JP7142372B2 - 積層体および吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層体および吸気装置に関する。

エンジンなどの燃焼器では、空気が必要とされるため、該燃焼器の前には、燃焼器に空気を導入するための吸気装置が用いられている。
該吸気装置は、外気を取り入れる吸入口（エアインテーク）と、該吸入口から取り入れた空気をエアクリーナに導くエアダクトと、エアクリーナと、エアクリーナを通過した空気を燃焼器に導くエアダクトとを有する装置である。

吸気装置には、該吸気装置を含む車両等の作動、エアダクトを通過する空気の摩擦等により静電気が発生し、該装置の各部材の壁面が正に帯電する傾向にあることが知られている。
また、吸気装置内を流れる空気も正に帯電する傾向にあることが知られている。

正に帯電した壁面の中を正に帯電した空気が流れる場合、該壁面と空気との間には斥力が作用するため、壁面付近を空気が流れにくくなることが容易に想定される。

特許文献１には、このような壁面付近を空気が流れにくくなることを抑制することを目的として、該壁面に自己放電式除電器を設置して壁面の帯電を抑制することで、吸入空気の吸気効率を向上させることができることが記載されている。

特開２０１６－７８６４０号公報

例えば、燃焼器としてエンジンを備える自動車やオートバイなどの車両は、その速度の点から最高出力が大きい方が好ましく、その加速性の点から最大トルクが大きい方が好ましいが、最高出力や最大トルクを向上させるには、燃焼器の改良が必要であり、一般人にとっては、このような改良は容易にできるものではない。従って、このような改良をせずとも、一般人であっても、燃焼器の最高出力や最大トルクを向上させることができれば好ましい。

前記特許文献１に記載の自己放電式除電器を吸気装置に用いた場合、吸入空気の吸気効率を向上、具体的には、吸入空気の流量を増加させることはできるが、燃焼器の出力およびトルクを向上させる点では改良の余地があった。

本発明は、以上のことに鑑みてなされたものであり、燃焼器の出力およびトルクを向上させることができる積層体を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記構成例によれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の構成例は以下の通りである。

［１］ 銅層とグラスファイバー含有層とを含有し、燃焼器に空気を導入するための吸気装置に用いられる積層体。

［２］ 銅層およびグラスファイバー含有層のうち、グラスファイバー含有層を吸気装置側に配置する、［１］に記載の積層体。

［３］ 銅層、グラスファイバー含有層およびアルミニウム含有層をこの順で積層した積層体、または、アルミニウム含有層、銅層、グラスファイバー含有層およびアルミニウム含有層をこの順で積層した積層体である、［１］または［２］に記載の積層体。

［４］ 車両用である、［１］～［３］のいずれかに記載の積層体。
［５］ エアクリーナ内またはエアダクト外壁に設置される、［１］～［４］のいずれかに記載の積層体。

［６］ 帯電防止積層体である、［１］～［５］のいずれかに記載の積層体。

［７］ ［１］～［６］のいずれかに記載の積層体が設置された、吸気装置。

本発明によれば、煩雑な作業を行わなくても、貼り付け等の簡便な方法で、燃焼器の出力およびトルクを向上させることができる。また、本発明によれば、吸気装置に帯電した電荷を除去できるため、吸入空気の吸気効率を向上、具体的には、吸入空気の流量を増加させることができると考えられる。

≪積層体≫
本発明に係る積層体（以下「本積層体」ともいう。）は、銅層とグラスファイバー含有層とを含有し、燃焼器に空気を導入するための吸気装置に用いられる。

本積層体によれば、吸気装置の壁面等に取り付ける（例：貼り付ける）などの簡便な方法で、該吸気装置の先にある燃焼器の出力およびトルクを向上させることができる。このように、本積層体によれば、燃焼器の出力およびトルクを向上させることができるため、本発明は、自動車やオートバイなどの車両の吸気装置に好適に用いられる。
また、本積層体は、燃焼促進や燃費向上にも寄与する場合がある。

本積層体を吸気装置に設けることで、吸気装置に帯電した電荷を除去することができる。このように吸気装置に帯電した電荷を本積層体が除去することで、吸気装置内を流れる空気（正に帯電した空気）の流れを正常にすることができ、吸入空気の吸気効率を向上、具体的には、吸入空気の流量を増加させることができると考えられる。
このように、本積層体によれば、吸気装置に帯電した電荷を除去できるため、本積層体は、帯電防止積層体であるともいえ、また、前記特許文献１と同様に、自己放電式除電器であるともいえる。

本積層体は、銅層とグラスファイバー含有層とを有すれば特に制限されず、銅層とグラスファイバー含有層とからなる積層体であってもよく、これら層の他に、接着層などの従来公知の層を有していてもよい。
また本積層体の表面には、意匠性の点から、意匠層（例：印刷層、着色層）を有していてもよい。なお、本積層体は、希土類元素含有鉱物、ニオブまたはタンタル元素含有鉱物、アクチノイド系元素含有鉱物、トルマリン、黒曜石および松鉱石からなる群より選ばれる少なくとも１種の特殊顔料を含む層を有さないことが好ましい。

また、本積層体は、本積層体の設置が容易になる等の点や、グラスファイバー含有層からのグラスファイバーの脱落を抑制できる等の点から、アルミニウム含有層を有することが好ましく、銅層、グラスファイバー含有層およびアルミニウム含有層をこの順で積層した積層体、または、アルミニウム含有層、銅層、グラスファイバー含有層およびアルミニウム含有層をこの順で積層した積層体がより好ましい。後者の場合、銅層とグラスファイバー含有層との積層体を、アルミニウム含有層で包んだまたはアルミニウム含有層からなる袋に収容した積層体等であってもよい。つまり、アルミニウム含有層、銅層、グラスファイバー含有層およびアルミニウム含有層をこの順で積層した積層体における２つのアルミニウム層は、つながっていてもよい。

本積層体の厚みや大きさは特に制限されないが、吸気装置に帯電した電荷をより効率よく除去することができ、燃焼器の出力およびトルクをより向上させることができる等の点から、本積層体の厚みは、好ましくは０．１～３．５ｍｍ、より好ましくは０．３～１．５ｍｍである。
厚みが前記範囲にある積層体は可撓性に優れるため、所望の位置、例えば曲面にも設置することができる。

＜銅層＞
前記銅層としては特に制限されず、従来公知の層を使用することができる。
本積層体は、銅層を１層有していてもよく、２層以上有していてもよい。
前記銅層は、非多孔質である板状（箔等を含む）の層であることが好ましく、前記銅層の厚みは、吸気装置に帯電した電荷をより効率よく除去することができ、燃焼器の出力およびトルクをより向上させることができる等の点から、好ましくは３０～２００μｍであり、より好ましくは４０～１５０μｍである。

＜グラスファイバー含有層＞
前記グラスファイバー含有層としては、グラスファイバー（ガラスファイバー）を有する層であれば特に制限されないが、グラスファイバーからなる層であることが好ましく、具体的には、ガラス繊維の織布（ガラスクロス）、ガラス繊維の不織布が挙げられる。
本積層体は、グラスファイバー含有層を１層有していてもよく、２層以上有していてもよい。

前記グラスファイバー含有層の厚みは、燃焼器の出力およびトルクをより向上させることができる等の点から、好ましくは０．１～３ｍｍであり、より好ましくは０．２～１ｍｍである。
なお、グラスファイバー含有層の孔の大きさ、空孔率等は特に制限されず、また、グラスファイバーのファイバー径も特に制限されず、従来公知の層を使用することができる。

＜アルミニウム含有層＞
前記アルミニウム含有層としては特に制限されないが、アルミニウムからなる層（アルミニウム箔）であってもよく、アルミニウム箔と樹脂層との積層体であってもよい。
本積層体は、アルミニウム含有層を１層有していてもよく、２層以上有していてもよい。

前記樹脂層は、アルミニウム箔の片面に存在していてもよく、アルミニウム箔の両面に存在していてもよい。該樹脂層は、１層でもよく、２層以上でもよい。
前記樹脂層を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系（共）重合体；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド；ポリ塩化ビニル；ポリビニルアルコール；ポリカーボネート；が挙げられる。
前記樹脂層は延伸フィルムであってもよく、未延伸フィルムであってもよい。

前記アルミニウム含有層の厚みは、好ましくは１０～１００μｍである。

＜接着層＞
前記接着層としては、耐熱性の高い層であることが好ましく、接着剤からなる層、貼着テープ（片面）、両面テープなどが挙げられる。
前記接着層としては、例えば、ウレタンエマルション中に適量のセラミックス粉体を混練してペースト状にし、これのペーストから得られるセラミックテープ等であってもよい。

＜本積層体の製造方法＞
本積層体の製造方法は特に制限されず、従来公知の積層体を製造する方法で製造することができるが、簡便に本積層体を製造することができる等の点から、本積層体を構成する各層を、接着剤や両面テープなどを用いて接着（貼り付ける）方法が好ましい。

≪吸気装置≫
本積層体は、燃焼器に空気を導入するための吸気装置に用いられ、本発明に係る吸気装置は、本積層体が設置された吸気装置である。
該吸気装置は、外気を取り入れる吸入口（エアインテーク）と、該吸入口から取り入れた空気をエアクリーナに導くエアダクトと、エアクリーナと、エアクリーナを通過した空気を燃焼器（例：エンジン）に導くエアダクト（以下「エアクリーナ後のダクト」ともいう。）とを有する装置である。
なお、前記吸気装置は、サージタンクや水分を排出するドレンチューブ等の、従来公知の吸気装置に用いられているその他の部材を有していてもよい。
前記吸気装置を構成する各部材は、通常、非導電性の合成樹脂材料から形成されている。

本積層体は、このような吸気装置のいずれの部分に用いてもよく、例えば、帯電した電荷を除去したい部分、空気の流れを良くしたい部分に設置することが挙げられる。
本積層体は、具体的には、エアクリーナ内、エアダクト内壁、エアダクト外壁等に設置され、これらの中でも、エアクリーナ内および／またはエアダクト外壁に設置することが好ましい。
本積層体は、吸気装置のうち、これらの中の１箇所に設置してもよく、これらの２箇所以上に設置してもよい。また、例えば、エアクリーナ内の２箇所以上の場所に設置してもよい。他の箇所も同様である。

前記エアクリーナ内としては、エアクリーナ容器の内壁が挙げられるが、本積層体をエアフィルターの一部として構成してもよい。
本積層体が設置箇所から脱落する可能性はゼロではないので、このような脱落による燃焼器への影響を考慮すると、本積層体をエアクリーナ内に設置する場合には、エアフィルターより前（エアインテーク）側に本積層体を設けることが好ましい。

また、同様の理由から、エアダクトに本積層体を設置する場合、エアダクト外壁に設置することが好ましい。
本積層体の前記効果がより発揮される、特に、エアダクトの静電気を抑制し、エアダクト内の空気流れを改善し、燃焼室に供給する空気流量を増加させることができる等の点からは、エアクリーナ後のダクトの外壁に本積層体を設置する、特にエアクリーナ後のダクトの外壁に本積層体を巻くように取り付けることが好ましい。

本積層体を吸気装置に設置する場合、銅層およびグラスファイバー含有層のうち、グラスファイバー含有層が吸気装置側となるように設置することが、吸気装置に帯電した電荷をより効率よく除去することができ、燃焼器の出力およびトルクをより向上させることができる等の点から好ましい。

本積層体を設置する方法としては、特に制限されず、例えば、耐熱性の紐、ワイヤなどの締結部材を用いた締着、空気の流路形状に合わせた嵌着、フックなどの係止具を用いた係着、前記接着層を介した接着、前記貼着テープ（片面）や両面テープなどを用いた貼り付けが挙げられる。

前記燃焼器としては、例えば、各種エンジン、ボイラー、ガスタービンが挙げられる。
前記燃焼器および吸気装置を有する装置としては特に制限されないが、具体的には、乗用車、トラック、バス、オートバイ、リフト車、クレーン車、ショベル車、船舶、航空機などの輸送機器、火力発電所、自家発電機等が挙げられ、本積層体は、車両に好適に使用できる。

次に、本発明について実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されない。

［実施例１］
縦２７ｍｍ、横７５ｍｍ、厚み約５０μｍの銅箔上に、両面テープ（恵比寿化成（株）製、品名：７０００Ｈ、厚み：０．１３ｍｍ）を貼り付け、その上に、グラスファイバーシート（ガラスクロス、日本グラスファイバー工業（株）製、品名：ＮＧＣ－３３０－１００－５０ｍ、厚み：０．４ｍｍ）を積層し、積層体を作製した。
作製した積層体の大きさは、縦２７ｍｍ、横７５ｍｍ、厚み約０．５８ｍｍであった。

［比較例１］
実施例１において、グラスファイバーシートの代わりに、帯電防止フィルム（（株）テクノスタット工業製、厚み：１００μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして、積層体を作製した。

［比較例２］
実施例１において、グラスファイバーシートの代わりに、ＰＥＴフィルム（東レ（株）製、ルミラー、厚み：３５０μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして、積層体を作製した。

［比較例３］
実施例１において、グラスファイバーシートの代わりに、ＣＲ ２５０（宮原ゴム工業（株）製、クロロプレンゴムスポンジ、厚み：３ｍｍを用いた以外は実施例１と同様にして、積層体を作製した。

［比較例４］
実施例１において、グラスファイバーシートの代わりに、エバーライト（（株）ブリヂストン製、ウレタンフォーム、厚み：２ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして、積層体を作製した。

＜出力およびトルクの測定＞
トヨタ自動車（株）製のマークＸのエアクリーナの内壁に、グラスファイバーシート側（グラスファイバーシートの代わりに用いた層側）が、エアクリーナ内壁側となるように、実施例１または比較例１～４で得られた積層体を、両面テープ（恵比寿化成（株）製、品名：７０００Ｈ）を用いて貼り付けた後、エンジンの出力およびトルクを、ＢＯＳＣＨ製のシャシダイナモメータ（ｃｈａｓｓｉｓ ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。結果を表１に示す。

＜体感評価＞
前記出力およびトルクの測定と同様に、実施例１または比較例１～４で得られた積層体を貼り付けたマークＸを、自動車の運転に精通した１０人が運転した場合の体感を以下の評価基準に基づいてそれぞれ評価した。１０人のうち、最も評価の多かった評価を表１に示す。
なお、この体感評価は、走り出し～時速３０ｋｍになるまでの体感「体感１」と、時速３０ｋｍ～時速８０ｋｍまでの体感「体感２」に分けて評価した。また、体感１および体感２は、積層体を貼り付ける前、すなわち下記比較例５と比較して評価した。
・評価基準
◎：アクセルレスポンスが速く、スムーズな体感、加速時のアクセルの踏み込み量が少なくなる。
△：アクセルレスポンスがある程度の速度であり、多少スムーズな体感、加速時のアクセルの踏み込み量がわずかに少なくなる。
×：アクセルレスポンスやスムーズさの変化はない、加速時のアクセルの踏み込み量も変化はない。

［比較例５］
さらに、比較例５として、積層体を貼り付けない場合についても前記と同様にして、出力およびトルクの測定ならびに体感評価を行った。結果を表１に示す。

なお、実施例１において、銅箔の代わりに、鉛箔または鉄箔を用いた場合、いずれの箔を用いた場合も、積層体を貼り付ける前と変わらず、体感１および２は×であった。

［実施例２］
厚さ約５０μｍの銅箔上に、両面テープ（（株）寺岡製作所、品名：＃７７８３、厚み：０．１３ｍｍ）を貼り付け、その上に、グラスファイバーシート（ガラスクロス、日本グラスファイバー工業（株）製、品名：ＮＧＣ－３３０－１００－５０ｍ、厚み：０．４ｍｍ）を積層した。次いで、グラスファイバーシート上に、両面テープ（ＤＩＣ（株）製、品名：ダイタック＃８１８０、厚み：０．１４ｍｍ）を貼り付け、その上に、アルミニウム含有フィルム（リンテック（株）製、厚み：５０μｍ）を積層することで、銅箔、グラスファイバーシートおよびアルミニウム含有フィルムがこの順で積層された積層体を作製した。
作製した積層体の大きさは、縦３７０ｍｍ、横２２．５ｍｍ、厚さ約０．７７ｍｍであった。

＜出力およびトルクの測定＞
マツダ（株）製のプレマシー（２０１７年式スカイアクティブ・型式ＤＢＡ－ＣＷＦＦＷ）のエアクリーナ後のダクトの外壁に、アルミニウム含有フィルム側が、ダクトの外壁側となるように、実施例２で得られた積層体を、両面テープ（恵比寿化成（株）製、品名：７０００Ｈ）を用いて貼り付けた後、エンジンの出力およびトルクを、ＢＯＳＣＨ製のシャシダイナモメータ（ｃｈａｓｓｉｓ ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。結果を表２に示す。
また、積層体を貼り付けない場合についても前記と同様にして、出力およびトルクの測定を行った。

＜体感評価＞
前記出力およびトルクの測定と同様に、実施例２で得られた積層体を貼り付けたプレマシーを、自動車の運転に精通した１０人が運転したところ、積層体を貼り付ける前と比べ、前記◎と同様に、アクセルレスポンスが速く、スムーズな体感であり、加速時のアクセルの踏み込み量が少なくなったという評価を得た。

＜帯電防止性の確認＞
口径３ｃｍの塩化ビニル管（長さ０．８ｍ）の出口付近の外壁に、実施例２で得られた積層体１枚を、銅箔とグラスファイバーシートのうち、グラスファイバーシートが外壁側となるように、ビニールテープを用いて貼り付けた。積層体を貼り付けた塩化ビニル管内に、６０００Ｌ／ｍｉｎの速度で空気を流し、空気出口部分の塩化ビニル管の表面電位を、シシド静電気（株）製のマルチ機能静電気測定器「ＳＴＡＴＩＲＯＮ ＤＸ」を用いて測定した。
また、積層体を貼り付けない以外は、前記と同様にして、塩化ビニル管の表面電位を測定した。
これらの結果を表３に示す。なお、空気を流し始めた時と、空気を流し始めてから１分経過した時とでは、塩化ビニル管の表面電位が変化するため、空気を流し始めてから１分間において、測定された最も高い表面電位を、最高表面電位とし、空気を流し始めてから１分間において、測定された最も低い表面電位を、最低表面電位とした。

Claims (5)

1. 銅層とグラスファイバー含有層とを含有する下記積層体１～４のいずれかである積層体であって、
   前記積層体は、燃焼器に空気を導入するための吸気装置内壁、または、燃焼器に空気を導入するための吸気装置の外壁に設置され、
   銅層およびグラスファイバー含有層のうち、グラスファイバー含有層が吸気装置側に配置され、
   折り曲げ部を有さない積層体。
   ・積層体１：銅層とグラスファイバー含有層とのみがこの順で積層された積層体、または、該積層体の層間に接着層を有する積層体
   ・積層体２：意匠層と、銅層と、グラスファイバー含有層とのみがこの順で積層された積層体、または、該積層体の層間の少なくとも１つに接着層を有する積層体
   ・積層体３：アルミニウム層と、銅層と、グラスファイバー含有層と、アルミニウム含有層とのみがこの順で積層された積層体、または、該積層体の層間の少なくとも１つに接着層を有する積層体
   ・積層体４：意匠層と、アルミニウム層と、銅層と、グラスファイバー含有層と、アルミニウム含有層とのみがこの順で積層された積層体、または、該積層体の層間の少なくとも１つに接着層を有する積層体
   （但し、積層体３および４は、銅層とグラスファイバー含有層とのみからなる積層体を、アルミニウム含有層で包んだまたはアルミニウム含有層からなる袋に収容した積層体である。）
2. 前記積層体が車両用である、請求項１に記載の積層体。
3. 前記積層体がエアクリーナ内壁またはエアダクト外壁に設置される、請求項１～２のいずれか１項に記載の積層体。
4. 前記積層体が帯電防止積層体である、請求項１～３のいずれか１項に記載の積層体。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体が設置された、吸気装置。