JP3449161B2 - エキゾーストマニホールドインシュレータ - Google Patents
エキゾーストマニホールドインシュレータInfo
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Description
ーストマニホールドを覆うようにエキゾーストマニホー
ルドに装着される熱遮蔽用のエキゾーストマニホールド
インシュレータに関する。
内部を通る高温の排気ガスにより高温になるので、周囲
の機器を高温のエキゾーストマニホールドからの熱輻射
から保護するために、エキゾーストマニホールドインシ
ュレータによりエキゾーストマニホールドを覆い、熱遮
蔽する。エキゾーストマニホールドインシュレータはエ
キゾーストマニホールドにボルト止めされ、このボルト
止め部以外の部分では、エキゾーストマニホールドイン
シュレータはエキゾーストマニホールドから浮いてい
る。そのため、エキゾーストマニホールドインシュレー
タは、内燃機関の回転振動が伝達されると、振動を生
じ、疲労亀裂、騒音などの問題を生じる。図7は、従来
のエキゾーストマニホールドインシュレータ11を示し
ている。そこでは、ボルト止め部12以外の部分にリブ
13を設けて剛性アップをはかり、エキゾーストマニホ
ールドインシュレータ11の共振点を内燃機関の使用回
転振動数領域から外して振動を抑え、疲労亀裂発生を抑
制している。また、実開昭55−180914号公報
は、エキゾーストマニホールドインシュレータのほぼ全
面に多数のスリットを設け、それによって空気との接触
面積を減少させ、内燃機関の使用回転振動数の全領域に
わたって空気の振動を抑えて騒音を抑制することを開示
している。
は面の屈曲、凹凸が必要になり、平面に比べて、エキゾ
ーストマニホールドインシュレータの重量も増加するの
で、リブによる剛性アップがそのまま共振点の上昇にな
らず、共振点をずらすのに効率が悪い。また、リブの形
成による重量アップは車両搭載部品の重量アップにつな
がるので、燃費向上の観点からも望ましくない。また、
インシュレータのほぼ全面に多数のスリットを設けて空
気との接触面積を減少させる場合は、騒音抑制上は効果
があるかもしれないが、エキゾーストマニホールドイン
シュレータの疲労亀裂発生抑制には効果はない。本発明
の目的は、内燃機関の回転の強制振動に対する疲労耐久
性を効果的に向上できるエキゾーストマニホールドイン
シュレータを提供することである。
明のエキゾーストマニホールドインシュレータはつぎの
通りである。 (1) ほぼ平坦な前面部と該前面部から折れ曲がって
延びる側壁部とを有するエキゾーストマニホールドイン
シュレータであって、前記エキゾーストマニホールドイ
ンシュレータの前記側壁部にスリットを設け、該スリッ
トをエンジン回転振動の強制力によって前記エキゾース
トマニホールドインシュレータに生じる振動の腹部に入
れたことを特徴とするエキゾーストマニホールドインシ
ュレータ。 (2) 前記スリットが一端でエキゾーストマニホール
ドインシュレータの縁に開口している(1)記載のエキ
ゾーストマニホールドインシュレータ。 (3) 前記エキゾーストマニホールドインシュレータ
が2枚の鋼板の重ね合わせからなり、前記スリットの縁
の少なくとも1つの適宜の位置で、前記2枚の鋼板の一
方が他方の鋼板に対して折り返されている(1)記載の
エキゾーストマニホールドインシュレータ。 (4) 前記スリットが少なくとも一端に閉塞端を有し
ており、この閉塞端はスリット幅の1/2以上の半径の
円弧に形成されている(1)記載のエキゾーストマニホ
ールドインシュレータ。
ンシュレータでは、エキゾーストマニホールドインシュ
レータの側壁部にスリットを入れ、該スリットを従来比
較的大きな振動歪とそれによる応力集中が生じていた振
動の腹部に入れたので、そこに応力が集中できなくな
り、応力集中部位から生じていた亀裂の発生がなくな
り、耐久性、対疲労信頼性が向上する。また、テストに
よれば、歪振幅も大幅に減少し、それに比例して集中応
力の大きさも小さくなり、耐久性、対疲労信頼性が向上
する。さらに、スリットで除去した部分の重量分が低減
されるので、車両搭載部品の軽量化にも寄与でき、ひい
ては燃費向上につながる。上記(2)のエキゾーストマ
ニホールドインシュレータでは、一端開口のスリットと
してあるので、両端閉のスリットの場合の問題である、
スリット端部とインシュレータ縁部との間のインシュレ
ータ部分に生じるであろう大きな応力集中がない。上記
(3)のエキゾーストマニホールドインシュレータで
は、スリットの縁で折り返しを設け2枚の鋼板が厚さ方
向に開かないようにしたので、構造上の信頼性が高い。
また、2枚の鋼板が互いに拘束されることにより、振動
の減衰係数が大になり、振動を抑える点からも望まし
い。上記(4)のエキゾーストマニホールドインシュレ
ータでは、スリットの閉塞側端部の形状を円弧としたの
で、スリットの閉塞側端部近傍に形状による応力集中が
生じることを緩和することができ、耐久性、対疲労信頼
性が向上する。
トマニホールドインシュレータを示し、図2はそれを内
燃機関に取り付けた状態を示し、図3〜図5はスリット
の形状を示し、図6はテストデータを示している。
のエキゾーストマニホールドインシュレータ1は、エキ
ゾーストマニホールドインシュレータ1のエンジン回転
振動の強制力による振動の腹部にスリット2を入れたも
のからなる。図1は、直列4気筒内燃機関用のエキゾー
ストマニホールドインシュレータを示しており、スリッ
ト2を入れた部位が、直列4気筒内燃機関の回転2次、
3次の振動の腹部に対応している。6気筒、8気筒内燃
機関用の場合は、エキゾーストマニホールドインシュレ
ータ1の形状、および回転振動の腹部位置は、内燃機関
の気筒数、直列かV型かなどに対応して図1のものから
当然変わる。
1は、図2に示すように、内燃機関3のエキゾーストマ
ニホールド4に取り付けられて、エキゾーストマニホー
ルド4を覆っている。エキゾーストマニホールドインシ
ュレータ1とエキゾーストマニホールド4との間には、
エキゾーストマニホールド4へのボルト取付け部5の部
位を除いて、空間がある。6はエキゾーストマニホール
ド4への取付けボルトを示す。エキゾーストマニホール
ド4へのボルト取付け部5は図1の例では4箇所ある。
#4はそれぞれ1番気筒、2番気筒、3番気筒、4番気
筒に連通するエキゾーストマニホールドブランチが配置
される部位で、7がエキゾーストマニホールド出口(下
流側)に対応する部位である。図1中、2点鎖線で示し
たリブ8は、従来構造(図7の構造)では存在したが本
発明では廃止可能の凹凸状リブである。図1中、9は従
来構造(図7の構造)にも存在し、本発明でも残してお
きたい屈曲状リブである。〜は、振動テストで張り
付けた歪ゲージの位置と方向を示す。なお、図7中、
〜も歪みゲージの位置と方向を示し、図1のと図7
のが位置的に対応する。
1は、ほぼ平坦な前面部1aとそれから折れ曲がって機
関のシリンダヘッド側に延びる側壁部1bとを有する。
スリット2は、一端がエキゾーストマニホールドインシ
ュレータ1の縁に開口しており、この開口端2bからエ
キゾーストマニホールドインシュレータ1の中央部側に
向かって延びて、他端で終わる。この他端は閉塞端2a
である。(ただし、一部のスリット2を両端に閉塞端を
もつ閉じたスリットとしてもよい。)スリット2はエキ
ゾーストマニホールドインシュレータ1の側壁部1bに
形成されている。
1は、2枚の鋼板1A、1Bの重ね合わせからなり、ス
リット2の縁の少なくとも1つの適宜の位置で、2枚の
鋼板の一方が他方の鋼板に対して折り返されている(折
り返し部を2cとする)。図3では、この折り返し部2
cがスリットの閉塞端2aに形成されている場合を示し
ている。そして折り返し部2cは、閉塞端の円弧の約6
0°の範囲にわたって形成されている。約60°の理由
は、その程度の範囲内ならば製作状折り返しが可能であ
るからである。図4では、折り返し部2cがスリットの
閉塞端2aとスリットの平行2辺の計3箇所に形成され
ている場合を示している。折り返しによって2枚の鋼板
1A、1Bの結合の強化がはかられる。
塞端2aはスリット幅tの1/2以上の半径Rの円弧に
形成されている。図3はRが1/2tより大の場合を示
し、図5はRが1/2tに等しい場合を示している。R
が大きい方が、閉塞端2aでの応力集中が緩和される。
ニホールドインシュレータ1に、振動の腹部にスリット
2を入れたので、そこに材料がなく応力が集中できなく
なる。したがって、従来、振動の腹部である応力集中部
位から生じていた亀裂の発生がなくなり、耐久性、対疲
労信頼性が向上する。
レータ1の側壁部1bにスリット2を入れるので、従来
は断面溝型のインシュレータの曲げ振動が本発明では平
面板の曲げ振動に近づき、エキゾーストマニホールドイ
ンシュレータ1の共振点が全体では低下するが該部位で
見れば逆に高い側に変化し、エンジン回転数の常用域
(1000〜6000rpm)に共振点があらわれなく
なり、常用域での共振が避けられる。図8は従来のスリ
ットなしリブ付きのエキゾーストマニホールドインシュ
レータの、エンジン回転数に対するインシュレータの歪
振幅(歪ゲージをはりつけた部位での歪)の変化を示し
たものであるが、図8に見られるように、5000〜6
000rpm近傍に共振が見られる。それに対し、図6
は本発明のスリット有りリブなしのエキゾーストマニホ
ールドインシュレータ1の、エンジン回転数に対するイ
ンシュレータの歪振幅(歪ゲージをはりつけた部位での
歪)の変化を示したものであるが、図6に見られるよう
に、1000〜6000rpm域に、共振が見られなく
なっている。このように、テストによれば、歪振幅も大
幅に減少し、それに比例して集中応力の大きさも小さく
なり、耐久性、対疲労信頼性が向上することが判明す
る。
ールドインシュレータ1から、従来設けられていた凹凸
リブを廃止してよいことを示している。スリット2によ
って除去される材料分と凹凸リブの廃止による材料の減
少分により、エキゾーストマニホールドインシュレータ
1は重量軽減がはかられ、従来のようにリブを形成して
剛性をあげるものに比べて、相当な軽量化がはかられ、
車両搭載部品の軽量化とそれによる車両の燃費向上に寄
与することができる。
るので、両端閉のスリットの場合の問題である、スリッ
ト端部とインシュレータ縁部との間のインシュレータ部
分に生じるであろう大きな応力集中がない。また、一端
開口のスリット2は、エキゾーストマニホールドインシ
ュレータ1の剛性を大きく変化させる(低下させる)の
に効果がある。
け2枚の鋼板1A、1Bが厚さ方向に開かないようにし
たので、鋼板が開いて一方の鋼板が過大に変形したりす
るのを防止でき、構造上の信頼性が高まる。また、2枚
の鋼板1A、1Bが折り返し2cにより互いに拘束され
ることにより、2枚の鋼板1A、1Bがこすれあった時
の振動の減衰係数が大になり、減衰により振動を抑える
点からも望ましい。
を円弧としたので、インシュレータの、スリットの閉塞
側端部近傍に、スリット端部形状による応力集中(ノッ
チ効果)が生じることを緩和することができ、インシュ
レータの耐久性、対疲労信頼性が向上する。
ンシュレータによれば、エキゾーストマニホールドイン
シュレータの側壁部にスリットを入れ、該スリットを振
動の腹部に入れたので、そこに応力が集中できなくな
り、応力集中部位から生じていた亀裂の発生がなくな
り、耐久性、対疲労信頼性が向上する。また、歪振幅も
大幅に減少し、それに比例して集中応力の大きさも小さ
くなり、耐久性、対疲労信頼性が向上する。請求項2の
エキゾーストマニホールドインシュレータによれば、一
端開口のスリットとしたので、スリット端部とインシュ
レータ縁部との間のインシュレータ部分に生じるであろ
う大きな応力集中がない。請求項3のエキゾーストマニ
ホールドインシュレータによれば、スリットの縁で折り
返しを設け2枚の鋼板が厚さ方向に開かないようにした
ので、構造上の信頼性が高い。また、2枚の鋼板が互い
に拘束されることにより、振動の減衰係数が大になり、
振動を抑える点からも望ましい。請求項4のエキゾース
トマニホールドインシュレータによれば、スリットの閉
塞側端部の形状を円弧としたので、スリットの閉塞側端
部近傍に形状による応力集中が生じることを緩和するこ
とができ、耐久性、対疲労信頼性が向上する。
インシュレータの斜視図である。
タを内燃機関に装着した状態の一部破断斜視図である。
タのスリットとその近傍の斜視図である。
視図である。
る。
タの歪振幅対エンジン回転数のグラフである。
タの斜視図である。
タの歪振幅対エンジン回転数のグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 ほぼ平坦な前面部と該前面部から折れ曲
がって延びる側壁部とを有するエキゾーストマニホール
ドインシュレータであって、前記エキゾーストマニホー
ルドインシュレータの前記側壁部にスリットを設け、該
スリットをエンジン回転振動の強制力によって前記エキ
ゾーストマニホールドインシュレータに生じる振動の腹
部に入れたことを特徴とするエキゾーストマニホールド
インシュレータ。 - 【請求項2】 前記スリットが一端でエキゾーストマニ
ホールドインシュレータの縁に開口している請求項1記
載のエキゾーストマニホールドインシュレータ。 - 【請求項3】 前記エキゾーストマニホールドインシュ
レータが2枚の鋼板の重ね合わせからなり、前記スリッ
トの縁の少なくとも1つの適宜の位置で、前記2枚の鋼
板の一方が他方の鋼板に対して折り返されている請求項
1記載のエキゾーストマニホールドインシュレータ。 - 【請求項4】 前記スリットが少なくとも一端に閉塞端
を有しており、この閉塞端はスリット幅の1/2以上の
半径の円弧に形成されている請求項1記載のエキゾース
トマニホールドインシュレータ。
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JPH0544508Y2 (ja) * | 1988-08-09 | 1993-11-11 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP07479897A patent/JP3449161B2/ja not_active Expired - Fee Related
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