JPH0659704B2 - 複合遮熱板 - Google Patents

複合遮熱板

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JPH0659704B2
JPH0659704B2 JP9886791A JP9886791A JPH0659704B2 JP H0659704 B2 JPH0659704 B2 JP H0659704B2 JP 9886791 A JP9886791 A JP 9886791A JP 9886791 A JP9886791 A JP 9886791A JP H0659704 B2 JPH0659704 B2 JP H0659704B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合遮熱板に関し、よ
り詳細には、自動車用複合遮熱板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、乗用車、バン及び軽トラック等の
自動車に使用されている排気装置には高温使用に考案さ
れた数多くの要素が含くまれているのが典型的である。
触媒コンバータ、マフラー及び排気装置パイプの一部等
の装置は、通常の車両運転中でも約４２７°（８００°
Ｆ）以上の高温に達するのが一般てきである。触媒コン
バーターの温度は、長時間のアイドリング中だと約６４
９°（１２００°Ｆ）を超えることもある。
【０００３】車両の客室及び荷室の双方を排気装置から
発生する高温から保護することが非常に重要であるのは
様々な理由から明らかなことである。しかしながら、こ
の数年においては、自動車産業界での全体的な傾向であ
るが、排気装置の熱から乗客と荷物を保護することが一
段と困難になって来ている。
【０００４】燃料節約基準に合致するために、自動車製
造業者は、一般に車両サイズを小型化し且つ形状も流線
形化して来ており、エンジンも１０−１５年も前の大型
で簡単な構造の物に比して高出力で非常な高温で運転さ
れる小型の高性能のエンジンガ搭載されるようになって
いる。更に、汚染物を削減し且つ連邦政府の定める排出
基準に合致するために、高温運転用に特別に考案された
汚染制御装置が車両排気装置に追加されるようになって
来た。
【０００５】
【発明の解決しようとする問題点】以上の如く、最新モ
デルの車両にあっては、旧型モデルに比してエンジン及
び排気装置から発生する熱が一段と多くなり、また、熱
発散のためのスペース確保が一段と困難になって来てい
る。従って、約４２７°にもなる排気管や約６４９°に
もなる触媒コンバーターを車両床から数インチしか離さ
ずに配置することが一般的になっている。ピックアップ
トラックやバンの金属床に触れて乗客がひどい火傷をお
ったとか、荷室が充分に熱遮断されていなかったために
熱で荷物が損傷したとかの報告がなされて来た。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、車両の排気装置から客
室及び荷室へ伝達される熱を効果的に削減する廉価で軽
量の遮熱板を提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、車両排気装置と床間
の限られた空間に装着出来るようにされた改良遮熱板を
提供することである。
【０００８】本発明の更に別の目的は、生産現場にて車
両に装着出来る、もしくは、アフターマーケットの改善
部品として車両に装着出来る改良遮熱板を提供すること
である。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、本発明は、第１の面を有する第１の部品と第２の
面と対向面とを有する第２の熱遮断部品とを含む複合遮
熱板を提供する。この第１及び第２の部品を構成する材
料は、各部品の熱膨張係数が異なるように選択する。
【００１０】
【作用】各部品は、少なくとも第１面の一部が少なくと
も第２面の一部と所定の共通領域上できちんと重なり合
うように配置される。熱を遮熱板に当たるようにするた
めに当該部品の相対移動を選定位置に限定するための手
段が設けられる。部品は、選定位置では相対移動自由と
して、部品の温度変化により選定位置間で第１及び第２
の部品の長さに相違が生じて第１及び第２の部品間の空
間が拡大するようにされる。第１の面の一部と第２の面
の一部との空間を増大すれば遮熱板の遮熱能力が大方改
善されるのは公知である。
【００１１】本発明の好適実施例では、第１の部品は、
遮熱部品より熱膨張係数の大きな熱反射部品である。し
かしながら、本発明は、それに限定されるものではな
い。第１の部品の熱膨張係数が遮熱部品の熱膨張係数よ
り大きくなる必要はなく、実際、本発明の遮熱板の第１
の部品は、熱吸収タイプである。
【００１２】本発明の一適用例では、遮熱板は、車両の
排気装置の放熱要素と客室または荷室間において車両に
取り付ける。遮熱板は、遮熱部品の対向面を車両の床の
下面近傍に取り付けるようにして車両に装着される。遮
熱板が排気装置から放射される熱を受けるから、本発明
では熱を反射し且つ遮熱板の遮熱部品より熱膨張係数が
大きい第１の部品は、遮熱部品から離反し且つ熱源方向
に移動して遮熱板の遮熱能力を増大するようにされてい
る。
【００１３】
【実施例】第１図は、本発明の好適な一実施例を示す。
遮熱板１０は、遮熱部品１２と、熱反射部品１４と、該
熱反射部品と遮熱部品とを堅牢に結合する接着剤１６と
から成る。
【００１４】第１図に示す本発明の実施例では、部品を
構成する材料は、遮熱部品の熱膨張係数が熱反射部品の
熱膨張係数より小さくなるように選定する。遮熱部品１
２は、所定の遮熱特性を提供する任意の堅牢な材料から
形成する。堅牢なシート材料が特に使用され、この点に
おいては、例えば、熱硬化、熱可塑性及び繊維強化複合
シート材料が使用される。本発明の好適実施例では、遮
熱部品は、堅牢な熱硬化シート材料から成る。
【００１５】本発明の最も好適な実施例では、熱硬化シ
ート材料は、例えば、コネチカット州マンチェスターの
リドール（ＬＹＤＡＬＬ）社製の「リセルム１０００
（ＬＹＴＨＥＲＭ １０００）」等のフェノール樹脂シ
ート成形材料である。遮熱部品１２を構成するこの「リ
セルム」シートは、熱伝達率が０．３Ｗ／ｍＫで、熱膨
張係数が３×１０-6／°Ｆであることが好ましい。シー
トは、約１．２ｇ／ｃｃの密度で厚さが２乃至３ｍｍに
なるように成形する。「リセルム」シートは、完全に硬
化され、遮熱部品の面１８、２０は、アウミニウム箔ま
たは耐熱熱反射ペンキ等の耐熱及び熱反射材料でコーテ
ィングされる。本発明の最も好適な実施例では、当該面
１８、２０は、ニュージャージー州プリンストンのソー
ラーエネルギー（ＳＯＬＡＲ ＥＮＥＲＧＹ）社製の輻
射遮断低輻射率コーティングである「ＬＯ／ＭＩＴ−
１」で塗装する。
【００１６】第１図をさらに参照して、熱反射部品１４
は、赤外輻射反射能力を有する任意の適切な材料から成
り、好適には、熱反射部品は、金属シート材料から形成
される。本発明の最もも好適な実施例では、熱反射部品
１４は、厚さ約０．４６ｍｍ（０．０１８インチ）で熱
膨張係数が約１．２２４×１０-5／°Ｆであるアルミニ
ウムシート素材かる形成する。このアウミニウムシート
素材は、熱反射部品１４の面２２、２４がソフトテンパ
ーのミル仕上げとなるように製造される。この要件に見
合うアルミニウムシート素材は、例えば、オハイオ州オ
クラホマシティーのＤＩＹアルミニウム（ＤＩＹ ＡＬ
ＵＭＩＮＵＭ）社（ストック番号０６０１）、ヴァージ
ニア州リッチモンドのイースタン アルミニウム シー
ト アンド イクステゥルージョン（ＥＡＳＴＥＲＮＡ
ＬＵＭＩＵＭ ＳＨＥＥＴ ＡＮＤ ＥＸＴＲＵＳＩＯ
Ｎ）社、及びオハイオ州ウィクリフのメタルフォイルズ
（ＭＥＴＡＬ ＦＯＩＬＳ）（ストック番号ＱＱ−Ａ−
２５０／１）社等から販売されている。
【００１７】第３図において、遮熱板１０は、少なくと
も面２０の一部が共通領域上で少なくとも面２４の一部
と重なり合うように組み合わされる。第３図に示す本発
明の最も好適な実施例では、面２０と２４は、同一の広
がりを持つ。しかしながら、本発明は、それに限定され
るものではなく、異なった面を有する熱反射及び遮熱部
品で構成される遮熱板も添付の請求項の範囲内存するも
のである。
【００１８】選定位置で部品１２と１４の移動を制限す
る手段を設ける。本発明の最も好適な実施例では、熱反
射部品を遮熱部品を共通領域の周囲に沿った選定された
接触部分で、例えば、全周囲に渡り接着剤ビード１６を
施して堅牢に結合することで達成出来る。ニューヨーク
州ウォーターフォードのジェネラル エレクトリック
（ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ）社製のシリコン
接着剤コンストラクション ストック番号ＳＣＳ１００
１等のシリコンコーキング接着剤が特に有益である。ま
た、これに代えて、共通領域の周囲に沿ってリベット、
ネジ、クリップもしくはボルト等のファスナーを使用し
て当該部品を結合しても良い。
【００１９】ここにおいても、本発明は、上記に限定さ
れるものではない。部品が堅牢に結合される選定位置の
選択は、選定位置間の共通領域が少なくとも面２０の一
部が面２４の一部と重なり合う領域上に設けられる限り
大幅に変化してもよい。また、部品１２と１４は、全く
結合される必要もなく、別個の取付け部材を設けて各部
品を互いに所定位置に堅牢に支持するようにしても良
い。
【００２０】再度第１図において、本発明の好適な実施
例では、遮熱板１０は、面２０と２４が隔離するように
組付ける。本発明の最も好適な実施例では、熱反射部品
と遮熱部品間の空間２６は、約０．７９ｍｍ（０．０３
１インチ）から約２．３６ｍｍ（０．０９３インチ）で
ある。部品１２と１４を堅牢に結合するのに接着剤ビー
ドを使用する場合には、接着剤滴１６の厚さを適切な空
間が画定されるように調整する。リベットやネジ等のフ
ァスナーを使用する場合には、適切な空間を得るために
ワッシャーが設けられる。
【００２１】面２０と２４間に空間１６が出来るように
遮熱板を組付けることは、本発明の要件ではない。これ
は、本発明の好適な実施例にすぎず、面２０を面２４の
近傍で且つ面２４に接触させて熱反射部品と遮熱部品と
を組付ける遮熱板も考えられる。
【００２２】第１図及び第２図において、第１図に示す
如く遮熱板を組付けると、部品１２と１４は、共通領域
の周辺で相対移動するのが制限されが、共通領域内では
相対移動が自由になされる。熱が遮熱板に当たると、熱
反射部品１４が、熱膨張係数が高いために、遮熱部品１
２より速い速度で膨張しようとする。しかし、当該部品
は、共通領域の周囲で堅牢に結合されているため熱反射
部品は、遮熱部品に対して面２０と２４に平行な方向に
は単に膨張することが出来ない。熱反射部品が上記方向
へ膨張するのを制限されるために遮熱板に生じる応力
は、共通領域内での面２０と２４間に空間を設けること
で逃がすことが出来る。即ち、熱反射部品１４が遮熱部
品１２から離反するように湾曲して第２図に示す形状に
なる。
【００２３】面２０と面２４間の空間を拡大すれば遮熱
板１０の遮熱能力がそれに応じて向上することが判明し
た。この正確な理由に就いては未だわかっていないが、
現在わかっていることによれば、本発明の改良遮熱特性
を第４図を参照して以下の如く説明出来る。
【００２４】典型的な軽装ピックアップトラックのベッ
ド２８と排気管３０及びマフラー３２を含む該トラック
の排気装置の一部との間に配置した遮熱板１０を第４図
に示す。新型車両一般に就いて前記した如く、トラック
の後車軸上の領域では、排気管３０の温度が約４２７°
以上にもなり、且つ、係る高温の排気管がベッド２８の
下面３４から約５乃至８ｃｍ（数インチ）以内の所を通
過する。マフラーそのものの温度は、約５３８°（１０
００°Ｆ）を超える可能性もある。車両の排気装置とそ
の床間の空間は、一般に限られたものとなるため、本発
明の自動車への応用例で最適のものを第４図に示す。同
図においては、遮熱板１０がベッド２８の下面３４の近
傍に取り付けられている。この取付けは、任意の適切な
取付け手段により行っても良いが、接着剤を用いるか、
もしくは、ネジによりベッド２８を支持するフレーム３
６に遮熱板１０を取り付けるのが好ましい。
【００２５】遮熱板の作用を説明する。排気管及びマフ
ラーからの熱が熱反射部品１４から成るアルミニウムシ
ートに接触すると、入射赤外放射線の多くが車外環境へ
反射して戻される。しかしながら、熱反射部品が吸収し
た微量の赤外線及び対流により温められるので、熱反射
部品が非常に低い率ではあるが式（放熱＝１−反射）に
従って赤外線エネルギーを放熱し始まる。
【００２６】熱反射部品及び遮熱部品間の空間２６が熱
反射部品１４から遮熱部品１２への伝導により流れる熱
の量を最小限にする。前記した如く、空間及び遮熱板全
体の遮熱効果は、遮熱板が熱せられ、遮熱部品から離間
するように湾曲して面２０と面２４との間の空間が増大
した時に大幅に増長される。加えて、遮熱部品の面２０
上の耐熱及び熱反射ペンキまたは箔が入射赤外線の幾分
かを熱反射部品１４に向けて反射する。遮熱部品の低熱
伝導率により該部品が吸収した少量の熱エネルギーの伝
導を最小限にし、面１８上のコーティングが非常に低率
ではあるが赤外線エネルギーをベッド２８に向けて放熱
する。
【００２７】
【発明の効果】本発明の遮熱板の効果は、表１のデータ
から明らかである。表１には、種々のタイプの遮熱板構
造の広範に渡る研究室実験の概要であり、第１の部材１
４が熱吸収する部材である遮熱板が含まれている。遮熱
板の耐用年数に渡り量の車輪が回転することで遮熱板上
へ付着するごみ及びその他の道路上の屑によりアルミニ
ウム面２２が熱反射面から熱吸収性のある面へと変化す
る可能性が少なくとも幾つかは考えられるから、係る遮
熱板のテストは、非常に重要ことである。
【００２８】表１に示す遮熱板は、下記の如き構造であ
った。
【００２９】Ａ．約３０ｃｍ（１２”）×約５３ｃｍ
（２１”）×約０．４６ｍｍ（０．０１８”）厚のリセ
ルムを１．２ｇ／ＣＣの密度に成形し、両方の面を「Ｌ
０／ＭＩＴ−１」なるアルミニウムペンキで塗装して、
約３０ｃｍ（１２”）×約５３ｃｍ（２１”）×約０．
４６ｍｍ（０．０１８”）の磨きの済んだアルミニウム
シートに当該シートの周辺に沿って付したジェネラル
エレクトリック（Ｇ．Ｅ）社製のシリコンコーキング接
着剤によって添付する。尚、シートは、双方のシート間
に約０．７９ｍｍ（０．０３１インチ）の間隙を持たせ
て組み付けられた。 Ｂ．Ａと同様。
【００３０】Ｃ．約３０ｃｍ（１２”）×約５３ｃｍ
（２１”）×約０．４６ｍｍ（０．０１８”）厚のリセ
ルムを１．２ｇ／ＣＣの密度に成形し、両方の面を「Ｌ
０／ＭＩＴ−１」なるアルミニウムペンキで塗装する。
「リセルム」シートを約３０ｃｍ（１２”）×約５３ｃ
ｍ（２１”）×約０．４６ｍｍ（０．０１８”）の磨き
の済んだアルミニウムシートに重ね合わせて且つ全面で
接触するように配置した。当該シートの接着は行わずに
熱が遮熱板に当たったときに互いに独立して膨張するよ
うにした。
【００３１】Ｄ．熱源に面したアルミニウムシートの表
面に黒ペンキでコーティングを施した以外はＣと同様。
【００３２】Ｅ．熱源に面したアルミニウムシートの表
面に黒ペンキでコーティングを施した以外はＣと同様。
【００３３】表１ 熱源約４２７°（８００°Ｆ） 遮熱タイプ 床温度 黒皮亜鉛メッキした従来技術の 約１２７°（２６０°Ｆ） 金属打抜き遮熱板 遮熱板Ａ 約 ７４°（１６５°Ｆ） テストは室内で約３８°（１００°Ｆ）で実施した。
【００３４】 熱源約４２７°（８００°Ｆ） 遮熱タイプ 遮熱板の低温側 遮熱板Ｂ 約 ３１°（ ８８°Ｆ） 遮熱板Ｃ 約 ３４°（ ９４°Ｆ） 遮熱板Ｄ 約 ７０°（１５８°Ｆ） 遮熱板Ｅ 約 ９９°（２１１°Ｆ） テストは室温で実施した。
【００３５】以上、好適実施例を示して説明したが、本
発明の精神と範囲を逸脱しなければ種々の修正及び置換
が可能である。従って、上記は、本発明を一例を以て説
明したものであり、それに限定されるものではないこと
は理解しておくべきことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遮熱板の断面図である。
【図２】熱の当たった時の請求項１の遮熱板の断面図で
ある。
【図３】図１に示す遮熱板の分解斜視図である。
【図４】自動車に取り付けた請求項１の遮熱板の略図で
ある。
【符号の説明】
１２ 遮熱部品 １４ 熱反射部品 １６ 相対移動制限手段 １８ 対向面 ２０ 第２の面 ２４ 第１の面 ２６ 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エル・メイン アメリカ合衆国コネチカット州06256，ノ ース・ウィンダム，ベッドラム・ロード 123

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の面を有する第１の熱反射部品と、
    該第１の部品の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有し且
    つ第２の面及び反対面を有する第２の遮熱部品と、選定
    した位置での前記第１の部品と第２の部品との相対移動
    を制限する手段とを備え、前記第１の部品と第２の部品
    とは、前記第１の面の少なくとも一部が前記第２の面の
    少なくとも一部と周辺を有する共通領域上で整合するよ
    うに配置され、前記第１及び第２の部品の前記移動は、
    前記第１及び第２の部品の温度変化による前記選定した
    位置間での前記第１及び第２の部品の長さの差により前
    記第１及び第２の面間の空間が変化するように、前記選
    定した位置間で制限されないことを特徴とする複合遮熱
    板。
  2. 【請求項２】 第１の面を有する第１の熱反射部品と、
    該第１の部品の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有し且
    つ第２の面及び反対面を有する第２の遮熱部品と、前記
    第１の面の一部分を前記第２の面の一部分に対して隔て
    て保持する手段と、選定した接触位置の各々で前記第１
    の部品の前記第２の部品に対する相対移動を制限するよ
    うに前記第１の部品と第２の部品とを前記選択した接触
    位置で相互に堅牢に結合する手段とを備え、前記第１の
    部品と第２の部品とは、前記第１の面の少なくとも前記
    一部分が前記第２の面の少なくとも前記一部分と周辺を
    有する共通領域上で整合するように配置され、前記第１
    及び第２の部品の前記移動は、前記第１及び第２の部品
    の温度変化による前記選択した位置間での前記第１及び
    第２の部品の長さの差により前記第１及び第２の面間の
    空間が変化するように、前記選択した位置間で制限され
    ないことを特徴とする複合遮熱板。
  3. 【請求項３】 第１の面を有する第１の熱反射部品と、
    該第１の部品の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有し且
    つ第２の面及び反対面を有する第２の遮熱部品と、選定
    した接触位置の各々で前記第１の部品の前記第２の部品
    に対する相対移動を制限するように前記第１の部品と第
    ２の部品とを前記選択した接触位置で相互に堅牢に結合
    する手段とを備え、前記第１の部品と第２の部品とは、
    前記第１の面の少なくとも一部分が前記第２の面の少な
    くとも一部分と周辺を有する共通領域上で接触するよう
    に配置され、前記第１及び第２の部品の前記移動は、前
    記第１及び第２の部品の温度変化による前記選択した位
    置間での前記第１及び第２の部品の長さの差により前記
    第１及び第２の面間の空間が変化するように、前記選択
    した位置間で制限されないことを特徴とする複合遮熱
    板。
  4. 【請求項４】 床を含む客室と該床と隔てて且つその下
    に配置された放熱要素を含む排気装置とを有する自動車
    において、前記放熱要素と前記床間に配置されて前記排
    気装置の前記放熱要素から前記客室への熱伝達を減少す
    る手段を含み、 該手段が複合遮熱板を含み、前記遮熱
    板が、第１の面を有する第１の熱反射部品と、該第１の
    部品の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有し且つ第２の
    面及び前記床に対向する反対面を有する第２の遮熱部品
    と、選定した位置での前記第１の部品と第２の部品との
    相対移動を制限する手段とを備え、該第１の部品と第２
    の部品とは、前記第１の面の少なくとも一部分が前記第
    ２の面の少なくとも一部分と周辺を有する共通領域で整
    合するうように配置され、前記第１及び第２の部品の前
    記移動は、前記第１及び第２の部品の温度変化による前
    記選定した位置間での前記第１及び第２の部品の長さの
    差により前記第１及び第２の面間の空間が変化するよう
    に、前記選定した位置間で制限されないことを特徴とす
    る自動車。
  5. 【請求項５】 第１の面及び非熱反射面を有する第１の
    部品と、該第１の部品の熱膨張係数と異なる熱膨張係数
    を有し且つ第２の面及び反対面を有する第２の遮熱部品
    と、選定した位置での前記第１の部品と第２の部品との
    相対移動を制限する手段とを備え、前記第１の部品と第
    ２の部品とは前記第１の面の少なくとも一部分が前記第
    ２の面の少なくとも一部分と周辺を有する共通領域上で
    整合するように配置され、前記第１及び第２の部品前記
    移動は、前記第１及び第２の部品の温度変化による前記
    選定した位置間での前記第１及び第２の部品の長さの差
    により前記第１及び第２の面間の空間が変化するよう
    に、前記選定した位置間で制限されないことを特徴とす
    る遮熱板。
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