DE112017002634B4

DE112017002634B4 - Wärmequellenabdeckung

Info

Publication number: DE112017002634B4
Application number: DE112017002634.2T
Authority: DE
Inventors: Kyoshiro Murakami; Atsushi Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2023-11-23
Anticipated expiration: 2037-05-26
Also published as: US10539072B2; US20190203641A1; JPWO2017204279A1; CN109312663B; JP6580260B2; DE112017002634T5; CN109312663A; WO2017204279A1

Abstract

Wärmequellenabdeckung (C1), die ein plattenartiges Abdeckelement (6) aufweist, das eine Wärmequelle (1, 2, 4, 5) zumindest teilweise abdeckt,wobei das Abdeckelement (6) einen ersten Befestigungsabschnitt (FP1) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) enthält, die durch Kontakt mit der Wärmequelle (1, 2, 4, 5) befestigt sind;wobei zwischen den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten (FP1, FP2) des Abdeckelements (6) ein Balgenabschnitt (9) vorgesehen ist, in dem abwechselnd eine Leiste (92) und eine Nut (91, 93) ausgebildet sind, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Mittellinie (O) erstrecken, die durch die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte (FP1, FP2) hindurchgeht;dadurch gekennzeichnet, dass ein Integralwert der Querschnittsfläche senkrecht zur Mittellinie (O) von einem Mittelpunkt (C) zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) und dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) bis zum ersten Befestigungsabschnitt (FP1) kleiner ist als ein Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt (C) bis zum zweiten Befestigungsabschnitt (FP2);wobei ein Paar von Streifen, die durch zwei Nuten unterschiedlicher Breite oder zwei Leisten unterschiedlicher Breite konfiguriert sind, in dem Balgenabschnitt (9) ausgebildet ist; undwobei, unter zwei Streifen, die das Paar von Streifen konfigurieren, ein Streifen, der dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) näher ist, eine größere Breite als ein Streifen hat, der dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) näher ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmequellenabdeckung. Im Detail betrifft sie eine Wärmequellenabdeckung, die durch Kontakt von zumindest zwei Abschnitten mit einer Wärmequelle, die sich aufgrund von Erwärmung ausdehnen kann, befestigt ist, und diese Wärmequelle zumindest teilweise abdeckt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Im Motorraum eines Fahrzeugs sind verschiedene Wärmequelle aufgenommen, die Wärme erzeugen und einhergehend mit der Fahrt des Fahrzeugs vibrieren, wie etwa der Motor, Auspuffkrümmer, Turbolader und Katalysator. An diesen Wärmequellen ist eine plattenartige Wärmequellenabdeckung befestigt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Durch Abdecken der Wärmequelle mit einer solchen Wärmequellenabdeckung wird ein Teil der von der Wärmequelle erzeugten Wärme und des erzeugten Geräuschs abgeschirmt.
Patentdokument 1: JP 2002-235 554 A
CN 1 02 007 281 A beschreibt eine Wärmequellenabdeckung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus einem Metallblech. Das Metallblech weist eine erste Wellenform auf, in der sich Leisten und Nuten abwechseln, die sich in einer ersten Richtung erstrecken, und eine zweite Wellenform, in der sich Leisten und Nuten abwechseln, die sich in einer zweiten Richtung erstrecken, welche die erste Richtung schneidet.
CN 2 03 626 938 U offenbart eine Abdeckung für einen Auspuffkrümmer eines Verbrennungsmotors, die eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen aufweist.
JP H09 - 177 564 A beschreibt eine wärmeisolierende Abdeckung für ein Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors. Diese weist eine Öffnung oberhalb des Auspuffrohrs auf, sowie ein System von Nuten und Rippen, die dazu dienen Öl so auf der Abdeckung zu leiten, dass es nicht in die Öffnung fließt.
JP H10 - 252 458 A beschreibt eine Abdeckung für ein Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors. Diese weist einen ersten am Auspuffkrümmer angebrachten Befestigungsabschnitt und einen zweiten Befestigungsabschnitt stromabwärts davon sowie mehrere Rippen auf.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösende Probleme
Jedoch dehnt sich die Wärmequelle durch Wärmeerzeugung aus. Wenn sich daher die Wärmequelle während der Fahrt des Fahrzeugs ausdehnt, wird sich die an dieser Wärmequelle befestigte Wärmequellenabdeckung aufgrund der Verlagerung von Befestigungsabschnitten verformen. Auch wird die von der Wärmequelle erzeugte konduktive Wärme und Strahlungswärme zu der Wärmequellenabdeckung übertragen, und es tritt eine thermische Verspannung auf, welche zu einer Verformung führt, weil die Temperatur der Wärmequelle selbst ansteigt. Daher gibt es Fälle, in denen Rippen an der Wärmequellenabdeckung vorgesehen sind, um eine Verformung zu vermeiden, die durch diese Wärmeerzeugung der Wärmequelle verursacht wird. Obwohl durch das einfache Vorsehen einer Rippe eine Verformung eines Abschnitts davon vermieden wird, könnte an einem spezifischen anderen Ort als dem Abschnitt, an dem die Rippe vorgesehen war, eine starke Verspannung auftreten. Wenn ein Abschnitt, an dem eine Spannungskonzentration auftritt, auf diese Weise in der Wärmequellenabdeckung vorliegt, gibt es Probleme, dass ein Bruch der Wärmequellenabdeckung an diesem Abschnitt beginnt.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Wärmequellenabdeckung anzugeben, welche eine Spannungskonzentration an einem spezifischen Ort unterdrücken kann, wobei die Wärmequellenabdeckung an der Wärmequelle fixiert ist, die sich aufgrund von Wärmeerzeugung ausdehnen kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Eine Wärmequellenabdeckung (zum Beispiel die später beschriebene Auspuffkrümmerabdeckung C1) gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: ein plattenartiges Abdeckelement (zum Beispiel das später beschriebene Abdeckelement 6), das zumindest ein Teil einer Wärmequelle (zum Beispiel der beschriebene Motorkörper 1, Auspuffkrümmer 2, Auspuffrohr 4 und Katalysator 5), wobei das Abdeckelement einen ersten Befestigungsabschnitt (zum Beispiel den später beschriebenen ersten Befestigungsabschnitt FP1) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (zum Beispiel den später beschriebenen zweiten Befestigungsabschnitt FP2) enthält, die durch Kontakt mit der Wärmequelle befestigt sind; wobei zwischen den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten des Abdeckelements ein Balgenabschnitt (zum Beispiel der später beschriebene Wellen- oder Balgenabschnitt 9) vorgesehen ist, in dem abwechselnd eine Leiste (zum Beispiel die später beschriebene Leiste 92) und eine Nut (zum Beispiel die später beschriebene erste Nut 91 und zweite Nut 93) ausgebildet sind, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Mittellinie (zum Beispiel der später beschriebenen Mittellinie O) erstrecken, die durch die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte hindurchgeht; wobei ein Integralwert der Querschnittsfläche senkrecht zur Mittellinie von einem Mittelpunkt zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt bis zum ersten Befestigungsabschnitt kleiner ist als ein Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt bis zum zweiten Befestigungsabschnitt; wobei ein Paar von Streifen, die durch zwei Nuten unterschiedlicher Breite oder zwei Leisten unterschiedlicher Breite konfiguriert sind, in dem Balgenabschnitt ausgebildet ist; und wobei, unter zwei Streifen (zum Beispiel der später beschriebenen ersten Nut 91 und der zweiten Nut 93), die das Streifenpaar konfigurieren, ein Streifen (zum Beispiel die später beschriebene erste Nut 91), der dem ersten Befestigungsabschnitt näher ist, eine größere Breite als ein Streifen (zum Beispiel die später beschriebene zweite Nut 93) hat, der dem zweiten Befestigungsabschnitt näher ist (d.h. W1 >W2).
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Fall bevorzugt, das Abstände von jeweiligen Scheiteln der zwei Streifen, die das Streifenpaar darstellen, bis zu einer virtuellen Befestigungsoberfläche (zum Beispiel der später beschriebenen Befestigungsoberfläche S), die den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt enthält, im Wesentlichen gleich sind; eine Form eines Querschnitts parallel zur Mittellinie der zwei Streifen, die das Streifenpaar darstellen, eine Kreisbogenform ist, die durch eine Mittelposition und einen Krümmungsradius spezifiziert ist; und ein Streifen, der unter den zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen dem ersten Befestigungsabschnitt näher ist, einen größeren Krümmungsradius hat (d.h. R1 >R2), und die Mittelposition weiter von der Befestigungsoberfläche entfernt ist als der der zweiten Befestigungsoberfläche nähere Streifen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Fall bevorzugt, dass die Wärmequelle einen Motorkörper (zum Beispiel den Motorkörper 1) sowie einen Auspuffkrümmer (zum Beispiel den später beschriebenen Auspuffkrümmer 2), der an dem Motorkörper befestigt ist, enthält; und dass das Abdeckelement an den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten an dem Motorkörper durch Befestigung mit Befestigungselementen befestigt ist (zum Beispiel den später beschriebenen Befestigungsbolzen B1, B2).
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Fall bevorzugt, dass eine Rippe (zum Beispiel die später beschriebene obere Rippe 77), die sich im Wesentlichen parallel zur Mittellinie erstreckt, in dem Abdeckelement zwischen dem Balgenabschnitt und dem ersten Befestigungsabschnitt ausgebildet ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Fall bevorzugt, dass der Streifen, der unter den das Streifenpaar darstellenden Streifen dem ersten Befestigungsabschnitt näher ist, eine größere Länge entlang einer Richtung senkrecht zu der Mittellinie hat als der dem zweiten Befestigungsabschnitt nähere Streifen.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Fall bevorzugt, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt jeweils an Böden einer ersten Sitzfläche (zum Beispiel der später beschriebenen ersten Sitzfläche 73) und einer zweiten Sitzfläche (zum Beispiel der später beschriebenen zweiten Sitzfläche 74) vorgesehen sind, die durch Streckziehen des Plattenmaterials gebildet sind; und die erste Sitzfläche tiefer ist als die zweite Sitzfläche.
Effekte der Erfindung
Mit der Wärmequellenabdeckung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das plattenartige Abdeckelement durch Kontakt des ersten Befestigungsabschnitts und des zweiten Befestigungsabschnitts mit der Wärmequelle befestigt. Dann ist in dem Abdeckelement zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt der Balgenabschnitt vorgesehen, in dem die Leiste und die Nut abwechselnd ausgebildet sind, die sich in Richtung senkrecht zu der Mittellinie erstrecken, die durch die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte hindurchgeht. Wenn sich die Wärmequelle durch Wärmeerzeugung längt, verformt sich das Abdeckelement derart, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt, aufgrund der Längung dieser Wärmequelle, voneinander weggezogen werden, und in jedem Abschnitt Spannung erzeugt wird. Tendenziell kommt es zu einer Spannungskonzentration in der Nähe des ersten Befestigungsabschnitts und des zweiten Befestigungsabschnitts, in die Kräfte zum Verlagern des ersten Befestigungsabschnitts und des zweiten Befestigungsabschnitts direkt eingegeben werden, im Bezug auf eine Verformung in der Längsrichtung entlang der Mittellinie, die durch diese Längung der Wärmequelle verursacht wird. Indem mit der vorliegenden Erfindung der Balgenabschnitt zwischen diesem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt vorgesehen wird, wird eine Längung entlang der Längsrichtung an dem Balgenabschnitt im Bezug auf diese vorgenannte Verformung in der Längsrichtung aktiv zugelassen. Weil daher die an dem Abdeckelement auftretende Spannung über einen breiten Bereich im Bezug auf die Verformung in der Längsrichtung verteilt wird, lässt sich in der vorgenannten Weise vermeiden, dass eine Spannungskonzentration in der Nähe der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte auftritt.
Wenn jedoch die Form des Abdeckelements um den Mittelpunkt des ersten Befestigungsabschnitts und des zweiten Befestigungsabschnitts links/rechts symmetrisch ist, wird die Stärke der Spannung, die im Bezug auf die oben genannte Verformung in der Längsrichtung erzeugt wird, im ersten Befestigungsabschnitt und zweiten Befestigungsabschnitt gleich. Jedoch ist in vielen Fällen die Form des Abdeckelements nicht symmetrisch, und es entsteht eine Differenz in den Stärken der Spannung, die an dem ersten Befestigungsabschnitt und an dem zweiten Befestigungsabschnitt erzeugt wird. Daher wird mit der vorliegenden Erfindung der Integralwert entlang der Mittellinie der Querschnittsfläche des Abdeckelements als das Ziel verwendet, das die Stärkendifferenz der Spannung angibt, die während der Verformung entlang der Längsrichtung auftritt. Wenn der Integralwert der Querschnittsfläche, d.h. das Volumen, klein ist, tritt tendenziell die Spannungskonzentration an einem spezifischen Ort mit einem solchen kleinen Volumen auf, weil der Abschnitt, der zur Verteilung der Spannung in der Lage ist, um diesen Betrag kleiner wird. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Fall angenommen, in dem der Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt bis zum ersten Befestigungsabschnitt FP1 kleiner ist als der integrierte Wert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt bis zum zweiten Befestigungsabschnitt, d.h. eine mögliche Spannungskonzentration tritt tendenziell eher an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts auf als an der Seite des zweiten Befestigungsabschnitts. Dann ist mit der vorliegenden Erfindung ein Streifenpaar, das durch zwei Nuten mit unterschiedlichen Breiten oder zwei Rippen mit unterschiedlichen Breiten dargestellt ist, in dem Balgenabschnitt ausgebildet, und ist die Breite des Streifens nahe dem ersten Befestigungsabschnitt, an dem die oben erwähnte Spannungskonzentration voraussichtlich unter den zwei dieses Streifenpaar darstellenden Streifen auftritt, größer gemacht als die Breite des Streifens nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt. Da durch den Balgenabschnitt eine stärkere Längung in der Längsrichtung zu dem ersten Befestigungsabschnitt zugelassen ist, ist es möglich, die Spannung, die relativ zur Verformung zur Längsrichtung erzeugt wird, über einen breiten Bereich von dem ersten Befestigungsabschnitt bis zum zweiten Befestigungsabschnitt zu verteilen, und es lässt sich eine Spannungskonzentration vermeiden, die an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 auftritt, dem besondere Aufmerksamkeit gegeben werden sollte.
Das Abdeckelement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist entlang der Oberfläche der Wärmequelle vorgesehen; daher ist der Abstand zwischen der Oberfläche des Abdeckelements an der Seite der Wärmequelle und der Oberfläche der Wärmequelle kurz. Weil darüber hinaus verschiedene Komponenten in dem Motorraum vorgesehen sind, gibt es auch Fälle, in denen der Abstand zwischen der Oberfläche an einer der Wärmequelle gegenüberliegenden Seite des Abdeckelements und der Oberfläche einer anderen Komponente kurz wird. Da es von diesen Formbeschränkungen her Fälle gibt, in denen keine Wahl besteht, als die Abstände zwischen den jeweiligen Scheiteln der zwei Streifen, die das in dem Balgenabschnitt gebildete Streifenpaar darstellen, und der virtuellen Befestigungsoberfläche, welche den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt enthält, d.h. die Vorsprungslänge von der Befestigungsoberfläche der zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen, konstant anzuordnen, könnte es schwierig werden, deren Breite frei festzulegen. Mit der vorliegenden Erfindung ist die Querschnittsform der zwei Streifen, die das in dem Balgenabschnitt gebildete Streifenpaar darstellen, durch einen Kreisbogen definiert, der durch die Mittelposition und den Krümmungsradius spezifiziert ist, und der Krümmungsradius ist für den Streifen, der unter den zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen dem ersten Befestigungsabschnitt näher ist, größer gemacht als für den Streifen nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt, und ferner liegt dessen Mittelposition weiter von der Befestigungsoberfläche entfernt. Jedoch wird es möglich gemacht, die Breite des Streifens nahe dem ersten Befestigungsabschnitt größer zu machen als die Breite des Streifens nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt, während die Abstände zwischen den jeweiligen Scheiteln der zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen und der Befestigungsoberfläche konstant angeordnet werden. In anderen Worten, es ist möglich, die erforderlichen Formbeschränkungen einzuhalten, wenn das Abdeckelement an der Wärmequelle befestigt wird, während die in dem Balgenabschnitt geforderte Funktion, eine Spannungskonzentration zu mindern (nachfolgend als „Spannungsverteilungsfunkton“ bezeichnet) realisiert wird. Indem darüber hinaus die Querschnittsform der zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen der vorliegenden Erfindung in einem glatten Kreisbogen gestellt wird, ist es möglich, die Spannung über eine weitere Oberfläche im Vergleich zu einer einen linearen Querschnitt enthaltenden Form zu verteilen, und daher wird es möglich, die Spannungsverteilungsfunktion des Balgenabschnitts weiter zu verbessern.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung unterliegt der Motorkörper einer starken Temperaturänderung, und daher ist auch dessen thermische Verformung stark. Mit der vorliegenden Erfindung sind der Motorkörper und dessen Auspuffkrümmer als Wärmequellen definiert, und ist das Abdeckelement durch die Befestigungselemente in der oben erwähnten Weise befestigt, indem es mit den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten an dem Motorkörper befestigt wird, der eine starke thermische Verformung hat. Es ist hierdurch möglich, die Spannungsverteilungsfunktion, die das Abdeckelement 6 besitzt, zu erlangen und zu vermeiden, dass eine Spannungskonzentration an einem spezifischen Ort des Abdeckelements auftritt.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, zwischen dem ersten Befestigungspunkt und dem Balgenabschnitt mit einem kleinen Integralwert der Querschnittsfläche, daran gedacht, dass die Spannungskonzentration und die Verformung, wie oben erwähnt, tendenziell stärker als zwischen dem zweiten Befestigungspunkt und dem Balgenabschnitt auftritt. Indem mit der vorliegenden Erfindung die Rippe ausgebildet wird, die sich im Wesentlichen parallel zur Mittellinie zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem Balgenabschnitt erstreckt, ist es möglich, eine Verformung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem Balgenabschnitt zu vermeiden, an dem anzunehmen ist, dass eine stärkere Spannungskonzentration auftritt. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn man eine solche Rippe vorsieht, in deren Folge eine Verformung in der Rippe vermieden wird, eine Spannungskonzentration tendenziell in der Umgebung der Rippe auftritt; indem jedoch mit der vorliegenden Erfindung die Rippe in dem Balgenabschnitt an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts vorgesehen wird, der eine große Breite hat und eine hohe Spannungsverteilungsfunktion aufzeigt, ist es möglich, eine Spannungskonzentration in dessen Nähe zu vermeiden, während die Steifigkeit des schwachen Abschnitts an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts verbessert wird.
Mit dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Länge entlang einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie größer gemacht, zusätzlich dazu, die Breite des Streifens nahe dem ersten Befestigungsabschnitt, an dem tendenziell eine Spannungskonzentration auftritt, wie oben erwähnt, unter den zwei Streifen, die das in dem Balgenabschnitt gebildete Streifenpaar darstellen, größer zu machen. Hierdurch wird es möglich, eine grö-ßere Spannungsverteilungsfunktion über einen breiteren Bereich an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts, an dem tendenziell eine Spannungskonzentration auftritt, zu erlangen als an der Seite des zweiten Befestigungsabschnitts.
Mit dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte jeweils an den Böden der ersten und zweiten Sitzflächen vorgesehen, die durch Streckziehen des Plattenmaterials gebildet sind. Da es somit durch eine Konfiguration, die ein Element vermeidet, das in der Nähe der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte der Wärmequelle vorgesehen ist, möglich ist, das Abdeckelement an der Wärmequelle in den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten zu befestigen und zu fixieren, wird Einfachheit verbessert. Es sollte angemerkt werden, dass, wenn der erste Befestigungsabschnitt am Boden dieser ersten Sitzfläche vorgesehen wird, welcher tiefer ist, eine Spannungskonzentration tendenziell in der Nähe dieser ersten Sitzfläche relativ zu der oben erwähnten Verformung in der Längsrichtung auftritt; indem jedoch mit der vorliegenden Erfindung die erste Sitzfläche an dem Balgenabschnitt an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts vorgesehen wird, der eine höhere Spannungsverteilungsfunktion erlangt, ist es möglich, eine Spannungskonzentration an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts zu unterdrücken, während der Befestigungsvorgang vereinfacht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Vorderansicht des Motorraums eines Fahrzeugs, an dem eine Auspuffkrümmerabdeckung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
2 ist eine Draufsicht eines Abdeckelements der Auspuffkrümmerabdeckung;
3 ist eine Perspektivansicht des Abdeckelemente;
4 ist eine Seitenansicht einer Balgenseite des Abdeckelements;
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anzahl von Balgen und der maximalen Belastung zeigt;
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anzahl von Balgen und der an einem Ziel-Spannungsminderungsteils erzeugten Spannung zeigt;
7A zeigt die Spannungsverteilung und die Verformungsbetragverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Vergleichsbeispiel 2;
7B zeigt die Spannungsverteilung und die Verformungsbetragverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Beispiel 1;
7C zeigt die Spannungsverteilung und die Verformungsbetragverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Beispiel 2;
8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius einer ersten Nut und der maximalen Spannung zeigt;
9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius einer ersten Nut und der am Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugten Spannung zeigt;
10 ist ein Graph, der die maximale Spannung in Referenzbeispielen 1 bis 4 zeigt;
11A zeigt die Spannungsverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Referenzbeispiel 1;
11B zeigt die Spannungsverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Referenzbeispiel 2;
11C zeigt die Spannungsverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Referenzbeispiel 3; und
11 D zeigt die Spannungsverteilung einer Auspuffkrümmerabdeckung von Referenzbeispiel 4.

BEVORZUGTE ARTE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung im Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist eine Vorderansicht eines Motorraums ER eines Fahrzeugs. 1 zeigt hauptsächlich nur die Konfiguration eines Abschnitts des Motorraums ER, an dem die Wärmequellenabdeckung gemäß der vorliegenden Ausführung angebracht ist.
In dem Motorraum ER befinden sich: ein im Wesentlichen kubischer Motorkörper 1, der durch Kombination eines Zylinderblock und eines Zylinderkopfs konfiguriert ist; ein rohrförmige Auspuffkrümmer 2, in dem Abgas fließt, das von mehreren Auslassöffnungen (nicht dargestellt) dieses Motorkörpers 1 abgegeben wird; ein säulenförmiger Turbolader 3, der Einlassluft mittels der Energie des von dem Auspuffkrümmer 2 abgegebenen Abgases komprimiert; ein säulenförmiger Katalysator 5, der einen Filter, ein Katalysatormaterial etc. aufnimmt, um das Abgas zu reinigen, das durch den Turbolader 3 hindurchgetreten ist; ein Auspuffrohr 4, das den Turbinenauslass des Turboladers 3 mit dem Auspuffeinlass des Katalysators 5 verbindet; sowie eine Mehrzahl von Abdeckungen C1, C2 und C3, die diese teilweise abdecken. Da das von dem Motorkörper 1 abgegebene Abgas in diesem Motorkörper 1, Auspuffkrümmer 2, Turbolader 3, Auspuffrohr 4 und Katalysator 5 fließt, sind alle diese Wärmequellen, die einhergehend mit der Fahrt des Fahrzeugs Wärme erzeugen.
In dem Motorraum ER sind der Motorkörper 1, der Auspuffkrümmer 2, der Turbolader 3, das Auspuffrohr 4 und der Katalysator 5 der Reihe nach von der Rückseite in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (Oberseite in 1) zur Vorderseite (Unterseite in 1) durchströmt. Der Motorkörper 1 ist in dem Motorraum ER angeordnet, in dem die Ausrichtung der mehreren Zylinder (nicht dargestellt) und die Fahrzeugbreitenrichtung im Wesentlichen parallel sind. Der Auspuffkrümmer 2 ist an der Vorderseite des Motorkörpers 1 vorgesehen, welche die linke Seite in 1 ist, und der Turbolader 3 ist an der Vorderseite des Motorkörpers 1 angeordnet, der die rechte Seite in 1 ist, relativ zum Auspuffkrümmer 2. Der Katalysator 5 ist im Wesentlichen parallel zur vertikalen Richtung an der Vorderseite des Auspuffkrümmers 2 angeordnet. Darüber hinaus ist der Abgaseinlass des Katalysators 5 tiefer positioniert als der Turbinenauslass des Turboladers 3. Das Auspuffrohr 4 erstreckt sich von dem Turbinenauslass des Turboladers 3 zur linken Seite von 1 und erreicht den Abgaseinlass des Katalysators 5.
Die Auspuffkrümmerabdeckung C1 deckt hauptsächlich Teile des Motorkörpers 1, des Auspuffkrümmers 2, des Auspuffrohrs 4 und des Katalysators 5, unter den oben erwähnten mehreren Wärmequellen, ab. Insbesondere bedeckt die Auspuffkrümmerabdeckung C1 einen Teil einer Querseite 1a des Motorkörpers 1, an dem die mehreren Auslassöffnungen vorgesehen sind; einen Teil des Auspuffkrümmers 2, der sich von dieser Querseite 1a entlang der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt; einen Teil des Auspuffrohrs 4, der sich entlang der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt; sowie einen Teil des Katalysators 5, der sich in der Oben/Unten-Richtung erstreckt, und schirmt einen Teil der durch diese Wärmequellen erzeugten Wärme und Vibrationen ab. Nachfolgend werden der Motorkörper 1, der Auspuffkrümmer 2, das Auspuffrohr 4 und der Katalysator 5 gemeinsam als Ziel-Wärmequelle der Auspuffkrümmerabdeckung C1 bezeichnet. Darüber hinaus ist der Pfeil 1b in 1 parallel zur Zylinderausrichtungsrichtung des Motorkörpers 1 und bezeichnet die thermische Längungsrichtung während der Wärmeerzeugung des Motorkörpers 1.
Um die Ziel-Wärmequelle zumindest teilweise abzudecken, enthält die Auspuffkrümmerabdeckung C1 ein plattenartiges Abdeckelement 6 mit einer dreidimensionalen Form entlang der Oberflächenform dieser Wärmequellen sowie eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen B1, B2 und B3, die das Abdeckelement 6 an der Ziel-Wärmequelle befestigen, so dass das Abdeckelement 6 und die Ziel-Wärmequelle an mehreren Befestigungsabschnitten FP1, FP2 und FP3 in Kontakt stehen, die an diesem Abdeckelement 6 vorgesehen sind. Wie in 1 gezeigt, sind, unter den mehreren Befestigungsabschnitten FP1 bis FP3, die ersten und zweiten Befestigungsabschnitts FP1 und FP2 an Abschnitten an einer oberen Endseite des Abdeckelements 6 vorgesehen, die mit einem Teil an der Querseite 1a des Motorkörpers 1 in Kontakt steht, und ist der dritte Befestigungsabschnitt FP3 an einem Abschnitt an der unteren Endseite des Abdeckelements 6 vorgesehen, die mit der oberen Endseite des Katalysators 5 in Kontakt steht. Darüber hinaus sind diese ersten und zweiten Befestigungsabschnitte FP1 und FP2 an der oberen Endseite des Abdeckelements 6 parallel zum Pfeil 1b angeordnet, d.h. entlang der thermischen Längungsrichtung während der Wärmeerzeugung des Motorkörpers 1. Wenn sich daher der Motorkörper 1 aufgrund der Wärmeerzeugung thermisch ausdehnt, wirkt die externe Kraft in der Richtung, in der sich der erste Befestigungsabschnitt FP1 und der zweite Befestigungsabschnitt FP 2 voneinander weg bewegen.
Eine Turboladerabdeckung C2 ist plattenförmig und ist an dem Turbolader 3 so befestigt, dass sie hauptsächlich die Oberseite des Turboladers 3 unter den oben erwähnten mehreren Wärmequellen abdeckt, und die durch den Turbolader 3 erzeugte Wärme und Vibration zumindest teilweise abschirmt. Eine Katalysatorabdeckung C3 ist plattenförmig und ist an dem Katalysator 5 so befestigt, dass sie einen Teil der Oberseite und der Seite des Katalysators 5 abdeckt und einen Teil der vom Katalysator 5 erzeugten Wärme und Vibration abschirmt.
2 ist eine Draufsicht des Abdeckelements 6 der Auspuffkrümmerabdeckung C1 in einem von der Ziel-Wärmequelle entfernten Zustand, und 3 ist eine Perspektivansicht dieses Abdeckelements 6. Es sollte angemerkt werden, dass 2 den Motorkörper 1, Auspuffkrümmer 2, Turbolader 3, Auspuffrohr 4 und Katalysator 5, die Wärmequellen sind, zum Verweis mit gestrichelten Linien zeigt. Es sollte angemerkt werden, dass, wie im Bezug auf 1 erläutert, der erste Befestigungsabschnitt FP1 und der zweite Befestigungsabschnitt FP2 an der Auspuffkrümmerabdeckung C1 entlang der thermischen Längungsrichtung 1b (siehe 1) des Motorkörpers 1 angeordnet sind. Daher ist in der folgenden Erläuterung die Auspuffkrümmerabdeckung C1 die Erstreckungsrichtung der Mittellinie O, die durch diesen ersten Befestigungsabschnitt FP1 und den zweiten Befestigungsabschnitt FP2 hindurchgeht (d.h. die Linie, die beim Befestigen der Auspuffkrümmerabdeckung C1 an dem Motorkörper 1 parallel zur thermischen Längungsrichtung 1b (siehe 1) des Motorkörpers 1 ist) als die Längsrichtung LD des Auspuffkrümmerabdeckung C1 definiert ist, und die Richtung senkrecht hierzu als Querrichtung TD der Auspuffkrümmerabdeckung C1 definiert ist.
Das Abdeckelement 6 enthält ein Abdeckungsoberteil 7 und ein Abdeckungsseitenteil 8, das sich etwas gekrümmt vom Ende an der linken Seite in 2 dieses oberen Abdeckungsteils 7 in der vertikalen Richtung nach unten erstreckt. Das Abdeckungsoberteil 7 deckt den Auspuffkrümmer 2, das Auspuffrohr 4 und den Katalysator 5 von der Oberseite her ab, und das Abdeckungsseitenteil 8 deckt den Auspuffkrümmer 2 und das Auspuffrohr 4 von der Querseite ab. Wie in 2 gezeigt, ist, im an der Wärmequelle befestigten Zustand des Abdeckelements 6, der Turbolader 3 an der unteren Seite in 2 dieses ersten Befestigungsabschnitts FP1 des Abdeckungsoberteils 7 angeordnet, und dieser Turbolader 3 ist von der Turboladerabdeckung C2 abgedeckt, das ein von der Auspuffkrümmerabdeckung C1 separates Element ist. Aus diesem Grund wird der Rand der unteren Seite in 2 des ersten Befestigungsabschnitts FP1 des Abdeckungsoberteils 7 zu einem L-förmigen Rand 76c, der in Draufsicht angenähert L-förmig geschnitten ist, um den Turbolader 3 zu umgehen.
Das Abdeckungsoberteil 7 hat eine Gesamtform, die in Draufsicht angenähert T-förmig ist, und ist unterteilt in ein Basisende 71 mit angenähert rechteckiger Form, die sich entlang der Längsrichtung LD erstreckt, und ein Vorderende 72 mit angenähert rechteckiger Form, die sich entlang der Querrichtung TD von einem angenähert mittigen Teil dieses Basisendes 71 nach vorne erstreckt.
An einem Ende an der rechten Seite von 2 des Basisendes 71 ist durch Streckziehen eine erste Sitzfläche 73 ausgebildet, die zum Motorkörper 1 hin konvex geformt ist und eine im Wesentlichen rechteckige Sitzfläche aufweist. Ein Bolzenloch, in das ein Befestigungsbolzen B1 eingesetzt ist, ist angenähert in der Mitte eines Bodens der ersten Sitzfläche 73 ausgebildet. In anderen Worten, beim Befestigen des Abdeckelements 6 mit dem Befestigungsbolzen B1 dient der Boden dieser ersten Sitzfläche 73 als erster Befestigungsabschnitt FP1, der mit dem Motorkörper 1 in Kontakt steht.
Eine zweite Sitzfläche 74, die zum Motorkörper 1 hin konvex geformt ist und eine im Wesentlichen kreisförmige Sitzfläche aufweist, ist an einem Ende des Basisendes 71 an der der ersten Sitzfläche 73 entgegengesetzten Seite durch Streckziehen ausgebildet. Ein Bolzenloch, in das ein Befestigungsbolzen B2 eingesetzt ist, ist angenähert in der Mitte des Bodens der zweiten Sitzfläche 74 ausgebildet. In anderen Worten, der Boden dieser zweiten Sitzfläche 74 dient als der zweite Befestigungsabschnitt FP2, der beim Befestigen des Abdeckelements 6 mit dem Befestigungsbolzen B2 mit dem Motorkörper 1 in Kontakt steht. Wenn man übrigens die Tiefen der ersten Sitzfläche 73 und der zweiten Sitzfläche 74 vergleicht, ist die erste Sitzfläche 73 tiefer und niedriger als der Umfang.
Darüber hinaus ist eine dritte Sitzfläche 75, die zum Katalysator 5 hin konvex geformt ist und eine im Wesentlichen kreisförmige Sitzfläche aufweist, an der Vorderendseite des Vorderendes 72 durch Streckziehen ausgebildet.
Ein Bolzenloch, in das ein Befestigungsbolzen B3 eingesetzt ist, ist angenähert in der Mitte des Bodens der dritten Sitzfläche 75 ausgebildet. In anderen Worten, der Boden dieser dritten Sitzfläche 75 dient als der dritte Befestigungsabschnitt FP3, der beim Befestigen des Abdeckelements 6 mit dem Befestigungsbolzen B3 mit dem Katalysator 5 in Kontakt steht.
Es sollte angemerkt werden, dass diese ersten bis dritten Befestigungsabschnitte FP1 bis FP3 an derartigen Positionen ausgebildet sind, dass die Länge zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem dritten Befestigungsabschnitt FP3 sowie die Länge zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 und dem dritten Befestigungsabschnitt FP3 im Wesentlichen gleich sind. In anderen Worten, diese drei Befestigungsabschnitte FP1 bis FP3 sind an dem Abdeckungsoberteil 7 ausgebildet, so dass allgemein ein gleichschenkliges Dreieck gebildet wird, das einen Winkel darstellt, der durch eine den ersten Befestigungsabschnitt FP1 mit dem dritten Befestigungsabschnitt FP3 verbindende Linie und eine den zweiten Befestigungsabschnitt FP2 mit dem dritten Befestigungsabschnitt FP3 verbindende Linie als vertikaler Winkel gebildet ist.
Um einen Kontakt mit den mehreren konvexen Teilen 11, 12 (siehe 1) zu vermeiden, der durch die Querseite 1 a des Motorkörpers 1 gebildet ist, wenn das Abdeckelement 6 an dem Motorkörper 1 befestigt wird, sind zwei Kerbteile 76a, 76b, deren konkave Form der Form dieser konvexen Teile 11, 12 folgt, zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 in dem oberen Rand 76U an der Motorkörper 1-Seite des Abdeckungsoberteils 7 ausgebildet. Das erste Kerbteil 76a ist in dem oberen Rand 76U an einer Position ausgebildet, die dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 näher ist als der zweite Befestigungsabschnitt FP2, und das zweite Kerbteil 76b ist in dem oberen Rand 76U an einer Position ausgebildet, die dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 näher als der erste Befestigungsabschnitt FP1. Darüber hinaus sind die Breite entlang der Längsrichtung LD und die Länge entlang der Querrichtung TD des ersten Kerbteils 76a beide größer als die Breite und Länge des zweiten Kerbteils 76b.
Darüber hinaus sind Sensorbefestigungslöcher 61, 62, in die ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, Temperatursensor etc. am Auspuffrohr 4 eingesetzt sind, in einem Abschnitt ausgebildet, der angenähert in der Mitte des Abdeckelements 6 liegt und das Auspuffrohr 4 abdeckt, wenn das Abdeckelement 6 an dem Motorkörper 1 und dem Katalysator 5 befestigt ist.
Wenn dieses Abdeckelement 6 an dem Motorkörper 1 und dem Katalysator 5 an den drei Befestigungsabschnitten FP1 bis FP3 durch diesen Kontakt befestigt wird, kommt es zu einer Spannung an dem Abdeckelement 6 durch die Wärmeerzeugung und Vibration der Wärmequellen, wie etwa des Motorkörpers 1 und des Katalysators 5. Um daher diese Spannung, Vibration etc., die aufgrund der Wärmequellen erzeugt wird, zu mindern, sind mehrere lineare Rippen 77, 78, 79 und ein Balgenabschnitt 9 in dem Abdeckelement 6 ausgebildet.
Der Balgenabschnitt 9 ist im Basisende 71 des Abdeckungsoberteils 7 durch Leisten und Nuten konfiguriert, die abwechselnd zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 angeordnet sind, d.h. zwischen einem ersten Kerbteil 76a und einem zweiten Kerbteil 76b. Insbesondere sind die erste Nut 91 mit zur Wärmequelle konvexer Form, die Leiste 92 mit zur Wärmequelle konkaver Form und die zweite Nut 93 mit zur Wärmequelle konvexer Form der Reihe nach von der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite zur zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite in dem Balgenabschnitt 9 angeordnet. Diese erste Nut 91, Leiste 92 und zweite Nut 93 erstrecken sich jeweils entlang der Querrichtung TD von dem oberen Rand 76U des Abdeckungsoberteils 7 bis zu einer später beschriebenen kreisförmigen Leiste 79. Es sollte angemerkt werden, dass die Steifigkeit der Leiste 92 höher ist als die Steifigkeit der Nuten 91, 93.
Die Nuten 91, 93 und die Leiste 92, die sich entlang der Querrichtung TD erstrecken, die während der Befestigung in der obigen Weise angenähert senkrecht zur thermischen Längungsrichtung 1 b (siehe 1) des Motorkörpers 1 ist, sind an dem Balgenabschnitt 9 angeordnet. Aus diesem Grund wird eine Verformung aktiv zugelassen, weil eine große Spannung im Vergleich zum Umfangs des Balgenabschnitts 9 an den Nuten 91, 93 und der Leiste 92 relativ zur Verformung entlang der Längsrichtung LD des Abdeckelements 6 auftritt. Daher zeigt, während thermischer Dehnung des Motorkörpers 1, der Balgenabschnitt 9 eine Spannungsverteilungsfunktion zum Mindern der Spannungskonzentration im Umfang des Balgenabschnitts 9 im Abdeckelement 6. Es sollte angemerkt werden, dass detailliertere Konfigurationen dieses Balgenabschnitts 9 später im Bezug auf 4 im Detail erläutert werden.
Die obere Rippe 77 hat eine zur Wärmequelle konkave Form und ist entlang der Längsrichtung LD zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem Balgenabschnitt 9 in dem oberen Rand 76U des Abdeckungsoberteils 7 ausgebildet. Darüber hinaus erstreckt sich diese obere Rippe 77 von dem rechten Rand 76R an der rechten Seite in 2 des Basisendes 71 bis zur ersten Nut 91 des Balgenabschnitt 9 entlang dem oberen Rand 76U. In anderen Worten, die obere Rippe 77 verbindet den ersten Befestigungsabschnitt FP1, der der Boden der ersten Sitzfläche 73 ist, eine Seitenwand 73a an der linken Seite in 2 der ersten Sitzfläche 73, das erste Kerbteil 76a und die erste Nut 91.
Eine untere Rippe 78 hat eine zur Wärmequelle konkave Form und ist entlang dem L-förmigen Rand 76L von dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 bis zum dritten Befestigungsabschnitt FP3 in dem Abdeckungsoberteil 7 ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich diese untere Rippe 78 von angenähert der Mitte der Seitenwand 73b an der unteren Seite in 2 der ersten Sitzfläche 73 bis zum unteren Rand 76d an der Unterseite in 2 der dritten Sitzfläche 75 entlang dem L-förmigen Rand 76L.
Die kreisförmige Rippe 79 hat eine zur Wärmequelle konkave Form und ist in dem Abdeckungsoberteil 7 so ausgebildet, dass sie die vordere Endseite zwischen der ersten Nut 91, der Leiste 92 und der zweiten Nut 93 abdeckt, die in dem Balgenabschnitt 9 vorgesehen sind. Insbesondere erstreckt sich die kreisförmige Rippe 79 in Draufsicht in einem Kreisbogen von dem zweiten Kerbteil 76, das in dem oberen Rand 76U des Abdeckungsoberteils 7 ausgebildet ist, bis zum L-förmigen Rand 76. Es sollte angemerkt werden, dass der Scheitel der Leiste 92 des Balgenabschnitts 9 und der Scheitel der kreisförmigen Rippe 79 im Wesentlichen die gleiche Höhe haben und die Leiste 92 und kreisförmige Rippe 79 glattgängig verbunden sind. Darüber hinaus haben der Scheitel der unteren Rippe 78 und der Scheitel der kreisförmigen Rippe 79 auch im Wesentlichen die gleiche Höhe, und sind die untere Rippe 78 und die kreisförmige Rippe 79 glattgängig verbunden.
Nun werden, vor der Erläuterung der spezifischen Konfiguration des Balgenabschnitts 9, die Charakteristiken während der Verformung entlang der Längsrichtung LD des Abdeckelements 6 betrachtet. Zuerst wird, wie in 2 gezeigt, das Abdeckelement 6 befestigt, indem es mit dem Motorkörper 1 an den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten FP1, FP2 in Kontakt gebracht wird, die entlang der Längsrichtung LD angeordnet sind. Daher wirken während normaler thermischer Dehnung des Motorkörpers 1 externe Kräfte in Orientierungen, die sich entlang der Längsrichtung LD der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte FP1, FP2 an dem Abdeckelement 6 voneinander weg bewegen, wobei an jedem Abschnitt des Abdeckelements 6 eine Verformungspannung auftritt. Da hierbei die dreidimensionale Form des Abdeckelements 6 zwischen der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite und der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite nicht symmetrisch ist, wie in 2 gezeigt, ist die Spannungsverteilung, die während der oben erwähnten thermischen Dehnungsverformung erzeugt wird, auch nicht symmetrisch, und es entsteht auch eine Differenz zwischen der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite und der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite für Abschnitte, an denen die Spannungskonzentration tendenziell auftritt. Damit die Spannungsverteilungsfunktion durch den Balgenabschnitt 9 erreicht wird, ist es erforderlich, für eine Differenz zwischen der ersten Befestigungsabschnitt FP1 -Seite und der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite zu sorgen. Nachfolgend wird für die Konfiguration des Balgenabschnitts 9 der Grund für die Konfiguration erläutert, durch die die Spannungsverteilungsfunktion an der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite stärker auftritt als an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite.
Erstens ist die Länge entlang der Längsrichtung LD und der Querrichtung TD des an der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite vorgesehenen ersten Kerbteils 76a größer als die Länge entlang der Längsrichtung LD und der Querrichtung TD des an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite vorgesehenen zweiten Kerbteils. In anderen Worten, an der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite ist eine Kerbe größer ausgebildet als an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite.
Zweitens ist die erste Sitzfläche 73, an der der erste Befestigungsabschnitt FP1 vorgesehen ist, ausgebildet, indem sie tiefer gezogen wird als die zweite Sitzfläche 74, an der der zweite Befestigungsabschnitt FP2 vorgesehen ist.
Drittens ist, wie in 2 gezeigt, der Integralwert der Querschnittsfläche entlang der Querrichtung TD von einem zwischenliegenden Punkt C zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 bis zum ersten Befestigungsabschnitt FP1 (d.h. das Volumen eines Segments vom zwischenliegenden Punkt C des Abdeckelements 6 bis zum ersten Befestigungsabschnitt FP1) kleiner als der Integralwert der Querschnittsfläche entlang der Querrichtung TD vom zwischenliegenden Punkt C bis zum zweiten Befestigungsabschnitt FP2 (d.h. das Volumen des Segments vom zwischenliegenden Punkt C des Abdeckelements 6 bis zum zweiten Befestigungsabschnitt FP2). Es sollte angemerkt werden, dass die Tatsache, dass der Integralwert der Querschnittsfläche an der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite kleiner ist als der Integralwert der Querschnittsfläche an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite, wie in 2 gezeigt, auch aus der Tatsache klar wird, dass der L-förmige Rand 76L in dem Ende der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite des Abdeckelements 6 ausgebildet ist und ein Abschnitt des ersten Befestigungsabschnitts FP1 an der unteren Seite in 2 in Draufsicht angenähert L-förmig ausgeschnitten ist; wohingegen die Abdeckungsseite 8, die den Auspuffkrümmer 2 etc. von der Seite her abdeckt, an einem Ende an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite des Abdeckelements 6 vorgesehen ist.
Viertens wird, gemäß Ergebnissen von Experimenten mittels einer herkömmlichen Auspuffkrümmerabdeckung, klar, dass der Abschnitt, dem besondere Aufmerksamkeit gegeben werden sollte, um einen Ermüdungsbruch der Auspuffkrümmerabdeckung C1 zu verhindern und die auf diesen Abschnitt wirkende Spannung zu reduzieren, an einer Position vorhanden ist, die dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 näher ist als der zweite Befestigungsabschnitt FP2. Hierin unterscheidet sich die herkömmliche Auspuffkrümmerabdeckung von der Auspuffkrümmerabdeckung C1 der vorliegenden Ausführung nur in Punkt, als dass sie den Balgenabschnitt 9 und die obere Rippe 77 nicht enthält, und ihre anderen Konfigurationen als gleich betrachtet werden. Gemäß den mittels dieses herkömmlichen Auspuffkrümmers durchgeführten Experimenten wird klar, dass eine besonders starke Spannungskonzentration an der Ecke der ersten Sitzfläche der ersten Befestigungsabschnitt-Seite auftritt, und an diesem Abschnitt Probleme zum Ermüdungsbruch vorliegen. Es sollte angemerkt werden, dass der Abschnitt, an dem eine besonders große Spannungskonzentration in dieser herkömmlichen Auspuffkrümmerabdeckung auftritt, der Ecke 73c entspricht, die den ersten Befestigungsabschnitt FP1, der der Boden der ersten Sitzfläche 73 ist, mit der Seitenwand 73a und deren Umgebung verbindet, wenn man sich auf die Auspuffkrümmerabdeckung C1 gemäß der vorliegenden Ausführung bezieht. Nachfolgend wird die oben erwähnte Ecke 73c und der Abschnitt in deren Umgebung entsprechend dem Abschnitt, dem besondere Aufmerksamkeit gegeben werden sollte, um die auf diesen Abschnitt der Auspuffkrümmerabdeckung C1 wirkenden Spannung zu reduzieren, als Ziel-Spannungsminderungsteil bezeichnet.
Aus den obigen vier Gründen kann man sagen, dass die Konfiguration des Balgenabschnitts 9 so ausgestaltet werden sollte, dass ihre Spannungsverteilungsfunktion an der ersten Befestigungsabschnitt FP1 -Seite größer wird als an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite, im Bezug auf die Verformung entlang seiner Längsrichtung LD.
4 ist eine Seitenansicht der Balgenabschnitt 9-Seite des Abdeckelements 6. Wie in 4 gezeigt, sind die Querschnittsformen entlang der Längsrichtung LD der zwei Nuten 91, 93 und der Leiste 92 Kreisbögen, die durch eine vorbestimmte Mittelposition und einen Krümmungsradius spezifiziert sind. Darüber hinaus ist, unter den in dem Balgen 9 ausgebildeten Nuten 91, 93, die Breite W1 der ersten Nut 91 entlang der Längsrichtung LD nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1, länger als die Breite W2 der zweiten Nut 93 entlang der Längsrichtung LD nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2. In anderen Worten, das Nutenpaar in der vorliegenden Erfindung ist durch die erste Nut 91 und die zweite Nut 93 konfiguriert, die in der vorliegenden Ausführung diese unterschiedlichen Breiten haben. Es sollte angemerkt werden, dass die Breiten der Nuten 91, 93 entlang der Längsrichtung LD in der vorliegenden Ausführung definiert sind als die Länge entlang der Längsrichtung LD zwischen Scheiteln benachbart dem Abschnitt, der als das Ziel dient, wie in 4 gezeigt; jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Definition der Breiten dieser Nuten 91, 93, im Vergleich zur Länge entlang der Längsrichtung LD eines Segments, das durch Verformung zur Spannungsverteilungsfunktion beiträgt, relativ zu der externen Kraft entlang der Längsrichtung LD des Abdeckelements 6, kann beliebig definiert sein.
Darüber hinaus ist, wie in 4 gezeigt, der Abstand zwischen dem Scheitel 91b der ersten Nut 91, die zur Wärmequelle hin konvex geformt ist (d.h. ein der Wärmequelle nächster Abschnitt der ersten Nut 91) und einer virtuellen Befestigungsfläche S einschließlich des ersten Befestigungsabschnitts FP1 und des zweiten Befestigungsabschnitts FP2 im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Scheitel 93 der zweiten Nut 93, die zur Wärmequelle hin konvex geformt ist (d.h. ein der Wärmequelle nächster Abschnitt der zweiten Nut 93) und der Befestigungsoberfläche S. Der Krümmungsradius R1, der die Querschnittsform der ersten Nut 91 spezifiziert, ist größer als der Krümmungsradius R2, der die Querschnittsform der zweiten Nut 93 spezifiziert, und der Abstand zwischen der Mittelposition O1 der ersten Nut 91 und der Befestigungsoberfläche S ist länger als der Abstand zwischen der Mittelposition O2 der zweiten Nut 93 und der Befestigungsoberfläche S. In der vorgenannten Weise wird es hierdurch möglich, die Breite W1 der ersten Nut 91 größer zu machen als die Breite W2 der zweiten Nut 93, und die Abstände an der ersten Nut 91 und der zweiten Nut 93 zwischen jedem der Scheitel 91 b, 93b und der Befestigungsoberfläche S gleich zu machen.
Darüber hinaus ist, wie in 2 gezeigt, die Länge der ersten Nut 91 entlang der Querrichtung TD nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 länger als die Länge der zweiten Nut 93 entlang der Querrichtung TD nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2. Indem der Balgenabschnitt 9 auf diese Weise konfiguriert wird, zeigt sich dessen Spannungsverteilungsfunktion an der ersten Befestigungsabschnitt FP1-Seite stärker als an der zweiten Befestigungsabschnitt FP2-Seite relativ zur Verformung entlang seiner Längsrichtung LD.
Zurück im Bezug auf 2 wird das die obige Form enthaltende Abdeckelement 6 gebildet, indem zwei Bleche mit unterschiedlichen Dicken, die im Wesentlichen die gleiche dreidimensionale Form haben (insbesondere zum Beispiel rostfreie Stahlbleche) an mehreren Heftpunkten P1, P2, P3, P4 und P5 verbunden werden. Der erste Heftpunkt P1 ist am rechten Rand 76R des Abdeckungsoberteils 7 ausgebildet, der zweite Heftpunkt P2 ist im oberen Rand 76U des Abdeckungsoberteils 7 in der Nähe des ersten Kerbteils 76a ausgebildet, der dritte Heftpunkt P3 ist im oberen Rand 76U des Abdeckungsoberteils 7 in der Nähe des zweiten Kerbteils 76b ausgebildet, der vierte Heftpunkt P4 ist im linken Rand 81 L an der Abdeckungsseite 8 an der linken Seite in 2 ausgebildet, und der fünfte Heftpunkt P5 ist in dem unteren Rand 76d des Abdeckungsoberteils 7 ausgebildet. Als Verbindungsverfahren der zwei Bleche kann ein bekanntes Heftverfahren verwendet werden, wie etwa ein Verbindungsverfahren durch Pressverformung von Nieten in den mehreren Heftpunkten P1 bis P5, oder ein Verbindungsverfahren durch Erhitzen und Verpressen der zwei Bleche an den mehreren Heftpunkten P1 bis P5.
Als nächstes werden die Ergebnisse von verschiedenen Experimenten, die zum Verifizieren der Effekte der in der obigen Weise konfigurierten Auspuffkrümmerabdeckung C1 durchgeführt wurden, im Bezug auf die 5 bis 11 erläutert.
Die 5 bis 7 sind Graphen, die die Ergebnisse von Experimenten zeigen, die durchgeführt wurden, um den Effekt zu verifizieren, den die Anzahl der in dem Balgenabschnitt vorgesehenen Balgen auf die Funktion des Balgenabschnitt hat. Es sollte angemerkt werden, dass in der folgenden Erläuterung die Anzahl der Balgen definiert ist als Gesamtanzahl von jener der in dem Balgenabschnitt ausgebildeten Leisten und Nuten, die mehr zur Spannungsverteilungsfunktion beiträgt (Nuten in den Beispielen 5 bis 9). In diesem Experiment wurden vorbereitet eine Auspuffkrümmerabdeckung mit 0 Balgen (nachfolgend als Referenzbeispiel 1 bezeichnet), eine Auspuffkrümmerabdeckung mit 1 Balgen (nachfolgend als Referenzbeispiel 2 bezeichnet), eine Auspuffkrümmerabdeckung mit 2 Balgen (nachfolgend als Referenzbeispiel 3 bezeichnet) sowie eine Auspuffkrümmerabdeckung mit 3 Balgen (nachfolgend als Referenzbeispiel 4 bezeichnet), und durch Simulation wurden analysiert die Verteilung der Spannung, die erzeugt wird, wenn eine externer Kraft entlang der Längsrichtung auf den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt dieser Auspuffkrümmerabdeckungen angelegt wird, die Verteilung des Verformungsbetrags, die maximale Spannung und die Spannung, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugt wird. Übrigens wurden in diesem Experiment Auspuffkrümmerabdeckungen, die mit keinen oberen Rippen versehen waren, als die Auspuffkrümmerabdeckungen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und der Beispiele 1 und 2 verwendet, um den Effekt der Balgen allein zu verifizieren.
5 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen der Anzahl der Balgen und der maximalen Spannung, die durch das oben erwähnte Experment erhalten wurde. 6 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen der Anzahl von Balgen und der Spannung, die mit dem oben erwähnten Experiment an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugt wurde. Die 7A, 7B und 7C zeigen in Graphen die Spannungsverteilung (oben) und die Verformungsbetragverteilung (unten) der Auspuffkrümmerabdeckungen jeweils von Referenzbeispiel 2, Referenzbeispiel 3 und Referenzbeispiel 4. In diesen 7A bis 7C ist bezeichnet oben der in Grau angegebene Abschnitt einen Abschnitt, in dem eine größere Spannung als ein vorbestimmter Wert auftrat, und unten bezeichnet der in Grau angegebene Abschnitt einen Abschnitt, in dem ein größerer Verformungsbetrag als ein vorbestimmter Wert auftrat.
Wie in den 7A bis 7C oben gezeigt, tritt relativ zur Verformung entlang der Längsrichtung eine relativ starke Spannung in den Balgen auf, zusätzlich zur Umgebung der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte. Beim Vergleich der in den Balgen ausgebildeten Nuten und Leisten tritt an der Nut eine größere Spannung auf als an der Leiste, weil die Konfiguration so ist, dass die Steifigkeit der Leiste höher ist als die Steifigkeit der Nut. In anderen Worten, mit der Nut und der Leiste wird angenommen, dass die Nut mehr zur Spannungsverteilungsfunktion beiträgt. Darüber hinaus wird mit zunehmender Anzahl der Balgen die Spannung, die in der Nähe der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte auftritt, an dem Ziel-Spannungsminderungsteil in der Nähe des ersten Befestigungsabschnitts stärker gemindert. Wie darüber hinaus in den 7A bis 7C unten gezeigt, verformt er sich, relativ zur Verformung entlang der Längsrichtung, besonders stark an der Nut der Balgen, und der Verformungsbetrag von einer Nut nimmt ab, wenn die Anzahl der Balgen zunimmt.
Wie in 5 gezeigt, nimmt die maximale Spannung relativ zur Verformung in der Längsrichtung in den Referenzbeispielen 2 bis 4 stärker ab, in denen die Anzahl der Balgen zumindest 1 beträgt, als im Referenzbeispiel 1, in dem die Anzahl der Balgen 0 beträgt. Darüber hinaus ändert sich der Effekt der Minderung dieser Spannungsbelastung nicht so stark zwischen dem Referenzbeispiel 2, in dem die Anzahl der Balgen 1 beträgt, und dem Referenzbeispiel 3 und dem Referenzbeispiel 4, in denen die Anzahl der Balgen jeweils 2 beträgt. Wie jedoch in 6 gezeigt, nimmt die Spannung, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil auftritt, dem besondere Aufmerksamkeit gegeben werden sollte, um Spannung zu mindern, im Referenzbeispiel 3 und Referenzbeispiel 4 stärker ab, in denen die Anzahl der Balgen wenigstens 2 beträgt, als im Referenzbeispiel 1 und Referenzbeispiel 2, in denen die Anzahl der Balgen nicht mehr als 1 beträgt.
Um eine ausreichende Spannungsverteilungsfunktion und Spannungsminderungsfunktion an dem Ziel-Spannungsminderungsteil zu erhalten, ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Balgen wenigstens 2 beträgt. Es sollte angemerkt werden, dass, wie in 5 gezeigt, die maximale Spannung für das Referenzbeispiel 3, in dem die Anzahl der Balgen 2 beträgt, niedriger ist als im Referenzbeispiel 4, in dem die Anzahl der Balgen 3 beträgt. In anderen Worten ist im Hinblick auf die Spannungsverteilungsfunktion die Anzahl der Balgen von 2 sichtlich höher als von 3. Dies liegt vermutlich daran, dass, wenn die Anzahl der Balgen zunimmt, die Breite pro einer der Nuten kleiner wird, und daher die Steifigkeit der Nut ansteigt. In anderen Worten, wenn die Steifigkeit der Nut ansteigt, wird der Verformungsbetrag der Nut kleiner, und aus diesem Grund wird angenommen, dass die Spannungsverteilungsfunktion für Referenzbeispiel 1 stärker abnimmt als für Referenzbeispiel 3.
Die 8 und 9 zeigen in Graphen die Ergebnisse von Experimenten, die den Effekt des Krümmungsradius der ersten Nut in dem Balgenabschnitt auf die Funktion des Balgenabschnitts verifizieren. In diesem Experiment wurde für eine Auspuffkrümmerabdeckung, deren Balgenanzahl (Gesamtanzahl der Nuten) von 2 den in den 2 bis 4 etc. gezeigten Auspuffkrümmerabdeckungen ähnlich ist, die Änderung in der Funktion des Balgenabschnitts verifiziert, wenn die Mittelposition und der Krümmungsradius dieser Nuten verändert wurden, während die Fläche des Balgenabschnitts und der Abstand zwischen den Scheiteln von zwei Nuten und der Befestigungsfläche konstant blieb. Insbesondere wurden vorbereitet: eine Auspuffkrümmerabdeckung, in der der Krümmungsradius der ersten Nut 25 mm betrug (nachfolgend als Vergleichsbeispiel 1 definiert); eine Auspuffkrümmerabdeckung, in der der Krümmungsradius der ersten Nut 35 mm betrug (nachfolgend als Vergleichsbeispiel 2 definiert); eine Auspuffkrümmerabdeckung, in der der Krümmungsradius der ersten Nut 45 mm (nachfolgend als Beispiel 1 definiert); sowie eine Auspuffkrümmerabdeckung, in der der Krümmungsradius der ersten Nut 50 mm betrug (nachfolgend als Beispiel 2 definiert), und dann wurden durch Simulation analysiert die maximale Spannung, die erzeugt wird, wenn eine externe Kraft entlang der Längsrichtung auf den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt dieser Auspuffkrümmerabdeckungen angelegt wurde und dieser verlagert wurden, und die Spannung, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugt wurde.
Da übrigens in den Auspuffkrümmerabdeckungen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und der Beispiele 1 und 2 der Krümmungsradius der ersten Nut geändert wurde, während die Fläche des Balgenabschnitts und der Abstand zwischen den Scheiteln der zwei Nuten und der Befestigungsfläche konstant blieb, unterscheiden sich diese Auspuffkrümmerabdeckungen auch im Krümmungsradius der zweiten Nut, und ist infolgedessen auch das Verhältnis der Breiten dieser ersten und zweiten Nuten (W2/W1) unterschiedlich. In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ist die Breite W1 der ersten Nut kleiner als die Breite W2 der zweiten Nut, und in den Beispielen 1 und 2 ist die Breite W1 der ersten Nut größer als die Breite W2 der zweiten Nut. Übrigens wurden auch in diesem Experiment Auspuffkrümmerabdeckungen ohne obere Rippen als die Auspuffkrümmerabdeckungen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und der Beispiele 1 und 2 verwendet, um den Effekt der Balgen allein zu verifizieren.
8 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius der ersten Nut und der maximalen Spannung, die mit den oben erwähnten Experiment erhalten wurde. 9 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius der ersten Nut und der an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugten Spannung, die mit dem oben erwähnten Experiment erhalten wurde.
Wenn, wie in 8 gezeigt, der Krümmungsradius R1 der ersten Nut nahe dem ersten Befestigungsabschnitt (d.h. die Breite W1 der ersten Nut) größer gemacht wird, wird die maximale Spannung abnehmen. Insbesondere wenn die Breite W1 der ersten Nut größer gemacht wird als die Breite W2 der zweiten Nut, nimmt die maximale Spannung signifikant ab. Das liegt vermutlich daran, dass die Spannungsverteilungsfunktion an der ersten Befestigungsabschnitt-Seite des Balgenabschnitts besser wird, wenn man die Breite W1 der ersten Nut vergrößert. Darüber hinaus nimmt, wie in 9 gezeigt, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugte Spannung auch signifikant ab, wenn man die Breite W1 der ersten Nut größer macht als die Breite W2 der zweiten Nut. Wenn man daher mehrere Nuten in dem Balgenabschnitt ausbildet, und ein Nutenpaar durch zwei Nuten mit unterschiedlicher Breite unter diesen mehreren Nuten konfiguriert, ist es bevorzugt, dass die Breite W1 der ersten Nut nahe dem ersten Befestigungsabschnitt größer gemacht wird als die Breite W2 der zweiten Nut nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt, um eine ausreichende Spannungsminderungsfunktion an dem Ziel-Spannungsminderungsteil zu gewährleisten.
Die 10 und 11 zeigen die Ergebnisse von Experimenten, die durchgeführt wurden, um die Effekte der oberen Rippe und der unteren Rippe zu verifizieren. In diesem Experiment wurden vorbereitet: eine Auspuffkrümmerabdeckung, die weder mit der oberen Rippe oder unteren Rippe versehen war (nachfolgend als Referenzbeispiel 5 definiert), eine Auspuffkrümmerabdeckung, die mit nur der unteren Rippe versehen war (nachfolgend als Referenzbeispiel 6 definiert), eine Auspuffkrümmerabdeckung, die nur mit der oberen Rippe versehen war (nachfolgend als Referenzbeispiel 7 definiert), sowie eine Auspuffkrümmerabdeckung, die mit sowohl der oberen Rippe als auch der unteren Rippe versehen war (nachfolgend als Referenzbeispiel 8 definiert), und dann wurde durch Simulation die Spannungsverteilung, die erzeugt wird, wenn eine externe Kraft entlang der Längsrichtung auf den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt dieser Auspuffkrümmerabdeckungen angelegt wurde und eine Verlagerung derselben veranlasst, und die maximale Spannung analysiert. Übrigens wurden Auspuffkrümmerabdeckungen ohne Balgenabschnitt als die Auspuffkrümmerabdeckungen der Referenzbeispiele 5 bis 8 verwendet, um die Effekte der oberen Rippe und der unteren Rippe in diesem Experiment zu verifizieren.
10 zeigt in einem Graph die maximale Spannung der Referenzbeispiele 5 bis 8, die mit dem oben erwähnten Experiment erhalten wurde. Die 11A, 11B, 11C und 11D zeigen die Spannungsverteilung der Auspuffkrümmerabdeckungen jeweils von Referenzbeispiel 5, Referenzbeispiel 6, Referenzbeispiel 7 und Referenzbeispiel 8. In diesen 11A bis 11 D bezeichnet der in Grau angegebene Abschnitt einen Abschnitt, in dem eine Spannung größer als ein vorbestimmter Wert auftrat.
Wie in 10 gezeigt, nimmt für die Auspuffkrümmerabdeckungen der Referenzbeispiele 6 bis 8, die zumindest eine der oberen Rippe und unteren Rippe enthalten, die maximale Spannung stärker ab als die Auspuffkrümmerabdeckung von Referenzbeispiel 5, die mit keinen von diesen versehen ist. In anderen Worten, diese obere Rippe und untere Rippe haben, zusätzlich zum Effekt, eine Verformung an den mit diesen versehenen Abschnitten zu unterdrücken, vermutlich auch den Effekt, eine maximale Spannung zu mindern. Wenn man darüber hinaus, wie in den 11A bis 11D gezeigt, die obere Rippe und die untere Rippe vorsieht, wird die Spannungskonzentration an dem Ziel-Spannungsminderungsteil in der Nähe des ersten Befestigungsabschnitts gemindert, und verschiebt sich die Spannungsverteilung zum mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt. Wie in den 11C und 11D gezeigt, hat vermutlich insbesondere die obere Rippe eine hohe Funktion darin, eine an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugte Spannung zu dem mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt zu verschieben (d.h. in der Auspuffkrümmerabdeckung gemäß der in den 2 bis 4 etc. gezeigten Ausführung der Abschnitt, an dem der Balgenabschnitt vorgesehen ist). Daher wird angenommen, dass es, durch Verwendung der mit dieser Funktion versehenen oberen Rippe und der Balgen in Kombination, möglich ist, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil erzeugte Spannung effizient zu reduzieren.
Gemäß der Auspuffkrümmerabdeckung C1 der vorliegenden Ausführung erhält man die folgenden Effekte.
(1) In der Auspuffkrümmerabdeckung C1 ist das plattenartige Abdeckelement 6 durch Kontakt mit dem Motorkörper 1, der eine Wärmequelle ist, an dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und zweiten Befestigungsabschnitt FP2 befestigt. Dann ist der Balgenabschnitt 9, der die Rippe 92 und die Nuten 91, 93 enthält, die sich entlang der Querrichtung TD erstrecken, zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 in dem Abdeckelement 6 vorgesehen. Indem die Auspuffkrümmerabdeckung C1 mit dem Balgenabschnitt 9 zwischen diesem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 versehen wird, wird die Längung entlang der Längsrichtung LD des Balgenabschnitts 9 aktiv zugelassen, relativ zur Verformung entlang der Längsrichtung LD, die aufgrund der thermischen Längung des Motorkörpers 1 auftritt. Da die an dem Abdeckelement 6 auftretende Spannung über einen breiten Bereich relativ zur Verformung in der Längsrichtung des Abdeckelements 6 verteilt wird, ist es daher möglich, das Auftreten einer Spannungskonzentration in der Nähe der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte FP1, FP2 zu vermeiden, wie oben erwähnt.
Darüber hinaus wird bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 der Integralwert entlang der Längsrichtung LD der Querschnittsfläche des Abdeckelements 6 als das Ziel verwendet, das die Differenz in der Höhe der Spannung angibt, die während der Verformung entlang der Längsrichtung LD auftritt. Wenn der Integralwert der Querschnittsfläche, d.h. das Volumen, klein ist, tritt tendenziell die Spannungskonzentration an einem spezifischen Ort mit einem solchen kleinen Volumen auf, da der Abschnitt, der zur Verteilung der Spannung in der Lage ist, um diesen Betrag kleiner wird. Bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 wird ein Fall angenommen, in dem der Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt C zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 bis zum ersten Befestigungsabschnitt FP1 kleiner ist als der Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt C1 bis zum zweiten Befestigungsabschnitt FP2, d.h. ein Fall einer Spannungskonzentration, die tendenziell mehr an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 auftritt als an der Seite des zweiten Befestigungsabschnitts FP2. Dann ist in der Auspuffkrümmerabdeckung C1 das Nutenpaar, das durch die zwei Nuten 91, 93 unterschiedlicher Breite konfiguriert ist, in dem Balgenabschnitt 9 ausgebildet, und ist die Breite W1 der ersten Nut 91 nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1, an dem, wie oben erwähnt unter den zwei dieses Nutenpaar darstellenden Nuten 91, 93, vermutlich die Spannungskonzentration tendenziell auftritt, größer gemacht als die Breite W2 der zweiten Nut 93 nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt. Da durch den Balgenabschnitt 9 eine größere Erstreckung in der Längsrichtung LD zum ersten Befestigungsabschnitt FP1 zugelassen ist, ist es möglich, die Spannung, die relativ zur Verformung zur Längsrichtung LD erzeugt wird, über einen breiten Bereich von dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 bis zum zweiten Befestigungsabschnitt FP2 zu verteilen, und es wird möglich, eine Spannungskonzentration zu vermeiden, die an dem Ziel-Spannungsminderungsteil auftritt, das sich an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 befindet, dem besondere Aufmerksamkeit gegeben werden sollte.
(2) Bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 ist die Querschnittsform der in dem Balgenabschnitt 9 ausgebildeten Nuten 91, 93 als Kreisbogen definiert, der durch die Mittelposition und den Krümmungsradius definiert ist, wobei der Krümmungsradius R1 der ersten Nut 91 nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 größer gemacht ist als der Krümmungsradius R2 der zweiten Nut 93 nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2, und ferner der Abstand zwischen der Mittelposition O1 der ersten Nut 91 und der Befestigungsfläche S größer gemacht ist als der Abstand zwischen der Mittelposition O2 der zweiten Nut 93 und der Befestigungsoberfläche S. Hierdurch wird es möglich, die Breite W1 der ersten Nut 91 nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 größer zu machen als die Breite W2 der zweiten Nut 93 nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2, während die Abstände zwischen den Scheiteln jeder Nut 91, 93 und der Befestigungsoberfläche S konstant bleiben. In anderen Worten wird es möglich, die Formbeschränkungen einzuhalten, die erforderlich sind, wenn das Abdeckelement 6 an dem Motorkörper 1 befestigt wird, während die in den Balgenabschnitten 9 geforderte Spannungsverteilungsfunktion realisiert wird. Indem man ferner bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1die Querschnittsform jeder Nut 91, 93 zu einem glatten Kreisbogen macht, wird es möglich, die Spannung auf eine größere Oberfläche zu verteilen, im Vergleich zu einer Form, welche einen linearen Querschnitt enthält, demzufolge wird es möglich, die Spannungsverteilungsfunktion des Balgenabschnitts 9 weiter zu verbessern.
(3) Bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 sind der Motorkörper 1 und dessen Auspuffkrümmer 2 als Wärmequellen definiert, und ist das Abdeckelement 6 mit den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten FP1, FP2 an dem Motorkörper, der einer starken thermischen Verformung unterliegt, mit den Befestigungsbolzen B1, B2 befestigt. Hierdurch wird es möglich, die Spannungsverteilungsfunktion zu erreichen, die das Abdeckelement 6 besitzt, und das Auftreten einer Spannungskonzentration an einem spezifischen Ort des Abdeckelements 6 zu vermeiden.
(4) Zwischen dem ersten Befestigungspunkt FP1 und dem Balgenabschnitt 9, mit dem kleinen Integralwert der Querschnittsfläche, wird angenommen, dass die Spannungskonzentration und Verformung, wie oben erwähnt, tendenziell stärker auftritt als zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt FP2 und dem Balgenabschnitt 9. Mit der Auspuffkrümmerabdeckung C1 wird es, durch Ausbilden der oberen Rippe 77, die sich entlang der Längsrichtung LD zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem Balgenabschnitt 9 erstreckt, möglich, eine Verformung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt FP1 und dem Balgenabschnitt 9 zu vermeiden, bei der angenommen wird, dass tendenziell eine stärkere Spannungskonzentration auftritt. Wenn man übrigens eine solche obere Rippe 77 vorsieht, tritt, da eine Verformung in der oberen Rippe 77 unterdrückt wird, eine Spannungskonzentration tendenziell an der Umgebung der oberen Rippe 77 auf; indem bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 die obere Rippe 77 in dem Balgenabschnitt 9 an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 vorgesehen wird, der eine große Breite hat und eine hohe Spannungsverteilungsfunktion aufzeigt, ist es jedoch möglich, in dessen Nähe eine Spannungskonzentration zu vermeiden, während die Steifigkeit des schwachen Abschnitts an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 verbessert wird.
(5) Bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 wird, zusätzlich dazu, dass unter den in dem Balgenabschnitt 9 ausgebildeten Nuten 91, 93 die Breite der ersten Nut 91 nahe dem ersten Befestigungsabschnitt FP1, an dem vermutlich tendenziell eine Spannungskonzentration auftritt, wie oben erwähnt, größer gemacht wird, die Länge entlang der Längsrichtung LD länger gemacht. Hierdurch wird es möglich, eine stärkere Spannungsverteilungsfunktion über einen breiteren Bereich an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1, an dem tendenziell eine Spannungskonzentration auftritt, zu erreichen als an der Seite des zweiten Befestigungsabschnitts FP2.
(6) Bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 sind die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte FP1, FP2 an den Böden der ersten und zweiten Sitzflächen 73, 74 vorgesehen, die durch Streckziehen an den jeweiligen Blechmaterialien ausgebildet sind. Da es durch eine Konfiguration, die das Vorsehen eines Elements in der Nähe der ersten und zweiten Befestigungsabschnitte FP1, FP2 des Motorkörpers vermeidet, möglich wird, das Abdeckelement 6 an dem Motorkörper 1 an den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten FP1, FP2 zu befestigen, wird die Montage einfacher. Wenn übrigens der erste Befestigungsabschnitt FP1 am Boden einer solchen Sitzfläche 73 vorgesehen wird, welche tiefer ist, tritt tendenziell eine Spannungskonzentration in der Nähe dieser ersten Sitzfläche 73 relativ zur Verformung der Längsrichtung LD auf; indem bei der Auspuffkrümmerabdeckung C1 die erste Sitzfläche 73 zum Balgenabschnitt 9 an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 vorgesehen wird, der eine höhere Spannungsverteilungsfunktion erreicht, wird es jedoch möglich, eine Spannungskonzentration an der Seite des ersten Befestigungsabschnitts FP1 zu vermeiden, während die Befestigungsarbeit vereinfacht wird.
Obwohl oben Ausführungen der vorliegenden Erfindung erläutert worden sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Konfigurationen von Details können innerhalb des Umfangs der Idee der vorliegenden Erfindung nach Bedarf modifiziert werden.
Zum Beispiel ist in der oben erwähnten Ausführung ein Fall erläutert, in dem der Motorkörper 1, der Auspuffkrümmer 2, das Auspuffrohr 4 und der Katalysator 5 als Ziel-Wärmequellen dienen, und die Wärmequellenabdeckung der vorliegenden Erfindung als die Auspuffkrümmerabdeckung C1 angewendet wird, welche diese teilweise abdeckt; jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zusätzlich zu der obigen Vorrichtung kann die Wärmequellenabdeckung der vorliegenden Erfindung auch auf eine Abdeckung angewendet werden, die andere Wärmequellen als Ziel definiert, wie etwa eine Turboladerabdeckung C2, die den Turbolader 3 teilweise abdeckt, und eine Katalysatorabdeckung C3, die den Katalysator 5 teilweise abdeckt. Darüber hinaus wird in der oben erwähnten Ausführung ein Fall erläutert, in dem die Wärmequellenabdeckung der vorliegenden Erfindung als Abdeckung angewendet wird, mit der ein Fahrzeug ausgestattet ist; jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Wärmequellenabdeckung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein Fahrzeug beschränkt, und kann auch auf eine beliebige Vorrichtung angewendet werden, solange sie eine Wärmequelle enthält, wie etwa ein Flugzeug, ein Schiff und ein Heizkessel.
Darüber hinaus wird in der oben erwähnten Ausführung ein Fall erläutert, in dem das Abdeckelement 6 durch Kontakt mit der Ziel-Wärmequelle an den drei Befestigungsabschnitten FP1 bis FP3 befestigt wird; jedoch ist die Anzahl der Befestigungsabschnitte darauf nicht beschränkt. Insbesondere kann die Anzahl der Befestigungsabschnitte zwei oder mehr betragen.
Darüber hinaus erläutert die oben erwähnte Ausführung einen Fall der Konfiguration des Abdeckelements derart, dass es eine größere Spannungsverteilungsfunktion in der Nut aufzeigt, die zur Wärmequelle hin konvex geformt ist, indem die Steifigkeit der Leiste höher gemacht wird als die Steifigkeit der Nut, wenn man zwischen der Nut und der Leiste vergleicht, die in dem Balgenabschnitt ausgebildet sind, sowie auch Ausbildung der zwei Nuten mit unterschiedlicher Breite in dem Balgenabschnitt, und dann Konfigurieren eines Nutenpaars aus diesen; jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Anzahl der Nuten kann drei oder mehr betragen. Darüber hinaus kann, im Gegensatz zur oben erwähnten Ausführung, die Steifigkeit der Nut höher gemacht werden als die Steifigkeit der Leiste, um eine größere Spannungsverteilungsfunktion an der Leiste zu erreichen, die zur Wärmequelle hin konvex geformt ist, sowie auch eine Mehrzahl solcher Leisten in dem Balgenabschnitt auszubilden, und dann aus zweien dieser Mehrzahl von Leisten mit unterschiedlicher Breite ein Leistenpaar zu konfigurieren. In diesem Fall ist es bevorzugt, die Breite der Leiste bei dem ersten Befestigungsabschnitt unter den zwei das Leistenpaar darstellenden Leisten größer zu machen als die Breite der Leiste nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt.
ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZAHLEN

C1: Auspuffkrümmerabdeckung (Wärmequellenabdeckung)
1: Motorkörper (Wärmequelle)
2: Auspuffkrümmer (Wärmequelle)
4: Auspuffrohr (Wärmequelle)
5: Katalysator (Wärmequelle)
6: Abdeckelement
7: Abdeckungsoberteil
73: erste Sitzfläche
74: zweite Sitzfläche
77: obere Rippe (Rippe)
8: Abdeckungsseite
9: Balgenabschnitt
91: erste Nut
92: Leiste
93: zweite Nut
B1, B2: Befestigungsbolzen (Befestigungselement)
FP1: erster Befestigungsabschnitt
FP2: zweiter Befestigungsabschnitt

Claims

Wärmequellenabdeckung (C1), die ein plattenartiges Abdeckelement (6) aufweist, das eine Wärmequelle (1, 2, 4, 5) zumindest teilweise abdeckt, wobei das Abdeckelement (6) einen ersten Befestigungsabschnitt (FP1) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) enthält, die durch Kontakt mit der Wärmequelle (1, 2, 4, 5) befestigt sind; wobei zwischen den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten (FP1, FP2) des Abdeckelements (6) ein Balgenabschnitt (9) vorgesehen ist, in dem abwechselnd eine Leiste (92) und eine Nut (91, 93) ausgebildet sind, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Mittellinie (O) erstrecken, die durch die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte (FP1, FP2) hindurchgeht; dadurch gekennzeichnet, dass ein Integralwert der Querschnittsfläche senkrecht zur Mittellinie (O) von einem Mittelpunkt (C) zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) und dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) bis zum ersten Befestigungsabschnitt (FP1) kleiner ist als ein Integralwert der Querschnittsfläche von dem Mittelpunkt (C) bis zum zweiten Befestigungsabschnitt (FP2); wobei ein Paar von Streifen, die durch zwei Nuten unterschiedlicher Breite oder zwei Leisten unterschiedlicher Breite konfiguriert sind, in dem Balgenabschnitt (9) ausgebildet ist; und wobei, unter zwei Streifen, die das Paar von Streifen konfigurieren, ein Streifen, der dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) näher ist, eine größere Breite als ein Streifen hat, der dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) näher ist.
Die Wärmequellenabdeckung (C1) nach Anspruch 1, wobei Abstände von jeweiligen Scheiteln der zwei Streifen, die das Streifenpaar darstellen, bis zu einer virtuellen Befestigungsoberfläche (5), die den ersten Befestigungsabschnitt (FP1) und den zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) enthält, gleich sind; wobei eine Form eines Querschnitts parallel zur Mittellinie (O) der zwei Streifen, die das Streifenpaar darstellen, eine Kreisbogenform ist, die durch eine Mittelposition und einen Krümmungsradius spezifiziert ist; und wobei ein Streifen, der unter den zwei das Streifenpaar darstellenden Streifen dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) näher ist, einen größeren Krümmungsradius hat, und die Mittelposition weiter von der Befestigungsoberfläche (S) entfernt ist als der dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) nähere Streifen.
Die Wärmequellenabdeckung (C1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmequelle (1, 2, 4, 5) einen Motorkörper (1) sowie einen Auspuffkrümmer (2), der an dem Motorkörper (1) befestigt ist, enthält; und wobei das Abdeckelement (6) an den ersten und zweiten Befestigungsabschnitten (FP1, FP2) an dem Motorkörper (1) durch Befestigung mit Befestigungselementen (B1, B2) befestigt ist.
Die Wärmequellenabdeckung (C1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Rippe (77), die sich parallel zur Mittellinie (O) erstreckt, in dem Abdeckelement (6) zwischen dem Balgenabschnitt (9) und dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) ausgebildet ist.
Die Wärmequellenabdeckung (C1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Streifen, der unter den das Streifenpaar darstellenden Streifen dem ersten Befestigungsabschnitt (FP1) näher ist, eine größere Länge entlang einer Richtung senkrecht zur Mittellinie (0) hat als der dem zweiten Befestigungsabschnitt (FP2) nähere Streifen.
Die Wärmequellenabdeckung (C1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abdeckelement (6) mit einer ersten Sitzfläche (73) und einer zweiten Sitzfläche (74) ausgestattet ist, die zum Motorkörper (1) hin konvex geformt sind, wobei der erste Befestigungsabschnitt (FP1) und der zweite Befestigungsabschnitt (FP2) jeweils an Böden der ersten Sitzfläche (73) und der zweiten Sitzfläche (74) vorgesehen sind; und wobei die erste Sitzfläche (73) tiefer ist als die zweite Sitzfläche (74).