(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2018516332
(43)【公表日】20180621
(54)【発明の名称】熱シールドのための熱および振動取付アイソレータ、熱シールドアセンブリ、およびその構成方法
(51)【国際特許分類】
   F01N 13/14 20100101AFI20180525BHJP
   F01N 13/18 20100101ALI20180525BHJP
【FI】
   !F01N13/14
   !F01N13/18
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
(21)【出願番号】2017555566
(86)(22)【出願日】20160422
(85)【翻訳文提出日】20171215
(86)【国際出願番号】US2016028727
(87)【国際公開番号】WO2016172399
(87)【国際公開日】20161027
(31)【優先権主張番号】62/152,730
(32)【優先日】20150424
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】62/260,039
(32)【優先日】20151125
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】15/134,568
(32)【優先日】20160421
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】599058372
【氏名又は名称】フェデラル−モーグル・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】FEDERAL−MOGUL LLC
【住所又は居所】アメリカ合衆国、48034 ミシガン州、サウスフィールド、ウエスト・イレブン・マイル・ロード、27300
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヘラルド,ジョン
【住所又は居所】アメリカ合衆国、48187 ミシガン州、カントン、ペラム・コート、49965
(72)【発明者】
【氏名】トス,デイビッド・エム
【住所又は居所】アメリカ合衆国、48114 ミシガン州、ブライトン、ブライアン・ドライブ、4060
【テーマコード(参考)】
3G004
【Fターム(参考)】
3G004AA01
3G004AA06
3G004BA04
3G004EA05
3G004FA04
3G004GA04
(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。
【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】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【国際調査報告】