マフラーカッター
【課題】高温の燃焼ガスが排気系配管を流通して外部に放出された場合であっても、対向して配置された車輌本体側の部材の熱劣化を抑制するとともに内部の排気ガス温度を好適に抑制して、車輌本体との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、さらに排気音を低減し得るマフラーカッターを提供する。
【解決手段】車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッター１であって、排気用配管２と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材４とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材４ａと、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材４ｂとを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを特徴とするマフラーカッターである。
【解決手段】車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッター１であって、排気用配管２と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材４とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材４ａと、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材４ｂとを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを特徴とするマフラーカッターである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マフラーカッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンから排出される燃焼ガス（排気ガス）は、エンジンに対して順次接続された、エキゾーストマニフォールド、エキマニ直下型触媒コンバータ、フロントチューブ、床下触媒コンバータ、センターマフラー、メインマフラー等を経て、最終的にテールパイプの端部（テールエンド）から外部に放出される（例えば、特許文献１（特開２００８−１９０３７１号公報）参照）。
【０００３】
上記自動車に配設されるメインマフラー等の排気系配管の大部分は、車輌底部に配置されることから通常ユーザーに視認されることはないが、排気系配管の末端に位置するテールパイプは、車輌後部のバンパー下部から端部（テールエンド）が露出するために、ユーザーに視認され易く車輌の美観に与える影響が大きい。
【０００４】
このため、一般にテールパイプの端部にさらにマフラーカッターを装着することが行われており、このマフラーカッターによって、排気音の音質を改良したり車輌の美観や高級感を向上させることが行われている。
【０００５】
ところで、自動車エンジンにおいては、高負荷高回転領域で燃料が増量され、高温の排気ガスがメインマフラー等を経てテールパイプから放出されるため、テールパイプに隣接するバンパー等の車輌本体側にも多量の熱が放出されて、バンパー等を構成する樹脂製部材の熱劣化を促進し易くなる。
【０００６】
上記熱劣化を抑制するために、バンパー等の車輌本体側の部材とテールパイプとの間には、通常一定幅以上の隙間が設けられるが（車輌本体側の部材と一定幅以上の間隔を空けつつテールパイプが設けられるが）、車輌の美観を考慮した場合、車輌本体側の部材とテールパイプとの間に形成される隙間の幅は小さい程好ましいことから、上記バンパー等の熱劣化を抑制し、バンパーと車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を低減し得るマフラーカッターが求められるようになっている。
【０００７】
また、高排気量の車輌等においては排気音が大きくなり易く、メインマフラー等に対する負荷が大きくなり易いことから、メインマフラー等で吸収しきれない排気音を低減し得るテールパイプに装着されるマフラーカッターが望まれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９０３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、高温の燃焼ガスが排気系配管を流通して外部に放出された場合であっても、対向して配置された車輌本体側の部材の熱劣化を抑制するとともに内部の排気ガス温度を好適に抑制して、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、さらに排気音を低減し得るテールパイプに装着されるマフラーカッターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する 放熱促進材とを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いマフラーカッターにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、
排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、
前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、
前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とするマフラーカッター、および
（２）前記放熱抑制材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、前記放熱促進材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である上記（１）に記載のマフラーカッター
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材が放熱抑制材と放熱促進材とを含んでなるものであることにより、配管内部を高温の燃焼ガスが流通した場合であっても、上記放熱抑制材によって対向する車輌本体側の部材への熱の放出を抑制してその熱劣化を抑制するとともに、上記放熱促進材によって車輌側とは反対側に放熱して配管内部の温度上昇を抑制して、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、また、排気用配管と筒状の遮熱板との間に充填材を有するものであることによって、排気音を低減し得るマフラーカッターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るマフラーカッター形態例を説明する断面図である。
【図２】本発明に係るマフラーカッターの使用形態を説明する断面図である。
【図３】本発明に係るマフラーカッターの製造例を説明する図である。
【図４】本発明において、放射率の測定に使用される高温反射率・透過率測定装置の概略図である。
【図５】本発明において、放射率の測定に使用される高温反射率・透過率測定装置の加熱部の断面図である。
【図６】本発明の実施例における吸音性評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のマフラーカッターは、車輌用排気系のテールパイプに装着されるものであって、排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを特徴とするものである。
【００１５】
以下、本発明のマフラーカッターについて、適宜図面を参照しつつ説明するものとする。
図１は、本発明に係るマフラーカッター１の実施態様例を示す断面図であり、図１（ａ）はマフラーカッター１の長手方向に対して直角方向の垂直断面図であり、図１（ｂ）はマフラーカッター１の長手方向に沿った垂直断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係るマフラーカッター１は、排気用配管２を有している。
本出願書類において、排気用配管とは、内部を排気ガス（燃焼ガス）が流通する管状物を意味し、排気用配管としては、内部を流通する排気ガスの温度等に対応した材質からなり、目的とする温度特性や吸音特性を発揮し得るものから適宜選択することが好ましい。
上記排気用配管としては耐熱性を有するものが好適であり、具体的には、金属管や耐熱性樹脂からなる樹脂管を挙げることができ、金属管であることが好ましい。
【００１７】
金属管としては、耐熱性や耐食性の観点からステンレス鋼製のもの（ＳＵＳ管）が主に使用されるが、アルミニウム製のもの（アルミ管）であってもよい。
【００１８】
排気用配管の平均厚みは、０．５〜２．０ｍｍであることが適当であり、０．７〜１．８ｍｍであることがより適当であり、０．９〜１．６ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、排気用配管の平均厚みは、ノギスにより３箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、排気用配管の外径は、２０〜９０ｍｍであることが適当であり、３０ 〜８０ｍｍであることがより適当であり、４０〜７０ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、排気用配管の外径は、ノギスにより測定した値を意味する。
【００１９】
配管の平均厚みや内径が上記範囲内にあることにより、排気用配管の内部および外部の温度を好適な範囲に制御し易くなる。
【００２０】
排気用配管の断面形状としても特に制限されず、図１（ａ）に断面図で示すように円形であってもよいし、楕円形等であってもよい。
また、排気用配管は、その長手方向の側壁に複数の孔が設けられてなるものであってもよく、例えばパンチングメタルによって形成されてなるものであってもよい。
【００２１】
排気用配管が、その長手方向の側壁に複数の孔が設けられてなるものであることにより、後述する充填材や筒状の遮熱板による断熱性向上効果や吸音性向上効果をより効果的に発揮することができる。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係るマフラーカッター１は、排気用配管２の外周に当該排気用配管２と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３を有している。
【００２３】
本出願書類において、遮熱板とは、排気用配管の内部を流通する排気ガスから放射される熱が車輌本体側に放射されることを抑制し得るものを意味し、車輌本体側に放射される熱に対応した耐熱性を有し、劣化等を生じない材質からなるものから適宜選択することが好ましい。
上記筒状の遮熱板としては耐熱性および美観を有するものが好適であり、具体的には、金属製のものを挙げることができる。
【００２４】
筒状の遮熱板を構成する金属としては、耐熱性、耐食性、美観性等の観点からステンレス鋼（ＳＵＳ）が主に使用され、また、アルミニウムであってもよいが、放射率が低く美観性も高いことからステンレス鋼が好ましい。
【００２５】
本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板は、波長２〜１５μｍにおける放射率が０．１〜５０％であるものが好ましく、０．１〜４０％であるものがより好ましく、０．１〜３０％であるものがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板の放射率が上記範囲内にあることにより、車輌本体側への熱の放出をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
本出願書類において、放射率（％）は、２５℃の温度条件下、測定試料（遮熱板）に対して波長２〜１５μｍの電磁波を照射したときに測定される反射率（％）および透過率（％）から、下記式により算出した値を意味する。
放射率（％）＝１００−反射率−透過率
反射率（％）＝（反射光強度／入射光強度）×１００
透過率（％）＝（透過光強度／入射光強度）×１００
ここで、反射率および透過率は、高温反射率・透過率測定装置により測定した値を意味する。
【００２７】
高温反射率・透過率測定装置としては、図４に概略図で示すものが挙げられる。
図４に示す高温反射率・透過率測定装置Ｘにおいて、フーリエ変換赤外分光光度計（日本分光（株）製ＦＴ−ＩＲ６１００型）６から照射された波長２〜１５μｍの入射光７１は、反射鏡８により反射されて試料室内に導かれ、回転台９の中心部に取り付けた試料１０に照射される。上記試料１０は回転台９の中心部に設けたホルダーｈに取り付けられた状態で、ハロゲンヒータ（ウシオ電機（株）製ＵＬ−ＳＨ−Ｖ５００）１１によって加熱される構造になっており、試料１０の取り付け部を回転軸とする回転台９の腕部に別途設けられ試料１０の周囲を周回する検出器１２によって、試料１０からの反射光または透過光７２の強度が検出される。
【００２８】
上記高温反射率・透過率測定装置Ｘの加熱部の構造例を図５に断面図で示す。
図５に示すように、試料１０の前面部と背面部には、ハロゲンヒータ１１が設置され、試料１０からの反射光または透過光を検出器１２が捉える際に、ハロゲンヒータ１１が光路を遮らないように試料１０の上部に角度をつけて設置される。反射光または透過光の測定時においては、ハロゲンヒータ１１も試料１０と共に回転させることで、常に試料１０の表面温度を一定に保つことができる構造となっている。試料１０が設置される回転台９の底部及びハロゲンヒータ１１には、外部から冷却水１３が導入され、循環、冷却される。
【００２９】
筒状の遮熱板の平均厚みは、０．５〜２．０ｍｍであることが適当であり、０．７〜１．８ｍｍであることがより適当であり、０．９〜１．６ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、筒状の遮熱板の平均厚みは、ノギスにより３箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、筒状の遮熱板の外径は、２４〜１１４ｍｍであることが適当であり、３４〜１０４ｍｍであることがより適当であり、４４〜９４ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、筒状の遮熱板の外径は、ノギスにより測定したときの値を意味する。
【００３０】
筒状の遮熱板の平均厚みや内径が上記範囲内にあることにより、遮熱板の内部および外部の温度を好適な範囲に制御し易くなる。
【００３１】
遮熱板の断面形状としても特に制限されず、図１（ａ）に示すように概略円形であってもよいし、楕円形等であってもよい。
【００３２】
図１に示すように、本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板３は、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａと、同じく筒状物を半割状にした下部遮熱板３ｂとからなるものであることが好ましい。
遮熱板３が半割状の上部遮熱板３ａと半割状の下部遮熱板３ｂとからなるものであることにより、後述するように、本発明のマフラーカッターを容易に作製することができる。
【００３３】
図１に示すように、本発明のマフラーカッター１は、排気用配管２と、該排気用配管２と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３との間に充填材４が介装されてなるものである。
図１に示すように、本発明のマフラーカッターは、上記充填材４として、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材４ａと、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材４ｂとを含む。
【００３４】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材とは、放熱促進材に比べ熱伝導率が低いものを意味し、放熱促進材とは、放熱抑制材に比べ熱伝導率が高いものを意味する。
なお、本出願書類において、放熱抑制材の熱伝導率が放熱促進材の熱伝導率よりも低いとは、マフラーカッターが使用される温度領域（通常２５〜８００℃、好ましくは２５〜６００℃）全体に亘って、任意の温度下における放熱抑制材の熱伝導率が放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを意味する。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材や放熱促進材の熱伝導率は、放熱抑制材や放熱促進材の形成材料を適宜選択すること等により制御することができる。
【００３５】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材としては、ガラスマット、シリカ繊維マット、バサルト繊維マット、アルミナシリカ質繊維マット、ムライト繊維マット、アルミナ繊維マット等の繊維質系の断熱材を挙げることができる。
【００３６】
本発明のマフラーカッターにおいては、上述したように、マフラーカッターが使用される温度領域全体に亘って、任意の温度下における放熱抑制材の熱伝導率が後述する放熱促進材の熱伝導率よりも低い必要があるが、放熱抑制材の熱伝導率は、例えば４００℃の温度条件下において、０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましく、０．００１〜０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがより好ましく、０．００１〜０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがさらに好ましい。
【００３７】
本発明のマフラーカッターにおいて、室温（２５℃）の温度条件下における放熱抑制材の熱伝導率は、０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましく、０．００１〜０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがより好ましく、０．００１〜０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、熱伝導率は熱流計法により測定した値を意味する。
【００３８】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みは２〜１２ｍｍであることが好ましく、３〜１１ｍｍであることがより好ましく、４〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みが上記範囲内にあることにより、マフラーカッターと車輌本体側の部材とが近接して配置された場合であっても、マフラーカッターから車輌本体側への放熱を抑制して、上記部材の熱劣化を抑制し易くなる。
なお、本出願書類において、放熱抑制材の厚みは、ピーコック社製ダイヤルシックネスゲージにより厚みを５点測定したときの算術平均値を意味する。
【００３９】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の嵩密度は、０．０５〜０．４０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．０８〜０．３５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ましい。
【００４０】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みや嵩密度が上記範囲内にあることにより、マフラーカッターに対向する車輌本体側の部材の熱劣化を抑制し易くなるとともに、排気用配管内部の温度を一定範囲に制御し易くなる。
【００４１】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材は、配設時に車輌本体側に位置する排気用配管の全外表面に形成することが好ましく、例えば、排気用配管の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合に、配設時に車輌本体側に位置する半筒状部の全外表面に形成することが好ましい。
具体的には、図１および図２に断面形状で示すように、排気用配管２の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合において、放熱抑制材４ａが車輌本体５側に位置する半筒状部の略全外表面に形成されていることが好ましい。
遮熱板３とともに放熱抑制材４ａを上記のとおり設けることにより、マフラーカッターを車輌用排気系のテールパイプに装着したときに、メインマフラー等で吸音しきれなかった排気音を低減しつつ、車輌本体５側への放熱を効果的に抑制して、車輌本体５側の構成部材等の熱劣化を好適に抑制することができる。
【００４２】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の形成面積は、排気用配管の全外表面積の２０〜８０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがより好ましく、４０〜６０％であることがさらに好ましい。
【００４３】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の形成位置および形成面積は、対向する車輌本体側の部材の形状、放熱抑制材に付与しようとする放熱抑制性等に応じて適宜決定すればよい。
【００４４】
また、本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材としては、ＳＵＳ製メッシュ材、銅製メッシュ材、ＳＵＳ製ウール材、金属バルク材、セラミックス材
等の充填材を挙げることができる。
【００４５】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材は、熱伝導率が高ければ高い程よく、ＳＵＳ等の金属製のものが好ましい。
また、本マフラーカッターで吸音特性も考慮すると、ＳＵＳ製メッシュの積層体等の金属メッシュ積層体からなるものが好ましい。放熱促進材がメッシュ状であることにより、マフラーカッターの配設時にメインマフラーやサブマフラーで取り切れなかった排気音を吸音し易くなる。
【００４６】
本発明のマフラーカッターにおいては、マフラーカッターが使用される温度領域全体に亘って、任意の温度下における放熱促進材の熱伝導率が上述した放熱抑制材の熱伝導率よりも高い必要があるが、放熱促進材の熱伝導率は、例えば４００℃の温度条件下において、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）超であることがより好ましく、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましく、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。４００℃の温度条件下における熱伝導率の上限は特に制限されないが、通常、４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００４７】
本発明のマフラーカッターにおいて、室温（２５℃）下における放熱促進材の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）超であることがより好ましく、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。室温（２５℃）下における熱伝導率の上限は特に制限されないが、通常、４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００４８】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みは２〜１２ｍｍであることが好ましく、３〜１１ｍｍであることがより好ましく、４〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みが上記範囲内にあることにより、マフラーカッターと車輌本体側の部材とが近接して配置された場合であっても、マフラーカッターから車輌本体側とは反対側への放熱を促進して、車輌本体側への放熱を抑制し易くなる。
なお、本出願書類において、放熱促進材の厚みは、ピーコック社製ダイヤルシックネスゲージにより厚みを５点測定したときの算術平均値を意味する。
【００４９】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の嵩密度は、１．０〜８．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、１．５〜８．０ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、２．０〜８．０ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みや密度が上記範囲内にあることにより、マフラーカッターの配設時において車両本体側とは反対側への放熱を促進して、マフラーカッターに対向する車輌本体側の部材の熱劣化を抑制し易くするとともに、排気用配管内部の温度を一定範囲に制御し易くなる。
【００５１】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材は、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する排気用配管の全外表面に形成することが好ましく、例えば、排気用配管の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合に、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する半筒状部の全外表面に形成することが好ましい。
具体的には、図１および図２に断面形状で示すように、排気用配管２の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合において、放熱促進材４ｂが車輌本体５側とは反対側に位置する半筒状部の略全外表面に形成されていることが好ましい。
放熱促進材４ｂを上記のとおり設けることにより、マフラーカッターを車輌用排気系のテールパイプに装着したときに、メインマフラー等で吸音しきれなかった排気音を低減しつつ、車輌本体５側とは反対側への放熱を促進して、放熱促進材２内の温度を所望範囲内に容易に制御することができる。
【００５２】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の形成面積は、排気用配管の全外表面積の２０〜８０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがより好ましく、４０〜６０％であることがさらに好ましい。
【００５３】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の形成位置および形成面積は、対向する車輌本体側の部材の形状や、放熱促進材に付与しようとする放熱性等に応じて適宜決定すればよい。
【００５４】
本発明のマフラーカッターにおいては、排気用配管の全外表面に放熱抑制材と放熱促進材が隣接するように設けられていることが好ましい。
【００５５】
本発明のマフラーカッターを作製する方法としては、例えば、図３に示すように、放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂとして、それぞれ熱伝導率が異なる環状充填材の半割状物を用意し、この放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂを、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの内面にそれぞれ接着剤を用いて接着した後、この内面にそれぞれ充填材を接着した２つの遮熱板３ａ、３ｂを、排気用配管２を包み込むように配置し、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの端部３ｃを重ね合わせ、端部３ｃを相互に突合せ溶接等により溶接して接合するか、あるいは端部３ｃに別途フランジ等を設けた上でボルト等の連結部材（図示せず）により連結することにより作製する方法を挙げることができる。
【００５６】
本発明のマフラーカッターのテールパイプへの装着は、適宜溶接等により行うことができ、該装着は、工場における車輌の組み立て時に行ってもよいし、工場から車輌を出荷した後の任意の時期に行ってもよい。
【００５７】
本発明のマフラーカッターをテールパイプに装着する場合、車輌本体側の部材（被熱部材）との距離が、１〜５０ｍｍになるように配設することが好ましく、１〜４０ｍｍになるように配設することがより好ましく、１〜３０ｍｍになるように配設することがさらに好ましい。
上記車輌本体側の部材として、具体的には、バンパー等を挙げることができる。
【００５８】
本発明のマフラーカッターを装着する車輌として、具体的には、自動車、二輪車等を挙げることができる。
【００５９】
本発明のマフラーカッターによれば、排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材が放熱抑制材と放熱促進材とを含んでなるものであることにより、配管内部を高温の排気ガスが流通した場合であっても、上記遮熱板と放熱抑制材によって配管に対向する車輌本体側への熱放出を抑制して車輌本体を構成する部材の熱劣化を抑制するとともに、上記放熱促進材によって車輌本体側とは反対側に放熱して配管内部の温度上昇を抑制し、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、上記排気用配管と筒状の遮熱板との間に充填材を有することによって、排気音を低減することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例により何ら限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
図３に示すように、排気用配管２として、長手方向の側壁全体に複数の開口部が設けられたパンチングメタル状になっているＳＵＳ管（内径５２ｍｍ、外径５４ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））を用意するとともに、筒上の遮熱板３として、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂからなるＳＵＳ管（内径６６ｍｍ、外径６８ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃）、２〜１５μｍの波長における放射率０．３）を用意した。
上記排気用配管２と筒状の遮熱板３とを同軸状に配置したとき、両者間には幅６ｍｍの隙間が形成される。
また、図３に示すように、充填材４として、放熱抑制材４ａを構成するガラスマット（厚さ６ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用意するとともに、放熱促進材４ｂを構成するＳＵＳメッシュ成形体１（厚さ６ｍｍ、密度２５００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製の環状物の半割状物を用意した。
上記放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂを、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの内面にそれぞれ接着剤を用いて接着した後、図３に示すように、排気用配管２を包み込むように配置しつつ、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの端部３ｃ、３ｃを重ね合わせ、相互に突合せ溶接して接合することにより、図１に示すようなマフラーカッター１を作製した。
【００６２】
（排気模擬評価）
図２に示すように、得られたマフラーカッター１を、放熱抑制材４ａを設けた側が車輌本体５側に設けた樹脂製バンパー（２〜１５μｍの波長における放射率０．９）と対向するように配置するとともに、放熱促進材４ｂを設けた側が車輌本体５側とは反対側に位置するように配設した。このとき、マフラーカッター１と樹脂製バンパーとの隙間（筒状の遮熱板３と樹脂製バンパーとの距離）は２５ｍｍであった。
気温２５℃の条件下、排気用配管内に熱量５．１ｋＷ／ｍ２の出力となるロッドヒーターを設置し、定常状態になったときのマフラーカッター外表部（車輌本体側および車輌本体とは反対側）の温度および樹脂製バンパー表面の最高温度を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
（吸音性評価）
排気用配管内に、周波数１００〜１００００Ｈｚの音を発生させたときの、マフラーカッター外表面における音圧レベルを測定した。結果を図６に示す。
【００６４】
（実施例２）
放熱促進材４ｂとして、ＳＵＳメッシュ成形体２（厚さ６ｍｍ、密度３０００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６５】
（実施例３）
放熱促進材４ｂとして、銅メッシュ成形体３（厚さ６ｍｍ、密度２５００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例４）
放熱促進材４ｂとして、銅メッシュ成形体４（厚さ６ｍｍ、密度３０００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６７】
（比較例１）
放熱促進材４ｂとして、ガラスマット（厚さ６ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価および吸音性評価を実施例１と同様に行った。結果を表１および図６に示す。
【００６８】
（比較例２）
単管状のＳＵＳ管（内径５２ｍｍ、外径５４ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））をそのままテールパイプとして用いた。
テールパイプと樹脂製バンパーとの隙間を３５ｍｍとした以外は、実施例１と同様に排気模擬評価および吸音性評価を行った。結果を表１および図６に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１より、実施例１〜実施例４で得られたマフラーカッターは、概略二重管構造を有しつつ、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有し、該充填材において、車輌本体側に位置する放熱抑制材の熱伝導率が、車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材の熱伝導率よりも低いことから、マフラーカッター下部からの放熱を促進しつつマフラーカッター上部からの放熱を抑制して、バンパーの熱劣化を好適に抑制し、車輌本体との間に設けられる隙間の幅を低減し得ることが分かる。
また、図６より、実施例１で得られたマフラーカッターは、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有するものであることから、特に周波数１０００Ｈｚ以上の高周波に対して音圧レベルが抑制され、高い吸音性を示すことが分かる。
【００７１】
これに対して、表１より、比較例１で得られたマフラーカッターは、概略二重管構造を有しつつ、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有するものの、該充填材において、車輌本体側に位置する充填材の熱伝導率と、車輌本体側とは反対側に位置する充填材の熱伝導率が同一であることから、マフラーカッター上部からの放熱を十分に低減することができず、バンパーにおける熱劣化の進行を抑制し得ないものであることが分かる。
【００７２】
また、表１より、比較例２で得られたテールパイプは、単管構造を有し、充填材を有さないものであるため、テールパイプ上部の温度を十分に低減することができず、バンパーとの隙間幅を大きくしてもバンパーの温度上昇を抑制し得ないものであることが分かる。
また、図６より、比較例２で得られたテールパイプは、特に周波数１０００Ｈｚ以上の周波数に対して、吸音性が低いものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、高温の燃焼ガスが排気系配管を流通して外部に放出された場合であっても、対向して配置された車輌本体側の部材の熱劣化を抑制するとともに内部の排気ガス温度を好適に抑制して、車輌本体との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、さらに排気音を低減し得るマフラーカッターを提供することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ マフラーカッター
２ 排気用配管
３ 筒状の遮熱板
３ａ 上部遮熱板
３ｂ 下部遮熱板
３ｃ 端部
４ 充填材
４ａ 放熱抑制材
４ｂ 放熱促進材
５ 車輌本体
６ フーリエ変換赤外分光光度計
７１ 入射光
７２ 反射光または透過光
８ 反射鏡
９ 回転台
１０ 試料
１１ ハロゲンヒータ
１２ 検出器
１３ 冷却水
ａ 放熱部
ｂ 放熱抑制部
Ｘ 高温反射率・透過率測定装置
ｈ ホルダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マフラーカッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンから排出される燃焼ガス（排気ガス）は、エンジンに対して順次接続された、エキゾーストマニフォールド、エキマニ直下型触媒コンバータ、フロントチューブ、床下触媒コンバータ、センターマフラー、メインマフラー等を経て、最終的にテールパイプの端部（テールエンド）から外部に放出される（例えば、特許文献１（特開２００８−１９０３７１号公報）参照）。
【０００３】
上記自動車に配設されるメインマフラー等の排気系配管の大部分は、車輌底部に配置されることから通常ユーザーに視認されることはないが、排気系配管の末端に位置するテールパイプは、車輌後部のバンパー下部から端部（テールエンド）が露出するために、ユーザーに視認され易く車輌の美観に与える影響が大きい。
【０００４】
このため、一般にテールパイプの端部にさらにマフラーカッターを装着することが行われており、このマフラーカッターによって、排気音の音質を改良したり車輌の美観や高級感を向上させることが行われている。
【０００５】
ところで、自動車エンジンにおいては、高負荷高回転領域で燃料が増量され、高温の排気ガスがメインマフラー等を経てテールパイプから放出されるため、テールパイプに隣接するバンパー等の車輌本体側にも多量の熱が放出されて、バンパー等を構成する樹脂製部材の熱劣化を促進し易くなる。
【０００６】
上記熱劣化を抑制するために、バンパー等の車輌本体側の部材とテールパイプとの間には、通常一定幅以上の隙間が設けられるが（車輌本体側の部材と一定幅以上の間隔を空けつつテールパイプが設けられるが）、車輌の美観を考慮した場合、車輌本体側の部材とテールパイプとの間に形成される隙間の幅は小さい程好ましいことから、上記バンパー等の熱劣化を抑制し、バンパーと車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を低減し得るマフラーカッターが求められるようになっている。
【０００７】
また、高排気量の車輌等においては排気音が大きくなり易く、メインマフラー等に対する負荷が大きくなり易いことから、メインマフラー等で吸収しきれない排気音を低減し得るテールパイプに装着されるマフラーカッターが望まれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９０３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、高温の燃焼ガスが排気系配管を流通して外部に放出された場合であっても、対向して配置された車輌本体側の部材の熱劣化を抑制するとともに内部の排気ガス温度を好適に抑制して、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、さらに排気音を低減し得るテールパイプに装着されるマフラーカッターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する 放熱促進材とを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いマフラーカッターにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、
排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、
前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、
前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とするマフラーカッター、および
（２）前記放熱抑制材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、前記放熱促進材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である上記（１）に記載のマフラーカッター
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材が放熱抑制材と放熱促進材とを含んでなるものであることにより、配管内部を高温の燃焼ガスが流通した場合であっても、上記放熱抑制材によって対向する車輌本体側の部材への熱の放出を抑制してその熱劣化を抑制するとともに、上記放熱促進材によって車輌側とは反対側に放熱して配管内部の温度上昇を抑制して、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、また、排気用配管と筒状の遮熱板との間に充填材を有するものであることによって、排気音を低減し得るマフラーカッターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るマフラーカッター形態例を説明する断面図である。
【図２】本発明に係るマフラーカッターの使用形態を説明する断面図である。
【図３】本発明に係るマフラーカッターの製造例を説明する図である。
【図４】本発明において、放射率の測定に使用される高温反射率・透過率測定装置の概略図である。
【図５】本発明において、放射率の測定に使用される高温反射率・透過率測定装置の加熱部の断面図である。
【図６】本発明の実施例における吸音性評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のマフラーカッターは、車輌用排気系のテールパイプに装着されるものであって、排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを特徴とするものである。
【００１５】
以下、本発明のマフラーカッターについて、適宜図面を参照しつつ説明するものとする。
図１は、本発明に係るマフラーカッター１の実施態様例を示す断面図であり、図１（ａ）はマフラーカッター１の長手方向に対して直角方向の垂直断面図であり、図１（ｂ）はマフラーカッター１の長手方向に沿った垂直断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係るマフラーカッター１は、排気用配管２を有している。
本出願書類において、排気用配管とは、内部を排気ガス（燃焼ガス）が流通する管状物を意味し、排気用配管としては、内部を流通する排気ガスの温度等に対応した材質からなり、目的とする温度特性や吸音特性を発揮し得るものから適宜選択することが好ましい。
上記排気用配管としては耐熱性を有するものが好適であり、具体的には、金属管や耐熱性樹脂からなる樹脂管を挙げることができ、金属管であることが好ましい。
【００１７】
金属管としては、耐熱性や耐食性の観点からステンレス鋼製のもの（ＳＵＳ管）が主に使用されるが、アルミニウム製のもの（アルミ管）であってもよい。
【００１８】
排気用配管の平均厚みは、０．５〜２．０ｍｍであることが適当であり、０．７〜１．８ｍｍであることがより適当であり、０．９〜１．６ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、排気用配管の平均厚みは、ノギスにより３箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、排気用配管の外径は、２０〜９０ｍｍであることが適当であり、３０ 〜８０ｍｍであることがより適当であり、４０〜７０ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、排気用配管の外径は、ノギスにより測定した値を意味する。
【００１９】
配管の平均厚みや内径が上記範囲内にあることにより、排気用配管の内部および外部の温度を好適な範囲に制御し易くなる。
【００２０】
排気用配管の断面形状としても特に制限されず、図１（ａ）に断面図で示すように円形であってもよいし、楕円形等であってもよい。
また、排気用配管は、その長手方向の側壁に複数の孔が設けられてなるものであってもよく、例えばパンチングメタルによって形成されてなるものであってもよい。
【００２１】
排気用配管が、その長手方向の側壁に複数の孔が設けられてなるものであることにより、後述する充填材や筒状の遮熱板による断熱性向上効果や吸音性向上効果をより効果的に発揮することができる。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係るマフラーカッター１は、排気用配管２の外周に当該排気用配管２と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３を有している。
【００２３】
本出願書類において、遮熱板とは、排気用配管の内部を流通する排気ガスから放射される熱が車輌本体側に放射されることを抑制し得るものを意味し、車輌本体側に放射される熱に対応した耐熱性を有し、劣化等を生じない材質からなるものから適宜選択することが好ましい。
上記筒状の遮熱板としては耐熱性および美観を有するものが好適であり、具体的には、金属製のものを挙げることができる。
【００２４】
筒状の遮熱板を構成する金属としては、耐熱性、耐食性、美観性等の観点からステンレス鋼（ＳＵＳ）が主に使用され、また、アルミニウムであってもよいが、放射率が低く美観性も高いことからステンレス鋼が好ましい。
【００２５】
本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板は、波長２〜１５μｍにおける放射率が０．１〜５０％であるものが好ましく、０．１〜４０％であるものがより好ましく、０．１〜３０％であるものがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板の放射率が上記範囲内にあることにより、車輌本体側への熱の放出をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
本出願書類において、放射率（％）は、２５℃の温度条件下、測定試料（遮熱板）に対して波長２〜１５μｍの電磁波を照射したときに測定される反射率（％）および透過率（％）から、下記式により算出した値を意味する。
放射率（％）＝１００−反射率−透過率
反射率（％）＝（反射光強度／入射光強度）×１００
透過率（％）＝（透過光強度／入射光強度）×１００
ここで、反射率および透過率は、高温反射率・透過率測定装置により測定した値を意味する。
【００２７】
高温反射率・透過率測定装置としては、図４に概略図で示すものが挙げられる。
図４に示す高温反射率・透過率測定装置Ｘにおいて、フーリエ変換赤外分光光度計（日本分光（株）製ＦＴ−ＩＲ６１００型）６から照射された波長２〜１５μｍの入射光７１は、反射鏡８により反射されて試料室内に導かれ、回転台９の中心部に取り付けた試料１０に照射される。上記試料１０は回転台９の中心部に設けたホルダーｈに取り付けられた状態で、ハロゲンヒータ（ウシオ電機（株）製ＵＬ−ＳＨ−Ｖ５００）１１によって加熱される構造になっており、試料１０の取り付け部を回転軸とする回転台９の腕部に別途設けられ試料１０の周囲を周回する検出器１２によって、試料１０からの反射光または透過光７２の強度が検出される。
【００２８】
上記高温反射率・透過率測定装置Ｘの加熱部の構造例を図５に断面図で示す。
図５に示すように、試料１０の前面部と背面部には、ハロゲンヒータ１１が設置され、試料１０からの反射光または透過光を検出器１２が捉える際に、ハロゲンヒータ１１が光路を遮らないように試料１０の上部に角度をつけて設置される。反射光または透過光の測定時においては、ハロゲンヒータ１１も試料１０と共に回転させることで、常に試料１０の表面温度を一定に保つことができる構造となっている。試料１０が設置される回転台９の底部及びハロゲンヒータ１１には、外部から冷却水１３が導入され、循環、冷却される。
【００２９】
筒状の遮熱板の平均厚みは、０．５〜２．０ｍｍであることが適当であり、０．７〜１．８ｍｍであることがより適当であり、０．９〜１．６ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、筒状の遮熱板の平均厚みは、ノギスにより３箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、筒状の遮熱板の外径は、２４〜１１４ｍｍであることが適当であり、３４〜１０４ｍｍであることがより適当であり、４４〜９４ｍｍであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、筒状の遮熱板の外径は、ノギスにより測定したときの値を意味する。
【００３０】
筒状の遮熱板の平均厚みや内径が上記範囲内にあることにより、遮熱板の内部および外部の温度を好適な範囲に制御し易くなる。
【００３１】
遮熱板の断面形状としても特に制限されず、図１（ａ）に示すように概略円形であってもよいし、楕円形等であってもよい。
【００３２】
図１に示すように、本発明のマフラーカッターにおいて、筒状の遮熱板３は、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａと、同じく筒状物を半割状にした下部遮熱板３ｂとからなるものであることが好ましい。
遮熱板３が半割状の上部遮熱板３ａと半割状の下部遮熱板３ｂとからなるものであることにより、後述するように、本発明のマフラーカッターを容易に作製することができる。
【００３３】
図１に示すように、本発明のマフラーカッター１は、排気用配管２と、該排気用配管２と同軸状に設けられた筒状の遮熱板３との間に充填材４が介装されてなるものである。
図１に示すように、本発明のマフラーカッターは、上記充填材４として、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材４ａと、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材４ｂとを含む。
【００３４】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材とは、放熱促進材に比べ熱伝導率が低いものを意味し、放熱促進材とは、放熱抑制材に比べ熱伝導率が高いものを意味する。
なお、本出願書類において、放熱抑制材の熱伝導率が放熱促進材の熱伝導率よりも低いとは、マフラーカッターが使用される温度領域（通常２５〜８００℃、好ましくは２５〜６００℃）全体に亘って、任意の温度下における放熱抑制材の熱伝導率が放熱促進材の熱伝導率よりも低いことを意味する。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材や放熱促進材の熱伝導率は、放熱抑制材や放熱促進材の形成材料を適宜選択すること等により制御することができる。
【００３５】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材としては、ガラスマット、シリカ繊維マット、バサルト繊維マット、アルミナシリカ質繊維マット、ムライト繊維マット、アルミナ繊維マット等の繊維質系の断熱材を挙げることができる。
【００３６】
本発明のマフラーカッターにおいては、上述したように、マフラーカッターが使用される温度領域全体に亘って、任意の温度下における放熱抑制材の熱伝導率が後述する放熱促進材の熱伝導率よりも低い必要があるが、放熱抑制材の熱伝導率は、例えば４００℃の温度条件下において、０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましく、０．００１〜０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがより好ましく、０．００１〜０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがさらに好ましい。
【００３７】
本発明のマフラーカッターにおいて、室温（２５℃）の温度条件下における放熱抑制材の熱伝導率は、０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましく、０．００１〜０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがより好ましく、０．００１〜０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、熱伝導率は熱流計法により測定した値を意味する。
【００３８】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みは２〜１２ｍｍであることが好ましく、３〜１１ｍｍであることがより好ましく、４〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みが上記範囲内にあることにより、マフラーカッターと車輌本体側の部材とが近接して配置された場合であっても、マフラーカッターから車輌本体側への放熱を抑制して、上記部材の熱劣化を抑制し易くなる。
なお、本出願書類において、放熱抑制材の厚みは、ピーコック社製ダイヤルシックネスゲージにより厚みを５点測定したときの算術平均値を意味する。
【００３９】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の嵩密度は、０．０５〜０．４０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．０８〜０．３５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ましい。
【００４０】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の厚みや嵩密度が上記範囲内にあることにより、マフラーカッターに対向する車輌本体側の部材の熱劣化を抑制し易くなるとともに、排気用配管内部の温度を一定範囲に制御し易くなる。
【００４１】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材は、配設時に車輌本体側に位置する排気用配管の全外表面に形成することが好ましく、例えば、排気用配管の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合に、配設時に車輌本体側に位置する半筒状部の全外表面に形成することが好ましい。
具体的には、図１および図２に断面形状で示すように、排気用配管２の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合において、放熱抑制材４ａが車輌本体５側に位置する半筒状部の略全外表面に形成されていることが好ましい。
遮熱板３とともに放熱抑制材４ａを上記のとおり設けることにより、マフラーカッターを車輌用排気系のテールパイプに装着したときに、メインマフラー等で吸音しきれなかった排気音を低減しつつ、車輌本体５側への放熱を効果的に抑制して、車輌本体５側の構成部材等の熱劣化を好適に抑制することができる。
【００４２】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の形成面積は、排気用配管の全外表面積の２０〜８０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがより好ましく、４０〜６０％であることがさらに好ましい。
【００４３】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱抑制材の形成位置および形成面積は、対向する車輌本体側の部材の形状、放熱抑制材に付与しようとする放熱抑制性等に応じて適宜決定すればよい。
【００４４】
また、本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材としては、ＳＵＳ製メッシュ材、銅製メッシュ材、ＳＵＳ製ウール材、金属バルク材、セラミックス材
等の充填材を挙げることができる。
【００４５】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材は、熱伝導率が高ければ高い程よく、ＳＵＳ等の金属製のものが好ましい。
また、本マフラーカッターで吸音特性も考慮すると、ＳＵＳ製メッシュの積層体等の金属メッシュ積層体からなるものが好ましい。放熱促進材がメッシュ状であることにより、マフラーカッターの配設時にメインマフラーやサブマフラーで取り切れなかった排気音を吸音し易くなる。
【００４６】
本発明のマフラーカッターにおいては、マフラーカッターが使用される温度領域全体に亘って、任意の温度下における放熱促進材の熱伝導率が上述した放熱抑制材の熱伝導率よりも高い必要があるが、放熱促進材の熱伝導率は、例えば４００℃の温度条件下において、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）超であることがより好ましく、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましく、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。４００℃の温度条件下における熱伝導率の上限は特に制限されないが、通常、４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００４７】
本発明のマフラーカッターにおいて、室温（２５℃）下における放熱促進材の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）超であることがより好ましく、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。室温（２５℃）下における熱伝導率の上限は特に制限されないが、通常、４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００４８】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みは２〜１２ｍｍであることが好ましく、３〜１１ｍｍであることがより好ましく、４〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みが上記範囲内にあることにより、マフラーカッターと車輌本体側の部材とが近接して配置された場合であっても、マフラーカッターから車輌本体側とは反対側への放熱を促進して、車輌本体側への放熱を抑制し易くなる。
なお、本出願書類において、放熱促進材の厚みは、ピーコック社製ダイヤルシックネスゲージにより厚みを５点測定したときの算術平均値を意味する。
【００４９】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の嵩密度は、１．０〜８．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、１．５〜８．０ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、２．０〜８．０ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の厚みや密度が上記範囲内にあることにより、マフラーカッターの配設時において車両本体側とは反対側への放熱を促進して、マフラーカッターに対向する車輌本体側の部材の熱劣化を抑制し易くするとともに、排気用配管内部の温度を一定範囲に制御し易くなる。
【００５１】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材は、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する排気用配管の全外表面に形成することが好ましく、例えば、排気用配管の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合に、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する半筒状部の全外表面に形成することが好ましい。
具体的には、図１および図２に断面形状で示すように、排気用配管２の全外表面を二つの半筒状部に区分した場合において、放熱促進材４ｂが車輌本体５側とは反対側に位置する半筒状部の略全外表面に形成されていることが好ましい。
放熱促進材４ｂを上記のとおり設けることにより、マフラーカッターを車輌用排気系のテールパイプに装着したときに、メインマフラー等で吸音しきれなかった排気音を低減しつつ、車輌本体５側とは反対側への放熱を促進して、放熱促進材２内の温度を所望範囲内に容易に制御することができる。
【００５２】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の形成面積は、排気用配管の全外表面積の２０〜８０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがより好ましく、４０〜６０％であることがさらに好ましい。
【００５３】
本発明のマフラーカッターにおいて、放熱促進材の形成位置および形成面積は、対向する車輌本体側の部材の形状や、放熱促進材に付与しようとする放熱性等に応じて適宜決定すればよい。
【００５４】
本発明のマフラーカッターにおいては、排気用配管の全外表面に放熱抑制材と放熱促進材が隣接するように設けられていることが好ましい。
【００５５】
本発明のマフラーカッターを作製する方法としては、例えば、図３に示すように、放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂとして、それぞれ熱伝導率が異なる環状充填材の半割状物を用意し、この放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂを、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの内面にそれぞれ接着剤を用いて接着した後、この内面にそれぞれ充填材を接着した２つの遮熱板３ａ、３ｂを、排気用配管２を包み込むように配置し、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの端部３ｃを重ね合わせ、端部３ｃを相互に突合せ溶接等により溶接して接合するか、あるいは端部３ｃに別途フランジ等を設けた上でボルト等の連結部材（図示せず）により連結することにより作製する方法を挙げることができる。
【００５６】
本発明のマフラーカッターのテールパイプへの装着は、適宜溶接等により行うことができ、該装着は、工場における車輌の組み立て時に行ってもよいし、工場から車輌を出荷した後の任意の時期に行ってもよい。
【００５７】
本発明のマフラーカッターをテールパイプに装着する場合、車輌本体側の部材（被熱部材）との距離が、１〜５０ｍｍになるように配設することが好ましく、１〜４０ｍｍになるように配設することがより好ましく、１〜３０ｍｍになるように配設することがさらに好ましい。
上記車輌本体側の部材として、具体的には、バンパー等を挙げることができる。
【００５８】
本発明のマフラーカッターを装着する車輌として、具体的には、自動車、二輪車等を挙げることができる。
【００５９】
本発明のマフラーカッターによれば、排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材が放熱抑制材と放熱促進材とを含んでなるものであることにより、配管内部を高温の排気ガスが流通した場合であっても、上記遮熱板と放熱抑制材によって配管に対向する車輌本体側への熱放出を抑制して車輌本体を構成する部材の熱劣化を抑制するとともに、上記放熱促進材によって車輌本体側とは反対側に放熱して配管内部の温度上昇を抑制し、車輌本体側の部材との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、上記排気用配管と筒状の遮熱板との間に充填材を有することによって、排気音を低減することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例により何ら限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
図３に示すように、排気用配管２として、長手方向の側壁全体に複数の開口部が設けられたパンチングメタル状になっているＳＵＳ管（内径５２ｍｍ、外径５４ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））を用意するとともに、筒上の遮熱板３として、筒状物を半割状にした上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂからなるＳＵＳ管（内径６６ｍｍ、外径６８ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃）、２〜１５μｍの波長における放射率０．３）を用意した。
上記排気用配管２と筒状の遮熱板３とを同軸状に配置したとき、両者間には幅６ｍｍの隙間が形成される。
また、図３に示すように、充填材４として、放熱抑制材４ａを構成するガラスマット（厚さ６ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用意するとともに、放熱促進材４ｂを構成するＳＵＳメッシュ成形体１（厚さ６ｍｍ、密度２５００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製の環状物の半割状物を用意した。
上記放熱抑制材４ａおよび放熱促進材４ｂを、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの内面にそれぞれ接着剤を用いて接着した後、図３に示すように、排気用配管２を包み込むように配置しつつ、上部遮熱板３ａおよび下部遮熱板３ｂの端部３ｃ、３ｃを重ね合わせ、相互に突合せ溶接して接合することにより、図１に示すようなマフラーカッター１を作製した。
【００６２】
（排気模擬評価）
図２に示すように、得られたマフラーカッター１を、放熱抑制材４ａを設けた側が車輌本体５側に設けた樹脂製バンパー（２〜１５μｍの波長における放射率０．９）と対向するように配置するとともに、放熱促進材４ｂを設けた側が車輌本体５側とは反対側に位置するように配設した。このとき、マフラーカッター１と樹脂製バンパーとの隙間（筒状の遮熱板３と樹脂製バンパーとの距離）は２５ｍｍであった。
気温２５℃の条件下、排気用配管内に熱量５．１ｋＷ／ｍ２の出力となるロッドヒーターを設置し、定常状態になったときのマフラーカッター外表部（車輌本体側および車輌本体とは反対側）の温度および樹脂製バンパー表面の最高温度を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
（吸音性評価）
排気用配管内に、周波数１００〜１００００Ｈｚの音を発生させたときの、マフラーカッター外表面における音圧レベルを測定した。結果を図６に示す。
【００６４】
（実施例２）
放熱促進材４ｂとして、ＳＵＳメッシュ成形体２（厚さ６ｍｍ、密度３０００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６５】
（実施例３）
放熱促進材４ｂとして、銅メッシュ成形体３（厚さ６ｍｍ、密度２５００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例４）
放熱促進材４ｂとして、銅メッシュ成形体４（厚さ６ｍｍ、密度３０００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価を実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６７】
（比較例１）
放熱促進材４ｂとして、ガラスマット（厚さ６ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））製環状物の半割状物を用いた以外は、実施例１と同様にしてマフラーカッターを作製した。
得られたマフラーカッターの排気模擬評価および吸音性評価を実施例１と同様に行った。結果を表１および図６に示す。
【００６８】
（比較例２）
単管状のＳＵＳ管（内径５２ｍｍ、外径５４ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）（４００℃））をそのままテールパイプとして用いた。
テールパイプと樹脂製バンパーとの隙間を３５ｍｍとした以外は、実施例１と同様に排気模擬評価および吸音性評価を行った。結果を表１および図６に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１より、実施例１〜実施例４で得られたマフラーカッターは、概略二重管構造を有しつつ、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有し、該充填材において、車輌本体側に位置する放熱抑制材の熱伝導率が、車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材の熱伝導率よりも低いことから、マフラーカッター下部からの放熱を促進しつつマフラーカッター上部からの放熱を抑制して、バンパーの熱劣化を好適に抑制し、車輌本体との間に設けられる隙間の幅を低減し得ることが分かる。
また、図６より、実施例１で得られたマフラーカッターは、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有するものであることから、特に周波数１０００Ｈｚ以上の高周波に対して音圧レベルが抑制され、高い吸音性を示すことが分かる。
【００７１】
これに対して、表１より、比較例１で得られたマフラーカッターは、概略二重管構造を有しつつ、内管（排気用配管）と外管（筒状の遮熱板）との間に充填材を有するものの、該充填材において、車輌本体側に位置する充填材の熱伝導率と、車輌本体側とは反対側に位置する充填材の熱伝導率が同一であることから、マフラーカッター上部からの放熱を十分に低減することができず、バンパーにおける熱劣化の進行を抑制し得ないものであることが分かる。
【００７２】
また、表１より、比較例２で得られたテールパイプは、単管構造を有し、充填材を有さないものであるため、テールパイプ上部の温度を十分に低減することができず、バンパーとの隙間幅を大きくしてもバンパーの温度上昇を抑制し得ないものであることが分かる。
また、図６より、比較例２で得られたテールパイプは、特に周波数１０００Ｈｚ以上の周波数に対して、吸音性が低いものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、高温の燃焼ガスが排気系配管を流通して外部に放出された場合であっても、対向して配置された車輌本体側の部材の熱劣化を抑制するとともに内部の排気ガス温度を好適に抑制して、車輌本体との間に形成される隙間の幅を小さくすることができ、さらに排気音を低減し得るマフラーカッターを提供することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ マフラーカッター
２ 排気用配管
３ 筒状の遮熱板
３ａ 上部遮熱板
３ｂ 下部遮熱板
３ｃ 端部
４ 充填材
４ａ 放熱抑制材
４ｂ 放熱促進材
５ 車輌本体
６ フーリエ変換赤外分光光度計
７１ 入射光
７２ 反射光または透過光
８ 反射鏡
９ 回転台
１０ 試料
１１ ハロゲンヒータ
１２ 検出器
１３ 冷却水
ａ 放熱部
ｂ 放熱抑制部
Ｘ 高温反射率・透過率測定装置
ｈ ホルダー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、
排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、
前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、
前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とするマフラーカッター。
【請求項２】
前記放熱抑制材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、前記放熱促進材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である請求項１に記載のマフラーカッター。
【請求項１】
車輌用排気系のテールパイプに装着されるマフラーカッターであって、
排気用配管と、排気用配管の外周に排気用配管と同軸状に設けられた筒状の遮熱板と、前記排気用配管と筒状の遮熱板との間に介装された充填材とを有し、
前記充填材は、配設時に車輌本体側に位置する放熱抑制材と、配設時に車輌本体側とは反対側に位置する放熱促進材とを含み、
前記放熱抑制材の熱伝導率が前記放熱促進材の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とするマフラーカッター。
【請求項２】
前記放熱抑制材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．０１〜０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、前記放熱促進材の４００℃の温度条件下における熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である請求項１に記載のマフラーカッター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１００７５７（Ｐ２０１３−１００７５７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４３２７（Ｐ２０１１−２４４３２７）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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