JP2018516332A - 熱シールドのための熱および振動取付アイソレータ、熱シールドアセンブリ、およびその構成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この米国実用特許出願は、2015年4月24日に出願された米国仮特許出願第62/152,730号、2015年11月25日に出願された米国仮特許出願第62/260,039号、および2016年4月21日に出願された米国実用特許出願第15/134,568号の優先権を主張し、これらの出願の内容全体を本明細書に引用により援用する。
1.技術分野
本発明は、概して熱シールドに関し、より特定的には、熱シールドを取付けるための取付および振動低減装置に関する。
内燃機関によって動作する車両および他の装置は、極めて高温の熱を生じさせるさまざまな構成要素を含む。放っておけば、構成要素からの熱が、周囲の構成要素に悪影響を及ぼす可能性がある。たとえば、自動車の車両は、華氏800度(°F)〜華氏1200度(°F)またはそれ以上の温度に達し得る排気管および触媒コンバータを含む排気装置を備える。したがって、放射熱が近隣の構成要素に影響を及ぼすこと、および、車両の車室に入り込むことを防止するために、排気管および/または触媒コンバータの付近に熱バリア(しばしば、単に熱シールドと呼ばれる)を配置することが公知である。さらに、放射熱が周囲の構成要素(たとえば、電線およびホース)に悪影響を及ぼすことを防止するために、熱シールドは、しばしば車両のエンジン室内に使用される。最近のエンジンパッケージは狭い環境を作り出しているため、高温が当たり前になりつつある。
本発明の一局面は、構成を複雑にすることのない、かつ、車両の大きさ、コスト、または重量を大幅に増加させることのない、熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータを提供する。アイソレータはハウジングを含む。当該ハウジングは、中央開口を取囲み、第1の端部から第2の端部まで軸方向に延在し、第1の端部と第2の端部との間に中間部を有する。ハウジングの第1の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、第1の端部と中間部との間に第1の環状ポケットを形成する。ハウジングの第2の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、第2の端部と中間部との間に第2の環状ポケットを形成する。第1の環状ポケットは中央開口の方を向いており、第2の環状ポケットは、熱シールドを受入れるために中央開口とは反対の方向を向いている。ワッシャは、ハウジングの第1の環状ポケット内に受入れられた外周から、熱シールドを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在する。また、ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。
より詳細に図面を参照すると、図1〜図3(図2は部分的に組立てられている)は、本発明の現在好ましい一実施形態に従って構成された熱シールドアセンブリ(以下、アセンブリ10と呼ぶ)を示す。アセンブリ10は、振動を低減させるような態様で遮音性を向上させ、重量を最小限に抑え、熱源からアセンブリ10全体にわたる熱伝導を最小限に抑え、覆いの占有をできる限り小さくするように構成される。アセンブリ10は、多岐にわたる適用可能な用途を有する。たとえば、内燃機関を有する車両、建設機械、および農機具などが挙げられるが、これらに限定されない。また、アセンブリ10は、製造および組立てにおいて経済的であり、使用においては寿命が長い。
Claims (21)
- 熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータであって、
中央開口を取囲むハウジングを備え、前記ハウジングは、第1の端部から第2の端部まで軸方向に延在し、前記第1の端部と前記第2の端部との間に中間部を含み、
前記ハウジングの前記第1の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、前記第1の端部と前記中間部との間に第1の環状ポケットを形成し、前記第1の環状ポケットは前記中央開口の方を向いており、
前記ハウジングの前記第2の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、前記第2の端部と前記中間部との間に第2の環状ポケットを形成し、前記第2の環状ポケットは、前記熱シールドを受入れるために前記中央開口とは反対の方向を向いており、前記アイソレータはさらに、
前記ハウジングの前記第1の環状ポケット内に受入れられた外周から、前記熱シールドを前記熱源に接続する締結具を受入れるための前記中央開口まで、径方向に延在するワッシャを備え、
前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含む、アイソレータ。 - 前記ハウジングの前記第1の端部、前記第2の端部、および前記中間部は互いに平行に延在し、
前記第1の端部は径方向内側に曲がっており、
前記第2の端部は径方向外側に曲がっており、
前記ワッシャの前記外周は、前記ハウジングの前記第1の端部と前記中間部との間でクランプされている、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記ハウジングはアルミニウムで形成されており、
前記ワッシャは鋼鉄で形成されている、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記ワッシャは、前記中央開口を与える内径を有し、
前記内径は複数のタブを含み、各タブは、隣接のタブから溝によって隔てられている、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、
前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられている、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記ワッシャの前記外周は、径方向外側に向かって延在する複数のタブによって作られ、
前記タブは、前記ハウジングの前記第1の環状ポケット内に受入れられている、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記貫通口は、前記ワッシャの残りの本体部にくっついた材料のタングを含む、部分的に穴あけされた開口として設けられている、請求項1に記載のアイソレータ。
- 前記ワッシャは少なくとも1つのビードを含む、請求項1に記載のアイソレータ。
- 前記ワッシャに施されたセラミックコーティングを備える、請求項1に記載のアイソレータ。
- 前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材を備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持する、請求項1に記載のアイソレータ。 - 前記上側カラーは、前記中央開口に沿って軸方向に延在する内側ネックを含み、
前記上側カラーは、前記内側ネックから、前記ワッシャの上面に沿って径方向外側に向かって延在し、
前記下側カラーは、前記中央開口に沿って長手方向に延在する外側ネックを含み、
前記下側カラーは、前記外側ネックから、前記ワッシャの下面に沿って径方向外側に向かって延在する、請求項10に記載のアイソレータ。 - 前記上側カラーと前記下側カラーとは別個の部材であり、
前記下側カラーの前記外側ネックは、前記上側カラーの前記内側ネックの径方向外側に配置されている、請求項11に記載のアイソレータ。 - 前記上側カラーと前記下側カラーとは材料の単一部材を含む、請求項11に記載のアイソレータ。
- 前記ワッシャと前記カラー部材との間に、空気で満たされた空間を備える、請求項10に記載のアイソレータ。
- 前記カラー部材は少なくとも1つのビードを含む、請求項10に記載のアイソレータ。
- 前記ハウジングの前記第1の端部、前記第2の端部、および前記中間部は互いに平行に延在し、
前記第1の端部は径方向内側に曲がっており、
前記第2の端部は径方向外側に曲がっており、
前記ワッシャの前記外周は、前記ハウジングの前記第1の端部と前記中間部との間でクランプされており、
前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられており、
前記ハウジングはアルミニウムで形成されており、
前記ワッシャは鋼鉄で形成されており、
前記アイソレータは、前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材をさらに備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持し、
前記上側カラーは、前記中央開口に沿って軸方向に延在する内側ネックを含み、
前記上側カラーは、前記内側ネックから、前記ワッシャの上面に沿って径方向外側に向かって延在し、
前記下側カラーは、前記中央開口に沿って長手方向に延在する外側ネックを含み、
前記下側カラーは、前記外側ネックから、前記ワッシャの下面に沿って径方向外側に向かって延在する、請求項1に記載のアイソレータ。 - 締結具によって熱源に取付けるための熱シールドアセンブリであって、
内周によって与えられた貫通口を含む熱シールドと、
前記熱シールドと前記熱源との間で熱および振動を低減させるために、前記熱シールドの前記貫通口内に受入れられたアイソレータとを備え、前記アイソレータは、
中央開口を取囲むハウジングを含み、前記中央開口は、前記熱シールドの前記貫通口と軸方向に位置合わせされており、
前記ハウジングは、第1の端部から第2の端部まで軸方向に延在し、前記第1の端部と前記第2の端部との間に中間部を含み、
前記ハウジングの前記第1の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、前記第1の端部と前記中間部との間に第1の環状ポケットを形成し、前記第1の環状ポケットは前記中央開口の方を向いており、
前記ハウジングの前記第2の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、前記第2の端部と前記中間部との間に第2の環状ポケットを形成し、前記第2の環状ポケットは、前記中央開口とは反対の方向を向いて、前記熱シールドの前記内周を受入れており、前記アイソレータはさらに、
前記ハウジングの前記第1の環状ポケット内に受入れられた外周から、前記熱シールドを前記熱源に接続する締結具を受入れるための前記中央開口まで、径方向に延在するワッシャを含み、
前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含む、熱シールドアセンブリ。 - 前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、
前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられている、請求項17に記載のアセンブリ。 - 前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材を備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持する、請求項17に記載のアセンブリ。 - 熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータを製造する方法であって、
外周から中央開口まで径方向に延在するワッシャを提供するステップを含み、前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含み、前記方法はさらに、
前記中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含み、前記ハウジングは、第1の端部から第2の端部まで延在し、前記第1の端部と前記第2の端部との間に中間部を含み、前記方法はさらに、
前記第1の端部が径方向内側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第1の端部と前記中間部との間に前記ワッシャの前記外周を配置するステップと、
前記第2の端部が径方向外側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げることによって、前記第2の端部と前記中間部との間に環状ポケットを形成するステップとを含み、前記第2の環状ポケットは、前記熱シールドを受入れるために前記中央開口とは反対の方向を向いている、方法。 - 熱シールドアセンブリを製造する方法であって、
外周から、前記熱シールドアセンブリを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在するワッシャを提供するステップを含み、前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含み、前記方法はさらに、
前記中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含み、前記ハウジングは、第1の端部から第2の端部まで延在し、前記第1の端部と前記第2の端部との間に中間部を含み、前記方法はさらに、
前記第1の端部が径方向内側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第1の端部と前記中間部との間に前記ワッシャの前記外周を配置するステップと、
前記第2の端部が径方向外側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第2の端部と前記中間部との間に前記熱シールドの内周を配置するステップとを含む、方法。
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