特許 6185501 ヒートインシュレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6185501

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】ヒートインシュレータ

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/14 20100101AFI20170814BHJP

   F02B 77/11 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   F01N13/14

   F02B77/11 D

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-41195(P2015-41195)

(22)【出願日】2015年3月3日

(65)【公開番号】特開2016-160851(P2016-160851A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】特許業務法人あーく特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 富久

(72)【発明者】

【氏名】下笠 宏周

(72)【発明者】

【氏名】前田 昭一

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０４２６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４８７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−１１８９１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０９３４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５３５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ １３／００−１３／２０

Ｆ０２Ｂ ７７／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気管に形成された屈曲部を覆う被覆部を備えたヒートインシュレータであって、
前記被覆部には、前記排気管の周方向に沿って延びる複数のスリットが形成されており、これらスリットは、それぞれ前記排気管の周方向の一方側のみが、前記被覆部の端縁部において開放されていると共に、前記排気管が延びる方向において互いに隣り合う前記スリットの開放方向が互いに反対方向となっており、
これらスリットが前記排気管が延びる方向において所定間隔を存して形成されていることにより前記スリット同士の間にスリット間プレート部が形成されており、
当該ヒートインシュレータの少なくとも一箇所が前記排気管に接合されていることを特徴とするヒートインシュレータ。

【請求項2】

請求項１記載のヒートインシュレータにおいて、
前記排気管は、前記屈曲部よりも排気ガス流れ方向の上流側部分である上流部と、前記屈曲部よりも排気ガス流れ方向の下流側部分である下流部とを備えており、
前記排気管の前記屈曲部の上側半分を覆う前記被覆部、前記排気管の前記上流部の上側半分を覆う上流被覆部、および、前記排気管の前記下流部の上側半分を覆う下流被覆部を備えた第１インシュレータ部と、
前記排気管の前記上流部の下側半分を覆い、前記第１インシュレータ部の前記上流被覆部に接合され、この上流被覆部との間で前記排気管の前記上流部の全周囲を覆う第２インシュレータ部と、
前記排気管の前記下流部の下側半分を覆い、前記第１インシュレータ部の前記下流被覆部に接合され、この下流被覆部との間で前記排気管の前記下流部の全周囲を覆うと共に、前記第２インシュレータ部との間に所定間隔を存して配設された第３インシュレータ部とを備え、
前記各スリットは前記第１インシュレータ部の前記被覆部に形成されており、
前記第１インシュレータ部の前記上流被覆部および前記第２インシュレータ部が前記排気管に接合されていることを特徴とするヒートインシュレータ。

【請求項3】

請求項２記載のヒートインシュレータにおいて、
前記第１インシュレータ部の前記下流被覆部および前記第３インシュレータ部は、前記排気管に対してスライド移動自在に支持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管を覆うヒートインシュレータに係る。特に、本発明は、屈曲部を有する排気管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、スライド機構を介して排気管に組み付けられたヒートインシュレータが知られている。この特許文献１に開示されているヒートインシュレータは、直管で成る排気管を覆うものであって、その長手方向（排気ガス流れに沿う方向）の一端側が排気管に固定され、他端側がスライド機構によって排気管に対して相対移動自在に組み付けられている。これにより、排気管の内部に高温の排気ガスが流れて排気管がその長手方向に熱膨張し、排気管の熱膨張量とヒートインシュレータの熱膨張量とに差が生じたとしても、ヒートインシュレータの他端側は排気管の熱膨張に追従することがないため、ヒートインシュレータに応力は生じ難い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３０７９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記スライド機構の作用（ヒートインシュレータの他端側が排気管の熱膨張に追従しないこと）は、排気管が直管で成る場合には効果的に生じさせることができる。しかしながら、排気管が屈曲部を有するものであった場合には、以下の課題がある。

【0005】

ここでは、図８（排気管１００および従来のヒートインシュレータ２００の一例を示す断面図）に示すような屈曲部１０２を有する排気管１００をヒートインシュレータ２００によって覆う場合を考える。この図８に示す排気管１００は、屈曲部１０２よりも排気ガス流れ方向の上流側が傾斜している。この傾斜している部分を傾斜部１０１と呼ぶ。また、屈曲部１０２よりも排気ガス流れ方向の下流側は水平方向に延びている。この水平方向に延びている部分を水平部１０３と呼ぶ。ヒートインシュレータ２００は、排気管１００の傾斜部１０１を覆う傾斜被覆部２０１、屈曲部１０２を覆う屈曲被覆部２０２、水平部１０３を覆う水平被覆部２０３を備えている。ヒートインシュレータ２００の傾斜被覆部２０１の一端（排気ガス流れ方向の上流側の端部）が溶接等によって排気管１００の傾斜部１０１に接合されている。ヒートインシュレータ２００の水平被覆部２０３の一端（排気ガス流れ方向の下流側の端部）がスライド機構２０４を介して排気管１００の水平部１０３に相対移動自在に組み付けられている。

【0006】

排気管１００の内部に高温の排気ガスが流れることで排気管１００が熱膨張（排気管１００の長手方向に沿って熱膨張）した場合、前記水平部１０３の熱膨張の方向は水平方向である（図８における矢印Ａを参照）。この水平方向の熱膨張に対しては前述したようにスライド機構２０４が機能する。

【0007】

しかしながら、前記傾斜部１０１の熱膨張の方向は斜め下方である（図８における矢印Ｂを参照）。このため、図９（屈曲被覆部２０２周辺の断面図）に示すようにヒートインシュレータ２００の水平被覆部２０３に、熱膨張した排気管１００の一部が接触し、この水平被覆部２０３に、排気管１００から斜め下向き方向の荷重が作用することがある。この場合、ヒートインシュレータ２００が排気管１００に接合されている部分（傾斜被覆部２０１における排気ガス流れ方向の上流側の端部）に応力が集中することになり、この部分に悪影響（接合強度の低下等）を与えてしまう可能性がある。

【0008】

なお、ヒートインシュレータ２００の水平被覆部２０３の一端（排気ガス流れ方向の下流側の端部）が排気管１００の水平部１０３に接合され、ヒートインシュレータ２００の傾斜被覆部２０１の一端（排気ガス流れ方向の上流側の端部）がスライド機構を介して排気管１００の傾斜部１０１に相対移動自在に組み付けられた構成においても、前述した場合と同様に、熱膨張した排気管１００の一部がヒートインシュレータ２００に接触し、ヒートインシュレータ２００が排気管１００に接合されている部分（水平被覆部２０３における排気ガス流れ方向の下流側の端部）に応力が集中することがある。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈曲部を有する排気管を覆うヒートインシュレータに対し、排気管が熱膨張した場合であっても、ヒートインシュレータが排気管に接合されている部分への悪影響を抑制できる構成を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するための本発明の解決手段は、内燃機関の排気管に形成された屈曲部を覆う被覆部を備えたヒートインシュレータを対象とする。このヒートインシュレータに対し、前記被覆部に、前記排気管の周方向に沿って延びる複数のスリットを形成し、これらスリットを、それぞれ前記排気管の周方向の一方側のみを前記被覆部の端縁部において開放させると共に、前記排気管が延びる方向において互いに隣り合う前記スリットの開放方向を互いに反対方向にする。また、これらスリットを前記排気管が延びる方向において所定間隔を存して形成することにより前記スリット同士の間にスリット間プレート部を形成する。また、当該ヒートインシュレータの少なくとも一箇所を前記排気管に接合している。

【0011】

本発明に係るヒートインシュレータは、排気管の周方向に沿って延びる複数のスリットが形成されていることにより、排気管が熱膨張して排気管から荷重が作用した場合にスリットの縁部がスリットの開口幅を拡大する方向に変形する（所謂、口開き方向に変形する）。この変形により、ヒートインシュレータに作用する前記荷重が吸収される。また、本発明に係るヒートインシュレータは、スリット同士の間にスリット間プレート部が形成されている。このため、排気管が熱膨張して排気管から荷重が作用した場合にスリット間プレート部が前記荷重の作用方向に応じて変形することにより、これによってもヒートインシュレータに作用する前記荷重が吸収される。これらの荷重吸収作用により、ヒートインシュレータが排気管に接合されている部分での応力集中は抑制される。

【0012】

また、前記排気管は、前記屈曲部よりも排気ガス流れ方向の上流側部分である上流部と、前記屈曲部よりも排気ガス流れ方向の下流側部分である下流部とを備えている。そして、ヒートインシュレータとしては、第１インシュレータ部、第２インシュレータ部および第３インシュレータ部を備えさせることが好ましい。第１インシュレータ部は、前記排気管の前記屈曲部の上側半分を覆う前記被覆部、前記排気管の前記上流部の上側半分を覆う上流被覆部、および、前記排気管の前記下流部の上側半分を覆う下流被覆部を備えている。第２インシュレータ部は、前記排気管の前記上流部の下側半分を覆い、前記第１インシュレータ部の前記上流被覆部に接合され、この上流被覆部との間で前記排気管の前記上流部の全周囲を覆っている。第３インシュレータ部は、前記排気管の前記下流部の下側半分を覆い、前記第１インシュレータ部の前記下流被覆部に接合され、この下流被覆部との間で前記排気管の前記下流部の全周囲を覆うと共に、前記第２インシュレータ部との間に所定間隔を存して配設されている。そして、前記各スリットは前記第１インシュレータ部の前記被覆部に形成されている。また、前記第１インシュレータ部の前記上流被覆部および前記第２インシュレータ部が前記排気管に接合されている。

【0013】

この構成によれば、第２インシュレータ部と第３インシュレータ部との間に所定間隔が設けられている（第２インシュレータ部と第３インシュレータ部とが連結されていない）ことで、排気管からの荷重が第３インシュレータ部に作用した場合であっても、その荷重が第３インシュレータ部から第２インシュレータ部に直接的に伝達されることはない。この荷重は第３インシュレータ部から第１インシュレータ部に伝達されることになるが、第１インシュレータ部では、被覆部に形成されている各スリットの口開き方向の変形およびスリット間プレート部の変形がなされる。これにより、ヒートインシュレータが排気管に接合されている部分での応力集中は抑制され、このヒートインシュレータの接合部分に悪影響を与えてしまうことを抑制できる。

【0014】

また、前記第１インシュレータ部の前記下流被覆部および前記第３インシュレータ部が、前記排気管に対してスライド移動自在に支持されていることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、前記排気管における下流部が熱膨張した場合、この部分ではヒートインシュレータが排気管の熱膨張に追従することがなくなる。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、排気管の屈曲部を覆うヒートインシュレータの被覆部に複数のスリットを形成し、排気管が熱膨張してヒートインシュレータに接触した場合でも、このスリット周辺の変形により、ヒートインシュレータが排気管に接合されている部分での応力集中を抑制できるようにしている。これにより、ヒートインシュレータの接合部分への悪影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る排気管およびヒートインシュレータを示す側面図である。

【図2】実施形態に係る排気管およびヒートインシュレータを示す平面図である。

【図3】図２におけるIII−III線に沿った位置よりも排気ガス流れ方向の下流側における排気管およびヒートインシュレータを示す斜視図である。

【図4】図１におけるIV−IV線に沿った位置よりも排気ガス流れ方向の上流側における排気管およびヒートインシュレータを示す斜視図である。

【図5】排気管に熱膨張が生じた際におけるヒートインシュレータの屈曲被覆部の変形状態を示す平面図である。

【図6】排気管に熱膨張が生じた際におけるヒートインシュレータの屈曲被覆部の変形状態を示す側面図である。

【図7】図５におけるVII−VII線に沿ったヒートインシュレータの断面図である。

【図8】排気管および従来のヒートインシュレータの一例を示す断面図である。

【図9】熱膨張した排気管の一部がヒートインシュレータに接触した状態を示す屈曲被覆部周辺の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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（例えばディーゼルエンジン；内燃機関）の排気管を覆うヒートインシュレータとして本発明を適用した場合について説明する。

【0019】

図１は、本実施形態に係る排気管１およびヒートインシュレータ２を示す側面図である。また、図２は、本実施形態に係る排気管１およびヒートインシュレータ２を示す平面図である。

【0020】

−排気管−
排気管１は、ステンレス鋼やアルミニウム合金等で形成され、排気ガス流れ方向の上流側（図１における右上側、図２における上側）から下流側（図１における左側、図２における下側）に亘って、傾斜部１１、屈曲部１２、水平部１３を備え、これら傾斜部１１、屈曲部１２、水平部１３が一体形成されて成る。なお、前記傾斜部１１が本発明でいう上流部（排気管１の屈曲部１２よりも排気ガス流れ方向の上流側部分である上流部）に相当し、前記水平部１３が本発明でいう下流部（排気管１の屈曲部１２よりも排気ガス流れ方向の下流側部分である下流部）に相当している。

【0021】

傾斜部（上流部）１１は、車両が水平な路面上にある場合に、排気ガス流れ方向の上流側から排気ガス流れ方向の下流側に向かうに従って下側に傾斜した形状となっている。また、この傾斜部１１は、排気ガス流れ方向の上流側端部にフランジ１１ａを備え、このフランジ１１ａが図示しない排気マニホールドに接続される。

【0022】

水平部（下流部）１３は、車両が水平な路面上にある場合に、排気ガス流れ方向の上流側から排気ガス流れ方向の下流側に亘って水平方向に延びた形状となっている。また、この水平部１３は、排気ガス流れ方向の下流側端部が触媒コンバータ３に接続されている。

【0023】

屈曲部１２は、前記傾斜部１１と水平部１３との間に位置し、排気ガス流れ方向の上流側が傾斜部１１に連続し、排気ガス流れ方向の下流側が水平部１３に連続している。

【0024】

排気管１がこのような形状となっているので、エンジンの運転時に排出される排気ガスの流れ方向としては、傾斜部１１内では斜め下方に向かい、屈曲部１２内において、その流れ方向が斜め下方から水平方向に変更され、水平部１３内では水平方向（図１における左側）に向かうことになる。

【0025】

また、排気管１に排気ガスが流れた場合、この排気管１は排気ガスからの熱を受けて熱膨張する。その熱膨張により、排気管１は、その長さ寸法が長くなる。

【0026】

具体的に、傾斜部１１は、その排気ガス流れ方向の上流側端部が排気マニホールドを介してエンジンに接続されているので（剛性の高い部分に接続されているので）、排気ガス流れ方向の下流側端部が斜め下方に移動するように熱膨張して（図１における矢印Ｉを参照）、その長さ寸法が長くなる。

【0027】

また、屈曲部１２は、傾斜部１１に連続しているので、前述した如く傾斜部１１における排気ガス流れ方向の下流側端部が斜め下方に移動するのに伴って、この傾斜部１１の膨張分だけ屈曲部１２も同じ方向（斜め下方）に移動することになる。

【0028】

また、水平部１３は、屈曲部１２を介して傾斜部１１に連続しているので、前述した如く傾斜部１１における排気ガス流れ方向の下流側端部が斜め下方に移動するのに伴って、この水平部１３の排気ガス流れ方向の上流側端部が、この傾斜部１１の膨張分だけ同じ方向（斜め下方）に移動する。また、水平部１３は、排気ガス流れ方向の下流側端部が図１における左側に移動するように熱膨張して（図１における矢印IIを参照）、その長さ寸法が長くなる。

【0029】

−ヒートインシュレータ−
ヒートインシュレータ２は、ステンレス鋼板やアルミニウムめっき鋼板等の板材で形成され、排気管１の外周面に近接し、その外周囲を覆っている。これにより、排気管１を流れる排気ガスの熱が外部に輻射されることを抑制する。つまり、このヒートインシュレータ２により、例えば、図示しないフロアパネルへの熱輻射を抑制できると共に、排気管１の近傍に樹脂製部品が配置されている場合にはこの樹脂製部品の熱変形を防止できる。

【0030】

本実施形態に係るヒートインシュレータ２は、第１、第２および第３の３個のインシュレータ部２１，２２，２３が溶接等の手段によって一体的に接続された構成となっている。

【0031】

第１インシュレータ部２１は、排気管１における傾斜部１１、屈曲部１２および水平部１３それぞれの上方に亘って配置されている。つまり、この第１インシュレータ部２１は、排気管１の傾斜部１１の上側半分を覆う傾斜被覆部（本発明でいう上流被覆部；排気管の上流部（屈曲部よりも排気ガス流れ方向の上流側部分）の上側半分を覆う上流被覆部）２１ａ、屈曲部１２の上側半分を覆う屈曲被覆部（本発明でいう被覆部）２１ｂ、水平部１３の上側半分を覆う水平被覆部（本発明でいう下流被覆部；排気管の下流部（屈曲部よりも排気ガス流れ方向の下流側部分）の上側半分を覆う下流被覆部）２１ｃを備えている。これら傾斜被覆部２１ａ、屈曲被覆部２１ｂ、水平被覆部２１ｃは、排気管１が延びる方向に対して直交する方向での断面形状が略半円弧状となっている。

【0032】

第２インシュレータ部２２は、排気管１における傾斜部１１の下方に配置されている。この第２インシュレータ部２２は、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａと略対称な形状となっており、この傾斜被覆部２１ａとの間で排気管１の傾斜部１１の全周囲を被覆している。

【0033】

具体的に、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２それぞれの外側縁部には、水平方向に延びるフランジ２１ｄ，２２ａが形成されており、これらフランジ２１ｄ，２２ａ同士が溶接等の手段によって接合されることで一体化されている。これにより、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２が、排気管１の傾斜部１１の全周囲を被覆している。より具体的に、図３（図２におけるIII−III線に沿った位置よりも排気ガス流れ方向の下流側における排気管１およびヒートインシュレータ２を示す斜視図）に示すように、これら第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａと第２インシュレータ部２２との接合部分にあっては、各フランジ２１ｄ，２２ａ同士の間にインシュレータ支持ブラケット２４の一部が挟まれて一体的に接合されており、このインシュレータ支持ブラケット２４が排気管１の傾斜部１１の外面に溶接されている。これにより、ヒートインシュレータ２が排気管１に支持されている。この部分が、本発明でいうヒートインシュレータにおいて排気管に接合されている部分に相当する。

【0034】

また、排気管１の傾斜部１１の外面と、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２との間には、グラスウールやセラミックファイバー等で成る断熱材２５，２５が介在されている。この断熱材２５，２５が配設される領域は、排気管１の傾斜部１１の長手方向の全体であってもよいし、その一部分であってもよい。

【0035】

第３インシュレータ部２３は、排気管１における水平部１３の下方に配置されている。この第３インシュレータ部２３は、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃとの間で排気管１の水平部１３の全周囲を被覆している。

【0036】

具体的に、図４（図１におけるIV−IV線に沿った位置よりも排気ガス流れ方向の上流側における排気管１およびヒートインシュレータ２を示す斜視図）に示すように、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３それぞれの外側縁部には、水平方向に延びた後に鉛直方向に延びるフランジ２１ｅ，２３ａが形成されており、これらフランジ２１ｅ，２３ａの鉛直方向に延びた部分同士が重ね合わされて溶接等の手段によって接合されている。これにより、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃと第３インシュレータ部２３とが一体化されて、排気管１の水平部１３の全周囲を被覆している。また、排気管１の外周面と、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３との間に公知のＳＵＳメッシュ２６，２６，２６が介在されている。これらＳＵＳメッシュ２６，２６，２６の外面は第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃまたは第３インシュレータ部２３に溶接されている。また、このＳＵＳメッシュ２６，２６，２６の内面は排気管１の外周面には接合されておらず、この排気管１との間で相対移動自在（排気管１が延びる方向にスライド移動自在）となっている。これにより、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３はＳＵＳメッシュ２６，２６，２６を介して排気管１に対して相対移動自在に支持され、これによりスライド機構が構成されている。

【0037】

なお、本実施形態に係るヒートインシュレータ２は、第２インシュレータ部２２と第３インシュレータ部２３との間に所定間隔Ｓ（図１を参照）が設けられている。つまり、第２インシュレータ部２２における排気ガス流れ方向の下流側端縁２２ｂと第３インシュレータ部２３における排気ガス流れ方向の上流側端縁２３ｂとの間に所定間隔Ｓが設けられて、これら第２インシュレータ部２２と第３インシュレータ部２３とが直接的には連結されていない構成となっている。また、この第２インシュレータ部２２と第３インシュレータ部２３との間の所定間隔Ｓに臨む排気管１の屈曲部１２には、排気管１内に尿素水を噴射供給する尿素水インジェクタの取り付け部１４が設けられている。

【0038】

−第１インシュレータ部の屈曲被覆部−
本実施形態の特徴は、前記第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂの構成にある。以下、この第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂの構成について説明する。

【0039】

図１〜図４に示すように、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂには、２本のスリット４１，４２が形成されている。これらスリット４１，４２は、図２に示す如く排気管１の周方向に沿って延びている。また、これらスリット４１，４２は、排気管１が延びる方向において所定間隔（図２における寸法ｔ１）を存し、これらスリット４１，４２同士の間にスリット間プレート部４３が形成されている。ここでは、排気ガス流れ方向の上流側に位置するスリットを第１スリット４１と呼び、排気ガス流れ方向の下流側に位置するスリットを第２スリット４２と呼ぶこととする。前記スリット４１，４２同士の間隔寸法（図２における寸法ｔ１）、および、排気管１の周方向に沿ったスリット間プレート部４３の長さ寸法ｔ２（スリット４１，４２同士のオーバラップ寸法）は、後述する捩れ変形の変形量が十分に確保されるように実験またはシミュレーションによって規定されている。一例として、スリット４１，４２同士の間隔寸法ｔ１は８ｍｍとされ、スリット間プレート部４３の長さ寸法ｔ２は２５ｍｍとされている。これら値はこれに限定されるものではない。

【0040】

より具体的に、各スリット４１，４２はそれぞれ一方側のみが開放されており、第１スリット４１の開放方向と第２スリット４２の開放方向とは互いに反対方向となっている。つまり、第１スリット４１は、その長手方向の一端側（図２における右側）が非開放とされ、他端側（図２における左側）が開放されている。これに対し、第２スリット４２は、その長手方向の他端側（図２における左側）が非開放とされ、一端側（図２における右側）が開放されている。

【0041】

第１スリット４１の非開放側の位置（図２における右端位置）は、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂにおける幅方向（図２における左右方向）の中央位置よりも僅かに右側に設定されている。また、第１スリット４１の開放側の構成としては、この第１スリット４１が、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂに形成されているフランジ（図２の左側に位置するフランジ）２１ｆまで延びており、このフランジ２１ｆの端縁部で開放されている。

【0042】

一方、第２スリット４２の非開放側の位置（図２における左端位置）は、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂにおける幅方向の中央位置よりも僅かに左側に設定されている。また、第２スリット４２の開放側の構成としては、この第２スリット４２が、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂに形成されているフランジ（図２の右側に位置するフランジ）２１ｆまで延びており、このフランジ２１ｆの端縁部で開放されている。

【0043】

以上の構成により、前述した如く、屈曲被覆部２１ｂには、排気管１の周方向に沿って延びる複数のスリット４１，４２が形成されていると共に、これらスリット４１，４２が排気管１が延びる方向において所定間隔を存して形成されていることによりスリット４１，４２同士の間にスリット間プレート部４３が形成されていることになる。

【0044】

次に、排気管１の内部に排気ガスが流れた際の作用について説明する。

【0045】

前述したように、ヒートインシュレータ２には、排気管１の周方向に沿って延びるスリット４１，４２が形成されている。このため、排気管１が熱膨張した場合、図５（排気管１に熱膨張が生じた際におけるヒートインシュレータ２の屈曲被覆部２１ｂの変形状態を示す平面図）に示すように、第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂにあっては、この屈曲被覆部２１ｂに形成されている各スリット４１，４２の縁部がスリット４１，４２の開口幅ｔ３を拡大する方向に変形する（所謂、口開き方向に変形する）。この変形により、ヒートインシュレータ２に作用する荷重（前述したように傾斜部１１での熱膨張方向（図１における矢印Ｉを参照）と水平部１３での熱膨張方向（図１における矢印IIを参照）とが異なることに起因して排気管１がヒートインシュレータ２に接触することにより作用する斜め下向き方向の荷重）が吸収される。

【0046】

また、前述したように、ヒートインシュレータ２には、スリット４１，４２同士の間にスリット間プレート部４３が形成されている。このため、排気管１が熱膨張した場合、図６（排気管１に熱膨張が生じた際におけるヒートインシュレータ２の屈曲被覆部２１ｂの変形状態を示す側面図）および図７（図５におけるVII−VII線に沿ったヒートインシュレータ２の断面図）に示すように、スリット間プレート部４３が、排気管１の延びる方向に対して略直交する方向に延びる捩れ中心軸Ｏ１の回りに捩れ変形する（図７の矢印を参照）。この変形によっても、ヒートインシュレータ２に作用する荷重が吸収される。

【0047】

このようにしてヒートインシュレータ２に作用する荷重が吸収されるため、ヒートインシュレータ２が排気管１に接合されている部分での応力集中は抑制される。つまり、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２と、排気管１とが接合されている部分（これら傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２が前記インシュレータ支持ブラケット２４を介して排気管１に接合されている部分）での応力集中は抑制される。このため、このヒートインシュレータ２の接合部分に悪影響（接合強度の低下等）を与えてしまうことを抑制できる。

【0048】

より具体的に説明すると、本実施形態の構成では、第２インシュレータ部２２は、排気管１における傾斜部１１の下方に配置されて、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａに接合されている。また、第３インシュレータ部２３は、排気管１における水平部１３の下方に配置されて、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃに接合されていると共に、第２インシュレータ部２２との間に所定間隔Ｓを存している。つまり、第２インシュレータ部２２と第３インシュレータ部２３とが連結されていない。このため、排気管１から下向き方向の荷重が第３インシュレータ部２３に作用した場合、その荷重が第３インシュレータ部２３から第２インシュレータ部２２に直接的に伝達されることはない。この荷重は第３インシュレータ部２３から第１インシュレータ部２１に伝達されることになるが、第１インシュレータ部２１では、前述したように屈曲被覆部２１ｂに形成されている各スリット４１，４２の口開き方向の変形およびスリット間プレート部４３の捩れ変形がなされる。これにより、ヒートインシュレータ２が排気管１に接合されている部分での応力集中は抑制され、このヒートインシュレータ２の接合部分に悪影響を与えてしまうことを抑制できる。

【0049】

更に、本実施形態の構成では、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３が、スライド機構によって排気管１に対してスライド移動自在に支持されている。このため、排気管１における水平部１３が熱膨張した場合、この部分ではヒートインシュレータ２が排気管１の熱膨張に追従することがない。

【0050】

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用ディーゼルエンジンの排気管１を覆うヒートインシュレータ２として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、自動車用ガソリンエンジンの排気管を覆うヒートインシュレータとして適用することも可能である。また、自動車用以外のエンジンの排気管を覆うヒートインシュレータとして適用することも可能である。

【0051】

また、前記実施形態では、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２を排気管１の傾斜部１１に接合し、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３を排気管１にスライド移動自在に支持した構成としていた。本発明はこれに限らず、第１インシュレータ部２１の水平被覆部２１ｃおよび第３インシュレータ部２３を排気管１の傾斜部１１に接合し、第１インシュレータ部２１の傾斜被覆部２１ａおよび第２インシュレータ部２２を排気管１にスライド移動自在に支持する構成としてもよい。また、これら各部を排気管１に接合する構成としてもよい。

【0052】

また、前記実施形態では、スリット４１，４２を、排気管１が延びる方向に対して略直交する周方向に延びる形状としていた。本発明はこれに限らず、排気管１が延びる方向に対して直交する周方向から所定角度（例えば３０°程度）だけ傾いた方向に延びる形状であってもよい。また、スリット４１，４２の配設箇所としては２箇所には限定されず、３箇所以上であってもよい。この場合、隣り合うスリット同士の開放方向（第１インシュレータ部２１の屈曲被覆部２１ｂに形成されているフランジ２１ｆの端縁部での開放方向）は互いに反対方向となっていることが好ましい。

【0053】

更に、前記実施形態では、ヒートインシュレータ２を、第１、第２および第３の３個のインシュレータ部２１，２２，２３を一体的に接続した構成としていた。本発明はこれに限らず、ヒートインシュレータを、４個以上のインシュレータ部を一体的に接続した構成としてもよいし、２個のインシュレータ部を一体的に接続した構成としてもよい。また、ヒートインシュレータ２に、排気管１の屈曲部１２の下側半分を覆う部分を備えさせた構成としてもよい。

【0054】

また、前記実施形態では、屈曲部１２よりも排気ガス流れ方向の上流側部分が傾斜した配管（傾斜部１１）となっており、屈曲部１２よりも排気ガス流れ方向の下流側部分が水平方向に延びる配管（水平部１３）となっている排気管１に適用されるヒートインシュレータ２について説明した。本発明に係るヒートインシュレータ２は、これに限らず、屈曲部１２よりも上流側部分と下流側部分とで配管の延びる方向が異なっている排気管１であれば同様の効果を奏することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、屈曲部を有する排気管を覆うヒートインシュレータに適用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 排気管
１１ 傾斜部
１２ 屈曲部
１３ 水平部
２ ヒートインシュレータ
２１ 第１インシュレータ部
２１ａ 傾斜被覆部
２１ｂ 屈曲被覆部（被覆部）
２１ｃ 水平被覆部
２２ 第２インシュレータ部
２３ 第３インシュレータ部
２４ インシュレータ支持ブラケット
２６ ＳＵＳメッシュ
４１，４２ スリット
４３ スリット間プレート部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】