特許 7001893 マフラーを繊維材料で充填するためのシステム及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-04

(45)【発行日】2022-01-20

(54)【発明の名称】マフラーを繊維材料で充填するためのシステム及びその方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 1/04 20060101AFI20220113BHJP

【ＦＩ】

F01N1/04 L

F01N1/04 M

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019532961

(86)(22)【出願日】2017-10-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-23

(86)【国際出願番号】 US2017056009

(87)【国際公開番号】W WO2018118186

(87)【国際公開日】2018-06-28

【審査請求日】2020-09-17

(31)【優先権主張番号】16306724.2

(32)【優先日】2016-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】507220187

【氏名又は名称】オウェンス コーニング インテレクチュアル キャピタル リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100170634

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 航介

(72)【発明者】

【氏名】ブラント リュック ジェイ

【審査官】菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０１６７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２７９５７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６０９４８１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０７９７５３８２（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特表２００４－５１８０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６４１２５９６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１５－０７８６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ １／００，１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マフラーのマフラーキャビティに繊維材料を充填する際に使用するためのインサートであって、
下面と該下面から延びてインサートキャビティを定める１又は２以上の側壁とを有する本体を含み、
前記本体は、少なくとも部分的に前記マフラーキャビティ内に嵌合するサイズ及び形状を有し、
前記本体の前記下面は、前記マフラー内のパイプ端部が前記インサートキャビティを通過して入り込むためのサイズ及び形状を有するパイプ開口部を含み、
前記本体の前記下面は、空気を通過させることができるが、前記繊維材料が通過することを防止するサイズを有する複数の穿孔を含む、
ことを特徴とするインサート。

【請求項2】

前記本体は、前記インサートキャビティを取り囲む上面を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のインサート。

【請求項3】

前記本体の前記下面は、複数の前記パイプ開口部を含むことを特徴とする請求項１に記載のインサート。

【請求項4】

前記本体の前記下面からほぼ前記側壁の高さまで延びる中空ポストを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のインサート。

【請求項5】

前記本体の外周が、前記マフラーキャビティの内周に一致することを特徴とする請求項１に記載のインサート。

【請求項6】

前記本体の前記下面は、充填ノズルが前記マフラーキャビティを通過してそこに入り込むためのサイズ及び形状を有するノズル開口部を含むことを特徴とする請求項５に記載のインサート。

【請求項7】

マフラーのキャビティに繊維材料を充填するためのシステムであって、
前記マフラーの前記キャビティに挿入するための穿孔された部材と、
前記マフラーと前記穿孔された部材とを互いに対して固定するための保持部材と、
前記繊維材料を前記マフラーの前記キャビティの中に送出するための充填ノズルと、
空気を前記マフラーの前記キャビティから排出するための真空源と、
を含み、
前記穿孔された部材は、前記マフラーの前記キャビティ内に位置するパイプの端部を取り囲み、これにより、前記真空源が空気を前記マフラーの前記キャビティから前記穿孔された部材を通して、前記パイプを通して、かつ該マフラーから引き出すことができ、
前記穿孔された部材は、前記真空源が前記繊維材料を前記パイプ内に引き込むことを防止する、
ことを特徴とするシステム。

【請求項8】

前記マフラーは、該マフラーの前記キャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割するバッフルを含み、
前記穿孔された部材は、前記第１のチャンバを前記繊維材料で充填する時に前記マフラーの前記キャビティ内で前記第２のチャンバを該繊維材料で充填する時と同じ場所に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記マフラーは、該マフラーの前記キャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割するバッフルを含み、
前記穿孔された部材は、前記第１のチャンバを前記繊維材料で充填する時に前記マフラーの前記キャビティ内の第１の場所に位置決めされ、
前記穿孔された部材は、前記第２のチャンバを前記繊維材料で充填する時に前記マフラーの前記キャビティ内の第２の場所に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

前記穿孔された部材の外周が、前記キャビティの内周に一致することを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項11】

前記充填ノズルは、前記穿孔された部材内の開口部を通過することを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項12】

複数の前記保持部材を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項13】

複数の前記充填ノズルを更に含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【請求項14】

前記繊維材料は、テクスチャ化された繊維ガラスであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

〔関連出願への相互参照〕
この出願は、引用により本明細書にその開示全体が完全に組み込まれている２０１６年１２月１９日出願の「繊維材料でマフラーを充填するためのシステム及びその方法」という名称の欧州特許出願第１の６３０６７２４．２号に対する優先権及びその全ての利益を主張するものである。

【0002】

一般的な発明概念は、マフラーを繊維材料で充填するためのシステム及びその方法に関する。

【背景技術】

【0003】

作動中にマフラーによって生成される音を吸収して減衰させるために繊維材料（例えば、ガラス繊維）をマフラーの本体の中に導入することは公知である。

【0004】

引用により本明細書にその開示全体が組み込まれている米国特許第７、９７５、３８２号明細書に示されているように、多くのタイプの排気マフラーは、複数の部品を機械的に接合してマフラーシェルを形成することによって生成される。例えば、１つの一般的なタイプの排気マフラーは、スパンマフラーとして公知である。スパンマフラーは、材料のシートを望ましい形状に形成してマフラー本体を形成し、この本体に溶接又は圧着で末端キャップを取り付けてマフラーシェルを形成することによって作られる。別の一般的なタイプの排気マフラーは、溶接又は圧着によって上側セクションを下側セクションに接合することによって組み立てられるクラムシェルマフラーである。スパンマフラーとクラムシェルマフラーの両方は、一般的にバッフル又は仕切りによって複数のチャンバに分割され、マフラーにガスを入れるかつ排気するためにチャンバ間を張る１又は２以上の入口パイプ及び出口パイプを含有する。

【0005】

排気マフラーを充填するのに使用される一般的な材料は、連続ガラス繊維である。この繊維は、通常はマフラーチャンバの１又は２以上を充填し、かつ多くの場合にテクスチャ化又は「増量」された形態でマフラーに挿入される。マフラーシェルを組み立てる前に、これらの増量された繊維をマフラーシェル構成要素又はチャンバの１つに挿入することは公知である。マフラーシェルが部分的に組み立てられた状態にある時に、増量された繊維をマフラーシェル構成要素又はチャンバの１つに導入することも公知である。

【0006】

例えば、テクスチャ化された繊維材料をマフラーに導入するのにテクスチャ化ノズルを使用することができる。例えば、引用により本明細書にその開示全体が組み込まれている米国特許第５、９７６、４５３号明細書に開示されているように、テクスチャ化デバイスは、圧縮空気を使用してデバイスを通して繊維材料のストランドを前進させ、ストランドの繊維は、線維材料がデバイスを出る時に分離されて交絡される（すなわち、テクスチャ化される）。

【0007】

テクスチャ化ノズルは、テクスチャ化された繊維材料で充填されているマフラーキャビティ内にかなりの量の圧縮空気を導入するので、この空気が、それがテクスチャ化された繊維材料の適正な分布をそれで充填されているマフラーキャビティ内で乱さないように出口の経路を有することが重要である。

【0008】

入口パイプ及び／又は出口パイプは、そこに穿孔を有することができる。同様に、バッフル又は仕切りもそこに穿孔を有することができる。一般的に、これらの穿孔は、燃焼ガスがそこを通過することを可能にし、同時にテクスチャ化された繊維材料の通過を妨げるようなサイズにされる。このようにして、マフラーに入る燃焼ガスは、パイプから出て及び／又はバッフルを通って流れてテクスチャ化された繊維材料と相互作用し、これが音の吸収及び減衰をもたらし、次に、燃焼ガスがマフラーを通るかつそこから出るそれらの経路を持続する時にパイプの中に及び／又はバッフルを通って戻ることができる。

【0009】

これらの穿孔は、テクスチャ化された繊維材料がマフラーに導入される時にその分布を制御するのにも使用される。’３８２号特許に示されているように、排気ガスの騒音を小さくするのに十分な密度を用いてテクスチャ化された繊維材料の均一な分布を達成するようにテクスチャ化された繊維材料のマフラーへの導入を制御することが重要である。典型的に、充填作動中にマフラーに導入されている圧縮空気をマフラーから引き出す圧力差ΔＰを生成するのに真空源（例えば、’３８２特許における真空源４２）が使用される。

【0010】

例えば、図１に示すように、従来の充填システム１００は、マフラー１１０の第１の端部１０８上の開口部１０６を通じてテクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ１０４に導入し、同時に部分真空（ΔＰ）が真空源１２０によってマフラー１１０の第２の端部１１４（第１の端部１０８の反対側）上の開口部１１２に生成される。

【0011】

マフラー１１０は、本体１３０を含み、２本のパイプ１３２が本体１３０を少なくとも部分的に通って延びる。パイプ１３２は、マフラー１１０を通る排気ガスを運ぶための入口パイプ及び／又は出口パイプとすることができる。各パイプ１３２の少なくとも一部分は穿孔１４０を含む。マフラー１１０はまた、マフラーキャビティ１０４を第１のチャンバ１３６と第２のチャンバ１３８に分割するバッフル１３４を含む。バッフル１３４の少なくとも一部分は穿孔１４２を含む。上述のように、穿孔１４０、１４２は、燃焼ガスがそれを通過することを可能にし、同時にテクスチャ化された繊維材料１０２の通過を妨げるようなサイズにされる及び／又はそのように成形される。

【0012】

充填作動中に、マフラー１１０は、第１の端部１０８とのインタフェースを有する第１の部材１２２と第２の端部１１４とのインタフェースを有する第２の部材１２４との間で所定位置に保持される。マフラー１１０の本体１３０は、部分的に組み立てられた状態、すなわち、末端キャップがまだ本体１３０に接合されていない状態にあるので、第１の部材１２２は、本体１３０の開口端１０６に当接するか又は嵌合し、第２の部材１２４は、本体１３０の開口端１１２に当接するか又は嵌合する。特に、第１の部材１２２は、第１の端部１０８で本体１３０との実質的に気密のインタフェースを形成し、第２の部材１２４は、第２の端部１１４で本体１３０との実質的に気密のインタフェースを形成する。

【0013】

第１の部材１２２は、テクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ１０４に送出するためにテクスチャ化ノズル１５０を挿入することができる開口部を含む。第１の部材１２２はまた、マフラー１１０の第１の端部１０８の近くでパイプ１３２のあらゆる端部１５２を覆い、端部１５２も、テクスチャ化された繊維材料１０２のいずれかがそこに引き込まれるのを防ぐために別々に塞ぐことができる。

【0014】

第２の部材１２４は、開口部を含み、それを通して真空源１２０は、マフラー１１０の第２の端部１１４の近くでパイプ１３２のあらゆる端部１５４とのインタフェースを有することができる。このようにして、真空源１２０は、充填ノズル１５０によって導入される空気を含む内側キャビティ１０４（すなわち、第１のチャンバ１３６及び第２のチャンバ１３８）からの空気を排出することができる。

【0015】

特に、内側キャビティ１０４内の空気は、穿孔１４０を通じて第１のチャンバ１３６とパイプ１３２の間を流れることができる。同様に、内側キャビティ１０４内の空気は、穿孔１４２を通じて第１のチャンバ１３６と第２のチャンバ１３８の間を流れることができる。真空源１２０は、パイプ１３２の端部１５４（両端１５２は塞がれている）を通して内側キャビティ１０４から空気を引き出すので、第２のチャンバ１３８内の（又はそこに流れ込む）空気は、穿孔１４２を通じて第１のチャンバ１３６に引き込まれる。同様に、第１のチャンバ１３６内の（又はそこに流れ込む）空気は、穿孔１４０を通してパイプ１３２に引き込まれる。すなわち、テクスチャ化ノズル１５０によって内側キャビティ１０４内に導入されている空気は、マフラー１１０から出る流路を有する。流路の様々な部分は、破線矢印で図１に示されている。

【0016】

テクスチャ化ノズル１５０によって内側キャビティ１０４内に導入された空気に対してマフラー１１０から出る流路を提供することにより、穿孔１４０、１４２は、内側キャビティ１０４内のテクスチャ化された繊維材料１０２の制御された分布を容易にする。言い換えれば、穿孔１４０、１４２は、内側キャビティ１０４に導入されている空気が、充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ１３６）内のテクスチャ化された繊維材料１０２の緩やかな蓄積を乱すことを防ぐ。すなわち、望ましい密度に対する第１のチャンバ１３６内のテクスチャ化された繊維材料１０２の比較的均一な分布を容易に達成することができる。テクスチャ化された繊維材料１０２のこの均一な分布はまた、最適な音減衰のために穿孔１４０、１４２がテクスチャ化された繊維材料１０２によって十分に覆われることを保証する

【0017】

しかし、穿孔（例えば、穿孔１４０、１４２）が存在しないか又は充填作動中にマフラー内に導入されている空気を適切に排出するのに不十分である（例えば、量、サイズにおいて）時に問題が生じる。

【0018】

説明目的のために、１又は２以上のパイプ及び／又は１又は２以上のバッフルに穿孔がない（又は十分な穿孔がない）仮想的なマフラー２１０を図２に示している。図２において、従来の充填システム２００は、マフラー２１０の第１の端部２０８にある開口部２０６を通してテクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ２０４に導入し、同時に真空源１２０によってマフラー２１０の第２の端部２１４（第１の端部２０８とは反対側）にある開口部２１２に部分真空（ΔＰ）が生成される。

【0019】

マフラー２１０は、本体２３０を含み、２本のパイプ２３２が、本体２３０を少なくとも部分的に通って延びる。パイプ２３２は、マフラー２１０を通して排気ガスを運ぶための入口パイプ及び／又は出口パイプとすることができる。この例では、各パイプ２３２にはいずれの穿孔もない（又は充填作動中にマフラー２１０に導入される空気の量を十分に排出するのに適する穿孔がない）。マフラー２１０はまた、マフラーキャビティ２０４を第１のチャンバ２３６と第２のチャンバ２３８に分割するバッフル２３４を含む。この例では、バッフル２３４にはいずれの穿孔もない（又は充填作動中にマフラー２１０に導入される空気の量を十分に排出するのに適する穿孔がない）。

【0020】

充填作動中に、マフラー２１０は、第１の端部２０８とのインタフェースを有する第１の部材１２２と第２の端部２１４とのインタフェースを有する第２の部材１２４との間で所定位置に保持される。マフラー２１０の本体２３０は、部分的に組み立てられた状態、すなわち、末端キャップがまだ本体２３０に接合されていない状態にあるので、第１の部材１２２は、本体２３０の開口端２０６に当接するか又は嵌合し、第２の部材１２４は、本体２３０の開口端２１２に当接するか又は嵌合する。特に、第１の部材１２２は、第１の端部２０８で本体２３０との実質的に気密のインタフェースを形成し、第２の部材１２４は、第２の端部２１４で本体２３０との実質的に気密のインタフェースを形成する。

【0021】

第１の部材１２２は、テクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ２０４内に送出するためのテクスチャ化ノズル１５０を挿入することができる開口部を含む。第１の部材１２２はまた、マフラー２１０の第１の端部２０８の近くでパイプ２３２のあらゆる端部２５２を覆い、端部２５２も別々に塞ぐことができる。

【0022】

第２の部材１２４は、開口部を含み、それを通して真空源１２０は、マフラー２１０の第２の端部２１４の近くでパイプ２３２のあらゆる端部２５４とのインタフェースを有することができる。しかし、穿孔の欠如（又は適切な穿孔の欠如）は、内側キャビティ２０４内の空気が充填作動中にパイプ２３２を通ってマフラー２１０から出る十分な流路を持たないことを意味するので、真空源１２０は、充填ノズル１５０によって導入された空気を含む内側キャビティ２０４（例えば、テクスチャ化繊維材料１０２で充填されている第１のチャンバ２３６）からの空気を実質的に排出することができない。

【0023】

特に、内側キャビティ２０４内の空気は、パイプ２３２内の穿孔の欠如に起因して第１のチャンバ２３６とパイプ２３２の間を実質的に流れることができない。同様に、内側キャビティ２０４内の空気は、バッフル２３４内の穿孔の欠如に起因して第１のチャンバ２３６と第２のチャンバ２３８の間を実質的に流れることができない。その結果、充填作動中に（すなわち、充填ノズル１５０によって）内側キャビティ２０４内に導入されている空気は、充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ２３６）内に蓄積する。この衰えない空気の流入は、攪乱的で制御されない方式で第１のチャンバ内を流れる。例示的流路が破線矢印で図２に示されている。

【0024】

テクスチャ化ノズルによって内側キャビティ２０４に導入されている空気は、本質的に可変で制御されない流路を辿るので、内側キャビティ２０４内でテクスチャ化された繊維材料１０２の制御された分布を達成することは不可能ではないとしても困難である。言い換えれば、パイプ２３２及び／又はバッフル２３４内の穿孔（又は適切な穿孔）の欠如により、内側キャビティ１０４に導入されている空気は、充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ２３６）内でのテクスチャ化された繊維材料１０２の緩やかな蓄積を乱す。更に、内側キャビティ２０４に存在する空気圧は、充填ノズル１５０の性能に悪影響を及ぼす可能性があるので、充填ノズル１５０は、繊維材料を適切に送出してテクスチャ化することができにくくなる。従って、望ましい密度に対する第１のチャンバ２３６内のテクスチャ化された繊維材料１０２の均一な分布を容易に達成することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0025】

【文献】米国特許第７，９７５，３８２号明細書

【文献】米国特許第５，９７６，４５３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0026】

以上の観点から、制御された均一な方式でマフラーを繊維材料で充填するためのシステム及びその方法の改善に対する未解決の必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0027】

一般的な発明概念は、マフラーを繊維材料で充填するためのシステム及びその方法の改善に関連し、かつそれを考えている。

【0028】

例示的実施形態では、マフラーキャビティを繊維材料で充填する際に使用するためのインサートを開示する。インサートは、下面と下面から延びてインサートキャビティを定める１又は２以上の側壁とを有する本体を含む。インサートは、少なくとも部分的にマフラーキャビティ内に嵌合するサイズ及び形状を有する。本体の下面はパイプ開口部を含み、そのパイプ開口部はマフラー内のパイプ端部がインサートキャビティを通過して入り込むためのサイズ及び形状を有する。本体の下面は複数の穿孔を含み、この穿孔は、空気を通過させるが繊維材料が通過しないように防ぐサイズを有する。

【0029】

一部の例示的実施形態では、本体は、更に、インサートキャビティを取り囲む上面を含む。

【0030】

一部の例示的実施形態では、本体の下面は複数のパイプ開口部を含む。

【0031】

一部の例示的実施形態では、インサートは、本体の下面からほぼ側壁の高さまで（例えば、上面まで）延びる中空ポストを更に含む。

【0032】

例示的実施形態では、マフラーキャビティを繊維材料で充填するためのシステムを開示する。システムは、マフラーのキャビティに挿入するための穿孔された部材と、マフラーと穿孔された部材とを互いに固定するための保持部材と、繊維材料をマフラーのキャビティ内に送出するための充填ノズルと、マフラーのキャビティから空気を排出するための真空源とを有する。穿孔された部材は、マフラーのキャビティ内に位置するパイプの端部を囲み、真空源がマフラーのキャビティから穿孔された部材を介してパイプを通してマフラーの外へ空気を引き出すことができるようにする。更に、穿孔された部材は、真空源が繊維材料をパイプ内に引き込まないように防ぐ。

【0033】

一部の例示的実施形態では、保持部材は、穿孔された部材の上面を形成する。

【0034】

一部の例示的実施形態では、マフラーは、マフラーのキャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割するバッフルを含み、穿孔された部材は、第１のチャンバを繊維材料で充填する時と第２のチャンバを繊維材料で充填する時とでマフラーのキャビティ内の同じ場所に位置決めされる。

【0035】

一部の例示的実施形態では、マフラーは、マフラーのキャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割するバッフルを含み、穿孔された部材は、第１のチャンバを繊維材料で充填する時にマフラーのキャビティ内の第１の場所に位置決めされ、穿孔された部材は、第２のチャンバを繊維材料で充填する時にマフラーのキャビティ内の第２の場所に位置決めされる。

【0036】

一部の例示的実施形態では、充填システムは複数の保持部材を有する。

【0037】

一部の例示的実施形態では、充填システムは複数の充填ノズルを有する。

【0038】

一部の例示的実施形態では、繊維材料はテクスチャ化された繊維ガラスである。

【0039】

例示的実施形態では、マフラーのキャビティを繊維材料で充填する方法を開示する。本方法は、穿孔された部材をマフラーのキャビティに挿入する段階と、穿孔された部材をマフラーに対して固定するようにマフラーを保持する段階と、マフラーのキャビティを繊維材料で充填する段階と、マフラーのキャビティから穿孔された部材と穿孔された部材の中に延びるマフラーのパイプの端部とを通して空気を排出する段階とを含み、穿孔された部材は、繊維材料がパイプ内に入らないように防ぐ。

【0040】

一部の例示的実施形態では、本方法は、マフラーを解除する段階と、穿孔された部材をマフラーのキャビティから取り外す段階とを更に含む。

【0041】

一部の例示的実施形態では、本方法は、マフラーの組立を完了する段階を更に含む。

【0042】

一部の例示的実施形態では、マフラーは、マフラーのキャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割するバッフルを含み、本方法は、第１のチャンバを繊維材料で充填する時に穿孔された部材をマフラーのキャビティ内の第１の場所に位置決めする段階と、第２のチャンバを繊維材料で充填する時に穿孔された部材をマフラーのキャビティ内の第２の場所に位置決めする段階とを更に含む。

【0043】

一部の例示的実施形態では、繊維材料はテクスチャ化された繊維ガラスである。

【0044】

一部の例示的実施形態では、本方法段階のうちの１又は２以上は、自動的に実行される。一部の例示的実施形態では、本方法段階の全てが自動的に実行される。

【0045】

一般的な発明概念の多くの他の態様、利点、及び／又は特徴は、以下の例示的実施形態の詳細説明から、特許請求の範囲から、及び本明細書と共に提出された添付図面からより容易に明らかになるであろう。

【0046】

図面を参照して一般的な発明概念、並びにその実施形態及び利点を一例として以下でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】内部穿孔を有するマフラーをテクスチャ化された繊維材料で充填するための従来の充填システムの図である。

【図2】内部穿孔を欠くマフラーをテクスチャ化された繊維材料で充填しようとする図１の充填システムの図である。

【図3】内部穿孔を欠くマフラーをテクスチャ化された繊維材料で充填するための一例示的実施形態による充填システムの図である。

【図4A】穿孔インサートの斜視図を示す一例示的実施形態による穿孔インサートを示す図である。

【図4B】穿孔インサートの底面図を示す一例示的実施形態による穿孔インサートを示す図である。

【図4C】マフラー内に位置決めされた穿孔インサートの斜視図を示す一例示的実施形態による穿孔インサートを示す図である。

【図5】内部穿孔を欠くマフラーをテクスチャ化された繊維材料で充填する一例示的実施形態による充填方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

一般的な発明概念は多くの異なる形態の実施形態を受け入れるが、本発明の開示を一般的な発明概念の原則の例示として見なすものとするという理解の下でその特定の実施形態を図面に示して本明細書に詳細に以下に説明する。従って、一般的な発明概念が本明細書に示す特定の実施形態に限定されることを意図していない。

【0049】

ここで図面を参照すると、一般的な発明概念の様々な態様を説明するための図が図３に示されている。図３において、充填システム３００は、パイプ又はバッフル内に穿孔（又は適切な穿孔）がない場合でも、充填作動中にマフラーに導入されている空気の適切な排出を可能にする。

【0050】

図３に示すように、充填システム３００は、マフラー２１０の第１の端部２０８にある開口部２０６を通して、テクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ２０４に導入し、同時に真空源１２０によってマフラー２１０の第２の端部２１４（第１の端部２０８とは反対側）にある開口部２１２に部分真空（ΔＰ）が生成される。

【0051】

マフラー２１０は、本体２３０を含み、２本のパイプ２３２が少なくとも部分的に本体２３０を通って延びる。パイプ２３２は、マフラー２１０を通して排気ガスを運ぶための入口パイプ及び／又は出口パイプとすることができる。各パイプ２３２にはいずれの穿孔もない（又は充填作動中にマフラー２１０に導入されている空気の量を十分に排出するのに適する穿孔がない）。マフラー２１０はまた、マフラーキャビティ２０４を第１のチャンバ２３６と第２のチャンバ２３８に分割するバッフル２３４を含む。バッフル２３４にはいずれの穿孔もない（又は充填作動中にマフラー２１０に導入されている空気の量を十分に排出するのに適する穿孔がない）。充填システム３００に関連して、充填作動中にマフラー２１０に導入されている空気の「十分な排出」とは、空気がマフラーキャビティ２０４を出る速度が、マフラーキャビティ２０４に導入されている速度よりも大きいか又はそれに等しいことを意味する。

【0052】

充填作動中に、マフラー２１０は、第１の端部２０８とのインタフェースを有する第１の部材１２２と、第２の端部２１４とのインタフェースを有する第２の部材１２４との間で所定位置に保持される。マフラー２１０の本体２３０は、部分的に組み立てられた状態、すなわち、末端キャップがまだ本体２３０に接合されていない状態にあるので、第１の部材１２２は、本体２３０の開口端２０６とのインタフェースを有し（例えば、嵌合するか又は他に覆う）、第２の部材１２４は、本体２３０の開口端２１２とのインタフェースを有する（例えば、嵌合するか又は他に覆う）。特に、第１の部材１２２は、第１の端部２０８で本体２３０との実質的に気密のインタフェースを形成し、第２の部材１２４は、第２の端部２１４で本体２３０との実質的に気密のインタフェースを形成する。

【0053】

第１の部材１２２は、テクスチャ化された繊維材料１０２をマフラーキャビティ２０４に送出するためにテクスチャ化ノズル１５０を挿入することができる開口部を含む。第１の部材１２２はまた、マフラー２１０の第１の端部２０８の近くでパイプ２３２のあらゆる端部２５２を覆い、テクスチャ化された繊維材料１０２が引き込まれるのを防ぐために端部２５２も別々に塞ぐことができる。

【0054】

第２の部材１２４は、開口部を含み、それを通して真空源１２０は、マフラー２１０の第２の端部２１４の近くでパイプ２３２のあらゆる端部２５４とのインタフェースを有することができる。当業者は、真空源１２０がマフラー２１０の第２の端部２１４の開口部２１２全体のようなマフラー２１０内のあらゆる１又は２以上の適切な開口部とのインタフェースを有することができることを認めるであろう。従来の実施では、上述のように、穿孔の欠如（又は適切な穿孔の欠如）が、内側キャビティ２０４内の空気が充填作動中にパイプ２３２を通ってマフラー２１０から出る十分な流路を持たないことを意味するので、真空源１２０は、充填ノズル１５０によって導入された空気を含む内側キャビティ２０４（例えば、テクスチャ化繊維材料１０２で充填されている第１のチャンバ２３６）からの空気を実質的に排出することができない。

【0055】

この問題に対処するために、充填システム３００は、穿孔された部材３６０を使用する。穿孔された部材３６０は、内側キャビティ３６２を定める本体を含む。本体の少なくとも一部分、例えば、その下面は、複数の穿孔３６４を含む。一般的に、これらの穿孔３６４は、空気がそれらを通過することができる一方、テクスチャ化された繊維材料１０２の通過を妨げるようなサイズである。例えば、テクスチャ化された繊維材料１０２の繊維は比較的小さい直径（例えば、２０μｍ）を有するが、繊維が穿孔３６４を通って容易に流動しないように防ぐ「架橋効果」が存在する。穿孔３６４が充填作動中にマフラー２１０内に導入されている空気の「十分な排出」を可能にする限り、あらゆる数の穿孔３６４を使用することができる。一部の例示的実施形態では、穿孔された部材３６０は、少なくとも５０個の穿孔を含む。

【0056】

充填システム３００では、パイプ２３２の端部２５２は塞がれない。これに代えて、穿孔された部材３６０は、上側開口部２０６を通じてマフラー本体２３０内に少なくとも部分的に嵌合するようなサイズ及び形状である。このようにして、パイプ２３２の端部２５２は、穿孔された部材３６０の内側キャビティ内に受け入れられる。真空源１２０によって空気がパイプ２３２の端部２５４を通って内側キャビティ２０４から引き出される時に、充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ２３６）内の空気も、マフラー２１０から出る時に穿孔された部材３６０内の穿孔３６４を通ってパイプ２３２の端部２５２に引き込まれ、パイプ２５２を通ってパイプ２３２の端部２５４から引き出される。従って、穿孔された部材３６０に起因して、テクスチャ化ノズル１５０によって内側キャビティ１０４内に導入されている空気は、マフラー２１０から出る流路を有する。流路の様々な部分が破線矢印で図３に示されている。

【0057】

テクスチャ化ノズル１５０により内側キャビティ２０４内に導入された空気に対するマフラー２１０から出る流路を提供することにより、穿孔された部材３６０は、テクスチャ化された繊維材料１０２の内側キャビティ２０４内での制御された分布を容易にする。言い換えれば、穿孔された部材３６０は、内側キャビティ２０４に導入されている空気が、充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ２３６）内でのテクスチャ化された繊維材料１０２の緩やかな蓄積を乱さないように防ぐ。このようにして、パイプ２３２及び／又はバッフル２３４内に穿孔（又は適切な穿孔）がないにも関わらず、望ましい密度に対する第１のチャンバ２３６内のテクスチャ化された繊維材料１０２の比較的均一な分布を容易に達成することができる。

【0058】

テクスチャ化された繊維材料１０２は、内燃機関によって生じるような排気ガスによって生じる音を吸収して減衰させるのに適するあらゆる材料とすることができる。一部の実施形態では、テクスチャ化された繊維材料１０２は繊維ガラスである。一部の実施形態では、繊維ガラスは、Ｅ－ガラスフィラメント及びＳ－ガラスフィラメントのうちの一方を含む。テクスチャ化された繊維材料１０２は、一般的に、特定の密度（例えば、５０ｇ／Ｌ～２００ｇ／Ｌ）を有することになる。

【0059】

穿孔された部材３６０は、充填作動に耐えるのに適するあらゆる材料で作ることができる。一例示的実施形態では、穿孔された部材３６０は、金属（例えば、鋼、アルミニウム）で作ることができる。

【0060】

一部の例示的実施形態では、穿孔された部材３６０は、第１の部材１２２と一体化される。

【0061】

一部の例示的実施形態では、充填システム３００は、充填作動中に複数の個別の穿孔された部材３６０を使用し、例えば、充填されているチャンバ内の第１のパイプの周りに第１の穿孔された部材３６０を配置し、充填されているチャンバ内の第２のパイプの周りに第２の穿孔された部材３６０を配置する。

【0062】

上述のように、マフラー設計は、広範な形状、サイズ、及び構成を包含する。一般的な発明概念は、様々なマフラー設計（例えば、パイプ及びバッフルの数、サイズ、形状、及び構成の変動）にわたって適用可能である。一部の例示的実施形態では、充填システム３００は、複数の異なる穿孔された部材を含み、各穿孔された部材は、特定のマフラー設計又は構成に対応する。

【0063】

一般的な発明概念はまた、様々なマフラー充填システム（例えば、保持部材の数、サイズ、形状、及び構成の変動）にわたって適用可能である。一部の例示的実施形態では、充填システム３００は、複数の異なる保持部材を含み、各保持部材は、特定のマフラー設計又は構成に対応する。

【0064】

一部の例示的実施形態では、テクスチャ化された繊維材料１０２の導入は、真空源１２０がマフラーとのインタフェースを有する側とは反対のマフラーの側で行われる。一部の例示的実施形態では、テクスチャ化された繊維材料１０２の導入は、真空源１２０とのインタフェースを有するのと同じマフラーの側で行われる。一部の例示的実施形態では、テクスチャ化された繊維材料１０２の導入は、真空源１２０がマフラーとのインタフェースを有する側に隣接する側で行われる。

【0065】

更に、マフラー内のパイプ及び／又はバッフルには穿孔が存在することができるが、それらの穿孔は、穿孔の欠如（又は適切な穿孔の欠如）と関連する上述の問題を回避するマフラーの領域（すなわち、充填されている特定のチャンバ）内にあるか又はそれに隣接する必要はない。穿孔された部材３６０は、そのようなマフラーにおいても、有効な充填作動を達成する又は他に改善するのに有用であると考えられる。

【0066】

穿孔された部材４００の例示的実施形態を図４Ａ～４Ｃに示している。穿孔された部材４００は、特定のマフラー４５０の設計に対応する（図４Ｃ参照）。マフラー４５０は、その一端４６４に開口部４６２を有するマフラー本体４６０を含む。マフラー４５０はまた、単一バッフル（図示せず）を含む。バッフルは、マフラー４５０の内側キャビティを第１のチャンバと第２のチャンバに分割する。この特定のマフラー４５０は、テクスチャ化された繊維材料で充填されているチャンバ（すなわち、第１のチャンバ）の中に又はそれを通って延びる３つのパイプ（すなわち、第１のパイプ４５２、第２のパイプ４５４、及び第３のパイプ４５６）を含む。

【0067】

穿孔された部材４００は、取り外し可能なインサートであり、そのインサートは、下面４０４とインサートの内側キャビティ４０８を定める１又は２以上の側壁４０６とを有する本体４０２を含む。一部の例示的実施形態では、本体４０２は、更に、蓋又はカバーのような内側キャビティ４０８を取り囲む上面（図示せず）を含む。上面は、一般的に下面４０４と平行になる。一部の例示的実施形態では、保持部材（例えば、第１の部材１２２）は、穿孔された部材４００とのインタフェースを有して内側キャビティ４０８を取り囲む。

【0068】

３つの開口部（すなわち、第１の開口部４１２、第２の開口部４１４、及び第３の開口部４１６）が、本体４０２の下面４０４に形成される。更に、本体４０２の下面４０４には複数の穿孔４１８が形成される。穿孔は、充填工程によって導入されている空気がそれらを通過することができる一方、充填材料（例えば、テクスチャ化された繊維材料１０２）が通過しないように防ぐサイズ及び／又は形状である。

【0069】

一部の例示的実施形態では、１又は２以上のポスト４２０が本体４０２上に形成される。ポスト４２０は中空であり、本体４０２の下面４０４から本体４０２の上面まで、又は代わりに本体４０２の側壁４０６と類似の高さまで延びる。ポスト４２０を使用して、例えば、保持部材（例えば、第１の部材１２２）を貫通して延びる充填ノズルを穿孔された部材４００に通してテクスチャ化された繊維材料で充填されているチャンバ内に入り込ませることができる。別の例示的実施形態では、充填ノズルは、穿孔された部材４００を通過することなく、充填されているチャンバ内に挿入することができる。

【0070】

図４Ｃに示すように、穿孔された部材４００は、開口部４６２を通して第１のチャンバ内に少なくとも部分的に嵌合するようなサイズ及び形状である。そのように位置決めされた状態で、マフラー４５０の第１のパイプ４５２、第２のパイプ４５４、及び第３のパイプ４５６は、穿孔された部材４００の対応する開口部（すなわち、第１の開口部４１２、第２の開口部４１４、及び第３の開口部４１６）を貫通して延び、パイプの端部が穿孔された部材４００の内側キャビティ４０８内で終端するようになる。本体４０２の側壁４０６は、あらゆる高さとすることができるが、第１の空隙がパイプ端部の上に生成されるように、内側キャビティ４０８に受け入れられたパイプ端部の上方に延びる必要がある。第２の空隙が、本体４０２の下面４０４と、穿孔された部材４００の下方に位置するあらゆる構造（例えば、バッフル）との間に存在しなければならない。一部の例示的実施形態では、第２の空隙は、少なくとも５０ｍｍの高さを有する必要がある。

【0071】

このようにして、穿孔された部材４００の穿孔４１８は、充填作動中に第１のチャンバに導入された空気が穿孔された部材４００を通って内側キャビティに引き込まれ（例えば、真空源により）、次に途中のパイプを通ってマフラーから出る流路に寄与する。

【0072】

充填ノズルにより第１のチャンバに導入された空気に対してマフラーから出る十分な流路を提供することにより、穿孔された部材４００は、充填材料の第１のチャンバ内での制御された分布を容易にする。言い換えれば、穿孔された部材４００は、第１のチャンバに導入されている空気が第１のチャンバ内での充填材料の緩やかな蓄積を乱さないように防ぐ。このようにして、パイプ及び／又はバッフル内に穿孔（又は適切な穿孔）がないにも関わらず、望ましい密度に対する第１のチャンバ内の充填材料１０２の均一な分布を容易に達成することができる。同様に、パイプ及び／又はバッフル内の穿孔（又は適切な穿孔）がないにも関わらず、充填材料による穿孔４１８の十分なカバレージも容易に達成される。

【0073】

一般的な発明概念はまた、いずれの特定の充填システム実施からも独立した穿孔インサート（例えば、穿孔された部材３６０、穿孔された部材４００）を包含する。

【0074】

一般的な発明概念はまた、図３に示す充填システム３００のような上述の例示的充填システムに対応する方法も包含する。

【0075】

例えば、図５は、一例示的実施形態による充填方法５００を説明する流れ図が示されている。

【0076】

充填方法５００により、充填されているマフラーは、典型的には、段階５０２において半組立状態（例えば、末端キャップのような１又は２以上の最終部品を取り付けていない）に位置決めされる又は他に保持される。充填作動を開始する前に、段階５０４で穿孔された部材（例えば、穿孔された部材４００）をマフラーに挿入する。

【0077】

穿孔された部材を所定位置に保持した状態で、充填作動が段階５０６で始まる。充填作動は、充填されているマフラーのキャビティ又はチャンバの中への充填材料（例えば、テクスチャ化された繊維材料１０２）の導入を伴う。充填作動と合わせて、段階５０８において、充填作動によって導入された空気をマフラーから排出する。例えば、吸引デバイス（例えば、真空源１２０）を使用して、穿孔された部材を通してマフラーから空気を引き出すことができる。通常、段階５０８を段階５０６の前に開始する。一部の例示的実施形態では、段階５０６及び５０８は、同時に開始される。一部の例示的実施形態では、段階５０６及び５０８は、比較的迅速な連続で開始され、例えば、段階５０８は、段階５０６の少なくとも１秒前に始まる。一般的に、段階５０８は、少なくとも段階５０６が実行されている限り行われる。

【0078】

マフラーのキャビティ／チャンバが適度に充填された状態で、充填作動が終了し、段階５１０で充填ステーションからマフラーを解除する。その後、穿孔された部材をマフラーから取り外すことができるので、段階５１２でマフラーには最終組立を行うことができる。マフラーの最終組立は、例えば、末端キャップをマフラーの本体の上に固定する段階（例えば、溶接、圧着）を含むことができる。

【0079】

例示したマフラーアセンブリの一部の態様は大部分が当業技術で公知であり、これらの態様は、一般的な発明概念の様々な態様をより容易に説明するために省略することができることは認められるであろう。更に、一般的な発明概念の範囲は、本明細書に図示して説明した特定の例示的実施形態に限定されることを意図していない。当業者は、与えられた開示から一般的な発明概念及びそれに付随する利点を理解するだけでなく、開示した方法及びシステムに対する明らかな様々な変更及び修正も見出すであろう。従って、変更及び修正の全て及びそのあらゆる均等物は、本明細書に説明して主張する一般的な発明概念の精神及び範囲に入るように網羅されることが求められている。例えば、本明細書に図示して説明した例示的実施形態は、多くの場合にスパンマフラー設計を参照するが、一般的な発明概念はそのように限定されず、少なくとも２つのハウジング部分がマフラーアセンブリの一部として互いに接合されるいずれのマフラー構成にも適用可能である。

【符号の説明】

【0080】

４００ 穿孔された部材（インサート）
４０８ 内側キャビティ
４１８ 穿孔
４２０ ポスト
４５０ マフラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】