部は先端に向かって細くなるテーパ
状に絞り加工されて前記排気管１に溶接されている。こ
の外管７の内周面は消音層６の外周面及び両端面に隙間
なく密接するようになっている。

次に、上記構成の内燃機関の消音器８の製造方法を説明
する。

（１）グラスウール３と金属繊維綿状体４とを重ねて同
時にニードルパンチ加工することによりグラスウール３
のガラス繊維と金属繊維綿状体４の金属繊維とが絡まっ
た複合マット５を形成する工程。

本実施例のニードルパンチ加工はニードルを金属繊維綿
状体４側からグラスウール３に差し込んで行った。ニー
ドルは規格25＃,32＃のものを10〜30本／cm^２使用し
た。また、この加工により金属繊維が平均してグラスウ
ール３の厚みの4/5以上に食い込んで絡み付いているこ
とが好ましい。

（２）排気管１の多数の通気孔２が貫設された一部の外
周に、前記複合マット５を金属繊維綿状体４と内側とな
るように巻き付けて消音層６を形成する工程。

この複合マット５は、前述のように金属繊維綿状体４の
巾がグラスウール３よりも少し大きく形成されているの
で、グラスウール３からはみだした金属繊維綿状体４の
縁部を複数箇所でスポット溶接することにより排気管１
に固定される。

このように、複合マット５は一体に形成されているの
で、グラスウール３と金属繊維綿状体４とを排気管１の
外周に同時に巻き付けることができる。また、金属繊維
綿状体４の金属繊維が３次元的に絡み合い、そのふくら
みを防いで高い密度を保っているので、前記巻き付け時
に、金属繊維綿状体４を押さえ付けたり紐で巻回したり
する必要がない。また、金属繊維綿状体４の縁部を排気
管１に溶接するという簡単な作業で、グラスウール３を
含めた複合マット５全体を排気管１に簡単に固定するこ
とができる。従って、極めて生産性がよい。

（３）消音層６の外周面と両端面とを覆う外管７を設け
る工程。

まず、消音層６の外周に筒状の外管７を被せる。次に該
外管７の両端部をプレス加工等により小さく絞り、該両
端部の内周面が該消音層６の両端面を覆うように形成す
る。続いてこれらの両端部を前記排気管１に溶接する。
この消音層６の外周面及び端面部は綿状で柔軟なので、
外管７の内周面の形状に応じて隙間なく密接する。

上記の内燃機関の消音器８によると、金属繊維が３次元
的に絡み合うとともに密度が高められた金属繊維綿状体
４により通気孔２からの脈動波が緩衝されグラスウール
３の劣化、分散及び飛散が防止されるので、消音器８の
消音効果の低下を防止することができる。また、金属繊
維綿状体４の金属繊維がグラスウール３に３次元的に絡
み付いてその振動を防止しているので、グラスウール３
の飛散は該振動防止の面からも防止される。従って、た
とえば排気管１の通気孔２を大きくしたり通気孔２相互
の間隔を狭めたりして吸音率を高める構造としても、前
記グラスウールの飛散等を許容範囲内に抑えることがで
きる。

また、消音層６の外周面及び両端面は外管７の内周面に
隙間なく密接しているので、異音も発生しない。

［第二実施例］第５図に示される本実施例の内燃機関の消音器10は、別
々にニードルパンチ加工されたグラスウールマット11と
金属繊維マット12とを、該金属繊維マット12が内側（通
気孔２側）となるように排気管１に巻き付けて消音層13
を形成することにおいて第一実施例と相違する。

上記構成の内燃機関の消音器10によると、通気孔２側に
ある金属繊維マット12はその金属繊維同志が３次元的に
絡み合って密度が高められているので、通気孔２からの
脈動波を充分緩衝して、グラスウールマット11の劣化、
分断及び飛散を防止することができる。なお、本実施例
では第一実施例のように金属繊維マット12の金属繊維が
グラスウールマット11のグラスウールに入り込んで、後
者の振動を抑える作用はない。

また、異なった厚みのグラスウールマット11と金属繊維
マット12とを組み合わせることにより、任意の厚みの消
音層13を形成することができる。

その他の作用効果は第一実施例と同様である。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更して
具体化することもできる。

グラスウールマット11はニードルパンチ加工されたもの
に限定されず、例えばバインダー材によりマット状に形
成されているものでもよい。

［発明の効果］本発明は、上記の通り構成されているので、次のような
優れた効果を奏する。

請求項１の内燃機関の消音器によると、グラスウールと
金属繊維綿状体とを排気管の外周に同時に巻き付けるこ
とができ、また、金属繊維綿状体を押さえつけなくても
排気管の外周に簡単に巻き付けることができるので生産
性が向上する。また、金属繊維が３次元的に絡み合うと
ともに密度が高められた金属繊維綿状体により、通気孔
からの脈動波が緩衝され、グラスウールの劣化や飛散を
防止して消音器の消音効果を低下させず、また、吸音率
が高い構造とすることができ、異音を生じることもな
い。

請求項２の内燃機関の消音器によると、金属繊維が３次
元的に絡み合うとともに密度が高められた金属繊維綿状
体により、通気孔からの脈動波が緩衝され、グラスウー
ルマットの劣化や飛散を防止し、任意の厚みの消音層を
簡単に形成することもできる。

請求項３の内燃機関の消音器によると、上記効果に加え
て、排気管に対する消音層のずれを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した第一実施例の一部に断面す
る有する斜視図、第２図は同じく断面図、第３図は製造
工程を示す断面図、第４図は同じく製造工程を示す断面
図、第５図は第二実施例の断面図、第６図及び第７図は
従来例の断面図である。１……排気管、２……通気孔、３……グラスウール、４……金属繊維綿状体、５……複合マット、６……消音層、７……外管、8,10……消音器、 11……グラスウールマット、 12……金属繊維マット、 13……消音層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部に多数の通気孔（２）が貫設された排
気管（１）と、グラスウール（３）と金属繊維綿状体
（４）とを重ねて同時にニードルパンチ加工することに
よりグラスウール（３）のガラス繊維と金属繊維綿状体
（４）の金属繊維とが絡み合った複合マット（５）を、
前記排気管（１）の一部の外周に金属繊維綿状体（４）
が内側となるように巻き付けることにより形成された消
音層（６）と、前記消音層（６）の外周面と両端面とを
覆う外管（７）とを備えた内燃機関の消音器。
【請求項２】一部に多数の通気孔（２）が貫設された排
気管（１）と、金属繊維綿状体（４）をニードルパンチ
加工することにより形成されて前記排気管（１）の一部
の外周に巻き付けられた金属繊維マット（12）と、前記
金属繊維マット（12）の外周に巻き付けられたグラスウ
ールマット（11）とからなる消音層（13）と、前記消音
層（13）の外周面と両端面とを覆う外管（７）とを備え
た内燃機関の消音器。
【請求項３】前記消音層（６）の金属繊維綿状体（４）
の縁部が前記排気管（１）に固定された請求項１又は２
記載の内燃機関の消音器。