(57)【要約】【課題】自動二輪車用マフラー内に配置された消音部材のセラミック製基体が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することを抑制すると共に、耐熱性に優れた消音部材を提供する。【解決手段】自動二輪車用マフラーに用いられる消音部材であって、連通気孔を有する多孔質の酸化物セラミックからなる基体２と、基体の表面の少なくとも一部を覆うと共にセラミック破片をトラップする無機繊維のトラップシート４と、を備えた消音部材１０である。【選択図】図１
2020070760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動二輪車用マフラーに用いられる消音部材であって、
連通気孔を有する多孔質の酸化物セラミックからなる基体と、前記基体の表面の少なくとも一部を覆うと共にセラミック破片をトラップする無機繊維の織物からなるトラップシートと、を備えた消音部材。
【請求項２】
前記トラップシートの織り目の開口面積がいずれも０．５ｍｍ２以下である請求項１に記載の消音部材。
【請求項３】
前記基体の気孔率が３２〜９６％である請求項１又は２に記載の消音部材。
【請求項４】
前記基体のうち前記トラップシートで覆われた部位の表面の面積をＳ０とし、前記トラップシートのうち前記無機繊維の占める表面の面積をＳ１としたとき、表面の面積比（Ｓ１／Ｓ０）が１０〜５０％である請求項１〜３のいずれか一項に記載の消音部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消音部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多孔質体の細孔に音を吸収させ、細孔の内壁との摩擦によって音を減衰させる消音部材が知られている。
また、消音部材の細孔に水分等が吸収されて消音効果が低下するのを抑制するため、樹脂（ＰＴＦＥ）繊維のトラップシートで多孔質体を覆った技術も開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平10-282964号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動二輪車用マフラーに多孔質体セラミック消音部材を用いた場合、自動二輪車が転倒した際にマフラーに強い外力が加わり、セラミック消音部材が破損する恐れがある。そして、その結果、セラミック消音部材のセラミック基体が破損することで生じるセラミック破片が外部に飛散するという問題がある。また、セラミックを用いた消音部材は耐熱性が高く、高温下でも使用可能であるが、樹脂製の織物は高温で焼失してしまう。
さらには、セラミックを用いた消音部材の消音効果をさらに向上させたいという要求もある。
そこで、本発明は、自動二輪車用マフラー内に配置された消音部材のセラミック製基体が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することを抑制すると共に、耐熱性に優れた消音部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の消音部材は自動二輪車用マフラーに用いられる消音部材であって、連通気孔を有する多孔質の酸化物セラミックからなる基体と、前記基体の表面の少なくとも一部を覆うと共にセラミック破片をトラップする無機繊維のトラップシートと、を備えている。
この消音部材によれば、基体の表面の一部をトラップシートで覆うことで、自動二輪車の転倒等で基体が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することを抑制できると共に、消音部材の耐熱性を向上させることができる。
【０００６】
本発明の消音部材において、前記トラップシートの織り目の開口面積がいずれも０．５ｍｍ２以下であるとよい。
この消音部材によれば、基体が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することをより確実に抑制できる。
【０００７】
本発明の消音部材において、前記基体の気孔率が３２〜９６％であるとよい。
この消音部材によれば、基体の消音効果と強度をより両立させることができる。
【０００８】
本発明の消音部材において、前記基体のうち前記トラップシートで覆われた部位の表面の面積をＳ０とし、前記トラップシートのうち前記無機繊維の占める表面の面積をＳ１としたとき、表面の面積比（Ｓ１／Ｓ０）が１０〜５０％であるとよい。
この消音部材によれば、基体の消音効果と強度をより両立させることができる。さらに、消音部材のガス透過率も維持できる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、自動二輪車用マフラー内に配置された消音部材のセラミック製基体が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することを抑制すると共に、耐熱性に優れた消音部材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る消音部材の全体構成を示す断面斜視図である。
【図２】トラップシートの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る消音部材１０の全体構成を示す断面斜視図、図２はトラップシート４の平面図である。
図１において、消音部材１０は、連通気孔を有する多孔質の酸化物セラミックからなる基体２と、基体２の表面の一部を覆うと共にセラミック破片をトラップする無機繊維のトラップシート４と、を備えている。
そして、例えば方向Ａから基体２へガスが流れると、基体２の連通気孔をガスが通過して基体２の反対側へ排出され、この際に基体２の多孔によって音が減衰され、消音効果を発揮するようになっている。
また、図１では、トラップシート４は、このような基体２の表面のうち、ガスの導入を行う前面（図示の紙面の表面）を除く、基体２の上下面や側面に接着剤６により接着されている。なお、接着剤６は基体２とトラップシート４との接触面のうち一部に介在してトラップシート４の一部が基体２に接着していればよく、接着剤６が層状になっている必要はない。
又、トラップシート４と基体２との接合態様は、接着に限らず、トラップシート４と基体２とが化学的に接合されていてもよい。
【００１２】
基体２は、例えば連通気孔を有するウレタンスポンジを鋳型とし、このスポンジをセラミック粒子及び有機溶媒等を含むスラリーに含浸させた後に焼成してスポンジを焼失させて製造するテンプレート法により、製造することができる。スポンジが焼失することにより、スポンジの連通気孔と略同一形状の連通気孔を有する、３次元網目構造をなす多孔質の酸化物セラミックとなる。
酸化物セラミックとしては、アルミナ、ジルコニアが挙げられる。
基体２の寸法は特に制限されないが、厚み方向で数ｍｍ以上とすることができる。
【００１３】
また、基体２の気孔率は例えば３２〜９６％とすることができ、７０〜９２％であるとさらに好ましい。
基体２の気孔率が３２％未満であると、気孔による音の吸収が減り、消音効果が低下することがある。基体２の気孔率が９６％を超えると、基体２の骨格部分が少なくなって基体２の強度が低下することがある。
基体２の気孔率は、Ｘ線ＣＴ（コンピュータ断層撮影）による３次元構造解析を行い、画像処理より気孔率を算出する。なお、水銀圧入法で測定してもよい。
【００１４】
接着剤６は耐熱性を有する無機接着剤が好ましく、例えばＳｉ、Ｐ及びＢの群から選ばれる１種以上の元素を含む酸化物が挙げられる。この酸化物は例えばガラスである。
Ｓｉ、Ｐ及びＢの群から選ばれる１種以上の元素を含む酸化物は、耐熱性が高いので、消音部材の耐熱性も向上する。
【００１５】
図２に示すように、トラップシート４は、無機繊維を複数本束ねた経糸４ｂ及び緯糸４ａを織ったものであり、各糸の隙間（各糸で囲まれる領域）に開口部をなす織り目Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・が形成されている。なお、経糸４ｂ及び緯糸４ａが１本の無機繊維からなっていてもよいが、通常は糸の強度を確保するため、無機繊維を複数本束ねる。
無機繊維としては、セラミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられるが、アルミナ、ムライト等のセラミック繊維が好ましく、特にムライトが強度が高くて切れ難いので好ましい。無機繊維１本の直径は、例えば５〜７０μｍである。
【００１６】
各織り目Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の開口面積がいずれも０．５ｍｍ２以下であることが好ましく、０．４５ｍｍ２以下であることがさらに好ましい。開口面積が０．５ｍｍ２を超える開口部（織り目）があると、基体２が破損して生じるセラミック破片が、開口部からマフラーの外部に飛散するおそれがある。
開口面積の下限は特に制限されないが、例えば０．１５ｍｍ２以上である。
なお、各織り目Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の開口面積は、トラップシート４の平面ＳＥＭ像から画像解析ソフト（例えばＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標））を用いて画像処理を行い、経糸４ｂ及び緯糸４ａよりも明るい部分の各面積を求め、そのうち最大値を求める。
【００１７】
図１に示すように、基体２のうちトラップシート４で覆われた部位の表面の面積をＳ０とし、トラップシート４のうち無機繊維の占める表面の面積をＳ１としたとき、表面の面積比（Ｓ１／Ｓ０）が１０〜５０％であることが好ましく、１８〜３０％であることがさらに好ましい。表面の面積Ｓ１は、基体２の表面を無機繊維が覆っていて、セラミック破片を外部に飛散しないように保持（トラップ）する部分を表す。
上記比が１０％未満であると、無機繊維（経糸４ｂ及び緯糸４ａ）が少なく織り目が荒くなり、粗大なセラミック破片が織り目を通して外部に飛散するおそれがある。
上記比が５０％を超えると、表面に露出する基体２（及びその気孔）が少なくなり、消音効果が低下すると共に、基体２のガス透過率も低下する場合がある。
なお、表面の面積Ｓ１は、トラップシート４の所定面積の平面ＳＥＭ像から画像解析ソフト（例えばＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標））を用いて画像処理を行い、無機繊維を示す色調の部分の総面積を求める。そして、トラップシート４の表面の面積Ｓ０当たりの値に換算する。
【００１８】
以上のように、基体２の表面の一部を無機繊維のトラップシート４が覆うことで、基体２が破損して生じるセラミック破片がマフラーの外部に飛散することを抑制できると共に、消音部材１０の耐熱性及び消音効果を向上させることができる。特に、樹脂製の織物は高温で焼失するので、消音部材１０を高温で使用した際にセラミック破片の飛散を防止することができなくなる。
【００１９】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
例えば、基体や無機繊維の材質等は上記実施形態に限定されない。基体の形状や大きさ、トラップシートの織り方等も限定されない。
【実施例１】
【００２０】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
連通気孔を有するウレタンスポンジを鋳型とし、このスポンジを、セラミック粒子（アルミナ）及び有機溶媒を含むスラリーに含浸させた後に焼成し、スポンジを焼失させた。これにより、連通気孔を有する気孔率３６％以上の酸化物セラミックからなる基体２を製造した。基体２の寸法は、５０×５０×５０ｍｍの直方体とした。
この基体２の５つの面に、表１に示す組成の酸化物からなる接着剤６を塗布し、その上からトラップシート４を貼り付け、消音部材１０を得た。トラップシート４は、表１に示す組成の無機繊維を複数本束ねた経糸４ｂ及び緯糸４ａを平織したものとした。なお、表１において「アルミナ/ムライト」は、アルミナ繊維とムライト繊維の混紡である。
【００２２】
トラップシート４の開口面積を上述の方法で測定した。また、表面の面積Ｓ０に対する表面の面積Ｓ１の割合を上述の方法で測定した。
消音効果として、消音部材１０のうちトラップシート４が形成されなかった面を上面として台に載置し、トラップシート４が形成された一方の側面側に所定の距離でスピーカを配置し、対向する側面側に所定の距離で指向性マイクロホンを配置し、スピーカを鳴動させた。このとき、所定時間でのマイクロホンで集音した１〜４ｋＨｚの周波数の平均減衰量（ｄＢ）を測定した。又、集合体４をまったく形成しない基体２のみの基準サンプルにつき、同様に平均減衰量（ｄＢ）を測定した。
そして、各消音部材１０の平均減衰量（ｄＢ）−基準サンプルの平均減衰量（ｄＢ）を求めた。
【００２３】
破損した基体２から生じたセラミック破片の外部への飛散を防止する効果を示すため、破損した基体２から生じたセラミック破片を集合体４がトラップする割合である破片トラップ率を次の方法で測定した。消音部材１０のうち集合体４が形成されなかった面を上面として台に載置し、この面に上から圧子を所定の荷重で所定時間押し当てて基体２を破壊した。式：破片トラップ率（％）＝ ｛(破壊時のセラミック破片発生量−集合体４を通過したセラミック破片の量)/破壊時の破片発生量｝から破片トラップ率を求めた。
ここで、上述のように基体２を破壊したときに集合体４を通過した（集合体４の外部に落下した）セラミック破片の量を、「集合体４を通過したセラミック破片の量」とした。その後、消音部材１０の集合体４が形成されなかった面を下面にし、上からエアを吹き付け、下方に落下したセラミック破片の量を測定し、これに「集合体４を通過したセラミック破片の量」を加算した値を「破壊時の破片発生量」とした。
【００２４】
【表１】
2020070760.tif 000003
【００２５】
表１から明らかなように、酸化物セラミックからなる基体の表面の一部をトラップシートで覆った各実施例の場合、基体が破損して生じたセラミック破片が外部に飛散する度合いが低く、耐熱性に優れ、さらに消音効果も向上した。
特に、トラップシートの織り目の開口面積がいずれも０．５ｍｍ２以下である実施例７〜２３の場合、他の実施例１〜６に比べ、セラミック破片のトラップ効果がさらに優れていたと共に、消音効果もさらに向上した。
表面の面積比Ｓ１／Ｓ０が１０〜５０％である実施例１２〜２３の場合、他の実施例１〜１１に比べ、セラミック破片のトラップ効果が最も優れていた。
【００２６】
一方、基体の表面に無機繊維のトラップシートを接着しなかった比較例１〜５の場合、各実施例に比べてセラミック破片のトラップ効果が劣った。
【符号の説明】
【００２７】
２    基体
４    トラップシート
１０    消音部材
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４    織り目
【図１】
2020070760.tif 000004
【図２】
2020070760.tif 000005