(57)【要約】  本発明は、長繊維熱可塑性材料から形成された、複合材マフラーシステムを提供する。長繊維熱可塑性技術により、より少ない繊維充填量で構造的強度を提供するのに十分な長さを繊維が維持できる。複合材マフラーシステムを形成するための長繊維熱可塑性材料は、また、増大された衝撃強度と、クリープ抵抗、及び、耐薬品性及び耐熱性を提供する。長繊維熱可塑性材料で成形されるマフラーは、従来の短繊維主体の成形体に比べて、改善された寸法安定性を示す。１つの適当なマフラー構造は、少なくとも１つの長繊維熱可塑性シェル部分を具備している多ピースのマフラー組立体である。本発明によれば、長繊維熱可塑性材料と成形体が、局所的な構造性能を提供する単方向のプレフォームまたは織物インレーのオーバーモールド成形と組み合わされるのがよい。そのようなプレフォームの使用は、バンパーとマフラーの組合せのような高温の構造物品の製造に使用するのに特に適している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された特性を有する繊維強化ポリマーマフラーであって、
５％乃至９０％の範囲のガラス繊維重量割合を有する繊維強化熱可塑性ポリマーのシェルを備え、前記シェルは、第１の少なくとも１つのシェル部分を含み、
前記ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気ダクトと、
前記シェル内の反射チャンバと、
繊維質の吸音性サイレンサーと、を備えている、
ことを特徴とする繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項２】
前記シェルと前記排気ダクトとの間に、繊維材料のマットをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項３】
ガラス繊維割合の少なくとも５重量％は、３５より大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有している、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項４】
繊維質の吸音性サイレンサーは、Ａガラス、標準Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＥＣＲガラス、カルシウムアルミニウムシリケートガラス、Ｓ−２ガラス、及び、ミネラルウールからなる群より選択される、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項５】
前記シェルと前記排気ダクトとの間に、繊維材料のマットをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項６】
耐熱外装及び熱反射外装からなる群より選択される外装をさらに備えている、請求項５に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項７】
前記排気ダクトの金属製ヒートシンクをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項８】
前記熱可塑性材料は、セラミック化可能なポリマーである、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項９】
前記熱可塑性材料は、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフタルアミド、ポリフェニレンエーテルとエポキシとの混合物、ポリフェニルサルフォン、シンジオタクチックポリスチレン、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリカーボネート及びその混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１０】
少なくとも１つの内部バッフルをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１１】
複数の反射チャンバをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１２】
前記反射チャンバは有孔である、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１３】
空気ガイドをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１４】
外部リブパターンをさらに備えている、請求項１に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１５】
改良された特性を有する成形繊維強化ポリマーマフラーであって、
第１の少なくとも１つのシェル部分を備える繊維強化熱可塑性ポリマーシェルと、
前記ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気ダクトと、
繊維質の吸音性サイレンサーと、
前記シェル内の少なくとも１つの反射チャンバと、
前記シェルと前記反射チャンバとの間の繊維材料のマットと、を備えている、
ことを特徴とする繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１６】
前記反射チャンバと前記繊維強化熱可塑性ポリマーシェルとの間に配置された、耐熱外装及び熱反射外装からなる群より選択される外装をさらに備えている、請求項１５に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１７】
前記排気ダクトの金属製ヒートシンクをさらに備えている、請求項１５に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１８】
前記ポリマーシェル中に成形された補強インレーをさらに備えている、請求項１５に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのシェル部分と一体的に成形された空気ガイドをさらに備えている、請求項１５に記載の繊維強化ポリマーマフラー。
【請求項２０】
改良された特性を有する繊維強化ポリマーマフラーであって、
５％乃至９０％の範囲のガラス繊維重量割合を有する繊維強化熱可塑性ポリマーシェルを備え、前記シェルは、第１の少なくとも１つのシェル部分を含み、
ガラス繊維割合の少なくとも５重量％は、３５より大きい平均長さ／直径比（Ｌ／Ｄ）を有し、前記熱可塑性材料は、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフタルアミド、ポリフェニレンエーテルとエポキシの混合物、ポリフェニルサルフォン、シンジオタクチックポリスチレン、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリカーボネート及びその混合物からなる群より選択され、
前記ポリマーシェルを通して排気ガスを運ぶための排気ダクトと、
繊維質の吸音性サイレンサーと、
前記シェルと前記排気ダクトとの間の繊維材料のマットと、
前記シェル内の少なくとも１つの反射チャンバと、
前記反射チャンバと前記繊維強化熱可塑性ポリマーシェルとの間に配置された、耐熱外装及び熱反射外装からなる群より選択される外装とを備えている、
ことを特徴とする繊維強化ポリマーマフラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造的一体性を提供する長繊維と改善された吸音のための反射部分をマフラーシステム内に含む複合材マフラーシステムに関する。マフラーは、自動車の内部の制限された空間内での使用、あるいは、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、及びボディモジュールのような部分を形成するために外装と組み合わせた使用を考慮した形状に成形される。反射部分は、複合材マフラーシェルの内面を低温に維持しながら、マフラーシステムの吸音性能を特に低いヘルツ範囲において改善する。吸音性能を改善し、複合材マフラーシェルの内面の温度を下げるために、本発明のマフラーには拡散マットが具備される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明は、長繊維熱可塑性材料から形成される複合材マフラーシステムを提供する。長繊維熱可塑性技術によれば、より少ない繊維添加で構造的強度を提供するのに充分な長さを繊維が維持することができる。また、複合材マフラーシステムを形成するための長繊維熱可塑性材料は、増大された衝撃強度と、クリープ抵抗、及び、耐薬品性及び耐熱性を提供する。長繊維熱可塑性材料で成形されるマフラーは、従来の短繊維主体の成形体に比べて、改善された寸法安定性を示す。１つの適当なマフラー構造は、少なくとも１つの長繊維熱可塑性シェル部分を具備している多ピースのマフラー組立体である。本発明によれば、長繊維熱可塑性材料と成形体が、局所的な構造性能を提供する単方向のプレフォームまたは織物インレーのオーバーモールド成形と組み合わされるのがよい。そのようなプレフォームの使用は、バンパーとマフラーの組合せのような高温の構造物品の製造に使用するのに特に適している。
【０００３】
本発明の複合材マフラーのための長繊維熱可塑性成形は、複雑な形状と部品の一体化を可能にし、組立段階を減少させ、別々のユニットとしてまた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の部品と一体的に、車両の設計空間と合う形状を可能にし、パッケージング空間の減少及び先行技術の方法よりも経済的に良好であり、改良された特性を提供する。長繊維熱可塑性材料と充填システムの組み合わせ、及びさらに、一体的な空気流促進機構との結合により、表面温度の低下を可能にし、これはさらに、自動車において典型的な熱シールドの必要を減じると共に、パッケージング空間を減少させる。他の特徴が、また、アンダーボディ保護機能及び車体への取付機構などと一体化される。
【０００４】
長繊維熱可塑性材料主体の物品の使用は、投入物として長繊維熱可塑性ペレットを用いた射出成形及び圧縮成形のような様々なモールド成形技術の使用が可能である。また、異なるペレットの直接混合、あるいはランダムな繊維、または、繊維織物及びハイブリッド織物に基づいたシートを用いて、あらかじめ混合されたシートの圧縮モールド成形を使用することも可能である。繊維は、典型的にはガラス主体であるが、変形例としては、炭素、鉱物、天然物、鋼、銅、他の金属、または、アラミドのような合成繊維である。
【０００５】
長繊維熱可塑性材料の使用は、複雑な設計詳細部の製造を可能にし、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を用いた設計は、部品の積み重ねられた組立に特に適しており、より高い効率と、自動化組立の可能性を可能にする。
【０００６】
反射チャンバと拡散マットの使用は、細身のマフラー組立体を可能にし、マフラー組立体の吸音性能を改善し、長繊維熱可塑性材料がさらされる温度を低下させる。反射部分は、複合材マフラーシェルの内面を低温に維持しながら、マフラーシステムの吸音性能を、特に低ヘルツ範囲において改善する。また、吸音性能を改善し、複合材マフラーシェルの内面の温度を下げるために、本発明のマフラーには拡散マットが具備されるのがよい。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、マフラー組立体は、バンパー、ロッカーパネル、エアダム、またはサイドボードのような自動車部品の部分として提供される。長繊維熱可塑性複合材料から形成された外側シェルを有するマフラーは、部品の一部を形成し、または、そのような部品の外装に一致するように形成されてもよい。すなわち、マフラーは、マフラーに連結された部品とは別々の要素であってもよいし、部品の一体部分として形成されてもよい。有孔パイプは、パイプから小さい金属部分を完全に取り除くことによって形成された開口部を具備している。変形例としては、有孔パイプは、ルーバー付きパイプからなり、開口部は、パイプの小さい部分を切断し、続いて外方へ曲げることによって形成される。図面では、簡略化のために、真っ直ぐな貫流パイプを示しているが、パイプは、マフラー組立体の内部において、Ｓ字状曲線または他の複雑な曲線を形成するために曲げ部分を具備してもよい。
【０００８】
マフラーはさらに、排気ガスを受け入れるための有孔パイプと、有孔パイプと外側シェルとの間に、外側シェル内に設けられた繊維材料を備えている。繊維材料は、第１及び第２のシェル部分にそれぞれ受け入れられる多数の材料のプレフォームから形成されるのがよい。変形例としては、繊維材料は、外側シェルの内側キャビティ内に設けられた、緩いまたはたるみのある「織られた」ウールタイプの製品からなるのがよい。繊維材料は、有孔パイプの周りに巻き付けられたマット製品であるか、または、外側シェルの内側キャビティを充填することが企図される。これらの充填技術の組合せを使用してもよいことも企図される。例えば、一次的なインシュレーションは、プレフォームまたはマットとパイプとの間に据え付けられた「織られた」ウールの形態であり、マット製品は、シェルの内部に据え付けられ、二次的な熱及び空気インシュレーター部分として作用する。
【０００９】
マフラー組立体はさらに、マフラー外側シェルと排気管との間に位置決めされた、熱シールドを備えるのがよい。また、有孔パイプの一部分を外側シェルの内部に保持するための少なくとも１つのブッシングを備えるのがよい。ブッシングは、パイプの温度を下げるヒートシンクとして、エンジンからマフラーシェルに伝達される物理的応力を減少させる振動吸収体として、または、自動車衝突制御システムの一部分として働く構造補強体として作用することを含む、複数の役割を果たす。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備える。本体の部分は、マフラーの外側シェルの少なくとも一部分と、自動車の外装または審美的な表面を構成する。
【００１０】
添付図面は、本発明のさらなる理解を提供し、本願に組み込まれてその一部分を構成するものであり、本発明の実施形態を示し、詳細な説明と併せて、本発明の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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Ａ−Ａ線に沿った、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Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２Ｂ】図２のマフラーの反対側の詳細な斜視図である。
【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突部材の断面図である。
【図５】選択的な吸音断熱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を示す、商業トラックの斜視図である。
【図７】本発明によるマフラーの製造に有用な、直接混合長繊維熱可塑性材料の押出成形装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明による長繊維熱可塑性複合材マフラー１００を示しており、第１の外側シェル１１２Ａ及び第２の外側シェル１１２Ｂ、オリフィス１２０を介して内燃機関からチャンバ１１０の内部へ、次いで大気に流通させるための多孔パイプ１１４及び入口ブッシング１１６及び出口ブッシング１１８を具備している。
【００１３】
図１に示すように、第１の外側シェル１１２Ａ及び第２の外側シェル１１２Ｂは、車体の下側の空間内に収まるように形作られているのがよい。反射チャンバ１２２は、マフラー１００のチャンバ内に含まれる。反射チャンバは、シェルの内部に分離領域を形成し、マフラーの吸音及び熱的性能を改善するのに役立ち、反射チャンバ１２２の壁１２２ａ、１２２ｂによって形成された分離領域の間を流通させるために選択的に孔があけられている。チャンバは、多孔パイプ１１４と反射チャンバ１２２の下面との間が、繊維吸収材（図示せず）で充填されるのがよい。そのような吸収性のサイレンサーは、吸音材料の吸音特性によって、音響エネルギーを効果的に減少させる。反射チャンバ１２２は、モールド成形されたフランジ１３２Ｂと噛み合う足部１３１を具備している。図１Ａに示すように、ブッシング１１６は、金属とポリマーの界面で温度を適当なレベルまで減じるためのヒートシンクとして働く、正弦曲線あるいは他が形成された増加された表面積を含むように形作られるのがよい。シェル１１２Ａ、１１２Ｂは、ブッシング１１６の外縁部１２６を受け入れるためのフランジ１２４Ａを具備している。縁部１２６とフランジ１２４Ａとの間の結合は、シール１２８を含み、好ましくは、Ｖｉｔｏｎ（バイトン（登録商標））（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）またはシリコーン主体のシーラントのような可撓性の高温シールで形成される。シール１２８はさらに、フランジ１２４Ａでブッシング１１６の温度を減少させ、公差補償を提供し、熱膨張率の差を補償する。シール１２８は、単一のリングとしてブッシング１１６上に配置され、または、マフラーシェルにモールド成形される。矩形のフランジ１２４Ａを示しているが、インターフェースは、密封と位置決めとを提供するいかなる適当な形状を有することができる。ブッシングインターフェース形状は、典型的には、排気管に対して垂直な円形形状であるが、他の形状または位置を有してもよい。
【００１４】
図１に見られるように、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を具備し、マフラーの出口端に第２のフランジ（図示せず）を具備している。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を具備し、マフラーの出口端に第２のフランジ１３０を具備している。本発明の１つの実施形態によれば、第１のシェル１１２Ａは、反射チャンバ１２２Ａの外側縁を受け入れる、モールド成形されたフランジ１３２Ａを具備し、第２のシェル１１２Ｂは、反射チャンバ１２２の足部１３１を受け入れる、モールド成形されたフランジ１３２Ｂを具備している。モールド成形されたフランジ１３２Ａ、１３２Ｂは、シール１２８と同様のシール（図示せず）を具備している。マフラー１００は、ブッシング１１６に向かう空気流を増加させるために、マフラー１００の前縁に空気ガイド１３６を具備している。上流側ブッシング１１６は、エンジンのより近くにあり、従って、ブッシング１１８よりも高温で働くので、増大した空気流及び冷却は、上流側ブッシング１１６において有益である。ヒートシンク１１７は、ブッシング１１６の温度を低下させるために、マフラー１００の外側で排気管１１４に選択的に加えられる。
【００１５】
本発明によれば、マフラー１００は、多孔パイプ１１４と反射チャンバ１２２とを含むように組み立てられる。シェル１１２Ａ、１１２Ｂは、縁部１３４Ａ、１３４Ｂが接触するように一緒にされる。縁部１３４Ａ、１３４Ｂは、次いで、熱接合、超音波溶接、レーザ溶接、及び接着剤のような様々な方法によって結合され、または、スナップ嵌合機構または多数のフックによって機械的に連結されてもよい。
【００１６】
組み立てられたマフラー１００は、当業者に知られているいかなる任意の方法によって、繊維質の断熱及び吸音材（図示せず）で充填されたキャビティ１１０を有する。例えば、直接充填法では、分離されあるいは織られた複数のフィラメントが、加圧空気によって、ゆるいウールタイプの製品を外側シェル１１２Ａ、１１２Ｂ内に形成する（米国特許第５，９７６，４５３号及び第４，５６９，４７１号参照）。マフラー１００は、吸音断熱材を受け入れるためのポート１４０と、ポート１４０を密封するためのキャップ１４２とを具備している。キャップ１４２は、化学的結合、溶接、または機械的取付のようないかなる適当な方法で、ポートに固定される。吸音断熱材を据え付けるための別の適当な方法は、あらかじめ成形された繊維質の吸音断熱材インサートを、組立中にキャビティ１１０に配置してもよい。そのようなプレフォームを形成するための方法及び装置は、米国特許第５，７６６，５４１号及び第５，９７６，４５３号に開示されている。
【００１７】
１つの適当な吸収性のサイレンサーは、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、ＡＤＶＡＮＴＥＸ（登録商標）（カルシウムアルミニウムシリケートガラス）、ＺＥＮＴＲＯＮ（登録商標）ガラス、または、適当な強度と、マフラーに固有の熱的応力及び物理的応力に耐える、適当な強度及び熱的特性を有するいかなる他の充填組成物のような、熱劣化に対して比較的高い耐性を有するガラス繊維である。繊維材料は、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の繊維材料のプレフォームを含む。変形例としては、繊維材料は、外側シェルの内部キャビティ内に設けられる、ゆるいまたはたるみのある、毛羽立ったウールタイプの製品を含む。また、繊維材料は、有孔パイプのまわりに巻き付けられた、または、外側シェルの内部キャビティを充填するマット製品を含むことが企図される。
【００１８】
外側シェル１１２Ａ、１１２Ｂを充填するために、ガラス繊維材料に代えて、セラミック繊維材料を使用することも企図される。セラミック繊維は、連続的であるならば、シェル中に直接充填され、または、後にシェル１１２Ａ、１１２Ｂの中に配置されるプレフォームを形成するために使用される。プレフォームは、住宅用途及び商業用途における断熱材として使用されるガラス繊維を作るのに用いられる、ロックウール工程またはスピナー工程によって生産される、不連続なガラス繊維製品から作ることも企図される。さらに、ステンレス鋼を有孔パイプ１１４のまわりに巻き付け、または、円筒形のプレフォームにして、管１１４を外側シェルに挿入する前に管１１４にかぶせることも企図される。さらに、Ｅガラスのニードルフェルトマットを、円筒形のプレフォームにして、有孔パイプ１１４にかぶせることも企図される。ステンレス鋼の層は、ニードルフェルトマットのプレフォームと有孔パイプ１１４との間に設けられる。
【００１９】
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から、または、シート成形複合材またはバルク成形複合材のような標準的な自動車の外装材料から形成される、少なくともバンパー外装２０２を含む。外装２０２は、排気管２０４とブッシング２１０Ａ、２１０Ｂとを取り囲むキャビティを提供する。入口ブッシング２１０Ａと出口ブッシング２１０Ｂとは、ヒートシンクとして働くべく表面積を増加させるために、正弦曲線または他の形状を含むように形作られる。前述したように、外装はブッシング２１０を受け入れるためにフランジ（図示せず）を具備する。外装２０２とブッシング２１０との間の結合は、好ましくは、フランジ（図示せず）と可撓性の高温シール（図示せず）とを含む。排気管２０６は、エンジンからの振動及び騒音を隔離する、可撓性の連結器２０８と、排気を大気に通気するためのテールパイプ２１２を具備するのがよい。
【００２０】
本発明の１つの実施形態では、ブッシング２１０Ａ、２１０Ｂと、反射チャンバの壁２１６と、床２２３とは、バンパー衝突要件に適合するために、エネルギー吸収クランプル部材として働くように波形になっているのがよい。マフラー組立体は、また、空気ガイド２１４を具備している。空気ガイド２１４は、マフラー組立体２００の温度を下げるために、組立体を横切る空気流を増加させる。
【００２１】
図２Ａは、Ａ−Ａ線に沿った、バンパーマフラー組立体２００の組立断面図を示しており、排気管２０４と反射チャンバの壁２１６は、バンパーマフラー組立体２００に構造的一体性を与えている。組立体は、自動車の外装として働く第１のシェル２０２と、第２のシェル２１４を具備している。組立体２００は、また、第１の繊維プレフォーム２１５Ａと、第２の繊維プレフォーム２１５Ｂとを具備している。また、管２０４と第１のシェル２０２との間に付加的な断熱を提供するために、繊維マット２１７が具備され、マット２１７は、外装がふくれるのを防ぎ、または、トランクに荷物を載せる人の足に接触するかもしれないバンパー２００にホットスポットが生じるのを制限するのに有益である。また、外部リブパターン２０５の領域を補強するためのインレー２０７が示される。インレー２０７は、シェル２０２を形成するのに使用されるモールド中に配置される。インレー２０７は、シェルの少なくとも部分に付加的な強度を提供する。インレー２０７は、織物のまたは不織の繊維補強材の形態であるのがよい。
【００２２】
図２Ｂは、第１のシェル２０２の斜視図であり、構造的一体性とシェル従ってマフラー組立体の衝撃強度とを増加させる、外部リブパターン２０５を具備する。
【００２３】
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から、または、シート成形複合材またはバルク成形複合材のような標準的な自動車の外装材料から形成される、少なくともバンパー外装２４０を具備する。外装２４０は、典型的には、非構造の、審美的に心地よい表面を提供する。マフラー２３２は、排気管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に通気する。構造は、前述したものと同様であり、または、マフラー組立体２３２は、構造的バンパー部材２３８から吊り下げられてもよい。図３Ａは、バンパーマフラー組立体２３０の断面図を示し、排気管２３４とマフラー２３２とが、構造的衝突部材２３４から吊り下げられている。マフラー組立体２３０は、選択的に、空気ガイド（図示せず）と形成され、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、または、別々に形成された部品であってもよい。
【００２４】
図４は、本発明によるマフラー組立体２５０を示し、構造的衝突部材２５２とマフラー２５６とがモールド成形され、続いて排気管２５４が据え付けられる。外装２５８は、強度がほとんど必要とされないので、いかなる適当な材料から形成してもよい。マフラー組立体２５０は、選択的に、空気ガイド２６０と一体的に成形される。図４では、マフラー２５６を、衝突部材２５２との単一成形物として示しているが、マフラー組立体２５６を別々のユニットとして形成し、次に、衝突部材２５２に連結することも可能である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、排気管２０４が衝突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。
【００２５】
図５に示すように、ガラス繊維または他の適当な高温遮音断熱材料で形成されたマット１５０は、シェル１１２Ｂ（及び向かい合ったシェル１１２Ａ（図示せず））の内面に配置される。マット１５０は、ホットスポットを回避し、均一な温度負荷分布を提供するために、空気流ディフューザーとして働く。マットは、薄い金属反射材または他の熱保護膜を具備している。マット１５０は、シェルにモールド成形された機構、接着剤、または、繊維インシュレーター１５２の挿入によって（図５Ｂに見られるように）、シェル１１２Ｂに固定される。マットは、単一層材料であるか、または、異なる密度のガラス繊維の多層、またはマフラー組立体の内部の反射ホイルである。
【００２６】
図６に示すように、商業トラックは、サイドボードまたはロッカーパネル組立体２８２の形態で、またはエアダムまたはスポイラー２８４として本発明によるマフラーを具備している。
【００２７】
本発明の目的のためには、長繊維熱可塑性材料は、４．５ｍｍよりも長い当初ガラス繊維投入物を含む材料である。長繊維熱可塑性材料のための様々な成形方法が存在し、最も一般的な２つの方法は、ペレッティングと直接混合である。直接混合においては、投入物としてロービングが使用され、当初ガラス投入物は、繊維をポリマー溶融物に混合する間、所定の長さに切断される。好ましくは、長繊維熱可塑性材料は、少なくとも５重量％のガラス繊維割合の材料で、平均の長さ／直径の比率（Ｌ／Ｄ）は、成形された製品において、３５より大きい。
【００２８】
長繊維熱可塑性材料を準備するための１つの適当な工程は、いわゆるワイヤコーティング工程であって、「繊維強化熱可塑性複合物品を成形するための繊維及びワイヤコーティング複合ストランドの化学的処理」と題した米国特許第５，９７２，５０３号に開示されている。ワイヤコーティング工程においては、ワイヤコーターは、従来の押出機によって、溶融ポリマー材料が供給され、あらかじめ含浸されたガラスストランドを包被する。ワイヤコーターは、シースを所望の厚み及び／または断面に形づくるための出口開口部を有するダイを具備する。包被されたストランドは、次いで、所定の長さに切断される。
【００２９】
他の適当な方法は、あらかじめ溶融された熱可塑性複合材に、ガラスロービングを加える、直接混合方法である。直接混合工程においては、図７に示すように、熱可塑性樹脂、好ましくはペレットの形態のものが、樹脂供給源１４から樹脂一次押出機１２に供給される。樹脂は、ナイロン、熱可塑性ポリウレタン、及びポリエステルのような、意図した製品の目的のために条件に合ったいかなる様々の熱可塑性樹脂であってもよい。溶融スクリュー１６は、押出機１０の溶融バレル１８の内部で回転する。溶融スクリュー１６の剪断力が、ポリマーを溶融及び調整するのに充分な加熱を提供するが、当業者に知られているように、付加的な熱源が溶融バレル１８に備えられる。
【００３０】
流れ制御板２０が、押出バレル１８から出て、コーティングダイ２２中に流れる樹脂１５を制御するために、バレル４０の下流側端部で用いられる。板２０は、典型的には、直径を小さくすることによって、または、バレル１８内の流れを抑えることによって、樹脂１５の流れを制限する。コーティングダイ２２及び樹脂１５に接触するいかなる装置は、樹脂を所望の温度に維持するために、適当な加熱要素を具備している。コーティングダイの内部の圧力は、溶融スクリュー１６の駆動モータ１７の制御信号を提供する圧力トランスデューサによって監視される。
【００３１】
繊維スプール２４は、構造的強化繊維のトウを直接供給する。繊維は、注入ノズル２８を通して、コーティングダイ２２のコーティングチャンバ３２中に引き込まれる。繊維２６は、次いで、溶融ポリマー材料１５と良く混ぜられて溶融ポリマー材料１５でコーティングされる。次いで、コーティングされた繊維２６は、交換可能なインサート３０のダイオリフィス３６を通して、コーティングダイ２２を出る。繊維２６と樹脂１５との比率を制御するために、ダイオリフィス３６の直径は、インサート３０を交換することによって調整することができる。
【００３２】
樹脂１５及び繊維２６の混合物は、コーティングダイ２２を出て、繊維２６が、ハウジング５４内の切断チャンバ５０にて、ブレード５２で切断される。樹脂１５と繊維２６との混合物は、チャンバ５０を出て、オリフィス５８を介して、押出機６０に入る。押出機６０は、典型的には、樹脂１５と繊維２６との混合物を押出成形ダイ６４の中に供給するバレル６２を具備する。供給スクリュー６６は、バレル６２と共に回転し、選択的に、軸線７２に沿って往復運動して、モールド成形材料の投入量を、オリフィス６３を通してダイ６４の成形キャビティ６８に供給する。供給スクリュー６６は、電源ユニット７０によって駆動される。
【００３３】
バレル１８、コーティングチャンバ３２、切断チャンバ５０、及び押出機６０の内部の温度は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって制御された、１つまたはそれ以上の加熱要素と温度プローブによって制御される。
【００３４】
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）とポリアミドの混合物、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とエポキシの混合物、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、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（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）、高耐熱等級ポリカーボネート（日本の出光興産社から入手可能なタフゼットＨＲグレードなど）、及び、適当な機械的、熱的、及びメルトフロー特性を有する他の熱可塑性材料のような熱可塑性ポリマーを含む。他のクラスの適当な熱可塑性ポリマーは、従来の熱可塑性ポリマーとして形成されるが、加熱されたときには、セラミック材料と同様の特性の材料を形成する、いわゆるセラミック化可能な熱可塑性ポリマーである。
【００３５】
本願発明を、包括的に、及び特定実施形態に関しての両方で上述した。本発明は、好ましい実施形態と思われることにおいて記載されているが、当業者に知られた変形例の広範な変化が、包括的な開示内で選択されることができる。本発明は、以下の特許請求の範囲の記載を除いて、別の方法では限定されない。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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