JPWO2011021306A1 - インシュレータ - Google Patents

Abstract

内燃機関１０のエキゾーストマニホールド１２と間隔をあけて対向して配置されたインシュレータ２０を次のような構成とする。耐熱性を有する金属製の基材２１を有しており、基材２１のエキゾーストマニホールド１２とは対向しない側の外表面２４の第１の領域２４ａには表面処理による表面被覆層が設けられておらず、第２の領域２４ｂには表面処理による表面被覆層２５が設けられている。基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａは、基材２１の外表面２４に近接して配置された周辺部品に対向する領域とされる。この場合、基材２１の材質がアルミニウムまたはアルミニウム合金とされ、基材２１の外表面２４への表面処理が黒色アルマイト処理とされる。

Description

本発明は、内燃機関の排気系部品と間隔をあけて対向して配置されるインシュレータに関する。

インシュレータは、例えば、内燃機関の排気マニホールドや、排気管、触媒コンバータなどのような排気系部品と間隔をあけて対向して配置される遮熱用の部材である。インシュレータによって、排気系部品からの輻射熱が排気系部品の周辺に配置された部品へ伝播されることが抑制され、周辺部品の熱害が抑制される。また、インシュレータは、周辺部品の熱害対策としてだけではなく、騒音対策や、振動対策としても用いられる。

インシュレータは、耐熱性を有する金属製の基材を有している。インシュレータの基材は、例えば、アルミニウムや、アルミニウム合金などによって形成される。インシュレータの性能を高めるために、従来では、インシュレータの基材表面に各種の表面処理を施すことが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１，２には、インシュレータの基材表面に皮膜（表面被覆層）を形成することで、インシュレータの熱輻射率（熱放射率）を変更することが示されている。インシュレータの熱輻射率を高める表面処理としては、例えば、インシュレータの基材表面の表面色を黒色にする黒色処理などがある。このような黒色処理としては、例えば、特許文献１，３に示される黒色塗装処理や、特許文献２に示される黒色アルマイト処理などがある。

また、インシュレータの基材表面に皮膜（表面被覆層）を形成することで、インシュレータの強度を高めることが知られている。インシュレータの強度を高める表面処理としては、例えば、硬化処理などがある。このような硬化処理としては、例えば、アルマイト処理などがある。なお、特許文献４には、インシュレータの基材表面に機械加工を行うことによって、インシュレータの強度を高めることが示されている。

インシュレータに関するその他の従来技術として、例えば、特許文献５，６に記載された技術がある。特許文献５には、インシュレータのボルト取り付け部に緩衝材を設け、振動抑制機能を向上させることが示されている。特許文献６には、インシュレータと排気マニホールドとの間の隙間に伝熱材、断熱材などを設け、排気マニホールドの各部における温度を一様に調整することが示されている。

特開平６−３３６９２３号公報 実開平５−４７３３９号公報 特公平３−６２７９８号公報 特開２００４−９２５４３号公報 特開２００４−３６０４９６号公報 特開２００８−２４０５８９号公報

ところで、インシュレータの基材の外表面の全域に対して、上述のような表面処理を行って表面被覆層を形成すると、さまざまな問題が発生する可能性がある。

問題点の一例を挙げれば、インシュレータの基材の熱輻射率を高めるために、インシュレータの基材の外表面の全域に黒色処理を行うと、インシュレータの基材の外表面の全域において放熱量が増大する。このため、インシュレータに近接して配置された周辺部品、例えば、車両のエンジンルーム内の各種の電装機器類や、ハーネス類、ホース類などの熱害が大きくなってしまうことが懸念される。

また、問題点の一例を挙げれば、インシュレータの強度を高めるために、インシュレータの基材の外表面の全域に硬化処理を行うと、インシュレータの基材の全域において耐歪性が低くなる。このため、排気マニホールド等の振動源からの振動がインシュレータに伝わると、振動による応力を受けやすいインシュレータの基材の外縁部や開口の周縁部において、亀裂等が発生しやすくなることが懸念される。

本発明は、そのような点を考慮してなされたものであり、インシュレータの基材の外表面の全域に表面被覆層を設けるのではなく、特定の領域に対しては表面被覆層を設けないことによって、上述のようなさまざまな不具合の解消を図ることを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、内燃機関の排気系部品と間隔をあけて対向して配置されたインシュレータであって、耐熱性を有する金属製の基材を有しており、上記基材の、上記排気系部品とは対向しない側の外表面の一部の領域には表面処理による表面被覆層が設けられておらず、残りの領域には表面処理による表面被覆層が設けられていることを特徴としている。

上記構成によれば、基材の外表面の全域に表面被覆層を設けるのではなく、特定の領域（一部の領域）に対しては表面被覆層を設けないことによって、基材の外表面の全域に対して表面被覆層を設けた場合に発生するさまざまな不具合を解消することが可能になる。なお、「表面処理」とは、基材に何らかの膜、層などが形成される処理を意味しており、基材にそのような膜、層などが形成されない加工（例えば、機械加工）等を含まない意味である。

ここで、上記表面処理に先立って、基材の外表面の一部の領域にマスキングを行うことが好ましい。このように、上記表面処理に先立って、基材の外表面に部分的にマスキングを行うという簡素な手段によって、表面被覆層が設けられていない一部の領域と、表面被覆層が設けられている残りの領域とを、基材の外表面に容易に形成することができる。なお、マスキングは、「表面処理」には含まれない。

本発明において、基材の外表面への表面処理および基材の外表面の一部の領域の具体的な態様として、次の３つの構成が挙げられる。

（１）上記表面処理は、熱輻射率を高める表面処理であって、上記一部の領域には、上記基材の外表面に近接して配置された周辺部品に対向する領域が含まれている構成（「第１の構成」とする）。

（２）上記表面処理は、強度を高める硬化処理であって、上記一部の領域には、上記基材の外縁部が含まれている構成（「第２の構成」とする）。

（３）上記表面処理は、熱輻射率および強度を高める表面処理であって、上記一部の領域には、上記基材の外表面に近接して配置された周辺部品に対向する領域、ならびに、上記基材の外縁部および上記基材に設けられた開口の周縁部が含まれている構成（「第３の構成」とする）。

まず、上記第１の構成によれば、熱輻射率を高める表面処理が行われない上記一部の領域に、周辺部品に対向する領域が含まれているので、次のような効果が得られる。すなわち、内燃機関の排気系部品等の熱源から輻射された熱の一部は、インシュレータの基材に吸収され、基材の外表面から外部へ輻射（放射）される。基材の外表面の一部の領域では、熱輻射率が残りの領域よりも低くなっているので、一部の領域からの放熱量が、残りの領域からの放熱量に比べ低減される。そして、基材の外表面の全域に表面処理を施した場合に比べて、一部の領域からの放熱量が低減される。これにより、基材の外表面の一部の領域から、一部の領域に近接配置された周辺部品が受ける受熱量を低減することができるので、周辺部品の温度が過度に上昇することを抑制することができ、周辺部品の熱害を抑制することができる。

一方、基材の外表面の残りの領域には、熱輻射率を高める表面処理による表面被覆層が設けられているので、残りの領域から外部への放熱量を大きくすることができる。これにより、インシュレータの放熱性を全体として向上させることができる。

上記第１の構成において、上記基材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、上記表面処理は、黒色アルマイト処理であることが好ましい。

ここでは、上記第１の構成における基材の材質および基材の外表面への表面処理をより具体的に特定している。このように、基材の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、表面処理を黒色アルマイト処理とすることによって、熱輻射率の低い上記一部の領域と、熱輻射率の高い上記残りの領域とを、基材の外表面に容易に形成することが可能になる。

次に、上記第２の構成によれば、強度（硬度）を高める表面処理が行われない上記一部の領域に、基材の外縁部が含まれているので、次のような効果が得られる。すなわち、インシュレータの基材の外表面の一部の領域では、基材の外表面の全域に表面処理を施した場合に比べて、耐歪性が高くなっている。このため、内燃機関の排気系部品等の振動源からの振動がインシュレータの基材に伝達されても、基材の外縁部において亀裂等が発生しにくくなる。これにより、インシュレータの基材の耐久性を確保することができる。

上記第２の構成において、上記基材に開口が形成される場合、上記一部の領域には、上記開口の周縁部も含まれていることが好ましい。

この構成では、内燃機関の排気系部品等の振動源からの振動がインシュレータの基材に伝達されても、基材の開口の周縁部において亀裂等が発生しにくくなる。これにより、インシュレータの基材の耐久性を確保することができる。

上記第２の構成において、上記基材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、上記硬化処理は、アルマイト処理であることが好ましい。

ここでは、上記第２の構成における基材の材質および基材の外表面への表面処理をより具体的に特定している。このように、基材の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、表面処理をアルマイト処理とすることによって、耐歪性の高い上記一部の領域と、強度（硬度）の高い上記残りの領域とを、基材の外表面に容易に形成することが可能になる。

なお、上記第１、第２の構成において、上記基材の上記排気系部品と対向する側の内表面のうち、上記外表面の一部の領域の裏側に位置する領域には表面処理による表面被覆層を設けず、上記内表面のうち、上記外表面の残りの領域の裏側に位置する領域には上記表面処理よる表面被覆層を設けることも可能である。つまり、基材の外表面の特定の領域（一部の領域）だけではなく、基材の内表面の特定の領域（上記一部の領域の裏側に位置する領域）に対しても、同様に表面処理を行わないようにすることも可能である。

次に、上記第３の構成は、上記第１、第２の構成を組み合わせた構成となっている。この第３の構成によれば、上述した第１、第２の構成による効果と同様の効果が得られる。この第３の構成においては、基材の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、基材の外表面への表面処理を黒色アルマイト処理とすることが好ましい。

本発明によれば、インシュレータの基材の外表面の全域に表面被覆層を設けるのではなく、特定の領域に対しては表面被覆層を設けないことによって、基材の外表面の全域に対して表面被覆層を設けた場合に発生するさまざまな不具合を解消することが可能になる。

図１は、第１実施形態における内燃機関のシリンダヘッド、エキゾーストマニホールド、および、インシュレータを概略的に示す分解斜視図である。 図２は、第１実施形態に係るインシュレータの基材の外表面を模式的に示す図である。 図３は、インシュレータと周辺部品との位置関係を模式的に示す図である。 図４は、基材の周辺部品と対向する領域の断面を模式的に示す図である。 図５は、基材の周辺部品から離れた領域の断面を模式的に示す図である。 図６は、基材の外表面に部分的に表面被覆層を形成する際の手順を示すフローチャートである。 図７は、第１実施形態の変形例に係るインシュレータを示す図であって、図４に対応する図である。 図８は、基材の外表面から周辺部品までの距離と周辺部品の表面温度との関係を示す図である。 図９は、第２実施形態に係るインシュレータの基材の外表面を模式的に示す図である。 図１０は、基材の外縁部を含む領域の断面を模式的に示す図である。 図１１は、基材に設けられた開口の周縁部を含む領域の断面を模式的に示す図である。 図１２は、第２実施形態の変形例に係るインシュレータを示す図であって、図１０に対応する図である。 図１３は、第２実施形態の変形例に係るインシュレータを示す図であって、図１１に対応する図である。

１０ 内燃機関
１２ エキゾーストマニホールド
２０ インシュレータ
２１ 基材
２４ 外表面
２４ａ 第１の領域（一部の領域）
２４ｂ 第２の領域（残りの領域）
２５ 表面被覆層

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

以下では、車両に搭載される内燃機関のエキゾーストマニホールドを覆うインシュレータに本発明を適用した例について説明する。

−第１実施形態−
第１実施形態に係るインシュレータ２０について、図１〜図６を参照して説明する。

まず、第１実施形態に係るインシュレータ２０の概略的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態における内燃機関１０のシリンダヘッド１１、エキゾーストマニホールド１２、および、インシュレータ２０を概略的に示す分解斜視図である。

図１に示すように、内燃機関１０は、直列４気筒型に構成されており、シリンダヘッド１１の側面には、４箇所に排気ポートの開口部１１ａが形成されている。シリンダヘッド１１の下部にはシリンダブロックが、上部にはヘッドカバーがそれぞれ取り付けられるようになっている。

内燃機関１０の排気系には、エキゾーストマニホールド１２、排気管、触媒コンバータ、マフラー（図示省略）などの排気系部品が設けられている。エキゾーストマニホールド１２によって内燃機関１０のシリンダヘッド１１の各排気ポートからそれぞれ排出された排気ガスが集められる。そして、エキゾーストマニホールド１２により集合された排気ガスは、触媒コンバータにより浄化された後、マフラーにより消音されて、外部へ排出されるようになっている。

エキゾーストマニホールド１２は、内燃機関１０の各気筒に対応する４本のブランチ管１２ａと、これらブランチ管１２ａの下流端同士を合流させる合流管１２ｂとを備えている。各ブランチ管１２ａの上流端には、フランジ１２ｃが溶接等の手段によって一体的に取り付けられている。このフランジ１２ｃをシリンダヘッド１１の側面に取り付けることで、エキゾーストマニホールド１２がシリンダヘッド１１に一体的に取り付けられるようになっている。また、合流管１２ｂの下流端には、フランジ１２ｄが溶接等の手段によって一体的に取り付けられている。このフランジ１２ｄを介してエキゾーストマニホールド１２が下流側の排気管に接続されるようになっている。

エキゾーストマニホールド１２の外側には、遮熱機能、遮音機能、振動抑制機能等を有するインシュレータ２０が設けられている。インシュレータ２０は、エキゾーストマニホールド１２の上側部分を上方から覆うような形状とされている。インシュレータ２０は、エキゾーストマニホールド１２と間隔をあけて対向して配設されている。インシュレータ２０は、ボルト止め等の手段によってエキゾーストマニホールド１２に取り付けられている。

インシュレータ２０は、耐熱性を有する金属製の基材２１を備えている。この実施形態では、インシュレータ２０は、１枚の基材２１によって構成されている。基材２１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる薄肉の部材とされている。基材２１には、エキゾーストマニホールド１２の合流管１２ｂが曲がる向きと同じ方向に突出する突出部２１ａが設けられている。なお、以下では、基材２１の両面のうち、エキゾーストマニホールド１２と対向する側の面を内表面２３と言い、エキゾーストマニホールド１２とは対向しない側の面を外表面２４と言う（図４等参照）。

この実施形態の特徴部分は、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４の全域に表面処理を行うのではなく、特定の領域に対しては表面処理を行わない点にある。詳細には、基材２１の外表面２４の一部の領域には、熱輻射率（熱放射率）を高める表面処理による表面被覆層が設けられていないが、残りの領域には、熱輻射率を高める表面処理による表面被覆層２５が設けられていることを特徴としている。以下、この特徴部分について図２〜図６を参照して詳しく説明する。

図２〜図５に示すように、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４には、表面被覆層が形成されていない第１の領域２４ａと、表面被覆層２５が形成されている第２の領域２４ｂとが含まれている。第２の領域２４ｂは、基材２１の外表面２４のうち、第１の領域２４ａを除いた領域となっている。

第１の領域２４ａは、上述の一部の領域に相当し、この第１の領域２４ａには、熱輻射率を高める表面処理は行われていない。第１の領域２４ａでは、図４に示すように、基材２１の外表面２４が外部に現れている。

第１の領域２４ａは、基材２１の外表面２４に近接して配置された周辺部品（単に「周辺部品」と言う）に対向する領域となっている。周辺部品は、図３に示す例では、車両のステアリング装置のインターミディエイトシャフト３０、ベローズ管３１などとなっている。図３に示す例では、インシュレータ２０の基材２１がインターミディエイトシャフト３０等と所定の間隔をあけて対向するように、基材２１に凹陥部２１ｂが形成されている。凹陥部２１ｂは、突出部２１ａの付け根の部分に設けられている。この場合、凹陥部２１ｂの外表面を含む領域が、上記第１の領域２４ａとなっている。

第２の領域２４ｂは、周辺部品から離れた領域となっている。第２の領域２４ｂは、上述の残りの領域に相当し、この第２の領域２４ｂには、熱輻射率を高める表面処理が行われている。この表面処理により、図４、図５に示すように、表面被覆層２５が第２の領域２４ｂに形成されている。

ここで、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４の特定の領域に対し表面処理を行わないために、図６に示すように、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４に対する表面処理に先立ってマスキング工程（ステップＳＴ１１）が行われる。マスキング工程では、基材２１の外表面２４のうち、表面処理を行わない領域の表面上にマスキングが行われる。マスキングは、例えば、マスキングテープ等を表面処理を行わない領域の表面上に貼り付けることによって行うことが可能である。

このようなマスキング工程の後、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４に対する表面処理工程（ステップＳＴ１２）に移行する。表面処理工程では、マスキングが行われていない領域には表面処理が施され、マスキングが行われた領域には表面処理が施されないようになっている。そして、表面処理を行った後、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４からマスキングを取り外す。「表面処理」とは、基材２１に、例えば、表面被覆層２５のような何らかの膜、層などが形成される処理を意味しており、そのような膜、層などが形成されない加工（例えば、機械加工）等を含まない意味である。なお、マスキングは、ここでで言う「表面処理」には含まれない。

この実施形態では、熱輻射率を高める表面処理として、黒色アルマイト処理が行われる。黒色のアルマイト処理は、陽極酸化処理（アルマイト処理）によりＡｌ₂Ｏ₃の酸化皮膜を形成し、そのＡｌ₂Ｏ₃の酸化皮膜を黒色に着色する処理である。この場合、Ａｌ₂Ｏ₃の酸化皮膜は多孔質皮膜であるため、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃の酸化皮膜に黒色染料を吸着させることによって、Ａｌ₂Ｏ₃の酸化皮膜を黒色に着色することが可能である。

そして、黒色アルマイト処理をインシュレータ２０の基材２１の外表面２４に行うのに先立って、基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａにマスキングが行われる。このため、マスキングが行われている第１の領域２４ａには、黒色アルマイト処理が行われないのに対し、マスキングが行われていない第２の領域２４ｂには、黒色アルマイト処理が行われる。これにより、図４、図５に示すように、基材２１の外表面２４の第２の領域２４ｂには、黒色に着色された表面被覆層２５が形成される。一方、図４に示すように、基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａには表面皮膜層が形成されず、表面色が光沢色（例えばシルバー）の基材２１の外表面２４が外部に現れている。

これにより、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４には、表面色が光沢色の第１の領域２４ａと、表面色が黒色の第２の領域２４ｂとが設けられることになる。表面色が光沢色の第１の領域２４ａでは、表面色が黒色の第２の領域２４ｂよりも、熱輻射率が低くなっている。なお、インシュレータ２０の基材２１の内表面２３には、マスキングを行ってないため、内表面２３の全域に表面被覆層２５が形成されることになる。

この実施形態では、熱輻射率を高める表面処理が行われない上記第１の領域２４ａに、周辺部品に対向する領域が含まれているので、次のような効果が得られる。

エキゾーストマニホールド１２等の熱源から輻射された熱の一部は、インシュレータ２０の基材２１に吸収され、基材２１の外表面２４から外部へ輻射（放射）される。インシュレータ２０の基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａでは、熱輻射率が第２の領域２４ｂよりも低くなっているので、第１の領域２４ａからの放熱量が、第２の領域２４ｂからの放熱量に比べ低減される。そして、基材２１の外表面２４の全域に表面処理を施した場合に比べて、第１の領域２４ａからの放熱量が低減される。これにより、基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａから周辺部品が受ける受熱量を低減することができるので、周辺部品の温度が過度に上昇することを抑制することができ、周辺部品の熱害を抑制することができる。

一方、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４の第２の領域２４ｂには、黒色に着色された表面被覆層２５が設けられているので、第２の領域２４ｂから外部への放熱量が増大される。これにより、インシュレータ２０の放熱性を全体として向上させることができる。

また、この実施形態では、インシュレータ２０の基材２１の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、基材２１の外表面２４への表面処理を黒色アルマイト処理としているので、熱輻射率の低い第１の領域２４ａと、熱輻射率の高い第２の領域２４ｂとを、基材２１の外表面２４に容易に形成することができる。しかも、黒色アルマイト処理を行うに先立ち、基材２１の外表面２４に部分的にマスキングを行うという簡素な手段によって、熱輻射率の低い第１の領域２４ａと、熱輻射率の高い第２の領域２４ｂとを、基材２１の外表面２４に容易に形成することができる。

以上では、周辺部品の例としてステアリング装置のインターミディエイトシャフト３０等を挙げたが、周辺部品は、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４に近接して配置されるものであれば、特に限定されない。このような周辺部品としては、例えば、各種の電装機器類、ハーネス類、ホース類などがある。

また、熱輻射率を高める表面処理は、黒色アルマイト処理以外の処理であってもよい。例えば、黒色塗装処理をインシュレータ２０の基材２１の外表面２４に行ってもよい。黒色塗装処理をインシュレータ２０の基材２１の外表面２４に行う場合にも、黒色塗装処理に先立って、基材２１の外表面２４の第１の領域２４ａにマスキングを行えばよい。

以上では、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４の特定の領域に熱輻射率を高める表面処理を行わない例を挙げたが、基材２１の外表面２４の特定の領域だけではなく、基材２１の内表面２３の特定の領域に対しても、熱輻射率を高める表面処理を行わないようにすることも可能である。具体的には、図７に示すように、基材２１の内表面２３のうち、外表面２４の第１の領域２４ａの裏側に位置する領域２３ａには、黒色アルマイト処理による表面被覆層を設けないようにすればよい。そして、基材２１の内表面２３のうち、外表面２４の第２の領域２４ｂの裏側に位置する領域２３ｂには、黒色アルマイト処理よる表面被覆層２５を設けるようにすればよい。この場合、インシュレータ２０の基材２１の両表面２３，２４に対する黒色アルマイト処理に先立って、基材２１の両表面２３，２４の特定の領域２３ａ，２４ａの表面上にマスキングを行えばよい。

この変形例の場合にも、上述した実施形態の場合と同様に、インシュレータ２０の放熱性を全体として向上させつつ、周辺部品の熱害を抑制できるという効果が得られる。ここで、図８には、周辺部品の熱害抑制効果に関する実験データを示している。この実験データは、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４からゴムホースまでの距離とゴムホースの表面温度との関係を示している。周辺部品としては、ゴムホースを使用している。２点鎖線は、この変形例の場合、つまり、基材２１の両表面２３，２４の特定の領域に表面被覆層を形成しない場合（両表面がシルバーの場合）を示している。破線は、上述した実施形態の場合、つまり、基材２１の外表面２４の特定の領域に表面被覆層を形成しない場合（外表面がシルバー、内表面が黒の場合）を示している。実線は、比較例の場合、つまり、基材２１の両表面２３，２４の全域に表面被覆層を形成した場合（両表面が黒の場合）を示している。

図８から分かるように、インシュレータ２０の基材２１の外表面２４から周辺部品までの距離が短くなるほど、周辺部品の表面温度は高くなっている。言い換えれば、周辺部品が基材２１の外表面２４に近接して配置されるほど、周辺部品の受ける熱量が大きくなっている。ところが、上述した実施形態の場合、および、この変形例の場合には、比較例の場合よりも周辺部品の表面温度が低下しており、周辺部品が基材２１の外表面２４に近接して配置されるほど、比較例の場合よりも周辺部品の表面温度の低下が大きくなっている。このことから、周辺部品の熱害対策として、インシュレータ２０の基材２１の外表面２３の特定の領域、あるいは、両表面２３，２４の特定の領域に熱輻射率を高める表面処理を行わないことが有効な手段であることが分かる。

−第２実施形態−
第２実施形態に係るインシュレータ１２０について、図９〜図１１を参照して説明する。

この実施形態に係るインシュレータ１２０の概略構成は、上記第１実施形態に係るインシュレータ２０と略同様となっている（図１参照）。インシュレータ１２０の概略構成で上記第１実施形態のインシュレータ２０と異なるのは、インシュレータ１２０の基材１２１に複数の開口１２６が形成されている点である。開口１２６は、内燃機関１０が設置される車両のエンジンルーム内を流れる流通風（例えば、走行風）の導入口、排出口などとなっている。この実施形態では、各開口１２６は、略円形に形成されている。

そして、この実施形態の特徴部分は、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４の全域に表面処理を行うのではなく、特定の領域に対しては表面処理を行わない点にある。詳細には、基材１２１の外表面１２４の一部の領域には、強度（硬度）を高める表面処理による表面被覆層が設けられていないが、残りの領域には、強度を高める表面処理による表面被覆層（表面硬化層）１２５が設けられていることを特徴としている。以下、この特徴部分について図９〜図１１を参照して詳しく説明する。

図９〜図１１に示すように、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４には、表面硬化層が形成されていない第１の領域１２４ａと、表面硬化層１２５が形成されている第２の領域１２４ｂとが含まれている。第２の領域１２４ｂは、基材１２１の外表面１２４のうち、第１の領域１２４ａを除いた領域となっている。

第１の領域１２４ａは、上述の一部の領域に相当し、この第１の領域１２４ａには、強度を高める表面処理は行われていない。第１の領域１２４ａでは、図１０、図１１に示すように、基材１２１の外表面１２４が外部に現れている。

第１の領域１２４ａは、基材１２１の振動による応力を受けやすい領域となっている。振動による応力を受けやすい領域としては、例えば、図１０に示すようなインシュレータ１２０の基材１２１の外縁部１２１ｃ、図１１に示すような基材１２１に設けられた開口１２６の周縁部１２１ｅがある。より詳細には、基材１２１の外縁部１２１ｃは、図１０に示すように、基材１２１の外縁１２１ｄから所定の幅Ｗ１の領域となっている。基材１２１の外縁部１２１ｃの幅Ｗ１は、例えば、１〜５０ｍｍに設定される。また、基材１２１の開口１２６の周縁部１２１ｅは、図１１に示すように、開口１２６の周縁１２１ｆから所定の幅Ｗ２の領域となっている。基材１２１の周縁部１２１ｅの幅Ｗ２は、例えば、１〜５０ｍｍに設定される。

第２の領域１２４ｂは、基材１２１の外縁部１２１ｃおよび開口１２６の周縁部１２１ｅから離れた領域となっている。第２の領域１２４ｂは、上述の残りの領域に相当し、この第２の領域１２４ｂには、強度を高める表面処理が行われている。この表面処理により、図１０、図１１に示すように、表面硬化層１２５が第２の領域１２４ｂに形成されている。

この実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４の特定の領域に対し表面処理を行わないために、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４に対する表面処理に先立ってマスキング工程が行われる（図６参照）。

この実施形態では、強度を高める表面処理として、例えば、アルマイト処理のような硬化処理が行われる。アルマイト処理をインシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４に行うと、基材１２１の外表面１２４にＡｌ₂Ｏ₃からなる表面硬化層１２５が形成される。そして、アルマイト処理をインシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４に行うのに先立って、基材１２１の外表面１２４の第１の領域１２４ａにマスキングが行われる。このため、マスキングが行われている第１の領域１２４ａには、アルマイト処理が行われないのに対し、マスキングが行われていない第２の領域１２４ｂには、アルマイト処理が行われる。これにより、図１０、図１１に示すように、基材１２１の外表面１２４の第２の領域１２４ｂには、表面硬化層１２５が形成される。一方、基材１２１の外表面１２４の第１の領域１２４ａには表面硬化層が形成されず、基材１２１の外表面１２４が外部に現れる。

これにより、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４には、表面硬化層が形成されていない第１の領域１２４ａと、表面硬化層１２５が形成された第２の領域１２４ｂとが設けられることになる。表面硬化層が形成されていない第１の領域１２４ａでは、表面硬化層１２５が形成された第２の領域１２４ｂよりも、強度（硬度）が低くなるが、柔軟性が高くなっており、耐歪性が高くなっている。

この実施形態では、強度（硬度）を高める表面処理が行われない上記第１の領域１２４ａに、振動による応力を受けやすい基材１２１の外縁部１２１ｃおよび開口１２６の周縁部１２１ｅが含まれているので、次のような効果が得られる。

インシュレータ１２０の基材１２１の外縁部１２１ｃおよび開口１２６の周縁部１２１ｅでは、基材１２１の外表面１２４の全域に表面処理を施した場合に比べて、耐歪性が高くなっている。このため、エキゾーストマニホールド１２等の振動源からの振動がインシュレータ１２０の基材１２１に伝達されても、基材１２１の外縁部１２１ｃおよび開口１２６の周縁部１２１ｅにおいて亀裂等が発生しにくくなる。これにより、インシュレータ１２０の基材１２１の耐久性を確保することができる。

また、この実施形態では、インシュレータ１２０の基材１２１の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、基材１２１の外表面１２４への表面処理をアルマイト処理としているので、耐歪性の高い第１の領域１２４ａと、強度の高い第２の領域１２４ｂとを、基材１２１の外表面１２４に容易に形成することができる。しかも、アルマイト処理を行うに先立ち、基材１２１の外表面１２４に部分的にマスキングを行うという簡素な手段によって、耐歪性の高い第１の領域１２４ａと、強度の高い第２の領域１２４ｂとを、基材１２１の外表面１２４に容易に形成することができる。

以上では、インシュレータ１２０の基材１２１に開口１２６が設けられている場合について説明したが、基材に開口が設けられていない場合には、基材の外縁部のみに強度を高める表面処理を行わないようにすればよい。つまり、基材の外縁部のみが上述した第１の領域となる。この場合、表面処理に先立ち、基材の外縁部のみにマスキングを行えばよい。

また、強度を高める表面処理は、アルマイト処理以外の硬化処理であってもよい。この場合にも、硬化処理に先立って、基材１２１の外表面１２４の第１の領域１２４ａにマスキングを行えばよい。

以上では、インシュレータ１２０の基材１２１の外表面１２４の特定の領域に強度を高める表面処理を行わない例を挙げたが、基材１２１の外表面１２４の特定の領域だけではなく、基材１２１の内表面１２３の特定の領域に対しても、強度を高める表面処理を行わないようにすることも可能である。具体的には、図１２、図１３に示すように、基材１２１の内表面１２３のうち、外表面１２４の第１の領域１２４ａの裏側に位置する領域１２３ａには、アルマイト処理による表面被覆層を設けないようにすればよい。そして、基材１２１の内表面１２３のうち、外表面１２４の第２の領域１２４ｂの裏側に位置する領域１２３ｂには、アルマイト処理よる表面硬化層１２５を設けるようにすればよい。この場合、インシュレータ１２０の基材１２１の両表面１２３，１２４に対するアルマイト処理に先立って、基材１２１の両表面１２３，１２４の特定の領域１２３ａ，１２４ａの表面上にマスキングを行えばよい。

この変形例の場合にも、上述した実施形態の場合と同様に、インシュレータ１２０の基材１２１の耐久性を確保することができるという効果が得られる。この場合、基材１２１の外縁部１２１ｃおよび開口１２６の周縁部１２１ｅでは、上述した実施形態の場合よりも、柔軟性が高くなるので、インシュレータ１２０の基材１２１の耐久性をより高めることが可能になる。

−他の実施形態−
本発明は、上記第１、第２実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。

（１）上記第１、第２実施形態を組み合わせた構成に本発明を適用することも可能である。この構成では、インシュレータの基材の外表面の一部の領域には、熱輻射率および強度を高める表面処理が行われておらず、残りの領域には、熱輻射率および強度を高める表面処理が行われている。そして、基材の外表面の一部の領域には、周辺部品に対向する領域、基材の外縁部、および、基材の開口の周縁部が含まれている。この場合、インシュレータの基材の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、基材の外表面への表面処理を黒色アルマイト処理とすることが好ましい。

（２）以上では、インシュレータが１枚の基材のみによって構成されている場合について説明したが、複数枚の基材を有するインシュレータにも本発明を適用することが可能である。例えば、インシュレータを２枚の基材が積層された構成としてもよい。この場合、積層する２枚の基材の隙間に吸音用の部材、振動吸収用の部材等を挟む構成としてもよい。なお、複数枚の基材を有するインシュレータの場合、基材の外表面は、エキゾーストマニホールドと対向しない側の面、つまり、最も外側に配置される基材の外側の面を言う。また、基材の内表面は、エキゾーストマニホールドと対向する側の面、つまり、最も内側に配置される基材の内側の面を言う。

また、基材に対してコルゲート加工等の加工を施したインシュレータにも本発明を適用することが可能である。

（３）以上では、エキゾーストマニホールドの上側を覆うインシュレータに本発明を適用した例を挙げたが、エキゾーストマニホールドの他の部分を覆うインシュレータにも本発明を適用することが可能である。また、エキゾーストマニホールドの略全体を覆うインシュレータに対しても本発明を適用可能である。

また、複数に分割された構成のインシュレータにも本発明を適用することが可能である。例えば、インシュレータを、エキゾーストマニホールドの上側を覆う部分と、エキゾーストマニホールドの下側を覆う部分とに分割された構成とすることが可能である。この場合、インシュレータの分割されたそれぞれの部分に対して、本発明を適用することが可能である。

（４）以上では、エキゾーストマニホールドを覆うインシュレータに本発明を適用した例を挙げたが、エキゾーストマニホールド以外の内燃機関の排気系部品を覆うインシュレータにも本発明を適用することが可能である。このような内燃機関の排気系部品としては、排気管、触媒コンバータ、マフラーなどがある。

本発明は、内燃機関の排気系部品と間隔をあけて対向して配置されるインシュレータに利用することが可能である。

Claims (11)

1. 内燃機関の排気系部品と間隔をあけて対向して配置されたインシュレータにおいて、
   耐熱性を有する金属製の基材を有しており、
   上記基材の、上記排気系部品とは対向しない側の外表面の一部の領域には表面処理による表面被覆層が設けられておらず、残りの領域には表面処理による表面被覆層が設けられていることを特徴とするインシュレータ。
2. 請求項１に記載のインシュレータにおいて、
   上記一部の領域には、上記表面処理に先立ってマスキングが行われることを特徴とするインシュレータ。
3. 請求項１または２に記載のインシュレータにおいて、
   上記表面処理は、熱輻射率を高める表面処理であって、
   上記一部の領域には、上記基材の外表面に近接して配置された周辺部品に対向する領域が含まれていることを特徴とするインシュレータ。
4. 請求項３に記載のインシュレータにおいて、
   上記基材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、
   上記表面処理は、黒色アルマイト処理であることを特徴とするインシュレータ。
5. 請求項３または４に記載のインシュレータにおいて、
   上記基材の上記排気系部品と対向する側の内表面のうち、上記外表面の一部の領域の裏側に位置する領域には表面処理による表面被覆層が設けられておらず、
   上記内表面のうち、上記外表面の残りの領域の裏側に位置する領域には上記表面処理よる表面被覆層が設けられていることを特徴とするインシュレータ。
6. 請求項１または２に記載のインシュレータにおいて、
   上記表面処理は、強度を高める硬化処理であって、
   上記一部の領域には、上記基材の外縁部が含まれていることを特徴とするインシュレータ。
7. 請求項６に記載のインシュレータにおいて、
   上記基材に開口が形成される場合、上記一部の領域には、上記開口の周縁部も含まれていることを特徴とするインシュレータ。
8. 請求項６または７に記載のインシュレータにおいて、
   上記基材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、
   上記硬化処理は、アルマイト処理であることを特徴とするインシュレータ。
9. 請求項６〜８のいずれか１つに記載のインシュレータにおいて、
   上記基材の上記排気系部品と対向する側の内表面のうち、上記外表面の一部の領域の裏側に位置する領域には表面処理による表面被覆層が設けられておらず、
   上記内表面のうち、上記外表面の残りの領域の裏側に位置する領域には上記表面処理よる表面被覆層が設けられていることを特徴とするインシュレータ。
10. 請求項１または２に記載のインシュレータにおいて、
    上記表面処理は、熱輻射率および強度を高める表面処理であって、
    上記一部の領域には、上記基材の外表面に近接して配置された周辺部品に対向する領域、ならびに、上記基材の外縁部および上記基材に設けられた開口の周縁部が含まれていることを特徴とするインシュレータ。
11. 請求項１０に記載のインシュレータにおいて、
    上記基材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、
    上記表面処理は、黒色アルマイト処理であることを特徴とするインシュレータ。

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