JP2548775B2 - Muffler and manufacturing method thereof - Google Patents
Muffler and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2548775B2 JP2548775B2 JP63158256A JP15825688A JP2548775B2 JP 2548775 B2 JP2548775 B2 JP 2548775B2 JP 63158256 A JP63158256 A JP 63158256A JP 15825688 A JP15825688 A JP 15825688A JP 2548775 B2 JP2548775 B2 JP 2548775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- pipe
- porous
- aluminum
- bubbles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] [産業上の利用分野] 本発明は、例えば、自動車における排気音の低減,自
動車における過給燃焼機関の圧縮音の低減,工場用空気
圧縮器の圧縮音の低減等々に利用しうる消音装置及びそ
の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention is directed to, for example, reduction of exhaust noise in an automobile, reduction of compression noise of a supercharged combustion engine in an automobile, and air compressor for a factory. The present invention relates to a muffling device that can be used for reducing compressed sound and the like, and a manufacturing method thereof.
[従来の技術] 自動車用の消音器としては、従来より、第4図に示す
ような、膨張型,共鳴型,吸音型及び干渉型の4種類の
構造のものが知られており、各々、次のような特徴を有
している。[Prior Art] Conventionally, as a silencer for an automobile, four types of structures such as an expansion type, a resonance type, a sound absorbing type, and an interference type as shown in FIG. 4 have been known. It has the following features.
膨張型:通路断面の不連続部における音波の反射を利用
して減音する。高周波から低周波まで全体に渡り減音効
果が得られる。Expansion type: Sound is reduced by using the reflection of sound waves at the discontinuous portion of the passage cross section. A sound reduction effect can be obtained from high frequencies to low frequencies.
共鳴型:管壁に設けた穴と、その背後の空胴とによるヘ
ルムホルツの共鳴器により管路を伝搬する音響エネルギ
ーを減衰させる。膨張室の大きさに応じた周波数の音波
を減衰できる。Resonance type: The acoustic energy propagating in the pipe is attenuated by the Helmholtz resonator formed by the hole provided in the pipe wall and the cavity behind it. A sound wave having a frequency corresponding to the size of the expansion chamber can be attenuated.
吸音型:ダクトの内側に吸音材を内張りすることによ
り、管路内壁に向かう音響エネルギーの一部を吸収して
音波を減衰させる。吸音材にはグラスウール,セラミッ
クウール,メタルウール等が使用される。Sound absorption type: A sound absorbing material is lined inside the duct to absorb part of the acoustic energy toward the inner wall of the duct and attenuate the sound wave. Glass wool, ceramic wool, metal wool, etc. are used as the sound absorbing material.
干渉型:音響の伝搬経路を分岐し、各々の経路の長さを
変えて合流させ、位相ずれを有する各経路からの音響の
干渉によって減音する。Interference type: A sound propagation path is branched, the lengths of the respective paths are changed to join, and the sound is reduced by the interference of the sound from each path having a phase shift.
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来の自動車用消音器は、それぞれ次
のような短所を有している。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional vehicle silencers have the following disadvantages.
膨張型:流体の通路が直接に膨張・収縮するので、流体
通路の抵抗が大きく、流体の圧力損失が大きい。Expansion type: Since the fluid passage directly expands and contracts, the resistance of the fluid passage is large and the pressure loss of the fluid is large.
共鳴型:減音する周波数が1/膨張室の大きさの平方根に
比例するので、1つの消音器では一部の周波数しか消音
できない。また、減音量が膨張室の大きさに比例するの
で、高い周波数に対する消音効果は比較的小さい。Resonance type: Since the frequency of sound reduction is proportional to 1 / square root of the size of expansion chamber, one silencer can mute only some frequencies. Further, since the volume reduction is proportional to the size of the expansion chamber, the silencing effect for high frequencies is relatively small.
吸音型:高い周波数には比較的効果があるが、低い周波
数に対する効果は小さい。また、内部の繊維状物が流体
の流れに伴って吸い出される可能性が高いので、それに
よって不都合を生じる用途(例えば吸気音減衰用)には
使用できない。Sound absorption type: Relatively effective at high frequencies, but less effective at low frequencies. Further, since the fibrous substance inside is highly likely to be sucked out along with the flow of the fluid, it cannot be used for an application (for example, for attenuating intake sound) which causes inconvenience.
本発明は、上述の不都合を生じない新規な消音装置を
提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a novel silencer that does not cause the above-mentioned inconvenience.
[発明の構成] [課題を解決するための手段] 本発明の消音装置は、金属多孔質材料と、その熱膨張
係数が前記金属多孔質材料と同等もしくはそれ以下であ
って、前記金属多孔質材料の内部を貫通する中空金属部
材と、前記中空金属部材の内空間と、前記金属多孔質材
料の内空間の少なくとも一部との間を貫通する形で放射
状に設けられた複数の消音孔と、前記金属多孔質材料の
外周を覆う覆い部材とを備え、前記消音孔の各々の大き
さ及び前記金属多孔質材料に形成された泡の各々の大き
さの少なくとも一方が複数種類であるものである。[Configuration of the Invention] [Means for Solving the Problems] A sound deadening device of the present invention is a porous metal material, and a thermal expansion coefficient thereof is equal to or less than that of the porous metal material, A hollow metal member penetrating the inside of the material, an inner space of the hollow metal member, and a plurality of muffling holes radially provided so as to penetrate between at least a part of the inner space of the metal porous material, And a cover member that covers the outer periphery of the metallic porous material, wherein at least one of the size of each of the silencing holes and the size of each of the bubbles formed in the metallic porous material is a plurality of types. is there.
[作用] 空気振動、即ち音響エネルギーを含んだ流体を前記中
空金属部材に通すと、音響エネルギーは、消音孔に伝達
され、該消音孔とその周囲に存在する多数の小孔(例え
ば気泡)によって減衰する。つまり、小孔及び消音孔が
膨張室として機能し、多数の膨張室の中で音波が反射を
繰り返すうちに、音響エネルギーは減衰し消音される。[Operation] Air vibration, that is, when a fluid containing acoustic energy is passed through the hollow metal member, the acoustic energy is transmitted to the sound deadening hole and is generated by the sound deadening hole and a large number of small holes (for example, bubbles) existing around the sound deadening hole. Decay. That is, the small holes and the muffling holes function as expansion chambers, and acoustic energy is attenuated and silenced while sound waves are repeatedly reflected in many expansion chambers.
これによれば、中空金属部材は、音響エネルギーによ
って膨張及び収縮することはないので、それを通過する
流体の圧力損失は、流体通路自体が膨張・収縮する膨張
型の消音器に比べ小さい。また、消音の周波数特性は、
前記消音孔の大きさ及び金属多孔質材料の小孔の大きさ
によって変化する。消音孔及び小孔は多数存在するの
で、それらを複数種の大きさのものとすることにより、
様々な周波数に対して十分な消音効果が得られる。発泡
アルミニウムのような金属多孔質材料は、剛体であり、
その一部が脱落して流体とともに流れ出すことはないの
で、この種の消音装置は様々な用途に使用しうる。According to this, since the hollow metal member does not expand and contract due to acoustic energy, the pressure loss of the fluid passing through the hollow metal member is smaller than that of the expansion silencer in which the fluid passage itself expands and contracts. In addition, the frequency characteristic of muffling is
It varies depending on the size of the sound deadening holes and the size of the small holes of the porous metal material. Since there are many muffling holes and small holes, by making them of different sizes,
A sufficient silencing effect can be obtained for various frequencies. Metal porous materials such as foam aluminum are rigid,
Since some of it does not fall out and flow out with the fluid, this type of silencer can be used for various purposes.
ところで、アルミニウム等の金属多孔質材料は、一般
に、金属粉や金属繊維を焼結して製造する、所謂、焼結
法によって作られる。しかし、このようにして形成され
る金属多孔質材料は、曲げ加工が不自由であり、耐蝕性
の点においてもアルミニウム以外の金属が介在するため
劣化し易く、更に製造設備に特殊な炉を必要とするため
コスト高になる不都合を有している。そこで、本発明の
好ましい実施例においては、金属多孔質材料として、ア
ルミニウム等を主成分とする発泡成形体を用いる。By the way, a metal porous material such as aluminum is generally produced by a so-called sintering method, which is produced by sintering metal powder or metal fibers. However, the porous metal material formed in this way is inflexible in bending and easily corrodes from the viewpoint of corrosion resistance because metals other than aluminum intervene, and requires a special furnace for manufacturing equipment. Therefore, there is an inconvenience that the cost becomes high. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, a foam molded body containing aluminum or the like as a main component is used as the metal porous material.
アルミニウムの発泡成形体は、独立気泡又は連続気孔
を有しており、比重が小さく超軽量であり、現場での加
工が容易であり、更にグラスウールなどと異なり剛体で
あるという長所を有している。The foamed aluminum product has closed cells or open pores, has a small specific gravity and is ultralight, is easy to process on site, and has the advantage that it is a rigid body unlike glass wool. .
発泡アルミニウムを消音装置として利用する場合に
は、発泡アルミニウムの中央部に、流体通路を形成する
パイプなどを通し、それらの複合構造物を形成する必要
がある。この種の複合構造物を作る方法としては、従来
より次のような方法が提案されている。When using foamed aluminum as a muffler, it is necessary to form a composite structure of them by passing a pipe or the like forming a fluid passage through the center of the foamed aluminum. As a method for producing this kind of composite structure, the following method has been conventionally proposed.
(a)アルミニウムなどの溶融金属に発泡剤を加えて鋳
造したものを一次成形して形成される発泡成形体に、一
体化すべきパイプの外径に相当する大きさの挿通孔をガ
ンドリル等の切削工具で搾孔し、その後該挿通孔にパイ
プを圧入してそれらを一体化する。(A) A through hole having a size corresponding to the outer diameter of a pipe to be integrated is cut with a gun drill or the like in a foam molded body formed by primary molding of a molten metal such as aluminum added with a foaming agent and cast. The holes are squeezed with a tool, and then the pipes are pressed into the insertion holes to integrate them.
(b)鋳型内に、予熱されたパイプを予めセットしてお
き、その鋳型内に、製造途中の発泡成形体、即ち添加さ
れた発泡剤が発泡を開始し内部に気泡が形成されつつあ
る溶融金属を注入し、それらを冷却・凝固させる。(B) A preheated pipe is set in a mold in advance, and a molten foam in the process of production, that is, an added foaming agent starts foaming and bubbles are being formed inside the mold in the mold. Inject the metals and allow them to cool and solidify.
しかしながら、上記(a),(b)いずれの方法を用
いる場合でも、金属発泡成形体とパイプとの境界部分
(接合箇所)に空隙が形成され、十分な接合状態が得ら
れない。However, when using any of the above methods (a) and (b), a gap is formed at the boundary (joining portion) between the metal foam molded body and the pipe, and a sufficient joining state cannot be obtained.
(a)の方法で得られた複合構造物のパイプ41と多孔
質材料42との接合部分の断面を第5a図に拡大して示す。
第5a図を参照すると、この例では、パイプ41と多孔質材
料42とは、多孔質材料42の切削された多数の気泡を介し
て接触していることが分かる。つまり、両者の接触面積
は小さい。FIG. 5a is an enlarged view of the cross section of the joint portion between the pipe 41 and the porous material 42 of the composite structure obtained by the method (a).
Referring to FIG. 5a, in this example, it can be seen that the pipe 41 and the porous material 42 are in contact via a number of cut air bubbles of the porous material 42. That is, the contact area between the two is small.
(b)の方法で得られた複合構造物のパイプ43と多孔
質材料44との接合部分の断面を第5b図に拡大して示す。
第5b図を参照すると、この例では、パイプ43に対向する
部分の多孔質材料44の表面は波打ち、即ち凹凸形状にな
っており、パイプ43と多孔質材料44との境界に空気層45
が存在するのが分かる。従って、パイプ43と多孔質材料
44との接触面積は小さい。この種の空気層45が形成され
るのは、鋳型内に注湯される溶融金属の粘性が上昇し、
その流れが悪化するためである。FIG. 5b is an enlarged cross-sectional view of the joint between the pipe 43 and the porous material 44 of the composite structure obtained by the method (b).
Referring to FIG. 5b, in this example, the surface of the porous material 44 at a portion facing the pipe 43 is wavy, that is, has an uneven shape, and an air layer 45 is formed at the boundary between the pipe 43 and the porous material 44.
You can see that exists. Therefore, the pipe 43 and the porous material
The contact area with 44 is small. This kind of air layer 45 is formed because the viscosity of the molten metal poured into the mold increases,
This is because the flow becomes worse.
いずれにしても、従来の方法で作られる複合構造物に
おいては、パイプと多孔質材料との接触面積が小さい。
従って、この種の複合構造物が振動などによって外部か
ら力を受けると、接触部が強く押圧され、変形を生じ、
その結果として、パイプと多孔質材料との接合にガタを
生じる。つまり、外力に対する耐久性が低い。そこで、
本発明の好ましい実施例においては、次のような方法を
用いて、複合構造物を製造する。In any case, in the composite structure manufactured by the conventional method, the contact area between the pipe and the porous material is small.
Therefore, when this kind of composite structure receives a force from the outside due to vibration, etc., the contact part is strongly pressed and deforms,
As a result, the joint between the pipe and the porous material is loose. That is, the durability against external force is low. Therefore,
In the preferred embodiment of the present invention, a composite structure is manufactured using the following method.
即ち、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の溶融
金属,カルシウムなどの増粘材及び水素化チタンなどの
発泡材を加えて、粘性の調整及び撹拌を行ない、溶融金
属中の発泡材の気泡が膨張し、独立した気泡が薄膜状の
セル構造を形成する以前の気泡成長時に、前記溶融金属
と同等もしくはそれ以下の熱膨張率を有する中空金属部
材を前記鋳型内に挿入し、該鋳型内の溶融金属中の発泡
が完了した後、それを冷却・凝固させて複合構造物を得
る。That is, by adding a molten metal such as aluminum or aluminum alloy, a thickener such as calcium, and a foaming material such as titanium hydride, the viscosity is adjusted and agitated, the bubbles of the foaming material in the molten metal expand, and During bubble growth before the formed bubbles form a thin film cell structure, a hollow metal member having a thermal expansion coefficient equal to or lower than that of the molten metal is inserted into the mold, After the foaming is completed, it is cooled and solidified to obtain a composite structure.
この方法で得られる複合構造物においては、多孔質材
料(発泡アルミニウム)と中空金属部材(例えばパイ
プ)との接触部において、多孔質材料の表面が平坦であ
り、しかも多孔質材料の気泡が切断されていないので、
非常に大きな接触面積を得られる。In the composite structure obtained by this method, the surface of the porous material is flat at the contact portion between the porous material (foamed aluminum) and the hollow metal member (for example, pipe), and bubbles of the porous material are cut off. Because it has not been
A very large contact area can be obtained.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照し
た実施例説明により明らかになろう。Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
[実施例] 第1図及び第2図に、本発明を実施する消音装置の分
解斜視図及び縦断面図をそれぞれ示す。第1図及び第2
図を参照して説明する。この消音装置は、マフラ本体1
0,カバー14,15,フランジ16及び17で構成されている。[Embodiment] FIG. 1 and FIG. 2 show an exploded perspective view and a vertical cross-sectional view, respectively, of a silencer embodying the present invention. 1 and 2
It will be described with reference to the drawings. This muffler is a muffler body 1
It comprises 0, covers 14 and 15, flanges 16 and 17.
マフラ本体10は、円筒形状の発泡アルミニウム11と、
その中央部を貫通するアルミニウム製の円筒状のパイプ
12とを一体化してなる複合構造物である。発泡アルミニ
ウム11は、後述するように、溶融したアルミニウムを発
泡させて成形したものであって、第2図に示すように、
その全領域に渡って、無数の気泡11aを有している。こ
の例では、発泡アルミニウム11に形成された気泡11aの
大きさは、パイプ12に近づくにつれて小さくなり、周辺
部に近づくにつれて大きくなっている。The muffler body 10 includes a cylindrical foam aluminum 11 and
Aluminum cylindrical pipe that penetrates the center
It is a composite structure that integrates 12 and. The foamed aluminum 11 is formed by foaming molten aluminum as will be described later, and as shown in FIG.
There are innumerable bubbles 11a over the entire area. In this example, the size of the bubble 11a formed in the foamed aluminum 11 decreases as it approaches the pipe 12, and increases as it approaches the periphery.
マフラ本体10には、発泡アルミニウム11とパイプ12と
を貫通する多数の消音孔13が放射状に形成されている。
この例では、各々13a及び13bで示される2種類の大きさ
(径)の消音孔が交互に配置してある。パイプ12の両端
12a及び12bは、発泡アルミニウム11の両端に突出してい
る。In the muffler body 10, a large number of sound deadening holes 13 penetrating the foamed aluminum 11 and the pipe 12 are radially formed.
In this example, sound deadening holes of two types (diameters) indicated by 13a and 13b are arranged alternately. Both ends of pipe 12
12a and 12b project at both ends of the foamed aluminum 11.
カバー14は、発泡アルミニウム11の外径と同等の内径
を有する円筒状の金属であって、その一端14aは開口
し、他端14bは、パイプ12bを通す穴14cを除いて閉塞さ
れている。カバー15,フランジ16及び17にも、それぞ
れ、パイプ12を通すための穴15a,16a及び17aが形成され
ている。穴14c,15a,16a及び17aの大きさは、パイプ12の
外径と同等になっている。The cover 14 is a cylindrical metal having an inner diameter equivalent to the outer diameter of the foamed aluminum 11, one end 14a of which is open, and the other end 14b is closed except for a hole 14c through which the pipe 12b is inserted. The cover 15 and the flanges 16 and 17 are also formed with holes 15a, 16a and 17a for passing the pipe 12, respectively. The sizes of the holes 14c, 15a, 16a and 17a are equal to the outer diameter of the pipe 12.
カバー14及び15は、発泡アルミニウム11の外周に装着
される。カバー14及び15の当接部分を溶接することによ
り、それらは一体となり、発泡アルミニウム11を密閉す
る。パイプの端部12a及び12bの外周に、それぞれ、フラ
ンジ17及び16が溶接によって固着される。これらのフラ
ンジ16,17は、この消音装置を所定の位置に固定した
り、他のパイプと結合するのに利用される。The covers 14 and 15 are attached to the outer periphery of the foamed aluminum 11. By welding the abutting portions of the covers 14 and 15 to each other, they are integrated to seal the foamed aluminum 11. Flanges 17 and 16 are fixed to the outer peripheries of the ends 12a and 12b of the pipe by welding, respectively. These flanges 16 and 17 are used to fix the silencer in place and to connect it to other pipes.
空気振動、即ち音響エネルギーを含んだ流体(例えば
排気ガス)をパイプ12内に通すと、音響エネルギーの波
は、消音装置内の多数の消音孔13に伝達され、該消音孔
とその周囲に存在する無数の気泡11aとで構成される膨
張室の中で反射を繰り返す。反射を繰り返すうちに、音
響エネルギーは減衰し、消音される。When air vibration, that is, a fluid containing acoustic energy (for example, exhaust gas) is passed through the pipe 12, a wave of acoustic energy is transmitted to a large number of muffling holes 13 in the muffling device and is present in and around the muffling holes. The reflection is repeated in the expansion chamber constituted by the infinite number of air bubbles 11a. During repeated reflections, the acoustic energy is attenuated and silenced.
この例では、消音孔13の大きさが2種類であり、しか
も、気泡11aの大きさも発泡アルミニウム11の内周側と
外周側とで大きく異なるので、消音に利用される膨張室
内の壁と壁との間の距離は場所によって様々であり、従
って様々な周波数の音波に対して消音効果が得られる。
流体が通るパイプ12の内部には障害物がなく、パイプ12
自体は膨張及び収縮することがないので、この消音装置
内を通る流体がパイプ12内で受ける圧力損失は比較的器
小さい。In this example, there are two kinds of sizes of the muffling holes 13 and the sizes of the bubbles 11a are greatly different between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the foamed aluminum 11. The distance between and differs from place to place, thus providing a silencing effect for sound waves of different frequencies.
There is no obstacle inside the pipe 12 through which the fluid passes,
Since it does not expand or contract itself, the pressure loss experienced by the fluid passing through the muffler in the pipe 12 is relatively small.
第3a図及び第3b図に、それぞれ、変形した実施例を示
す。第3a図を参照すると、この実施例においては、発泡
アルミニウム11Bは、その気泡の大きさが全領域に渡っ
てほぼ均一に形成してある。消音孔13の大きさは、前記
実施例と同様に2種類である。第3b図を参照すると、こ
の実施例においては、マフラ本体10Cに形成した多数の
消音孔13Cは、全て同一の径になっている。この例で
は、発泡アルミニウム11Cの気泡の大きさは、第2図の
場合と同様に、内周側が小さく外周側が大きくなってい
る。3a and 3b show modified embodiments, respectively. Referring to FIG. 3a, in this embodiment, the foam aluminum 11B is formed so that the size of the bubbles is substantially uniform over the entire area. The size of the muffling hole 13 is two kinds as in the above embodiment. Referring to FIG. 3b, in this embodiment, all the muffling holes 13C formed in the muffler body 10C have the same diameter. In this example, the bubble size of the foamed aluminum 11C is smaller on the inner peripheral side and larger on the outer peripheral side, as in the case of FIG.
つまり、第3a図及び第3b図のいずれの変形実施例にお
いても、膨張室の大きさが場所によって異なるので、様
々な周波数の音波に対して消音効果が得られる。That is, in any of the modified examples shown in FIGS. 3a and 3b, since the size of the expansion chamber differs depending on the location, a sound deadening effect can be obtained for sound waves of various frequencies.
次に、前述のマフラ本体を構成する、発泡アルミニウ
ム11とパイプ12との複合構造物を製造する方法について
説明する。Next, a method of manufacturing the composite structure of the foamed aluminum 11 and the pipe 12 which constitutes the muffler body will be described.
第6a図は、複合構造物を製造するための装置構成の概
略を示している。第6a図を参照して説明する。鋳型Mの
鋳型ケース6は、パイプ1の下端を埋入設置しうる凹型
保持孔2が形成された下蓋3を底部に備え、またパイプ
1が貫通する貫通孔4を穿設した上蓋5を上部に備えて
いる。鋳型Mは、その底部が底板7の内側に嵌合するよ
うに配置される。FIG. 6a shows an outline of an apparatus configuration for manufacturing a composite structure. This will be described with reference to FIG. 6a. The mold case 6 of the mold M is provided with a lower lid 3 formed with a concave holding hole 2 in which the lower end of the pipe 1 can be embedded and installed, and an upper lid 5 having a through hole 4 through which the pipe 1 penetrates. Provided at the top. The mold M is arranged so that the bottom thereof fits inside the bottom plate 7.
鋳型Mの内部には、アルミニウムやアルミニウム合金
などの溶融金属と、カルシウムなどの粘結材を入れる。
その後、溶融金属の融点温度(アルミニウムでは700〜7
20℃)まで加熱して内容物を充分に溶融させ、図示しな
い撹拌機を用いて撹拌するとともに、溶融金属が所定の
粘性になるように、添加する粘結材の量を調整する。所
定の粘性が得られた後、水素化チタンなどの発泡材を添
加し、更に鋳型の内容物を撹拌する。これによって、添
加された発泡材は発泡を開始する。A molten metal such as aluminum or an aluminum alloy and a binder such as calcium are put in the mold M.
Then, the melting temperature of the molten metal (700 to 7 for aluminum)
The contents are sufficiently melted by heating to 20 ° C.), and the content of the binder is adjusted so that the molten metal has a predetermined viscosity while stirring with a stirrer (not shown). After a predetermined viscosity is obtained, a foaming material such as titanium hydride is added and the contents of the mold are stirred. As a result, the added foam material starts foaming.
発泡剤が膨張して気泡の成長が開始された段階で、30
0〜500℃の温度で予備加熱されたパイプ1を、上蓋5の
貫通孔4を貫通させ、下端を下蓋3の保持孔2内に固定
する。このパイプ1の下端には、シール材(パイプ1と
同質材料あるいはパイプ1より融点の高い材料)8が嵌
着されている。At the stage when the blowing agent has expanded and the growth of bubbles has started, 30
The pipe 1 preheated at a temperature of 0 to 500 ° C. is passed through the through hole 4 of the upper lid 5 and the lower end is fixed in the holding hole 2 of the lower lid 3. At the lower end of the pipe 1, a sealing material (a material of the same quality as the pipe 1 or a material having a higher melting point than the pipe 1) 8 is fitted.
しばらくすると、添加された発泡剤の発泡が完了し、
気泡が充分に成長して、その結果、溶融金属が発泡金属
として溶製される。この後、放冷その他の手段によっ
て、鋳型Mの内容物を冷却すると、溶融金属は凝固す
る。溶融金属が凝固した後で鋳型Mを解体すると、図に
示すような発泡金属(アルミニウム)9とパイプ1とが
一体になった複合構造物が得られる。After a while, the foaming of the added blowing agent is completed,
The bubbles grow sufficiently, and as a result, the molten metal is melted as a foamed metal. Thereafter, when the contents of the mold M are cooled by cooling or other means, the molten metal solidifies. When the mold M is disassembled after the molten metal has solidified, a composite structure in which the foam metal (aluminum) 9 and the pipe 1 are integrated as shown in the figure is obtained.
第6a図の例では、パイプ1の一端のみが発泡金属9か
ら突出した複合構造物が得られる。パイプの両端が発泡
金属から突出した複合構造物を得るための装置の概略
を、第6b図に示す。第6b図を参照すると、この例では、
下蓋3が、パイプ1の一端1bを突出させるのに充分な高
さをもつように、その下端に複数の支脚3aが形成されて
いる。また、保持孔2は、パイプ1を挿通可能な大きさ
に形成してある。その他の構成は、第6a図のものと同一
である。In the example of FIG. 6a, a composite structure in which only one end of the pipe 1 protrudes from the foam metal 9 is obtained. An apparatus for obtaining a composite structure in which both ends of the pipe protrude from the foam metal is schematically shown in FIG. 6b. Referring to FIG. 6b, in this example,
A plurality of legs 3a are formed at the lower end of the lower lid 3 so that the lower lid 3 has a height sufficient to protrude one end 1b of the pipe 1. The holding hole 2 is formed in a size that allows the pipe 1 to be inserted. The other structure is the same as that of FIG. 6a.
第6b図の装置においても、第6a図の装置の場合と同一
の方法及び条件で、パイプ1と発泡金属との複合構造物
が得られる。なお、第6a図の例では、パイプ1の下端
に、発泡金属の流入を阻止するためにシール材8を充填
しているが、第6b図の例では、パイプ1の端部1bが下蓋
3の保持孔2を貫通して配設されるので、該パイプ1の
端部1bから溶融金属が流入することはなく、シール材は
不要である。In the apparatus shown in FIG. 6b, a composite structure of the pipe 1 and the foam metal can be obtained by the same method and under the same conditions as in the apparatus shown in FIG. 6a. In the example of FIG. 6a, the lower end of the pipe 1 is filled with the sealing material 8 in order to prevent the inflow of the foam metal, but in the example of FIG. 6b, the end 1b of the pipe 1 is the lower lid. Since it is arranged so as to pass through the holding hole 2 of No. 3, the molten metal does not flow from the end 1b of the pipe 1, and the sealing material is unnecessary.
実際に複合構造物を製造した時の具体的な諸条件の一
例を次に示す。An example of specific conditions when a composite structure is actually manufactured is shown below.
溶融金属・・・純度99.7%のアルミニウム 増粘剤・・・・カルシウム 2.0重量% 発泡剤・・・・水素化チタン 2.0重量% シール材(8)・・アルミニウム パイプ(1)・・・アルミニウム(A011−T5)50mmφ
肉厚:1.2mm 発泡鋳型構成部材の材質・・SS41 複合構造物の大きさ・・・直径:250mm 高さ:230mm 即ち、鋳型M内に純度99.7%のアルミニウムを入れ、
鋳型Mの全体をヒータで700℃に加熱してアルミニウム
を溶かし、次いで2.0重量%のカルシウムを増粘剤とし
て添加して撹拌し、増粘した。続いて、溶融金属の粘性
調整後、溶融金属の温度を700℃に維持しながら、発泡
剤として水素化チタンの粉末を2.0重量%添加して撹拌
し、予熱して上蓋5を取付けた。更に、鋳型Mの内部で
発泡剤が発泡を開始し、溶融アルミニウム中の気泡が膨
張し成長する際に、アルミニウム製のパイプ1を上蓋5
の貫通孔4から下蓋3の保持孔2へその下端1bを挿入し
て固定し、その状態のまま、鋳型Mを加熱して溶融金属
中の発泡剤が完全に発泡して気泡が均一な薄膜状のセル
構造になった時点で、鋳型Mの加熱を停止し、常温で冷
却し、溶融金属を凝固させた。凝固した後、鋳型Mを解
体し、複合構造物を得た。Molten metal: Aluminum with a purity of 99.7% Thickener: 2.0% by weight of calcium Foaming agent: 2.0% by weight of titanium hydride Sealant (8) Aluminum pipe (1): Aluminum ( A011-T5) 50 mmφ
Wall thickness: 1.2mm Foam mold component material: SS41 Composite structure size: Diameter: 250mm Height: 230mm That is, put 99.7% pure aluminum into mold M,
The whole mold M was heated to 700 ° C. with a heater to dissolve the aluminum, and then 2.0% by weight of calcium was added as a thickener and stirred to thicken. Then, after adjusting the viscosity of the molten metal, 2.0% by weight of titanium hydride powder was added as a foaming agent while maintaining the temperature of the molten metal at 700 ° C., and the mixture was stirred and preheated to attach the upper lid 5. Further, when the foaming agent starts foaming inside the mold M and the bubbles in the molten aluminum expand and grow, the aluminum pipe 1 is placed on the upper lid 5.
Insert the lower end 1b from the through hole 4 into the holding hole 2 of the lower lid 3 and fix it, and in that state, the mold M is heated to completely foam the foaming agent in the molten metal and make the bubbles uniform. When the thin-film cell structure was formed, the heating of the mold M was stopped and cooled at room temperature to solidify the molten metal. After solidification, the mold M was disassembled to obtain a composite structure.
この製造方法によって得られた複合構造物の断面を第
7a図及び第7b図に示す。The cross section of the composite structure obtained by this manufacturing method is
Shown in Figures 7a and 7b.
第7a図に示した複合構造物は、鋳型Mの冷却期間,増
粘剤を加えた後の撹拌時間などを調整し、溶融アルミニ
ウム中の気泡を十分に成長させた場合に得られた。第7a
図を参照すると、この複合構造物においては、発泡アル
ミニウム9中の気泡Xの大きさは、発泡アルミニウム9
とパイプ1との境界部分Sに近づくにつけて徐々に小さ
くなり、しかも境界部分Sには、気泡Xの存在しないア
ルミニウムの層が形成されている。The composite structure shown in FIG. 7a was obtained when the cooling period of the mold M, the stirring time after adding the thickening agent, etc. were adjusted and the bubbles in the molten aluminum were sufficiently grown. 7a
Referring to the figure, in this composite structure, the size of the bubble X in the foamed aluminum 9 is
As it approaches the boundary S between the pipe 1 and the pipe 1, it becomes gradually smaller, and in the boundary S, a layer of aluminum in which no bubbles X exist is formed.
第7b図に示した複合構造物は、鋳型Mの冷却期間,増
粘剤を加えた後の撹拌時間などを調整し、溶融アルミニ
ウム中の気泡をあまり成長させなかった場合に得られ
た。第7b図を参照すると、この複合構造物においては、
発泡アルミニウム9中の気泡Yの大きさは、全体でほぼ
均一である。発泡アルミニウム9とパイプ1との境界部
分Sには、気泡Yの存在しないアルミニウムの層が形成
されている。The composite structure shown in FIG. 7b was obtained when the cooling period of the mold M, the stirring time after adding the thickener, etc. were adjusted and the bubbles in the molten aluminum were not grown so much. Referring to Figure 7b, in this composite structure:
The size of the bubbles Y in the foam aluminum 9 is almost uniform as a whole. At a boundary portion S between the foamed aluminum 9 and the pipe 1, an aluminum layer without bubbles Y is formed.
いずれにしても、前述の方法を用いて製造した複合構
造物においては、パイプと発泡アルミニウムとの接触部
分が、完全に独立した薄膜セル構造になり、その部分に
空気層は存在しないので、パイプと発泡アルミニウムと
の接触面積は非常に大きい。従って、機械的強度が大き
く、振動等によって外力を受けてもガタを生じることが
なく、耐久性が高い。In any case, in the composite structure manufactured by using the above-mentioned method, the contact portion between the pipe and the foamed aluminum has a completely independent thin film cell structure, and since there is no air layer in that portion, the pipe is The contact area between aluminum and aluminum foam is very large. Therefore, the mechanical strength is high, the backlash does not occur even when an external force is applied by vibration, etc., and the durability is high.
[効果] 以上のとおり、本発明の消音装置は、用途が特に限定
されず、様々な周波数の消音に利用でき、通過する流体
に与える圧力損失が小さい。また、本発明の方法によっ
て製造された消音装置は、耐久性が高い。[Effect] As described above, the muffler of the present invention is not particularly limited in its application, can be used for muffling at various frequencies, and has a small pressure loss to the passing fluid. Further, the silencer manufactured by the method of the present invention has high durability.
第1図は、本発明を実施する消音装置の分解斜視図であ
る。 第2図は、第1図に示す消音装置の縦断面図である。 第3a図は、消音装置の1つの変形実施例を示す縦断面図
である。 第3b図は、消音装置のもう1つの変形実施例を示す分解
斜視図である。 第4図は、従来より存在する消過装置の内部構造の概略
を示す正面図である。 第5a図及び第5b図は、それぞれ、従来より提案されてい
る方法で製造した、発泡金属とパイプとの複合構造物を
示す断面図である。 第6a図及び第6b図は、消音装置に用いられる複合構造物
を製造する装置の構成を示す斜視図である。 第7a図及び第7b図は、それぞれ、本発明の方法で製造さ
れた複合構造物の構造を示す断面図である。 1,12:パイプ(中空金属部材) 2:凹型保持孔 3:下蓋、3a:支脚 4:貫通孔、5:上蓋 6:鋳型ケース、7:底板 8:シール材、9:発泡金属 10:マフラ本体 11:発泡アルミニウム(金属多孔質材料) 13,13a,13b:消音孔 14,15:カバー、16,17:フランジ 14c,15a,16a,17a:穴 41,43:パイプ、42,44:多孔質材料 45:空気層 M:鋳型、S:境界部分 X,Y,11a:気泡FIG. 1 is an exploded perspective view of a silencer embodying the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional view of the silencer shown in FIG. FIG. 3a is a vertical sectional view showing a modification of the silencer. FIG. 3b is an exploded perspective view showing another modification of the silencer. FIG. 4 is a front view showing the outline of the internal structure of a conventional extinction device. FIG. 5a and FIG. 5b are cross-sectional views showing a composite structure of a metal foam and a pipe manufactured by a conventionally proposed method, respectively. 6a and 6b are perspective views showing the configuration of an apparatus for manufacturing a composite structure used in a silencer. 7a and 7b are cross-sectional views showing the structure of the composite structure manufactured by the method of the present invention. 1,12: Pipe (hollow metal member) 2: Recessed holding hole 3: Lower lid, 3a: Support leg 4: Through hole, 5: Upper lid 6: Mold case, 7: Bottom plate 8: Seal material, 9: Foam metal 10: Muffler body 11: Aluminum foam (porous metal material) 13,13a, 13b: Sound deadening hole 14,15: Cover, 16,17: Flange 14c, 15a, 16a, 17a: Hole 41,43: Pipe, 42,44: Porous material 45: Air layer M: Mold, S: Boundary X, Y, 11a: Bubble
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 茂 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地1 工業技術院九州工業技術試験所内 (72)発明者 西河 徹 兵庫県尼崎市中浜町10番地1 神鋼鋼線 工業株式会社内 (72)発明者 藤本 省三 兵庫県尼崎市中浜町10番地1 神鋼鋼線 工業株式会社内 審査官 安池 一貴 (56)参考文献 特開 昭62−58006(JP,A) 特開 昭58−132294(JP,A) 実開 昭58−42319(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shigeru Akiyama 807 Nonoshita, Yadomachi, Tosu City, Saga Prefecture 1 Kyushu Industrial Technology Institute, Industrial Technology Institute (72) Toru Nishikawa 1 10 Nakahamacho, Amagasaki City, Hyogo Steel Wire Industry Co., Ltd. (72) Inventor Shozo Fujimoto 1-10 Nakahama-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Shinko Steel Wire Industry Co., Ltd. Kazutaka Yasuike (56) Reference JP 62-58006 (JP, A) ) JP-A-58-132294 (JP, A) Actually developed 58-42319 (JP, U)
Claims (2)
金属多孔質材料と同等もしくはそれ以下であって、前記
金属多孔質材料の内部を貫通する中空金属部材と、前記
中空金属部材の内空間と、前記金属多孔質材料の内空間
の少なくとも一部との間を貫通する形で放射状に設けら
れた複数の消音孔と、前記金属多孔質材料の外周を覆う
覆い部材とを備え、前記消音孔の各々の大きさ及び前記
金属多孔質材料に形成された泡の各々の大きさの少なく
とも一方が複数種類である消音装置。1. A porous metal material, a hollow metal member having a thermal expansion coefficient equal to or lower than that of the porous metal material and penetrating the inside of the porous metal material, and a hollow metal member of the hollow metal member. An inner space, and a plurality of sound deadening holes radially provided in a form penetrating between at least a part of the inner space of the metal porous material, and a cover member that covers the outer periphery of the metal porous material, A silencer in which at least one of the size of each of the silencing holes and the size of each of the bubbles formed in the porous metal material is plural.
ム合金等の溶融金属,カルシウムなどの増粘材及び水素
化チタンなどの発泡材を加えて、粘性の調整及び攪拌を
行い、溶融金属中の発泡材の気泡が膨張し、独立した気
泡が薄膜状のセル構造を形成する以前の気泡成長時に、
前記溶融金属と同等もしくはそれ以下の熱膨張率を有す
る中空金属部材を前記鋳形内に挿入し、該鋳型内の溶融
金属中の発泡が完了した後、それを冷却し凝固させて、
金属多孔質材料と中空金属部材との複合構成物を形成
し、該複合構成物に対し、金属多孔質材料の外周と中空
金属部材の内空間とを貫通する貫通孔を形成する、消音
装置の製造方法。2. A foamed material in a molten metal by adding a molten metal such as aluminum or an aluminum alloy, a thickening material such as calcium and a foaming material such as titanium hydride into a mold to adjust the viscosity and agitate. When the bubbles grow before the bubbles expand and the independent bubbles form a thin film cell structure,
A hollow metal member having a thermal expansion coefficient equal to or less than that of the molten metal is inserted into the casting mold, and after the foaming in the molten metal in the mold is completed, it is cooled and solidified,
A composite silencer comprising a porous metal material and a hollow metal member is formed, and a through hole is formed through the outer periphery of the porous metal material and the inner space of the hollow metal member in the composite component. Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63158256A JP2548775B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Muffler and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63158256A JP2548775B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Muffler and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH029905A JPH029905A (en) | 1990-01-12 |
JP2548775B2 true JP2548775B2 (en) | 1996-10-30 |
Family
ID=15667652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63158256A Expired - Lifetime JP2548775B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Muffler and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2548775B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101614072B1 (en) | 2014-06-16 | 2016-04-20 | (주)엔에스브이 | Reactive low static pressure silencer |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009038822A1 (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Alantum Europe Gmbh | Absorption silencer for motor vehicle, has housing with inner chamber, through which flow channel runs between inlet and outlet of housing |
JP2012160466A (en) * | 2012-04-11 | 2012-08-23 | Toshiba Home Technology Corp | Fuel cell device |
KR102739205B1 (en) * | 2019-04-04 | 2024-12-05 | 현대자동차주식회사 | Exhaust Fluid Collision Detachable Type Muffler |
US20230064984A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Dimension Product Solutions LP | Noise suppression unit |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842319U (en) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | 日本ラヂヱーター株式会社 | Silencer |
JPS58132294A (en) * | 1982-01-29 | 1983-08-06 | 三菱電機株式会社 | Sound absorbing material |
US4645032A (en) * | 1985-09-05 | 1987-02-24 | The Garrett Corporation | Compact muffler apparatus and associated methods |
-
1988
- 1988-06-27 JP JP63158256A patent/JP2548775B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101614072B1 (en) | 2014-06-16 | 2016-04-20 | (주)엔에스브이 | Reactive low static pressure silencer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH029905A (en) | 1990-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7281605B2 (en) | Mufflers with enhanced acoustic performance at low and moderate frequencies | |
US5777947A (en) | Apparatuses and methods for sound absorption using hollow beads loosely contained in an enclosure | |
US6182787B1 (en) | Rigid sandwich panel acoustic treatment | |
JPH0428887B2 (en) | ||
Arjunan et al. | Acoustic performance of metallic foams | |
JP2548775B2 (en) | Muffler and manufacturing method thereof | |
US5482533A (en) | Method for manufacturing foam aluminum product and product | |
CN209704671U (en) | The impedance complex formula exhaust silencer of generating set | |
RU2306430C2 (en) | Tubular muffler | |
US5253680A (en) | Duplex metal pipe for damping | |
RU2306431C2 (en) | Tubular rectangular muffler | |
RU2392455C1 (en) | Plate-like noise suppressor to channel fans by kochetov | |
JPH0122445B2 (en) | ||
JP3800456B2 (en) | Vehicle exhaust silencer | |
JPH09228820A (en) | Muffler | |
JPS62182420A (en) | Sintered type exhaust muffler | |
RU2298667C1 (en) | Combination type noise silencer | |
JPH06280553A (en) | Silencer | |
JPS6118171Y2 (en) | ||
RU2155274C1 (en) | Air cleaner of vehicle internal combustion engine | |
JPH09228822A (en) | Muffler of internal combustion engine | |
JPS6296720A (en) | vehicle muffler | |
RU2322592C2 (en) | Internal combustion engine multichamber exhaust muffler | |
JP2000110545A (en) | Exhaust muffler | |
RU2069773C1 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |