JP2009191677A

JP2009191677A - 内燃機関用インシュレータ

Info

Publication number: JP2009191677A
Application number: JP2008031605A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sato; 伸一佐藤
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】内燃機関用インシュレータとして、軽量で十分な熱遮蔽性を有する実用的な内燃機関用インシュレータを提供する。
【解決手段】車両搭載の内燃機関の一部又は全部を覆う耐熱性合成樹脂製のインシュレータにおいて、耐熱性合成樹脂の表面に遮熱塗料を塗布して、内燃機関からの放熱の遮断効果を著しく向上する。更には、耐熱性合成樹脂にバルーン系の充填材を加えて成形し、成形品のインシュレータにおける断熱性の向上と成形品の軽量化を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両搭載の内燃機関の一部又は全部を覆って遮熱と防音・防振を行う内燃機関用インシュレータに関する。

車両搭載の内燃機関においては、燃料がシリンダ内で燃焼することにより発生する熱や、燃料の燃焼際やピストンやクランクの運動によって生じる音や振動が、内燃機関の制御装置やエンジンルーム内の他の装置等に悪影響を及ぼさないように、遮熱と防音・防振のためのインシュレータが設けられている。この内燃機関用インシュレータは、耐熱性を考慮して金属製とされることが多い。

この内燃機関用インシュレータの一つとして、防音、遮熱、耐久性に優れた防音遮熱板のために、成形した金属基板と、この金属基板の表面に設けた、アルミナ、シリカーアルミナ、ガラス、ロックウール等の無機質繊維で形成された無機吸音材と、この無機吸音材の表面に配置された金網と、この金網の上に部分的に配置された金属補強板とからなる立体形状の防音遮熱板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、この防音遮熱板は、軽量化を意図しておらず、比較的比重の大きい金属基板、金網、金属補強板を用いている上に、溶接構造を採用しており、製造にも手間が掛かるという問題がある。

一方、内燃機関の本体は、省エネルギー対策の観点から著しく軽量化が進み、エンジン本体も鋳鉄製からアルミニウム合金製に変化し、相対的にインシュレータの重量の割合が増加してきている。例えば、エンジン本体の重さが２５ｋｇ．ｆ程度でも、インシュレータは５００ｇ．ｆから１０００ｇ．ｆ程度にもなり、組合せによっては、インシュレータの重量が全体の４％程度にもなる場合がある。従って、エンジン本体の軽量化に際して、内燃機関用インシュレータの軽量化も大きな役割を果たす。

この内燃機関用インシュレータは、比重７．９程度の鋼板、ステンレス板、アルミメッキ鋼板が主流で、最近は比重２．８程度のアルミニウム製やアルミニウム合金製のものも出回ってきている。しかしながら、軽量化を考えた場合にはまだ比重が大きいと考えられる。

また、最近では、成形品の表面外観、寸法安定性、耐衝撃特性、及び成形加工性にすぐれたエンジンカバー用としての、ポリアミド成分と無機繊維状充填材と無機粒子状充填剤とを特定比率で配合したポリアミド樹脂組成物や、実用温度領域での制振性および耐熱老化性に優れたエンジンカバー用としての、ポリアミド系樹脂にポリプロピレン系樹脂やマイカ等を溶融混練して形成した熱可塑性樹脂組成物や、成形性に優れ、軽量かつ高剛性、高耐熱性に加えて特に低温での耐衝撃性に優れたエンジンカバー用としての、２種類のポリアミドアミド樹脂と膨潤性層状珪酸塩が含有されたポリアミド樹脂組成部等も提案されている（例えば、特許文献２、３及び４参照。）。

このポリアミド樹脂組成物は、比重が１．４程度であり、しかも、融点が３００℃程度で、ヒートインシュレータとして使用可能な温度範囲にぎりぎり入るため、合成樹脂製のインシュレータとして有望であるが、内燃機関からの熱を遮蔽するための熱伝達性を考慮すると、まだ不十分で実用化が難しいと考えられる。また、このポリアミド樹脂組成物のインシュレータは金属製のインシュレータに比べて未だ高価格と思われ、この面からも実用化がされ難くなっている。

特開平０７−２７７８１１号公報特開平０８−２８３５７２号公報特開２００４−２９２５６２号公報特開２００７−３１４８４号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、軽量で十分な熱遮蔽性を有する実用的な内燃機関用インシュレータを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る内燃機関用インシュレータは、車両搭載の内燃機関の一部又は全部を覆う耐熱性合成樹脂製の内燃機関用インシュレータにおいて、前記耐熱性合成樹脂の内燃機関側の表面に遮熱塗料を塗布して構成する。この構成により、重量の増加を抑制しつつ内燃機関からの放熱の遮断効果を著しく向上することができる。
この遮熱塗料としては、塗料中にシリコンベースのアルミニウム粉末などを混入して、光反射率と熱放射率を高めると共に熱伝導率を低くすることにより、遮熱効果を奏するものである。また、塗膜に一旦吸収された熱もアルミニウム粉末等の作用により熱放射するとされている。なお、断熱塗料もあるが、これは、熱伝導率の低い塗料であり、ここでは遮熱塗料は、放射熱伝達の低い塗料のことを言う。この遮熱塗料は、最近では、太陽熱高反射塗料等とも呼ばれ、屋根の塗装に多く用いられ、市販されている。

また、上記の内燃機関用インシュレータにおいて、前記耐熱性合成樹脂にバルーン系の充填材を加えて成形して構成する。この耐熱性合成樹脂としては、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹脂を用いることができる。また、バルーン系（中空状の発泡粒）の充填剤としては、ガラス製、樹脂製、シラス（火山灰）製のマイクロバルーンがあり、このバルーン系の充填剤を加えることによって、成形品のインシュレータにおける断熱性の向上と成形品の軽量化を図ることができる。

本発明の内燃機関用インシュレータによれば、耐熱性合成樹脂の表面に、放射熱伝達の遮蔽に優れた効果を上げる遮熱塗料を塗布することにより、内燃機関からの放熱の遮断効果を著しく向上することができ、インシュレータを薄く形成できるようになるので、成形品のインシュレータにおける断熱性の向上と成形品の軽量化とコストダウンと振動の低減を図ることができる。

更に、ポリアミド系またはポリイミド系等の耐熱性合成樹脂に、断熱性に優れ、しかも、軽量なバルーン系の充填剤を加えることによって、耐熱性合成樹脂の部分における断熱性の向上と軽量化を図ることができる。

従って、この内燃機関用インシュレータは、軽量であるが、しかも、十分な熱遮蔽性を有する内燃機関用インシュレータとなる。その結果、これらの構成により、耐熱性合成樹脂製のインシュレータを実用化できる。

次に、図面を参照して本発明に係る内燃機関用インシュレータの実施の形態について説明する。なお、図１及び図２は、内燃機関用インシュレータ１、１Ａの断面の一部を示す模式的な部分拡大図であり、説明のために、耐熱性合成樹脂２の厚さと遮熱塗料３の厚さとバルーン系の充填剤４の大きさとの比率等は実際とは別にして示してある。

本発明に係る第１の実施の形態の内燃機関用インシュレータ１は、内燃機関（エンジン）の排気マニホールドやＥＧＲ通路やターボチャージャや排気管等のエンジン本体の一部又は全部を覆うインシュレータとして形成される。

本発明の第１の実施の形態においては、このインシュレータ１の耐熱性合成樹脂２の内燃機関側の表面に遮熱塗料３を塗布する。

この耐熱性合成樹脂２としては、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂やポリイミド（ＰＩ）系樹脂を用いることができる。ここで使用する樹脂は、これらの樹脂のうちでも、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる熱可塑性樹脂（ＴＡ）の一部であり、熱を加えると軟化して自由に形を変えられ、冷却すると固まるので成形用の材料として使用されている周知の耐熱性合成樹脂である。この種の耐熱性合成樹脂の使用温度の上限としては、２５０℃〜３００℃程度が考えられている。

また、この遮熱塗料３は、塗料中に、シリコンベースのアルミニウム粉末等を添加して、光反射率と熱放射率を高めることにより熱の進入を低減して遮熱効果を高めるものであり、高反射率塗料や断熱塗料とも呼ばれることもある。なお、熱伝導率も下がるが、塗膜は一般的に非常に薄いため、この熱伝導の低下による断熱効果よりも、放射熱による熱伝達の低減による断熱効果の方が大きいと考えられている。この遮熱塗料３は通常の塗料と同様にして塗布することができるので、この内燃機関用インシュレータ１は、容易に製造することができる。

この構成によれば、耐熱性合成樹脂２の内燃機関側の表面に、放射熱伝達の遮蔽に優れた効果を上げる遮熱塗料３を塗布することにより、内燃機関からの放熱を遮断することができるので、内燃機関用インシュレータ１による遮熱効果を著しく向上することができるのみならず、インシュレータ１の耐熱性合成樹脂２の部分への熱伝達量も著しく小さくすることができるので、この部分の温度上昇も小さくすることができる。その結果、耐熱性合成樹脂２の熱負荷を小さくできるので、金属に比較して耐熱性に劣る耐熱性合成樹脂を使用しても、内燃機関用インシュレータとして十分な耐熱性と耐久性を発揮することができるようになる。

次に第２の実施の形態の内燃機関用インシュレータ１Ａについて説明する。この内燃機関用インシュレータ１Ａでは、第１の実施の形態の内燃機関用インシュレータ１の構成に加えて、更に、耐熱性合成樹脂２にバルーン系の充填材４を加えて成形する。

このバルーン系の充填剤４としては、ガラス製、樹脂製、シラス（火山灰）製の中空状の発泡粒であるマイクロバルーンを用いることができる。例えば、シラス製のマイクロバルーンは、火山灰を約１０００℃で瞬間加熱して作られる発泡体であり、５μｍφ〜５００μｍφ程度に調整されている。また、熱伝導率は０．０５ｋａｌ／ｍｈ℃〜０．０７ｋａｌ／ｍｈ℃と非常に小さくなっている。

この内燃機関用インシュレータ１Ａは、熱可塑性のポリアミド系樹脂又はポリイミド系樹脂に熱を加えて軟化させた上で、バルーン系の充填剤４を混入してよく攪拌し、このバルーン系の充填剤４を混入した耐熱性合成樹脂２を金型に注入して、冷却した後、金型から所定の形状に成形された成形品を取り出すことで容易に製造することができる。従って、射出成形で生産できるので生産性が高い。

また、熱硬化性のポリアミド系樹脂又はポリイミド系樹脂を使用する場合には、材料の樹脂２に硬化剤を加えると共にバルーン系の充填剤４を混入してよく攪拌し、このバルーン系の充填剤４を混入した耐熱性合成樹脂２を金型に注入して、加熱して高分子化させた後に冷却して、その後、金型から所定の形状に成形された成形品を取り出すことで容易に製造することができる。

この構成によれば、耐熱性に優れた、ポリアミド系またはポリイミド系等の耐熱性合成樹脂２に、断熱性に優れ、しかも、軽量なバルーン系の充填剤４を加えたので、更に、成形品のインシュレータ１Ａにおける断熱性の向上と成形品の軽量化を図ることができる。また、インシュレータ１Ａの制振性も増し、軽量化により共振点を外すことができ、振動による共振を小さくすることもできる。更に、現状では、バルーン系の充填剤４の方が耐熱性合成樹脂２よりもコスト的に安価であるので、バルーン系の充填剤４を混入しない従来技術の耐熱性合成樹脂製のインシュレータよりも製造コストを低減できるので、耐熱性合成樹脂のみで成形されたインシュレータよりも、実用化し易いものとなる。

上記の第１及び第２の内燃機関用インシュレータ１、１Ａによれば、上記の構成により、軽量で十分な熱遮蔽性を有する実用的な内燃機関用インシュレータとなる。

本発明の第１の実施の形態の内燃機関用インシュレータを示す部分断面図である。本発明の第２の実施の形態の内燃機関用インシュレータを示す部分断面図である。

符号の説明

１，１Ａ内燃機関用インシュレータ
２耐熱性合成樹脂
３遮熱塗料
４バルーン系の充填剤

Claims

車両搭載の内燃機関の一部又は全部を覆う耐熱性合成樹脂製の内燃機関用インシュレータにおいて、前記耐熱性合成樹脂の内燃機関側の表面に遮熱塗料を塗布したことを特徴とする内燃機関用インシュレータ。
前記耐熱性合成樹脂にバルーン系の充填材を加えて成形したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用インシュレータ。