JP4227705B2

JP4227705B2 - 排気管用遮熱材の固定方法

Info

Publication number: JP4227705B2
Application number: JP16745199A
Authority: JP
Inventors: 春彦安藤; 寛宗像
Original assignee: 三池工業株式会社
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000356129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の排気管と遮熱プレートとの間に設けられる遮熱材を遮熱プレートに固定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の排気管は、エンジンに近いフロントチューブ部分が高熱に晒されるので、排気管と遮熱プレートとの間にグラスウールやロックウール等からなる遮熱材が介装され、これにより騒音の低減と放熱防止を図っている。
【０００３】
この遮熱材は、遮熱プレートに固定されている。これは、自動車組立工場まで搬送中の脱落防止や、使用時に変位することにより遮熱効果の低減を防止するためである。
【０００４】
この遮熱材を遮熱プレートに固定する従来の方法としては、接着剤を使用して固定する方法があるが、この方法は、接着剤が硬化するまでに時間が掛かるのみでなく高価な接着剤を使用しなければならず、しかも遮熱材を遮熱プレートの形状に合致させるように成形したり、接着作業時には食み出た接着剤を綺麗に拭き取らなければならないという面倒さが生じるという不具合がある。
【０００５】
したがって、最近では、図８に示すように、断面半円状の遮熱プレート１と遮熱材２とを重ね合わせ、ステープルＳを打ち込む装置（以下単に打ち込み装置）にセットした後に、ステープルＳを打ち込み、両者を連結するという方法が多用されるようになっている。
【０００６】
なお、このようにして遮熱材２が取り付けられた一対の遮熱プレート１は、排気管３を包むように最中合わせされ、両遮熱プレート１のフランジ部１ａ等が溶接あるいはビス等により連結される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ステープルを用いた固定方法は、作業は迅速にできるが、遮熱プレート１の板厚が厚く、材質が硬く、曲面形状のあるものの場合には、ステープルＳが曲がったり、変形し、打ち込むことができない。
【０００８】
特に、最近の車両は、ＮＯｘやＣＯ2 の低減を図るために、排気管内を流れる排気ガスが高温状態で触媒コンバータに流入するようになっていることから、当該車両の排気系では、高温の排気ガスに対処するために、遮熱プレート１にステンレス鋼板（高張力鋼板等を使用することもある）のような硬い材料を使用することがある。
【０００９】
このような場合に、ステンレス鋼からなるステープルＳを用いてもステープルＳが遮熱プレート１を貫通しないか、あるいは貫通してもステープルＳの脚部が折れたり、変形するなどの打ち損じが生じ、部品を廃却処分したり、後に極めて面倒な修正作業を行なことになるために、極めて高価となり、コスト的に不利となる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、通常の安価な打ち込み装置を用いても、厚くて硬い材料で、しかも曲面形状のある材料に対しステープルを確実に打ち込むことができる実用的な排気管用遮熱材の固定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１２】
（１）排気管と断面半円形状の遮熱プレートとの間に介装される遮熱材を前記遮熱プレートに重ね合わせた状態でステープルにより固定するようにした排気管用遮熱材の固定方法において、前記遮熱プレートに、予め前記ステープルの脚部の幅に対応する距離だけ離間した一対の凹部を形成した後に、当該遮熱プレートと前記遮熱材とを重ね合わせ、前記遮熱プレートの凹部に前記ステープルの脚部を打ち込むとともに当該脚部を折り曲げるようにしたことを特徴とする排気管用遮熱材の固定方法。
【００１３】
（２）前記凹部は、前記ステープルの脚部を打ち込む側の開口部が大きな口径を有しかつ底部に向かって次第に減径された円錐形状とし、しかも前記底部の肉厚が所定量以下に薄肉化されたことを特徴とする排気管用遮熱材の固定方法。
【００１４】
（３）前記遮熱プレートは、複数枚の板材を重ね合わせたものにより構成したことを特徴とする排気管用遮熱材の固定方法。
【００１５】
（４）前記遮熱プレートは、ステンレス鋼板若しくは引張強さが４５０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼板であることを特徴とする排気管用遮熱材の固定方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態により遮熱プレートに遮熱材を固定した状態を示す概略斜視図、図２は打ち込み装置の概略断面図、図３〜５は遮熱プレートに遮熱材を固定する工程を示し、図３，４はそれぞれ遮熱プレートを示す斜視図、図５は図４の５−５線に沿う断面図、図６は図５の要部拡大断面図であり、図８に示す部材と共通する部材には同一符号を付している。
【００１８】
図１において、本実施の形態の遮熱プレート１は、プレス装置等により軸直角断面が略半円状に成形されたものであり、また、遮熱材２は、グラスウールあるいはロックウール等のような繊維積層体から構成されたものである。
【００１９】
これら遮熱プレート１及び遮熱材２は、エンジンの排気マニホールドに連結された排気管３の外周に最中合わせするように取付けられ、排気管３内を流通する排気ガスの熱が周囲の各種装置あるいは部品に悪影響を及ぼさないようにしたり、騒音が外部に漏れないようにしている。
【００２０】
この遮熱材２を遮熱プレート１に取り付けるには、図２に略示するような打ち込み装置１０が使用される。
【００２１】
この打ち込み装置１０は、両側にコラム１１ａ，１１ｂを有するものであり、これらコラム１１ａ，１１ｂ間には、折り曲げと剪断を行なう折り曲げ−剪断部材１２ａ，１２ｂと、これら折り曲げ−剪断部材１２ａ，１２ｂ間に設けられたポンチ１３が、昇降可能に設けられている。
【００２２】
また、ポンチ１３の下部には、紙面に垂直な方向に移動可能な支持台１４が設けられ、図中二点鎖線で示すように、この支持台１４を芯にしてワイヤＷからステープルＳを形成する。
【００２３】
この支持台１４の下部には、ステープルＳを受ける受け台１５があり、この受け台１５の表面にはステープルＳの脚部Ｓa を折り曲げる偏平なＷ字状の凹部１６が形成されている。なお、図中の符号「１７」はワイヤ移送ローラであり、「１８」はワイヤの卷回体である。
【００２４】
この打ち込み装置１０による打ち込みは、まず、折り曲げ−剪断部材１２ａ，１２ｂとポンチ１３を上昇位置とし、支持台１４を突出した状態にセットする。次に、前記コラム１１ａに開設された通孔１９を通ってステープルＳの材料であるワイヤＷを送り込み、コラム１１ｂの内側面に突き当てる。
【００２５】
そして、折り曲げ−剪断部材１２ａ，１２ｂを下降してワイヤＷを切断すると共に支持台１４を芯にして当該切断したワイヤＷを折り曲げ、ほぼ逆Ｕ字状のステープルＳを形成する。
【００２６】
最後に、支持台１４を後退すると共にポンチ１３によりステープルＳを下降し、受け台１５上に予め載置された遮熱プレート１と遮熱材２に向かってステープルＳを打ち込み、脚部Ｓａを受け台１５の凹部１６により内方に折り曲げる。
【００２７】
このような打ち込み装置１０を用いて遮熱プレート１に遮熱材２を取り付けるには、まず、図３に示すような、遮熱プレート１を準備する。
【００２８】
この遮熱プレート１は、プレス装置等により軸直角断面が略半円状に成形されたものであるが、本実施の形態では、板厚ｔが１〜１．５ｍｍのステンレス鋼板が使用される。より具体的には、ＳＵＳ３０４などが使用される。このステンレス鋼板は、材質的に硬く、ステンレス鋼からなるステープルＳでも貫通しない。また、遮熱材２は、グラスウールあるいはロックウール等のような繊維積層体が使用される。
【００２９】
次に、図４に示すように、断面半円状の遮熱プレート１に、ステープルＳの脚部Ｓa の幅Ｌ（図５参照）に対応する距離だけ離間した一対の凹部２０を形成する。この凹部２０は、断面半円状の遮熱プレート１の底の部分にステープルＳの脚部Ｓa が当該遮熱プレート１の軸方向に位置するように形成するが、この凹部２０の肉厚は、均一なものではなく、底部２０ａが薄肉化されている。
【００３０】
ステンレス鋼板は、硬い材質であるため、直径が１．２ｍｍ程度のステープルＳでは正常な打ち込みは難しいが、前述したように、遮熱プレート１におけるステープルＳを打ち込む位置に凹部２０を形成し、この凹部２０の底部２０ａを薄肉化したものを予め形成すれば、ステープルＳは、この底部２０ａを突き破って貫通し、ステープルＳの脚部Ｓa が曲がったり、変形することもなく、正常な打ち込みが可能となり、打ち損じによる面倒な修正作業もなくなる。
【００３１】
さらに、詳述する。凹部２０の形成は、ポンチ等のような尖端を有する工具を用いて自動的あるいは手動的に行なうが、凹部２０の形状としては、図６に示すように、ステープルＳの脚部Ｓa を打ち込む側、つまり上端の口径Ｄ1 が少なくともステープルＳの直径Ｄ2 よりも大きく、下方にいくにしたがって次第に減径された形状、いわば円錐形状とすることが好ましい。
【００３２】
例えば、遮熱プレート１として板厚ｔが１〜１．５ｍｍのステンレス鋼板を使用し、ステープルＳとして直径Ｄ2 が１．２ｍｍ程度のステンレス鋼からなる線材を使用する場合には、前記凹部２０の上端の口径Ｄ1 は、２〜３ｍｍであることが好ましく、当該凹部２０の底部２０ａの肉厚ｔ1 は、ステープルＳの径Ｄ2 との比（ｔ1 ／Ｄ2 ）が、０．７以下とすることが好ましい。
【００３３】
実験によれば、板厚ｔが１〜１．５ｍｍのステンレス鋼板に対し、先端の角度が９０度のポンチを使用して打ち込んだとき、凹部２０の底部２０ａの肉厚ｔ1 は、０．６５〜１．０５ｍｍ程度となり、これに対しステープルＳを打ち込むと、綺麗に貫通し、脚部Ｓa が折り曲げられることが判明している。
【００３４】
また、この凹部２０は、円錐形状であるために、凹部２０の内側面は、打ち込まれたステープルＳの脚部Ｓa を、中心部分、つまりより確実に貫通し易い薄肉の底部２０ａに向かわしめるように、ガイドすることになり、位置的にはより正確な位置にステープルＳを打ち込むようにすることもできる。
【００３５】
前記先端の角度が９０度のポンチを使用して凹部２０を形成すると、この凹部２０の内側面の先端角度も９０度となり、前記材質の遮熱プレート１及びステープルＳを使用し、当該ステープルＳを多少ずらして打ち込んでも、ステープルＳは、凹部２０の内側面でガイドされ、薄肉の底部２０ａに至り、貫通したことが判明している。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、ステープルＳを打ち込む部分の薄肉化と、ステープルＳを打ち込むときの脚部ガイド機能という２つの機能を発揮し、ステープルＳの打ち込みを確実にかつ安定的に行なうことができる。
【００３７】
また、前記遮熱プレート１は、断熱性能の向上を図るために、薄肉のものを複数枚重ねて使用することもあるが、このような場合には、前記円錐状の凹部２０を形成することにより各プレート相互のズレがなくなるという副次的利点もある。
【００３８】
このようにして形成された一対の遮熱プレート１は、排気管３を外側から包むように取り付けられて溶接等により連結され、当該排気管３内を流通する排気ガスの熱や音等が外部に伝わらないように遮断し、周辺の装置等に対する熱的悪影響や、騒音を防止する。
【００３９】
前記実施の形態は、遮熱プレート１が１枚のものであるが、図７に示すように、複数枚、例えば２枚の板材１ａ，１ｂを重ね合わせて遮熱プレート１を構成し、これに前記凹部２０を形成してもよい。
【００４０】
このようにすれば、遮熱性が向上するのみでなく、凹部２０が各板材１ａ，１ｂのズレを防止し、作業能率的にも優れたものとなる。
【００４１】
具体的には、肉厚ｔa が０．４ｍｍの板材１ａと、肉厚ｔb が０．６ｍｍの板材１ｂを重ね合わせ、これに前述したものと同様の大きさの凹部２０を形成した結果、前記実施の形態と同様に確実にステープルＳを打ち込むことができ、また凹部２０の形成により作業時に２枚の板材１ａ，１ｂがズレることもなく、簡単に打ち込み装置１０に掛けてステープルＳの打ち込みができた。
【００４２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００４３】
例えば、前記実施の形態では、凹部２０は、ステープルＳを打ち込む側がＤ1 と大径で次第に減径された円錐形状としているが、必ずしも円錐形状である必要はなく、適宜変更使用することができるものである。また、遮熱プレート１は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４など）を使用しているが、これのみでなく、例えば、引張強さが４５０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼板であっても確実にステープルＳを打ち込むことができ、さらに、ステープルＳは、ステンレス鋼を使用しているが、前記円錐形状の凹部２０を形成すれば、ＪＩＳのＳ１３Ｃ，Ｓ２５Ｃ等を使用することも可能となる。
【００４４】
前記実施の形態では、排気管３のエンジンの排気マニホールドに近い部分に遮熱プレート１や遮熱材２を設けているが、これらの設置位置は、排気管３を包むことができれば、どのような位置でも良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明は、円錐形状の遮熱プレートに、予め所定距離離間した一対の凹部を形成した後に、当該遮熱プレートと遮熱材とを重ね合わてステープルを打ち込むようにしたので、最近の遮熱プレートのように、硬くて厚い鋼板を用いた場合であっても、ステープルの打ち込み部分の薄肉化と形状によるガイド機能という２つの機能によりステープルの打ち込みはより確実なものとなる。また、既存の設備を使用してステープルの打ち込みができるので、製品のコスト高を回避でき、作業能率的にも優れたものとなる。
【００４６】
請求項２に記載の発明は、凹部を円錐形状としたので、前記薄肉化とガイド機能が一層顕著なものとなり、ステープルの打ち込みがより正確なものとなり、打ち損じによる面倒な修正作業もなくなる。
【００４７】
請求項３に記載の発明は、複数枚の板材を重合した遮熱プレートに凹部を形成したので、前記効果に加えて、各遮熱プレートのズレがなくなるという利点もあり、作業能率的にも優れたものとなる。
【００４８】
請求項４に記載の発明は、遮熱プレートをステンレス鋼板若しくは引張強さが４５０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼板により構成したものでも、ステープルの打ち込みが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態により遮熱プレートに遮熱材を固定した状態を示す概略斜視図である。
【図２】打ち込み装置の概略断面図である。
【図３】遮熱プレートの斜視図である。
【図４】遮熱プレートに凹部を形成した斜視図である。
【図５】図４の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図５の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の遮熱プレートを示す斜視図である。
【図８】従来の遮熱材の固定状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…遮熱プレート、
２…遮熱材、
３…排気管、
２０…凹部、
２０ａ…底部、
Ｓ…ステープル、
Ｓａ…ステープルの脚部。

Claims

排気管(3）と断面半円形状の遮熱プレート(1）との間に介装される遮熱材(2）を前記遮熱プレート(1）に重ね合わせた状態でステープル(S）により固定するようにした排気管用遮熱材の固定方法において、
前記遮熱プレート(1）に、予め前記ステープル(S）の脚部(Sa)の幅に対応する距離だけ離間した一対の凹部(20)を形成した後に、当該遮熱プレート(1）と前記遮熱材(2）とを重ね合わせ、前記遮熱プレート(1）の凹部(20)に前記ステープル(S）の脚部(Sa)を打ち込むとともに当該脚部(Sa)を折り曲げるようにしたことを特徴とする排気管用遮熱材の固定方法。
前記凹部(20)は、前記ステープル(S）の脚部(Sa)を打ち込む側の開口部が大きな口径(D1)を有しかつ底部(20a）に向かって次第に減径された円錐形状とし、しかも前記底部(20a）の肉厚(t1)が所定量以下に薄肉化されたことを特徴とする請求項１に記載の排気管用遮熱材の固定方法。
前記遮熱プレート(1）は、複数枚の板材を重ね合わせたものにより構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気管用遮熱材の固定方法。
前記遮熱プレート(1）は、ステンレス鋼板若しくは引張強さが４５０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排気管用遮熱材の固定方法。