JP3669932B2

JP3669932B2 - 遮熱板用支持装置の緩衝材

Info

Publication number: JP3669932B2
Application number: JP2001068804A
Authority: JP
Inventors: 益彦村田; 和年吉田; 修小黒
Original assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Current assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002266918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明に係る遮熱板用支持装置の緩衝材は、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャー等、運転時に高温となる部分を覆う状態で設置する遮熱板を支持する遮熱板用支持装置に組み込んで、運転時に伝わる振動により、耳障りな異音が発生するのを防止する為のものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンの排気を導く為、このエンジンのシリンダヘッドの側面にその上流端部を接続したエキゾーストマニホールドの温度は、内部を流れる排気の熱により、相当に上昇する。この様に温度上昇したエキゾーストマニホールドから放射される輻射熱から、エンジンルーム内に設けた他の機器等を保護する為に、上記エキゾーストマニホールドをヒートインシュレータと呼ばれる遮熱板により覆い、このエキゾーストマニホールドからの輻射熱が上記他の機器等に伝わるのを防止している。エンジンに過給する為のターボタージャーに関しても同様である。
【０００３】
図５は、この様な遮熱板１の１例を示している。この遮熱板１は、鋼板の単板、或はアルミニウムメッキを施した鋼板により吸音材をサンドイッチした複合板をプレス加工する事により、上記エキゾーストマニホールドを若干の隙間を介在させた状態で覆える様な形状及び大きさに形成している。この様な遮熱板１は、複数個所に設けた円形の取付孔２、２に挿通したボルト、スタッド等の結合部材により、上記エキゾーストマニホールドに設けた取付座等の取付部に支持固定している。
【０００４】
このエキゾーストマニホールドは、エンジンの運転時にエンジン内から出て来る音を放射する為、この放射音に基づいて上記遮熱板１が振動し、耳障りな騒音を発生しない様に、この遮熱板１と上記結合部材との間には、緩衝材を設けている。図６は、この遮熱板１を上記取付部に支持固定する為の遮熱板用支持装置の従来構造の１例を示している。この従来構造では、上記遮熱板１の複数個所に形成した、それぞれが円形である取付孔２の内側に、円筒状のスリーブ３を挿通している。又、この取付孔２の周囲部分には、緩衝ユニットを構成する、本発明の対象となる１対の円環状の緩衝材４、４を、上記遮熱板１を表裏両面側から挟持する状態で配設している。これら各緩衝材４、４は、ステンレス鋼等の、弾性を有する耐熱材製のフィラメントをメリヤス編みで編組して成る素材を円筒状に巻回して中間素材とし、この中間素材を更に軸方向に加圧成形する事により、断面矩形で全体を円環状に形成している。又、上記両緩衝材４、４の外端面（上記遮熱板１と反対側面）には、それぞれ断面Ｌ字形で全体を円輪状に構成したワッシャ５、５を重ね合わせている。図６に示した従来構造の場合には、上記各緩衝材４、４の内径は、上記取付孔２の内径よりも大きく、上記各ワッシャ５、５の内径は、この取付孔２の内径よりも小さい。
【０００５】
上述の様な各部材を組み合わせて成る、従来の遮熱板用支持装置により、上記遮熱板１を上記取付部に支持固定するには、ボルト、スタッド等の、図示しない結合部材を上記スリーブ３に挿通し、この結合部材と、上記取付部に形成したねじ孔（結合部材がボルトの場合）或はナット（結合部材が、上記取付部にその基端部を固定したスタッドである場合）とを螺合し、更に緊締する。この状態で、上記スリーブ３が、上記取付部の外端面とボルトの頭部或はナットとの間で強く挟持されて、この取付部に固定される。同時に、上記各緩衝材４、４が、上記遮熱板１の表裏両面と上記各ワッシャ５、５との間で弾性的に圧縮されて、この遮熱板１が上記取付部に、緩衝的に支持される。
【０００６】
上述した様な従来構造の場合には、取付孔２の内周縁とスリーブ３の中間部外周面とが、緩衝材４を介する事なく、直接対向している。この為、エンジンの運転に伴って発生する振動により、遮熱板１が上記スリーブ３の直径方向にずれ動き、このスリーブ３の中間部外周面と上記取付孔２の内周縁とが当接する可能性がある。それぞれが金属製の剛体である、スリーブ３の中間部外周面と遮熱板１に形成した取付孔２の内周縁とが当接した状態のまま振動が加わると、当接部でびびり音が発生し、乗員や周囲にいる者に不快感を与える為、好ましくない。
【０００７】
【先発明の説明】
この様な不都合を解消できる遮熱板用支持装置として本発明者等は先に、図７に示す様な構造を発明した（特願平１１−２９５２９８号）。この先発明に係る構造では、遮熱板１に形成した円形の取付孔２の内側に、鋼、ステンレス鋼等の金属製で円筒状のスリーブ３を、弾性を有する耐熱材製の緩衝ユニット６を介して支持している。そして、このスリーブ３を挿通した、ボルト或はスタッド等の図示しない結合部材により、上記遮熱板１を、エキゾーストマニホールド等、運転時に高温になる部分に設けた取付部に緩衝的に支持する。又、上記緩衝ユニット６は、それぞれ断面Ｌ字形で全体を円輪状に構成したワッシャ５、５により、軸方向（図７の上下方向）両側から挟持している。これら両ワッシャ５、５の内周縁部に形成した円筒部７の内径は、上記スリーブ３にがたつきなく外嵌自在な大きさとし、同じく外径は、上記取付孔２の内径よりも小さくしている。
【０００８】
上記緩衝ユニット６は、それぞれが円環状で同一形状を有する１対の緩衝材４ａ、４ａを、軸方向（図７の上下方向）に関し互いに対称に配置した状態で組み合わせて成る。上記各緩衝材４ａ、４ａはそれぞれ、断面形状が矩形の主部８の内周縁部のうち、互いに対向する面に環状の凸部９を、反対側の面に環状の凹部１０を、それぞれ形成して成る。このうちの凸部９は上記取付孔２内に入り込む大きさとし、上記凹部１０は、上記円筒部７を挿入自在な大きさとしている。
【０００９】
又、上述の様な遮熱板用支持装置の各緩衝材４ａ、４ａは、外径が０．０８〜０．２０mm、好ましくは０．１０〜０．１５mmのステンレス製フィラメントを編組して成る、図８に示す様な袋帯状の素材１１を巻回する事により、図９に示す様な円筒状の中間素材１２とし、更にこの中間素材１２を加圧成形する事により造る。加圧成形後に得られる上記各緩衝材４ａ、４ａは、見掛け嵩密度を０．１２〜０．２０、好ましくは０．１４〜０．１８にする。尚、上記フィラメントの外径が０．０８mm未満の場合には、このフィラメントの剛性が低くなり過ぎて、上記各緩衝材４ａ、４ａに必要とする弾性を得る事が難しくなり、長期間に亙り十分な制振効果を維持する事が難しくなる。これに対して上記フィラメントの外径が０．２０mmを越える場合には、このフィラメントの剛性が高くなり過ぎて、上記各緩衝材４ａ、４ａの剛性が高くなり過ぎ、制振効果が低くなる。上記外径を０．０８〜０．２０mm、好ましくは０．１０〜０．１５mmに規制すれば、初期から長期間経過後に至るまで、十分な制振効果を得る事ができる。
【００１０】
又、見掛け嵩密度が０．１２未満の場合には、空隙率が高過ぎて、極く軽い力で変形する様になり、上記各緩衝材４ａ、４ａに必要とする弾性を持たせる事が難しくなって、長期間に亙り十分な制振効果を維持する事が難しくなる。これに対して上記見掛け嵩密度が０．２０を越える場合には、空隙率が低過ぎて、変形させる為に要する力が大きくなり、上記各緩衝材４ａ、４ａの剛性が高くなり過ぎ、制振効果が低くなる。上記見掛け嵩密度を０．１２〜０．２０、好ましくは０．１４〜０．１８に規制すれば、初期から長期間経過後に至るまで、十分な制振効果を得る事ができる。更に、上記各緩衝材４ａ、４ａのうち、前記凸部９、９を除く部分の厚さＴ_4aは、図７に示す様に組み立てた状態で２〜５mm、好ましくは３〜４mmとする。この厚さＴ_4aが小さ過ぎた場合には剛性が高くなり過ぎ、大き過ぎた場合には剛性が低くなり過ぎて、何れにしても長期間に亙り十分な制振効果を得る事が難しくなる。
【００１１】
又、組み付け状態での厚さＴ_4aが自由状態での厚さに対する割合は、０．８５〜０．９５程度とする。この割合が小さ過ぎた場合（組み付けに伴う上記各緩衝材４ａ、４ａの圧縮量が大き過ぎた場合）には、これら各緩衝材４ａ、４ａの剛性が高くなり過ぎ、制振効果が低くなる。反対に、上記割合が大き過ぎた場合（組み付けに伴う上記各緩衝材４ａ、４ａの圧縮量が小さ過ぎた場合）には、前記遮熱板１の支持剛性が低くなり過ぎるだけでなく、長期間に亙る使用によって上記各緩衝材４ａ、４ａがへたった場合に、上記遮熱板１ががたつく可能性がある。
【００１２】
上述の様な遮熱板用支持装置の各緩衝材４ａ、４ａは、前記各凸部９を、前記取付孔２の内周縁と前記スリーブ３の中間部外周面との間の環状隙間１３に、この取付孔２の両端開口から挿入し、上記各緩衝材４ａ、４ａの凸部９、９の先端縁同士を、上記環状隙間１３の軸方向中央部で、突き合わせ若しくは近接対向させて、前記緩衝ユニット６を構成している。この様にして上記取付孔２の内側に、上記緩衝ユニット６を介して支持された上記スリーブ３には、ボルト、スタッド等の、図示しない結合部材を挿通し、この結合部材と、上記エキゾーストマニホールド或はターボチャージャーに設けた取付部に形成したねじ孔或はナットとを螺合し、更に緊締する。この状態で上記スリーブ３が、上記取付部の外端面とボルトの頭部或はナットとの間で強く挟持されて、この取付部に固定される。同時に、上記緩衝ユニット６を構成する上記各緩衝材４ａ、４ａが、上記遮熱板１の表裏両面と前記各ワッシャ５、５との間で弾性的に圧縮されて、この遮熱板１が上記取付部に、緩衝的に支持される。尚、上記スリーブ３が、上記取付部の外端面とボルトの頭部或はナットとの間で突っ張る為、上記螺合・緊締作業に伴って、上記各緩衝材４ａ、４ａが過度に圧縮される事はない。
【００１３】
上述の様に構成する先発明の遮熱板用支持装置によれば、上記遮熱板１に形成した取付孔２の内周縁と上記スリーブ３の中間部外周面との間の環状隙間１３内に、上記緩衝ユニット６を構成する１対の緩衝材４ａ、４ａにそれぞれ設けた凸部９、９が存在する。これら各凸部９、９も、これら各緩衝材４ａ、４ａの他の部分と同様、内部に多くの微小隙間を有し弾性変形自在である。この為、上記各凸部９、９が、上記取付孔２の内周縁と上記スリーブ３の中間部外周面とが直接当接する事を防止し、びびり音の発生防止を確実に図れる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した先発明に係る遮熱板用支持装置を構成する緩衝材４ａ、４ａによる緩衝作用を十分に確保する為には、前述した様に、見掛け嵩密度を０．２０以下、好ましくは０．１８以下に抑える必要がある。ところで、上記遮熱板用支持装置の緩衝材４ａは、前述した様に、図８に示す様な袋帯状の素材１１を巻回して図９に示す様な円筒状中間素材１２を造り、更にこの中間素材１２を、図１０に示す様に上型１６と下型１７との間で圧縮成形して成るものである。従って、上記緩衝材４ａの外周面には、上記素材１１を巻回する際の終端縁１４が存在する。そして、この終端縁１４には、溶接等、ほつれ防止の為の処置は施してはいない。この理由は、工程を簡略化して上記緩衝材４ａの製造コストを低く抑える為である。
【００１５】
この様に、上記終端縁１４にほつれ防止の為の処置を施さず、しかも上記緩衝材４ａの嵩密度を低く抑えると、上記遮熱板用支持装置の使用時にこの緩衝材４ａに加わる振動によって、図１１に示す様に、上記終端縁１４がほつれ易く、ほつれた場合には上記緩衝材４ａの耐久性が損なわれてしまう。この様な耐久性低下に結び付くほつれを防止する為には、上記緩衝材４ａの嵩密度を高くするか、上記終端縁１４に、溶接等のほつれ防止の為の処理を施す事が考えられる。但し、嵩密度を高くする事は剛性の向上による制振効果の低下に結び付く為、採用は難しい。又、ほつれ防止処理は上記緩衝材４ａの製造コストの増大に結び付く為、好ましくない。
本発明は、この様な事情に鑑みて、製造コストの増大を抑えつつ、使用時に加わる振動に拘らず、終端縁１４がほつれにくい遮熱板用支持装置の緩衝材を実現すべく発明したものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材は、弾性を有する耐熱材製のフィラメントのみを編組した素材のみを円環状に巻回して成る中間素材を加圧成形する事により、弾性変形自在な密度で全体を円環状に形成したものである。
特に、本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材の場合には、外周面の軸方向中間部に周方向の突条を形成すると共に、この突条部分の見掛け嵩密度の値を０．５以上として、他の部分の見掛け嵩密度の値である０．１２〜０．２０よりも高くしている。
【００１７】
【作用】
上述の様な本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材が、遮熱板用支持装置に組み込まれた状態で、運転時に伝わる振動により、耳障りな異音が発生するのを防止する際の作用は、前述の図６に示した従来の、或は図７に示した先発明に係る遮熱板用支持装置の緩衝材の場合と同様である。
特に、本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材の場合には、外周面の軸方向中間部に周方向の突条を形成すると共に、この突条部分の嵩密度を他の部分の嵩密度よりも高くしている為、製造コストの上昇を抑えつつ、上記遮熱板用支持装置の緩衝材を構成する素材がこの遮熱板用支持装置の緩衝材の外周面部分からほつれる事を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、遮熱板用支持装置の緩衝材４ｂを構成する素材がこの緩衝材４ｂの外周面部分からほつれる事を防止する為、この緩衝材４ｂの形状及び密度を工夫した点にある。この緩衝材４ｂは、前述した先発明に係る遮熱板用支持装置に組み込む緩衝材４ａと同様に、図８に示す様な袋帯状の素材１１を巻回して図９に示す様な円筒状中間素材１２を造り、更にこの中間素材１２を圧縮成形して成るものである。就いては、前述した先発明と同様部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材４ｂの場合には、外周面の軸方向中間部に周方向の突条１５を、全周に亙って形成している。この突条１５は、上記中間素材１２を図１０に示す様に圧縮成形して上記緩衝材４ｂとする際に、この中間素材１２の外径寄り部分の軸方向に関する圧縮量を、他の部分の圧縮量よりも多くする事により形成している。この為に、上記中間素材１２を圧縮成形する為の上型１６の下面外径寄り部分と下型１７の上面外径寄り部分とに、図１０に示す様な突出部１８、１９を全周に亙って形成している。そして、これら両突出部１８、１９同士の間で上記中間素材１２の外径寄り部分を、他の部分よりも余分に圧縮して、上記突条１５を形成する様にしている。この様に、この突条１５を形成するには、上記上型１６及び下型１７に、上記両突出部１８、１９を形成するのみで良く、上記突条１５を設ける事に伴うコスト上昇は僅少である。又、この突条１５の密度により定まる、この突条１５の剛性は、上記各突出部１８、１９の高さを変え、この突条１５の厚さｔを変える事により、任意に調整できる。
【００２０】
本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材４ｂの場合には、この様にして、上記突条１５部分の密度をこの突条１５以外の部分の密度よりも高くしている。尚、この突条１５以外の部分の見掛け嵩密度は、前述した様に、制振効果を確保する面から、０．１２〜０．２０、好ましくは０．１４〜０．１８に規制する。これに対して、上記突条部分１５の見掛け嵩密度は、ほつれ防止の面から、これよりも十分に高く、１に近い値（０．５以上）とする。例えば、上記緩衝材４ｂの外径Ｄが１８〜３０mm、内径Ｒが８〜１５mm、凸部９を除いた部分の厚さＴが３〜８mmとした場合、上記突条１５の厚さｔを０．３〜１．０mm、径方向の幅ｗを０．５〜１．０mm程度とする事が適当である。尚、この様な寸法の緩衝材４ｂを造る場合、上記上型１６と下型１７との間で上記中間素材１２を加圧成形する際に、この中間素材１２の外径寄り部分を構成するフィラメントの一部が、上記両突出部１８、１９の間から径方向内方に逃げる（フローする）。上記各寸法Ｄ、Ｒ、Ｔ、ｔ、ｗは、この様な逃げを考慮した上で、設計的に決定する。
【００２１】
上述の様な本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材４ｂは、前述した先発明の場合と同様、図４に示す様に、スリーブ３、１対のワッシャ５、５と共に緩衝ユニット６ａを構成する。そして、この緩衝ユニット６ａを利用し、遮熱板１をエキゾーストマニホールド等の固定部分２０に、ボルト２１により支持する。このボルト２１を緊締した状態では、上記スリーブ３が上記固定部分２０とワッシャ２２との間で突っ張り、１対の緩衝材４ｂ、４ｂが上記ワッシャ５、５と上記遮熱板１との間で弾性的に圧縮される。この為、この遮熱板１が上記固定部分２０に、緩衝的に支持される。
【００２２】
エンジンの運転時に上記各緩衝材４ｂ、４ｂには、図４に矢印α、βで示す方向の振動が加わる。この為、何らの対策も施していない場合には、前述の図１１に示す様に、緩衝材を構成する素材がこの緩衝材の外周面部分からほつれ易い。これに対して、本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材４ｂの場合には、外周面の軸方向中間部に周方向の突条１５を形成すると共に、この突条１５部分の見掛け嵩密度の値を０．５以上として、他の部分の見掛け嵩密度の値である０．１２〜０．２０よりも高くしている為、製造コストの上昇を抑えつつ、上記緩衝材４ｂを構成する素材がこの緩衝材４ｂの外周面部分からほつれる事を防止できる。この為、この緩衝材４ｂの耐久性向上を図れる。又、上記遮熱板１と上記１対のワッシャ５、５との間部分の見掛け嵩密度（０．１２〜０．２０、好ましくは０．１４〜０．１８）は、先発明の場合と同様に、制振効果の面から最適な値としている為、振動抑制作用が損なわれる事はない。特に、本発明の場合には、上記突条１５以外の部分の見掛け嵩密度を、ほつれ防止を考慮する事なく、単に制振効果を向上させる面から、最適値にできる（低くできる）為、先発明の場合に比べて、更に振動抑制作用の向上を図る事も可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、製造コストの上昇を抑えつつ、遮熱板用支持装置の緩衝材の耐久性を向上させる事ができて、振動音を発生する事なくしかも安定した性能を発揮できる遮熱板用支持装置を、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２のＢ部拡大図。
【図４】本発明の遮熱板用支持装置の緩衝材を組み込んだ遮熱板用支持装置を、組立途中の状態で示す断面図。
【図５】遮熱板の１例を示す斜視図。
【図６】従来構造の１例を示す、図５の拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図７】先発明の実施の形態の１例を示す、図６と同様の図。
【図８】遮熱板用支持装置の緩衝材を構成する為にフィラメントを編組して成る素材の略斜視図。
【図９】この素材を巻回して成る中間素材の略斜視図。
【図１０】この中間素材を軸方向に加圧成形して遮熱板用支持装置の緩衝材とする工程を示す略断面図。
【図１１】この加圧成形により得られた遮熱板用支持装置の緩衝材が、外周側からほつれる状態を示す略斜視図。
【符号の説明】
１遮熱板
２取付孔
３スリーブ
４、４ａ、４ｂ緩衝材
５ワッシャ
６、６ａ緩衝ユニット
７円筒部
８主部
９凸部
１０凹部
１１素材
１２中間素材
１３環状隙間
１４終端縁
１５突条
１６上型
１７下型
１８突出部
１９突出部
２０固定部分
２１ボルト
２２ワッシャ

Claims

弾性を有する耐熱材製のフィラメントのみを編組した素材のみを円環状に巻回して成る中間素材を加圧成形する事により、弾性変形自在な密度で全体を円環状に形成した遮熱板用支持装置の緩衝材であって、外周面の軸方向中間部に周方向の突条を形成すると共に、この突条部分の見掛け嵩密度の値を０．５以上として、他の部分の見掛け嵩密度の値である０．１２〜０．２０よりも高くした遮熱板用支持装置の緩衝材。