(57)【要約】【課題】内燃機関の機能向上に対してより安定した効果が得られ、しかも、エアダクトに簡便に取り付けることができ、取り付けることによる不具合を全く生じる恐れのないエアダクト装着用吸気活性シートを提供すること。【解決手段】アルミニウム製シート上に形成されたシラス微粉を用いたセラミック粉体からなる層を有するエアダクト装着用吸気活性シートであって、上記セラミック粉体が、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして造粒し、その後に焼成した焼成物の粉砕物であるエアダクト装着用吸気活性シート。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製シート上に形成されたシラス微粉を用いたセラミック粉体からなる層を有するエアダクト装着用吸気活性シートであって、上記セラミック粉体が、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして造粒し、その後に焼成した焼成物の粉砕物であることを特徴とするエアダクト装着用吸気活性シート。
【請求項２】
前記セラミック粉体が、目開き０．４２ｍｍのふるいを通過したものである請求項１に記載のエアダクト装着用吸気活性シート。
【請求項３】
前記セラミック粉体が、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして得た５〜２５ｍｍの造粒物を６５０〜１２００℃の温度で２〜５時間焼成した焼成物を粉砕してなるものである請求項１又は２に記載のエアダクト装着用吸気活性シート。
【請求項４】
前記アルミニウム製シートの厚みが１０〜３００μｍの範囲にあり、且つ、該アルミニウム製シート上に形成したセラミック粉体からなる層の厚みが０．４〜２．０ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアダクト装着用吸気活性シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアダクト装着用吸気活性シートに関し、更に詳しくは、該活性シートをエアダクトに装着するだけで、燃焼が安定化すると同時に燃焼効率が高まり、エンジントルクの上昇が図れるエアダクト装着用吸気活性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の内燃機関の燃焼効率を高めて、燃費を低減させる努力が種々なされている。内燃機関の燃焼効率を向上させることは、燃料の省資源化や大気汚染防止のみならず、地球温暖化防止にも繋がる重要な問題である。
【０００３】
これに対し、装置や燃料に対する改善の提案が多数なされていることは勿論、自動車等の内燃機関の吸気系に取り付けることで、内燃機関に入る空気を改質させて燃焼効率を向上させる提案が種々なされている。例えば、取り込まれる空気をイオン化することを目的とした燃費向上イオン化体に関する提案（例えば、特許文献１参照）や、吸気管を流れてエンジンへ導かれるガスを磁化することで内燃機関の性能向上を図ることについての提案（特許文献２参照）や、吸気若しくは燃料をイオン化させる鉱物を、吸気若しくは燃料の通路にフィルター状に介在させることについての提案（特許文献３参照）がある。
【０００４】
しかしながら、上記したいずれのものも特殊な構造を有するものであるため、特殊な取付具を必要としたり、煩雑な取付作業を要し、使用する際の簡便さに欠けるといった問題がある。又、吸気ダクトの内側に設置する形態のものでは、取り付けることによってガスの流通が悪くなることが懸念される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１５６３公報
【特許文献２】特開２０００−４５８８７公報
【特許文献３】特開平９−３１０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、内燃機関の機能向上に対してより安定した効果が得られ、しかも、エアダクトに簡便に取り付けることができ、取り付けることによる不具合を全く生じる恐れのないエアダクト装着用吸気活性シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、［１］アルミニウム製シート上に形成されたシラス微粉を用いたセラミック粉体からなる層を有するエアダクト装着用吸気活性シートであって、上記セラミック粉体が、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして造粒し、その後に焼成した焼成物の粉砕物であることを特徴とするエアダクト装着用吸気活性シートである。
【０００８】
上記したエアダクト装着用吸気活性シートの好ましい実施の形態としては、下記のものが挙げられる。［２］上記セラミック粉体が、目開き０．４２ｍｍのふるいを通過したものである上記［１］に記載のエアダクト装着用吸気活性シート。［３］上記セラミック粉体が、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして得た５〜２５ｍｍの造粒物を６５０〜１２００℃の温度で２〜５時間焼成した焼成物を粉砕してなるものである上記［１］又は［２］に記載のエアダクト装着用吸気活性シート。［４］上記アルミニウム製シートの厚みが１０〜３００μｍの範囲にあり、且つ、該アルミニウム製シート上に形成したセラミック粉体からなる層の厚みが０．４〜２．０ｍｍである上記［１］〜［３］のいずれかに記載のエアダクト装着用吸気活性シート。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明にかかる吸気活性シートは、吸気ダクトの内側ではなく、ダクトの外周表面に取り付ければよいため、取付操作が非常に簡単であり、更に、当該活性シートを用いることで、内燃機関の機能向上、特に、エンジントルクのアップに対してより安定した効果が得られる。更に、本発明にかかる吸気活性シートは、吸気ダクトの外周表面に取り付ける構成のものであるため、取り付けることによる不具合の発生の恐れが全くない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明者らは、上記従来技術の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、アルミニウム製シート上に、シラス微粉を用いた特殊セラミックの粉体からなる層を形成した幅広のテープ状シートを、吸気ダクトの外周表面に密着させた状態で取り付けると、種々の車においてエンジントルクのアップ、特に、低速トルクのアップが実現できるという顕著な効果が得られることを見いだして本発明に至った。本発明で使用する特殊セラミックは、本発明者らが開発したものであるが、粉砕する前の粒状体は、明らかな水活性を示し、その理由は明確ではないが、例えば、これを循環水の補給水として使用することで、冷却塔内部と熱交換機器との循環経路において循環水中に発生するスケールやスライムや緑藻の発生を格段に抑制でき、これらが循環水の接触部に固着することがなくなる、という顕著な効果が得られる（特開２００２−１９２１７１公報）。
【００１１】
本発明者らは、上記優れた効果が得られる粒状の特殊セラミックの利用について検討していく過程で、これを粉砕した粉砕物が、空気に対して何らかの変化を生じさせ、空気を活性化させる効果があることを見いだして本発明に至った。
【００１２】
即ち、特殊セラミックの形状及び使用の形態について種々の検討を行った結果、粒状の特殊セラミックを粉砕して得られるセラミック粉体は、アルミニウム製シート上に層状に配置し、当該シートのセラミック粉体側が吸気ダクトの外周表面に接する状態で取り付けると、吸気ダクトを構成するゴム或いはプラスチックや、鉄或いはカーボン等を介してセラミック粉体が配置された状態でありながら、吸気ダクトを通る空気に何らかの影響を与え、これによって空気が活性化されるものと考えられ、先に述べたようにエンジンのトルクアップ等の効果が得られることを見いだして本発明を達成した。
【００１３】
先ず、本発明を特徴づけるシラス微粉を用いたセラミック粉体について説明する。セラミック粉体には、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして造粒し、その後に焼成した焼成物を粉砕して得られる粉砕物を使用する。より好ましくは、シラス微粉、無機バインダー及び水を加えて混練りして得た５〜２５ｍｍの造粒物を、６５０〜１２００℃の温度で２〜５時間焼成した焼成物を粉砕してなるセラミック粉体を用いる。
【００１４】
上記シラスは、南九州（特に、鹿児島県の大隅地方）に広く分布する白色砂質堆積物であり、火山ガラスと斜長石、石英、輝石等から構成されているが、これらの中の火山ガラスは、１０００℃の急速加熱によってガラスバルーンとして分離することができる。このようにして得られたものはシラスバルーンと呼ばれて、例えば、塗料やプラスチックや建築材料等の添加材として広く用いられている。本発明で使用する特殊セラミック粒は、このようなシラスを主原料として用いる。
【００１５】
本発明では、この南九州に広く分布する白色砂質堆積物であるシラスを主原料として得られる特殊セラミック粒を使用する。シラスは、地下の深部から高温のマグマが地表に近づくにつれて温度が次第に低下してくると、結晶分化作用が起こり、マグマ中の主成分であるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＮａ2Ｏ等が互いに集まり鉱物として晶出し始めると言われている。このような自然現象で生じた鉱物が、鹿児島県の大隅半島に存在する川の長い間の浸食作用で堆積し、白色砂質堆積物となって存在している。本発明では、この白色古代堆積物から、２〜１００μｍ程度の砂分を選別し、微粉末分を得、これを特殊セラミックからなる造粒物の原料に使用することが好ましい。
【００１６】
本発明では、先ず、上記したようなシラス粉末を原料として用い、このシラス粉末に、陶土のような天然成分を配合し、造粒し、乾燥した造粒物を電気炉にて焼成して球状多孔質セラミックを作製して特殊セラミックの造粒物を作製する。下記に該造粒物の作製方法について説明する。上記したシラス粉末素材をロータリーキルンにて２００〜４００℃で乾燥し、その後に分級して０．５〜１００μｍの微粉末を得る。次に、上記のようにして得られたこのシラス微粉末に、バインダーとしてベントナイトを加え、更に、造粒を容易とするために適宜な量の水を加え、シラス微紛：ベントナイト：水＝６５〜８０：１０〜２０：５〜１５程度の混合比の混合物を充分に混練りする。次に、得られた混練り物を造粒することで、５〜２５ｍｍ径程度の白色の球状粒子からなる造粒物が得られる。
【００１７】
本発明では、上記のようにして得られた球状の造粒物を焼成し、該焼成物を粉砕して得られるセラミック粉体を用いる。造粒物の焼成は、下記のような方法によって行えばよい。先ず、上記で得た造粒物を、１５０〜２５０℃程度の温度に加温した乾燥炉に入れ、水分を揮発させて充分に乾燥させる。次に、この絶乾状態にした白色球状粒子を、バッチ式電気炉を使用して６５０〜１２００℃の温度で、より好ましくは、７５０〜１０５０℃で、２〜５時間かけて焼成する。この結果、褐色の多孔質球状焼成物が得られる。このようにして得られた粒状の焼成物は、その気孔率が２０〜７０％であり、又、嵩比重は１．２〜１．８ｋｇ／ｃｍ3、吸水率は５〜４０％の範囲である。
【００１８】
本発明では、この特殊セラミックからなる粒状の焼成物を粉砕して得られる粉体を用いる。粉砕方法としては、従来公知の方法を用いることができるが、具体的には、鉄製容器内にセラミックを入れ鉄製ハンマーで粉砕する方法や、ミル等で粉砕する方法が挙げられる。本発明で使用するセラミック粉体の粒度は特に限定されないが、本発明者らの検討によれば、上記したようにして得られるセラミック粉体の中でも、粉砕後、目開き０．４２ｍｍのふるいを通過した程度のものを使用することが好ましい。即ち、このようなふるいによって分離された粒度が０．４ｍｍ以下程度の粉体を用いて得られる吸気活性シートによって、より良好な効果が得られる。
【００１９】
本発明では、上記したようなセラミック粉体を用いてエアダクト装着用吸気活性シートを構成するが、下記に、本発明にかかるエアダクト装着用吸気活性シートの具体的な製造方法について説明する。本発明にかかるエアダクト装着用吸気活性シートは、図２に示したように、少なくともアルミニウム製シート２上に、上記セラミック粉体からなる層１が形成されてなるものであればよい。
【００２０】
アルミニウム製シート２としては、セラミック粉体を担持でき、エアダクトに装着した場合に、エアダクトの周囲に良好な状態で巻き付けることができればよく、特に厚みが限定されるものではない。アルミニウム製シート２の具体的な厚みとしては、１０μｍ程度の箔状であってもよいし、１００〜３００μｍ程度の板状であってもよい。箔は複数枚重ねて使用してもよい。本発明者らの検討によれば、アルミニウム製シートの厚みとしては、１０〜３００μｍ程度、より好ましくは、７５〜１０５μｍのものを使用することが好ましい。又、アルミニウム製シートの大きさは、吸気ダクトの外周に巻き付けて取り付けることができる幅広のテープ状シートを構成できるものであればいずれでもよい。例えば、小型車から大型車の吸気ダクトに取り付けるもののサイズとしては、幅が５〜８ｃｍであって、長さが２５〜４５ｃｍ程度のものが使用できる（図１参照）。しかしながら、本発明はこれに限定されず、車の吸気ダクトの外径等によっては、上記よりも大きいものとしても、上記よりも小さいものとしてもよい。
【００２１】
本発明にかかるエアダクト装着用吸気活性シートは、上記のようなアルミニウム製シート上に、先に述べたセラミック粉体を層状に配置させることで得られる。セラミック粉体を層状にしてアルミニウム製シート上に固定する方法としては、粘着剤或いは接着剤を用いて固定する従来公知の方法を用いればよい。より具体的には、表面に粘着或いは接着層が設けられているテープ状部材３を用いることによって、セラミック粉体からなる層１をアルミニウム製シート２上に容易に固定することができる。上記のようにして形成するセラミック粉体からなる層は、アルミニウム製シートの全面に渡って設けてもよいし、アルミニウム製シートよりもやや小さめのサイズとなるようにして形成してもよい。セラミック粉体からなる層の厚みは、０．４〜２．０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２２】
本発明にかかるエアダクト装着用吸気活性シートは、上記したようにして形成したセラミック粉体からなる層から粉体が、アルミニウム製シート上から脱落するのを防止するために、少なくともセラミック粉体からなる層の上を、紙或いは布等で被覆した状態とすることが好ましい。又、活性シート全体を、耐水性、耐熱性及び耐油性を有する材料で覆うようにすることも好ましい形態である。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
＜実施例１＞
先ず、幅６ｃｍ、長さ４０ｃｍ、厚み９０μｍのアルミニウム製シートを用意した。該アルミニウム製シートの上に、布製の粘着テープを利用して、幅３．５ｃｍ、長さ３８ｃｍに渡ってセラミック粉体からなる層を形成した。セラミック粉体からなる層は、先に説明した方法で得られた０．４ｍｍ以下のセラミック粉体を使用して形成した。最後に、シート全体を塩化ビニルシートで覆って、本実施例のエアダクト装着用吸気活性シートを得た。
【００２４】
＜評価＞
上記で得たエアダクト装着用吸気活性シートを、図３に示したように、４種類の車の、エアフィルターの前のゴム状又はプラスチック部分の吸気ダクトの外周に、セラミック粉体側が外周面側となるようにして巻き付けた。そして、このようにして、吸気活性シートを吸気ダクトの外周表面上に装着した状態で、ＢＯＳＣＨ製のシャーシダイナモを用いてエンジン出力トルクの変化を測定した。比較のために、本実施例のエアダクト装着用吸気活性シートを取り付けない状態で同様のトルク測定を行った。
【００２５】
図４〜７に、上記のトルク測定試験の結果を示した。これらの図中の実線は、本実施例のエアダクト装着用吸気活性シートを装着した場合の結果を示し、吸気活性シートを装着しない場合の試験結果を破線で示した。この結果、上記で用いた測定方法では、低回転数側における測定が安定して行われない傾向があり、又、車種によって効果の出方に相違があるものの、明らかにいずれの車においてもトルクの上昇が認められた。又、吸気活性シートを装着しない場合と比較して、装着直後よりエンジン音が静かになり、アイドリングが安定すること、更には、同様のアクセル操作によって力強い走りとなることが明らかに体感された。
【００２６】
図４は、ＦＲ駆動マニュアル車のトヨタ社製カローラ８６レビンで試験した結果であるが、図に示したように、１６００回転〜６０００回転の広範囲の回転域で、活性シートを装着しない場合に比較して明らかに高いトルクが得られた。図５は、ＦＦ駆動マニュアル車のホンダ社製トルネオについての結果であるが、１６００回転〜７５００回転の広範囲の回転域で、活性シートを装着しない場合に比較して、高いトルクが得られた。
【００２７】
図６は、トヨタ社製アリストツインターボオートマチック車についての結果であるが、３３００〜４７００の回転域で、活性シートを装着しない場合に比較して顕著な効果が認められた。図７は、ホンダ社製オデッセイ２ＷＤオートマチック車の場合の結果であるが、特に、３３００〜５８００の回転域で、活性シートを装着しない場合に比較して顕著な結果が認められた。尚、オートマチック車の場合は、ミッションの構造上、低い回転域での正確な測定はできない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の活用例としては、車等のエンジン（内燃機関）への吸気ダクトの外周に巻き付けて装着するという非常に簡単な操作で、且つ取り付けたことによって吸気系等に不具合を全く生じる恐れがないにもかかわらず、エンジントルクの上昇が図れる、広範な各種の内燃機関に対しての利用が期待されるエアダクト装着用吸気活性シートが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートの概略図である。
【図２】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートの概略断面図である。
【図３】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートの使用状態の一例を示す概略図である。
【図４】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートを評価するためのトルク測定試験の結果を示すグラフである。
【図５】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートを評価するためのトルク測定試験の結果を示すグラフである。
【図６】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートを評価するためのトルク測定試験の結果を示すグラフである。
【図７】本発明のエアダクト装着用吸気活性シートを評価するためのトルク測定試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１：セラミック粉体からなる層
２：アルミニウム製シート
３：テープ状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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