| 【発明の名称】 |
断熱型ワッシャ |
| 【発明者】 |
【氏名】市川 厚男
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| 【要約】 |
【課題】マフラーからマフラープロテクタへの伝熱を遮断するとともに、これらを連結するボルトの締付トルクを維持することができる断熱型ワッシャを提供する。
【解決手段】自動二輪車のマフラー１とその表面を覆うマフラープロテクタ２とを連結させるボルトＢの締付トルクを維持しつつマフラー１からマフラープロテクタ２への伝熱を遮断すべく、ボルトＢの頭部とマフラープロテクタ２又はマフラープロテクタ２とマフラー１の間に配設される断熱型ワッシャ３であって、線状の金属材をワッシャ形状に形成したものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】自動二輪車のマフラーとその表面を覆うマフラープロテクタとを連結させるボルトの締付トルクを維持しつつ前記マフラーから前記マフラープロテクタへの伝熱を遮断すべく、前記ボルトの頭部と前記マフラープロテクタ又は前記マフラープロテクタとマフラーの間に配設される断熱型ワッシャであって、線状の金属材をワッシャ形状に形成したものであることを特徴とする断熱型ワッシャ。
【請求項２】前記金属材は、ステンレスから成ることを特徴とする請求項１記載の断熱型ワッシャ。
【請求項３】前記ステンレスに断熱材から成る繊維を寄り合わせ、これをワッシャ形状に形成してものであることを特徴とする請求項２記載の断熱型ワッシャ。
【請求項４】前記断熱材から成る繊維は、ガラス繊維又はキュプラ繊維であることを特徴とする請求項３記載の断熱型ワッシャ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車のマフラーとその表面を覆うマフラープロテクタとを連結させるボルトの締付トルクを維持しつつ、当該マフラーからマフラープロテクタへの伝熱を遮断することができる断熱型ワッシャに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動二輪車のマフラーは、エンジンの排気を排出すべく二輪車の後方に向かって延設されたもので、高温の排気が通過するため、その表面温度は極めて高くなる。このように高温となったマフラーに対して人が接触するのを防止するため、通常、マフラー表面を覆うようにしてマフラープロテクタが配設されている。
【０００３】当該マフラープロテクタは、ボルトによってマフラーに固定されており、このボルトのボルト頭とマフラープロテクタとの間及びマフラープロテクタとマフラーとの間には、従来、ゴム材等から成る断熱性のガスケットが介在されていた。これにより、マフラーの温度がマフラープロテクタ側に伝わるのを抑制し、マフラープロテクタの表面温度が極めて上昇するのを防止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動二輪車のマフラーには高熱の他、過大な振動も加わるため、マフラープロテクタを連結するためのボルトに介在させたガスケットがへたってしまい、断熱効果の低下やマフラーとマフラープロテクタとを連結するボルトの締付トルクの低下（トルクダウン）を生じさせてしまうという問題があった。
【０００５】また、マフラーの表面は、エンジンの駆動時に高温となる一方、エンジン停止時には常温（即ち、外気と同等の温度）となるため、加熱・冷却が繰り返されることとなり、ガスケットの劣化が更に促進され、ボルトのトルクダウンが顕著となっていた。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、マフラーからマフラープロテクタへの伝熱を遮断するとともに、これらを連結するボルトの締付トルクを維持することができる断熱型ワッシャを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、自動二輪車のマフラーとその表面を覆うマフラープロテクタとを連結させるボルトの締付トルクを維持しつつ前記マフラーから前記マフラープロテクタへの伝熱を遮断すべく、前記ボルトの頭部と前記マフラープロテクタ又は前記マフラープロテクタとマフラーの間に配設される断熱型ワッシャであって、線状の金属材をワッシャ形状に形成したものであることを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記金属材がステンレスから成ることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、前記ステンレスに断熱材から成る繊維を寄り合わせ、これをワッシャ形状に形成してものであることを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の発明は、前記断熱材から成る繊維が、ガラス繊維又はキュプラ繊維であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本実施形態の断熱側ワッシャは、図４に示すように、自動二輪車のマフラー１とマフラープロテクタ２とを連結させるためのボルト部に適用され、マフラー１側からマフラープロテクタ２側への伝熱を抑制するものである。尚、図中の符号４は自動二輪車の後輪を示し、符号７はリヤアーム８に取り付けられたサスペンションを示している。
【００１２】マフラー１は、先端が自動二輪車のエンジン５から延出された排気管６に接続されるとともに、後端がフィニッシャ１ｂに形成された中空の筒状部材から成り、エンジン５の駆動により生じる排気ガスをフィニッシャ１ｂから吐出するよう構成されたものである。かかるマフラー１は、耐熱効果が認められる材料（一般的には耐熱性の金属）から成るものである。
【００１３】また、図１に示すように、マフラー１が自動二輪車に取り付けられた際に外側を向く面には、ステー１ａが２つ溶接により固定されており、その頂部面にはボルトＢを挿通し得るボルト孔１ａａが形成されている。更に、ステー１ａの頂部裏面にはボルトＢと螺合し得るナットＮが溶接により固定されている。
【００１４】尚、ステー１ａは、溶接による溶着性の観点から、マフラー１と同質の材質が好ましいが、断熱効果のある他の材質のものを用いてもよい。また、ステー１ａの頂部自体に雌ネジを切っておき、ナットＮの溶接を不要としたものを用いてもよい。
【００１５】マフラープロテクタ２は、マフラー１の外周面における曲率より若干小さな曲率を有する断面半円弧状の部材から成り、マフラー１の一表面を覆うようにして取り付けられる。かかるマフラープロテクタ２により、高熱となったマフラー１に人が接触するのを防止できるとともに、石跳ね等でマフラー１表面に傷が付くのを防止できる。
【００１６】また、マフラープロテクタ２のステー１ａに対応する箇所には、ボルトＢを取り付けるための孔部２ａが形成されており、その内周面にはボルト取付板２ｂが溶接により固定されている。このボルト取付板２ｂには、図３に示すように、ステー１ａのボルト孔１ａａに対応してボルト孔２ｂａが形成されており、ボルトＢがこれらボルト孔を挿通し、その先端がナットＮに螺合されるよう構成されている。
【００１７】更に、ボルトＢのボルト頭とボルト取付板２ｂ表面との間及びボルト取付板２ｂとステー１ａの頂部表面との間には、断熱型ワッシャ３が介在する。かかる断熱型ワッシャ３は、汎用のワッシャと同様、ボルトＢの締付トルクを維持すると同時に、マフラー１の熱がマフラープロテクタ２へ伝わるのを遮断する役割を果たすものである。
【００１８】即ち、断熱型ワッシャ３は、線状のステンレス材を固めてワッシャ形状に形成されたものであり、例えばダイに形成されたワッシャ形状の凹部に線状のステンレス材を所定量挿入し、プレス加工で圧縮成形することにより形成されたものである。尚、かかる断熱型ワッシャ３の製造方法についての詳細は後述する。ここで、ワッシャ形状とは、汎用のワッシャの外観形状を指し、円板形状の中央部にボルトを挿通し得る孔を有する形状のことをいうが、外観形状が直方体等の矩形状のもの、楕円形等の異形状のものとしてもよい。
【００１９】従って、中実に形成された通常のワッシャに比べて、断熱型ワッシャ３内には空隙が多く存在し、かかる空隙による空気断熱が可能となるとともに、ステンレス材が外気にさらされる表面積が大きくなり、効率的に放熱を行うことができる。即ち、マフラー１の熱は断熱型ワッシャ３で効率良く遮断、放出され、マフラープロテクタ２への伝熱を遮断するのである。
【００２０】更に、断熱型ワッシャ３が線状のステンレス材から成り、高温でもへたらず、弾性を常に維持することができるので、いかなる温度領域においてもボルトＢのトルクダウンを防止することができる。即ち、ゴム材等から成る断熱材では、高温でへたってしまい、その後の弾性を維持することができないため、トルクダウンが生じてしまうのに対し、本実施形態における断熱型ワッシャ３は、上記理由によりトルクダウンが生じないのである。
【００２１】上記断熱型ワッシャ３を構成する線状のステンレス材に、予めガラス繊維又はキュプラ繊維等断熱性の繊維を寄り合わせておき、これをプレス圧縮してワッシャ形状に固めるようにしてもよい。この場合、マフラー１からマフラープロテクタ２への断熱効果が更に向上する。尚、ステンレス材を他の材質の線状部材としてもよく、これに寄り合わせる繊維を断熱効果が高い他の材料のものとしてもよい。
【００２２】上記のように、断熱型ワッシャ３を介在させつつボルトＢにてマフラープロテクタ２をマフラー１に取り付けると、図２で示すような構成となる。即ち、マフラー１の側面をマフラープロテクタ２で覆うとともに、ボルトＢのボルト頭がマフラープロテクタ２の孔部２ａ内に収まることとなり、高熱部分に人が接触しにくくなっている。
【００２３】本実施形態の断熱型ワッシャ３によれば、公知の断熱材で成形するものに比べ、低コストにて製造可能であるとともに、断熱効果を維持しつつボルトＢのトルクダウンを確実に防止することができる。即ち、エンジン５の駆動に伴うマフラー１の加熱及び冷却の繰り返しが行われ、且つ走行時の過大な振動が加えられても断熱型ワッシャの締付トルクを維持することができる。
【００２４】次に、本実施形態に係る断熱型ワッシャ３の製造方法について説明する。まず、図５で示すように、ボビン９に巻かれたステンレス線材１０を編み機１１にてコイル状にメリヤス編みする。かかるメリヤス編みは、例えば図１１で示すような面を持ったものとなるようステンレス線材１０を構成させるのが好ましく、編み上がったメッシュ状の面を持ったコイル状の筒状材１２を巻き取っておく。次に、巻き取った筒状材１２を引き延ばしつつ、長手方向に対し所定寸法づつカッティングする（図６参照）。筒状材１２のカッティングは、例えばシャーリングマシンによるシャーリングによって行われるが、他のカッティング方法であってもよい。
【００２５】続いて、図７で示すように、上記の如く所定長さにカッティングされた筒状材１２を、メス側のダイ１３に形成されたワッシャ形状の凹部１３ａに挿入し、オス側のダイ１４を衝合させて、その凸部１４ａを凹部１３ａに合致させる（図８参照）。こうして、凹部１３ａ内の筒状材１２は、凸部１４ａによりプレス圧縮されてワッシャ形状に固められる。尚、断熱性の繊維（例えば、ガラス繊維やキュプラ繊維等）を断熱型ワッシャ３内に介在させるには、予めステンレス線材１０の周りに寄り合わせておき、これを編み機１１にてメリヤス編みするのが好ましい。
【００２６】上記の如く、予めステンレス線材１０を編み機１０にてコイル状に編んでおくことにより、ワッシャ形状の凹部１３ａへの挿入を容易にしている。即ち、ステンレス線材１０をそのまま凹部１３ａへ挿入することによっても本実施形態に係る断熱型ワッシャ３を得ることができるが、その場合、凹部１３ａの周方向に対し均等にステンレス線材１０が充填されるよう制御しつつ挿入しなければならないのに対し、コイル状に編んであれば、所定長さの筒状材１２を凹部１３ａに挿入するのみで、周方向への充填が均等とされるからである。
【００２７】
【実施例】以下に本発明を実施例においてより具体的に説明する。尚、実施例は本発明を例示的に示したものであって本発明を制限するものではない。まず、ヒートサイクルテストにおける実施例と比較例１とのトルクダウンについて比較する。実施例としてのＳＵＳメッシュ成形品は、直径が０．２mmの線状のステンレス材を圧縮成形して重量０．４５ｇとしたものであり、比較例１としての断熱型ワッシャは、鉄製（パワーベストタイプの材料）の円環状部材の表裏面にゴム材を貼り合わせたものである。これらは共に、直径１２mm、ボルト挿通用の中央孔の直径５．８mm、厚さ２mmのワッシャ形状とされたものである。
【００２８】上記実施例及び比較例１をそれぞれ３つ用意し（ｎ＝１〜３）、図９で示すように、汎用のワッシャ１０２を介してＭ６−２０ボルト１０１でＳＫ材１０３に締め付けた後、３００℃の加熱１時間及び冷却３０分を１サイクルとして、１〜５サイクル終了後におけるトルクチェック（Ｎ＝３）を実行した。尚、Ｍ６−２０ボルト１０１の初期締付トルクを７０kgf・mとする一方、各サイクルの最後は完全冷却を施した。同図中の符号１０４は、試料（実施例又は比較例１）を示している。
【００２９】各試料における上記実験結果を以下の表１に示す【００３０】
【表１】
【００３１】上記表１からも明らかなように、比較例１における各サイクル終了後の締付トルクは、戻し（ボルトの取り外し方向）及びマーク（ボルトの取付方向）でいずれも０となり、締付トルクが完全に失われている。これに対し実施例のものは、各サイクル終了後の締付トルクがほぼ維持されており、トルクダウンの防止が図られていることが分かる。
【００３２】次に、上記実施例（ＳＵＳメッシュ成形品）と比較例２との断熱評価テストについて説明する。比較例２における断熱型ワッシャは、円環状のゴム材の表裏面に鉄製（パワーベストタイプの材料）の円環状部材を貼り合わせたものであり、外形形状は、上記ヒートサイクルテストのものと同様の寸法とされている。本テストでは、図１０で示すように、熱源温度２３５℃（誤差３℃）を有するバンドヒータ１０５上に実施例又は比較例２の試料１０７を載置し、この上面に接触温度計１０６を接触させて、経過時間毎の温度を測定した。実験結果を以下の表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】上記表２からも明らかなように、実施例における測定値は、比較例２のものに比べて各経過時間における温度が低く、断熱及び放熱効果が高くなっている。従って、本実施例の断熱型ワッシャを自動二輪車のマフラーとマフラープロテクタとの間に介在させれば、マフラー側からマフラープロテクタ側への伝熱を遮断して、マフラープロテクタの表面温度を安全な温度（例えば６０℃前後）に維持することができる。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、断熱側ワッシャが線状金属から成り、空気との接触面積を増大させているので、マフラーからマフラープロテクタへの伝熱を遮断するとともに、これらを連結するボルトの締付トルクを維持することができる。
【００３６】請求項２の発明によれば、ステンレスから成る断熱側ワッシャを用いるので、断熱効果及びボルトの締付トルク維持に加え、耐久性を向上させることができる。
【００３７】請求項３の発明によれば、断熱材から成る繊維をステンレスに寄り合わせ、これを断熱側ワッシャとして形成しているので、断熱効果を更に向上させることができる。
【００３８】請求項４の発明によれば、ステンレスに寄り合わせる断熱材をガラス繊維又はキュプラ繊維としているので、断熱効果をより確実なものとすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１２８４３１３
【氏名又は名称】有限会社浜松ガスケット製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月１日（２０００．１１．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５６１４
【弁理士】
【氏名又は名称】越川 隆夫
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１３９０１６（Ｐ２００２−１３９０１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月１７日（２００２．５．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３３４４５０（Ｐ２０００−３３４４５０） |
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