(57)【要約】  熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータが提供される。アイソレータはハウジングとワッシャとを含む。ハウジングは、中央開口を取囲み、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延在し、第１の端部と第２の端部との間に中間部を含む。ハウジングは蛇行形状を有する。ハウジングの第１の端部および中間部は、それらの間にワッシャをクランプする。ハウジングの第２の端部および中間部は、それらの間に熱シールドをクランプする。ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。アイソレータは、オプションとして、熱源へのアイソレータの取付けを容易にするために、ワッシャの中央開口に沿って配置されたカラー部材を備える。
2018516332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータであって、
中央開口を取囲むハウジングを備え、前記ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延在し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間部を含み、
前記ハウジングの前記第１の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、前記第１の端部と前記中間部との間に第１の環状ポケットを形成し、前記第１の環状ポケットは前記中央開口の方を向いており、
前記ハウジングの前記第２の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、前記第２の端部と前記中間部との間に第２の環状ポケットを形成し、前記第２の環状ポケットは、前記熱シールドを受入れるために前記中央開口とは反対の方向を向いており、前記アイソレータはさらに、
前記ハウジングの前記第１の環状ポケット内に受入れられた外周から、前記熱シールドを前記熱源に接続する締結具を受入れるための前記中央開口まで、径方向に延在するワッシャを備え、
前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含む、アイソレータ。
【請求項２】
前記ハウジングの前記第１の端部、前記第２の端部、および前記中間部は互いに平行に延在し、
前記第１の端部は径方向内側に曲がっており、
前記第２の端部は径方向外側に曲がっており、
前記ワッシャの前記外周は、前記ハウジングの前記第１の端部と前記中間部との間でクランプされている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項３】
前記ハウジングはアルミニウムで形成されており、
前記ワッシャは鋼鉄で形成されている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項４】
前記ワッシャは、前記中央開口を与える内径を有し、
前記内径は複数のタブを含み、各タブは、隣接のタブから溝によって隔てられている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項５】
前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、
前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項６】
前記ワッシャの前記外周は、径方向外側に向かって延在する複数のタブによって作られ、
前記タブは、前記ハウジングの前記第１の環状ポケット内に受入れられている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項７】
前記貫通口は、前記ワッシャの残りの本体部にくっついた材料のタングを含む、部分的に穴あけされた開口として設けられている、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項８】
前記ワッシャは少なくとも１つのビードを含む、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項９】
前記ワッシャに施されたセラミックコーティングを備える、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項１０】
前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材を備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持する、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項１１】
前記上側カラーは、前記中央開口に沿って軸方向に延在する内側ネックを含み、
前記上側カラーは、前記内側ネックから、前記ワッシャの上面に沿って径方向外側に向かって延在し、
前記下側カラーは、前記中央開口に沿って長手方向に延在する外側ネックを含み、
前記下側カラーは、前記外側ネックから、前記ワッシャの下面に沿って径方向外側に向かって延在する、請求項１０に記載のアイソレータ。
【請求項１２】
前記上側カラーと前記下側カラーとは別個の部材であり、
前記下側カラーの前記外側ネックは、前記上側カラーの前記内側ネックの径方向外側に配置されている、請求項１１に記載のアイソレータ。
【請求項１３】
前記上側カラーと前記下側カラーとは材料の単一部材を含む、請求項１１に記載のアイソレータ。
【請求項１４】
前記ワッシャと前記カラー部材との間に、空気で満たされた空間を備える、請求項１０に記載のアイソレータ。
【請求項１５】
前記カラー部材は少なくとも１つのビードを含む、請求項１０に記載のアイソレータ。
【請求項１６】
前記ハウジングの前記第１の端部、前記第２の端部、および前記中間部は互いに平行に延在し、
前記第１の端部は径方向内側に曲がっており、
前記第２の端部は径方向外側に曲がっており、
前記ワッシャの前記外周は、前記ハウジングの前記第１の端部と前記中間部との間でクランプされており、
前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられており、
前記ハウジングはアルミニウムで形成されており、
前記ワッシャは鋼鉄で形成されており、
前記アイソレータは、前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材をさらに備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持し、
前記上側カラーは、前記中央開口に沿って軸方向に延在する内側ネックを含み、
前記上側カラーは、前記内側ネックから、前記ワッシャの上面に沿って径方向外側に向かって延在し、
前記下側カラーは、前記中央開口に沿って長手方向に延在する外側ネックを含み、
前記下側カラーは、前記外側ネックから、前記ワッシャの下面に沿って径方向外側に向かって延在する、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項１７】
締結具によって熱源に取付けるための熱シールドアセンブリであって、
内周によって与えられた貫通口を含む熱シールドと、
前記熱シールドと前記熱源との間で熱および振動を低減させるために、前記熱シールドの前記貫通口内に受入れられたアイソレータとを備え、前記アイソレータは、
中央開口を取囲むハウジングを含み、前記中央開口は、前記熱シールドの前記貫通口と軸方向に位置合わせされており、
前記ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延在し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間部を含み、
前記ハウジングの前記第１の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、前記第１の端部と前記中間部との間に第１の環状ポケットを形成し、前記第１の環状ポケットは前記中央開口の方を向いており、
前記ハウジングの前記第２の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、前記第２の端部と前記中間部との間に第２の環状ポケットを形成し、前記第２の環状ポケットは、前記中央開口とは反対の方向を向いて、前記熱シールドの前記内周を受入れており、前記アイソレータはさらに、
前記ハウジングの前記第１の環状ポケット内に受入れられた外周から、前記熱シールドを前記熱源に接続する締結具を受入れるための前記中央開口まで、径方向に延在するワッシャを含み、
前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含む、熱シールドアセンブリ。
【請求項１８】
前記ワッシャは、前記中央開口を取囲む金属材料で形成された中央リングと、複数の列の前記貫通口とを含み、
前記複数の列の前記貫通口は、前記中央リングの径方向外側に配置され、前記金属材料の別のリングによって隣接の列から隔てられている、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記熱源への前記アイソレータの取付けを容易にするために、前記ワッシャの前記中央開口に沿って配置されたカラー部材を備え、
前記カラー部材は、上側カラーから下側カラーまで軸方向に延在して、前記上側カラーと前記下側カラーとの間に前記ワッシャを維持する、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータを製造する方法であって、
外周から中央開口まで径方向に延在するワッシャを提供するステップを含み、前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から前記熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含み、前記方法はさらに、
前記中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含み、前記ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで延在し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間部を含み、前記方法はさらに、
前記第１の端部が径方向内側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第１の端部と前記中間部との間に前記ワッシャの前記外周を配置するステップと、
前記第２の端部が径方向外側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げることによって、前記第２の端部と前記中間部との間に環状ポケットを形成するステップとを含み、前記第２の環状ポケットは、前記熱シールドを受入れるために前記中央開口とは反対の方向を向いている、方法。
【請求項２１】
熱シールドアセンブリを製造する方法であって、
外周から、前記熱シールドアセンブリを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在するワッシャを提供するステップを含み、前記ワッシャは、振動低減を促進するとともに前記熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、前記外周と前記中央開口との間に複数の貫通口を含み、前記方法はさらに、
前記中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含み、前記ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで延在し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間部を含み、前記方法はさらに、
前記第１の端部が径方向内側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第１の端部と前記中間部との間に前記ワッシャの前記外周を配置するステップと、
前記第２の端部が径方向外側に向かって延在するように前記ハウジングを曲げるステップと、
前記ハウジングの前記第２の端部と前記中間部との間に前記熱シールドの内周を配置するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この米国実用特許出願は、２０１５年４月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／１５２，７３０号、２０１５年１１月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／２６０，０３９号、および２０１６年４月２１日に出願された米国実用特許出願第１５／１３４，５６８号の優先権を主張し、これらの出願の内容全体を本明細書に引用により援用する。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、概して熱シールドに関し、より特定的には、熱シールドを取付けるための取付および振動低減装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
内燃機関によって動作する車両および他の装置は、極めて高温の熱を生じさせるさまざまな構成要素を含む。放っておけば、構成要素からの熱が、周囲の構成要素に悪影響を及ぼす可能性がある。たとえば、自動車の車両は、華氏８００度（°Ｆ）〜華氏１２００度（°Ｆ）またはそれ以上の温度に達し得る排気管および触媒コンバータを含む排気装置を備える。したがって、放射熱が近隣の構成要素に影響を及ぼすこと、および、車両の車室に入り込むことを防止するために、排気管および／または触媒コンバータの付近に熱バリア（しばしば、単に熱シールドと呼ばれる）を配置することが公知である。さらに、放射熱が周囲の構成要素（たとえば、電線およびホース）に悪影響を及ぼすことを防止するために、熱シールドは、しばしば車両のエンジン室内に使用される。最近のエンジンパッケージは狭い環境を作り出しているため、高温が当たり前になりつつある。
【０００４】
したがって、熱シールドは、数多くの他の用途の中で、自動車エンジン、発電機エンジン、排気管の部品の熱、音、および振動を遮断するためのますます重要な製品になりつつある。そのような多機能の熱および振動低減シールドは、しばしば、周囲の部品を保護するための高い性能を発揮しながら、比較的狭い空間に収まる必要がある。熱シールドは、典型的には、取付ブラケットによって適所に固定および維持すべき１つ以上の材料層を含む。取付ブラケットは、熱シールドを適所に固定することにおいて重要な役割を果たすだけでなく、熱源から熱シールドへの熱伝達を妨げるとともに、振動を低減させるようにも意図されている。公知の取付ブラケットは構成が複雑で、比較的かさ高く重い場合があり、それによって車両のコストおよび重量が増加し、さらには熱および振動が車両の性能に影響を及ぼすことがある。今までよりもさらに、コスト、重量、および性能は、車両の製造における主な関心事であるため、各々の関心事に好影響を与えるように絶えず改善が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本発明の一局面は、構成を複雑にすることのない、かつ、車両の大きさ、コスト、または重量を大幅に増加させることのない、熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータを提供する。アイソレータはハウジングを含む。当該ハウジングは、中央開口を取囲み、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延在し、第１の端部と第２の端部との間に中間部を有する。ハウジングの第１の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、第１の端部と中間部との間に第１の環状ポケットを形成する。ハウジングの第２の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、第２の端部と中間部との間に第２の環状ポケットを形成する。第１の環状ポケットは中央開口の方を向いており、第２の環状ポケットは、熱シールドを受入れるために中央開口とは反対の方向を向いている。ワッシャは、ハウジングの第１の環状ポケット内に受入れられた外周から、熱シールドを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在する。また、ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。
【０００６】
本発明の別の局面は、締結具によって熱源に取付けるための熱シールドアセンブリを含む。アセンブリは、内周によって与えられた貫通口を含む熱シールドと、熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるために、熱シールドの貫通口内に受入れられたアイソレータとを備える。アイソレータは、中央開口を取囲むハウジングを備える。中央開口は、熱シールドの貫通口と軸方向に位置合わせされている。ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延在し、第１の端部と第２の端部との間に中間部を含む。ハウジングの第１の端部は、径方向内側に向かって延在することによって、第１の端部と中間部との間に第１の環状ポケットを形成する。ハウジングの第２の端部は、径方向外側に向かって延在することによって、第２の端部と中間部との間に第２の環状ポケットを形成する。第１の環状ポケットは中央開口の方を向いている。環状ポケットは、中央開口とは反対の方向を向いており、熱シールドの内周を受入れる。ワッシャは、ハウジングの第１の環状ポケット内に受入れられた外周から、熱シールドを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在する。ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。
【０００７】
また、熱シールドと熱源との間で熱および振動を低減させるためのアイソレータを製造する方法が提供される。この方法は、外周から中央開口まで径方向に延在するワッシャを提供するステップを含む。ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。この方法はさらに、中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含む。ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで延在し、第１の端部と第２の端部との間に中間部を含む。この方法はさらに、第１の端部が径方向内側に向かって延在するようにハウジングを曲げるステップと、ハウジングの第１の端部と中間部との間にワッシャの外周を配置するステップと、第２の端部が径方向外側に向かって延在するようにハウジングを曲げることによって、第２の端部と中間部との間に環状ポケットを形成するステップとを含む。第２の環状ポケットは、熱シールドを受入れるために中央開口とは反対の方向を向いている。
【０００８】
また、本発明は、熱シールドアセンブリを製造する方法を提供する。この方法は、外周から、熱シールドアセンブリを熱源に接続する締結具を受入れるための中央開口まで、径方向に延在するワッシャを提供するステップを含む。ワッシャは、振動低減を促進するとともに熱源から熱シールドへの熱伝達を最小限に抑えるために、外周と中央開口との間に複数の貫通口を含む。この方法はさらに、中央開口を取囲むハウジングを提供するステップを含む。ハウジングは、第１の端部から第２の端部まで延在し、第１の端部と第２の端部との間に中間部を含む。この方法はさらに、第１の端部が径方向内側に向かって延在するようにハウジングを曲げるステップと、ハウジングの第１の端部と中間部との間にワッシャの外周を配置するステップと、第２の端部が径方向外側に向かって延在するようにハウジングを曲げるステップと、ハウジングの第２の端部と中間部との間に熱シールドの内周を配置するステップとを含む。
【０００９】
本発明のこれらのならびに他の特徴および利点は、以下の現在好ましい実施形態および最良の形態の詳細な説明、添付された特許請求の範囲、ならびに添付図面に関連して考慮されると、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の現在好ましい一実施形態に従って構成された熱シールドアセンブリが組立てられた状態の側断面図である。
【図２】部分的に組立てられた状態の熱シールドアセンブリの、図１に類似の図である。
【図３】図１の熱シールドアセンブリの平面図である。
【図４】図１の熱シールドアセンブリの熱および振動取付アイソレータのワッシャの平面図である。
【図５Ａ】本発明の別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの斜視図である。
【図５Ｂ】図５の熱および振動取付アイソレータのワッシャの斜視図である。
【図６Ａ】本発明のさらに別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの斜視図である。
【図６Ｂ】図６の熱および振動取付アイソレータのワッシャの斜視図である。
【図７Ａ】本発明のさらに別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの斜視図である。
【図７Ｂ】図７の熱および振動取付アイソレータのワッシャの斜視図である。
【図７】図６の熱シールドが車両排気管の周りに巻付けられた状態で示される端面図である。
【図８Ａ】本発明のさらに別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの上面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの熱および振動取付アイソレータの底面図である。
【図８Ｃ】図８Ａの熱および振動取付アイソレータのワッシャの平面図である。
【図９】本発明の別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータのワッシャの平面図である。
【図１０Ａ】本発明のさらに別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの熱および振動取付アイソレータの底面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの熱および振動取付アイソレータのワッシャの平面図である。
【図１１Ａ】本発明のさらに別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータの上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの熱および振動取付アイソレータの底面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの熱および振動取付アイソレータのワッシャの平面図である。
【図１２】本発明の別の局面に従って構成された熱および振動取付アイソレータのワッシャの斜視図である。
【図１３】本発明の別の局面に従って構成された、中央開口を与える非円形の内径を有するワッシャの上面図である。
【図１４】図１３のワッシャの斜視図である。
【図１５】図１３のワッシャを含む熱および振動取付アイソレータの斜視図である。
【図１６】別の実施形態に従って構成された熱および振動取付アイソレータの側断面図であって、ワッシャがビード（bead）を含み、熱源への取付けのための締結具が示された図である。
【図１７】ワッシャの中央開口に沿ったカラー（collar）部材を含む、別の例の熱および振動取付アイソレータの側断面図である。
【図１８】カラー部材を含む熱および振動取付アイソレータの一部の斜視図である。
【図１９】カラー部材、およびワッシャのビードを含む熱および振動取付アイソレータの側断面図である。
【図２０】ワッシャにおいて別の外形のビードを含む熱および振動取付アイソレータの一部の斜視図である。
【図２１】カラー部材を含む熱および振動取付アイソレータを示す図である。
【図２２】熱シールドに取付けられた、図２１の熱および振動取付アイソレータを示す図である。
【図２３】熱シールドに取付けられた、図２１の熱および振動取付アイソレータを示す図である。
【図２４】単一部材であるカラー部材を含む熱および振動取付アイソレータの一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態例の詳細な説明
より詳細に図面を参照すると、図１〜図３（図２は部分的に組立てられている）は、本発明の現在好ましい一実施形態に従って構成された熱シールドアセンブリ（以下、アセンブリ１０と呼ぶ）を示す。アセンブリ１０は、振動を低減させるような態様で遮音性を向上させ、重量を最小限に抑え、熱源からアセンブリ１０全体にわたる熱伝導を最小限に抑え、覆いの占有をできる限り小さくするように構成される。アセンブリ１０は、多岐にわたる適用可能な用途を有する。たとえば、内燃機関を有する車両、建設機械、および農機具などが挙げられるが、これらに限定されない。また、アセンブリ１０は、製造および組立てにおいて経済的であり、使用においては寿命が長い。
【００１２】
アセンブリ１０は、互いに固定された熱シールド１２と熱および振動取付アイソレータ（以下、アイソレータ１４と呼ぶ）とを含む。熱シールド１２は、１つ以上の材料層から任意に構成され得て、意図する用途で所望されるような、如何なるサイズ、形状、および構成を呈してもよい。熱シールド１２には、内周１８によって境界が定められた貫通口１６が設けられている。これにより、アイソレータ１４を熱シールド１２に固定することが容易になる。アイソレータ１４は、ワッシャ２０と環状ハウジング２２とを含み、ストレーナとも呼ばれる。ワッシャ２０は、外周２４と、中心軸２８の周囲に延在する中央開口２６とを有する。環状ハウジング２２は、熱シールド１２の貫通口１６内を通って、中心軸２８の周囲に延在する。環状ハウジング２２は、対向する第１および第２の端部３０、３２と、当該第１および第２の端部３０、３２の間に延在する中間部３４とを有する。第１の端部３０は、中間部３４に覆い被さる関係となるように中心軸２８に向かって径方向内側に曲がることによって、中心軸２８に向かって開口する第１の環状ポケット３６を形成する。第１の環状ポケット３６は、中間部３４および第１の端部３０によって両側の境界が定められる。ワッシャ２０の外周２４は、第１の端部３０と中間部３４との間にクランプすなわち挟持されて第１の環状ポケット３６内に固定される。第２の端部３２は、中間部３４に覆い被さる関係となるように中心軸２８とは反対の方向に向かって径方向外側に曲がることによって、中心軸２８とは反対の方向に向かって開口する第２の環状ポケット３８を形成する。第２の環状ポケット３８は、中間部３４および第２の端部３２によって両側の境界が定められる。熱シールド１２の内周１８は、第２の端部３２と中間部３４との間にクランプすなわち挟持されて第２の環状ポケット３８内に固定される。このように、熱シールド１２およびアイソレータ１４は互いに永久に固定される。次いで、熱シールドアセンブリ１０のワッシャ２０は、締結具４２によって、熱源（たとえば、排気管または触媒コンバータ）に取付けられる。締結具４２は、ボルト、ねじ、または別の種類の締結具であってもよい。好ましくは、ワッシャ２０は平均応力がゼロで、この平均の上下に変化する振動で荷重が加えられることになる。ワッシャ２０は、典型的には平坦な外形に近い。このことは、ワッシャ２０の形成に用いる金属材料の強度の最大化に役立つ。なぜなら、材料は、その成形のために加工されることがないからである。ワッシャ２０の降伏強度が高いことによって、疲労寿命が最大限に延びる。
【００１３】
熱シールドアセンブリ１０のワッシャ２０は、好ましくは鋼鉄、より好ましくはステンレス鋼で構成される。しかしながら、たとえばアルミニウムなど、他の金属も使用され得ることが企図される。ワッシャ２０は、外周２４と中央開口２６との間に複数の貫通口４０を備え得る。これにより、振動低減が促進され、重量が最小限に抑えられる。さらに、ワッシャ２０の伝導性が最小限に抑えられることによって、熱源から熱シールド１２への熱伝達（たとえば、熱源上または熱源付近の取付位置（たとえば排気装置の部分）にアセンブリ１０を締結する締結具４２を経由）が最小限に抑えられる。貫通口４０は、如何なる数の形状およびサイズを有するように形成されてもよいことを認識すべきである。たとえば、図５〜図１２に示す、本発明に従って構成された代替的な実施形態で説明するようなものであってもよい。図５〜図１２では、１００の位が足された同じ参照番号を用いて同様の特徴を特定している。
【００１４】
図１〜図１２の例において、ワッシャ２０は、中央開口２６を画定する円形の内径を呈する。しかしながら代替的には、ワッシャ２０は、中央開口２６を画定する非円形の内径を有してもよい。たとえば、ワッシャ２０は、中央開口２６を取囲んで画定する複数のタブ４１を含んでもよい。この場合、各タブ４１は、溝４３によって隣接のタブから隔てられる。図１３および図１４は、非円形の内径を画定するタブ４１および溝４３を含むワッシャ２０の例を示す。図１５は、非円形の内径を有するワッシャ２０が、熱シールドアセンブリ１０の他の構成要素間に配置されたものを示す。
【００１５】
図３および図４の例において、ワッシャ２０は、円形または非円形の中央開口２６を取囲む金属材料で形成された中央リングと、中央リングの径方向外側に配置された複数の列の貫通口４０とを含む。各貫通口４０は、ワッシャ２０の一部に沿って円周方向に延在し、金属材料で形成されたスポークによって、隣接の貫通口４０から円周方向に隔てられている。貫通口４０の各列は、金属材料の別のリングによって、隣接の列から径方向に隔てられている。図３および図４の実施形態では、ワッシャ２０は３列の貫通口４０を含み、各列は５つの貫通口４０および５つのスポークを含む。各スポークの円周方向長さは、各貫通口４０の円周方向長さよりも遥かに短い。
【００１６】
ワッシャ２０は、意図する用途での必要に応じて、如何なる所望の厚みを有するように構成されてもよい。ワッシャ２０は平面状であってもよく、実質的に平面状であってもよく、または、図１６、図１９、および図２０に示すように、階段状領域とも呼ばれる少なくとも１つのビード４４を含んでもよい。ワッシャ２０の外周２４は、円形または非円形に、対称または非対称に形成され得る。これにより、振動低減が最大限に促進され、重量が最小限に抑えられ、かつ、ワッシャの伝導性が最小限に抑えられる。たとえば、図９および図１０Ｃに示すワッシャは、径方向外側に向かって延在するさまざまな構成の耳、すなわちタブ４６を含む。耳４６は、ワッシャのうち、ハウジング２２の第１の端部３０と中間部３４との間にクランプすなわち挟持される実質的に唯一の部分である。これにより、締結具４２と、ワッシャ２０と、ハウジング２２との間の導電路をさらに減少させ、それらの間の熱伝達の可能性を減少させることができる。さらに、図１２に示すように、貫通口４０は、部分的に穴あけされた開口として設けられてもよい。これにより、材料のタング（tang）４８がワッシャ２０の本体にくっついたままである。タング４８は、内径、外径、またはワッシャ２０に沿った別の位置から始まってもよく、タング４８の数は、貫通口４０の数に限定されない。また、タング４８は、円周状、放射状、またはそれら両方の組合せであってもよく、平面に限定されない。タング４８を設けた場合、タング４８は、低減をさらに促進し、ワッシャ２０の剛性を高めることができる。タング４８は、任意の所望のサイズ、形状、向き、および傾斜角を有するように形成され得る。
【００１７】
熱シールドアセンブリ１０のハウジング２２は、好ましくはアルミニウムで構成される。しかしながら、たとえばさまざまな形態の鋼鉄など、他の金属も使用され得ることが企図される。ハウジング２２は軸方向断面が概ね蛇行形状であるように形成されてもよく、見方によってはＳ字型またはＺ字型であってもよい。これにより、ハウジング２２が占有する覆いが最小化され、ハウジング２２をワッシャ２０および熱シールド１２に固定することが容易になる。蛇行形状は、第１の端部３０、第２の端部３２、および中間部３４がアコーディオンのように互いに覆い被さる関係となるように折り重ねられた結果として形成される。
【００１８】
図１５〜図２４に示す他の実施形態例によれば、熱シールドアセンブリ１０は、ワッシャ２０の中央開口２６に沿ったカラー部材５０を含む。これにより、アセンブリ１０を熱源に取付けることが容易になり、熱源１０から熱シールド１２への熱および振動の伝達がさらに減少する。図１５〜図２４に示す実施形態では、カラー部材５０は上側カラー５２と下側カラー５４とを含み、それらの間にワッシャ２０を維持する。上側カラー５２は、中央開口２６に沿って長手方向に延在する内側ネック５６を含む。上側カラー５２は、内側ネック５６から、ワッシャ２０の上面に沿って径方向外側に向かって延在する。また、下側カラー５４は、中央開口２６に沿って長手方向に延在する外側ネック５８を含む。下側カラー５４は、外側ネック５８から、ワッシャ２０の下面に沿って径方向外側に向かって延在する。外側ネック５８は、内側ネック５６の径方向外側に配置される。上側カラー５２の最も外側の径方向端部は、下側カラー５４の最も外側の径方向端部と長手方向にほぼ一直線である。典型的には、軸方向および／または径方向において、ワッシャ２０とカラー部材５０との間には多少の空間がある。その結果、ワッシャ２０は、上側カラー５２と下側カラー５４との間を浮動する。図１５〜図２３の実施形態では、上側カラー５２と下側カラー５４とは別個の部材である。代替的には、図２４に示すように、カラー部材５０は、上側カラー５２および下側カラー５４の両方を含む単一部材を含み得る。
【００１９】
カラー部材５０を備える実施形態では、ワッシャ２０は、クランプされたワッシャ２０に対するカラー５２、５４の浮動の抵抗を制御するために、１つまたは複数のビード４４を含み得る。その結果、熱シールドアセンブリ１０を熱源に位置合わせおよび取付けることがより容易になる。しかしながら、ビード４４は、カラー部材５０を備えない実施形態においても用いられ得る。ビード４４は熱伝導を最小限に抑え、それによってアセンブリ１０の断熱効率を高める。ビード４４は、図１６および図１９に示すような階段状の外形を有してもよいし、または、図２０に示すようなドーム状の外形を有してもよい。ドーム状のビード４４は、ワッシャ２０に沿って、径方向および円周方向に互いに間隔を置いて配置されてもよい。ビードの外形をいくつかのみ示したが、１つまたは複数のビード４４は、代替的に他の外形を有してもよい。たとえば、ワッシャ２０は、角度方向、円周方向に間隔を置いて配置された複数のビード４４を含んでもよい。ビード４４は、リブの形で設けられてもよい。円周方向に形作られた、または径方向に形作られた、またはそれらの組合せのビード４４は、ワッシャ２０における剛性の変化を生み出し、それによって設計の微調整を可能にする。
【００２０】
また、熱シールドアセンブリ１０は、ワッシャ２０に施された耐熱性コーティングを含み得る。これにより、遮断性が向上し、熱源から熱シールド１２への熱伝達が減少する。たとえば、セラミックコーティングがワッシャ２０に施されてもよい。
【００２１】
本発明の別の局面によれば、熱シールドアセンブリ１０を構成するための方法が提供される。この方法は、内周１８によって境界が定められた貫通口１６を有する熱シールド１２を提供するステップと、外周２４と中心軸２８の周囲に延在する中央開口２６とを有するワッシャ２０を提供するステップと、対向する第１および第２の端部３０、３２と当該第１および第２の端部３０、３２の間に延在する中間部３４とを有する環状ハウジング２２を提供するステップとを含む。この方法はさらに、ハウジング２２の第１の端部３０を、中間部３４に覆い被さる関係となるように、径方向内側へ中心軸２８に向かって曲げることによって、第１の環状ポケット３６を形成するステップを含む。第１の環状ポケット３６は、中心軸２８に向かって開口し、第１の環状ポケット３６内にワッシャ２０の外周２４をしっかりと捕える。この方法はさらに、第２の端部３２を、中間部３４に覆い被さる関係となるように、径方向外側へ中心軸２８とは反対の方向に曲げることによって、第２の環状ポケット３８を形成するステップも含む。第２の環状ポケット３８は、中心軸２８とは反対の方向に向かって開口し、第２の環状ポケット３８内に熱シールド１２の内周１８をしっかりと捕える。
【００２２】
図１５〜図２４のアセンブリ１０を形成するために、上記方法はさらに、ハウジング２２をワッシャ２０に対してクランプする前または後に、上側カラー５２と下側カラー５４との間にワッシャ２０を配置するステップを含む。カラー部材５０が、単一部材設計ではなく別個の上側カラー５２と下側カラー５４とを含む場合、上記方法は、カラー５２とカラー５４とを互いに固定するステップも含む。
【００２３】
当然ながら、上述の教示に鑑みて、本発明の多くの変更および変形が可能である。したがって、本発明は、依然として本発明の範囲内でありながら、具体的に説明されたこと以外の態様で実践され得るということを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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