JP2002503166A - 整形多層金属フォイル構造及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鍛造／鍛伸整形した三次元多層金属フォイルシールドであり、このシールドに層（２１）を互いに離れた関係にした領域（６）と、層に引張力又は伸張力を加えた領域（２）と、層に圧縮を加え、折り曲げ形成、ロール形成、リンクル形成、カール形成、コイル形成、クリンプ形成等によって相互連結した領域（４）とを設ける。多層金属フォイルシールドは、層間にギャップが存在する金属フォイル層の積層の予形成体を適切な成形装置で鍛造／鍛伸整形によって整形する。ギャップは層におけるエンボス（７）又は層間のスペーサによって設ける。鍛造整形した多層金属フォイルシールドは熱シールド及び音響シールドとして特に自動車に使用することができる。鍛造整形した多層金属フォイルシールドは自動車のアンダーボデー領域、例えば、乗客コンパートメントのフロアパンの底部に取り付け、熱絶縁及び音響絶縁として作用させる。他の自動車の用途としては、防火壁、排気トンネル、エンジンマウント、排気ダウンパイプがある。三次元シールドは、多層金属シートを整形した構造を有する。中間のビード又は端縁にロール形成部の付いた多層金属予形成体は最終三次元スタンプ加工用に移送できるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 整形多層金属フォイル構造及びその形成方法発明の分野 本発明は、熱シールド及び音響シールドとして使用する多層金属フォイルシー ルドに関するものである。発明の背景 米国特許第１，９３４，１７４号に記載されているように、多層金属フォイル 絶縁体は長年使用されている。このような金属フォイル絶縁体は、代表的には反 射熱絶縁体として高温環境に適用される。このような用途では、金属フォイルの 層にエンボス加工を施し、層間を互いに離し、積層体を容器又は堅固なカバーで 保護し、金属フォイルの積層が圧縮されるのを防止し、積層体の断熱特性が低下 するのを防止するようにしている。 米国特許第５，０１１，７４３号には、多層金属フォイルの一部を圧縮してヒ ートシンク領域を形成し、このヒートシンク領域によって積層体の絶縁部分から 集熱し、ヒートシールドから放熱するようにすると、ヒートシールドとしての性 能が向上することが記載されている。このような多層金属フォイル熱シールドは 積層体の圧縮部分によってエンボス加工した金属フォイル層の積層体から形成し 、所要のヒートシンク領域を創出する。このような層を互いに固着し、又はステ ープル止めし、互いに分離するのを防止する。米国特許第５，０１１，７４３号 の記載に基づいて形成した熱シールド及び音響シールドは、ヒートシンク領域で 圧縮し、所要のパターンにカットする。多層金属フォイル熱シールドは、一般的 には多くの用途でのスタンドアロン使用としては十分な構造上の強度は有してい ない。多くの用途において、金属フォイル熱シールドは、一般的には構造支持部 材又は皿状部（パン）に取り付け、熱シールド又は音響シールドとして使用する 位置に配置する最終組立体とする。支持部材は金属パン、又はスタンプ加工体、 又は金属ケーシングとするのが一般的である。このような熱シールド組立体の用 途としては、自動車の熱シールド用に使用するのが一般的である。 上述の特許を本明細書中に参考として記載した。発明の開示 本発明の目的は、十分な構造上の強度を有し、多層金属フォイル絶縁体を支持 部材に予め組み付けることなく、熱シールド又は音響シールドとしてスタンドア ロンで自立することができる多層金属フォイル絶縁構造を得るにある。 本発明による多層金属フォイル構造は、少なくとも３層の金属シートの積層体 であって、このうちの少なくとも２層を０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下 の厚さの金属フォイルを有する。本発明による構造は少なくとも３層の金属フォ イルを有し、好適には、５〜７層の金属フォイルを有するものとする。更に、多 くの熱シールド用途では、金属フォイル層を０．１２ｍｍ（０．００５インチ） 以下の厚さとし、０．０５ｍｍ（０．００２インチ）の金属フォイルを内部層の 厚さとする。更に、金属フォイル層の他に、シールド構造の片側又は両側に金属 シートによる光保護外部層を設けることもできる。金属シートは、０．１５ｍｍ （０．００６インチ）以上の厚さ及び約１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）まで の厚さのシートとすることもできる。光外部保護金属シートの厚さは、本発明に よる一体多層金属フォイルシールド構造の一部として整形及び造形できる寸法を 選択する。好適には、保護外部金属シート層は約０．２０ｍｍ（０．００８イン チ）〜約０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）の間の厚さとする。本発明による多 層金属フォイル構造において、このような１層又はそれ以上の層の金属シートは 所要に応じて金属フォイル層間に配置し、最終一体金属フォイルシールド構造の 構造的強度を増大させる。他のシールド用途としては、多層金属フォイル構造は 全体的に０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルで形成し 、それより厚い金属シート層を使用する必要がないようにする。多層金属フォイ ル構造は、本発明により形成した鍛造体とすると、驚くほどの構造上の強度及び 剛性を有する。 本発明による多層金属フォイルシールド構造は、少なくとも３層の金属シート の予形成体を準備し、少なくとも２層の金属フォイル層の厚さを０．１５ｍｍ（ ０．００６インチ）の厚さとし、層間にギャップを生ずるよう層を互いに離して 配置し、この多層予形成体を成形型で整形する形成プロセスによって形成し、予 形成体の第１部分は、所定位置に保持して互いに離れた状態を維持し、層間の所 要ギャップを維持し、予形成体の第２部分を引張応力の下に配置し、この第２部 分に棚部又はコーナー部を付け、所要の三次元形状に形成し、予形成体の第３部 分を圧縮状態の下に配置し、この第３部分により第１部分の平面から角度をなす 壁部分及び第３部分における層を相互連結する端縁部分を整形する。第２部分は 互いに離れた層を有する第１部分と、圧縮し相互連結した層を有する第３部分と の間の遷移部分をなす。第３部分は壁部分と端縁部分とにより構成する。壁部分 及び端縁部分の双方では層は圧縮し相互連結するのが望ましい。しかし、本発明 による構造の若干の形態では、層を圧縮及び整形した壁部分を形成するが、壁部 分の一部又はすべてで相互連結しないようにする場合もある。このような形態で は、端縁部分では層を圧縮及び相互連結し、この端縁部分では折り曲げ加工、カ ール加工、又はロール形成加工を施し、構造体の端縁に沿ってビードを形成する ようにする。圧縮部分は構造体の三次元形状を有し、予形成体のシートを折り曲 げ加工又はリンクル加工を施して第３部分に相互連結関係を与え、一体で堅固な 多層金属フォイル構造を形成することによって多層金属フォイル構造に構造的強 度を与える。多層金属フォイル予形成体の第２部分を伸張させるのと、第３部分 を圧縮するのを同時に行い、最終多層金属フォイル構造にする形成作業によって 最終多層金属フォイル構造に三次元的な剛性及び構造強度を与えるとともに、互 いに離れた層を維持し、予形成体の第１部分の層間にギャップが存在するように することができる。形成作業は、構造体の端縁部分で、折り曲げ加工、カール加 工、又はロール形成加工により層を相互連結し、多層構造の端縁に沿って円筒形 のビードを形成するようにする。 本発明によれば、少なくとも３層の金属シートを有し、そのうちの２層を０． １５ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、この積層体を三 次元的に一体の構造体に形成し、構造体の一部において、スペーサによって生ず るギャップを有し、層を互いに離れた関係に保持し、構造体の他の一部において 、層を相互連結し、また折り曲げ、層間のギャップを実質的に排除し、最終部分 の三次元構造強度を増大させた整形金属構造が得られる。多層金属フォイル構造 は、型によって金属層の積層の予形成体から三次元形成し、層の一部を引張応力 の下で整形し、他の部分を圧縮条件の下とて整形し、金属フォイル層を相互連結 した折り曲げ部、リンクル形成部、又はロール形成部を形成するとともに、層の 一部は層間にギャップが残存する互いに離れた関係を維持するようにする。 本発明によれば、自立する三次元的に安定したかつ堅固な構造の多層金属フォ イル構造を得ることができ、特に自動車の用途における熱シールド又は音響シー ルドのためのスタンドアロン製品として組み付ける又は据え付けることができ、 支持パン、スタンピング加工、フレーム、又はシールド用の構造支持部材を使用 する必要がないようにすることができる。 本発明によれば、少なくとも３層の金属シートを有し、そのうちの少なくとも ２層は層間にギャップを有した０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの 金属フォイルとした積層の多層予形成体を準備し、この多層予形成体を堅固な成 形型で整形し、予形成体の一部において層間にギャップを維持し、予形成体の他 の一部は引張応力の下に尾根部又はコーナー部を生じて所要の三次元形状を与え 、予形成部の他の部分は圧縮状態の下に配置し、三次元形状を与えるとともに構 造上の強度をもたせ、層間ギャップをほほ排除し、また層を相互連結し、多層金 属フォイル一体構造を得るようにした整形方法を得ることができる。 更に、本発明によれば、それぞれ０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以上の厚 さの３層の金属シートを有する整形多層金属構造を得ることができる。同様に、 本発明によれば、それぞれ０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以上の厚さの３層 の金属シートを有する多層予形成体から整形多層金属構造を形成する方法を得る ことができる。本発明のこれらの特徴において、予形成体及びこの予形成体から 整形及び造形した構造は、４〜９層又はそれ以上の層により構成すると好適であ るとともに、多くの熱シールド及び音響シールドの用途には５〜７層の層により 形成すると好適である。 本発明の一つの最も好適な実施例においては、３、４、５又はそれ以上の層を 有する多層金属シートシールド部分は、単一ストロークのスタンピング作業工程 によって多層金属シート予形成体から形成し、このスタンピング作業によって多 層予形成体を三次元の堅固に整形した構造に形成し、最終部分の一部は互いに離 れた関係を維持した層を有し、他の部分は層の少なくとも若干層で伸張又は引っ 張ってコーナー部又は尾根部を形成し、更に他の部分で垂直方向及び長手方向及 び／又は横方向に圧縮し、１個又はそれ以上の端縁に沿ってカール加工した又は 折り曲げ加工したビードによって相互連結する。単一のスタンピング工程で整形 及び相互連結した層は、多層金属熱シールド及び音響シールドを形成する極めて 効率のよい方法であり、多くの所要の最終用途に適合する。更に、本発明の最適 な実施例においては、少なくとも１個又は好適には、２，３、又はそれ以上の単 一ストロークのスタンプ加工部分を、０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下例 えば、０．００５インチ、０．００２インチ、０．０００８インチの金属フォイ ルシートとする。単一ストロークのスタンピング加工は、例えば、自動車のよう な最終用途位置に部品を組み付けるための取付ポイント又は補強ボルト又はねじ 孔をスタンプ加工する工程も含むものとすることができる。 更に、他の本発明の好適な実施例においては、先ず多層金属予形成体の１個又 はそれ以上の端縁に沿ってカール形成又はロール形成又は折り曲げ形成したビー ドを形成し、次にこの予形成体に単一ストロークのスタンプ加工により最終の三 次元的で堅固な多層金属シールドを形成する。この実施例においては、選択した 数の金属シートを積層し、所要の技術のシールド形状にトリムし、次に端縁に沿 ってカール形成、ロール形成又は折り曲げ形成したビードを形成するようスタン プし、一体多層金属ビード付き予形成体を形成する。ビード付き予形成体は全体 的にほぼ平坦な形状であるが、層相互を互いに離れた関係にし、またカール形成 、ロール形成、又は折り曲げ形成したビードを有する端縁領域を含むものとする 。このフラットなビード付き予形成体を形成する際に、積層体はスタンプ加工す る前にトリムする必要はない。積層体の初期スタンプ加工は、トリミング整形、 端縁ビード形成、パンチング、圧縮、又は最終シールドにおける多くの最終又は 最終前の所要の形状形成、例えば、取付ポイント最終組立体例えば、車両に組み 付けるための開口のうような他の整形を行うことができる。ほぼ平坦な（又は他 の所要の一次形状の）多層金属ビード付き予形成体は、最終組立位置に効率よく 移送（最小の容積であるため）でき、この最終組立位置で、所要の最終技術部品 のための所要の最終三次元構造シールド形状にスタンプ加工する。最終スタンプ 加工は、若干の領域を圧縮して伸張し又は若干の領域を引張するとともに、一部 の層間の互いに離れた関係を保持し、又はパンチング加工、切削加工、又は他の 加工を行って所要の最終技術部品として形成する。 本発明の他の実施例においては、プラスチック、樹脂、又は他の非金属材料を ２個又はそれ以上の層の多層金属シート構造間に埋設することができる。非金属 材料は、端縁全体によって、また内部端縁をカール形成、ロール形成、又は折り 曲げ形成したビードを設けて層間に材料をシールすることによって構造体内にシ ールすると好適である。非金属材料は、ビード付き端縁領域に延在させ、金属シ ート層に沿ってカール形成、ロール形成、又は折り曲げ形成し、又はこれら材料 をトリムしてビードを充填する。図面の簡単な説明 図１は、本発明による鍛造整形多層金属フォイルシールドの斜視図、 図２は、図１のシールド部分縦断面図、 図３Ａは、本発明による有用な多層金属フォイル予形成体の説明図、 図３Ｂは、図１のシールドを形成するに使用した予形成体の一部の平面図、 図４Ａは、本発明による多層金属フォイルシールド製品を鍛造するプロセスに 使用する成形型及び予形成体の説明図、 図４Ｂ及び４Ｃは、図４Ａに示した成形型において形成したシールド製品の縦 断面図、 図４Ｄは、図４Ａに示した方法で形成したシールドの部分斜視図、 図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃは、単一ストロークのスタンプ加工及び整形加工にお いてシールド製品に多層金属フォイル端縁にロールを形成するようシールド製品 の端縁をカール加工する成形型及び工程の説明図、 図６は、本発明によるシールドを車両に適用することを説明する説明図、 図７Ａ，７Ｂ及び７Ｃは本発明によりビード付き中間予形成体を使用すること を説明する説明図である。発明の説明 この発明は、新規な多層金属箔構造を提供するため金属成形方法を使用する。 金属成形用又は型打加工作業用の従来方法は、最終金属製品を提供するため、単 一金属部材又は固体金属予備成形品の圧縮成形を含む。この発明によれば、予備 成形品は層間にギャップを設けたスペーサーを配設した多数の金属箔層である。 鍛造加工のような従来の金属シェーピングや成形加工は、通常、加熱又は加熱さ れた予備成形品で行われるが、冷間成形、鍛造加工又はスエージングもまた、固 体金属部品に従来から用いられている。この発明は、ここで記載したような方法 を提供するために適合させかつ修正した鍛造加工類似の又はスエージング類似の 方法を提供して、この発明の成形した多層金属箔構造を製造する。加熱又は加熱 した予備成形品を用いてもよいが、この発明の方法では必ずしも必要ではなく、 周囲温度で行うことが好ましい。この方法は、ここで記載した多層金属箔構造を 成形するのに用い、型打加工やハイドロフォーム法などと同様に適合した方法を 含む。 この発明の方法では、層間ギャップを有する多層金属箔予備成形品に、冷間鍛 造加工又はスエージングとやや同様な成形又は型打加工作業を施して、最終的な 構造において３つの別個の部分を有する３次元部分に成形された多層金属箔構造 である剛体金属構造を提供する。構造の第１部分では、予備成形層は、シェーピ ング方法の間、引張応力条件下に取り付けられて、金属箔層の前記部分を、最終 部分における角、隆起又は突出部の周りで平たくしあるいは引き伸ばす。前記構 造の第２部分は、圧縮条件及び力をシェーピングプロセスの間は作用させて、金 属箔層の前記部分を、折り重ね、巻かれ、ひだつけ、カール、又はそれらの層を 一緒に連結しかつそれらの層に所望の剛性の程度と３次元構造強度を付与する他 の構成に成形する。この構造の第２部分では、圧縮は、しわをよせたり、折り重 ねたり、あるいはそれらの層を一緒に連結して単一剛体構造にするため、層の平 面にほぼ沿って、縦及び／又は横への圧縮ばかりでなく、垂直、即ち層の平面に 対する垂線方向である。この構造の第2部分では、カールし、折り重ね、巻き、 又はさもなければ金属層を、好適にはその部分の端縁を一緒に連結することが好 ましい。この構造の第３部分では、金属箔層間ギャップが実質的に維持されるよ うにするため、層は著しく引き伸ばしたり、圧縮したりすることはない。そのよ うにして、ここでの開示に従って以下に示すことが当業者によって認められるだ ろう。即ち、多層金属箔予備成形品を成形及びシェーピングするのに用いられる モールドは、以下のように構成することができる。前記部分を形成するとき、多 層金属箔予備成形品の、第１部分は、引っ張られ又は引き伸ばされ、また、第２ 部分は、層が折り重ねたり、巻いたり、ひだをつけたり、カール付けしたり、コ イル状にしたり、しわをつけたりするなどによって一緒に連結されるように金属 箔層を一緒に圧縮することによって、形成することされ、そして、第３部分は、 実質的に中立のままであり、つまり、第３部分は応力も圧縮もかけず、予備成形 品において予め存在する層間ギャップは、最終成形部分において、金属箔層間に 存在したままである。第２部分において、圧縮は、好ましくはひだをつけ、折り 重ね、あるいはさもなければ層を一緒に連結して単一構造にするため、長手方向 の圧縮を含む。 金属箔層間ギャップは、スペーサーによって設けられ、このスペーサーは、層 を所望の間隔で離れた関係に保持して、最終的なシェーピング及び成形された多 層金属シールドにおいて、望ましい熱及び／又は音響シールド特性に依存するよ に、層間に所望のギャップと距離を形成する。スペーサーは、金属箔層の少なく とも少なくとも１つにおいて、打出し、ひだ、あるいは他の変形も形式にするこ とができ、くぼみ、ひだ、しわなどを含む。そのような変形は好ましい。なぜな ら、それらの変形は、この発明の部分成形及びシェーピングプロセスの間、容易 に押しつぶしたり、引き伸ばしたり、平らにする等ができるからであり、それら の変形は、多層金属箔予備成形品の成形及びシェーピングを容易にして、この発 明の単一剛体構造とする。加えて、層間ギャップを設けるスペーサーは、金属箔 片や金属箔網のような金属や他のスペーサー素子又は材料にすることができ、ス ペーサーは、層が一緒に圧縮されかつ連結されるべき領域内で所望したように圧 縮することができ、又は、層間ギャップを有することが望ましい領域内に、非圧 縮性の断片、球、ロッドなどにすることができる。 この発明に従う多層金属成形及びシェーピング中、多層金属箔予備成形品は、 モールド上で圧縮され、又は多層金属箔予備成形品をシェーピングして所望の最 終連結構造及び３次元形状にするため、２つの実質的に剛体の鍛造モールド間で 圧縮される。この発明の成形及びシェーピング方法は、多層金属箔予備成形品の 熱間又は冷間のシェーピング及び成形を含むことを意図する。成形プロセスでは 、予備成形品の部分は、わずかな引張応力から幾らか極端な引張応力までの範囲 にしてもよい引張応力をかけたり引き伸ばしを行う。引張応力は、通常、角部、 ひじ部、又は構造の他の外形や形状、特に凸形状であり、層が一の平面又は輪郭 から他へ移行する場所である。それらの領域内でのわずかな引張応力下で、予備 打出しされ、しわづけされ、ひだづけされ、又はさもなければ層間ギャップを設 けるために変形され又はシェーピングされた１以上の金属箔シートは、以下に示 すような平滑な条件まで平らにされ又は引き伸ばしてもよい。即ち、その領域内 に多層金属箔予備成形品に最初に存在する打出し、ひだ、くぼみ又はしわの全部 又は一部は、予備成形品にシェーピング及び成形プロセスを施すとき、予備成形 品の特殊な領域に存在する引張応力又はストレッチ条件下で、部分的に又は完全 に平滑化してもよい。成形され又は型成形された多層金属箔部分の特殊な構成か ら生じるより極端な引張応力又はストレッチ条件下では、金属箔の層の１以上は 、最終的な所望の３次元多層金属箔構造の形成を容易にするため、実際に伸びを かけてもよい。引張応力又はストレッチングをかけた部分におけるいずれかの金 属箔層が過度の引き裂きや裂けるのを防止するため、予備成形品における層や、 特殊な所望構造に対する成形／シェーピング／型成形を選択しかつデザインをす ることに注意すべきである。たとえば、部品の極端な外形では、予備成形品が、 ひだ、打出し又はしわのような余分に大きな変形を有する金属箔層を含むことが 必要かもしれない。なぜなら、シェーピングした部分のテンションがかけられた 部分において、前記金属箔層が引き裂かれたり裂けたりすることなしに、モール ド内でそれらの変形を引き伸ばしたり平らにしたりすることによって、部分のシ ェーピングを許容することができるからである。金属シートの積層における内部 層のいくつかの引き裂きや裂け目が、この発明の金属箔構造のいくつかのシール ド適用のために許容できるとき、不連続な層、特に外側層を持たないほうが好ま しい。 多層金属箔予備成形品のシェーピング又は型成形は、二個の剛体モールド間で 予備成形品をプレスするか、あるいは予備成形品を単一の雄型上で引き抜くか押 し出すか、さらには、予備成形品を単一の雌型内で押し出すことによって行うこ とができる。単一の型上又は内でのシェーピング又は成形は、予備成形品の端縁 をクランプすることにより、又は、適当な硬さ及び形状のゴム種のような弾力性 のある部材とともにプレスすることによって行うことができる。適当なモールド 形状及び材料は、予備成形品を所望のモールドに適切に適合させ、最終的な鍛造 成形された部分の選択された壁部分での所望の折り重ねやひだを形成することが できるため、この開示に従う当業者によって選択することができ、これによって 、最終的な成形された部分における所望の３次元構造強度を付与することができ る。同様に、金属箔層の連結は、層を一緒に折り重ね、ひだをつけ、カール付け し、コイル状にし、又は巻くことによって行い、これによって、成形された所望 の単一３次元構造を提供することができる。たとえば、いくつかの部品に対して は、前記部分を成形する前に層を連結するため、多層金属箔予備成形品の両端縁 か又は少なくとも一方の端縁を圧縮折り重ねや、カール付け、又は巻いて、円筒 状又は他の形状のロールかビードにすることが好ましいかもしれない。層を一緒 に連結するため、前記部分のある間隔の領域又は部分位置で、そのように層を折 り重ねたり巻いたりして円筒状又はビード形状にすることができる。即ち、完了 した部分の端縁位置である必要は必ずしもない。他の部分に関して、前記部分を 形成し、鋳ばりをトリミングし、又は端縁位置ですり減らすことが好ましい。そ の後、構造上の強度のための層の連結を完了するため、シェーピングした多層予 備成形品の端縁を折り重ね又はカール付けする。ある多層金属箔部分を成形する に際し、前記部分に対する３次元構造強度のために層の所望の形状と連結を付与 するため、多層予備成形品の中央又は内部を折り重ね又はひだをつけることが望 ましい。そのような部分では、付加的な構造上の強度を付与するため、端縁はま た折り重ねられ、コイル状にされ、又は巻かれて、円筒状のロールにすることが でき、あるいは、１以上の端縁は金属箔層間ギャップが維持されるところでの構 造の前記部分の部分として非圧縮状態のままにすることができる。ある部分では 、金属層が円筒形状にするため折り重ねられ、コイル状にされ、又は巻かれるた めのワイヤ又は他の部材を設けることも望まれるかもしれない。ワイヤーや他の 補強部材は、付加的な強度を付与することができ、又は、仕上げられた部分に対 する構造上の剛性は、前記部分をたとえば車両上に装着するための取付地点と一 体をなすことができる。 ここで述べたことから明らかなように、２個の部分の剛体成形モールドの特定 の領域間のスペースは、閉ざされているとき、多層金属箔予備成形品の初期のト ータル厚さとほぼ等しい開口を有するモールドキャビティを形成し、これによっ て、成形及びシェーピングプロセス中、予備成形品のそれらの領域内で金属箔層 は、引張応力が作用してもなく、圧縮されてもないというのがしばしば望まれる であろう。それらの領域は、初期の予備成形厚さや寸法及び間隔をおいて離れた 層においてそのままであるにすぎず、これによって、層間の初期ギャップを維持 することができる。予備成形品の他の部分又は領域に関連して、これらの領域で あり、実質的な又は完全な圧縮を作用させず、この発明に従って形成された多層 金属箔構造の熱及び音の絶縁特性の大部分を提供することがわかる。そして、金 属箔層が輪郭を描かれ、ストレッチされ、圧縮され、及び／又は一緒に連結され る領域は、シェーピングされかつ成形された多層金属箔シールドの構造上の強度 の大部分を提供する領域である。 多層のインターロックを作るため及び本発明の単一の多層フォイル構造を作る ために圧縮されるプリフォームの一部において、プリフォームの適当な部分の圧 縮が、層を折り曲げ、しわ寄せ、カーリング、又はローリングすることによって 多層金属フォイル層を互いにインターロックするようにデザインされて、例えば 円筒形ロールを好適には該構造のエッジに形成する。特にしわ寄せ（これはしば しば層の小さい折り曲げを規則的又は不規則的パターンで繰り返す）によってイ ンターロック層を形成するためにの金属フォイル層の圧縮、多層プリフォームの 圧縮は長手方向及び／又は横方向にまた、垂直方向になされ、垂直は層の平面に 垂直であり、長手方向又は横方向（ｘ又はｙ方向）は層の平面に沿っている。 層の圧縮は垂直において、層間の間隙を減少させ又は除去する傾向がある。層 の圧縮は長手方向では又は横方向では、過剰の又は重なった金属フォイル材料の 寄せ集め又はひだ寄せを提供し、層を互いの上に折り曲げ又はしわ寄せすること ができ、それによって層は該構造のこれらの部分の垂直圧縮を含む最終の圧縮が 行われたとき、インターロックされる。該構造のこれらのインターロック部分で は、層間に間隙を与えるスペーサは、もし完全に除去されるか又は圧縮されるな らば、少なくとも部分的であり、そのため層は、最終シールドパーツのこれらの 圧縮された、インターロックされた部分ではそれらの間に実質上間隙がない。構 造のこれらの部分は熱的及び音響的絶縁性能を減少させるが、それは単一の構造 強度を最終の形成された多層金属構造に与える多層金属フォイル構造のこれらの 部分である。本発明の方法と教示に続いて、０．００６ｉｎ(0.15mm)厚さ程度の 金属フォイル層含むかかる単一の多層金属フォイル構造は、保護外側金属層又は シートを備え又は備えずに、簡単にデザインされ、これらのシートは約０．００ ７in(Os.18mm)より厚く、据え付けハードウエア又は取付け機構をもつ完全シー ルドパーツをしてデザインされることができる。本発明の形作られかつ形成され た多層金属フォイル構造はかくして、支持構造、スタンピング、パン又はフレー ム部材を必要とせずに、自動車の熱又は音響シールドの如き所望用途に直接使用 することができる。 本文の教示から更に明らかになる如く、多層金属プリフォームは先ず、予備の ビード付きのプリフォームに形成され、このプリフォームは最終多層金属の三次 元エンジニャードパーツを作るために最終鍛造又は形作り作業に有効に移送する ための実質上平らか又は他の所望の形状をなす。本発明のこの実施法では、金属 シートの選択された数が所望のエンジニャードシールド形状に重ねられ、トリミ ングされ、次いで単一の多層溝ビード何きのプリフォームを形成するために縁に 沿ってカールされ、ロール掛けされ、又は折り曲げられたビードを形成するため にスタンピングされる。ビード付きプリフォームは、形状全体が実質上平らであ るが、層が離間関係にある形状領域を含み、層がビードにカールされ、ロール掛 けされ、又は折り曲げられる縁区域を含む。この平らなビード付きプリフォーム の成形において、積み重ね体はスタンピングの前にトリミングされる必要はない 。積み重ね体の初期スタンピングは形作るためのトリミング、縁ビードの成形、 パンチング、圧縮又は例えば自動車に最終組み立てにおいて他のパーツを取り付 けるための取付けピン、開口の如き他の多くの成形最終又は最終近くの特徴構造 を成形することができる。実質上平らな（又は他の所望の予備形状）多層金属ビ ード付きプリフォームは次いで、最小組み立て場所へ有効に（最小容積で）移送 され、そこでそれらは最終エンジニャードパーツに望まれる最小三次元構造シー ルド形状にスタンピングされる。最終スタンピング作業は単に三次元形状にスタ ンピングをなすことができる。或る区域を圧縮し、ある区域をストレッチングし 又は引っ張る一方、該パーツの一部の層の離間関係を維持するか、又は追加のパ ンチング、切断、又は最終の所望のエンジニャードパーツを形成するための他の 作業をなすことができる。 本発明の鍛造成形した多層金属フォイル構造の利用は熱シールドと音響シール ドを含む。例えば、本発明の自由スタンピング単一多層金属フォイル構造は特に 自動車モータ熱シールド、フード下の電子部品熱シールド、トランスミッション 熱シールド及び類似物の如き自動車用の専門熱シールドを成形するために適用さ れ、その場合排気システム熱からシールディングされる。従って、本発明によっ て形成された熱シールド軽く、リサイクルが容易であり、特定のデザインと最終 用途に依存して、熱シールドとして慣例の熱シールドより有効である。慣例の熱 シールドは典型的には、単層金属シールド又はミネラルウールの如き慣例の絶縁 材料を含むサンドイッチ構造である。本発明のスタンド−アローン(stand-alone )の、剛性の単一の多層金属フォイルシールド構造はかかる慣例のシールドの代 わりに直接用いることができる。一方、多層金属フォイル構造シールドの熱的又 は音響的性能は金属層間の間隙に色々な絶縁材料を充填することによって或る程 度強化することができ、このことはかかるフィラー材料なしの本発明の多層金属 フォイルシールドの極めて有効な絶縁特性に起因して、かつ、製造コストの増大 とかかる絶縁材充填パーツのリサイクルの困難性に起因して、一般的に好ましく ない。しかし、或るシールディング用途では、種々の追加材料が或る一定の層間 に又は金属フォイルの種々の層の表面上に望まれる。例えば、或る音響シールデ ィング用途ではプラスチックフイルム又は層が金属フォイル層間にシールドの全 面積上に又は或る一定部分、例えばシールドが形作られ又は成形された後に間隙 が層間に残る区域のみにおいて使用される。もう１つの例はフイルム又はシート 接着剤又は噴霧接着剤層の、金属フォイル層間又は１つ又はそれ以上の金属フォ イル層の一側面又は複数側面上における使用である。音響シールド用途では、か かる中間層は、金属フォイル層間の金属点接触を防止すること及び振動を吸収す る物質を追加することによって音及び振動減衰の利益をもつ。これは大きな実質 上平らな面積をもつシールドにとって特に有利である。音響シールディング性能 を高めるのに有用な材料は熱シールディング用途には適さないことを認めた上で 、本発明の多層金属フォイルシールドの音響シールディング特性を高めるために 所望材料を選択する方法は当業者には明らかであろう。 金属層間に使用できる追加の材料は、フォイル材料を含む。バット、マット、 織物、又は不織布、布地、プレプレッグレイアップス、又はルーズブラウン−イ ン繊維の形をなす繊維材料を含む。前記繊維は非有機性繊維ガラス、ミネラルウ ール、又はセラミックとすることができ、又は有機性ポリエステル、アラミド、 セルローズ（例えば紙）、コットン、ウール、コーンストーク／シルク、フラッ クス、ＤＡＦ、サイザル等とすることができる。該材料は層又は部片中の泡体（ 開放形又は密閉形）、層又は部片又はエラストマー中のゲルとすることができる 。これらの材料は混合され、又は互いに又は例えば０．８ミルの薄い金属又はプ ラスチックフォイルと積層されて、波形状の、エンボス加工した、エキスパンッ デッド型のメッシュ等を含む滑らか組織の、穴明きの、固体の、又は他の所望の 形状をなすことができる。これらの材料は構造内部のみに存在することができ、 又は該構造のロール掛けされ、カーリングされ、又は折り曲げられた縁部分に合 体されることができる。縁部分にある或る材料は縁部分に熱を加えることによっ て溶融され、分解され、熱硬化活性化されることができる。同様に、これらの材 料は縁部分に加えて又はその代わりに適当な熱を構造内部に加えることによって 熱処理され、硬化され、又は調整されることができる。金属シート及びフォイル 層と適切に組み合わせて使用されるこれらの材料は任意の所望の熱的、音響的、 構造的環境、バリヤー及び他の性質のデザインをもたらすことができる。 本発明の形作られ、成形された多層金属フォイルシールド構造のもう１つの独 特の用途は、特に自動車の乗客室のフロアパンの外面に直接取り付けることによ って熱及び音響シールディング用にこれらのシールドを自動車のアンダーボディ 区域に直接適用することである。例えば、本発明の多層金属フォイルシールド構 造は自動車の乗客室のボトムパンの外部の所望の表面部分上に精密にかつ均等に 取り付けられるよう精密に成形され、形作られることができる。本発明のかかる シールド構造は慣例のファスナーによってしかし更に好適にはシールドとフロア パンの表面を横切って表面又はスポットに均一に付着した接触接着剤又はマスチ ック材料によってフロアパンの外面に取り付けることができる。本発明の多層シ ールド構造は自動車乗客室のフロア全体に精密に取り付けられかつ連結するよう 形成され、かつフロアパンの表面積の所望部分をカバーする寸法に作られること ができる。代案として、本発明のシールドは複数セクションにわけて形作られ、 成形され、次いで自動車フロアパンの複数部分又は選択区域に所望手段で取り付 けられることができる。何れの方法でも、本発明の多層金属フォイルシールド構 造は軽量で、リサイクル可能な製品を提供し、この製品は自動車乗客室のボトム 全体を熱及び音響シールディングするために経済的に使用することができる。 同様に、本発明の形作られ成形された多層金属フォイルシールド構造は自動車 耐火壁のエンジン側に置かれ、それによって自動車乗客室を統合方式で熱及び音 響の絶縁及びシールディングをなすことができるように製造されることができる 。本発明の多層金属フォイル構造は、大きな面積にわたってかかる熱と音響のシ ールディングを経済的になすことができる一方、分離した支持パン又はフレーム を必要とせずに所望の自動車乗客室に直接取り付けられに十分な構造的強度をも つ軽量のリサイクル可能の製品を提供する。 本発明の多層金属フォイル構造に使用する材料は、特定の用途と製品に要求さ れる性能特性に明らかに依存する。典型的には、アルミニウムフォイルは最も熱 と音響の絶縁又はシールディングの用途に特にアンダーボディ自動車用、及びモ ータマウントシールド及び他のエンジン区画室又はアンダーフード熱シールドの 如き、中庸温度の熱シールド用に使用される。特に、本発明の熱シールドはエン ジン及び排気システム熱からエンジン区画室内の電子及びコンピュータ部品をシ ールティングするのに有用である。排気マニホルド又は排気ダウンパイプシール ディング用の如き他の用途では、ステンレス鋼フォイルの如き他の材料が温度環 境に耐えて、耐久性要件を満たすために必要である。温度環境、騒音及び振動環 境及び本発明による多層金属フォイルシールド構造を効率よく形作り成形するの に必要な金属シートと金属フォイルの性質を考慮して、特定の用途のための特定 金属フォイルを選択することは当業者には明らかであろう。 以下、本発明を図に基づいて説明する。図１は本発明方法によって成形した本 発明の典型的な多層金属フォイルシールドの１例を示す図である。図１に示す熱 シールド（１）はアルミニウムシートの５層から形成され、頂部層は０．０１０ ｉｎ厚さであり、３つの内部層は各々０．００２ｉｎ厚さをもつフォイルであり 、底部層は０．００５ｉｎの厚さをもつアルミニウムフォイルである。該パーツ は上述の如くかつ図３Ｂ下部に示す如く平らなプリフォームから形成され、プリ フォームはアルミニウムシート層と４つのアルミニウムフォイル層の積層体であ り、このアルミニウムフォイル層は層間に間隙を与えるよう型付け部（７）を型 付け加工されている。プリフォームからシールド（１）を形成する間、アルミニ ウムフォイルはコーナー区域（２）に張力をかけてストレッチングされ、そして 区域（６）を巡って延在するコーナー区域（２）を形成するために圧縮される。 成形プロセスの間、アルミニウムフォイルは壁セクション（４）を形成するため に圧縮して合わされ、その際アルミニウムフォイルは長手方向（ｘ及び／又はｙ ）にかつ垂直に（ｚ）に圧縮され、それによってアルミニウムフォイル層は集め られ、ひだ寄せされ、お互いの頂部で折り曲げられ、次いで圧縮され、それによ って５つの層がひだ寄せされて折り曲げられた掛合状態にインターロックされて 、図１に示すプリーツとリッジ（８）をもつ剛性の壁（４）を形成する。金属フ ォイル層の縁は次いでシールドの壁部分（４）の底エッジに沿ってエッジロール （５）を形成するようカールされ、ロール掛けされる。取付けマウント（９）は 壁セクション（４）にスポット溶接される。これについては、例えば米国特許第 ５，５２４，４０６号を参照されたい。この米国特許は本出願の参考文献とされ るもである。前記取付けマウントはシールドを該パーツがデザインされる車両に ボルト止めするために使用することができる。据え付けポイント（９）は好適に は、壁セクション（４）とするが、区域（２）と（６）を含むシールドの任意の 部分に置くことができる。切除区域（１０）は典型的にはシールドを自動車に据 え付ける場所に隣接した他の部品の回りに嵌合するようデザインされなければな らない自動車パーツとする。 図１に示される如く、シールドの区域（６）は引っ張られておらず又は圧縮さ れておらず、実質上元のプリフォーム形状に留まっており、それによって型付け 部（７）は分離して、層間に間隙を与える。これは図１に明らかに示されている 。この図は図１のシールドの部分断面図２−２である。図２を参照すれば、その 部分断面は区域（６）で金属フォイル層を分離する型付け部（７）をもつ金属フ ォイル（２１）を示す。シールドの区域（２）では、金属フォイル層は成形プロ セス中引っ張られ、ストレッチングされており、それによって、成形中及び形作 りプロセス中に引っ張りとストレッチングによって並びに圧縮によって区域（２ ）において型付け部を滑らかになしかつ実質上排除する。壁セクション（４）に おいて、金属フォイルはひだ寄せされ、折り曲げられて、ひだ寄せと折り曲げが 、頂部で互いに圧縮されたとき、少なくともある程度及び完全に金属フォイルの すべてをインターロックし、かくして強力な多層のインターロックされた壁を提 供し、その壁はシールド構造に驚くべき強度を与える。更に、金属フォイル層の 圧縮され、インターロックされた区域の縁部分は次いで縁ロール（５）を作るよ うカールされ、成形され、その縁ロールは更に金属フォイル層をインターロック し、更に構造に強度とシールドのための剛性のディメンションの完全性を与える 。 図１及び２におけるシールド（１）が、支持パン又はフレーム部材を必要とせ ずに、自動車に直接取り付けることが可能なフリースタンディング構造自動車部 品としての使用に適していることは当業者にとって公知である。シールド（１） のトップカバー層は、厚さ０．０１０インチのアルミニウムシートであり、他の 残りの層は、厚さ０．００２インチ及び０．００５インチのアルミニウム箔層で ある。そして、この５層のアルミニウム箔層が形成されてなる構造は、極めて高 い強度を有するため、自動車に直接に取り付けられることによっても、自動車と しての用途において要求される構造特性及び振動過重に抗することができる。本 発明において描かれている図面は、多層プレフォームから設計及び形成された、 無限に存在する３次元形状並びに多層金属シート及び金属箔シートの内の一例に すぎない。空間分離領域（６）、テンション又はストレッチ領域（２）、壁部（ ４）、エッジ部（５）は、シールド用途に応じて望ましい構造形状にデザインし 、形成することができる。例えば、必要とされる取り付け位置において、各領域 の連続したユニット中に複数の各部又は各領域を含めることもできる。例えば、 統べてのエッジ部が圧縮されて、ロール中に形成されている必要はない。特別な シールド構造のエッジ部のいくつかの部分は、空間分離金属箔が、シールドのエ ッジ部における層間のギャップで圧縮されていないエッジ領域（６）として存在 していてもよい。 図３Ａは、本発明にしたがって、３次元構造製品を形成すべく本発明の方法に おいて好適に使用することのできるプレフォーム積層構造中における、エンボス 加工の施された金属箔層のプレフォームを概略的に示す図である。プレフォーム （３０ａ）は、エンボス（７）を有する金属箔からなる層（３１）を具えている 。このエンボス（７）は、各層と各層によって構成されるギャップとを分離する 働きを有している。ここにおいて、垂直方向（ｚ）への圧縮は、金属箔層の表面 の平面に対する法線方向への圧縮を意昧するものである。横方向（ｘ）及び縦方 向（ｙ）は、金属箔層の面に沿った方向を意昧するものである。ここにおいて言 及されている横方向及び縦方向は、プレフォームが変型して３次元的な構成を取 った場合において、プレフォームを構成する各層の平面及び表面を変化させ、そ れに追随するものである。プレフォーム中にエンボスを具える代わりに、金属箔 層は、皺状であっても良いし、波形に加工されていても良い。また、その他の形 状に加工されていても良い。さらには、変型されていても良いし、表面処理され ていても良い。これによって、圧縮性のみならず、柔軟性及び伸張性をも有する ことができる。これは、本発明にしたがった多層金属箔プレフォームの成型及び 形成において最も好ましい利用形態である。金属箔層のいくつかは、エンボス加 工が施されていても良いし、皺状又は波形に加工されていても良い。このとき、 その他の層は平滑な状態を呈している。一方、さらに他の層はフォイルピース、 フォイルメッシュなどのスペーサによって分離されていても良い。プレフォーム に使用する個々の層を形成するための方法、及び各層の間にギャップを形成する ための方法は、本開示された発明を実施する当業者にとって自明な方法を選択す ることができる。各層の間に形成されたギャップは、ハンドリング及び加工を通 じて金属箔シートに本来的に発生する皺に起因して発生する場合がある。 図３Ｂは、図１に示されたシールド（１）を形成するために使用されるアルミ ニウム箔及びトップシート積層構造を具えるプレフォーム（３０ａ）の一部を示 す上部図である。このプレフォームを明確に示すために、プレフォームの領域又 は部分（６）は、図１に示すシールド（１）の領域に相当することは当業者にと って自明である。一方、プレフォーム（２）、（４）及び（５）は、それぞれ図 １に示すシールドの領域（２）、（４）、及び（５）に相当し、これらを構成す ることも明らかである。この目的のため、これらの領域は、図３Ｂにおいて点線 で示されたプレフォーム（３０ｂ）部分において、任意に線引きして描かれてい る。点線は、プレフォーム領域が図１において形成されているシールドの相当す る位置に形成されていることを示す以外、重要な意昧を有してはいない。図３Ｂ のプレフォームを図１に示す最終的に形成されたシールド製品（１）と比較する 場台において、領域（２）は、横方向又は縦方向のテンション及びストレッチ下 に存在している。また、シールド（１）の角部領域（２）を形成するために、垂 直圧縮応力下においてもある程度存在している。他の態様において、前記プレフ ォームを最終的に形成されたシールドと比較して見た場合、前記プレフォームの 領域（４）及び（５）は、縦方向（ｙ）に、ひだを着ける又は畳んで圧縮する必 要がある。さもなければ、図３Ｂに示すプレフォーム（３０ｂ）の周辺の大きな 領域（４）及び（５）からの余分な金属箔材料が集積してしまうからである。こ れによって、壁（４）領域が３次元的に形成された後、図１に示す最終的に形成 されたシールド（１）の壁（４）及びロール（５）の周辺の領域を小さく又は短 くすることができる。形成及び成型工程における縦（ｙ）方向への縦方向圧縮に よって、図１の壁部（４）に示されたひだ及び折り目をインターロックする。図 ３Ｂに示されたプレフォームは、プレフォームがどのように切断され、取り付け 部分（９）及びカットアウト（１０）を収容するかについて図示している。取り 付け部分（９）及びカットアウト（１０）は、図１に示された最終的に形成され たシールド製品において出現する。 個別のシールドすなわち部品を形成及び成型するために選択されたプレフォー ムは、金属シートが積層されてなる平らな積層体から構成することができる。こ れは、全体として成型され、上述したような好ましい単一ストロークのスタンピ ング／成型操作の大きさに整えられる。また、プレフォームは、形が整えられて 、成型又はスタンピング前の大きさに切断されることもできる。同様に、プレフ ォームは、個々に又は部分的に形成されたシートから組み立てることもできる。 これらのシートは、部分的に形成されたプレフォーム中において重ね合わされ、 最終的に本発明の多層金属構造を形成する。他の例としては、金属箔及びシート からなる平坦な積層体の形が整えられ、最初の形成工程操作、すなわち、エッジ のロール形成において部分的に形成される。次いで、第２の形成又はスタンピン グ操作において完成され、最終的な多層金属箔構造を製造する。本発明の好まし い単一ストロークスタンピング／形成操作の例においては、スタンピング操作に おける、複数の層、及び予備加工、すなわちエンボス加工された金属シート及び 金属箔の連続的な搬送に対して、前記のようなプロセスを用いることができる。 スタンピング操作においては、最終的な多層金属箔３次元構造部品が、連続的に 搬送される多層プレフォームから切断され、形成される。このようなプレフォー ムの連続的な搬送は、最終的な部品を製造するために遂行される２又はそれ以上 の形成工程からなる部品の形成及びスタンピングにおいても利用することができ る。 図４Ａから図４Ｄは、多層金属箔プレフォームを３次元的なシールド構造に形 成及び成型する、本発明の工程を図示したものである。図４Ａは、おす及びめす の鋳型（４６）及び（４４）を図示している。これらは、エンボス加工を施され た金属箔層（４１）を具える多層金属箔プレフォームを形成するために用いられ る。鋳型（４４）及び（４６）は、プレフォーム（４０）上で閉じている。そし て、鋳型が閉じているときにおける表面（６Ｆ）及び（６Ｍ）間のキャビティは 、図４Ｂに図示されたシールド（４２）の領域（６）である。領域（６）におい て、エンボス加工された金属箔層は圧縮されないまま存在し、層間にギャップを 有している。図４Ａに示す鋳型において、表面（２Ｆ）及び（２Ｍ）が一致する と、それらは、多層金属箔プレフォーム（４０）をスエージ形成する。それによ って、図４Ｂに示すシールド（４２）の領域（２）において、金属箔層は、縦方 向の張力下、ストレッチされるとともにスムージングされ、垂直方向に圧縮され てシールド（４２）における肩領域（２）を形成する。同様に、図４Ａに示され た鋳型における表面領域（４Ｆ）及び（４Ｍ）が、鋳型を閉じることによって重 なると、それらは、壁（４）領域における金属箔層に皺を形成するとともにイン ターロックすることによって、図４Ｂに示されたシールド（４２）の壁部（４） を圧縮形成する。図４Ａに示す鋳型（４４）及び（４６）の残りの部分は、図４ Ｂに図示されたシールド（４２）のエッジ部分（４３）を圧縮形成する。エッジ 部分（４３）は折り重ね合わせられ、圧縮されて図４Ｃに図示する堅固なエッジ リム（４５）を形成する。図４Ｃは、圧縮されて堅固な折り畳みエッジリム部分 を形成する折り畳みエッジ部分について示している。一方、図１及び２に示され ているように、多くの場合においては、ロール状又はカール状の円筒形状エッジ を形成することが好ましい事が分かる。エッジに沿って適当な構造強度を形成す るための、前記エッジを折り畳み、ローリングし、カーリングする他の手段とし ては、本発明の教えるところにしたがう当業者にとっては自明のものである。図 ４Ｂにおいて形作られたシールド（４２）の領域（２）及び（４）において、こ れらの領域のプレフォーム中に存在する本来的なエンボス、皺、又は歪みは、形 成工程において必然的にストレッチ、スムージング、破壊され、又は平坦化され 、変型される。その結果、金属箔層の間のギャップは、特に領域（４）において 必然的に除去される。領域（２）において、各層はそれらの間にある程度のギャ ップを有する。これは、形成及び成型工程中に印加された横方向のストレッチ及 び垂直方向の圧縮に依存している。領域（２）における各層は、部分的に隔離さ れて存在し、ほとんど平滑な状態を呈する。すなわち、エンボス、皺などは、プ レス又はストレッチされて平滑な状態を呈している。領域（４）において、各層 の間のギャップは小さな窪み又はキャビティによって完全に置換されている。こ れは、各層が押しつぶされるとともに折り畳まれて、互いが圧縮されることによ り、各層をインターロックすることに起因する。 図４Ｄは、図４Ｃに図示された熱シールド（４２）の部分斜視図である。領域 （２）は角部領域であり、そこにおいては金属箔層が伸張及びストレッチされて 角部領域（２）を構成している。壁領域（４）は、皺及びひだを有しており、そ こにおいては、金属箔層（４１）が圧縮及びインターロックされて構造的な壁領 域（４）を形成している。エッジロール（４５）を形成するためのエッジの折り 畳み、皺の形成及びローリングは、形成されたシールドに対して付加的な構造上 の強度を付与する。エッジロール（４５）は、種々の部分にスポット溶接し、前 記構造体に付加的な強度を付与できるとともに、取り付け又は使用時においてエ ッジがロールする傾向を防止することができる。図４Ｄに図示されたシールド（ ４１）は、本発明において形成された多層金属箔シールド構造型の一例である。 それは、自動車に下部の、排気ガス系の熱から乗客をシールドするための自動車 排気系において使用することができる。 図５Ａ，５Ｂ及び５Ｃは、本発明による多層金属箔構造のロールされた端縁部 の形成方法に用いるに適したモールドを示すもので、モールドの対応部をその形 成に適した形状としたものである。図５Ａは、形成モールドの端縁部を示すもの であり、図２に示す如くのシールド構造の壁部（４）の縁部を雄型モールド（５ ４Ｍ）と雌型モールド（５４Ｆ）の間で形成する状況を示す。図５Ａに示す如く 、本モールドは、周縁部の個別可動部（５２），（５３）と、さらに追加の可動 部（５７）及び（５８）を有している。このモールド初め閉止するときは、モー ルド部分（５４Ｆ），（５２），（５７）は一体となって動き、同様にモールド 部分（５４．Ｍ），（５３），（５８）も一体となって動く。このモールドの各 部が閉じると、壁部（４）と縁部（５５Ａ），（５５Ｂ）が形成され、次いでモ ールド部分（５７），（５８）がモールド部分（５２），（５３）より引離され 、多層金属箔スタックの端部を切離しうるようになり、その部分（５５Ｂ）は切 離されて、スクラップとなる。かくすることによって、縁部（５５Ａ）は所要長 に切断され、モールド部分（５２），（５３）が下側に動くと、図５Ｂに示すよ うに、残存している縁部（５５Ａ）はモールド部分（５２）と、モールド部分（ ５４Ｆ），（５４Ｍ）の間に存する隙間に沿い下側に押し曲げられる。次いで図 ５Ｃに示す如くして、縁部（５５Ａ）をカールさせて、縁部ロール（５５）の形 成を行う。これはモールド部分（５２），（５３）を互に閉着係合させ、これら 部分（５２），（５３）を上側に移動させることによってこれを行う。これに適 した形状の空所（５９）は、モールド部分（５２），（５３）が上側に向かって 動くとき、縁部（５５Ａ）にカール状又は丸形の運動を生じさせ、かつ適当な位 置で停止する。これによって形成された縁部ロール（５５）は、壁（４）の底部 に正しく位置決めされる。次いでモールド部分を分離させ、完成部品とスクラッ プとを取除く。図５Ｄ，５Ｅ及び５Ｆは縁部ロール（５５）が最終的に完成され 、壁部（４）に相対的に正しく位置すること、すなわち縁部ロール（５５）が壁 部（４）に対し、上側、下側或いは同一線上にそれぞれ存することを示す。 本発明のモールド及び形成方法の有利な点は、モールドと多層金属シート プ レフォームとの間に保護層を用いうることである。この層は蒸発性の油、離型剤 又はポリエチレン等の合成樹脂シートであり、これらは形成部品が使用に際し装 着される迄残存しても良く、除去して再使用しても良く、又完成部品を型より抜 いた後直ちに廃棄しても良い。また同様にして、金属シートと金属箔（フォイル ）層の間に、この多層金属板箔のモールド成型中に中間層を設け、これら層間に 滑動を生じさせたり、互にシフトさせたりして成型を容易にすることも可能であ る。一実施例としては、この目的でスプレーを行うか、シートの接着剤を設ける などしてから、成型を行い、かつこの部分を加熱して接着剤を硬化させ、全部の 接着点でなくても大部分の接着点において、これら層間を固着させることができ る。このような接着剤で補強した部分は構造上追加の強度を与え、それのみでも 強度に耐えたり、かつ追加の音響シールド機能を生ぜしめる。 図６は、図４Ｄに示す如くのシールド（４２）を、車両（６０）のボディ下側 部分に用いる例を示す。このシールド（４２）は、客室コンパートメント パン の下側面に又は床（６１）の下側に機械的装着あるいは接着剤で接着させる。図 ４Ｄに示すシールド（４２）又は、本発明により任意の所望形状とした多層シー ルドは、車両の下側構造の所望部分、又は車両のエンジン コンパーメントの耐 熱隔壁その他の部分に使用することができる。本発明によるシールドは車両の一 体のボディ又はシャーシの成形のため、その各部に接着剤或は機械的手段で装着 するに極めて便利に使用しうる。これは本発明による高効率、軽量、リサイクル 可能のシールドが、車両の任意の部分に正確に適台（フィット）しうるからであ り、このシールドは車両の任意の個所の断熱及び音響遮断の両方に極めて有利に 使用しうる。さらに本発明による多層金属箔（フォイル）シールドは車両のコン パーメントの所望個所に機械的又は接着剤により直接に装着しうることは、形成 した多層金属箔シールドと部品の固有の強度を利用しうることを意昧し、これは 本発明の一層の利点を供する。 図７は上述の本発明の他の態様の概略説明図であって、この場合にはビーズ状 のプリフォーム(preform)が中間製品として作られ、最終形成又は形状作成過程 に移送されて、最終的な所望の設計部品が形成される。本発明のこの実行過程で は、間隔を空けた金属層(71)を含む多層プリフォーム(40)が図7Aに示され、この プリフォーム(40)はカットされない（図3A参照）ままとすることもできるし、所 望の形にカットされる（図3B参照）こともできる。そのとき図7Aのプリフォーム (40)は図7Bに記載の領域(6)中に間隔を空けた層(71)を含むビーズ状のプリフォ ーム(70)にされて、上記の図５と類似の操作で縁部に沿ってカールされ丸くされ 畳まれたビーズ(5)が形成される。その結果である図7Bのビーズ状のプリフォー ム(70)は、ほぼ平坦化するか又は他の所望の形とすることができる。図7Bのビー ズ状のプリフォーム(70)の主な利点は、ビーズ状のプリフォームが最小の空間及 び体積を利用して最終的な３次元設計部品よりも効率的に貯蔵されたり移送され たりできることである。そのとき図7Bのビーズ状のプリフォーム(70)は最終刻印 工程で図7Cに記載の最終設計部品とされ、これは間隔を空けた領域(6),圧縮又は 伸長された領域(2),ひだや折り目やうね(8)の形の皺をつけた領域(4),及びビー ズ状の領域(5)を含む。中間的なプリフォーム、ビーズ状のプリフォーム、又は 部分的に形状が作られるプリフォームの形成は、所望なだけ多数の形成ステップ に分割できるが、本発明の最良の効率は、特定の製造及び組立て業の要求を満足 させる最少数の別々の形成処理ステップにより実現されよう。 上述の開示から本発明の方法で多層金属箔のプリフォームを形成して構造的多 層金属箔遮蔽物とすることに多数の変形や修正を加え、及びその結果として形成 された多層金属箔遮蔽物の多数の設計と実装とが当業者により本発明の精神及び 範囲を逸脱すること無く実行できることは明らかであろう。これに関して、金属 箔層の素材の選択、種々の層の厚さの選択、金属箔の層の数の選択、所望の領域 内の層の間の間隙を与える方法及び実装の選択、遮蔽物の種々の部分に与える伸 長や圧縮や重畳の張力の程度の選択、金属箔の層間に置く何らかの素材の選択、 等々はすべて本発明の下記の教示の技能の範疇内である。例えば本発明による多 層金属箔遮蔽物は、遮蔽製品の経済性を考慮に入れて、３層から或る特定の応用 分野の熱的及び音響的遮蔽の要求に対し適切なだけ多数の層に至るまでの数の層 を含むことができる。しかし典型的には５層ないし９層の金属箔が多くの応用分 野で最適とされるであろう。同様に、種々の金属箔層の厚さは、0.0008インチか ら0.006インチまでの間を変動するが、0.002インチ及び0.005インチの金属箔が 多くの応用分野で好適である。金属箔に関して使われる最上部のシート(top she ets)又は防護シートは本発明による遮蔽物製造の形状作成及び形成方法に適応 した任意の所望の厚さとすることができる。最も通常の遮蔽の分野では、普通は 最上部のシート又は防護用外側シートの厚さが0.010インチから約0.050インチま でを好適とする。本発明による形成された多層金属箔遮蔽物で用いられる層の幾 つかの典型的な実例は（ミルで表す、１ミル＝0.001インチ）10/2/2/2/5;5/2/2/ 2/2/5;8/2/2/2/4/4/8;30/4/4/2/2/5;10/2/2/10; 5/2/2;10/2/5;及び10/2/0.8/0. 8/5;である。非箔金属シート構造の実例は10/8/8/8;30/10/10/10/30;8/8/8;及び 50/8/8/10;である。本発明で有用な素材は、最も普通にはアルミニウム及びステ ンレススチールであるが、他の有用な素材が胴、錫、亜鉛メッキシート、真鍮を 含んでいることは当業者には明らかであろう。当業者は、適切な素材及び金属箔 の組合せ、特定の用途の金属シートの厚さ、特定の形成工程やモールドの実装、 及び使用する特定の金属を容易に選定できるであろう。遮蔽又はその一部の厚さ の全体は、層の数、層の厚さ及び層間のギャップに依存するばかりでなく、最終 的な所望の形成される設計部品を供給するためのプリフォーム又はビーズ状のプ リフォームの形状作成性及び形成性にも依存する。厚さは0.010インチから0.25 インチの範囲又はそれより大きい範囲であろう。 上述の開示に従って当業者には、遮蔽物及びその一部は金属箔を用いずに、す なわち0.006インチより厚い金属シートを用いることにより、本発明により作る ことができる、ということもまた明らかであろう。そのような構造の実例は、多 層金属シートのプリフォームに対しここに開示された方法を用いて適切な形成及 び形状作成をするように層が選択されるときは、10/7/10;20/10/10/10;30/8/8/8 ;等を含む。 本発明は熱的及び音響的遮蔽に関して記述され説明されているけれども、本発 明の多層金属シート及び箔構造及び本発明の方法は他の種々の用途、例えば食品 の調理及び配膳用諸設備等への用途、をも持つであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ラグランド クリストファー ヴィー アメリカ合衆国 ジョージア州 30136 ダルース ウィンザー ヴァリー コート 3349 (72)発明者 レムケ マシュー エス アメリカ合衆国 ジョージア州 30345 アトランタ ノースイースト ペイトン ロード 2801 (72)発明者 フェアーチャイルド スティーヴン ジェ イ アメリカ合衆国 ジョージア州 30076 ロスウェル トリントン ドライヴ 8795 (72)発明者 ラグランド ジー ウィリアム アメリカ合衆国 ジョージア州 30338 ダンウッディ メドウクリーク ドライヴ 5242 【要約の続き】 た多層金属予形成体は最終三次元スタンプ加工用に移送 できるように形成する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 整形多層金属フォイル構造において、 少なくとも３層の金属シートの積層体であって、このうちの少なくとも２層 を０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、これら ２層の少なくとも一部に互いの層間にギャップを生ずるよう互いに離して配置 し、 前記積層体は互いに離れた金属フォイル積層の予形成体から三次元整形し、 金属フォイル層の一部を伸張して三次元構造のコーナーを形成し、一体の多層 構造にするため金属フォイル層の一部を圧縮して金属フォイルを互いに相互連 結し、この形成した三次元構造の一部に、金属フォイル層間にギャップが存在 するようにしたことを特徴とする整形多層金属フォイル構造。 2. 前記層間の相互連結を折り曲げ加工、巻回加工、リンクル加工、コイル加工 、クリンプ加工又はカール加工によって行う請求項１記載の整形多層金属フォ イル構造。 3. 前記予形成体はエンボス加工した金属フォイルの積層体により構成し、層の 伸張部分において、前記エンボス加工を減少させた請求項１記載の整形多層金 属フォイル構造。 4. 前記層間の相互連結を、構造の端縁で層を円筒形のロールを形成することに よって行う請求項２記載の整形多層金属フォイル構造。 5. 層間を相互連結するために圧縮する部分を、層を折り曲げて相互連結する壁 部分と、円筒形端縁ロールにして互いに相互連結するロール端縁部分とにより 構成した請求項１記載の整形多層金属フォイル構造。 6. 多層金属フォイル構造を整形する方法において、 少なくとも３層の金属シートを有し、このうち少なくとも２層の金属シート を０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、互いに 離した金属フォイル層の積層による多層予形成体を準備し、 また、前記積層した多層予形成体を成形型により三次元形状に形成し、予形 成体の第１部分において層を引張応力の下に配置して伸張し、積層予形成体の この伸張部分を造形して所要の三次元形状のコーナーとして形成し、前記予形 成体の第２部分において、層を圧縮状態に配置して三次元形状に形成して層を 相互連結することによって金属構造に構造的強度を増大させるとともに一体多 層金属フォイル構造にし、形成した三次元構造の一部において金属フォイル層 間にギャップが存在するようにし多層金属フォイル構造の整形方法。 7. 層の相互連結を、折り曲げ加工、巻回加工、リンクル加工、コイル加工、ク リンプ加工、又はカール加工によって行う請求項６記載の方法。 8. 予形成体は、層間にギャップを生ずるエンボス加工、波形加工、又はリンク ル加工した金属フォイルの積層体として準備した請求項６記載の方法。 9. 金属フォイル層は、構造体の端縁に円筒形のロールを形成することによって 相互連結するものとした請求項７記載の方法。 10．予形成体の一部を伸張してコーナーを形成することにより、構造体のこの部 分のエンボス、波形、リンクルを凹凸を減少させた請求項８記載の方法。 11．前記予形成体は部分的に１回の形成工程で整形し、次に最終構造を第２形成 工程で整形する請求項６記載の方法。 12．部分的に整形する予形成体は、端縁部分に折り曲げ加工、ロール形成加工、 リンクル加工、コイル加工、クリンプ加工又はカール加工を施してビード予形 成部とした請求項１１記載の方法。 13．予形成体は単独の整形工程又はスタンプ工程で最終構造に形成した請求項６ 記載の方法。 14．少なくとも３層の金属シートを有し、このうちの少なくとも２層を０．１５ ｍｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、一体構造に形成し 、構造の一部には層を互いに離すようにしたスペーサによってギャップを生じ 、構造の一部において、層を圧縮及び相互連結し、層間のギャップを排除する ようにした多層金属フォイル構造において、 金属層間にギャップが存在するベース部分と、 このベース部分の平面に対して隣接かつ角度をなし、プリーツを付けた又は 折り曲げた壁部分と、 前記ベース部分と壁部分との間のコーナー部分であって、金属層に引張力又 は伸張力を加えて前記ベース部分の平面と前記壁部分の平面との間に生ぜしめ たコーナー部分と、 前記ベース部分又は前記壁部分に隣接し、層を相互連結する端縁部分と よりなることを特徴とする多層金属フォイル構造。 15．少なくとも４個の金属フォイルの層により構成した請求項１４記載の多層金 属フォイル構造。 16．車体又はシャーシ部分に熱又は音響シールドを配置する車両であって、鍛造 した整形多層金属構造によって前記熱又は音響シールドを構成した車両におい て、 なくとも３層の金属シートを有し、このうちの少なくとも２層を０．１５ｍ ｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、層の少なくとも一部 を層間のギャップによって互いに離すようにした積層体を具え、 前記積層体は、互いに離した金属フォイル層の積層の予形成体から三次元形 成し、金属フォイル層の一部を伸張して三次元構造にコーナーを形成し、また 金属フォイル層の一部を圧縮して金属フォイル層を相互連結し、一体の多層金 属構造にし、これにより、形成した三次元構造の一部に金属フォイル層間にギ ャップが存在するようにした ことを特徴とする車両。 17．整形多層金属シート構造において、 なくとも３層の金属シートを有し、このうちの少なくとも２層を０．１５ｍ ｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、層の少なくとも一部 を層間のギャップによって互いに離すようにした積層体を具え、 前記積層体は、互いに離した金属フォイル層の積層の予形成体から三次元形 成し、金属フォイル層の一部を伸張して三次元構造にコーナーを形成し、また 金属フォイル層の一部を圧縮して金属フォイル層を相互連結し、一体の多層金 属構造にし、これにより、形成した三次元構造の一部に金属フォイル層間にギ ャップが存在するようにした ことを特徴とする整形多層金属シート構造。 18．前記層の端縁部分に折り曲げ加工、ロール形成加工、リンクル加工、コイル 加工、クリンプ加工、又はカール加工を施すことによって層を相互連結した請 求項１７記載の構造。 19．多層金属フォイルにビードを付けた整形予形成体構造において、 なくとも３層の金属シートを有し、このうちの少なくとも２層を０．１５ｍ ｍ（０．００６インチ）以下の厚さの金属フォイルとし、層の少なくとも一部 を層間のギャップによって互いに離すようにした積層体を具え、 前記積層体は、互いに離した金属フォイル層の積層の予形成体から形成し、 金属フォイル層の一部を圧縮しまた端縁部分にビードを付け、折り曲げ加工、 ロール形成加工、リンクル加工、コイル加工、クリンプ加工、又はカール加工 により金属フォイル層を相互連結して一体の多層構造にし、構造の一部に金属 フォイル層間にギャップが存在するようにした ことを特徴とする整形予形成体構造。 20．多層金属シート構造を整形する方法において、 それぞれ０．１５ｍｍ（０．００６インチ）以上の厚さを有する少なくとも ３層の金属シートの積層の多層予形成体を準備し、 また、前記積層した多層予形成体を成形型により三次元形状に形成し、予形 成体の第１部分において層を引張応力の下に配置して伸張し、積層予形成体の この伸張部分を造形して所要の三次元形状のコーナーとして形成し、前記予形 成体の第２部分において、層を圧縮状態に配置して三次元形状に形成して層を 相互連結することによって金属構造に構造的強度を増大させるとともに一体多 層金属フォイル構造にし、形成した三次元構造の一部において金属フォイル層 間にギャップが存在するようにし多層金属シート構造の整形方法。 21．層の相互連結を、折り曲げ加工、巻回加工、リンクル加工、コイル加工、ク リンプ加工、又はカール加工によって行う請求項２０記載の方法。 22．前記予形成体は部分的に１回の形成工程で整形し、次に最終構造を第２形成 工程で整形する請求項２１記載の方法。