JP2009541632A - 構造構成部品、特に遮熱部材の形式の遮蔽部品 - Google Patents

Abstract

遮蔽体（１）を有し、前記遮蔽体が成形部品（３）を有し、前記成形部品が、遮蔽すべき構成部品を少なくとも部分的に包囲する遮蔽面（７）を形成し、その場合に遮蔽体（１）が、他の遮蔽面（２３）を形成する第２の成形部品（５）を有し、その場合に２つの成形部品（３、５）がそれぞれ、予め定めることのできるクリアランスを有する少なくとも１つのスペーサ空間（２１）を画成する、フラットなシェルの形状を有している、構造構成部品、特に遮熱部材の形式の遮蔽部品は、成形部品（３、５）の互いに隔たった端部の領域内で、少なくとも部分的に、スペーサ空間（２１）のそれぞれのクリアランスが異なっており、前記スペーサ空間がその限りにおいて構造構成部品の周囲へ開口していることを特徴としている。

Description

本発明は、遮蔽体を有し、その遮蔽体が成形部品を有し、その成形部品が、遮蔽すべき構成部品を少なくとも部分的に包囲する、遮蔽面を形成し、その場合に遮蔽体が、他の遮蔽面を形成する第２の成形部品を有し、その場合に２つの成形部品がそれぞれ、予め定めることのできるクリアランスを有する少なくとも１つのスペーサ空間を画成する、フラットなシェルの形状を有している、構造構成部品、特に遮熱部材の形式の遮蔽部品に関する。

たとえばリーンの、出力最適化されたディーゼルエンジンのシリンダヘッドまたはクランク軸ハウジングにおける熱発生は、極めて少なくすることができるが、これは、マニホールド、ターボチャージャ、触媒などのような、「ホットゾーン」については、まったく当てはまらない。ますますコンパクトになるエンジンの構造によって、熱的に「コンパチブル」ではないコンポーネントが、ますます密接することになる。従って、遮熱部材のような、遮蔽部品によって熱的なエンジンコンポーネントを隣接の、センサ、燃料導管、ダイアフラムアクチュエータ、ボディ部品などのような、熱に敏感な部品に対して保護することが必要である。部品類を高密度に搭載してコンパクト化してエンジンルームの冷却空気の流れを圧迫することも状況を悪化させている。触媒は、その高い表面温度によって、熱源の中でも保護的な遮蔽を必要としている。その典型的な例が、触媒をマニホールドに密着して配置するような場合である。触媒の迅速な加熱とそれに伴う冷間始動相における排気エミッションの悪化を減少するために用いられる、この構造原理が、強い熱源を、多数の部品が狭い空間にひしめく、エンジンルーム内へ移動させる。従って、遮熱部材のような遮蔽部品に高い遮熱作用が要求される。サーモプラスチックを使用する傾向も、遮熱部材の重要性が増す原因であって、サーモプラスチックはその卓越した成形性、その軽い重量およびその経済性によって急激にエンジンルーム内で価値を認められてきている。しかし、この種の材料は、使用場所における周囲温度に関して特別な注意を必要とする。

これらの問題に関して、従来技術では、遮熱部材のような遮蔽部品は、それらが厳しい使用ゾーンに使用される場合に、特に複雑な構造方式で形成される。すなわち、たとえば、遮蔽部品の特別に厳しい箇所に、意図的な空気流を用いて、局所的に意図される、増強された熱対流をもたらすために、付加的な換気を設けることが、知られている。意図的な空気流は、たとえば、ある種の煙突効果を利用することによってもたらすことができる。すなわち特許文献１は、媒体を通過させないように端縁側でつながるように結合された２つの遮熱部材ボディの終端縁を有する遮熱部材を開示しており、その場合にこのように通過させないように互いに結合された、シールドボディとしての２つの成形部品の間に、異なるように設定可能なクリアランスを有する複数のスペーサ空間が延びており、それらスペーサ空間はつながってフィン状に延びるウェブによって画成され、それらウェブの間にまた少なくとも部分的に円錐状の隆起部が延びており、それら隆起部が火山円錐と同様にしてスペーサ空間内に集められた熱を煙突効果を利用しながら周囲へ放出することができる。この既知の、空気案内薄板を使用した、煙突効果の利用の他に、従来技術においてはそのために、たとえば吸引によって熱風を排出する、積極的な装置も使用されている。しかし、これらすべての解決方法において、多大なコスト増がもたらされ、かつこの種の解決は、それに伴って増大されるスペース需要に基づいても、多様に実施できないことが多い。他の欠点は、意図した空気流による換気（煙突効果）においては、通常関与しない他の構成部品が、発生される熱空気流によって過熱される危険が生じることである。

これらの欠点を回避するために、シールドボディを形成する成形部品を多層構造で設け、その場合に、熱源へ向けられる、本来の遮蔽面を形成する、第１の金属層に、１つまたは複数の絶縁および／または遮蔽層を設け、それがまた少なくとも１つの金属のカバー層によって包囲されることも知られている。すなわち、複数層の構造と多数の成形部品を有する遮蔽手段が、特許文献２によって知られているが、その場合にこの多層構造に起因して、すでに製造技術的な観点から製造コストの増大が予想される。

特許文献３によって、遮蔽体を有し、その遮蔽体が成形部品を有し、その成形部品が、遮蔽すべき構成部品を少なくとも部分的に包囲する遮蔽面を形成し、その場合に遮蔽体が、他の遮蔽面を形成する第２の成形部品を有し、その場合に２つの成形部品がそれぞれ、予め定めることのできるクリアランスを有する少なくとも１つのスペーサ空間を画成する、フラットなシェルの形状を有する、この種概念に基づく遮熱部材の形式の構造構成部品、特に遮蔽部品が知られている。この既知の解決においても、２つの成形部品は終端側においてすべての方向へ向かって媒体密、特に流体密なやり方で互いに堅固に結合されており、効果的に対流で熱を逃がすことは、成形部品の遮蔽体に関して、複雑なトポロジーを介して達成され、その限りにおいて得られる、多数の無限小に形成されるボックス形状の部分空間を有する複雑な構造は、その限りにおいて極めて良好な音吸収効果をもたらす；ただ、ここでも、ボックス形状の突出部に基づいてすでに、部分的な過熱の可能性を有する、すでに説明した望ましくない煙突効果をもたらし、その他、この既知の解決は、実際上構造的が複雑である。
独国特許出願４３００８１７Ａ１ 独国特許出願３２１５２４４Ａ１ 独国実用新案８７００９１８Ｕ１

これらの従来技術に関して、本発明の課題は、簡単かつ安価なやり方で形成することができ、かつ熱作用および／または固体音作用に関して特に良好な緩衝作用を特徴とし、その限りにおいて熱的に高い負荷を受けるゾーンにおいても、設定された要請を全範囲で考慮する、遮熱部材の形式の構造構成部品、特に遮蔽部品を提供することである。

本発明によれば、この課題は、その全体において特許請求項１の特徴を有する構造構成部品によって解決される。

それによれば、本発明の特殊性は、特許請求項１の特徴部分に従って、成形部品の互いに隔たった端部において、少なくとも部分的に、スペーサ空間のそれぞれのクリアランスが異なっており、その限りにおいてスペーサ空間が構造構成部品の周囲へ開口していることにある。従来技術においては、遮蔽体を形成する成形部品は必要な場合に、すなわち熱的に高い負荷を受けるゾーン内で特に良好な緩衝作用が必要である場合に、サンドイッチ構造によって多層で形成されているが、それに対して本発明の基本原理は、単純に形づくられた、従ってたとえば単層の金属薄板から形成された、成形部品を二重にする他に、それらの間にスペーサ空間としての空気室が設けられ、必要とされる、増強された緩衝作用は、クリアランスが異なることに基づいて、その限りにおいて周囲に対して貫通して開放された、その限りにおいて成形部品により制限されて空気を案内するように互いに結合されている終端領域内に、ある種の通り抜け効果が得られ、かつ遮熱部材の遮蔽体としての成形部品の間に、良好に熱を逃がす循環がもたらされるが、有害な過熱を伴う望ましくない煙突効果が生じることはない、ということにある。

遮熱部材テクノロジーの分野における平均的な当業者にとって驚くべきことに、構造構成部品の成形部品によって画成される自由な開放横断面に関してクリアランスが異なることに基づいて、煙突の場合のように、通り抜け特性が得られ、しかしその他においては、それぞれの成形部品が端縁側において媒体密に閉鎖されて互いに堅固に結合されている、遮熱部材解決において発生するような、それに伴うネガティブな過熱現象を容認する必要はない。

それぞれ使用場所における条件に応じて、二重化を完全に設けることができ、その場合に第２の成形部品の遮蔽面は、第１の成形部品の遮蔽面の、実質的に全面積領域にわたって延びるか、あるいは配置を、第２の成形部品の遮蔽面が、第１の成形部品の遮蔽面の特に高い負荷を受ける部分面領域にわたってだけ延びるように、行うことができる。

従って本発明によれば、安価に、かつ自動的な形成方法で形成することができる、構造構成部品を用いて、部分的または全面的な、強化された遮蔽作用を得ることができる。

特にクリティカルな、高い負荷を受けるゾーン内の特に良好な緩衝作用は、スペーサ空間の、遮蔽面に対して法線方向に測定したクリアランスが、異なる面領域において異なる大きさに定められている、実施例によって保証される。それによって、成形部品の間に、局所的に異なる密度の空気クッションが生じるので、地域的に異なる緩衝作用が得られる。

好ましい実施例において、スペーサ空間のクリアランスは、２から１２ｍｍ、好ましくは２．５から５ｍｍの領域にある。

好ましくは、より大きい遮蔽面を形成する第１の成形部品が、遮蔽すべき構成部品の近くに位置する成形部品として設けられている。

特に排ガスマニホールドにおける比較的大面積の遮蔽として適している、好ましい実施形態において、第１の成形部品は、長手方向に延びる２つの平行な側端縁、その側端縁の一方の端部を結合する終端縁およびこの終端縁とは逆の、シェルの底面に対して好ましくは実質的に垂直の、終端縁を備えた、長手方向の広がりを有するフラットなシェルの形状を有することができる。甲冑の胸当ての形式で形成された、この種のシェル構造において、熱源から遠くに位置する第２の成形部品は、第１の成形部品の上を側端縁から側端縁へ一貫して覆うことができる。

それぞれ、遮蔽面の完全な二重化が設けられるか、部分的な二重化が設けられるかに従って、第２の成形部品の長手方向の延びは、第１の成形部品の長手方向の延びと等しいか、あるいは第１の成形部品のそれよりも短くすることができ、後者の場合において第２の成形部品は第１の成形部品に、第１の成形部品が終端縁およびそれとは逆の端部の領域において露出するように、取り付けることができる。

その場合に配置は、好ましくは、スペーサ空間のクリアランスが、第１の成形部品の、垂直の壁部分を有する端部に隣接する端部において、最大値を有するように、行われる。この形態においては、特にスペーサ空間が、そのクリアランスが第１の成形部品の終端縁に隣接する端部の方向へ減少し、かつこの端部において最小値を有するように形成されている場合に、シェルの底面に対して垂直の壁部分の存在による、望ましくない煙突作用の危険が、ずっと減少される。その場合に、スペーサ空間は、狭い、終端側の間隙内で終了する。

付加装置のために、遮蔽される構成部品への接近を可能にするために、第１と第２の成形部品は、問題となる箇所に、互いに整合する開口部を有することができる。

以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

図は、第１の成形部品３と第２の成形部品５から形成された、全体を符号１で示す遮蔽体を有する遮熱部材の形式の、本発明に基づく構造構成部品の実施例を示している。２つの成形部品３と５は、特殊鋼薄板からプレスによって一体的に成形されている。特にこれらは、専門分野において「Ｅｌｒｏｔｈｅｒｍ ＭＬ」の名称で知られているような、材料ないし多層の複合材料から構成されている。図１、２を図３の断面表示と比較してわかるように、第１の成形部品３は、大まかに見て、比較的フラットなシェルの形状を有し、その底面（図３を参照）が遮蔽面７を形成しており、その遮蔽面が、シェル形状によって包囲される、図示されていない熱源へ向けられる。

シェル形状の長手方向に延びる、シェル形状の側方の境界を形成する側端縁９は、直線的かつ互いに対して平行に延びている。側端縁９の、図３の図面左側に位置する端部は、終端縁１１へ向かって斜めに延びる底部分１３によって互いに結合されている。シェル形状は、成形部品３の反対側の端部１５において部分的に、底面に対して垂直に延びる壁部分１７によって部分的に閉鎖されており、その壁面は隣接する構成部品に適合して、図１に示すように、不規則に成形されている。

第２の成形部品５は、詳しく図示されていないスペーサ突起が刻設され、図２に単にリベット箇所１９として示されている、固定箇所への適切なリベット止めによって、第１の成形部品３と第２の成形部品５との間にスペーサ空間２１（図３）が形成されるようにして、第１の成形部品３と堅固に結合されている。従って、第２の成形部品５が、第２の遮蔽面２３を形成し、その遮蔽面は中間に位置する空気室を形成しながら、底面によって形成される、第１の成形部品３の遮蔽面から距離をおいて延びている。

特に図３から明らかなように、遮蔽面７および２３になるように形成される、スペーサ空間２１のクリアランスは、局所的に異なる大きさである。もっと正確に言うと、スペーサ空間２１は、第２の成形部品５の、端部１５に隣接する始端領域において、最大値を有している。第２の成形部品５のこの始端領域は、長手方向に関して、第１の成形部品３の外側の端縁１５から距離をもって配置されており、すなわち第２の成形部品５は第１の成形部品３よりも短い長さを有している。図２と３から明らかなように、第２の成形部品５の反対側の端部２５も、第１の成形部品３の終端縁１１から距離をもって終了している。同様に図３から明らかなように、スペーサ空間２１のクリアランスは、図３の右側の端部における最大値から始まって、底部分の、側端縁に対して平行に延びる部分に沿って減少し、その後、傾斜した部分２７と強く屈曲された終端部分２９に沿って変化しない幅をもって端部２５まで延びており、その場合にクリアランスは部分２７と２９および端部２５において最小値を有している。

図１と２から明らかなように、第２の成形部品５は、側端縁９から側端縁９まで、第１の成形部品３の幅全体にわたって延びている。側端縁において、２つの成形部品３、５が互いに対して、かつそれぞれ固定ストリップ３１と結合され、あるいは溶接されている。特に図３の断面が示すように、同図を見る視線方向に見て、２つの成形部品３、５はその左の領域において斜面に沿って、最少の内法の間隙幅としての、ほぼ一定の通気間隙を画成し、その間隙幅が拡幅する水平の領域へ移行しており、その場合に遮蔽構成部品の図示の基本位置において、水平の水平線は右の終端領域へ至るまで、この水平の境界面を維持しており、それに対してその上にある成形部品５は、まず移行領域内で紙袋状に拡幅し、それに続いてより少ない上昇推移をもって、スペーサ空間２１のための最大の間隙幅を有する端部へ移行している。

横断面で見て、所定の距離区間にわたって一定で、その後異なるように延びるスペーサ空間領域を有する、まさにこの形状推移が、最適に熱を逃がす所望の通気にとって好ましいことが明らかにされている。スペーサ空間の、このように断面で見て、異なるクリアランスを有する間隙ライン推移は、図示のように、それが媒体、特に空気を案内して周囲へ開口している限りにおいて、緩衝と望ましくない音（騒音）の吸音が重要である場合に、明白に好ましいことが明らかにされている。すでに説明したように、上述した通り抜け効果を支援するための、２つの成形部品は、その平行に延びる長手端縁９に沿って媒体密かつ互いに堅固に結合されている。

図１、２から、２つの成形部品３、５内に互いに整合する開口部３３、３５が形成されていることが明らかであって、それらの開口部は、ラムダセンサなどのような付加的な装置のために、シェル内部にある排ガスマニホールドへの接近を可能にする。

すでに説明したように、ここで説明した実施例においては、第２の成形部品５が第１の成形部品３と組み合わされて、遮蔽すべき構成部品側の遮蔽面７と２３のほぼ全面の二重化を形成する。局所的に特に熱負荷が高い場合に、第２の成形部品５は、興味ある部分面領域にわたってだけ延びるように形成することができ、その部分面領域内にそれに応じたスペーサ空間が形成される。

排ガスマニホールドを遮蔽するための遮熱部材の形式の、本発明に基づく構造構成部品の実施例を示す斜視図である。 図１と同様の実施例の斜視図であるが、図１に示す端部とは逆の終端縁を示している。 図２のIII−III線に相当する断面図である。

Claims (13)

1. 構造構成部品、特に遮熱部材の形式の遮蔽部品であって、
   遮蔽体（１）を有し、前記遮蔽体（１）が成形部品（３）を有し、前記成形部品が、遮蔽すべき構成部品を少なくとも部分的に包囲する遮蔽面（７）を形成し、
   遮蔽体（１）が、他の遮蔽面（２３）を形成する第２の成形部品（５）を有し、
   ２つの成形部品（３、５）がそれぞれ、予め定めることのできるクリアランスを有する少なくとも１つのスペーサ空間（２１）を画成する、フラットなシェルの形状を有している、ものにおいて、
   成形部品（３、５）の互いに隔たった端部の領域内で、少なくとも部分的に、スペーサ空間（２１）のそれぞれのクリアランスが異なっており、前記スペーサ空間がその限りにおいて構造構成部品の周囲へ開口している、ことを特徴とする遮構造構成部品。
2. 第２の成形部品（５）の遮蔽面（２３）が、第１の成形部品（３）の遮蔽面（７）の、実質的に面領域全体にわたって延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の構造構成部品。
3. 第２の成形部品（５）の遮蔽面（２３）が、第１の成形部品（３）の遮蔽面（７）の、特に高い負荷を受ける部分面領域にわたって延びている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の構造構成部品。
4. スペーサ空間（２１）の、遮蔽面（７、２３）に対して法線方向に測定されたクリアランスが、異なる面領域において異なる大きさに定められている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造構成部品。
5. スペーサ空間（２１）のクリアランスが、２．５〜５ｍｍの範囲にある、ことを特徴とする請求項４に記載の構造構成部品。
6. より大きい遮蔽面（７）を形成する第１の成形部品（３）が、遮蔽すべき構成部品の近くに位置する成形部品として設けられている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の構造構成部品。
7. 第１の形成部品（３）がフラットなシェルの形状で、
   ２つの平行な、長手方向に延びる側端縁（９）と、前記側端縁の一方の端部を結合する終端縁（１１）と、この終端縁とは逆に配置されている壁部分（１７）とを備えて、長手方向に広がっている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の構造構成部品。
8. 壁部分（１７）が、成形部品（３）の形式のシェルの底面に対して実質的に垂直である、ことを特徴とする請求項７に記載の構造構成部品。
9. 第２の成形部品（５）が、第１の成形部品（３）の上を側端縁（９）から側端縁（９）まで連続して覆っている、ことを特徴とする請求項７または８に記載の構造構成部品。
10. 第２の成形部品（５）の長手方向の延びが、第１の成形部品（３）のそれよりも小さく、かつ、
    第２の成形部品（５）が第１の成形部品（３）に、前記第１の成形部品が、終端縁（１１）およびそれとは逆の端部（１５）の領域において、露出しているように、取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の構造構成部品。
11. スペーサ空間（２１）のクリアランスが、第１の成形部品（３）の、垂直の壁部分（１７）を有する端部（１５）に隣接する端部において、最大値を有している、ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の構造構成部品。
12. スペーサ空間（２１）のクリアランスがその、第１の成形部品（３）の終端縁（１１）に隣接する端部の方向へ向かって減少し、かつ、この端部において略最小値を有している、ことを特徴とする請求項１１に記載の構造構成部品。
13. 第１の成形部品（３）と第２の成形部品（５）が、付加装置、たとえばラムダセンサのために、遮蔽すべき構成部品への入口を形成するために、互いに整合する開口部（３３、３５）を有している、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の構造構成部品。

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