(57)【要約】【課題】開口を有するヒートインシュレータの剛性を十分に確保するための構成を提供する。【解決手段】第１の板材２および第２の板材３の積層構造で成るヒートインシュレータ１に形成された開口１３の縁部にグロメット４を装着する。第１の板材２の板厚寸法は第２の板材３の板厚寸法よりも大きく設定されている。第２の板材３の外面に回り込んでいるグロメット４の回り込み部４２の回り込み寸法が、第１の板材２の外面に回り込んでいるグロメット４の回り込み部４１の回り込み寸法よりも大きく設定されている。これにより、開口１３の縁部の剛性が確保される。また、グロメット４の各回り込み部４１，４２の回り込み寸法を各板材２，３の固有振動数に応じて異なる寸法に設定していることで、各板材２，３それぞれの共振を抑制できる。【選択図】図２
2016191345.tif 000002
【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、
固有振動数が互いに異なる第１の板材および第２の板材が積層されて構成されていると共に、これら第１の板材および第２の板材に亘って貫通する開口が形成されており、
前記開口の縁部には、前記第１の板材の外面および前記第２の板材の外面それぞれに回り込む回り込み部を有し且つこれら回り込み部によって板厚方向の両側から各板材を挟み込むグロメットが装着されており、
前記グロメットにおける前記第１の板材の外面への回り込み寸法および前記第２の板材の外面への回り込み寸法は、第１の板材および第２の板材それぞれの固有振動数に応じて異なる寸法に設定され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部品（例えば樹脂製部品等）に伝わることを防止する。また、特許文献１に開示されているヒートインシュレータは、２枚の金属板が積層された構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０４３６号公報
【特許文献２】再公表特許ＷＯ２０１１／０２１３０６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、特許文献２に開示されているように、ヒートインシュレータに開口を形成し、排気系部品周辺の高温の空気をこの開口から排出可能とする構成が知られている。例えば、他部品（樹脂製部品等）が存在しない領域に向けて開口を形成しておき、この開口から高温の空気を排出することで排気系部品の温度の過上昇を抑制することが可能になる。
【０００５】
しかし、このようにヒートインシュレータに開口を形成する場合、ヒートインシュレータの剛性、特に開口縁部の剛性の低下が懸念される。また、この種のヒートインシュレータでは、排気系部品から伝達される振動に起因する共振によって応力が増大してしまうことも懸念される。
【０００６】
前記開口を形成した場合であってもヒートインシュレータの剛性を確保するための構成として、ヒートインシュレータの外面にリブを設けることが考えられる。しかし、これでは、リブが突出している寸法分だけヒートインシュレータの設置スペースを大きく確保せねばならず実用性に欠ける。
【０００７】
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、開口を有するヒートインシュレータの剛性を十分に確保するための構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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を、固有振動数が互いに異なる第１の板材および第２の板材を積層して構成すると共に、これら第１の板材および第２の板材に亘って貫通する開口を形成する。また、前記開口の縁部に、前記第１の板材の外面および前記第２の板材の外面それぞれに回り込む回り込み部を有し且つこれら回り込み部によって板厚方向の両側から各板材を挟み込むグロメットを装着する。そして、前記グロメットにおける前記第１の板材の外面への回り込み寸法および前記第２の板材の外面への回り込み寸法を、第１の板材および第２の板材それぞれの固有振動数に応じて異なる寸法に設定する。
【０００９】
この特定事項により、ヒートインシュレータに形成されている開口の縁部がグロメットによって補強されるため、この開口縁部の剛性が確保される。また、グロメットの各回り込み部の回り込み寸法を各板材の固有振動数に応じて異なる寸法に設定していることで、排気系部品から伝達される振動に起因する各板材それぞれの共振を抑制することができ、ヒートインシュレータの応力を低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、複数の板材が積層されて成るヒートインシュレータの開口の縁部にグロメットを装着し、このグロメットにおける板材外面への回り込み寸法を、各板材それぞれの固有振動数に応じて異なる寸法に設定している。このため、開口縁部の剛性を確保できると共に、排気系部品から伝達される振動に起因する各板材それぞれの共振を抑制することができ、ヒートインシュレータの応力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るヒートインシュレータを示す正面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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（特に排気マニホールド）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。
【００１３】
（ヒートインシュレータの全体構造）
図１は、本実施形態に係るヒートインシュレータ１を示す正面図である。また、図２は、図１におけるII−II線に沿った断面図である。
【００１４】
これらの図に示すように、ヒートインシュレータ１は、その全体に亘って、第１の板材２および第２の板材３が積層された積層構造で成っている。第１の板材２が、ヒートインシュレータ１の外面側を構成しており、第２の板材３が、ヒートインシュレータ１の内面側（排気マニホールドに対面する側）を構成している。これら板材２，３同士の所定箇所が溶接（スポット溶接）等によって接合されてヒートインシュレータ１が構成されている。
【００１５】
図１に示すように、ヒートインシュレータ１は、図示しない排気マニホールドを覆うマニホールドカバー部分１１と、排気マニホールドよりも排気流れ方向下流側の排気管を覆う排気管カバー部分１２とを備えている。
【００１６】
マニホールドカバー部分１１には第１および第２の開口１３，１４が形成されている。第１開口１３は、マニホールドカバー部分１１において、排気マニホールドの上側部分を覆うように略水平方向に延びる水平部１６の中央に形成された長孔で形成されている。
【００１７】
また、第２開口１４は、マニホールドカバー部分１１において、排気マニホールドの下側部分を覆うように略鉛直方向に延びる鉛直部１７の中央に形成された略台形状の孔で形成されている。これら開口１３，１４は、排気マニホールド周辺の高温の空気（排気マニホールドとヒートインシュレータ１との間の空間に存在する高温の空気）を排出可能とするものであって、例えばエンジン停止後に、これら開口１３，１４から高温の空気を排出することで排気系の温度の過上昇を抑制するようになっている。
【００１８】
排気管カバー部分１２には第３開口１５が形成されている。この第３開口１５は略円形の開口で成り、例えば排気ガス中の酸素濃度を検出する図示しない酸素センサを排気管に取り付けるための挿入孔として使用される。また、この第３開口１５は、排気管周辺の高温の空気（排気管とヒートインシュレータ１との間の空間に存在する高温の空気）を排出するものとしても使用される。
【００１９】
また、前記マニホールドカバー部分１１および排気管カバー部分１２それぞれには、ヒートインシュレータ１を排気系部品に取り付けるためのボルト挿入孔１８，１９が形成されている。本実施形態では、マニホールドカバー部分１１の３箇所および排気管カバー部分１２の２箇所にそれぞれボルト挿入孔１８，１９が形成されており、このボルト挿入孔１８，１９にボルトが挿入されることによって、マニホールドカバー部分１１が排気マニホールドに（例えば排気マニホールドに取り付けられたブラケットに）、排気管カバー部分１２が排気管に（例えば排気管に取り付けられたブラケットに）それぞれボルト止めされるようになっている。
【００２０】
前記第１の板材２および第２の板材３それぞれは例えば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。また、第１の板材２および第２の板材３の間には断熱材が挟み込まれていてもよい。
【００２１】
また、図２に示すように第１の板材２の板厚寸法は、第２の板材３の板厚寸法よりも大きく設定されている。例えば、第１の板材２の板厚寸法は、第２の板材３の板厚寸法の４倍程度に設定されている。これら板厚寸法の比はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。
【００２２】
このように、各板材２，３は、同一材料で且つ略同一形状であるものの、板厚寸法が互いに異なっているので、それぞれの固有振動数も異なっている。具体的には、板厚寸法が大きい第１の板材２の固有振動数は、板厚寸法が小さい第２の板材３の固有振動数よりも高くなっている。
【００２３】
（グロメット）
本実施形態の特徴として、前記マニホールドカバー部分１１の第１開口１３の縁部には、グロメット４が装着されている。
【００２４】
このグロメット４は、アルミニウム合金やアルミニウムめっき鋼板等の金属製板材が折り曲げ加工されて成っている。具体的に、このグロメットは、第１の板材２の外面（図２における上面）２１に沿って延びる第１の回り込み部４１と、第２の板材３の外面（図２における下面）３１に沿って延びる第２の回り込み部４２と、これら第１の回り込み部４１と第２の回り込み部４２とを繋ぐ湾曲部４３とを備えている。第１開口１３の縁部にグロメット４が装着された状態では、このグロメット４の各回り込み部４１，４２によって第１の板材２および第２の板材３がその板厚方向の両側から挟み込まれている。
【００２５】
このグロメット４を第１開口１３の縁部に装着する作業としては、例えば、第１の回り込み部４１となる部分と第２の回り込み部４２となる部分とが互いに直交する方向に延びるようにグロメット４を予め成形しておき（図２の仮想線を参照）、ヒートインシュレータ１の内面側から第１の回り込み部４１となる部分（図２の仮想線部分）を第１開口１３に挿通し、この第１の回り込み部４１となる部分をヒートインシュレータ１の外面（第１の板材２の外面２１）に向けて折り曲げて、この第１の板材２の外面２１に沿うように成形することが挙げられる。グロメット４の装着作業としてはこれに限定されるものではない。
【００２６】
また、このグロメット４の特徴として、第１の回り込み部４１の回り込み寸法（図２における寸法ｔ１）および第２の回り込み部４２の回り込み寸法（図２における寸法ｔ２）は、第１の板材２および第２の板材３それぞれの固有振動数に応じて異なる寸法に設定されている。
【００２７】
具体的には、第１の板材２よりも板厚寸法が小さく設定されている第２の板材３の外面３１に回り込んでいる前記第２の回り込み部４２の回り込み寸法ｔ２が、第２の板材３よりも板厚寸法が大きく設定されている第１の板材２の外面２１に回り込んでいる前記第１の回り込み部４１の回り込み寸法ｔ１よりも大きく設定されている。つまり、板厚寸法が小さい第２の板材３の外面３１に回り込んでいる第２の回り込み部４２の回り込み寸法ｔ２は大きく設定されているのに対し、板厚寸法が大きい第１の板材２の外面２１に回り込んでいる第１の回り込み部４１の回り込み寸法ｔ１は小さく設定されている。例えば、第２の回り込み部４２の回り込み寸法ｔ２は、第１の回り込み部４１の回り込み寸法ｔ１の３倍程度に設定されている。これら回り込み寸法の比はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。
【００２８】
また、これら第１の回り込み部４１および第２の回り込み部４２それぞれの回り込み寸法は、排気系部品から伝達される振動に起因する各板材２，３それぞれの共振を抑制することができる寸法として、実験またはシミュレーションによって適宜設定される。
【００２９】
以上の構成により、本実施形態では、ヒートインシュレータ１に形成されている第１開口１３の縁部がグロメット４によって補強されるため、この第１開口１３の縁部の剛性が確保される。また、グロメット４の各回り込み部４１，４２の回り込み寸法を各板材２，３の固有振動数に応じて異なる寸法に設定していることで、排気系部品から伝達される振動に起因する各板材２，３それぞれの共振を抑制することができ、ヒートインシュレータ１の応力を低減できる。
【００３０】
なお、本発明の発明者は、グロメット４を装着した場合と装着しない場合とのそれぞれにおいてヒートインシュレータ１の変位量（振動による変位量）を計測する実験を行った。その結果、グロメット４を装着した場合には、装着しない場合に比べて変位量が１／３以下に低下したことを確認している。
【００３１】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、第１の板材２および第２の板材３を同一の材料で形成していた。本発明はこれに限らず、これらを異なる材料で形成することによって、第１の板材２の固有振動数と第２の板材３の固有振動数とが互いに異なるようにしてもよい。例えば一方をアルミニウム合金で形成し、他方をアルミニウムめっき鋼板で形成することが挙げられる。
【００３２】
また、前記実施形態では、マニホールドカバー部分１１の第１開口１３の縁部のみにグロメット４を装着した場合について説明した。本発明は、これに限らず、その他の開口（前記第２開口１４や第３開口１５）に対してグロメットを装着するようにしてもよい。この場合にも、グロメットの各回り込み部の回り込み寸法は、第１の板材２および第２の板材３それぞれの固有振動数に応じて異なる寸法に設定される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、排気系部品を覆うヒートインシュレータの剛性を確保する構成に適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１      ヒートインシュレータ
１３    第１開口
２      第１の板材
３      第２の板材
４      グロメット
４１    第１の回り込み部
４２    第２の回り込み部
【図１】
2016191345.tif 000003
【図２】
2016191345.tif 000004