JP4701368B2 - 緩衝装置及び金属製カバー - Google Patents

Description

本発明は、例えば、振動を発生する部材に対して、カバー類やハウジングなどを装着するために用いられる緩衝装置に関するものであり、さらに詳しくは、そのようなカバー類を内燃機関のエキゾーストマニホールド（以下、「エキマニ」という）等に取付けるために用いられる緩衝装置及び当該緩衝装置を用いて取付ける金属製カバーに関する。

例えば、図９に示すように、エンジン２の側面に取付けられたエキマニ１は、エンジンの駆動に応じて、圧力や温度が脈動する燃焼排気ガスが内部を通過するため、エキマニ１自体が振動し、振動音を発生する。さらに、エキマニ１は、内部を通過する高温の燃焼排気ガスによって加熱され、エキマニ１自体が熱を発することとなる。このように、エキマニ１から発せられる振動音や熱が、エンジン２の周辺へ伝播することを抑制するため、エキマニ１を覆うようにヒートインシュレータ３が取付けられている。

しかし、ヒートインシュレータ３を振動するエキマニ１やエンジン２に直接取付けると、ヒートインシュレータ３が共振して、ヒートインシュレータ３自体が振動源となって、騒音が大きくなるおそれがあった。

そこで、特許文献１では、上述のように、エンジン２のエキマニ１に対して、ヒートインシュレータ３を取付けるためのフローティングマウント構造の緩衝装置５が提案されている（図１７参照）。なお、図１７は下記特許文献で提案されている緩衝装置５の断面図を示している。

従来技術の緩衝装置５は、金属繊維をメッシュ状に編み、それを平板なマット状に形成して構成する円環状の緩衝部材８と、アルミニウム合金から形成され、断面が略Ｓ字状の結合部材であるグロメット９と、緩衝部材８と取付ボルト６との間に配置されるカラー部材１０とで構成している。

そして、カラー部材１０と緩衝部材８との間に、取付ボルト６の軸線方向及び半径方向の隙間１７を形成している。この隙間１７により、エキマニ１から入力された振動のカラー部材１０から緩衝部材８への伝達を抑制する、つまり優れた制振性を有するとされている。

詳しくは、カラー部材１０から緩衝部材８に伝達された振動により、緩衝部材８自身が撓み運動を行う。このような撓み運動により、緩衝装置５は、カラー部材１０から伝達された振動の振動エネルギーを緩衝部材８の撓みの運動エネルギーに変換し、ヒートインシュレータ３に伝達する振動を抑制することができるとされている。

しかし、カラー部材１０と緩衝部材８との間に隙間１７を設けたことにより、緩衝部材８がカラー部材１０内で振動するため、緩衝部材８がカラー部材１０に衝突することとなる。緩衝部材８とカラー部材１０との衝突によって、カタカタと鳴る騒音が発生するというおそれがあった。この騒音は、例えば、１５０Ｈｚ以下の可聴周波数帯域で、音圧が相当程度に大きく、カラー部材１０から緩衝部材８への振動伝達を抑制するための隙間１７は、カラー部材１０と緩衝部材８との間のアソビとなり、新たな騒音が生じる要因となるおそれがあった。このように騒音が生じるということは、新たな振動が生じており、制振性を阻害することと考えられる。

また、金属繊維をメッシュ状に編み、マット状に形成した緩衝部材８は、金属繊維の所定繊維長への切断寸法がバラつきやすく、緩衝部材８の弾性に影響を与えるため、緩衝部材８による緩衝装置５の制振性にバラつきが生じるおそれがあった。

特開２００４−３６０４９６号公報

この発明は、安定して優れた制振性を備えた緩衝装置及び当該緩衝装置を用いて取付ける金属製カバーを提供することを目的とする。

この発明は、振動源である振動側対象部材と連結対象である連結対象部材との間に配置し、前記振動側対象部材と前記連結対象部材とを連結するとともに、前記振動側対象部材から前記連結対象部材への振動の伝達を緩衝する緩衝装置であって、前記振動を緩衝する緩衝部材、該緩衝部材及び前記連結対象部材とを結合する結合部材、並びに、前記振動側対象部材に締結する締結部材と前記緩衝部材との間に介在させるカラー部材で構成し、前記結合部材を、前記緩衝部材を外囲するとともに、該連結対象部材を径外側に保持する第１保持部と、該緩衝部材を径内側に保持する第２保持部と、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結する連結部とで構成し、前記緩衝部材を、渦巻方向に沿って高さ方向に徐々に変化する螺旋渦巻き状の線材で構成し、前記カラー部材の装着を許容するカラー部材装着部を、前記螺旋渦巻き状における径方向中心部に備えるとともに、前記第２保持部に保持される被保持部を、前記螺旋渦巻き状における径方向外側部に備えるとともに、前記振動側対象部材に対して、前記被保持部が前記カラー部材装着部より離れる向きで配置し、前記カラー部材を、前記締結部材の挿通を許容する締結部材挿通部を径内側に備えるとともに、前記カラー部材装着部を保持する緩衝部材保持部を径外側に備えたことを特徴とする。

上記振動側対象部材は、例えば、自動車等のエンジン本体や、エンジンに装着された部分における排気管（特にエキマニ）や触媒部分、あるいは車体を構成するフレーム等とすることができる。

連結対象部材は、上記エンジン本体、排気管や触媒部分等に連結してカバーするヒートインシュレータ、あるいは車体の底部をカバーするアンダーカバー等とすることができる。
結合部材は、いわゆるグロメットといわれる部材とすることができる。

締結部材は、例えば、振動側対象部材と連結対象部材とを螺着するボルトやナット、あるいはかしめによるかしめ治具等の部材とすることができる。
上記渦巻方向に沿って高さ方向に徐々に変化する螺旋渦巻き状は、旋回するにつれ旋回面に垂直成分を持つ方向に動く三次元曲線であり、いわゆるヘリックスとすることができる。

上記線材は、抑制すべき振動の周波数帯域や振幅、使用下温度などの各種使用条件に応じて適宜選定される線材であり、丸形、長円形、略矩形あるいはその他の任意の閉曲面形状での断面形状である線材とすることができる。
上記径内側は上記螺旋渦巻き状における平面視外側に対する中心側とし、上記径外側は上記螺旋渦巻き状における中心に対する平面視外側とする。

この発明により、安定して優れた制振性を奏することができる。
詳しくは、前記緩衝部材を、螺旋渦巻き状の線材で構成し、前記カラー部材の装着を許容するカラー部材装着部を、前記螺旋渦巻き状における径方向中心部に備えるとともに、前記カラー部材装着部を保持する緩衝部材保持部を前記カラー部材の径外側に備えたため、カラー部材から緩衝部材に伝達された振動により、螺旋渦巻き状の線材で構成した緩衝部材自身が撓み運動を行う。このような撓み運動により、緩衝装置は、カラー部材から伝達された振動の振動エネルギーを緩衝部材の撓みの運動エネルギーに変換し、前記連結対象部材に伝達する振動を抑制することができる。

また、前記カラー部材の装着を許容するカラー部材装着部を、前記螺旋渦巻き状における径方向中心部に備え、前記カラー部材装着部を保持する緩衝部材保持部を前記カラー部材の径外側に備えたため、緩衝部材とカラー部材とが衝突することなく振動の伝達を抑制することができる。したがって、緩衝部材とカラー部材との衝突によるカタカタと鳴る騒音が発生することなく、カラー部材から緩衝部材への振動伝達を抑制する、つまり優れた制振性を奏することができる。

また、緩衝部材を螺旋渦巻き状の線材で構成しているため、金属繊維をメッシュ状に編み、マット状に形成した緩衝部材に比べて、製品のバラつきが少ない。したがって、安定した弾性を有する緩衝部材を構成することができる。よって、安定した制振性を有する緩衝装置を構成することができる。

詳しくは、緩衝部材を、螺旋渦巻き状に成形された線材で構成するため、微細な無機繊維を取り扱う必要がなく、無機繊維を所定繊維長に切断する工程での繊維長の管理や最終製品への加工における加工工程などにおいて寸法精度の高精度の管理の困難さが解消される。これにより、寸法精度が向上され、緩衝装置の制振性の精度及び安定性を向上することができる。
したがって、緩衝装置を上述の構成とすることにより、振動源である振動側対象部材と連結対象部材とを、振動を伝達することなく連結することができる。

また、前記緩衝部材を、渦巻方向に沿って高さ方向に徐々に変化する螺旋渦巻状に形成するとともに、前記振動側対象部材に対して、前記被保持部が前記カラー部材装着部より離れる向きで配置することにより、緩衝装置における制振性を向上することができる。

詳しくは、緩衝部材を螺旋渦巻き状に形成することにより、平面方向の弾性に加えて、高さ方向の弾性を調整することができる。つまり、緩衝部材の制振性に大きな影響を及ぼす緩衝部材の弾性を、三次元で調整することができる。

また、前記振動側対象部材に対して、前記被保持部が前記カラー部材装着部より離れる向きで緩衝部材を配置することによって、螺旋渦巻き状の緩衝部材における径内側のカラー部材装着部より、径外側の前記被保持部が振動側対象部材より離れることとなる。つまり、被保持部を第２保持部で保持する連結部材の第１保持部で保持された連結対象部材が、カラー部材装着部に巻着されるカラー部材より振動側対象部材から離れて配置されることとなる。

したがって、カラー部材、及び緩衝部材を介して伝達された振動によって、連結対象部材自体が振動した場合であっても、カラー部材が連結対象部材より振動側対象部材から離れて配置される場合と比較して、連結対象部材自体が振動側対象部材と衝突するおそれを低減することができる。よって、連結対象部材自体と振動側対象部材との衝突による騒音の発生を抑制することができる。
このように、緩衝装置を上記構成とすることによって、制振性をさらに向上することができる。

この発明の態様として、前記螺旋渦巻き状のピッチ角を５度以下で形成することができる。
上記ピッチ角は、螺旋渦巻き状において、渦巻方向に沿って徐々に変化する高さ方向に直交する水平方向に対する巻き状の線材の角度である。

この発明により、三次元方向において適度な弾性を備えた緩衝装置を構成することができる。詳しくは、ピッチ角を大きく設定すると、螺旋渦巻き状の高さが高くなり、高さ方向の弾性力を向上することができる。その反面、水平方向の弾性が低減することとなる。つまり、螺旋渦巻き状の緩衝部材の三次元方向における弾性のバランスが崩れ、弾性支持状態においてブレが大きくなり、十分な制振効果を得ることができなくなる。このように、前記螺旋渦巻き状のピッチ角を５度以下で形成することにより、上述したような緩衝部材を螺旋渦巻き状に形成したことによる効果を奏しながら、三次元方向における弾性のバランスを保ち、十分な制振効果を得ることができる。

また、この発明の態様として、前記カラー部材装着部及び前記被保持部を円弧状に形成するとともに、前記緩衝部材保持部を前記円筒状の側面において前記カラー部材装着部の嵌着を許容する嵌着凹部で形成することができる。

この発明により、容易に緩衝部材とカラー部材とを嵌着させるとともに、第２保持部で前記被保持部を保持することができる。
詳しくは、前記カラー部材装着部及び前記被保持部を円弧状に形成するとともに、前記緩衝部材保持部を前記円筒状の側面において前記カラー部材装着部の嵌着を許容する嵌着凹部で形成するため、円弧状に形成したカラー部材装着部を、前記円筒状に形成したカラー部材の側面における嵌着凹部に嵌着することで、容易に緩衝部材とカラー部材とを嵌着させることができる。また、円弧状に形成したカラー部材装着部と、前記円筒状の側面に形成した嵌着凹部とを嵌着するため、カラー部材に対する周方向の位置を問わず、容易に緩衝部材とカラー部材とを嵌着させることができる。
また、前記被保持部を円弧状で形成したため、周方向の位置を問わず第２保持部で保持することができる。

このように、容易に緩衝部材とカラー部材とを嵌着させるとともに、第２保持部で前記被保持部を保持することができるため、緩衝装置の組み立て性を向上することができる。

さらには、例えば、緩衝部材のカラー部材装着部を、別部材を用いて、カラー部材の緩衝部材保持部に装着する場合と比較して、円弧状に形成したカラー部材装着部を、前記円筒状に形成したカラー部材の側面における嵌着凹部に嵌着することにより、部品点数を低減することができる。したがって、緩衝装置の軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、この発明の態様として、前記緩衝部材保持部と前記カラー部材装着部との間、前記第２保持部と前記被保持部との間に隙間を設けることができる。
この構成により、緩衝装置における制振性をさらに向上することができる。詳しくは、円弧状に形成したカラー部材装着部及び被保持部を嵌着凹部及び第２保持部で保持する状態において隙間を形成しているため、カラー部材装着部と嵌着凹部、及び被保持部と第２保持部において衝突音が生じることなく、カラー部材を介して入力された振動を隙間で吸収することができる。また、隙間により、熱の伝達を遮断することができる。

また、この発明の態様として、前記カラー部材装着部及び前記被保持部を、中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状で形成することができる。
上記中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状は、螺旋渦巻き状の緩衝部材における端部から渦巻き方向に沿って所定角度で形成された径が変化しない円弧である。

この構成により、制振性の高い緩衝装置の製品信頼性を向上することができる。詳しくは、前記カラー部材装着部及び前記被保持部を、中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状で形成することにより、円弧状に形成したカラー部材装着部及び被保持部を、嵌着凹部及び第２保持部で隙間を設けながら保持する状態において、不用意に外れることを防止できる。したがって、安定した制振性を確保することができる。

また、この発明の態様として、前記緩衝部材を、Ａｌ含有量２〜１２重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金を塑性加工し、塑性加工した合金を冷間圧延加工し、冷間圧延加工後の合金を焼鈍することにより平均結晶粒径が２５０μｍ以下になるように製造されるバネ性を有するＦｅ−Ａｌ制振合金からなる線材で構成することができる。

この構成により、より制振性の高い緩衝装置を容易に加工することができる。
詳しくは、緩衝部材を、従来の制振金属よりも大幅に振動の減衰係数が大きいＦｅ−Ａｌ制振合金で構成するため、カラー部材から緩衝部材に伝達された振動は、制振合金自身の大きな振動減衰係数に基づいて振幅を減衰することができる。したがって、制振合金自身で、大きな制振作用を実現することができる。

また、Ｆｅ−Ａｌ制振合金は、優れた加工性、絶縁性、透磁性、制振性、高強度等を有するため、容易に螺旋渦巻き状に加工し、絶縁性の高い緩衝部材を形成することができる。したがって、より制振性の高い緩衝装置を容易に加工することができる。

また、この発明の態様として、前記カラー部材、前記緩衝部材、前記結合部材及び前記連結対象部材のそれぞれを、電食の発生を防止すべく相互にイオン化傾向が近接している材料で構成することができる。

この構成により、制振性の高い緩衝装置の製品信頼性を向上することができる。詳しくは、カラー部材、緩衝部材、結合部材及び連結対象部材は、相互にイオン化傾向が近接している材料で構成するため、イオン化傾向が大きく異なる材料間において発生する異種金属間腐食、いわゆる電食の発生を防止することができる。つまり緩衝装置の耐食性を向上することができ、緩衝装置の長寿命化を図ることができる。

したがって、腐食による保持部の保持力の低下や、緩衝部材の弾性低下等の緩衝装置における制振性に影響を与えるおそれのある機能低下を防止することができ、緩衝装置の製品信頼性を向上することができる。

また、この発明は、相互に交差する方向にそれぞれ延びるコルゲート形状が形成された１枚または複数枚のアルミニウム合金板で構成し、立体形状をなす金属製カバーであって、押し潰し対象部位の前記コルゲート形状を押し潰して略平板形状に形成し、前記相互に交差するいずれか一方の方向が前記立体形状を構成する主要な稜線相当部位に対して交差する方向に定められるとともに、上述の緩衝装置を用い、前記振動側対象部材を内燃機関及び／またはその排気経路で構成するとともに、前記第１保持部で前記押し潰し対象部位を保持する構成としたことを特徴とする。

この発明により、例えば、自動車等の内燃機関及び／またはその排気経路からの熱の放散及び振動の伝達を抑制することのできる金属製カバーを構成することができる。

詳しくは、例えば、適宜の耐熱性能を有する材料で構成する金属製カバーを、制振性の高い上述の緩衝装置で取付けるため、熱源である内燃機関及び／またはその排気経路からの熱の放散を防止するとともに、振動源でもある内燃機関及び／またはその排気経路からの振動を金属製カバーに伝達することを防止できる。
したがって、例えば、振動減から入力された振動に対して金属製カバー自体が共振する場合と比較して、制振性の高い状態で金属製カバーを取付けることができる。

また、金属製カバーを相互に交差する方向にそれぞれ延びるコルゲート形状が形成された１枚または複数枚のアルミニウム合金板で構成するため、変形加工性の高い金属製カバーを構成することができる。したがって、例えば複雑な形状の内燃機関及び／またはその排気経路であっても、それらの形状に応じた形状の金属製カバーを形成できる。また、それらの形状に応じた形状の金属製カバーを取付けできるため、内燃機関及び／またはその排気経路からの熱の放散をより確実に防止することができる。

この発明の態様として、前記相互に交差する方向を、直交する第１方向及び第２方向とするとともに、前記コルゲート形状を、それぞれが前記第１方向に沿って延びる隆起部と谷部とが前記第２方向に交互に繰り返され、前記隆起部は、前記第１方向に沿って、第１起立部と第２起立部とが前記谷部から立上って交互に配列され、前記谷部は、前記第１方向に沿って、平坦部と凹部とが交互に配列され、前記第１起立部は、前記谷部から略逆台形状に立上がる一対の側壁と、前記側壁の先端が相互に連結されて形成される比較的平坦な頂部とで構成するとともに、前記第１起立部は内曲しており、前記第１起立部の基端部よりも先端部のほうが幅広になり、前記第２起立部は、平坦部からそれぞれ立上がる一対の側壁と、側壁の先端を相互に連結した凹状の凹部とで構成され、前記第１起立部及び前記凹部、並びに前記第２起立部及び平坦部が、前記第２方向に沿ってそれぞれ断続的に連なるように形成することができる。

この構成により、金属製カバーの形状加工性がさらに向上するため、より取付け対象である内燃機関及び／またはその排気経路の形状にマッチした形状を容易に形成することができる。したがって、内燃機関及び／またはその排気経路からの熱の放散をさらに確実に防止することができる。

この発明により、安定して優れた制振性を備えた緩衝装置及び当該緩衝装置を用いて取付ける金属製カバーを提供することができる。

緩衝装置の斜視図。 緩衝装置の説明図。 緩衝装置の平面図。 緩衝装置の平面方向断面図。 カラー部材の説明図。 渦巻きバネの説明図。 グロメットの説明図。 緩衝装置の装着状態についての断面図。 緩衝装置の装着状態についての概略正面図。 ヒートインシュレータを構成するコルゲート板についての説明図。 歪振幅と損失係数の関係を示すグラフ。 Ｆｅ−Ａｌ制振合金の温度に対する減衰性能の分布を示すグラフ。 緩衝装置の特性を示すグラフ。 緩衝装置の他の特性を示すグラフ。 緩衝装置のさらに他の特性を示すグラフ。 緩衝装置のさらに他の特性を示すグラフ。 従来技術の緩衝装置の装着状態についての断面図。 従来技術の緩衝原理を説明する模式図。 従来技術の第１の問題点を説明するグラフ 従来技術の第２の問題点を説明するグラフ。 実施例と比較例との結果の表。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は本実施例の緩衝装置３１の斜視図であり、図２は緩衝装置３１の説明図を示し、図３は緩衝装置３１の平面図を示し、図４は緩衝装置３１の平面方向断面図を示している。なお、図２（ａ）は緩衝装置３１の正面図を示し、図２（ｂ）は緩衝装置３１の断面図を示している。

また、図５はカラー部材３９の説明図を示し、図６は螺旋渦巻きバネ３２の説明図を示し、図７はグロメット３３の説明図を示している。
なお、図５（ａ）は緩衝装置３１のカラー部材３９の平面図を示し、図５（ｂ）はカラー部材３９の断面図を示し、図５（ｃ）はカラー部材３９の分解断面図を示している。また、図６（ａ）は緩衝装置３１の螺旋渦巻きバネ３２の平面図を示し、図６（ｂ）は螺旋渦巻きバネ３２の正面図を示し、図６（ｃ）は螺旋渦巻きバネ３２の断面図を示している。さらに、図７（ａ）はグロメット３３の平面図を示し、図７（ｂ）はグロメット３３の断面図を示し、図７（ｃ）はグロメット３３の底面図を示している。

また、図８は緩衝装置３１の装着状態についての断面図を示し、図９は緩衝装置３１の装着状態についての概略正面図を示し、図１０はヒートインシュレータ３を構成するコルゲートシート１２０についての説明図を示している。

なお、図１０（ａ）はコルゲートシート１２０の斜視図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＩ−Ｉ端面図を示し、図１０（ｃ）は図１０（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ端面図を示し、図１０（ｄ）は図１０（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ端面図を示している。

また、図１１は歪振幅と損失係数の関係を示すグラフを示し、図１２はＦｅ−Ａｌ制振合金の温度に対する減衰性能の分布を示すグラフを示し、図１３は緩衝装置３１の特性を示すグラフを示し、図１４乃至１６は緩衝装置３１の他の特性を示すグラフを示している。

背景技術において説明したように、自動車などの車両のエンジン２には、エキマニ１が、燃焼排気ガスを排出するために、エンジン２の側面に取付けられている（図９参照）。そして、このエキマニ１に、このエキマニ１を覆うヒートインシュレータ３が取付けられている。ヒートインシュレータ３などについては、背景技術における説明と類似するので、再度の説明は省略する。

本発明の緩衝装置３１は、ヒートインシュレータ３をエキマニ１に取付けるためのフローティングマウント構造の緩衝装置であり、振動を緩衝する螺旋渦巻きバネ３２、グロメット３３及びカラー部材３９で構成している。

カラー部材３９は、径に対して高さの低い円柱状であり、ＳＰＣＣなどの鉄系材料で構成される。また、カラー部材３９は、図５（ａ）に示すように、平面視中央に取付ボルト６の挿通を許容するボルト孔４０を備え、側面には、後述する螺旋渦巻きバネ３２のカラー部材装着部３２ａの嵌着を許容する嵌合凹部４１を備えている。

カラー部材３９は、下向きに凸な下側カラー３９ａと、上側カラー３９ｂと嵌着し、かしめて構成している。詳しくは、下側カラー３９ａは、上面の径外側に周状の円周溝４１ａを備えた円環状のフランジ部３９ａａと、フランジ部３９ａａの内周縁から上向きに突出する円筒状のウェブ部３９ａｂとを一体に構成している。

上側カラー３９ｂは、底面における円周溝４１ａに対応する径外側に周状の円周溝４１ｂと、内周部に上述のウェブ部３９ａｂの嵌着を許容する嵌着開口３９ｂａを備えた環状の円盤状に形成している。なお、円周溝４１ａ，４１ｂは、後述する螺旋渦巻きバネ３２の断面半径よりわずかに大きな深さで形成している。

このように構成した下側カラー３９ａと上側カラー３９ｂとを、フランジ部３９ａａの上面と上側カラー３９ｂの底面とを対向させ、嵌着開口３９ｂａに挿入したウェブ部３９ａｂを径外側向きにかしめることにより、下側カラー３９ａと上側カラー３９ｂとを一体化している。そして、このとき、下側カラー３９ａの円周溝４１ａと、上側カラー３９ｂの円周溝４１ｂとによって、平面視円周状で、円柱状のカラー部材３９の側面から径内側向きに凹状の嵌合凹部４１を構成している。なお、嵌合凹部４１は、螺旋渦巻きバネ３２の断面半径よりわずかに深い深さの円周溝４１ａ，４１ｂを対向させて構成しているため、螺旋渦巻きバネ３２の断面直径よりわずかに高さの高い平面視円周状の凹部を構成している。

螺旋渦巻きバネ３２は、渦巻状の円形断面線材で構成し、カラー部材３９の装着を許容するカラー部材装着部３２ａを、渦巻状における径方向中心部に備えるとともに、後述するグロメット３３の連結部３８に保持される被保持部３２ｂを、渦巻状における径方向外側部に備えている。

詳しくは、螺旋渦巻きバネ３２は、渦巻方向に沿って高さ方向（図６（ｂ）における上下方向）に徐々に変化し、図６（ｃ）のｅ部拡大断面図に示すようなピッチ角Ｐが５度の螺旋渦巻き状に形成している。なお、ピッチ角Ｐは、水平面に対する螺旋状の線材の配置角度である。なお、図６（ｂ）に示すように、螺旋渦巻きバネ３２は、径外側の被保持部３２ｂが、径内側のカラー部材装着部３２ａより高くなる４巻きの螺旋渦巻状に形成している。

また、螺旋渦巻きバネ３２は、上述したように、螺旋渦巻状の径方向中心部に円弧状のカラー部材装着部３２ａを備えるとともに、螺旋渦巻状の径方向外側部に円弧状の被保持部３２ｂを備えている。

カラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂは、端部から３／４円である２７０度の中心角度ｒで、同一径の円弧形状で形成している（図６（ａ）参照）。なお、カラー部材装着部３２ａの内周円は、上述のカラー部材３９における嵌合凹部４１の内側円４１ｃよりわずかに大きな径で形成している。具体的には、約０．２ｍｍ大きな径で形成している。したがって、カラー部材装着部３２ａの内周と、嵌合凹部４１の内側円４１ｃとの間に隙間ｓが形成される（図２（ｂ）ａ部拡大図、図４ｃ部拡大図参照）。

なお、螺旋渦巻きバネ３２は、Ａｌ含有量２〜１２重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金を塑性加工し、塑性加工した合金を冷間圧延加工し、冷間圧延加工後の合金を焼鈍することにより平均結晶粒径が２５０μｍ以下になるように製造されるバネ性を有するＦｅ−Ａｌ制振合金からなる線材で構成している。

また、螺旋渦巻きバネ３２を円形断面線材で４巻きの螺旋渦巻き状に構成したが、抑制すべき振動の周波数帯域や振幅、使用下温度などの各種使用条件にしたがって、長円形でも略矩形でも、その他の随意の閉曲面形状の断面線材で構成してもよく、線材の径や材料あるいは巻き数とともに、適宜選定すればよい。

グロメット９は、ヒートインシュレータ３を保持する第１保持部３６と、螺旋渦巻きバネ３２とを保持する第２保持部３７と、第１保持部３６と第２保持部３７とを連結する連結部３８とで、平面視中央に挿通穴３５を有し、片断面略Ｓ字形状となる円環状に構成している。

詳しくは、ヒートインシュレータ３を径外側で保持する第１保持部３６は、円環状の金属板の外周縁から内周側における所定の半径方向長さ部分を、図７の上方から下方に向かい、径方向内周側から外周側に折り返して径外向き倒位のＪ字形状に形成している。なお、第１保持部３６は、後述するヒートインシュレータ３を挟み込む厚みで形成している。

また、螺旋渦巻きバネ３２を径内側で保持する第２保持部３７は、環状の金属板の内周縁から外周側における所定の半径方向長さ部分を、図７の下方から上方に向かい、径方向外周側から内周側に折り返して径内向き倒位のＪ字形状に形成している。なお、第２保持部３７は、上述の螺旋渦巻きバネ３２を挟み込む厚みで形成されている。さらに、螺旋渦巻きバネ３２の被保持部３２ｂの外周円と、倒位のＪ字形状の第２保持部３７の内側との間にわずかな隙間ｓを形成している（図２（ｂ）ｂ部拡大図、図４ｄ部拡大図参照）。

連結部３８は、第１保持部３６と第２保持部３７とに亘って屈曲して形成され、径外向き倒位のＪ字形状に形成した第１保持部３６の径内側の下側端部とを相互に連結する構成である。これら第２保持部３７、連結部３８及び第１保持部３６は、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４の側からこの順序で配置される。

上述したように緩衝装置３１は、上述の構成のカラー部材３９、螺旋渦巻きバネ３２、及びグロメット３３を組み付けて構成している。詳述すると、カラー部材３９の嵌合凹部４１に、螺旋渦巻きバネ３２のカラー部材装着部３２ａを嵌合させて、カラー部材３９と螺旋渦巻きバネ３２とを組み付ける。このとき、上述したように、嵌合凹部４１の内側円４１ｃと螺旋渦巻きバネ３２のカラー部材装着部３２ａの内周側との間に隙間ｓが設けられるとともに、カラー部材装着部３２ａは、内側円４１ｃの周面に対して３／４の範囲を巻き付けることができる（図４参照）。

また、グロメット３３の第２保持部３７に、螺旋渦巻きバネ３２の被保持部３２ｂを嵌合させて、グロメット３３と螺旋渦巻きバネ３２とを組み付ける。このとき、上述したように、グロメット３３の第２保持部３７の内周面と、螺旋渦巻きバネ３２の被保持部３２ｂとの外周の間に隙間ｓが設けられるとともに、被保持部３２ｂは、第２保持部３７の内周面に対して３／４の範囲に配置される（図４参照）。

また、図２（ｂ）に示すように、径外側の被保持部３２ｂが径内側のカラー部材装着部３２ａより高くなるように螺旋渦巻きバネ３２を緩衝装置３１とカラー部材３９との間に配置するため、嵌合凹部４１でカラー部材装着部３２ａを嵌合するカラー部材３９は、被保持部３２ｂを保持する第２保持部３７は、高い位置（図２（ｂ）において上方向）となるように組み付けられる。

このように構成された緩衝装置３１は、図８に示すように、ヒートインシュレータ３に形成された装着孔３ａに装着され、エキマニ１に形成されたボルト用ボス３４に螺挿される取付ボルト６によって、ボルト用ボス３４に固定される。

ヒートインシュレータ３は、図９に示すように、エンジン２の側面に取付けられたエキマニ１を覆うように形成されており、エキマニ１に設けられた複数のボルト用ボス３４に対して、緩衝装置３１を介して、取付ボルト６によって固定される。

このようにエキマニ１を覆うような形状のヒートインシュレータ３は、古くはアルミメッキ鋼板が用いられていたが、近年はアルミニウムを相互に交差する２方向にそれぞれコルゲート加工した軽金属からなるコルゲートシート１２０を所定形状に形状加工して用いられている（図１０参照）。

詳しくは、コルゲートシート１２０は、図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、隆起部１２１と谷部１２２とが交互に連続してＸ方向に連なるとともに、Ｙ方向において、各隆起部１２１と谷部１２２との高さがそれぞれ、図１０（ｄ）に示すように、一定間隔で頂部（１２１ａ，１２２ａ）と底部（１２１ｂ，１２２ｂ）とを繰り返して形成されたコルゲート形状のアルミ板である。

なお、隆起部１２１と谷部１２２とは、Ｘ方向において、等間隔で幅広と幅狭とを一定間隔毎に交互に繰り返して上記コルゲート形状を形成している。
さらに詳述すると、コルゲートシート１２０のコルゲート形状は、それぞれがＹ方向に沿って延びる隆起部１２１と谷部１２２とがＸ方向に交互に繰り返されている。

隆起部１２１は、Ｙ方向に沿って、頂部１２１ａと底部１２１ｂとが谷部１２２から立上って交互に配列され、谷部１２２は、Ｙ方向に沿って、頂部である平坦部１２２ａと底部である凹部１２２ｂとが交互に配列されている。

頂部１２１ａは、谷部１２２から略逆台形状に立上がる一対の側壁と、側壁の先端が相互に連結されて形成される比較的平坦な頂部とで構成するとともに、頂部１２１ａは内曲しており、頂部１２１ａの基端部よりも先端部のほうが幅広になる。

底部１２１ｂは、平坦部１２２ａからそれぞれ立上がる一対の側壁と、側壁の先端を相互に連結した凹状の凹部１２２ｂとで構成され、頂部１２１ａ及び凹部１２２ｂ、並びに底部１２１ｂ及び平坦部１２２ａが、Ｘ方向に沿ってそれぞれ断続的に連なるように形成している。

そして、このコルゲートシート１２０を所定形状に形状加工したヒートインシュレータ３において、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４に対応する箇所に装着孔３ａを形成するとともに、装着孔３ａの周辺のコルゲート形状を潰して略平板形状に形成する押し潰し部３ｂを、第１保持部３６で保持している。

また、立体形状に形成されたヒートインシュレータ３は、上記コルゲート形状において相互に交差するいずれか一方の方向が立体形状を構成する主要な稜線相当部位に対して交差する方向に定められている。

より詳述すると、ヒートインシュレータ３は上述したようにエキマニ１の立体的な外観形状に沿った立体形状に形成されるので、ヒートインシュレータ３には屈曲部位であるひとつ、あるいは複数の稜線相当部位が形成される。本実施例では、コルゲート形状の長手方向が、これら複数の稜線相当部位のうちの主要な稜線相当部位に交差する方向となるように、立体形状へのプレス加工を施している。

ここで、主要な稜線相当部位とは、ヒートインシュレータ３の全体的な形状を特徴付ける比較的大きな曲率を有する折り曲げ部位が連続する部位である。即ち、ヒートインシュレータ３に形成される大小種々の折り曲げ部位のうち、ヒートインシュレータ３の外観形状を実質的に決定付ける比較的長寸に亘って延びる折り曲げ部位である。

ヒートインシュレータ３がエキマニ１に対して装着されると、エキマニ１からの振動の伝達によりヒートインシュレータ３も振動する。この振動によりヒートインシュレータ３が振動すると、主要な稜線相当部位を中心にしてその両側のヒートインシュレータ３の部位が蝶の羽根のように大きく振動する。このような振動が発生すると、ヒートインシュレータ３の稜線相当部位付近の部位が繰り返しの屈曲により金属疲労を生じクラックを発生しやすくなる。

これに対して、本実施例のヒートインシュレータ３は、ヒートインシュレータ３に形成されているコルゲート形状の一方向が、主要な稜線相当部位に対して交差する方向、好適には直交する方向となるように定められているので、コルゲート形状が稜線相当部位を中心とする振動に対してリブの作用を実現する。これにより、ヒートインシュレータ３の振動を抑制することができ、ヒートインシュレータ３のクラックの発生を防止することができ、ヒートインシュレータ３の品質を格段に向上することができる。

このように構成することによって、ヒートインシュレータ３は、図８に示すように、ヒートインシュレータ３に形成された装着孔３ａに装着された緩衝装置３１を介して、エキマニ１に設けられたボルト用ボス３４に対して固定することができる。

上述したように、緩衝装置３１は、振動源であるエキマニ１に設けたボルト用ボス３４と連結対象であるヒートインシュレータ３との間に配置し、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４とヒートインシュレータ３とを連結するとともに、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４からヒートインシュレータ３への振動の伝達を緩衝する装置であり、下記構成により、上述したように、緩衝装置３１は安定して優れた制振性を奏することができる。

詳しくは、緩衝装置３１は、振動を緩衝する螺旋渦巻きバネ３２、螺旋渦巻きバネ３２及びヒートインシュレータ３を結合するグロメット３３、並びに、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４に締結する取付ボルト６と螺旋渦巻きバネ３２との間に介在させるカラー部材３９で構成している。

そして、グロメット３３は、螺旋渦巻きバネ３２を外囲するとともに、ヒートインシュレータ３を径外側に保持する第１保持部３６と、螺旋渦巻きバネ３２を径内側に保持する第２保持部３７と、第１保持部３６と第２保持部３７とを連結する連結部３８とで構成している。

また、螺旋渦巻きバネ３２を、渦巻状の線材で構成し、カラー部材３９の装着を許容するカラー部材装着部３２ａを、渦巻状における径方向中心部に備えるとともに、第２保持部３７に保持される被保持部３２ｂを、渦巻状における径方向外側部に備えている。

さらに、カラー部材３９は、取付ボルト６の挿通を許容するボルト孔４０を径内側に備えるとともに、カラー部材装着部３２ａを保持する嵌合凹部４１を径外側に備えている。

このように、螺旋渦巻きバネ３２を、渦巻状の線材で構成し、カラー部材３９の装着を許容するカラー部材装着部３２ａを、渦巻状における径方向中心部に備えるとともに、カラー部材装着部３２ａを保持する嵌合凹部４１をカラー部材３９の径外側に備えたため、カラー部材３９から螺旋渦巻きバネ３２に伝達された振動により、渦巻状の線材で構成した螺旋渦巻きバネ３２自身が撓み運動を行う。

このような撓み運動により、緩衝装置３１は、カラー部材３９から伝達された振動の振動エネルギーを螺旋渦巻きバネ３２の撓みの運動エネルギーに変換し、ヒートインシュレータ３に伝達する振動を抑制することができる。

また、カラー部材３９の装着を許容するカラー部材装着部３２ａを、渦巻状における径方向中心部に備え、カラー部材装着部３２ａを保持する嵌合凹部４１をカラー部材３９の径外側に備えたため、螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９とが衝突することなく振動の伝達を抑制することができる。したがって、上述した従来技術の緩衝装置５のような螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９との衝突によるカタカタと鳴る騒音が発生することなく、カラー部材３９から螺旋渦巻きバネ３２への振動伝達を抑制する、つまり優れた制振性を奏することができる。

詳しくは、従来の緩衝装置５は、図１７に示すように、金属繊維をメッシュ状に編み、それを平板なマット状に形成して構成する円環状の緩衝部材８と、アルミニウム合金から形成され、断面が略Ｓ字状の結合部材であるグロメット９と、緩衝部材８と取付ボルト６との間に配置されるカラー部材１０とで構成している。

また、カラー部材１０は、円環状の緩衝部材８と、取付ボス１８に螺着する取付ボルト６との間に配置されている。
カラー部材１０は、筒部１４と、筒部１４の軸線方向両端に一体にそれぞれ形成されたフランジ部１５、１６とで構成され、カラー部材１０と緩衝部材８との間に、取付ボルト６の軸線方向及び半径方向の隙間１７を形成している。

グロメット９を介して緩衝装置５が装着されたヒートインシュレータ３を、緩衝装置５がエキマニ１の取付ボス１８に対応する位置となるようにエキマニ１に配置する。そして、取付ボルト６を取付ボス１８に螺着することにより、緩衝装置５を介してヒートインシュレータ３をエキマニ１に取付けることができる。

この従来技術の緩衝装置５は、前記隙間１７を設けているため、カラー部材１０内で緩衝部材８が振動する。その原理について、図１８に示す模式図を用いて説明する。

まず、エキマニ１からの振動が直接伝達されるカラー部材１０を含む振動物を図１８における衝突体ｍとする。衝突体ｍの振動には、振動に関する抵抗要素ｋ及び電気的なキャパシタに相当する平準化要素ｃが設定される。

振動によってカラー部材１０が衝突する緩衝部材８を、図１８の被衝突体とする。このような模式化により、振動現象の定式化が実現することができる。

上記構成において、上述の隙間１７により、エキマニ１から入力され、カラー部材１０から緩衝部材８へ伝達する振動を抑制することができる。また、カラー部材１０から緩衝部材８に伝達された振動により、緩衝部材８自身が撓み運動を行う。

このように、緩衝装置５は、カラー部材１０から伝達された振動の振動エネルギーを緩衝部材８の撓みの運動エネルギーに変換し、ヒートインシュレータ３に伝達する振動を抑制することができる。

また、本従来技術の緩衝装置５は、前記隙間１７を設けることで、緩衝部材８とカラー部材１０との接触を低減するともに、金属繊維からなる緩衝部材８の繊維径を小さくすることで、カラー部材１０から緩衝部材８への伝熱に関する伝熱面積の削減を図っている。また、緩衝部材８における表面積の増大による緩衝部材８からの放熱を促進している。したがって、カラー部材１０及び緩衝部材８を介してエキマニ１からヒートインシュレータ３への伝熱量の低減を図っている。

さらには、上記隙間１７により、カラー部材１０内で緩衝部材８が振動する。この緩衝部材８の振動により、緩衝部材８がカラー部材１０に常時接触することを防止できる。したがって、カラー部材１０から緩衝部材８への伝熱量、カラー部材１０及び緩衝部材８を介してエキマニ１からヒートインシュレータ３への伝熱量の低減を図ることができるとされている。

しかし、緩衝部材８がカラー部材１０内で振動することは、緩衝部材８がカラー部材１０に衝突することを意味する。したがって、この振動に伴う緩衝部材８とカラー部材１０との衝突によるカタカタと鳴る騒音が発生するというおそれがあった。この騒音は、例として１５０Ｈｚ以下の可聴周波数帯域で、音圧が相当程度に大きいものであり、制振性が不十分であった。

また、緩衝部材８は、金属繊維をメッシュ状に編みマット状に形成して構成されるが、その金属繊維の所定繊維長への切断寸法がバラつきやすく、緩衝部材８の弾性をバラつかせ、緩衝装置５の緩衝性能、つまり緩衝装置５の制振性にバラつきが生じるおそれがあった。この現象は、本件発明者の計測結果を示す図１９のグラフによって、寸法バラつきが引っ張り強度に影響を与えることとして確認した。

さらに、円環状の緩衝部材８の穴寸法もバラついた場合も緩衝部材８の弾性に影響するので、緩衝装置５の緩衝性能にバラつきを生じるおそれがあった。この現象は、本件発明者の同様な計測結果を示す図２０のグラフによって、寸法バラつきが引っ張り強度に影響を与えることとして確認した。したがって、緩衝装置５の制振性が不安定となるおそれがあった。

また、緩衝部材８は、上述したように金属繊維をメッシュ状に編むが、これはメリヤス編みで行われる。次に円環状に加工して緩衝部材８を生産する。上記メリヤス編みの工程や円環状の加工の各工程では、加工に多大な時間を要していた。

これに対し、緩衝装置３１において、従来技術の緩衝装置５の緩衝部材８に対応する螺旋渦巻きバネ３２を渦巻状の線材で構成しているため、金属繊維をメッシュ状に編み、マット状に形成した緩衝部材８（図１４参照）に比べて、製品のバラつきが少ない。したがって、弾性が安定した螺旋渦巻きバネ３２を構成することができる。よって、安定した制振性を有する緩衝装置３１を構成することができる。

また、螺旋渦巻きバネ３２を、渦巻状に成形された線材で構成するため、微細な無機繊維を取り扱う必要がなく、無機繊維を所定繊維長に切断する工程での繊維長の管理や最終製品への加工における加工工程などにおける寸法精度の高精度の管理の困難さが解消される。これにより、寸法精度が向上され、緩衝装置３１の制振性の精度及び安定性を向上することができる。

したがって、緩衝装置３１を上述の構成とすることにより、振動源であるエキマニ１に設けたボルト用ボス３４とヒートインシュレータ３とを、振動を伝達することなく連結することができる。

また、カラー部材３９から入力された熱は、螺旋渦巻きバネ３２を介してグロメット３３及びヒートインシュレータ３に伝達されるが、螺旋渦巻きバネ３２を螺旋渦巻き状の線材で構成しているため、熱伝導性が低く、螺旋渦巻きバネ３２を介したグロメット３３及びヒートインシュレータ３への熱伝導を抑制することができる。

また、螺旋渦巻きバネ３２を、渦巻方向に沿って高さ方向に徐々に変化する螺旋渦巻き状に形成するとともに、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４に対して、被保持部３２ｂがカラー部材装着部３２ａより離れる向きで配置しているため、緩衝装置３１における制振性を向上することができる。

詳しくは、螺旋渦巻きバネ３２を螺旋渦巻き状に形成することにより、平面方向の弾性に加えて、高さ方向の弾性力を調整することができる。つまり、螺旋渦巻きバネ３２の制振性に大きな影響を及ぼす螺旋渦巻きバネ３２の弾性を、三次元で調整することができる。

また、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４に対して、被保持部３２ｂがカラー部材装着部３２ａより離れる向きで螺旋渦巻きバネ３２を配置することによって、螺旋渦巻状の螺旋渦巻きバネ３２における径内側のカラー部材装着部３２ａより、径外側の被保持部３２ｂがエキマニ１に設けたボルト用ボス３４より離れることとなる。

つまり、被保持部３２ｂを第２保持部３７で保持するグロメット３３の第１保持部３６で保持されたヒートインシュレータ３が、カラー部材装着部３２ａに巻着されるカラー部材３９よりエキマニ１に設けたボルト用ボス３４から離れて配置されることとなる。

したがって、カラー部材３９及び螺旋渦巻きバネ３２を介して伝達された振動によって、ヒートインシュレータ３自体が振動した場合であっても、カラー部材３９がヒートインシュレータ３よりエキマニ１に設けたボルト用ボス３４から離れて配置される場合と比較して、ヒートインシュレータ３自体がエキマニ１に設けたボルト用ボス３４と衝突するおそれを低減することができる。したがって、ヒートインシュレータ３自体とエキマニ１に設けたボルト用ボス３４との衝突による騒音の発生を抑制することができる。
このように、緩衝装置３１を上記構成とすることによって、衝突による新たな振動を生じることなく、制振性をさらに向上することができる。

また、螺旋渦巻き状のピッチ角Ｐを５度以下で形成することにより、三次元方向において適度な弾性を備えた緩衝装置３１を構成することができる。詳しくは、ピッチ角Ｐを大きく設定すると、螺旋渦巻き状の高さが高くなり、高さ方向の弾性力を向上することができる。

その反面、水平方向の弾性が低減することとなる。つまり、螺旋渦巻き状の螺旋渦巻きバネ３２の三次元方向における弾性のバランスが崩れ、弾性支持状態においてブレが大きくなり、十分な制振効果を得ることができなくなる。したがって、螺旋渦巻き状のピッチ角Ｐを５度以下で形成することにより、上述したような螺旋渦巻きバネ３２を螺旋渦巻き状に形成したことによる効果を奏しながら、三次元方向における弾性のバランスを保ち、十分な制振効果を得ることができる。

また、カラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを円弧状に形成するとともに、円筒状の側面においてカラー部材装着部３２ａの嵌着を許容する嵌合凹部４１を形成することにより、容易に螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９とを嵌着させるとともに、第２保持部３７で被保持部３２ｂを保持することができる。

詳しくは、カラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを円弧状に形成するとともに、円筒状のカラー部材３９の側面においてカラー部材装着部３２ａの嵌着を許容する嵌合凹部４１を形成するため、円弧状に形成したカラー部材装着部３２ａを、円筒状に形成したカラー部材３９の側面における嵌合凹部４１に嵌着することで、容易に螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９とを嵌着させることができる。

また、円弧状に形成したカラー部材装着部３２ａと、円筒状の側面に形成した嵌合凹部４１とを嵌着するため、カラー部材３９に対する周方向の位置を問わず、容易に螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９とを嵌着させることができる。
また、被保持部３２ｂを円弧状で形成したため、周方向の位置を問わず第２保持部３７で保持することができる。

このように、容易に螺旋渦巻きバネ３２とカラー部材３９とを嵌着させるとともに、第２保持部３７で被保持部３２ｂを保持することができるため、緩衝装置３１の組み立て性を向上することができる。

さらには、例えば、螺旋渦巻きバネ３２のカラー部材装着部３２ａを、別部材を用いて、カラー部材３９に装着する場合と比較して、円弧状に形成したカラー部材装着部３２ａを、円筒状に形成したカラー部材３９の側面における嵌合凹部４１に嵌着することにより、部品点数を低減することができる。したがって、緩衝装置３１の軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、嵌合凹部４１とカラー部材装着部３２ａとの間、第２保持部３７と被保持部３２ｂとの間に隙間ｓを設けることにより、緩衝装置３１における制振性をさらに向上することができる。詳しくは、円弧状に形成したカラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを、嵌合凹部４１及び第２保持部３７で保持する状態において隙間ｓを形成しているため、カラー部材装着部３２ａと嵌合凹部４１、及び被保持部３２ｂと第２保持部３７において衝突音が生じることなく、カラー部材３９を介して入力された振動を隙間ｓで吸収することができる。

また、カラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを、中心角度が２４０度以上３００度以下である２７０度の円弧形状で形成することにより、制振性の高い緩衝装置３１の製品信頼性を向上することができる。

詳しくは、カラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを、中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状で形成することにより、円弧状に形成したカラー部材装着部３２ａ及び被保持部３２ｂを、嵌合凹部４１及び第２保持部３７で、隙間ｓを設けながら保持する状態において、不用意に外れることを防止できる。

具体的には、カラー部材装着部３２ａの中心角度が２４０度より小さい場合、カラー部材装着部３２ａが、カラー部材３９の内側円４１ｃを拘束する拘束力が低下し、カラー部材３９と螺旋渦巻きバネ３２とが不用意に外れるおそれがある。また、カラー部材装着部３２ａの中心角度が３００度より大きい場合、螺旋渦巻き状における十分なピッチ角度Ｐを確保することができない。上述のように、カラー部材装着部３２ａを、中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状で形成することにより、十分な取付け強度を確保しながら、所定のピッチ角度Ｐの螺旋渦巻き状の螺旋渦巻きバネ３２を形成することができる。したがって、安定した制振性を確保することができる。

また、螺旋渦巻きバネ３２を、Ａｌ含有量２〜１２重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金を塑性加工し、塑性加工した合金を冷間圧延加工し、冷間圧延加工後の合金を焼鈍することにより平均結晶粒径が２５０μｍ以下になるように製造されるバネ性を有するＦｅ−Ａｌ制振合金からなる線材で構成することにより、より制振性の高い緩衝装置３１を容易に加工することができる。

詳しくは、螺旋渦巻きバネ３２を、従来の制振金属よりも大幅に振動の減衰係数が大きいＦｅ−Ａｌ制振合金で構成するため、カラー部材３９から螺旋渦巻きバネ３２に伝達された振動は、Ｆｅ−Ａｌ制振合金自身の大きな振動減衰係数に基づいて振幅を減衰することができる。また、これにより、制振合金自身で、大きな制振作用を実現することができる。

通常、上述した渦巻きバネなどのように、バネ性が必要な部位には、ＳＵＳ３０４などのステンレスバネ鋼が用いられる。しかし、ＳＵＳ３０４は、３５０℃付近に昇温すると、応力腐食割れを生じ易い。螺旋渦巻きバネ３２に容易に割れが生じると、車輌のエンジンルーム内でヒートインシュレータがエキマニ１から脱落するおそれがある。

これに対し、本実施例の螺旋渦巻きバネ３２を構成するＦｅ−Ａｌ制振合金は、減衰係数が高く、しかも比較的高温域でも機械的強度が維持可能であり、このようなＦｅ−Ａｌ制振合金を用いることで、後述するように、従来の制振金属よりも格段に大きな制振作用を奏することができる。

なお、上記独特の組成からなるＦｅ−Ａｌ制振合金が、加工性に優れていることを確認するための効果確認試験について以下で説明する。
まず、Ａｌ含有量：８重量％となるように、純鉄と９９．９重量％のＡｌを所定量秤量し、高周波真空溶解した（最終組成；Ａｌ；７．７８重量％、Ｃ；０．００４重量％、Ｓｉ；０．０２重量％、Ｍｎ；０．０５重量％、Ｐ；０．００５重量％、Ｓ；０．００２重量％、Ｃｒ；０．０２重量％、Ｎｉ：０．０５重量％、及びＦｅ：残部）。

溶解後、１１００℃で、２００×１００×４０００ｍｍに熱間加工を行い、これから一部を切り出し、さらに４ｍｍの厚さまで１１００℃で熱間圧延を行った。次いで、７００℃で１時間焼鈍処理を行なった後、常温まで空冷した。冷却後のＦｅ−Ａｌ制振合金に対して２０℃で断面減少率が５０％となる各々の加工条件で、冷間圧延加工を行った。次いで、８００℃で１時間焼鈍処理を行った後、冷却速度１℃／分で６００℃まで冷却し、空冷した。

このようにして得られたＦｅ−Ａｌ制振合金を用いて、２００℃で高速加工してフライパン状に成形した。その結果、割れ等の不都合無く、フライパン状への加工を容易に行うことができた。これに対して、上記と同組成で冷間加工を施すことなく調製したＦｅ−Ａｌ制振合金（厚さ２ｍｍ）を使用して、同条件で高速加工してフライパン状に成形したところ、加工品に割れが生じた。

さらに、このようにして得られたＦｅ−Ａｌ制振合金を、２００℃の温度条件下で引張試験機にて破砕するまで引張り、その破砕断面を顕微鏡にて観察したところ、破砕断面にディンプルの存在が観察された。このことから、上述のＦｅ−Ａｌ制振合金は、加工性に優れており、約２００℃での温感加工において強加工が可能であることを確認した。

次に、上述の方法で調製したＦｅ−Ａｌ制振合金の強度を確認した強度確認試験について説明する。なお、本確認試験では、Ｆｅ−Ａｌ制振合金の強度を評価するために、引張強さ及び伸びを、インストロンデジタル万能材料試験機（５５８２型、インストロン社製）を用いて、−３０℃、２６℃、及び１６０℃の温度条件下での引張強さ及び伸びを測定した（ｎ＝２）。

また、比較例１として、冷間圧延加工を行うことなく、９００℃で１時間焼鈍を行った後、１℃／分で５００℃まで冷却し、さらに室温まで放冷すること以外は、本強度測定時と同様の方法でＦｅ−Ａｌ制振合金を製造した。この強度測定時のＦｅ−Ａｌ制振合金の２６℃での引張強さ及び伸びを測定した。

得られた結果を図２１の表に示す。この結果から、本Ｆｅ−Ａｌ制振合金は、−３０〜１６０℃という広範囲の温度下でも、高い引張強度を示しており、優れた強度を有していることを確認した。特に、本Ｆｅ−Ａｌ制振合金は、伸びにおいて、比較例１の合金に比して、顕著に優れていることを確認した。

続いて、冷間加工後の焼鈍処理後の冷却速度を５℃／ｍｉｎ（冷却条件１）又は１℃／ｍｉｎ（冷却条件２）で放冷の条件下で冷却すること以外は上述の方法で調製したＦｅ−Ａｌ制振合金の制振性を確認した制振性確認試験について説明する。

なお、本確認試験では、比較のために、上記Ｆｅ−Ａｌ制振合金と同組成であって、熱間圧延の後、９００℃で１時間焼鈍処理を行ない、炉冷することにより製造したＦｅ−Ａｌ制振合金（比較合金）についても、同様に制振性の評価を行った。

制振性の評価は横振動法を用いて行った。具体的には、Ｆｅ−Ａｌ制振合金シート（０．８×３０×３００ｍｍ）の一端（端から１３０ｍｍ）に歪ゲージを接着してこれを歪計に接続した。このＦｅ−Ａｌ制振合金シートの他方の端を万力で固定し、自由長１５０ｍｍの片持ち梁として、これに自由振動を発生させ、上記歪ゲージから歪を検出し、歪減衰曲線を求めた。また、加速度計も取付けて、加速度からの減衰曲線を求めた。

得られた結果を図１１に示す。この結果から、焼鈍後の冷却速度が遅い程、優れた制振特性を備えることを確認した。また、本発明のＦｅ−Ａｌ制振合金は、冷間圧延を施すことなく９００℃で焼鈍処理したＦｅ−Ａｌ制振合金（比較合金）に比べても、優れた制振特性を備えていることを確認した。

また、このＦｅ−Ａｌ制振合金は、合金自体が従来の制振金属よりも格段に振動の減衰係数が大きいことが知られている。したがって、カラー部材３９から螺旋渦巻きバネ３２に伝達された振動は、制振合金自身の大きな振動減衰係数に基づいて振幅が減衰される。これにより、制振合金自身で、大きな制振作用を実現することができる。

このように、優れた加工性、絶縁性、透磁性、制振性、高強度等を有するＦｅ−Ａｌ制振合金で線材を形成し、渦巻状の螺旋渦巻きバネ３２を製造することが可能であり、優れた制振性を有する緩衝装置３１を実現することができる。

以下において、上述のような優れた加工性、絶縁性、透磁性、制振性、高強度等を有するＦｅ−Ａｌ制振合金製の螺旋渦巻きバネ３２を備えた緩衝装置３１における振動減衰性能について、図１２〜図１６を併せて参照して説明する。

本実施例の緩衝装置３１における振動減衰性能は下記式１で示される。ただし、τ：せん断応力、Ｔ：ねじりモーメント、ｄ：螺旋渦巻きバネ３２の線径、Ｇ：横弾性係数、Ｌ：螺旋渦巻きバネ３２の軸線方向長さである。
τ＝１６Ｔ／πｄ３＝φｄＧ／２Ｌ ・・・（１）
また、本実施例における螺旋渦巻きバネ３２の温度―減衰特性を計測した結果を示す図１２から分かるように、本実施例のＦｅ−Ａｌ制振合金は、雰囲気温度が上昇しても減衰特性は大きな減少を見せず、ほぼ同一のレベルを維持している。

また、日本国内の自動車メーカーＡ社、Ｂ社、Ｃ社、Ｄ社、Ｅ社の各社で求められている制振性に関する諸条件は、図１３〜図１６の各エンジン回転数と振動の変位量との相関関係の分布図に示される。図１３〜図１６のエンジン回転数と振動の変位量との相関関係では、Ａ社の条件分布位置を白ひし形記号で示し、Ｂ社の条件分布位置を白三角記号で示し、Ｃ社の条件分布位置を上白三角記号で示し、Ｄ社の条件分布位置を下白三角記号で示し、Ｅ社の条件分布位置を白丸記号でそれぞれ示す。

図１３〜図１６に示されるように、いずれの自動車メーカーであっても、通常使用されるエンジン回転数２０００〜４０００ｒｐｍ、高速回転であっても約６０００ｒｐｍ付近で振動の減衰性能が大きく期待されていることが理解される。

また、螺旋渦巻きバネ３２は、Ｆｅ−Ａｌ制振合金からなる線材を渦巻状に成形して構成されるので、背景技術で説明したような微細な無機繊維を取り扱う必要が解消され、無機繊維を所定繊維長に切断する工程での繊維長の管理や最終製品への加工における加工工程などにおける寸法精度の高精度の管理の困難さが解消される。これにより、寸法精度が向上され、緩衝装置３１の制振性の精度及び安定性の向上を図ることができる。

さらに、Ｆｅ−Ａｌ制振合金から形成される螺旋渦巻きバネ３２は、Ｆｅ−Ａｌ制振合金自体が従来の制振金属よりも格段に振動の減衰係数が大きいことから、カラー部材３９から螺旋渦巻きバネ３２に伝達された振動は、制振合金自身の大きな振動減衰性能に基づいて振幅が減衰される。これにより、制振合金自身で、大きな制振作用を実現することができる。

以上のように、制振性を向上することができるとともに、制振性がバラつくことなく安定化させることのできる緩衝装置３１を用いて、相互に交差する方向にそれぞれ延びるコルゲート形状が形成された１枚または複数枚のアルミニウム合金板で構成し、立体形状をなすヒートインシュレータ３を振動源であるエキマニ１のボルト用ボス３４に取付けることにより、熱の放散及び振動の伝達を抑制することのできるヒートインシュレータ３を構成することができる。

詳しくは、コルゲート形状を押し潰して略平板形状の押し潰し部３ｂを形成し、相互に交差するいずれか一方の方向が立体形状を構成する主要な稜線相当部位に対して交差する方向に定められたヒートインシュレータ３の押し潰し部３ｂを第１保持部３６で保持して、緩衝装置３１でボルト用ボス３４に取付けることにより、自動車等のエンジン２及びエキマニ１からの熱の放散及び振動の伝達を抑制することのできるヒートインシュレータ３を構成することができる。

また、ヒートインシュレータ３を、制振性の高い上述の緩衝装置３１で取付けるため、熱源であるエンジン２及びエキマニ１からの熱の放散を防止するとともに、振動源でもあるエンジン２及びエキマニ１からの振動をヒートインシュレータ３に伝達することを防止できる。

したがって、例えば、振動減から入力された振動に対してヒートインシュレータ３自体が共振する場合と比較して、制振性の高い状態でヒートインシュレータ３を取付けることができる。

また、ヒートインシュレータ３を相互に交差する方向にそれぞれ延びるコルゲート形状が形成された１枚または複数枚のアルミニウム合金板で構成するため、変形加工性の高いヒートインシュレータ３を構成することができる。したがって、例えば複雑な形状のエンジン２及びエキマニ１であっても、それらの形状に応じた形状のヒートインシュレータ３を形成できる。また、それらの形状に応じた形状のヒートインシュレータ３を取付けできるため、エンジン２及びエキマニ１からの熱の放散をより確実に防止することができる。

さらに、相互に交差する方向を、直交するＹ方向及びＸ方向とするとともに、コルゲート形状を、それぞれがＹ方向に沿って延びる隆起部１２１と谷部１２２とがＸ方向に交互に繰り返され、隆起部１２１は、Ｙ方向に沿って、頂部１２１ａと底部１２１ｂとが谷部１２２から立上って交互に配列され、谷部１２２は、Ｙ方向に沿って、平坦部１２２ａと凹部１２２ｂとが交互に配列され、頂部１２１ａは、谷部１２２から略逆台形状に立上がる一対の側壁と、側壁の先端が相互に連結されて形成される比較的平坦な頂部とで構成するとともに、頂部１２１ａは内曲しており、頂部１２１ａの基端部よりも先端部のほうが幅広になり、底部１２１ｂは、平坦部１２２ａからそれぞれ立上がる一対の側壁と、側壁の先端を相互に連結した凹状の凹部１２２ｂとで構成され、頂部１２１ａ及び凹部１２２ｂ、並びに底部１２１ｂ及び平坦部１２２ａが、Ｘ方向に沿ってそれぞれ断続的に連なるように形成することにより、ヒートインシュレータ３の形状加工性をさらに向上することができる。したがって、より取付け対象であるエンジン２及びエキマニ１の形状にマッチした形状を容易に形成することができる。したがって、エンジン２及びエキマニ１からの熱の放散をさらに確実に防止することができる。

また、本実施例の変形例として、カラー部材３９、螺旋渦巻きバネ３２、グロメット３３及びヒートインシュレータ３の材料で、電食の発生を防止すべく相互にイオン化傾向が近接している材料で構成してもよい。このような構成であっても、上述の作用効果と同一の作用効果に加えて、緩衝装置３１の耐食性を向上することができ、緩衝装置３１の長寿命化を図ることができる。

詳しくは、カラー部材３９、螺旋渦巻きバネ３２、グロメット３３及びヒートインシュレータ３は、相互にイオン化傾向が近接している材料で構成するため、イオン化傾向が大きく異なる材料間において発生する異種金属間腐食、いわゆる電食の発生を防止することができる。つまり緩衝装置３１の耐食性を向上することができ、緩衝装置３１の長寿命化を図ることができる。

したがって、腐食による保持部の保持力の低下や、螺旋渦巻きバネ３２の弾性低下等の緩衝装置３１における制振性に影響を与えるおそれのある機能低下を防止することができ、緩衝装置３１の製品信頼性を向上することができる。

また、本実施例の緩衝装置３１は、自動車のエンジン２に装着されるエキマニ１用のヒートインシュレータ３に関連して説明されたが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、例えば、車体の底部をカバーするアンダーカバー等の自動車の他の部位に装着される種々の用途のカバー類の取付に実施してもよい。また、自動車以外の種々の用途のカバー類の取付に実施できるものである。

以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明の振動側対象部材は、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４に対応し、
以下同様に、
連結対象部材及び金属製カバーは、ヒートインシュレータ３に対応し、
緩衝部材は、螺旋渦巻きバネ３２に対応し、
結合部材は、グロメット３３に対応し、
締結部材は、取付ボルト６に対応し、
締結部材挿通部は、ボルト孔４０に対応し、
緩衝部材保持部及び嵌着凹部は、嵌合凹部４１に対応し、
内燃機関は、エンジン２に対応し、
排気経路は、エキマニ１に対応し、
押し潰し対象部位は、押し潰し部３ｂに対応し、
第１方向は、Ｘ方向に対応し、
第２方向は、Ｙ方向に対応し、
第１起立部は、頂部１２１ａに対応し、
第２起立部は、底部１２１ｂに対応するも、この発明は、前述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、カラー部材３９において、第２保持部３７、連結部３８及び第１保持部３６は、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４の側からこの順序で配置したが、エキマニ１に設けたボルト用ボス３４の側から第１保持部３６、連結部３８及び第２保持部３７を配置してもよい。

本発明は、自動車のエキマニ用のヒートインシュレータの取付け用のフローティング構造を有するマウントとして利用可能である。

１…エキマニ
２…エンジン
３…ヒートインシュレータ
３ｂ…押し潰し部
６…取付ボルト
３１…緩衝装置
３２…螺旋渦巻きバネ
３２ａ…カラー部材装着部
３２ｂ…被保持部
３３…グロメット
３４…ボルト用ボス
３６…第１保持部
３７…第２保持部
３８…連結部
３９…カラー部材
４０…ボルト孔
４１…嵌合凹部
１２１…隆起部
１２２…谷部
１２１ａ…頂部
１２１ｂ…底部
１２２ａ…平坦部
１２２ｂ…凹部
Ｐ…ピッチ角
Ｓ…隙間

Claims (9)

1. 振動源である振動側対象部材と連結対象である連結対象部材との間に配置し、前記振動側対象部材と前記連結対象部材とを連結するとともに、前記振動側対象部材から前記連結対象部材への振動の伝達を緩衝する緩衝装置であって、
   前記振動を緩衝する緩衝部材、該緩衝部材及び前記連結対象部材とを結合する結合部材、並びに、前記振動側対象部材に締結する締結部材と前記緩衝部材との間に介在させるカラー部材で構成し、
   前記結合部材を、
   前記緩衝部材を外囲するとともに、
   該連結対象部材を径外側に保持する第１保持部と、
   該緩衝部材を径内側に保持する第２保持部と、
   前記第１保持部と前記第２保持部とを連結する連結部とで構成し、
   前記緩衝部材を、渦巻方向に沿って高さ方向に徐々に変化する螺旋渦巻き状の線材で構成し、
   前記カラー部材の装着を許容するカラー部材装着部を、前記螺旋渦巻き状における径方向中心部に備えるとともに、前記第２保持部に保持される被保持部を、前記螺旋渦巻き状における径方向外側部に備えるとともに、
   前記振動側対象部材に対して、前記被保持部が前記カラー部材装着部より離れる向きで配置し、
   前記カラー部材を、
   前記締結部材の挿通を許容する締結部材挿通部を径内側に備えるとともに、前記カラー部材装着部を保持する緩衝部材保持部を径外側に備えた
   緩衝装置。
2. 前記螺旋渦巻き状のピッチ角を５度以下で形成した
   請求項１に記載の緩衝装置。
3. 前記カラー部材装着部及び前記被保持部を円弧形状で形成し、
   前記第２保持部を平面視円形で形成し、
   前記カラー部材を円筒状に形成するとともに、前記緩衝部材保持部を前記円筒状の側面において前記カラー部材装着部の嵌着を許容する嵌着凹部で形成した
   請求項１又は２に記載の緩衝装置。
4. 前記緩衝部材保持部と前記カラー部材装着部との間、前記第２保持部と前記被保持部との間に隙間を設けた
   請求項３に記載の緩衝装置。
5. 前記カラー部材装着部及び前記被保持部を、中心角度が２４０度以上３００度以下の円弧形状で形成した
   請求項３又は４に記載の緩衝装置。
6. 前記緩衝部材を、
   Ａｌ含有量２〜１２重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金を塑性加工し、塑性加工した合金を冷間圧延加工し、冷間圧延加工後の合金を焼鈍することにより平均結晶粒径が２５０μｍ以下になるように製造されるバネ性を有するＦｅ−Ａｌ制振合金からなる線材で構成した
   請求項１乃至５のうちいずれかひとつに記載の緩衝装置。
7. 前記カラー部材、前記緩衝部材、前記結合部材及び前記連結対象部材のそれぞれを、
   電食の発生を防止すべく相互にイオン化傾向が近接している材料で構成した
   請求項１乃至６のうちいずれかひとつに記載の緩衝装置。
8. 相互に交差する方向にそれぞれ延びるコルゲート形状が形成された１枚または複数枚のアルミニウム合金板で構成し、立体形状をなす金属製カバーであって、
   押し潰し対象部位の前記コルゲート形状を押し潰して略平板形状に形成し、
   前記相互に交差するいずれか一方の方向が前記立体形状を構成する主要な稜線相当部位に対して交差する方向に定められるとともに、
   請求項１乃至７のうちいずれかひとつに記載の緩衝装置を用い、
   前記振動側対象部材を内燃機関及び／またはその排気経路で構成するとともに、前記第１保持部で前記押し潰し対象部位を保持する構成とした
   金属製カバー。
9. 前記相互に交差する方向を、直交する第１方向及び第２方向とするとともに、
   前記コルゲート形状を、
   それぞれが前記第１方向に沿って延びる隆起部と谷部とが前記第２方向に交互に繰り返され、
   前記隆起部は、前記第１方向に沿って、第１起立部と第２起立部とが前記谷部から立上って交互に配列され、
   前記谷部は、前記第１方向に沿って、平坦部と凹部とが交互に配列され、
   前記第１起立部は、前記谷部から略逆台形状に立上がる一対の側壁と、前記側壁の先端が相互に連結されて形成される比較的平坦な頂部とで構成するとともに、前記第１起立部は内曲しており、前記第１起立部の基端部よりも先端部のほうが幅広になり、
   前記第２起立部は、平坦部からそれぞれ立上がる一対の側壁と、側壁の先端を相互に連結した凹状の凹部とで構成され、
   前記第１起立部及び前記凹部、並びに前記第２起立部及び平坦部が、前記第２方向に沿ってそれぞれ断続的に連なるように形成した
   請求項８に記載の金属製カバー。

Images