(57)【要約】【課題】本発明は、自動車のフェーシャ組立体（２０２）の中に形成された少なくとも一つの熱可塑性シェルを有するマフラー（２００）を含むマフラーフェーシャ組立体に関する。【解決手段】フェーシャは、バンパ、ロッカーパネル、エアダム、スポイラー、サイドボード又は本体モジュールのような、自動車のいかなる適当な本体部分であってもよい。本発明による組立体は、強度及び耐衝撃性を増すために衝突管理機能を提供するような構造部材を含む。また、本発明によれば、長繊維熱可塑性材料及び成形は、単一方向性又は織りインレーのプリフォームのオーバーモルディングと組合せてもよいし、長繊維熱可塑性材料及び成形は、局所構造性能を提供する。係るプリフォームの使用は、バンパマフラー組合せのような、高温の、構造物品の製造での使用に特に適する。【選択図】図１
2009533602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
フェーシャ（２０２）；
ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気管（２０４）；
繊維消散消音器；
シェル内に配置され且つシェル、フェーシャ及び排気管と接触する少なくとも一つのバッフル、
を含むことを特徴とする、耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー（２００）及び自動車部品組立体。
【請求項２】
自動車部品は、バンパーであることを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項３】
自動車部品は、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、スポイラー、サイドボード、本体モジュールからなるグループから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項４】
第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェルのガラス繊維重量分率の少なくとも５重量％は、３５よりも大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項５】
少なくとも一つのバッフルは、波形を付けられることを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項６】
フェーシャ及びシェルは、その間に少なくとも一つのバッフルを維持するように連結され、フェーシャ、シェル及び少なくとも一つのバッフルは、別々のマフラー室を形成することを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項７】
繊維消散消音器は、Ａガラス、標準Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＥＣＲガラス、カリシウム−アルミニウム−ケイ酸塩ガラス、Ｓ−２ガラス及びミネラルウールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項８】
少なくとも一つのバッフルとシェルとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項９】
少なくとも一つのバッフルとフェーシャとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１０】
ポリマーシェルの中に成形された補強インレーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１１】
第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
第２の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
フェーシャ；
ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気管；
繊維消散消音器；
シェル内に配置され且つ第１のシェル、第２のシェル及び排気管と接触する少なくとも一つのバッフル、
を含むことを特徴とする、耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１２】
少なくとも一つのバッフルは、エネルギー吸収クランプル部材であることを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１３】
自動車部品は、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、スポイラー、サイドボード、本体モジュールからなるグループから選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１４】
繊維補強型熱可塑性ポリマーシェルのガラス繊維重量分率の少なくとも５重量％は、３５よりも大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１５】
少なくとも一つのバッフルは、波形を付けられることを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１６】
第１のポリマーシェル及び第２のポリマーシェルは、その間に少なくとも一つのバッフルを維持するように連結され、第１及び第２のポリマーシェル及び少なくとも一つのバッフルは、別々のマフラー室を形成することを特徴とする請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１７】
繊維消散消音器は、Ａガラス、標準Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＥＣＲガラス、カリシウム−アルミニウム−ケイ酸塩ガラス、Ｓ−２ガラス及びミネラルウールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１８】
少なくとも一つのバッフルと第１のシェルとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１９】
少なくとも一つのバッフルと第２のシェルとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項２０】
第２のシェルとフェーシャとは、バンパマフラー組立体を形成するように連結されることを特徴とする、請求項１１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項２１】
成形リブを含む、第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
成形リブを含む、第２の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
第２のポリマーシェルの成形リブに取付けられたフェーシャ；
ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気管；
繊維消散消音器；
シェル内に配置され且つ第１のシェル、第２のシェル及び排気管と接触する複数のエネルギー吸収衝撃部材であり、部材は、マフラーを別々の室に分けることを特徴とする、耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造一体性を提供する長繊維を含む複合マフラーシステムに関する。マフラーは、自動車内の閉じ込め空間内での使用或いはバンパー、ロッカーパネル、エアダム、スポイラ、サイドボード、ボディモジュールのような部品を形成するフェーシャと組合せての使用を考慮に入れる形状に成形されることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明は、自動車のフェーシャ組立体の中に形成された少なくとも一つの熱可塑性シェルを有するマフラーを含むマフラーフェーシャ組立体に関する。フェーシャは、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、スポイラ、サイドボード或いは本体モジュールのような、自動車のどんな適当な本体部分であってもよい。本発明による組立体は、高い強度及び耐衝撃性を提供する構造的部材を含む。また、本発明によれば、長繊維熱可塑性物質材料及び成形は、局所構造性能を提供する単一方向性、非方向性又は織物インレーを有する予備成形物のオーバーモルディングと組合せてもよい。係る予備成形物の使用は、バンパーマフラー組合せのような高温の、構造的物品の製造での使用に特に適している。
【０００３】
本発明の複合マフラーのための長繊維熱可塑性樹脂成形は、複雑な幾何学形状及び組立段階を減ずる部品の組み込み及び、別体のユニット又はバンパーシステム、エアダム、ホイールウェル、ロッカーパネル、その他、のような他の車両構成部品に組み込まれる車両設計空間に一致する形状、を考慮に入れ、従来技術の方法よりも縮小されたパッキング空間、さらに優れた経済性、及び改善された特性を提供する。充填システムとの長繊維熱可塑性樹脂の組合せ、そして更に組み込まれた空気流促進部分との組合せは、自動車で典型的である熱遮蔽の必要性を更に減じる低い表面温度並びにパッケージング空間の減少を考慮に入れる。また、下部保護機能及び車体との取付け部分のような他の部分を組み込むことができる。
【０００４】
長繊維熱可塑性樹脂ベースの物品の使用は、入力としての長繊維熱可塑性ペレットによる射出成形及び圧縮成形のような成形技術の範囲の使用を考慮に入れる。また、ランダム繊維又は織物繊維及びハイブリッドに基づくシートを用いてペレットの直接複合変形又は予め複合されたシートの圧縮成形を用いることが可能である。繊維は、典型的にはガラスベースであるが、しかし変形例として炭素、鉱物、自然材料、鉄、銅、他の金属又はアラミドのような合成繊維であってもよい。
【０００５】
長繊維熱可塑性材料の使用は、複雑な設計細部の製造を見込み且ついくつかのマフラーシェル連結方法の使用を可能にする。長繊維熱可塑性材料による設計は、構成部品の積層組立に特に適し、自動組立についてより高い効率及び潜在性を可能にする。
【０００６】
本発明の第１の面によれば、マフラー組立体は、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、又はサイドボードのような自動車構成部品の一部品として供給される。長繊維熱可塑性複合材から形成された外側シェルを含むマフラーは、構成部品の一部品を形成してもよいし或いは係る構成部品の外側フェーシャに適合するように形成されてもよい。即ち、マフラーは、それに連結された構成部品とは別の素子であってもよいし或いは構成部品の一体部品として形成される。多孔パイプは、小さい金属部分をパイプから完全に取り除くことによって形成された開口を含むのがよい。変形例として、多孔パイプは、放熱多孔パイプであってもよく、開口は、パイプの小さい部分を切断し、引き続いて外方に曲げることによって形成される。真っ直ぐな、流入パイプを図に示すが、簡単にするために、パイプは、マフラー組立体内にＳ字曲線又は他の複雑な曲線を形成するように曲がり部分を含んでもよい。
【０００７】
マフラーは、排気ガスを受け入れるための多孔パイプと、多孔パイプと外側シェルとの間で外側シェル内に設けられた繊維材料と、を更に含む。繊維材料は、第１及び第２のシェル部品でそれぞれ受け入れられる複数の材料予備成形物で形成されてもよい。変形例として、繊維材料は、外側シェルの内部キャビティ内に設けられたばらの又は弛みのあるように「テキスチャライズド」羊毛類製品を含んでもよい。また、繊維材料は、多孔パイプの回りに巻かれたマット製品であってもよいし、さもなければ外側シェルの内部キャビティを充填してもよいと考える。また、これらの充填技術の組合せを用いてもよいと考える。例えば、主要絶縁体は、予備成形物であるか或いはマットとパイプとの間に設置された「テキスチャライズド」羊毛の形であると共に、マット製品は、補助的な熱及び空気絶縁体（インシュレータ）として作用するようにシェル内に設置されてもよい。
【０００８】
マフラー組立体は、マフラー外側シェルと排気パイプとの間に位置決めされた熱シールドを更に含んでもよい。また、マフラー組立体は、孔開きパイプの部分を外側シェル内に保持するための少なくとも一つのブッシング（軸受け筒）を含んでもよい。ブッシングは、パイプの温度を下げるためにヒートシンクとして作用し、エンジンからマフラーシェルに伝わる物理的ストレスを減じる振動吸収装置として作用し、或いは自動車衝突管理システムの一部として作動する構造補強材として作用することを含むいくつかのタスクを行う役割をしてもよい。マフラーは、典型的には、前面、後面、上面及び下面を有する本体を含む。本体の部分は、マフラーの外側シェルの少なくとも一部、並びに自動車のフェーシャ又は意匠面を構成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明による長繊維熱可塑性複合マフラー１００が、第１及び第２の外側シェル１１２Ａ及び１１２Ｂと、内燃エンジンからオリフィス１２０を経て室１１０の内部に、それから大気への排気の流体連絡のための多孔パイプ１１４及び入口ブッシング１１６及び出口ブッシング１１８と、を含んで図１に示される。
【００１０】
図１に示すように、第１及び第２の外側シェル１１２Ａ、１１２Ｂは、車体の下の空間内に収まるように成形されるのがよい。バッフル１２２がマフラー１００の室内に含まれるのがよい。バッフル１２２は、シェルの内部を別々の領域に分けてマフラーの音響性能を改善するのに役立ち且つバッフル１２２によって形成された別々の領域間の流体連通を可能にするために選択的に孔が開けられてもよい。室は、多孔パイプ１１４とマフラー室１１０の内面との間で繊維吸収材（図示せず）により充填されるのがよい。係る吸収性消音器は、吸音材の吸音特性によって音響エネルギーを効率的に減じる。図１Ａに示すように、ブッシング１１６は、温度を金属ポリマーインタフェースで適当な水準まで減じるためにヒートシンクとして作用する正弦又は他の形の増大表面積を含むように成形されるのがよい。シェル１１２Ａ、１１２Ｂは、ブッシング１１６の外縁部１２６を受け入れるフランジ１２４Ａを含む。縁１２６とフランジ１２４Ａとの間の連結部は、好ましくはViton（米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン社から入手可能）のような可撓性高温シール又はシリコーンをベースにしたシーラントで形成された、シール１２８を含むのがよい。シール１２８は、フランジ１２４Aでのブッシング１１６の温度を更に減じ、公差補正を提供し且つ熱膨張係数差を補償する。シール１２８を、単一リングとしてブッシング１１６に配置してもよいし或いはマフラーシェルに成型してもよい。矩形のフランジ１２４Aを示すが、インタフェースは、密封及び位置決めをもたらすいかなる適当な形状を有してもよい。ブッシングインタフェース形状は、典型的には排気パイプと直交する円形であるが、他の形状及び位置決めを有することもできる。
【００１１】
図１に示すように、第１のシェル１１２Aは、好ましくは、マフラー１００の入口端にフランジ１２４A及びマフラー１００の出口端に第２のフランジ（図示せず）を含む。第２のシェル１１２Bは、好ましくは、マフラー１００の入口端にフランジ１２４B及びマフラー１００の出口端に第２のフランジ１３０を含む。本発明の一実施形態によれば、第１のシェル１１２Aは、成型フランジ１３２Aを含むのがよいし、又第２のシェル１１２Bは、バッフル１２２の外縁を受け入れるような成型フランジ１３２Bを含んでもよい。成型フランジ１３２A、１３２Bは、シール１２８と同様のシール（図示せず）を含んでもよい。マフラー１００は、ブッシング１１６に向かう空気流を増す空気ガイド１３６をマフラー１００の前縁にエアガイド１３６を含むのがよい。増した空気流及び冷却は、上流のブッシング１１６が、エンジンに近く、かくしてブッシング１１８よりも高い温度で動作するので、上流のブッシング１１６に有利である。ブッシング１１６での温度を減じるためにヒートシンク１１７をマフラー１００の外側で排気パイプ１１４に選択的に加えてもよい。
【００１２】
本発明によれば、マフラー１００は、多孔パイプ１１４及びバッフル１２２を含むように組立てられる。シェル１１２A、１１２Bを、縁１３４A、１３４Bが接触するように一緒にする。次いで、エッジ１３４A、１３４Bを、熱接合、超音波溶着、レーザ溶着、接着剤のような様々な方法によって結合してもよいし、或いは、スナップフィット機構又は多数のフックによって機械的に連結してもよい。
【００１３】
組立てられたマフラー１００は、当業者に既知のどんな数の方法によって繊維熱及び音絶縁材（図示せず）が充填されたキャビティ１１０を含むのがよい。例えば、直接充填方法では、外側のシェル１１２A、１１２B内にばらの羊毛類製品を形成するために複数のフィラメントを加圧空気を介して分離し、又はテキスチャライズする；米国特許第５，９７６，４５３号明細書及び米国特許第４，５６９，４７１号明細書を参照。マフラー１００は、遮音材を受け入れるための出入口１４２（１４０）と、出入口１４２（１４０）を密封するためのキャップ１４２と、を含むのがよい。キャップ１４２は、化学結合、溶着又は機械的取付けのような適当な方法によって出入口に固着されるのがよい。遮音材を設置するための他の適当な方法は、組立作業中キャビティ１１０の中に入れた予備成形繊維遮音材インサートを含むことである。係る予備成形物を形成するための方法及び装置が米国特許第５，７６６，５４１号明細書及び米国特許第５，９７６，４５３号明細書に開示される。
【００１４】
一つの適当な吸収消音器は、ガラス繊維インサートである。ストランドは、好ましくは、Ａガラス、標準Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＥＣＲガラス、登録商標ADVANTEXT（カリシウム−アルミニウム−ケイ酸塩ガラス）、登録商標ZENTRONガラスのような熱劣化に対して比較的高い抵抗を有するガラス繊維、或いはマルラーに固有の熱的及び物理的応力に耐えるのに適した強度及び熱特性を有する他の充填材コンパウンドである。繊維材は、第１及び第２のシェル部分にそれぞれ受け入れられる第１及び第２の繊維材予備成形物であってもよい。変形例として、繊維材は、外側シェルの内部キャビティ内に設けられたばらの又は弛んだふわふわな羊毛類製品であってもよい。また、繊維材は、多孔パイプの回りに巻かれ、さもなければ外側シェルの内部キャビティを充填するマット製品からなっていてもよいとも考えられる。
【００１５】
また、外側シェル１１２A、１１２Bを充填するためにガラス繊維材の代わりにセラミック繊維材を用いてもよいとも考えられる。セラミック繊維は、連続ならば、シェルの中に直接充填されてもよいし或いはシェル１１２A、１１２Bに引き続いて配置される予備成形物を形成するように用いられてもよい。また、予備成形物は、住宅及び商用適用で断熱材として用いられるガラス繊維を作るために用いられるロックウール加工又は紡績加工を介して生産される不連続ガラス繊維製品で作られるのがよいことも考えられる。ステンレススチールを多孔パイプ１１４の回りに巻いてもよいし又は円筒形予備成形物に形成し、次いでパイプ１１４が外側シェルの中に挿入される前にパイプ１１４の上を滑らさせてもよいことが更に考えられる。Eガラスニードルフェルトマットを円筒形予備成形物に形成し、多孔パイプ１１４の上を滑らさせることも更に考えられる。ステンレススチールの層をニードルフェルトマット予備成形物と多孔パイプ１１４との間に設けてもよい。
【００１６】
図２に示すように、本発明によるマフラー−バンパー組立体２００は、長繊維熱可塑性材料で或いはシート成形コンパウンド又は嵩だか成形コンパウンドのような標準自動車フェーシャ材料で形成されたバンパーフェーシャ２０２を少なくとも含むのがよい。フェーシャ２０２は、キャビティを提供し、キャビティは、排気パイプ２０４及びブッシング２１０A、２１０Bを包囲する。入口ブッシング２１０A及び出口ブッシング２１０Bは、ヒートシンクとして作用するように表面積を増すために正弦又は他の形を含むように形成されるのがよい。上述したようにフェーシャは、ブッシング２１０を受け入れるためにフランジ（図示せず）を含むのがよい。フェーシャ２０２とブッシング２１０との間の連結は、好ましくはフランジ（図示せず）及び可撓性高温シール(図示せず）を含む。排気パイプ２０６は、振動及び騒音をエンジンから隔絶する可撓性カプラー２０８と、排気を大気へ放出するためのテールパイプ２１２と、を含むのがよい。
【００１７】
本発明の一実施形態では、ブッシング２１０A、２１０B及び内部マフラーバッフル２１６は、バンパー衝突条件を満たすエネルギー吸収クランプル部材として作用するように波形にされるのがよい。また、マフラー組立体は、空気ガイド２１４を含むのがよい。空気ガイド２１４は、組立体の温度を下げるためにマフラー組立体２００に亘って空気の流れを増す。
【００１８】
図２Aは、直線A-Aに沿って取ったバンパーマフラー組立体２００の組立断面図を示し、図中排気パイプ２０４及び内部バッフル２１６は、構造的完全性をバンパーマフラー組立体２００に与える。組立体は、自動車用フェーシャとして作用する第１のシェル２０２と、第２のシェル２１４と、を含む。また、組立体２００は、第１の繊維予備成形物２１５Bと、第２の繊維予備成形物２１５Bと、を含む。また、パイプ２０４と第１のシェル２０２との間に追加の断熱を提供する繊維マット２１７が含まれ、マット２１７は、フェーシャのふくれを抑制し或いはバンパー２００のホットスポットを制限するのに有益であるし、ここで、マット２０７がトランクに荷物を積んでいる個人の足に接触するかもしれない。また、外部リブパターン２０５でのエリアを補強するインレー２０７が示されている。インレー２０７は、シェル２０２を形成するために用いられる金型の中に配置されるのがよい。インレー２０７は、追加の強度をシェルの少なくとも一部分に与える。インレー２０７は、織り又は不織繊維強化材の形であってもよい。
【００１９】
図２Bは、シェル、従ってマフラー組立体の構造的完全性及びインパクト（衝撃）強度を増す外部リブパターン２０５を含む第１のシェル２０２の斜視図を示す。
【００２０】
図３に示すように、本発明によるマフラー−バンパー組立体２３０は、長繊維熱可塑性材料或いはシート成形コンパウンド又は嵩だか成形コンパウンドのような標準自動車フェーシャ材料で形成されたバンパーフェーシャ２４０を少なくとも含むのがよい。フェーシャ２４０は、典型的には非構造的な、見た目に美しい表面を提供する。マフラー２３２は、排気パイプ２３４によって供給され、テールパイプ２３６によって排気を大気中に放出する。構造は、上記で開示されたものと同様であってもよいし、或いはマフラー組立体２３２は、構造バンパー部材２３８から吊るされてもよい。図３Aは、バンパーマフラー組立体２３０の断面を示し、排気パイプ２３４及びマフラー２３２が構造インパクト部材２３４から吊るされる。マフラー組立体２３０は、選択的に空気ガイド（図示せず）と一緒に形成されてもよいし、空気ガイドは、マフラー２３２と一体的に成形されてもよいし、別々に形成された部品でもあってもよい。
【００２１】
図４は、構造インパクト部材２５２及びマフラー２５６を成形し、引き続いて排気パイプ２５４を設置する、本発明によるマフラー組立体２５０を示す。フェーシャ２５８は、あまり強度が要求されないので、どんな適当な材料で形成されてもよい。マフラー組立体２３０は、選択的に、一体的に成形された空気ガイド２６０と一緒に形成されてもよい。マフラー２５６は、図４にインパクト部材２５２と一緒に単一成形物として示されるが、インパクト部材２５２との後続連結のために別々の装置としてマフラー組立体２５６を形成することが同様に可能である。また、図２A及び図２Bに示すように、排気パイプ２０４がインパクト部材を形成するようにマフラー組立体２００を形成することも可能である。
【００２２】
図５に示すように、ガラス繊維又は他の適当な高温防音断熱材で形成されたマット１５０が、シェル１１２B（並びに対向するシェル１１２A（図示せず））の内面に配置されるのがよい。マット１５０は、ホットスポットを回避し且つ均等温度負荷分配を提供する空気流拡散器として役立つ。マットは、薄い金属反射性或いは他の熱保護膜を含んでもよい。マット１５０は、シェルに成形された部分によって、接着剤によって、又は（図５Bに示されるような）断熱材１５２の挿入によって、シェル１１２Bに固着されるのがよい。
【００２３】
図６に示すように、商用トラックは、サイドボード又はロッカーパネル組立体２８２の形の或いはエアダム又はスポイラ２８４として本発明のマフラーを含むのがよい。
【００２４】
本発明の目的について、用語の長繊維熱可塑性材料は、４．５ｍｍよりも長い初期ガラス繊維入力を含む材料である。長繊維熱可塑性樹脂を形成する様々な方法があり、二つの最も一般的なものは、ペレット成形及び直接配合である。直接配合では、入力としてロービング（粗糸）が用いられ、初期ガラス入力は、繊維とポリマー溶融体との混合中にある長さに切断される。好ましくは、長繊維熱可塑性材料は、成形製品中に３５以上の平均長さ／直径比（Ｌ／D）を有する材料のガラス繊維割合いの５重量％を少なくとも有する。
【００２５】
長繊維熱可塑性材料を準備するための一つの適当な工程は、「繊維-強化熱可塑性複合体物品を成形するための繊維及びワイヤ-被覆複合ストランドの化学処理剤」という名称の米国特許第５，９７２，５０３号明細書に開示されたような、通称、ワイヤ被覆工程である。ワイヤ被覆加工では、ワイヤ被覆器は、予備含浸ガラスストランドを包むように在来の押出し成形機によって溶融ポリマー材料が供給される。ワイヤ被覆器は、シースを所望の厚み及び又は断面に形成するための出口開口を有するダイスを含む。次いで、覆われたストランドは、所定の長さに切断されるのがよい。
【００２６】
他の適当な工程は、ガラス粗糸が予溶融熱可塑性化合物に加えられる直接配合方法である。直接配合工程では、図７に示すように、好ましくは、ペレットの形の熱可塑性樹脂が樹脂供給１４から一次樹脂押出成形機１２に供給される。樹脂は、ナイロン、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステルのような、意図した製品目的について様々な受け入れ可能な熱可塑性樹脂のいずれかであるのがよい。溶融スクリュー１６が押出成形機１０の溶融バレル１８内で回転する。溶融スクリュー１６の剪断力は、ポリマーを溶融し且つ調整するために十分な加熱を提供すると同時に、溶融バレル１８は、この技術分野で知られたような追加の熱源を備えているのがよい。
【００２７】
流量制御板２０は、押出成形機バレル１８から出て被覆ダイス２２の中への樹脂の流量を制御するようにバレル４０の下流端に用いられるのがよい。板２０は、典型的には、直径の縮小によって又はさもなければバレル１８内の流れを縮流することによって樹脂１５の流量を制限する。被覆ダイス２２、及び樹脂１５に接触するいかなる装置も、樹脂の所望の温度を維持するのに適当な熱素子を含むのがよい。被覆ダイス内の圧力は、制御信号を溶融スクリュー１６の駆動電動機１７に供給する圧力変換器によってモニターされるのがよい。
【００２８】
繊維スプール２４は、構造的補強繊維２６のトウ(tow)の直接供給を行う。繊維は、注入ノズル２８を通って被覆ダイス２２の被覆室３２の中に引っ張られる。次いで、繊維２６は、密に混ぜ合わされ且つ溶融ポリマー材料１５で被覆される。次いで、被覆繊維２６は、交換可能インサート（挿入物）３０のダイスオリフィス３６を通って被覆ダイス２２を出る。ダイスオリフィス３６の直径は、樹脂１５に対する繊維２６の割合を制御するように挿入物３０を変えることによって調整することができる。
【００２９】
樹脂１５、繊維２６の混合物は、被覆ダイス２２を出て且つ繊維２６は、ハウジング５４、５６の切断室５０の刃５２によって切断されるのがよい。樹脂１５と繊維２６の混合物は、室５０から出てオリフィス５８を介して押出成形機６０の中に入る。押出成形機６０は、典型的には、樹脂１５及び繊維２６の混合物を押出ダイス６４の中に供給するバレル６２を含む。送りねじ６６は、バレル６２で回転し且つ選択的に軸７２に沿って往復運動して溶融材料の一回分を、オリフィス６３を通してダイス６４の成形キャビティ６８の中に供給する。送りねじ６６は、電源装置７０によって駆動される。
【００３０】
バレル１８、被覆室３２、切断室５０、及び押出成形機６０内の温度は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって制御される一つ又はそれ以上の加熱素子及び温度プローブによって制御されるのがよい。
【００３１】
適当なポリマーは、ポリアミド（PA6、PA66、PA46、PA11、PA6.12、PA6.10、及びPA12）、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンエーテル（PPE)及びポリアミド混合物、ポリフェニレンエーテル（PPE)及びエポキシの混合物、ポリエーテルイミド（PEI)及びPEI/シリコーンのようなその混合物、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリサルフォン（PSU)、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリフタルアミド（PPA)、ポリフェニレンスルフィド（PPS)、シンジオタクチックポリスチレン（SPS)、液晶ポリマー（LCP)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリエチレンテレフタレート（PET), 熱可塑性ポリウレタン（TPU)、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE)、ポリ（ビニリデンフルオライド）（PVDF)、ポリエーテルケトン（PEK)、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK)、脂肪族ポリケトン（PK)、（日本の出光興産から入手可能なTough Z HRグレードのような）高熱ポリカーボネートグレードのような熱可塑性ポリマー、並びに、適当な機械的、熱的、及び溶融流れ特性を有する他の熱可塑性材料を含む。適当な熱可塑性ポリマーの他の種類は、在来の熱可塑性ポリマーとして形成されるが加熱されたときにセラミック材料と特性が類似する材料を形成する通称セラミック化可能な熱可塑性ポリマーである。
【００３２】
本願発明を一般的に且つ特定の実施形態に関して上述した。本発明は、好ましい実施形態と考えられるものを示したが、当業者に知られた様々な変形例を一般的な開示内で選択することができる。さもなければ、本発明は、特許請求の範囲の詳述を除き、限定されない。
【００３３】
本発明の更なる理解を提供するために含まれ、組み込まれ、且つ明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、且つ記述と一緒に本発明の本質を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による熱可塑性マフラーの分解斜視図である。
【図１Ａ】図１の直線Ａ-Ａに沿って取った本発明によるマフラーの部分断面図である。
【図２】本発明による熱可塑性マフラーの分解斜視図である。
【図２Ａ】図２の直線Ａ-Ａに沿って取った断面図である。
【図２Ｂ】図２のマフラーの反対側の詳細斜視図である。
【図３】本発明による熱可塑性マフラーの分解斜視図である。
【図４】本発明によるマフラー及び一体的に形成された衝撃部材の断面図である。
【図５】選択的な絶縁ブランケットを示す本発明によるマフラーシェルの斜視図である。
【図６】本発明による選択的な水平及び垂直マフラー組立体シェルを示す商用トラックの斜視図である。
【図７】本発明によるマフラーを製造するのに有用な、直接配合長繊維熱可塑性押出成形機の平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  長繊維熱可塑性複合マフラー
１１０  マフラー室
１１２Ａ  第１の外側シェル
１１２Ｂ  第２の外側シェル
１１４  多孔パイプ
１１６  入口ブッシング
１１７  ヒートシンク
１１８  出口ブッシング
１２０  オリフィス
１２２  バッフル
１２４Ａ、１２４Ｂ  フランジ
１３０  第２のフランジ
１３２Ａ、１３２Ｂ  成型フランジ
１３４Ａ、１３４Ｂ  エッジ（縁）
１４０  出入口（ポート）
１４２  キャップ
【図１】
2009533602.tif 000003
【図１Ａ】
2009533602.tif 000004
【図２】
2009533602.tif 000005
【図２Ａ】
2009533602.tif 000006
【図２Ｂ】
2009533602.tif 000007
【図３】
2009533602.tif 000008
【図４】
2009533602.tif 000009
【図５】
2009533602.tif 000010
【図６】
2009533602.tif 000011
【図７】
2009533602.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月15日(2008.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェル；
フェーシャ（２０２）；
ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気管（２０４）；
繊維消散消音器；
ポリマーシェル内に配置された少なくとも一つのバッフル、
を含むことを特徴とする、耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー（２００）及び自動車部品組立体。
【請求項２】
自動車部品は、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、スポイラー、サイドボード、本体モジュールからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項３】
少なくとも一つのバッフルは、波形を付けられることを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項４】
フェーシャ及び第１のポリマーシェルは、その間に少なくとも一つのバッフルを維持するように結合され、フェーシャ、第１のポリマーシェル及び少なくとも一つのバッフルは、別々のマフラー室を形成することを特徴とする、請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項５】
少なくとも一つのバッフルと第１のポリマーシェルとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項６】
少なくとも一つのバッフルとフェーシャとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項７】
第１のポリマーシェルの中に成形された補強インレーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項８】
第２の補強熱可塑性ポリマーシェルを更に含み、
少なくとも一つのバッフルは、第１及び第２のポリマーシェル内に配置され且つ第１のポリマーシャル、第２のポリマーシェル及び排気管に接触することを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項９】
少なくとも一つのバッフルは、エネルギー吸収クランプル部材であることを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１０】
第１の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェルのガラス繊維重量分率の少なくとも５重量％は、３５よりも大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有し、且つ
第２の繊維補強型熱可塑性ポリマーシェルのガラス繊維重量分率の少なくとも５重量％は、３５よりも大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有することを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１１】
少なくとも一つのバッフルは、波形を付けられることを特徴とする、請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１２】
第１のポリマーシェル及び第２のポリマーシェルは、その間に少なくとも一つのバッフルを維持するように結合され、第１及び第２のポリマーシェル及び少なくとも一つのバッフルは、別々のマフラー室を形成することを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１３】
少なくとも一つのバッフルと第２のポリマーシェルとの間に配置された繊維材料のマットを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１４】
第２のポリマーシェルとフェーシャとは、バンパーマフラー組立体を形成するように結合されることを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【請求項１５】
第１及び第２のポリマーシェルは、成形リブを含み且つフェーシャは、第２のポリマーシェルの成形リブに取付けられ、
少なくとも一つのバッフルは、複数のエネルギー吸収クランプル部材を第１及び第２のポリマーシェル内に形成し、複数のエネルギー吸収クランプル部材は、第１のポリマーシェル、第２のポリマーシェル、排気管に接触し、エネルギー吸収クランプル部材は、マフラーを別々の室に分割することを特徴とする請求項８に記載の耐衝撃性、繊維補強型ポリマーマフラー及び自動車部品組立体。
【国際調査報告】
2009533602.tif 000013
2009533602.tif 000014
2009533602.tif 000015