(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置の外側に配設されたカバーと、
前記カバーの内周面に固定された吸音材と
からなる吸音構造であって、
前記吸音材は、アルミナ繊維からなるマットであり、
前記吸音材の表面と、前記排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられており、
前記吸音材の表面には凹部が形成されており、
前記凹部は、ニードルパンチ痕からなり、
前記ニードルパンチ痕は、曲線状であることを特徴とする吸音構造。
【請求項２】
前記吸音材は、さらに無機粒子を含む請求項１に記載の吸音構造。
【請求項３】
前記ニードルパンチ痕の密度は、１０〜３０個／ｃｍ２である請求項１又は２に記載の吸音構造。
【請求項４】
前記吸音材の厚さは、前記排ガス浄化装置の外周面から前記カバーの内周面までの距離の２０〜６０％である請求項１〜３のいずれかに記載の吸音構造。
【請求項５】
前記吸音材の厚さは、３〜１５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の吸音構造。
【請求項６】
前記吸音材は、無機接着剤により前記カバーの内周面に固定されている請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造。
【請求項７】
前記吸音材の一部が前記無機接着剤により前記カバーの内周面の一部においてのみ固定されている請求項６に記載の吸音構造。
【請求項８】
前記無機接着剤は、アルミナゾル又はシリカゾルである請求項６又は７に記載の吸音構造。
【請求項９】
前記吸音材には固定領域と前記固定領域以外の非固定領域とがあり、前記吸音材は前記固定領域において固定部材を介して前記カバーの内周面に固定されている請求項１〜８のいずれかに記載の吸音構造。
【請求項１０】
前記非固定領域における吸音材の嵩密度は、前記固定領域における吸音材の嵩密度よりも低い請求項９に記載の吸音構造。
【請求項１１】
前記固定部材は、リベット、ステープル、かしめ、スタッドピン及びハトメからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項９又は１０に記載の吸音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有される一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を、無害な二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）及び窒素（Ｎ２）に変換する触媒コンバータ（排ガス浄化装置）が開発され、実用化されている。
【０００３】
このような触媒コンバータ（排ガス浄化装置）として、特許文献１には、触媒担体（排ガス処理体）と、触媒担体（排ガス処理体）を収容するケーシングと、該触媒担体（排ガス処理体）と該ケーシングとの間隙に装着される触媒担体保持部材からなる触媒コンバータ（排ガス浄化装置）が開示されている。
一般的に、排ガス処理体は、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなり、ハニカム形状である。さらに排ガス処理体には、触媒として白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属や、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属や、バリウム等のアルカリ土類金属や、酸化セリウム等の金属酸化物等が担持されている。
内燃機関から排出された排ガスは排ガス浄化装置内の排ガス処理体を通過することになるが、この際、排ガス処理体に担持された触媒により有害物質は無害な物質に変換されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６６３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気系の発生騒音は、排気系吐出音と排気系表面放射音（輻射音）に大別される。排気系表面放射音はさらに透過音と振動放射音とに分類することができる。
排ガスが排ガス浄化装置を通過する際にも透過音が発生する。排ガス処理体は、多数の貫通孔を有するので表面積が大きくなっている。そのため、排ガスが表面積の大きい排ガス処理体を通過する際、大きな透過音が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、排ガスが排ガス浄化装置を通過する際に生じる音を吸収するための吸音構造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】
【０００７】
すなわち、本発明の吸音構造は、排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置の外側に配設されたカバーと、上記カバーの内周面に固定された吸音材とからなる吸音構造であって、上記吸音材は、アルミナ繊維からなるマットであり、上記吸音材の表面と、上記排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の吸音構造では、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられている。
そのため、排ガス浄化装置から発生した音は、空間の空気を通じて吸音材の表面に到達することになる。このような空間が設けられている場合には、吸音材の表面と排ガス浄化装置の外周面とが直接接しているよりも振動が伝わりにくい。従って、本発明の吸音構造では、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
さらに、このような空間が設けられていることにより、排ガス浄化装置の熱は吸音材に伝わりにくくなる。そのため、吸音材が熱により劣化しにくくなり、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
加えて、排ガス浄化装置から放出された熱は、空間にある空気により伝わりにくくなっているので、排ガス浄化装置の保温性が向上する。
【０００９】
本発明の吸音構造では、吸音材はアルミナ繊維からなるマットである。
アルミナ繊維は熱に強い繊維であるので、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わったとしても吸音材は劣化しにくい。そのため、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
また、高温度域まで安定した吸音特性を得ることができる。
【００１０】
本発明の吸音構造では、上記吸音材は、さらに無機粒子を含むことが望ましい。
吸音材が無機粒子を含むと、アルミナ繊維同士は、無機粒子を通じて接しやすくなる。そのため、吸音材の機械的強度が向上する。
【００１１】
本発明の吸音構造では、上記吸音材の表面には凹部が形成されていることが望ましい。
吸音材の表面に凹部が形成されていると、吸音材の表面積を大きくすることができる。そのため、音は吸音材に吸収されやすくなる。その結果、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制しやすくなる。
【００１２】
本発明の吸音構造では、上記凹部は、ニードルパンチ痕からなっていてもよい。
本明細書において、「ニードルパンチ痕」とは、吸収材の表面にニードルパンチングをすることにより形成される凹部を意味する。
吸音材の表面の凹部は、ニードルパンチングにより容易に形成することができる。また、ニードルパンチングによりアルミナ繊維を互いに交絡させることができ、吸音材の機械的強度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の吸音構造では、上記ニードルパンチ痕は、曲線状であることが望ましい。
ニードルパンチ痕が曲線状であると、ニードルパンチ痕が直線状である場合と比較して、吸音材内部のニードルパンチ痕が長くなる。そのため、吸音材の表面積を大きくすることができる。従って、音は、より吸音材に吸収されやすくなり、その結果、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制しやすくなる。
なお、「ニードルパンチ痕が曲線状である」とは、一つのニードルパンチ痕に着目し、その一つのニードルパンチ痕の吸音材内部の形状が曲線状であることを意味する。
【００１４】
本発明の吸音構造では、上記ニードルパンチ痕の密度は、１０〜３０個／ｃｍ２であることが望ましい。
ニードルパンチ痕の密度が１０個／ｃｍ２未満であると、吸音材の表面積を充分に大きくしにくい。その結果、充分に音を吸収しにくくなる。
ニードルパンチ痕の密度が３０個／ｃｍ２を超えると、凹部を形成することによる音を吸収する効果が上限に近づき経済的でない。
また、ニードルパンチングの行い過ぎにより、吸収材の機械的強度が低下しやすくなる。
【００１５】
本発明の吸音構造では、上記凹部は、溝状のスリット部からなっていてもよい。
本明細書において「溝状のスリット部」とは、吸音材の表面を所定の深さで切断することにより形成される凹部を意味する。
吸音材の表面の凹部は、吸音材の表面を切断することにより容易に形成することができる。
【００１６】
本発明の吸音構造では、上記溝状のスリット部の深さは、上記吸音材の厚さの２０〜８０％であることが望ましい。
溝状のスリット部の深さが、吸音材の厚さの２０％未満であると、吸音材の表面積を充分に大きくしにくい。その結果、充分に音を吸収しにくくなる。
溝状のスリット部の深さが、吸音材の厚さの８０％を超えると、溝状のスリット部が深すぎるので、吸音材が溝状のスリット部で裂けやすくなる。
【００１７】
本発明の吸音構造では、上記溝状のスリット部の切断面には無機粒子が付着していることが望ましい。
溝状のスリット部の切断面に無機粒子が付着していると、溝状のスリット部の切断面を固くすることができ、機械的強度を向上させることができる。その結果、吸音材が溝状のスリット部で裂けることを抑制することができる。
【００１８】
本発明の吸音構造では、上記吸音材の厚さは、上記排ガス浄化装置の外周面から上記カバーの内周面までの距離の２０〜６０％であることが望ましい。
吸音材の厚さが、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の２０％未満であると、吸音材が薄すぎるので排ガス浄化装置から発生する音を吸収しにくくなる。
吸音材の厚さが、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の６０％を超えると、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間の空間が狭くなる。
その結果、排ガス浄化装置からの音が吸音材に伝わりやすくなり、排ガス浄化装置からの音を吸収しにくくなる。
さらに、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わりやすくなり、吸音材が劣化しやすくなる。
【００１９】
本発明の吸音構造では、上記吸音材の厚さは、３〜１５ｍｍであることが望ましい。
吸音材の厚さが、３ｍｍ未満であると、吸音材が薄すぎるので排ガス浄化装置から発生する音を吸収しにくくなる。
吸音材の厚さが、１５ｍｍを超えると、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間の空間が狭くなる。
その結果、排ガス浄化装置からの音が吸音材に伝わりやすくなり、排ガス浄化装置からの音を吸収しにくくなる。
さらに、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わりやすくなり、吸音材が劣化しやすくなる。
【００２０】
本発明の吸音構造では、上記吸音材は、無機接着剤により上記カバーの内周面に固定されていてもよい。
無機接着剤を用いることにより、容易に吸音材をカバーの内周面に固定することができる。
【００２１】
本発明の吸音構造では、上記吸音材の一部が上記無機接着剤により上記カバーの内周面の一部においてのみ固定されていることが望ましい。
吸音材が無機接着剤によりカバーの内周面の全ての部分で固定されていると、カバーの内周面に接している吸音材の部分において振動を逃がしにくくなる。そのため、吸音材に伝わった音がカバーを通って外部に漏れやすくなる。
しかし、吸音材の一部が無機接着剤によりカバーの内周面の一部においてのみ固定されていると、無機接着剤で固定されていない吸音材の部分では、振動を逃がすことができる。そのため、吸音材に伝わった音を吸収しやすくなる。
【００２２】
本発明の吸音構造では、上記無機接着剤は、アルミナゾル又はシリカゾルであることが望ましい。
これら無機接着剤は耐熱性に優れるので、排ガス浄化装置から熱を受けたとしても、劣化しにくい。
【００２３】
本発明の吸音構造では、上記吸音材には固定領域と上記固定領域以外の非固定領域とがあり、上記吸音材は上記固定領域において固定部材を介して上記カバーの内周面に固定されていてもよい。
固定部材を用いることにより、容易に吸音材をカバーの内周面に固定することができる。
【００２４】
本発明の吸音構造では、上記非固定領域における吸音材の嵩密度は、上記固定領域における吸音材の嵩密度よりも低いことが望ましい。
アルミナ繊維からなるマットにおいて嵩密度が高い場合には、音を反射しやすくなり音を吸収しにくくなる。
非固定領域における吸音材の嵩密度が、固定領域における吸音材の嵩密度よりも低い場合には、非固定領域で音を効率よく吸収することができる。
【００２５】
本発明の吸音構造では、上記固定部材は、リベット、ステープル、かしめ、スタッドピン及びハトメからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）は、本発明の吸音構造に含まれる排ガス浄化装置の長手方向に平行な方向の断面の一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の吸音構造の長手方向に平行な方向の断面の一例を模式的に示す断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、ニードルパンチ痕からなる凹部が表面に形成された吸音材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、ニードルパンチ痕が直線状である吸音材の一例を模式的に示す吸音材の断面図である。図４（ｂ）は、ニードルパンチ痕が曲線状である吸音材の一例を模式的に示す吸音材の断面図である。
【図５】図５は、溝状のスリット部からなる凹部が表面に形成された吸音材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の吸音構造を構成する吸音材が、固定部材であるリベットによりカバーの内周面に固定されている状態の一例を、吸音材の表面側から拡大して模式的に示す模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の吸音構造を構成する吸音材が、固定部材であるステープルによりカバーの内周面に固定されている状態の一例を、吸音材の表面側から拡大して模式的に示す模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の吸音構造を構成するカバーを組み立てるためのカバー用部材の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す複数のカバー用部材が組み立てられ、本発明の吸音構造を構成するカバーとなった状態の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９は、無機接着剤により吸音材をカバー用部材の内周面に固定する工程の一例を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、固定部材であるリベットにより吸音材をカバー用部材の内周面に固定する工程の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、吸音材が固定されたカバー用部材を排ガス浄化装置の外側に配設して吸音構造を組み立てる工程の一例を模式的に示す図である。
【００２７】
（発明の詳細な説明）
以下、詳述する。
【００２８】
本発明の吸音構造は、排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置の外側に配設されたカバーと、上記カバーの内周面に固定された吸音材とからなる吸音構造であって、上記吸音材は、アルミナ繊維からなるマットであり、上記吸音材の表面と、上記排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられている。
【００２９】
まず、本発明の吸音構造を構成する排ガス浄化装置の一例について説明する。
通常、排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、排ガス処理体及び金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備えている。
排ガス処理体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシングの端部には、内燃機関から排出された排ガスを導入する排気管と排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排気管とが接続されることになる。
【００３０】
上記排ガス浄化装置に含まれる排ガス処理体の一例について説明する。
排ガス処理体の形状は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム状の形状であってもよい。
また、排ガス処理体は、炭化ケイ素や窒化ケイ素などの非酸化多孔質セラミックから形成されていてもよく、サイアロン、アルミナ、コーデェライト、ムライト等の酸化多孔質セラミックから形成されていてもよい。これらの中では、耐熱性及び耐久性の観点から炭化ケイ素であることが望ましい。
【００３１】
また、排ガス処理体は、モノリス状であってもよく、複数のユニットが接着材層を介して結束されてなる集合型であってもよい。
【００３２】
排ガス処理体の形状は、例えば、円柱形、楕円柱形状、角柱形状等の任意の形状であってもよい。
【００３３】
通常、排ガス処理体には、排ガスを浄化するための触媒が担持されている。排ガス処理体に担持される触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属、又は、酸化セリウム等の金属酸化物等があげられる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
内燃機関から排出された排ガスが、排ガス浄化装置の内部の排ガス処理体に到達すると、排ガスは、排ガス処理体の排ガス流入側の端面に開口した貫通孔に流入することになる。さらに、排ガスは、隔壁に担持された触媒に接触しながら貫通孔の中を通過する。この際、排ガス中のＣＯやＨＣ、ＮＯＸ等の有害なガス成分が隔壁に担持された触媒により浄化される。そして、排ガスは、排ガス処理体の排ガス流出側の端面に開口した貫通孔から流出する。
【００３４】
上記排ガス浄化装置に含まれる保持シール材の一例について説明する。
保持シール材は、無機繊維からなるマットであることが望ましい。
また、特に限定されないが、無機繊維は、アルミナ繊維や、シリカ繊維や、ガラス繊維や、生体溶解性繊維等からなることが望ましい。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維及びガラス繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、保持シール材が高温になった場合であっても、変質等が発生することはなく、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
【００３５】
上記排ガス浄化装置に含まれる金属ケーシングの一例について説明する。
金属ケーシングの形状としては、内径が、排ガス処理体に保持シール材が巻き付けられた巻付体の直径よりも短く、円筒状であることが望ましい。このような形状であると、巻付体を金属ケーシングに配設した際に、巻付体をしっかりと固定することができる。
また、金属ケーシングは、両端部の内径が中央部の内径よりも小さい円筒状であってもよいし、内径が一定である円筒状であってもよい。
金属ケーシングは、特に限定されないが、耐熱性が高いステンレス等の金属からなることが望ましい。
【００３６】
次に、排ガスが、本発明の吸音構造を構成する排ガス浄化装置を通過する場合の一例について説明する。
図１（ａ）は、本発明の吸音構造に含まれる排ガス浄化装置の長手方向に平行な方向の断面の一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１０は、金属ケーシング１１と、金属ケーシング１１に収容された排ガス処理体１２と、排ガス処理体１２及び金属ケーシング１１の間に配設された保持シール材１３とを備えている。
排ガス処理体１２は、多数の貫通孔１５が隔壁１６を隔てて長手方向に並設された円柱状であり、隔壁１６には触媒１７が担持されている。
内燃機関から排出された排ガス（図１（ａ）中、排ガスをＧで示し、流れを矢印で示す）が、排ガス浄化装置１０の内部の排ガス処理体１２に到達すると、排ガスは、排ガス処理体１２の排ガス流入側の端面に開口した貫通孔１５に流入する。さらに、排ガスは、隔壁１６に担持された触媒１７に接触しながら貫通孔１５の中を通過する。この際、排ガス中のＣＯやＨＣ、ＮＯＸ等の有害なガス成分が隔壁１６に担持された触媒１７により浄化される。そして、排ガスは、排ガス処理体１２の排ガス流出側の端面に開口した貫通孔１５から流出する。
排ガス処理体１２は、多数の貫通孔１５を有するので、排ガスが接触する部分の表面積が大きくなる。そのため、排ガスが排ガス処理体１２を通過する際、大きな透過音が発生する。
【００３７】
なお、上記排ガス浄化装置に含まれる排ガス処理体の一例として、貫通孔を有し、触媒が担持された触媒担体として機能する排ガス処理体を説明したが、上記排ガス浄化装置に含まれる排ガス処理体は、各々の貫通孔におけるいずれか一方の端面が封止材によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）として機能する排ガス処理体であってもよい。
ハニカムフィルタを用いることにより、排ガスに含まれるスス等のパティキュレートを捕集することができる。
【００３８】
次に、本発明の吸音構造の一例について説明する。
上記の通り、本発明の吸音構造は、排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置の外側に配設されたカバーと、上記カバーの内周面に固定された吸音材とからなる吸音構造であって、上記吸音材は、アルミナ繊維からなるマットであり、上記吸音材の表面と、上記排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられている。
【００３９】
本発明の吸音構造では、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられている。そのため、排ガス浄化装置から発生した音は、空間の空気を通じて吸音材の表面に到達することになる。このような空間が設けられている場合には、吸音材の表面と排ガス浄化装置の外周面とが直接接しているよりも振動が伝わりにくい。従って、本発明の吸音構造では、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
さらに、このような空間が設けられていることにより、排ガス浄化装置の熱は吸音材に伝わりにくくなる。そのため、吸音材が熱により劣化しにくくなり、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
加えて、排ガス浄化装置から放出された熱は、空間にある空気により伝わりにくくなっているので、排ガス浄化装置の保温性が向上する。
【００４０】
本発明の吸音構造では、空間の幅は特に限定されないが、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の４０〜８０％であることが望ましい。
空間の幅が、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の４０％未満であると、空間が狭すぎるので、排ガス浄化装置からの音が吸音材に伝わりやすくなり、排ガス浄化装置からの音を吸収しにくくなる。さらに、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わりやすくなり、吸音材が劣化しやすくなる。
空間の幅が、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の８０％を超えると、吸音材が薄くなりすぎ、排ガス浄化装置から発生する音を吸収しにくくなる。
【００４１】
なお、本発明の吸音構造では、空間の幅は、２〜７５ｍｍであることが望ましく、３〜２０ｍｍであることがより望ましい。
【００４２】
本発明の吸音構造では、吸音材はアルミナ繊維からなるマットである。
アルミナ繊維は熱に強い繊維であるので、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わったとしても吸音材は劣化しにくい。そのため、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
また、高温度域まで安定した吸音特性を得ることができる。
【００４３】
なお、アルミナ繊維としては、アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維であることが望ましく、その組成比が重量比でＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。
【００４４】
このような吸音構造を図面を用いてさらに詳しく説明する。
図２（ａ）は、本発明の吸音構造の長手方向に平行な方向の断面の一例を模式的に示す断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、吸音構造１は、排ガス浄化装置１０と、排ガス浄化装置１０の外側に配設されたカバー２０と、カバー２０の内周面２１に固定された吸音材３０とからなる吸音構造であって、吸音材３０は、アルミナ繊維からなるマットであり、吸音材３０の表面３１と、排ガス浄化装置１０の外周面１９との間には空間４０が設けられている。また、排ガス浄化装置１０には、排気管７１が接続されている。
なお、排ガス浄化装置１０の内部構造は既に説明した通りである。
【００４５】
次に、本発明の吸音構造を構成する吸音材について説明する。
本発明の吸音構造では、上記吸音材の厚さは、上記排ガス浄化装置の外周面から上記カバーの内周面までの距離の２０〜６０％であることが望ましく、３０〜５０％であることがより望ましく、３５〜４５％であることがさらに望ましい。
吸音材の厚さが、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の２０％未満であると、吸音材が薄すぎるので排ガス浄化装置から発生する音を吸収しにくくなる。
吸音材の厚さが、排ガス浄化装置の外周面からカバーの内周面までの距離の６０％を超えると、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間の空間が狭くなる。その結果、排ガス浄化装置からの音が吸音材に伝わりやすくなり、排ガス浄化装置からの音を吸収しにくくなる。さらに、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わりやすくなり、吸音材が劣化しやすくなる。
【００４６】
本発明の吸音構造では、吸音材の厚さは、３〜１５ｍｍであることが望ましく、６〜１２ｍｍであることがより望ましい。
吸音材の厚さが、３ｍｍ未満であると、吸音材が薄すぎるので排ガス浄化装置から発生する音を吸収しにくくなる。
吸音材の厚さが、１５ｍｍを超えると、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間の空間が狭くなる。
その結果、排ガス浄化装置からの音が吸音材に伝わりやすくなり、排ガス浄化装置からの音を吸収しにくくなる。
さらに、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わりやすくなり、吸音材が劣化しやすくなる。
【００４７】
本発明の吸音構造では、上記吸音材は、さらに無機粒子を含むことが望ましい。
吸音材が無機粒子を含むと、アルミナ繊維同士は、無機粒子を通じて接しやすくなる。そのため、吸音材の機械的強度が向上する。
【００４８】
吸音材が無機粒子を含む場合、その含有量は、吸音材の重量に対し０．５〜３．０重量％であることが望ましい。
無機粒子としては、特に限定されないが、アルミナゾルやシリカゾル等に由来する無機粒子であることが望ましい。
【００４９】
上記吸音材は、さらに、有機バインダを含んでいてもよい。
有機バインダとしては、特に限定されないが、アクリル系樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等があげられる。
【００５０】
本発明の吸音構造では、上記吸音材の表面には凹部が形成されていることが望ましい。
吸音材の表面に凹部が形成されていると、吸音材の表面積を大きくすることができる。そのため、音は吸音材に吸収されやすくなる。その結果、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制しやすくなる。
【００５１】
このような凹部は、ニードルパンチ痕からなっていてもよい。
吸音材の表面の凹部は、ニードルパンチングにより容易に形成することができる。また、ニードルパンチングによりアルミナ繊維を互いに交絡させることができ、吸音材の機械的強度を向上させることができる。
【００５２】
ニードルパンチ痕の形状は、特に限定されず、直線状であってもよく、曲線状であってもよいが、ニードルパンチ痕は、曲線状であることが望ましい。ニードルパンチ痕が曲線状であると、ニードルパンチ痕が直線状である場合と比較して、吸音材内部のニードルパンチ痕が長くなる。そのため、吸音材の表面積を大きくすることができる。従って、音は、より吸音材に吸収されやすくなり、その結果、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制しやすくなる。
なお、本発明の吸音構造では、吸音材に、直線状のニードルパンチ痕と曲線状のニードルパンチ痕とが混在していてもよく、どちらか一方のみが形成されていてもよい。
また、ニードルパンチ痕が曲線状である場合、ニードルパンチ痕は、一様に同じように湾曲した形状であってもよく、それぞれが異なるように湾曲した形状であってもよい。
また、ニードルパンチ痕が直線状である場合、ニードルパンチ痕は、吸音材の主面に対し垂直に形成されていてもよく、斜めに形成されていてもよい。
【００５３】
本発明の吸音構造では、上記ニードルパンチ痕の密度は、１０〜３０個／ｃｍ２であることが望ましく、１５〜２５個／ｃｍ２であることが望ましい。
ニードルパンチ痕の密度が１０個／ｃｍ２未満であると、吸音材の表面積を充分に大きくしにくい。その結果、充分に音を吸収しにくくなる。
ニードルパンチ痕の密度が３０個／ｃｍ２を超えると、凹部を形成することによる音を吸収する効果が上限に近づき経済的でない。
また、ニードルパンチングの行い過ぎにより、吸収材の機械的強度が低下しやすくなる。
なお、ニードルパンチ痕は、吸音材の一部に集中して形成されていてもよく、均等に分散して形成されていてもよい。
【００５４】
凹部がニードルパンチ痕からなる吸音材について図面を用いて説明する。
図３は、ニードルパンチ痕からなる凹部が表面に形成された吸音材の一例を模式的に示す斜視図である。
なお、図３は、吸音構造１に配設される前の状態の吸音材３０を示している。
図３に示すように、吸音材３０の表面３１には、ニードルパンチ痕３５からなる凹部が形成されていてもよい。
図３中、吸音材３０の表面３１は、排ガス浄化装置１０の外周面１９と対面することになる吸音材３０の主面である。
【００５５】
次に、ニードルパンチ痕の形状について説明する。
図４（ａ）は、ニードルパンチ痕が直線状である吸音材の一例を模式的に示す吸音材の断面図である。図４（ｂ）は、ニードルパンチ痕が曲線状である吸音材の一例を模式的に示す吸音材の断面図である。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）は、吸音構造１に配設される前の状態の吸音材を示している。
図４（ａ）では、吸音材３０ａに、直線状のニードルパンチ痕３５ａが形成されている。
また、図４（ｂ）では、吸音材３０ｂに、曲線状のニードルパンチ痕３５ｂが形成されている。
本発明の吸音構造では、ニードルパンチ痕の形状は、図４（ａ）に示すように直線状であってもよく、図４（ｂ）に示すように曲線状であってもよい。
【００５６】
また、本発明の吸音構造において、吸音材の表面に凹部が形成されている場合、上記凹部は、溝状のスリット部からなっていてもよい。
吸音材の表面の凹部は、吸音材の表面を切断することにより容易に形成することができる。
【００５７】
本発明の吸音構造では、溝状のスリット部の間隔は、３〜３０ｍｍであることが望ましい。
溝状のスリット部の間隔が、３ｍｍ未満であると、溝状のスリット部を形成しすぎることになり、吸音材の強度が低下する。
溝状のスリット部の間隔が、３０ｍｍを超えると、溝状のスリット部の間隔が空きすぎることになり、吸音材の表面積を充分に大きくしにくい。その結果、充分に音を吸収しにくくなる。
【００５８】
本発明の吸音構造では、上記溝状のスリット部の深さは、上記吸音材の厚さの２０〜８０％であることが望ましく、２０〜６０％であることがより望ましく、３０〜５０％であることがさらに望ましい。
溝状のスリット部の深さが、吸音材の厚さの２０％未満であると、吸音材の表面積を充分に大きくしにくい。その結果、充分に音を吸収しにくくなる。
溝状のスリット部の深さが、吸音材の厚さの８０％を超えると、溝状のスリット部が深すぎるので、吸音材が溝状のスリット部で裂けやすくなる。
【００５９】
本発明の吸音構造では、上記溝状のスリット部の切断面には無機粒子が付着していることが望ましい。
溝状のスリット部の切断面に無機粒子が付着していると、溝状のスリット部の切断面を固くすることができ、機械的強度を向上させることができる。その結果、吸音材が溝状のスリット部で裂けることを抑制することができる。
無機粒子としては、特に限定されないが、アルミナゾルやシリカゾル等に由来する無機粒子であることが望ましい。
【００６０】
凹部が溝状のスリット部からなる吸音材について図面を用いて説明する。
図５は、溝状のスリット部からなる凹部が表面に形成された吸音材の一例を模式的に示す斜視図である。
なお、図５は、吸音構造１に配設される前の状態の吸音材３０を示している。
図５に示すように、吸音材３０の表面３１には、溝状のスリット部３６からなる凹部が形成されていてもよい。
図５中、吸音材３０の表面３１は、排ガス浄化装置１０の外周面１９と対面することになる吸音材３０の主面である。
また、図５中、Ｔは吸音材３０の厚さを示し、Ｄは溝状のスリット部３６の深さを示す。
吸音材３０では、溝状のスリット部３６の深さＤは、吸音材３０の厚さＴの２０〜８０％であることが望ましい。
【００６１】
次に、本発明の吸音構造を構成するカバーについて説明する。
本発明の吸音構造を構成するカバーは、排ガス浄化装置の外側に配設されていればどのような形状であってもよいが、排ガス浄化装置全体を覆うように配設されていることが望ましい。
また、カバーの形状は、特に限定されず、周囲に配設される他の機械・装置の形状等に合わせ、一部が凹んだ形状であってもよく、一部が突出した形状であってもよい。
本発明の吸音構造を構成するカバーは、特に限定されないが、ステンレス等の金属からなることが望ましい。
カバーは吸音材を配置するために用いられるが、走行風を遮断する機能も有する。
【００６２】
次に、本発明の吸音構造における、カバーの内周面への吸音材の固定方法を説明する。
本発明の吸音構造では、上記吸音材は、無機接着剤により上記カバーの内周面に固定されていてもよい。
無機接着剤を用いることにより、容易に吸音材をカバーの内周面に固定することができる。
無機接着剤としては、特に限定されないが、アルミナゾル又はシリカゾルであることが望ましい。
これら無機接着剤は耐熱性に優れるので、排ガス浄化装置から熱を受けたとしても、劣化しにくい。
【００６３】
また、吸音材が無機接着剤によりカバーの内周面に固定される場合には、上記吸音材の一部が上記無機接着剤により上記カバーの内周面の一部においてのみ固定されていることが望ましい。
吸音材が無機接着剤によりカバーの内周面の全ての部分で固定されていると、カバーの内周面に接している吸音材の部分において振動を逃がしにくくなる。そのため、吸音材に伝わった音がカバーを通って外部に漏れやすくなる。
しかし、吸音材の一部が無機接着剤によりカバーの内周面の一部においてのみ固定されていると、無機接着剤で固定されていない吸音材の部分では、振動を逃がすことができる。そのため、吸音材に伝わった音を吸収しやすくなる。
【００６４】
この場合、吸音材の裏面の面積の５〜２０％の部分が、無機接着剤によりカバーの内周面に固定されることが望ましい。
なお、吸音材の裏面とは、カバーの内周面に接触する側の吸音材の主面を意味する。
カバーの内周面に固定される吸音材の一部の面積が、吸音材の裏面の面積の５％未満であると、固定される面積が小さすぎ、吸音材がカバーから剥がれやすくなる。
カバーの内周面に固定される吸音材の一部の面積が、吸音材の裏面の面積の２０％を超えると、固定される面積が大きすぎ、吸音材が振動を逃がしにくくなる。そのため、吸音材に伝わった音がカバーを通って外部に漏れやすくなる。
【００６５】
本発明の吸音構造では、上記吸音材には固定領域と上記固定領域以外の非固定領域とがあり、上記吸音材は上記固定領域において固定部材を介して上記カバーの内周面に固定されていてもよい。
固定部材を用いることにより、容易に吸音材をカバーの内周面に固定することができる。
なお、固定領域とは、吸音材の表面において吸音材が固定部材に接触する部分を仮想面とし、その仮想面を吸音材の厚さ方向に吸音材の裏面まで移動させた際に、その仮想面が通る吸音材の部分を意味する。
【００６６】
固定部材としては、特に限定されないが、リベット、ステープル、かしめ、スタッドピン及びハトメからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【００６７】
また、固定部材により吸音材をカバーの内周面に固定する場合、上記非固定領域における吸音材の嵩密度は、上記固定領域における吸音材の嵩密度よりも低いことが望ましい。
アルミナ繊維からなるマットにおいて嵩密度が高い場合には、音を反射しやすくなり音を吸収しにくくなる。
非固定領域における吸音材の嵩密度が、固定領域における吸音材の嵩密度よりも低い場合には、非固定領域で音を効率よく吸収することができる。
【００６８】
特に、非固定領域における吸音材の嵩密度は、０．１〜０．１８ｇ／ｃｍ３であることが望ましく、０．１３〜０．１８ｇ／ｃｍ３であることがより望ましい。
また、固定領域における吸音材の嵩密度は、０．１８〜０．４ｇ／ｃｍ３であることが望ましく、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ３であることがより望ましい。
【００６９】
吸音材が、固定部材であるリベットでカバーの内周面に固定される場合について説明する。
本発明の吸音構造では、固定部材がリベットである場合、リベットの軸部が吸音材及びカバーを貫通し、貫通した部分でリベットの軸部がかしめられることになる。吸音材は、リベットの軸部のかしめられた部分と、リベットの頭部とによりカバーの内周面に固定されることになる。
この場合、吸音材の表面において吸音材がリベットの頭部に接触する部分を仮想面とし、その仮想面を吸音材の厚さ方向に吸音材の裏面まで移動させた際に、その仮想面が通る吸音材の部分が固定領域である。また、固定領域以外の吸音材の領域が非固定領域である。
【００７０】
この状態を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図６（ａ）は、本発明の吸音構造を構成する吸音材が、固定部材であるリベットによりカバーの内周面に固定されている状態の一例を、吸音材の表面側から拡大して模式的に示す模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の吸音構造では、吸音材３０が、固定部材であるリベット５０を介してカバー２０の内周面２１に固定されていてもよい。
このような吸音構造では、リベット５０の軸部５１が吸音材３０及びカバー２０を貫通し、貫通した部分でリベット５０の軸部５１がかしめられている。吸音材３０は、リベット５０の軸部５１のかしめられた部分と、リベット５０の頭部５２とによりカバー２０の内周面２１に固定されている。
図６（ｂ）に示すように、吸音材３０の表面３１において吸音材３０がリベット５０の頭部５２に接触する部分を仮想面とし、その仮想面を吸音材の厚さ方向に吸音材３０の裏面まで移動させた際に、その仮想面が通る吸音材３０の部分が固定領域３７である。また、固定領域３７以外の吸音材３０の領域が非固定領域３８である。
【００７１】
吸音材が、固定部材であるステープルでカバーの内周面に固定される場合について説明する。
本発明の吸音構造では、固定部材がステープルである場合、ステープルの脚部が吸音材及びカバーを貫通し、貫通した部分でステープルの脚部が折れ曲がることになる。吸音材は、ステープルの脚部の折れ曲がった部分と、ステープルの頂部とによりカバーの内周面に固定されることになる。
吸音材の表面において吸音材がステープルの頂部に接触する部分を仮想面とし、その仮想面を吸音材の厚さ方向に吸音材の裏面まで移動させた際に、その仮想面が通る吸音材の部分が固定領域である。また、固定領域以外の吸音材の領域が非固定領域である。
【００７２】
この状態を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図７（ａ）は、本発明の吸音構造を構成する吸音材が、固定部材であるステープルによりカバーの内周面に固定されている状態の一例を、吸音材の表面側から拡大して模式的に示す模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の吸音構造では、吸音材３０が、固定部材であるステープル６０を介してカバー２０の内周面２１に固定されていてもよい。
すなわち、このような吸音構造では、ステープル６０の脚部６１が吸音材３０及びカバー２０を貫通し、貫通した部分でステープル６０の脚部６１が折れ曲がっている。そして、吸音材３０は、ステープル６０の脚部６１の折れ曲がった部分と、ステープル６０の頂部６２とによりカバー２０の内周面２１に固定されている。
図７（ｂ）に示すように、吸音材３０の表面３１において吸音材３０がステープル６０の頂部６２に接触する部分を仮想面とし、その仮想面を吸音材の厚さ方向に吸音材３０の裏面まで移動させた際に、その仮想面が通る吸音材３０の部分が固定領域３７である。また、固定領域３７以外の吸音材３０の領域が非固定領域３８である。
【００７３】
なお、本発明の吸音構造では、吸音材は、無機接着剤及び固定部材の両方によりカバーの内周面に固定されていてもよい。
【００７４】
次に、本発明の吸音構造の製造方法の一例について説明する。
本発明の吸音材の製造方法は、排ガス浄化装置を準備する排ガス浄化装置準備工程と、吸音材を準備する吸音材準備工程と、カバー用部材を準備するカバー用部材準備工程と、吸音材をカバー用部材の内周面に固定する吸音材固定工程と、吸音材が固定されたカバー用部材を排ガス浄化装置の外側に配設して組み立てることにより吸音構造を製造する組立工程とを含んでいてもよい。以下、各工程について説明する。
【００７５】
＜排ガス浄化装置準備工程＞
本工程では、金属ケーシングと、金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、排ガス処理体及び金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置を準備する。
金属ケーシング、排ガス処理体及び保持シール材の製造方法は、従来の方法を採用することができ、排ガス浄化装置の組立方法も従来の方法を採用することができる。
【００７６】
＜吸音材準備工程＞
本工程では、アルミナ繊維からなるマットを準備する。マットを準備する方法は特に限定されない。以下に、抄造法によるマットを準備する方法を説明する。以下に説明する抄造法は、混合液調製ステップと、脱水ステップと、加熱加圧ステップとを含む。
（混合液調製ステップ）
まず、アルミナ繊維と、無機バインダと、水とを混合し、攪拌機で撹拌することにより混合液を調製する。この際、必要に応じて無機粒子や、有機バインダも混合してもよい
（脱水ステップ）
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込んだ後に、混合液中の水を、メッシュを介して脱水することにより原料シートを作製する。
（加熱加圧ステップ）
次に、原料シートを加熱加圧し、マットを作製する。また、加熱加圧の際、熱風を原料シートに通気させて乾燥する熱処理をしてもよく、熱処理をせずに湿潤状態としてもよい。
【００７７】
以上のステップを経てアルミナ繊維からなるマット、すなわち吸音材を準備することができる。
【００７８】
また、本工程では、アルミナ繊維からなる素地マットを準備し、必要に応じて有機バインダや無機粒子等を含浸させることにより吸音材としてもよい。
【００７９】
なお、準備した吸音材の表面に凹部を形成してもよい。
【００８０】
凹部としてニードルパンチ痕を形成する場合には、通常のニードルパンチング処理方法を採用することができる。
なお、ニードルパンチング処理は、吸音材を搬送させながら行うことが望ましい。
このようにニードルパンチング処理を行うことにより、曲線状のニードルパンチ痕を形成することができる。
【００８１】
凹部として溝状のスリット部を形成する場合には、カッター等の切断器具・装置を用いて吸音材の表面を所定の深さで切断する方法を採用することができる。
【００８２】
＜カバー用部材準備工程＞
本工程では、カバー用部材を準備する。
カバー用部材とは、複数の部材からなり各部材を組み立てると、排ガス浄化装置を覆うカバーとすることができる部材、又は、単独で排ガス浄化装置を覆うことができる部材を意味する。
複数の部材からなり各部材を組み立てると、排ガス浄化装置を覆うカバーとすることができる部材としては、例えば、内部が空洞の円柱を、円柱の中心軸を中心に２等分した形状があげられる。
単独で排ガス浄化装置を覆うことができる部材としては、例えば、筒状の部材があげられる。
【００８３】
以下に、カバー用部材の一例を図面を用いて詳しく説明する。
図８（ａ）は、本発明の吸音構造を構成するカバーを組み立てるためのカバー用部材の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す複数のカバー用部材が組み立てられ、本発明の吸音構造を構成するカバーとなった状態の一例を模式的に示す斜視図である。
図８（ａ）に示すカバー用部材２５ａ及び２５ｂは、内部が空洞であり底面の中心に円形の穴が開いている円柱を、円柱の中心軸を中心に２等分した形状である。
図８（ｂ）に示すように、カバー用部材２５ａ及び２５ｂを組み立てると、カバー２０となる。
【００８４】
＜吸音材固定工程＞
本工程では、準備した吸音材をカバー用部材の内周面に固定する。カバー用部材の内周面とは、本発明の吸音構造を組み立てた際に、カバーの内周面に位置することになるカバー用部材の部分のことを意味する。
無機接着剤を用いたり、固定部材を用いることで、吸音材を、カバー用部材の内周面に固定することができる。
なお、固定部材を用いて吸音材をカバー用部材の内周面に固定する場合には、カバー用部材にあらかじめ固定部材用の穴を形成してもよい。
また、吸音材の表面に凹部が形成されている場合には、吸音材の凹部が形成されていない側の吸音材の主面がカバー用部材の内周面と接触するように吸音材をカバーの内周面に固定する。
【００８５】
以下に固定部材として、無機接着剤を用いて吸音材をカバー用部材の内周面に固定する場合を説明する。
無機接着剤により吸音材をカバー用部材の内周面に固定する場合は、カバー用部材の内周面に無機接着剤を塗布しその上に吸音材を配設することにより、吸音材を固定することができる。
【００８６】
この工程を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図９は、無機接着剤により吸音材をカバー用部材の内周面に固定する工程の一例を模式的に示す図である。
図９に示すように、無機接着剤２７により吸音材３０をカバー用部材２５の内周面２６に固定する場合は、カバー用部材２５の内周面２６に無機接着剤２７を塗布しその上に吸音材３０を配設することにより、吸音材３０を固定することができる。
【００８７】
以下に、固定部材としてリベットを用いて吸音材をカバー用部材の内周面に固定する場合を説明する。
固定部材であるリベットにより吸音材をカバー用部材の内周面に固定する場合は、まず、カバー用部材にリベット用穴を形成し、リベットの軸部を吸音材及びリベット用穴に貫通させる。その後、リベットの軸部をかしめることにより、吸音材をカバー用部材の内周面に固定することができる。
【００８８】
この工程を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図１０は、固定部材であるリベットにより吸音材をカバー用部材の内周面に固定する工程の一例を模式的に示す図である。
図１０に示すように、固定部材であるリベット５０により吸音材３０をカバー用部材２５の内周面２６に固定する場合は、まず、カバー用部材２５にリベット用穴５５を形成し、リベット５０の軸部５１を吸音材３０及びリベット用穴５５に貫通させる。その後、リベット５０の軸部５１をかしめることにより、吸音材３０をカバー用部材２５の内周面に固定することができる。
【００８９】
＜組立工程＞
本工程では、吸音材が固定されたカバー用部材を排ガス浄化装置の外側に配設して吸音構造を組み立てる。
まず、排ガス浄化装置に排気管を接続し、排ガス浄化装置の位置を固定する。
次に、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間に空間が形成されるように排ガス浄化装置の周囲にカバー用部材を配設し、外部の別の部位を介してカバー用部材を固定する。
外部の別の部位とは、例えば、排ガス浄化装置の周囲に位置する自動車の内部構造（排気管や内壁等）のことを意味する。
カバー用部材が複数の部材からなる場合には、各カバー用部材を溶接して接続してもよく、ボルト及びナット等の固定具を用いて接続してもよい。
【００９０】
以下に、外部の別の部位として排気管を用い、カバー用部材の固定手段として溶接を用いる場合を説明する。
まず、排ガス浄化装置に排気管を接続し、排ガス浄化装置の位置を固定する。
次に、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間に空間が形成されるように排ガス浄化装置の周囲にカバー用部材を配設する。
次に、カバー用部材を排気管に溶接することにより吸音構造を組み立てることができる。
【００９１】
この工程を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、吸音材が固定されたカバー用部材を排ガス浄化装置の外側に配設して吸音構造を組み立てる工程の一例を模式的に示す図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、排ガス浄化装置１０に排気管７１を接続し、排ガス浄化装置１０の位置を固定する。
次に、図１１（ｂ）に示すように、吸音材３０の表面３１と、排ガス浄化装置１０の外周面１９との間に空間が形成されるように排ガス浄化装置１０の周囲にカバー用部材２５ａ及び２５ｂを配設する。
次に、図１１（ｃ）に示すように、カバー用部材２５ａ及び２５ｂを排気管７１に溶接することにより吸音構造１を組み立てることができる。
【００９２】
以上の工程を経て、本発明の吸音構造を製造することができる。
【００９３】
以下、本発明の吸音構造について作用効果を記載する。
（１）本発明の吸音構造では、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間には空間が設けられている。
そのため、排ガス浄化装置から発生した音は、空間の空気を通じて吸音材の表面に到達することになる。このような空間が設けられている場合には、吸音材の表面と排ガス浄化装置の外周面とが直接接しているよりも振動が伝わりにくい。従って、本発明の吸音構造では、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
さらに、このような空間が設けられていることにより、排ガス浄化装置の熱は吸音材に伝わりにくくなる。そのため、吸音材が熱により劣化しにくくなり、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
加えて、排ガス浄化装置から放出された熱は、空間にある空気により伝わりにくくなっているので、排ガス浄化装置の保温性が向上する。
【００９４】
（２）本発明の吸音構造では、吸音材はアルミナ繊維からなるマットである。
アルミナ繊維は熱に強い繊維であるので、排ガス浄化装置からの熱が吸音材に伝わったとしても吸音材は劣化しにくい。そのため、長期間、排ガス浄化装置から発生する音が外部に漏れることを抑制することができる。
また、高温度域まで安定した吸音特性を得ることができる。
【００９５】
（実施例）
以下に実施例を掲げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００９６】
（実施例１）
（１）排ガス浄化装置準備工程
金属ケーシングと、金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、排ガス処理体及び金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備えた排ガス浄化装置を準備した。
排ガス処理体は、炭化ケイ素からなり、その形状は、底面の直径１０１．６ｍｍ、高さが１２７ｍｍの円柱状であった。また、断面の形状が１．２７ｍｍ×１．２７ｍｍの正方形である貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されており、貫通孔の密度は６２個／ｃｍ２であった。
保持シール材は無機繊維からなり、長さ３３２ｍｍ、幅１１７ｍｍ、厚さ７．１ｍｍ、勘合部長さ３５ｍｍ、勘合部幅３９ｍｍの平面視矩形の形状であった。
金属ケーシングは、ステンレスからなり、その形状は、底面の直径が１１２．６ｍｍ、高さが１８７．０ｍｍである円筒状であった。
【００９７】
（２）吸音材準備工程
組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８のシリカ−アルミナ組成を有するアルミナ繊維からなる素地マットを準備した。素地マットは、長さが４０５ｍｍ、幅が、３４０ｍｍ、厚さが７ｍｍの平面視矩形の形状であった。
その後、素地マットに有機バインダであるアクリレート系ラテックス（日本ゼオン株式会社製、製品名：Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８５４Ｅ）を１．０ｗｔ％含浸させた。
【００９８】
（３）カバー用部材準備工程
内部が空洞であり底面の直径が１３９．６ｍｍ、高さが３４３ｍｍ、厚さが１．５ｍｍのステンレスからなる円柱状物であって、底面に直径６０ｍｍの円形の穴が形成されている円柱状物を、円柱状物の中心軸を中心に２等分したカバー用部材を２個準備した。
【００９９】
（４）吸音材固定工程
カバー用部材の内周面全体に無機接着剤であるアルミナゾルを塗布し、その上に吸音材を配設し、カバー用部材の内周面に吸音材を固定した。
【０１００】
（５）組立工程
排ガス浄化装置に排気管を接続して、排ガス浄化装置の位置を固定した。次に、排ガス浄化装置の周囲にカバー用部材を配設した。次に、カバー用部材を排気管に溶接して接続することによりカバーとし、吸音構造を組み立てた。この際、吸音材の表面と排ガス浄化装置の外周面との間の空間の幅を５ｍｍとした。
以上の工程を経て、実施例１に係る吸音構造を製造した。
【０１０１】
（実施例２）
実施例１の吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２に係る吸音構造を製造した。
【０１０２】
（実施例３）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を０．５ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に２０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例３に係る吸音構造を製造した。
【０１０３】
（実施例４）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に２０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例４に係る吸音構造を製造した。
【０１０４】
（実施例５）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．５ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に２０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例５に係る吸音構造を製造した。
【０１０５】
（実施例６）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を３．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に２０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例６に係る吸音構造を製造した。
【０１０６】
（実施例７）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に１０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例７に係る吸音構造を製造した。
【０１０７】
（実施例８）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に１５個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例８に係る吸音構造を製造した。
【０１０８】
（実施例９）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に２５個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例９に係る吸音構造を製造した。
【０１０９】
（実施例１０）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面に３０個／ｃｍ２の密度となるようにニードルパンチングを行い、ニードルパンチ痕を形成した以外は実施例１と同様にして実施例１０に係る吸音構造を製造した。
【０１１０】
（実施例１１）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面を切断し、深さが１．４ｍｍの溝状のスリット部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１１に係る吸音構造を製造した。なお、溝状のスリット部の深さは、吸音材の厚さの１／５の深さであった。また、溝状のスリット部の間隔は、５．０ｍｍであった。
【０１１１】
（実施例１２）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面を切断し、深さが４．２ｍｍの溝状のスリット部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１２に係る吸音構造を製造した。なお、溝状のスリット部の深さは、吸音材の厚さの３／５の深さであった。また、溝状のスリット部の間隔は、５．０ｍｍであった。
【０１１２】
（実施例１３）
吸音材準備工程において、さらに無機粒子であるアルミナゾル５５０（日産化学工業株式会社製）を１．０ｗｔ％含浸させて、その後、吸音材の表面を切断し、深さが５．６ｍｍの溝状のスリット部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１３に係る吸音構造を製造した。なお、溝状のスリット部の深さは、吸音材の厚さの４／５の深さであった。また、溝状のスリット部の間隔は、５．０ｍｍであった。
【０１１３】
（比較例１）
（１）排ガス浄化装置準備工程
実施例１と同様に排ガス浄化装置を準備した。
【０１１４】
（２）吸音材準備工程
組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８のシリカ−アルミナ組成を有するアルミナ繊維からなる素地マットを準備した。素地マットは、長さが３７６ｍｍ、幅が、３４０ｍｍ、厚さが７ｍｍの平面視矩形の形状であった。
その後、素地マットに有機バインダであるアクリレート系ラテックス（日本ゼオン株式会社製、製品名：Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８５４Ｅ）を１．０ｗｔ％含浸させた。
【０１１５】
（３）カバー用部材準備工程
内部が空洞であり底面の直径が１２９．６ｍｍ、高さが３４３ｍｍ、厚さが１．５ｍｍのステンレスからなる円柱状物であって、底面に直径６０ｍｍの円形の穴が形成されている円柱状物を、円柱状物の中心軸を中心に２等分したカバー用部材を２個準備した。
【０１１６】
（４）吸音材固定工程
カバー用部材の内周面全体に無機接着剤であるアルミナゾルを塗布し、その上に吸音材を配設し、カバー用部材の内周面に吸音材を固定した。
【０１１７】
（５）組立工程
排ガス浄化装置に排気管を接続して、排ガス浄化装置の位置を固定した。次に、排ガス浄化装置の周囲にカバー用部材を配設した。次に、カバー用部材を排気管に溶接して接続することによりカバーとし、吸音構造を組み立てた。この際、吸音材の表面と排ガス浄化装置の外周面とを接触させて空間が空かないようにした。
以上の工程を経て、比較例１に係る吸音構造を製造した。
【０１１８】
＜吸音特性評価＞
実施例１〜１３及び比較例１に係る吸音構造に、室温のガスを２５ｇ／ｓｅｃの流量で流入させ、各吸音構造から１ｍ離れた位置における音圧レベルを騒音計（株式会社カスタム社製、製品名：ＳＬ−１３７０）を用いて測定し評価した。評価基準は以下の通りである。結果を表１に示す。
Ａ：５５ｄＢ未満
Ｂ：５５ｄＢ以上、６０ｄＢ未満
Ｃ：６０ｄＢ以上
【０１１９】
＜保温性評価＞
実施例１〜１３及び比較例１に係る吸音構造に６００℃のガスを２５ｇ／ｓｅｃの流量で流入させ、１０分後に排出されるガスの温度を測定し、保温性を評価した。評価基準は以下の通りである。結果を表１に示す。
Ａ：排出されるガスの温度が、５９０℃以上、６００℃以下であった。
Ｂ：排出されるガスの温度が、５８０℃以上、５９０℃未満であった。
Ｃ：排出されるガスの温度が、５８０℃未満であった。
【０１２０】
＜耐久性評価＞
実施例１〜１３で用いる吸音材を作製し、長さ×幅＝１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、ＳＵＳ板（１４０ｍｍ×１４０ｍｍ）にリベットで固定し、常温振動試験器（エミック株式会社製、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いて、５０Ｇ、１００Ｈｒの条件で振動負荷試験を行った。その後、目視にて吸音材にワレが発生しているかを評価した。評価基準は以下の通りである。結果を表１に示す。
Ａ：まったくワレが発生しておらず試験前の状態とほとんど同じであった。
Ｂ：注意して観察しなければ発見できない小さなワレが発生していた。
Ｃ：小さなワレが発生していた。
Ｄ：大きなワレが発生していた。
【０１２１】
【表１】
0006655399.tif 000002
【０１２２】
吸音特性評価及び保温性評価の結果から、吸音材の表面と、排ガス浄化装置の外周面との間に空間を設けることにより、吸音特性及び保温性が向上することが示された。
【０１２３】
耐久性評価の結果より、吸音材に無機粒子を含浸させることにより耐久性が向上することが示された。特に、無機粒子の添加量を１．０ｗｔ％以上とし、ニードルパンチ痕の密度を２０個／ｃｍ２以上とすることで耐久性がより向上することが示された。
また、吸音材の表面に溝状のスリット部を設ける場合、耐久性の面からは溝状のスリット部の深さを吸音材の厚さの２０〜８０％とすることが望ましいことが示された。
【符号の説明】
【０１２４】
１  吸音構造
１０  排ガス浄化装置
１１  金属ケーシング
１２  排ガス処理体
１３  保持シール材
１５  貫通孔
１６  隔壁
１９  排ガス浄化装置の外周面
２０  カバー
２１  カバーの内周面
２５、２５ａ、２５ｂ  カバー用部材
２６  カバー用部材の内周面
２７  無機接着剤
３０、３０ａ、３０ｂ  吸音材
３１  吸音材の表面
３５、３５ａ、３５ｂ  ニードルパンチ痕
３６  溝状のスリット部
３７  固定領域
３８  非固定領域
４０  空間
５０  リベット
５１  リベットの軸部
５２  リベットの頭部
６０  ステープル
６１  ステープルの脚部
６２  ステープルの頂部
７１  排気管
【図１】
0006655399.tif 000003
【図２】
0006655399.tif 000004
【図３】
0006655399.tif 000005
【図４】
0006655399.tif 000006
【図５】
0006655399.tif 000007
【図６】
0006655399.tif 000008
【図７】
0006655399.tif 000009
【図８】
0006655399.tif 000010
【図９】
0006655399.tif 000011
【図１０】
0006655399.tif 000012
【図１１】
0006655399.tif 000013