(57)【要約】【課題】排気系部品からの振動の伝達による共振を抑制可能なヒートインシュレータを提供する。【解決手段】ヒートインシュレータ１に、排気系部品の高温領域を覆う第１のヒートインシュレータ２と、排気系部品の低温領域を覆う第２のヒートインシュレータ３とを備えさせる。第１のヒートインシュレータ２および第２のヒートインシュレータ３を、互いに固有振動数が異なるものとすると共に、それぞれの自由端部分２４，３３同士を板厚方向に所定間隔を存して対向させる。排気系部品の振動がヒートインシュレータ１に伝達される状況において、その振動の周波数が第１のヒートインシュレータ２および第２のヒートインシュレータ３のうちの一方の固有振動数に一致した場合であっても、他方のヒートインシュレータの振動が空気振動によって前記一方のヒートインシュレータの共振を抑えるように作用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系部品を覆うヒートインシュレータにおいて、
前記排気系部品の高温領域を覆うと共に、前記排気系部品に固定された第１のヒートインシュレータと、
前記第１のヒートインシュレータよりも排気ガス流れ方向の下流側に位置し、且つ前記排気系部品において前記高温領域よりも低温となる低温領域を覆うと共に、前記排気系部品に固定された第２のヒートインシュレータとを備え、
前記第１のヒートインシュレータおよび第２のヒートインシュレータは、互いに固有振動数が異なっていると共に、それぞれに備えられた自由端部分同士が板厚方向に所定間隔を存して対向していることを特徴とするヒートインシュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気系部品を覆うヒートインシュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、内燃機関（以下、エンジンという）の排気系部品を覆うヒートインシュレータが知られている。このヒートインシュレータは、排気系部品からの輻射熱が他の部品に伝わることを防止する。また、このヒートインシュレータは、排気系部品にボルト止め等によって支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１８８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気系部品の振動（エンジンから伝達される振動やターボチャージャのタービンハウジングの振動等）がヒートインシュレータに伝達される状況において、その振動の周波数がヒートインシュレータの固有振動数に一致した場合には、このヒートインシュレータが共振して振動および騒音が増大してしまう可能性がある。特に、排気系部品の振動には様々な周波数帯のものが含まれているため、ある周波数帯を外すようにヒートインシュレータの固有振動数を設計しても、その他の周波数帯がヒートインシュレータの固有振動数に一致してしまう可能性があり、前記共振に起因する振動および騒音を抑制することは困難であった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気系部品からの振動の伝達による共振を抑制可能なヒートインシュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の解決手段は、排気系部品を覆うヒートインシュレータを前提とする。このヒートインシュレータに対し、前記排気系部品の高温領域を覆うと共に、前記排気系部品に固定された第１のヒートインシュレータと、前記第１のヒートインシュレータよりも排気ガス流れ方向の下流側に位置し、且つ前記排気系部品において前記高温領域よりも低温となる低温領域を覆うと共に、前記排気系部品に固定された第２のヒートインシュレータとを備えさせる。そして、前記第１のヒートインシュレータおよび第２のヒートインシュレータを、互いに固有振動数が異なるものとすると共に、それぞれに備えられた自由端部分同士を板厚方向に所定間隔を存して対向させる。
【０００７】
この特定事項により、排気系部品の振動がヒートインシュレータに伝達される状況において、その振動の周波数が第１のヒートインシュレータおよび第２のヒートインシュレータのうちの一方のヒートインシュレータの固有振動数に一致した場合であっても、他方のヒートインシュレータの振動に起因する空気振動が前記一方のヒートインシュレータに伝達されることによって、前記一方のヒートインシュレータの共振は抑えられる（共振が打ち消される）。また、排気系部品の振動に様々な周波数帯のものが含まれており、一部の周波数帯が第１のヒートインシュレータの固有振動数に一致し、他の一部の周波数帯が第２のヒートインシュレータの固有振動数に一致した場合であっても、各ヒートインシュレータそれぞれの共振は、相手側のヒートインシュレータの振動に起因する空気振動の伝達によって抑えられる（互いに共振を打ち消し合う）。このようにして、ヒートインシュレータの共振が抑制でき、この共振に起因する振動および騒音の増大を回避することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、互いに固有振動数が異なる２つのヒートインシュレータそれぞれの自由端部分同士を板厚方向に所定間隔を存して対向させている。これにより、ヒートインシュレータの共振を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るヒートインシュレータを示す図である。
【図２】第１のヒートインシュレータと第２のヒートインシュレータとが対向する部分を拡大して示す図である。
【図３】図２におけるIII−III線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの排気系部品を覆うヒートインシュレータに本発明を適用した場合について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るヒートインシュレータ１を示す図である。この図１では、ヒートインシュレータ１によって覆われる排気系部品の一部を仮想線で示している。
【００１２】
図１に示すように、ヒートインシュレータ１は、第１のヒートインシュレータ２と第２のヒートインシュレータ３とを備えている。
【００１３】
第１のヒートインシュレータ２は、エンジンの排気系のうち上流側に配置された排気系部品を覆うものである。具体的に、この第１のヒートインシュレータ２は、ターボチャージャ４１のタービンハウジング（図示省略）およびこのタービンハウジングの下流側に繋がる排気管（図示省略）を覆っている。
【００１４】
また、この第１のヒートインシュレータ２は、アルミニウム合金で成る板金のプレス加工によって形成されていると共に、所定の固有振動数を有するように、その材質に応じた形状に設計されている。前述したように第１のヒートインシュレータ２は、エンジンの排気系のうち上流側に配置された排気系部品を覆っている。つまり、排気系のうち比較的高温となる部分（高温領域）を覆っている。このため、第１のヒートインシュレータ２には高い耐熱性が要求される。この点を考慮して、この第１のヒートインシュレータ２は、耐熱性の高いアルミニウム合金によって形成されている。
【００１５】
また、この第１のヒートインシュレータ２は、複数箇所がボルト止めによって排気系部品に固定されている。具体的には、第１のヒートインシュレータ２のうちターボチャージャ４１のタービンハウジングを覆っているターボカバー部分２１の外縁部の３箇所がそれぞれボルトＢ１によってターボチャージャ４１のタービンハウジング等に締結されている。
【００１６】
また、図２（第１のヒートインシュレータ２と第２のヒートインシュレータ３とが対向する部分を拡大して示す図）および図３（図２におけるIII−III線に沿った断面図）に示すように、第１のヒートインシュレータ２のうち排気管を覆っている排気管カバー部分２２の１箇所が、ボルトＢ２によって排気管に、ブラケット５１（図３の仮想線を参照）を介して締結されている。この排気管カバー部分２２のボルト止め位置は、この排気管カバー部分２２における排気ガス流れ方向の下流側端縁２３から所定寸法を存した上流側の位置に設定されている。このため、このボルト止め位置よりも下流側の部分は自由端部分２４として形成されている。一例として、この自由端部分２４の長さ寸法（第１のヒートインシュレータ２の長手方向に沿った寸法）は５０ｍｍに設定されている。この値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。
【００１７】
第２のヒートインシュレータ３は、エンジンの排気系のうち下流側に配置された（第１のヒートインシュレータ２が覆っている排気系部品よりも下流側に配置された）排気系部品を覆うものである。具体的に、この第２のヒートインシュレータ３は、触媒コンバータ４２およびこの触媒コンバータ４２の上流側に繋がる排気管（図示省略）を覆っている。つまり、排気系のうち比較的低温となる部分（前記高温領域よりも低温となる低温領域）を覆っている。
【００１８】
また、この第２のヒートインシュレータ３は、アルミニウムめっき鋼板で成る板金のプレス加工によって形成されていると共に、前記第１のヒートインシュレータ２の固有振動数とは異なる所定の固有振動数を有するように、その材質に応じた形状に設計されている。例えば、第１のヒートインシュレータ２の固有振動数よりも高い固有振動数を有するように設計されている。また、第１のヒートインシュレータ２の固有振動数よりも低い固有振動数を有するように設計されていてもよい。
【００１９】
また、図２および図３に示すように、第２のヒートインシュレータ３のうち排気管を覆っている排気管カバー部分３１の１箇所が、ボルトＢ３によって排気管に、ブラケット５２（図３の仮想線を参照）を介して締結されている。この排気管カバー部分３１のボルト止め位置は、この排気管カバー部分３１における排気ガス流れ方向の上流側端縁３２から所定寸法を存した下流側の位置に設定されている。このため、このボルト止め位置よりも上流側の部分は自由端部分３３として形成されている。一例として、この自由端部分３３の長さ寸法（第２のヒートインシュレータ３の長手方向に沿った寸法）は５０ｍｍに設定されている。この値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。
【００２０】
本実施形態の特徴の一つとして、前記第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４と第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３とは、その板厚方向に所定間隔を存して対向している。つまり、これら自由端部分２４，３３同士がオーバラップしている。具体的には、第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４の下面と、第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３の上面との間に所定間隔（例えば１０ｍｍ程度）を存して、第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４が第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３の上側に位置している。言い換えると、第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４と、排気管との間の空間に、第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３が挿入されて、第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４と第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３とが、その板厚方向に所定間隔を存して対向している。この場合、第２のヒートインシュレータ３の自由端部分３３は、第１のヒートインシュレータ２の自由端部分２４の下面、および、排気管の上面の何れにも接触しない位置に配置される。
【００２１】
なお、前記オーバラップ部分の寸法（ヒートインシュレータ１の長手方向に沿った寸法；図２における寸法Ｔ）は長い方が好ましいが、各ヒートインシュレータ２，３の支持強度を十分に確保する必要があるため、このオーバラップ部分の寸法は、各ヒートインシュレータ２，３の支持強度が十分に確保される範囲内で可能な限り長く設定されることになる。
【００２２】
このようにしてヒートインシュレータ１が構成されているため、エンジンの運転時にエンジンから排気系部品を経てヒートインシュレータ１に振動が伝達される場合や、ターボチャージャ４１のタービンハウジングからヒートインシュレータ１に振動が伝達される場合には、その振動の周波数が第１のヒートインシュレータ２および第２のヒートインシュレータ３のうちの一方のヒートインシュレータ２（３）の固有振動数に一致した場合であっても、他方のヒートインシュレータ３（２）の振動に起因する空気振動が前記一方のヒートインシュレータ２（３）に伝達される（対向している自由端部分２４，３３同士の間で振動が伝達される）ことによって、前記一方のヒートインシュレータ２（３）の共振は抑えられる（共振が打ち消される）。
【００２３】
また、排気系部品の振動に様々な周波数帯のものが含まれており、一部の周波数帯が第１のヒートインシュレータ２の固有振動数に一致し、他の一部の周波数帯が第２のヒートインシュレータ３の固有振動数に一致した場合であっても、各ヒートインシュレータ２，３それぞれの共振は、相手側のヒートインシュレータ３，２の振動に起因する空気振動の伝達（対向している自由端部分２４，３３同士の間での振動の伝達）によって抑えられる（互いに共振を打ち消し合う）。例えば、ターボチャージャ４１のタービンは２０万回転程度の高回転で回転しているため、タービンハウジングからヒートインシュレータ１に伝達される振動としては様々な周波数帯のものが含まれているが、この場合にも各ヒートインシュレータ２，３の共振を抑えることができる。また、エンジンの高回転運転時も同様である。
【００２４】
このようにして、ヒートインシュレータ１の共振が抑制でき、この共振に起因する振動および騒音の増大を回避することができる。
【００２５】
また、排気系のうちの高温領域を覆っている第１のヒートインシュレータ２を耐熱性の高いアルミニウム合金によって形成していることにより、ヒートインシュレータ１の遮熱性は十分に確保されている。
【００２６】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、第１のヒートインシュレータ２と第２のヒートインシュレータ３とを異なる材料によって形成していた。本発明はこれに限らず、第１のヒートインシュレータ２の固有振動数と第２のヒートインシュレータ３の固有振動数とが互いに異なるものであれば、これらヒートインシュレータ２，３を同一材料（例えばアルミニウム合金等）で形成してもよい。
【００２７】
また、前記実施形態では、自動車用エンジンの排気系部品を覆うヒートインシュレータ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車以外に適用されるエンジンの排気系部品を覆うヒートインシュレータに適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、排気系部品を覆うヒートインシュレータの共振を抑制する構成に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１          ヒートインシュレータ
２          第１のヒートインシュレータ
３          第２のヒートインシュレータ
２４、３３  自由端部分
４１        ターボチャージャ
４２        触媒コンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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