JP4444465B2

JP4444465B2 - インシュレータ

Info

Publication number: JP4444465B2
Application number: JP2000222258A
Authority: JP
Inventors: 芳徳竹内
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2020-07-24
Also published as: JP2002038944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板に略半球状の凸部が複数設けられたインシュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用のヒートインシュレータは、高温化するマフラと車体との間に設置され、高温化されるマフラの熱が車体に与える影響を抑える役割を果たしている。例えば、特開２０００−１３６７２０号公報には、図６に示すように、金属板に多数のエンボス成型による凸部１０１を形成したヒートインシュレータ１００が提案されている。このヒートインシュレータ１００は、高温化するマフラの熱が車体に及ぶのを防止する役割を果たすものである。これによれば、板厚を厚くすることなくヒートインシュレータ１００の剛性を確保することができ、ヒートインシュレータ１００の重量増とコストアップを避けることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示された凸部１０１の配列パターンでは、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように矢印方向に配向性ができてしまい、この方向を折曲線とするような荷重が加わると、この方向に沿って亀裂が入りやすいという問題があった。つまり、前記公報の凸部の配列パターンでは、剛性の強い方向と弱い方向ができてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決することを課題とするものであり、どの方向に対しても高い剛性を有するインシュレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明は、金属板に略半球状の凸部が複数設けられたインシュレータであって、前記凸部は、該凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が屈曲して表れるように設けられていることを特徴とする。
【０００６】
図７（ａ）及び（ｂ）では、凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が矢印方向のように直線状に表れるため、この方向を折曲線とするような荷重が加わると、この方向に沿って亀裂が入り易いという問題があったが、本発明のインシュレータでは、凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が直線状ではなく屈曲して表れるため、剛性の強い方向と弱い方向ができてしまうことはない。
【０００７】
なお、本発明において、略半球状の凸部とは、半球状のほかに円錐台状、円筒状、円錐状、放物線状、波形状、サインカーブ状などの凸部を含む意である。また、凸部は、エンボス加工によって成形してもよいし、その他の加工方法で成形してもよい。
【０００８】
本発明のインシュレータでは、凸部は規則性をもって配列されていることが好ましい。この場合、凸部をパターン化することができ、例えば凸部をエンボス加工する際に用いる金型を設計しやすいという利点がある。
規則性をもって凸部を配列するに当たっては、例えば、６辺の長さが等しく向かい合う１対の内角が約７２°で残りの内角が約１４４°である６角形の辺のうち両側の内角が鈍角である２辺のそれぞれに正５角形が描かれたものを１ユニットとし、このユニットを金属板の全体に隙間なく敷き詰め、更に前記正５角形の中心点及び各頂点を中心とする正１０角形を描き、そのうち前記正５角形の中心点に描かれた正１０角形の各辺を１辺とする１０個の小正５角形が周囲の正１０角形と辺を共有するように描き、少なくとも前記小正５角形の中心点及び各頂点に凸部を設けると共に正１０角形の中心点及びその周囲に凸部を設けるようにしてもよい。この場合、６角形の内部にも規則性をもって凸部を設けることが好ましい。
【０００９】
本発明のインシュレータにおいて、凸部のない場合に比べて剛性を向上させるには、特に板厚がどの程度であろうと限定されないが、例えば０．２〜０．６ｍｍであることが実用上好ましい。
本発明のインシュレータは、例えば、高温化する部品と熱の影響を受けやすい他の部品との間を仕切るために使用したり、騒音を発生する部品を防音するために使用してもよいが、特に、高温化する自動車部品の遮熱に使用することが好ましい。具体的には、触媒コンバータやマフラ等の遮熱に使用することが好ましい。
【００１０】
なお、本発明における正多角形（正５角形や正１０角形）は、正確な正多角形を含むことはもちろんだが、多少辺の長さがずれたものであっても実質的に正多角形とみなせる程度のものも含む意である。また、略半球状の凸部の中心は、正多角形の頂点や中心点と正確に一致していてもよいが、多少のずれがあってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のインシュレータの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図である。図２はこのインシュレータの凸部の位置を説明するための説明図、図３は本実施形態の凸部の規則性を説明するための説明図、図４は凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡を表す説明図である。
【００１２】
本実施形態のインシュレータ１０は、所定厚さのアルミニウム板にエンボス加工によって多数の略半円球状の凸部１１，１２，１３が形成されたものであり、具体的には、直径が大きい第１凸部１１と、直径が中位の第２凸部１２と、直径が小さい第３凸部１３がある。
【００１３】
この第１〜第３凸部１１〜１３を設ける位置につき、以下に説明する。アルミニウム板には、図２に示すように、大きな正５角形Ｐ１の中心点及び各頂点を中心とする６つの正１０角形Ｐ２が描かれ、中央の正１０角形Ｐ２の各辺を１辺とする１０個の小さな正５角形Ｐ３が、周囲の正１０角形Ｐ２と辺を共有するように描かれ、その正５角形Ｐ３の中心点及び各頂点に第１凸部１１が設けられ、正１０角形Ｐ２の中心点及びその周囲６箇所に第２凸部１２が設けられている。
【００１４】
大きな正５角形Ｐ１は、６辺の長さが等しく向かい合う１対の内角が約７２°で残りの内角が約１４４°である扁平状の６角形Ｐ４の各辺を１辺とし、この６角形Ｐ４の周りを囲むように描かれている。また、６角形Ｐ４の内部には、正１０角形Ｐ２と辺を共通にする小さな正５角形Ｐ５が描かれ、その正５角形Ｐ５の中心点及び各頂点に、第１凸部１１又は第２凸部１２が設けられている。更に、正５角形Ｐ５で埋められなかった八角形Ｐ６の内部には４つの第２凸部１２が設けられ、正５角形Ｐ５が重複して形成される６角形Ｐ７の内部には２つの第３凸部１３が設けられている。この６角形Ｐ７は、隣合う大正５角形Ｐ１同士の共有する辺にも表れ、その内部には同じく２つの第３凸部１３が設けられている。
【００１５】
このアルミニウム板の全体をみると、正５角形Ｐ１と６角形Ｐ４は図３のように配列されている。つまり、６角形Ｐ４の辺のうち両側の内角が鈍角である２辺のそれぞれに正５角形Ｐ１が描かれたものを１ユニット（図３の太線参照）として、これが全体に隙間なく敷き詰められるように配列されている。
【００１６】
このようにして設けられた第１〜第３凸部１１，１２，１３につき、凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡をみると、例えば図４にて太線で示すように、直線状として表れずに屈曲して曲がりくねった形状として表れる。図４では軌跡の１例を示したが、どのように凸部同士の隙間を辿っていったとしても、軌跡は曲がりくねった形状として表れる。
【００１７】
このインシュレータ１０の剛性につき、荷重対変位量の関係を調べた。即ち、各種板厚の２００ｍｍ四方の正方形状のインシュレータを用意し、向かい合う２辺をクランプで支持し、中央部に荷重をかけたときのその中央部の変位量をダイヤルゲージにより測定した。なお、インシュレータとして、本実施形態のもののほか、凸部のないものを比較形態として測定した。また、本実施形態については第１凸部１１の直径を６ｍｍ、第２凸部１２の直径を５ｍｍ、第３凸部１３の直径を４ｍｍとした。結果を図５（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、図５（ａ）〜（ｃ）の縦軸、横軸はすべて同じスケールである。
【００１８】
図５に示すように、板厚０．４ｍｍの場合、本実施形態は比較形態に比べて顕著に剛性が向上し、板厚０．５ｍｍの凸部なしのインシュレータと同等の剛性が得られた。また、板厚０．５ｍｍの場合、本実施形態は比較形態に比べて剛性が向上し、板厚０．６ｍｍの凸部なしのインシュレータと同等の剛性が得られた。更に、板厚０．６ｍｍの場合でも、本実施形態は比較形態に比べて剛性が向上した。また、いずれの板厚においても、正方形状のインシュレータを切り出す方向を種々変更しても測定結果はほぼ同等であった。つまり、本実施形態では剛性の強い方向と弱い方向ができてしまうことはなかった。
【００１９】
なお、本実施形態では、板厚０．４ｍｍについて顕著に剛性が向上したが、板厚に応じて凸部の直径を変化させること等により、その他の板厚の場合であっても剛性を顕著に向上させることが可能である。また、凸部の頭頂部は凸部を形成する際に他の部分に比べて薄くなりやすいため、この点を考慮して凸部の直径を決める必要がある。
【００２０】
次に、このように略半球状の第１〜第３凸部１１，１２，１３が複数設けられたアルミニウム板を、図６に示すような自動車のヒートインシュレータに成形するには、特開平２０００−１３６７２０号公報に開示されているように、所定の隙間を有するプレス型に挿入して成形すればよい。この際、アルミニウム板に設けられた第１〜第３凸部１１，１２，１３は、所定の隙間の存在により潰されることはない。但し、取付座（図６にて円錐台状に表れる部分の頂面）についてはこのような隙間を設けず、第１〜第３凸部１１，１２，１３を潰すことにより平面化してもよい。
【００２１】
以上詳述したように、本実施形態のインシュレータ１０によれば、凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が直線状ではなく屈曲して表れるため、剛性の強い方向と弱い方向ができてしまうことはない。
また、第１〜第３凸部１１，１２，１３は規則性を持ちながらも、配向性が少ないように配列されているため、どの方向に対しても剛性を高くすることができるばかりでなく、第１〜第３凸部１１，１２，１３をパターン化することができ、金型等を設計しやすい。
【００２２】
更に、剛性を確保するために板厚を厚くする必要がないから、軽量化を図ると共にコストが軽減できる。
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００２３】
例えば、上記実施形態では、３種類の直径を持つ凸部を形成したが、凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が屈曲して表れるのであれば、凸部の直径は１種類だけでもよいし、２種類以上であってもよい。
また、上記実施形態では、図１〜図３に示すように規則性をもつように凸部を形成したが、特に規則性を持たせずにランダムに凸部を形成してもよい。あるいは、図１〜図３に示す規則性とは別の規則性でもって凸部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のインシュレータの説明図である。
【図２】本実施形態の凸部の位置を説明するための説明図である。
【図３】本実施形態の凸部の規則性を説明するための説明図である。
【図４】凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡を表す説明図である。
【図５】インシュレータの荷重対変位量の関係を表すグラフである。
【図６】従来のヒートインシュレータの斜視図である。
【図７】従来のヒートインシュレータの凸部の配列を表す説明図である。
【符号の説明】
１０・・・インシュレータ、
１１・・・第１凸部、
１２・・・第２凸部、
１３・・・第３凸部

Claims

金属板に略半球状の凸部が複数設けられたインシュレータであって、
前記凸部は、該凸部同士の隙間を辿っていったときの軌跡が屈曲して表れるように設けられていることを特徴とするインシュレータ。
前記凸部は、規則性をもって配列されていることを特徴とする請求項１記載のインシュレータ。
６辺の長さが等しく向かい合う１対の内角が約７２°で残りの内角が約１４４°である６角形の辺のうち両側の内角が鈍角である２辺のそれぞれに正５角形が描かれたものを１ユニットとし、このユニットが全体に隙間なく敷き詰められ、前記正５角形の中心点及び各頂点を中心とする正１０角形が描かれ、そのうち前記正５角形の中心点に描かれた正１０角形の各辺を１辺とする１０個の小正５角形が周囲の正１０角形と辺を共有するように描かれ、前記凸部は、少なくとも前記小正５角形の中心点及び各頂点並びに前記正１０角形の中心点及びその中心点の周囲に設けられていることを特徴とする請求項２記載のインシュレータ。
前記金属板の板厚が０．２〜０．６ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のインシュレータ。
高温化する自動車部品の遮熱に用いられる請求項１〜４のいずれかに記載のインシュレータ。