JP6419038B2

JP6419038B2 - ヒートインシュレータ

Info

Publication number: JP6419038B2
Application number: JP2015149997A
Authority: JP
Inventors: 英雄平田; 光司秋山; 潤仁足立; 富喜雄森野; 晃一乃万
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP2017031835A

Description

本発明は、内燃機関の排気管に被せられるヒートインシュレータに関する。

内燃機関にて発生する排気ガスが流通される排気管は比較的高温となる。内燃機関を搭載する自動車等の車両においては、制御機器や車室内を排気管の高温から保護するため、排気管にヒートインシュレータが被せられている。

ヒートインシュレータは、例えば二枚の金属板によって内部に空間を囲い、加締めなどによって二枚の金属板それぞれの縁部を互いに接合して構成される。さらに、二枚の金属板の間の空間に吸音材を収容し、排気ガスが流通されるのに伴って排気管に発生する騒音を減衰させて車室内の静粛性を高めるように構成されたヒートインシュレータも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−６５３６３号公報

内部に空間を囲うように二枚の金属板それぞれの縁部が互いに接合されてなるヒートインシュレータでは、二枚の金属板それぞれの縁部の間に生じた隙間などから二枚の金属板の間に水が浸入する場合がある。浸入した水は、車体や排気管に固定されるヒートインシュレータの固定部などであって二枚の金属板の表面が互いに密接した密接部に滞留し易い。

滞留水は、内燃機関の稼働時には排気管の高熱に晒されて気化し、また、内燃機関の停止時には冷却されて液化し、寒冷地においてはさらに固化し、内燃機関の稼働及び停止に合わせて、密接部で状態変化を繰り返す。そして、密接部での滞留水の繰り返しの状態変化に伴う体積変化に起因して、二枚の金属板の接合部に繰り返し負荷が作用する。このため、二枚の金属板の接合部が破損する虞があった。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、その目的は、ヒートインシュレータの耐久性を高めることにある。

本発明の一態様のヒートインシュレータは、内燃機関の排気管に被せられるヒートインシュレータであって、内部に空間を囲って互いに接合された二枚の板材を備え、前記二枚の板材それぞれの表面が互いに密接しており、前記空間に隣設された密接部と、前記密接部から前記二枚の板材の外部に通じる気液流通経路と、を有し、前記気液流通経路は、前記密接部において前記二枚の板材のうち少なくとも一方の板材に凹設され、前記空間に達する一つ以上の溝と、前記空間から前記二枚の板材の外部に通じる部分経路と、を含む。

本発明によれば、ヒートインシュレータの耐久性を高めることができる。

本発明の実施形態を説明するための、ヒートインシュレータを備える車両の一例の模式図である。図１の車両のヒートインシュレータの概略構成を示す斜視図である。図２のヒートインシュレータの斜視図である。図２のヒートインシュレータの分解斜視図である。図３におけるＶ−Ｖ線断面図である。図３におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。

図１及び図２は、本発明の実施形態を説明するための、ヒートインシュレータ及びヒートインシュレータを備える車両の一例を示す。

車両１において、エンジン２は車両前部に設置されており、エンジン２にて発生する排気ガスが流通されるエキゾーストパイプ３は、ダッシュロアパネル４及びフロアパネル５の裏側（車室内側とは反対側）でエンジン２から車両後部に引き回されている。

ヒートインシュレータ１０は、図示の例では、エキゾーストパイプ３のダッシュロアパネル４に沿う部分に被せられており、ダッシュボードに設置される制御機器や車室内をエキゾーストパイプ３の高温から保護する。

なお、ヒートインシュレータ１０の設置箇所は図示の例に限られるものではない。例えば、ヒートインシュレータ１０はエキゾーストパイプ３のフロアパネル５に沿う部分に被せられてもよい。

車両１の排気系統は、二つのエキゾーストマニホールド６によってエンジン２の近傍で二系統に集約されおり、エキゾーストマニホールド６それぞれからエキゾーストパイプ３が並行して延びている。

ヒートインシュレータ１０は、エキゾーストパイプ３それぞれに被せられており、エキゾーストパイプ３のダッシュロアパネル４側に向く後面部、及び並行するもう一方のエキゾーストパイプ３側とは反対側に向く一方の側面部を覆い、エキゾーストパイプ３に沿って設置されている。

なお、ヒートインシュレータ１０の構成は図示の例に限られるものではない。例えば、排気系統が一つのエキゾーストマニホールド６によってエンジン２の近傍で一系統に集約され、一本のエキゾーストパイプ３がダッシュロアパネル４に沿って引き回される場合もあり、この場合に、ヒートインシュレータ１０は、エキゾーストパイプ３のダッシュロアパネル４側に向く後面部、及び両側面部を覆ってもよい。

図３から図６は、ヒートインシュレータ１０の構成を示す。

ヒートインシュレータ１０は、互いに重ね合される第１板材１１及び第２板材１２を備える。第１板材１１及び第２板材１２は、外形状が略同じに形成されており、一方の第２板材１２の縁部には、縁に沿って適宜な間隔をあけて複数の加締め片１３が突設されている。第１板材１１の縁部を第２板材１２の縁部との間に挟むようにして加締め片１３が加締められ、第１板材１１の縁部と第２板材１２の縁部とは互いに接合されている。第１板材１１及び第２板材１２としては、例えば鋼やアルミニウム合金などの金属板が用いられる。なお、第１板材１１と第２板材１２との接合部位及び接合方法は縁部の加締めに限られず、縁部や縁部より内側などの適宜な部位をリベットなどの締結部材を用いて締結してもよい。

接合された第１板材１１と第２板材１２との間には空間１４が囲われている。図示の例では、空間１４は、エキゾーストパイプ３の一方の側面部を覆うヒートインシュレータ１０の部位の内部に広がっている。

本例では、ヒートインシュレータ１０は、空間１４に収容される吸音材１５をさらに備える。ヒートインシュレータ１０がエキゾーストパイプ３に被せられた状態でエキゾーストパイプ３に面する第２板材１２には、空間１４に連通する多数の吸音孔１６が形成されている。吸音材１５としては、例えばグラスウールなどからなる繊維質シートや、発泡樹脂などからなる多孔質シートなどが用いられる。

ヒートインシュレータ１０は、排気ガスが流通されることに伴ってエキゾーストパイプ３に発生する騒音を、吸音孔１６を通して空間１４に取り込み、空間１４に収容されている吸音材１５によって減衰させる。これにより、車室内の静粛性が高められる。

また、エキゾーストパイプ３のダッシュロアパネル４側に向く後面部を覆うヒートインシュレータ１０の部位には、ヒートインシュレータ１０をエキゾーストパイプ３又は車体に固定するためのボルト（不図示）が挿通される固定孔１７が形成されている。そして、固定孔１７の周囲には、第１板材１１の表面と第２板材１２の表面とが互いに密接した密接部１８が設けられている。

隣り合う加締め片１３の間で第１板材１１の縁部と第２板材１２の縁部との間に生じた隙間を通し、また、第２板材１２に多数の吸音孔１６が形成されている本例のヒートインシュレータ１０では吸音孔１６を通して、第１板材１１と第２板材１２との間に水が浸入する場合がある。ヒートインシュレータ１０には密接部１８から外部に通じる気液流通経路が設けられ、浸入した水が密接部１８に滞留することが抑制されている。

本例では、気液流通経路の一つとして、密接部１８において第１板材１１及び第２板材１２のうち少なくとも一方の板材に形成された一つ以上の貫通孔を含み、図示の例では、第１板材１１に三つの貫通孔２０が設けられている。

また、本例では、気液流通経路の一つとして、密接部１８において第１板材１１及び第２板材１２のうち少なくとも一方の板材に凹設され、密接部１８に隣設されている空間１４に達する一つ以上の溝と、空間１４から外部に通じる部分経路とを含み、図示の例では、第２板材１２に溝２１が設けられている。

空間１４から外部に通じる部分経路は、第１板材１１及び第２板材１２それぞれの縁部の間に生じた隙間であって空間１４に達する隙間で構成することができる。第１板材１１及び第２板材１２それぞれの縁部の間に生じる隙間を部分経路とする場合に、図示の例のように、第１板材１１及び第２板材１２それぞれの縁部に不整合部２２を設けて空間１４に達する隙間を意図的に形成するようにしてもよい。不整合部２２は、例えば第１板材１１及び第２板材１２それぞれの縁部における屈曲部分など、形状が比較的急峻に変化する変化部分に好適に設けることができる。

また、空間１４から外部に通じる部分経路は、第１板材１１及び第２板材１２のうち少なくとも一方の板材に形成された貫通孔で構成することができ、本例のヒートインシュレータ１０では、第２板材１２に形成された吸音孔１６を部分経路としての貫通孔とすることができる。

第１板材１１と第２板材１２との間に浸入した水が毛管現象などによって密接部１８に浸透しているものとして、エンジン２の稼働時には、ヒートインシュレータ１０がエキゾーストパイプ３の高熱に晒され、密接部１８に浸透している水が気化する。

気化に伴って体積増加した蒸気は、第１板材１１に形成された貫通孔２０を通して外部に放出される。また、蒸気は、第２板材１２に形成された溝２１を経て空間１４に流入し、空間１４から外部に通じる不整合部２２の隙間や吸音孔１６を通して外部に放出される。

エンジン２の停止時には、ヒートインシュレータ１０が冷却され、第１板材１１と第２板材１２との間に残る蒸気が液化する。密接部１８に浸透していた水が気化してなる蒸気は、上記のとおり密接部１８から外部又は空間１４に放出されており、密接部１８に蒸気が残っていたとしても、その蒸気が液化してなる水の量は気化する前に密接部１８に浸透していた水の量に比べて削減されており、密接部１８に水が滞留することが抑制される。なお、空間１４に残る蒸気が液化してなる水は、不整合部２２の隙間や吸音孔１６を通して外部に排出される。

このように、密接部１８に浸透した水が気化してなる蒸気は密接部１８から放出されるので、蒸気が行き場なく密接部１８に滞留して密接部１８に過大な内圧が作用することが抑制され、第１板材１１の縁部と第２板材１２の縁部とを接合する加締め片１３に作用する負荷が軽減される。そして、密接部１８に水が滞留することが抑制されるので、密接部１８における滞留水の繰り返しの状態変化に起因して加締め片１３に繰り返し負荷が作用することが回避される。以上により、ヒートインシュレータ１０の耐久性を高めることができる。

上述したヒートインシュレータ１０の構成は例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜な変形や変更を施すことが可能である。例えば、上述したヒートインシュレータ１０では、密接部１８から外部に直接通じる気液流通経路としての貫通孔２０と、密接部１８から空間１４を経て外部に通じる気液流通経路としての溝２１及び吸音孔１６、並びに溝２１及び不整合部２２とが設けられているが、これらの気液流通経路はそれぞれ単独で設けられていてもよく、又は複数組み合わされて設けられていてもよく、いずれの場合でも、上述したヒートインシュレータ１０と同様にして、耐久性を高めることができる。

１車両
２エンジン（内燃機関）
３エキゾーストパイプ（排気管）
４ダッシュロアパネル
５フロアパネル
６エキゾーストマニホールド
１０ヒートインシュレータ
１１第１板材
１２第２板材
１３加締め片
１４空間
１５吸音材
１６吸音孔
１７固定孔
１８密接部
２０貫通孔
２１溝
２２不整合部

Claims

内燃機関の排気管に被せられるヒートインシュレータであって、
内部に空間を囲って互いに接合された二枚の板材を備え、
前記二枚の板材それぞれの表面が互いに密接しており、前記空間に隣設された密接部と、
前記密接部から前記二枚の板材の外部に通じる気液流通経路と、
を有し、
前記気液流通経路は、
前記密接部において前記二枚の板材のうち少なくとも一方の板材に凹設され、前記空間に達する一つ以上の溝と、
前記空間から前記二枚の板材の外部に通じる部分経路と、
を含むヒートインシュレータ。
請求項１記載のヒートインシュレータであって、
前記気液流通経路は、前記密接部において前記二枚の板材のうち少なくとも一方の板材に形成された一つ以上の貫通孔を含むヒートインシュレータ。
請求項１又は２記載のヒートインシュレータであって、
前記空間に収容される吸音材をさらに備え、
前記二枚の板材のうち排気管側に配置される一方の板材には前記空間に通じる多数の吸音孔が穿設されており、
前記部分経路は、前記吸音孔を含むヒートインシュレータ。
請求項１から３のいずれか一項記載のヒートインシュレータであって、
前記二枚の板材それぞれの縁部には、隙間を開けて前記空間に達する一つ以上の不整合部が設けられており、
前記部分経路は、前記不整合部の隙間を含むヒートインシュレータ。