JP7444188B2 - 排気管の遮熱構造 - Google Patents

Description

本開示は排気管の遮熱構造に関する。

例えば車両に搭載された内燃機関では、排気管の近くにある周辺部品が排気管の熱で損傷しないよう、排気管の熱を遮断する遮熱板が設けられる。

特開２０１３－１００７５７号公報

しかし近年、内燃機関の出力上昇に伴い排気温度が上昇し、排気管がより高温となる傾向にある。そのため従来の遮熱構造では遮熱性能が不足し、周辺部品の保護が不十分となる可能性がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、遮熱性能を向上した排気管の遮熱構造を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
排気管に固定されたブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられ前記排気管から離間された遮熱板と、
前記遮熱板の外表面部に重ねて設けられた断熱材と、
を備えたことを特徴とする排気管の遮熱構造が提供される。

好ましくは、前記遮熱構造は、前記断熱材の外表面部に重ねて設けられた別の遮熱板をさらに備える。

好ましくは、前記遮熱板、前記断熱材および前記別の遮熱板が前記ブラケットに合わせ止めされる。

好ましくは、前記別の遮熱板は前記遮熱板より薄い。

好ましくは、前記ブラケットは、前記排気管の頂面部と側面部に設けられる。

好ましくは、前記側面部の前記ブラケットには側方に突出するボルトが固定され、前記遮熱板には前記ボルトと係合する下向きの取付板が設けられ、前記取付板には、下方が開放されて前記ボルトに上方から嵌合される切欠溝が形成される。

好ましくは、前記断熱材は、シート状のグラスウールと、前記グラスウールの外表面部に接着されたアルミガラスクロスとを有する。

本開示によれば、遮熱性能を向上することができる。

本開示の実施形態に係る遮熱構造を示す概略斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 遮熱板アセンブリを示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本開示の実施形態に係る遮熱構造の概略図である。本実施形態に係る遮熱構造は内燃機関（エンジン）の排気管に適用される。エンジンは車両に搭載されたディーゼルエンジンであり、車両はバスまたはトラックである。但し車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車であってもよいし、エンジンはガソリンエンジンであってもよい。

便宜上、前後左右上下の各方向を図示する通り定義する。但しこれら各方向が説明の便宜上定められたものに過ぎない点に留意されたい。本実施形態の場合、各方向は車両の各方向と一致する。

符号１は、エンジンの排気が流される排気管を示す。排気管１は概ね前後方向に延びる。この排気管１の付近には図示しない周辺部品が存在する。周辺部品の中には熱に弱いものも存在する。この周辺部品を排気管１の熱から保護するため、遮熱構造１００が設けられている。

なお、特に断らない限り、排気管１の軸方向、半径方向および周方向を単に軸方向、半径方向および周方向という。以下に述べる「外表面」とは、排気管１に向かう方向とは反対の方向に向く表面のことをいう。これに対し、排気管１に向かう方向に向く表面のことを「内表面」という。

遮熱構造１００は、排気管１に固定されたブラケット２と、ブラケット２に取り付けられ排気管１から離間された遮熱板すなわち第１遮熱板３と、第１遮熱板３の外表面部に重ねて設けられた断熱材４とを備える。また遮熱構造１００は、断熱材４の外表面部に重ねて設けられた別の遮熱板すなわち第２遮熱板５をさらに備える。

図２に詳しく示すように、ブラケット２は、金属板（例えば鋼板）を折り曲げて形成され、排気管１の外表面部１Ａに溶接により固定されている。図２に示すような前後方向後方から見たときの断面視において、排気管１の断面形状は円形であり、ブラケット２の断面形状は台形である。ブラケット２は、排気管１の外表面部１Ａの頂面部における前後の２箇所と、側面部の１箇所との計３箇所に、計３つ設けられる。図２はこれらのうち頂面部後方と側面部の２箇所のブラケット２を示す。

頂面部のブラケットを符号２Ａで表し、側面部のブラケットを符号２Ｂで表す。図２に示される頂面部ブラケット２Ａの前方にもう一つの頂面部ブラケット２Ａがある（図１参照）。ブラケット２には、排気管１の半径方向外側に向かって突出するボルト６が予め溶接により固定されている。図２から分かるように、側面部ブラケット２Ｂは頂面部ブラケット２Ａに対し排気管１の軸回りの位相が９０°異なる。

第１遮熱板３は、排気管１の長手方向に沿って前後方向に延びる略長方形状に形成される。第１遮熱板３は、左右方向の中間部の折曲部３Ｄで折り曲げられる。折曲部３Ｄの左側には、頂面部ブラケット２Ａに取り付けられると共に水平に配置される水平部３Ａが形成され、折曲部３Ｄの右側には、折曲部３Ｄから右斜め下に向かって延びる傾斜部３Ｂが形成される。傾斜部３Ｂは水平部３Ａに対し所定の傾斜角θだけ傾斜されている。本実施形態の傾斜角θは約４５°であるが、これに限定されない。図２に示すような前後方向後方から見たときの断面視において、第１遮熱板３の断面形状は広角の逆Ｖ字状である。第１遮熱板３は、排気管１を上方および右斜め上から覆う。

断熱材４は、第１遮熱板３の外表面部３Ｃに重ねて配置される。断熱材４は、シート状である柔軟なグラスウール７と、グラスウール８の外表面部に接着された柔軟なアルミガラスクロス８とを有する二層構造とされる。断熱材４は、第１遮熱板３の熱が外部に放散するのを抑制するインシュレータとして機能する。断熱材４は、第１遮熱板３と同一形状とされ、第１遮熱板３の外表面部３Ｃの全体を覆う。断熱材４は、折曲部２Ｄの位置で第１遮熱板３と同様に折り曲げられる。なお、アルミガラスクロス８は、グラスウール７の飛散防止機能と遮熱機能を有するものであり、同様の機能を有する他の素材に置換されてもよい。

第２遮熱板５は、断熱材４の外表面部４Ａに重ねて配置される。第２遮熱板５も、第１遮熱板３と同一形状とされ、折曲部３Ｄに対応した位置で第１遮熱板３と同様に折り曲げられ、断熱材４の外表面部４Ａの全体を覆う。第２遮熱板５は、左右方向の中間部の折曲部５Ｄで折り曲げられる。折曲部５Ｄの左側には、頂面部ブラケット２Ａに取り付けられると共に水平に配置される水平部５Ａが形成され、折曲部５Ｄの右側には、折曲部５Ｄから右斜め下に向かって延びる傾斜部５Ｂが形成される。傾斜部５Ｂは水平部５Ａに対し等しい傾斜角θで傾斜される。

第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５はブラケット２に合わせ止めされる。これにより断熱材４は、第１遮熱板３と第２遮熱板５との間に挟まれる。

取付部の詳細を述べると、排気管１の頂面部においては、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５に、ボルト６が挿通される挿通穴９，１０，１１がそれぞれ設けられる。第１遮熱板３および第２遮熱板５の挿通穴９，１１にはボルト６が直接挿通される。挿通穴９，１１の内径はボルト６の外径よりも大きい。一方、第１遮熱板３の外表面部３Ｃには、挿通穴９と同一内径で断熱材４と同一厚さのリング状スペーサ１２が、溶接にて固定され、挿通穴９と同軸に配置されている。断熱材４の挿通穴１０にはスペーサ１２が挿入される。挿通穴１０の内径とスペーサ１２の外径は等しい。スペーサ１２は例えば鉄により形成される。

ボルト６の先端部は、第２遮熱板５の挿通穴１１から半径方向外側（上方）に突出される。この突出部分に半径方向外側（上方）からナット１３が締め付けられ、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５がブラケット２に合わせ止めされる。このとき、スペーサ１２がナット１３の締め付けを規制するので、締め付けに伴う断熱材４の潰れや第２遮熱板５の凹みが防止される。

排気管１の側面部においては、こうした合わせ止めは行われず、第１遮熱板３のみが側面部ブラケット２Ｂに取り付けられる。すなわち、第１遮熱板３の傾斜部３Ｂの内表面部にはボルト６と係合する取付板１４が設けられ、取付板１４には、ボルト６に上方から嵌合される切欠溝１５が形成される（図４参照）。

取付板１４は、傾斜部３Ｂの内表面部に重ね合わされ溶接にて固定される固定部１４Ａと、固定部１４Ａの下端で折れ曲がって下方に延びる下向きの取付部１４Ｂとを一体的に有する。この取付部１４Ｂに、下方が開放された逆Ｕ字状の切欠溝１５が形成される。

切欠溝１５が、右側方に突出するボルト６の先端部に上方から嵌合された後、ボルト６の先端部にナット１３が締め付けられる。これにより取付板１４ひいては第１遮熱板３が側面部ブラケット２Ｂに固定される。

一方、図１，図３および図４に示すように、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５は、複数（本実施形態では７本）のリベット１６により一体的に組み付けられる。前記取付部と同様、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５に、リベット１６が挿通される挿通穴１７，１８，１９がそれぞれ設けられる。第１遮熱板３および第２遮熱板５の挿通穴１７，１９にはリベット１６が直接挿通される。挿通穴１７，１９の内径はリベット１６の外径よりも大きい。一方、第１遮熱板３の外表面部３Ｃには、挿通穴１７と同一内径で断熱材４と同一厚さのリング状スペーサ２０が、溶接にて固定され、挿通穴１７と同軸に配置されている。断熱材４の挿通穴１８にスペーサ２０が挿入され、スペーサ２０にリベット１６が挿通される。挿通穴１８の内径はスペーサ２０の外径と等しい。スペーサ２０は例えば鉄により形成される。

挿通穴１７，１９から突出されたリベット１６の両端部が軸方向に圧縮され押し潰されることで、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５が互いに組み付けられる。本実施形態の場合、リベット１６にはポップリベットが用いられる。

図２に示すように、第２遮熱板５は第１遮熱板３より薄くされる。すなわち第２遮熱板５の厚さｔ５は第１遮熱板３の厚さｔ３より小さくされる。これにより軽量化を図ることができる。一方、断熱材４の厚さｔ４は第１遮熱板３の厚さｔ３より大きくされる。本実施形態の場合、ｔ３＝１．２ｍｍ、ｔ５＝０．８ｍｍ、ｔ４＝５ｍｍとされるが、これに限定されない。

図４には、一体化された第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５（遮熱板アセンブリ２１という）と、第２遮熱板５の挿通穴１１と、リベット１６とが示される。第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５の外形は概ね同一である。遮熱板アセンブリ２１も、前記水平部３Ａ，５Ａに対応した水平部２１Ａと、前記傾斜部３Ｂ，５Ｂに対応した傾斜部２１Ｂとを有する。

次に、遮熱構造１００の組立方法を説明する。

まず、遮熱板アセンブリ２１が組み立てられる。このとき、取付板１４とスペーサ１２，２０が溶接によって第１遮熱板３に固定され、次いで第１遮熱板３の外表面部３Ｃ上に断熱材４が重ねて配置される。断熱材４の挿通穴１０，１８をスペーサ１２，２０に嵌合することにより、断熱材４の位置決めを容易に行うことができる。次に、断熱材４の外表面部４Ａ上に第２遮熱板５が重ねて配置される。第２遮熱板５をリベット１６により第１遮熱板３および断熱材４に組み付けることで遮熱板アセンブリ２１が完成する。

このように、第１遮熱板３、断熱材４および第２遮熱板５を一体化して遮熱板アセンブリ２１を形成したことにより、遮熱性もしくは断熱性の高い遮熱構造１００を構築することができる。しかも三者ばらばらの場合に比べて、取り扱いは非常に容易であり、全体の剛性も高められる。第２遮熱板５を第１遮熱板３より薄くしたことにより、剛性を確保しつつ軽量化を達成できる。また第１遮熱板３と第２遮熱板５で断熱材４を挟んだことにより、断熱材４の飛散を抑制できる。

次に、この遮熱板アセンブリ２１を排気管１に取り付ける。このとき、水平部３Ａ，５Ａの挿通穴９，１１とスペーサ１２とを、頂面部ブラケット２Ａのボルト６に上方から嵌合すると共に、切欠溝１５を側面部ブラケット２Ｂのボルト６に上方から嵌合する。これにより、排気管１に対する遮熱板アセンブリ２１の位置決めを容易に行うことができる。特に、頂面部における２本のボルト６への位置決めと、側面部における１本のボルト６への位置決めとを同時に行うことができるので、位置決めを容易かつ迅速に行うことができる。

次に、３本のボルト６にナット１３を締結する。これにより遮熱板アセンブリ２１の組み付けが終了し、遮熱構造１００の組み立てが終了する。

本実施形態では、排気管１の頂面部と側面部に頂面部ブラケット２Ａと側面部ブラケット２Ｂを設け、頂面部ブラケット２Ａに載置する形で遮熱板アセンブリ２１を支持すると共に、側面部ブラケット２Ｂにより遮熱板アセンブリ２１を側方から支持する。これにより、遮熱板アセンブリ２１の支持剛性を十分確保することが可能となり、エンジン等の振動より遮熱板アセンブリ２１が脱落するのを確実に防止できる。

以上述べたように、本実施形態によれば、遮熱構造１００がブラケット２と第１遮熱板３と断熱材４を備えるので、単なる遮熱板しか備えない従来の遮熱構造に比べ、遮熱性能を大幅に向上することができる。

また本実施形態によれば、遮熱構造１００が第２遮熱板５を備えるので、遮熱性能をより向上し、剛性を向上し、断熱材４の飛散を確実に抑制することができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は様々考えられる。

（１）例えば、第２遮熱板５を省略した実施形態も可能である。但し上述の利点により、第２遮熱板５はあった方が有利である。第２遮熱板５を省略した場合、断熱材４は第１遮熱板３に接着等により取り付けることができる。

（２）リベット１６による固定箇所のスペーサ２０は省略してもよい。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 排気管
２ ブラケット
３ 第１遮熱板
３Ｃ 外表面部
４ 断熱材
４Ａ 外表面部
５ 第２遮熱板
６ ボルト
７ グラスウール
８ アルミガラスクロス
１４ 取付板
１５ 切欠溝
１００ 遮熱構造

Claims (5)

1. 排気管に固定されたブラケットと、
   前記ブラケットに取り付けられ前記排気管から離間された遮熱板と、
   前記遮熱板の外表面部に重ねて設けられた断熱材と、
   を備え、
   前記ブラケットは、前記排気管の頂面部と側面部に設けられ、
   前記側面部の前記ブラケットには側方に突出するボルトが固定され、前記遮熱板には前記ボルトと係合する下向きの取付板が設けられ、前記取付板には、下方が開放されて前記ボルトに上方から嵌合される切欠溝が形成される
   ことを特徴とする排気管の遮熱構造。
2. 前記断熱材の外表面部に重ねて設けられた別の遮熱板をさらに備える
   請求項１に記載の排気管の遮熱構造。
3. 前記遮熱板、前記断熱材および前記別の遮熱板が前記ブラケットに合わせ止めされる
   請求項２に記載の排気管の遮熱構造。
4. 前記別の遮熱板は前記遮熱板より薄い
   請求項２または３に記載の排気管の遮熱構造。
5. 前記断熱材は、シート状のグラスウールと、前記グラスウールの外表面部に接着されたアルミガラスクロスとを有する
   請求項１～４のいずれか一項に記載の排気管の遮熱構造。

Images