JP2011089420A - 車両排気管用保温体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ライトオフタイムを大幅に短縮できる断熱性に優れた車両排気管用保温体を提供する。
【解決手段】車両排気管２の外周に巻回される保温体１であって、二枚の耐熱性の金属箔の間に板状の保温材５を位置させ、保温材を包むように前記二枚の金属箔の外周縁を重ねるとともに、重ねた金属箔の外周縁を、一部を除いて気密的に接合して前記一部が開口する袋状となし、前記一部の開口より、袋状にした金属箔の内部を真空引きした後、前記一部の開口を接合閉鎖して製造する。
【選択図】図２
【解決手段】車両排気管２の外周に巻回される保温体１であって、二枚の耐熱性の金属箔の間に板状の保温材５を位置させ、保温材を包むように前記二枚の金属箔の外周縁を重ねるとともに、重ねた金属箔の外周縁を、一部を除いて気密的に接合して前記一部が開口する袋状となし、前記一部の開口より、袋状にした金属箔の内部を真空引きした後、前記一部の開口を接合閉鎖して製造する。
【選択図】図２
Description
本発明は車両排気管用保温体と、その製造方法に関する。
車両排気管には排気浄化用の触媒装置が設置されているが、触媒が活性化する温度は３００℃以上である。したがって、エンジンが始動してから上記温度以上へ急速に触媒の温度を上昇させて速やかな排気浄化を開始させる必要がある。近年は環境保護の観点から、エンジン始動の後、触媒を活性化させるまでの時間であるライトオフタイムは極めて短時間に規制されるようになっており、エンジン排気を温度低下させることなく触媒装置に導いて早期に触媒を活性化させることが求められている。
エンジン排気の温度低下を防止するための一手段としてエンジンから触媒装置に至るまでの排気管に保温体を設けているが、従来の保温体は、例えば特許文献１に示すように排気管の外周にグラスウールのマットを巻回し、これを外管で覆った構造のものや、排気管の外周に空気層を作るように二重管構造としたものが提案されている。
しかし、上記従来の保温体は未だ断熱保温機能が不足しており、ライトオフタイムの短縮のために保温体の断熱性のさらなる向上が求められている。
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、ライトオフタイムを大幅に短縮できる断熱性に優れた車両排気管用保温体とその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本第１発明の車両排気管用保温体では、車両排気管（２）の外周に巻回される保温体（１）であって、板状の保温材（５）を耐熱性の金属箔（４１，４２）よりなる袋部材（４）で気密的に包み、前記袋部材（４）内を真空状態にしたことを特徴とする。
本第１発明の車両排気管用保温体によれば、保温材を収容した耐熱性の金属箔よりなる袋部材内を真空状態としたことにより優れた断熱性が発揮され、これによりエンジン始動時の触媒活性化に要するライトオフタイムを大幅に短縮することができる。
本第２発明の車両排気管用保温体の製造方法では、二枚の耐熱性の金属箔（４１，４２）の間に保温材（５）を位置させ、保温材（５）を包むように前記二枚の金属箔（４１，４２）の外周縁を重ねるとともに、重ねた金属箔（４１，４２）の外周縁を、一部（４ａ）を除いて気密的に接合して前記一部（４ａ）が開口する袋状となし、前記一部（４ａ）の開口より、袋状にした金属箔（４１，４２）の内部を真空引きした後、前記一部（４ａ）の開口を接合閉鎖して前記袋部材（４）とすることを特徴とする。前記金属箔としては１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ厚のステンレス箔を使用するのが好ましい。また、前記保温材としては無機繊維、例えばガラス繊維、バサルト繊維ないしセラミック繊維の不織布を使用するのが好ましい。
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以上のように、本発明の車両排気管用保温体とその製造方法によれば、優れた断熱性を発揮してエンジン始動時の触媒活性化に要するライトオフタイムを大幅に短縮することができる。
図１において、本発明の保温体１はエンジンＥの排気マニホールドＥ１に連結された車両排気管２の上流端から当該排気管２の途中に設けられた触媒装置３の入口側までの排気管２外周に設けられている。保温体１の拡大断面図を図２に示す。保温体１は排気管２に沿う一定長の袋部材４を備えており、実際には図のように必要数の保温体１が互いに隣接して排気管２の外周に巻回されて、排気マニホールドＥ１と触媒装置３までの間の排気管２外周を覆っている。各袋部材４の内部には５〜１５ｍｍ厚の板状の保温材５が挿置されているとともに、袋部材４の内部は真空状態になっている。そして、このような保温体１を複数、その外方を覆う金属製のカバー体６によって車両排気管２の外周に沿い保持している。なお、保温材の板厚が１５ｍｍよりも厚いと後述する真空引きに時間を要する。また、５ｍｍよりも薄いと断熱効果が損なわれる。
袋部材４は７００〜８００℃の高温に耐える耐熱性の金属箔で構成されている。金属箔としては耐食性も併せ有するステンレス箔を使用するのが良い。この場合のステンレス箔の厚みは例えば１０〜１００μｍとするのが良く、特に２０〜５０μｍの厚みのものが好ましい。保温材５としては例えば熱伝導率の小さいガラス繊維やセラミック繊維等の無機繊維の不織布マットが使用できる。また、袋部材４内の真空度は１〜１０Ｐａ程度とする。なお、金属箔の厚みが１００μｍよりも厚いと箔の変形自在性が失われて真空引きに時間を要する。また１０μｍよりも薄くすると後述する溶接が困難となる。
このような保温体１を製造するには、図３に示すように、所定の大きさの二枚の金属箔４１，４２を用意して、これら金属箔４１，４２の間に保温材５を挿置する。この後、一辺４ａを除いて二枚の金属箔４１，４２の三辺外周縁をシーム溶接で接合する（図４の二点鎖線）。この場合の溶接は、シーム溶接以外に、マイクロプラズマ溶接やファイバーレーザ溶接が使用できる。
金属箔４１，４２の三辺を接合して袋状とし、その内部に保温材５を収容した状態で、これらを真空チャンバ内に置いて真空引きする。これにより、接合されずに残された一辺４ａを開口として、袋状とした金属箔４１，４２の内部が真空チャンバ内と同程度の１〜１０Ｐａ程度へ真空引きされる。この状態で上記一辺４ａをシーム溶接によって接合して、気密的に閉鎖された袋部材４とし、保温体１を完成させる。このようにして得られた保温体１を、既述のように複数互いに隣接させて排気マニホールドＥ１から触媒装置３に至るまでの車両排気管２の外周に巻回し、その外方から金属製のカバー体６で覆ってこれらを保持させる。
一例として、袋部材４を５０μｍのステンレス箔で構成し、ガラス繊維（ＡＧ−９）の不織布（密度５８７ｇ／ｍ2）で保温材５を構成して、袋部材４の内部を１０Ｐａに真空引きして保温体１を得る。このような保温体１の熱伝導率を平板熱流計法（ＪＩＳ−Ａ−１４１２（１９９４））で測定すると０．０１８３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。これに対して、真空引きを行なわずガラス繊維の不織布よりなる保温材５のみを袋部材４内に封入した、実質的に従来と同様の構造の保温体の、上記測定法による熱伝導率は０．０３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。これより、本発明の保温体は従来のものに比してその熱伝導率を約半分とすることができ、断熱性に優れることにより、車両排気管に使用すればライトオフタイムを大幅に短縮することができる。
１…保温体、２…車両排気管、４…袋部材、４１，４２…金属箔、５…保温材。
Claims (4)
- 車両排気管の外周に巻回される保温体であって、板状の保温材を耐熱性の金属箔よりなる袋部材で気密的に包み、前記袋部材内を真空状態にしたことを特徴とする車両排気管用保温体。
- 二枚の耐熱性の金属箔の間に保温材を位置させ、保温材を包むように前記二枚の金属箔の外周縁を重ねるとともに、重ねた金属箔の外周縁を、一部を除いて気密的に接合して前記一部が開口する袋状となし、前記一部の開口より、袋状にした金属箔の内部を真空引きした後、前記一部の開口を接合閉鎖して前記袋部材とすることを特徴とする請求項１に記載の車両排気管用保温体の製造方法。
- 前記金属箔として１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ厚のステンレス箔を使用した請求項２に記載の車両排気管用保温体の製造方法。
- 前記保温材としてガラス繊維ないしセラミック繊維の不織布を使用した請求項２又は３の車両排気管用保温体の製造方法。
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