JP2019136719A - 成形材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上述の問題に鑑み、さらに軽量化できる成形材を提供することを目的とする。方向性のない変形性を有するとともに、所定の向きに沿った引っ張り方向の変形に加え、圧縮方向の負荷に対しても十分な変形性を有する成形材及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】コルゲート成形材１は、第１方向ｘに沿う谷部１０と山部２０とが第２方向ｙに沿って交互に配置されるとともに、第１方向ｘに沿う谷部１０及び山部２０に、第１方向ｘに沿って交互に凸状部３０と凹状部４０とが交互に配置されてコルゲート形状が構成され、谷部１０と山部２０形成された谷底面１１と山上面２１とを連結する連結側面５０が形成され、山部２０の凹状部４０における連結側面５０ａが谷底面１１及び山上面２１に対して７０度で配置され、山部２０の凸状部３０における連結側面５０ｂが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度で配置され、滑らかに変化している。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、交差する第１方向と第２方向とにそれぞれ延びる凹凸によって構成されたコルゲート形状が形成された成形材及びその製造方法に関する。

薄板材に波付け加工（凹凸加工）された成形材について、高性能化や多様化に伴って、様々な波付け形状の成形材が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の成形材の製造方法は、金属シートに対して二回の波付け加工を施して凹凸形状を形成するが、第２回目の波付け加工の方向を第１回目の波付け加工の方向に対して斜め方向に向けることにより、交差する第１方向と第２方向とにそれぞれ延びる凹凸において第１方向に沿って波形が形成され第２方向の凹凸形状において鋭角状をなす内曲げ連結側面を有する凹凸形状が施された成形材を形成することができるとされている。

しかしながら、上記特許文献１で提案された成形材では、第２方向の断面形状において鋭角状をなす内曲げ部分が第１方向に亘って形成されるため、第２方向の変形性と第１方向の変形性とが異なるとともに、引っ張り方向の負荷に対しては十分な変形性を有するものの、圧縮方向の負荷に対しては十分に対応できず、負荷の作用方向によって変形性に異なるため、用途の多様化が求められる現在のニーズに十分に対応できていなかった。

特表２００１−５０４３９３号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、方向性のない変形性を有するとともに、所定の向きに沿った引っ張り方向の変形に加え、圧縮方向の負荷に対しても十分な変形性を有する成形材及びその製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、交差する第１方向と第２方向とにそれぞれ延びる凹凸によって構成されたコルゲート形状が形成された成形材であって、前記第１方向に沿って形成される凹状の谷部と凸状の山部とが前記第２方向に沿って交互に配置されるとともに、前記第１方向に沿って形成された前記谷部及び前記山部に、前記第１方向に沿って交互に凸状部と凹状部とが交互に配置されて前記コルゲート形状が構成され、前記谷部と前記山部とのそれぞれに谷底面と山上面とが形成されるとともに、前記谷底面と前記山上面とを連結する連結側面が形成され、前記谷部及び前記山部は、前記第１方向の波形に形成され、前記凸状部は前記波形の波凸部で形成され、前記凹状部は前記波形の波凹部で形成され、前記山部は、前記山部における前記凸状部の前記第２方向の幅が最も狭く、且つ前記凹状部の前記第２方向の幅が最も広くなる連続形状で形成され、前記谷部は、前記谷部における前記凹状部の前記第２方向の幅が最も狭く、且つ前記凸状部の前記第２方向の幅が最も広くなる連続形状で形成され、前記第２方向の断面において、少なくとも前記山部の前記凹状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置され、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、前記連結側面は、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置された前記凹状部から、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記凸状部にかけて滑らかに変化することを特徴とする。

この発明により、前記第１方向の変形性と前記第２方向の変形性とのバランスがよく、前記第２方向に沿った引っ張り方向の変形に加え、圧縮方向の負荷に対しても十分な変形性を有する成形材を構成することができる。

詳述すると、少なくとも前記山部の前記凹状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置され、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、前記連結側面は、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置された前記凹状部から、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記凸状部にかけて滑らかに変化しているため、引っ張り方向の負荷に対する変形性のみならず、圧縮方向の負荷に対する変形性も備えているため、前記第２方向の変形性が高い成形材を構成することができる。

また、少なくとも前記山部の前記凹状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置され、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、前記連結側面は、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置された前記凹状部から、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記凸状部にかけて滑らかに変化している、つまり、前記連結側面の前記谷底面及び前記山上面に対する角度が鋭角状である前記山部の前記凹状部から、鈍角状である前記山部の前記凸状部にかけて徐々に変化している。

殊に、前記第２方向の幅が最も広い前記山部の前記凹状部において前記連結側面は前記谷底面及び前記山上面に対して鋭角状となるように配置され、前記第２方向の幅が最も狭い前記山部の前記凸状部において前記連結側面は前記谷底面及び前記山上面に対して鈍角状となるように配置されているため、前記第２方向の幅が最も広い前記山部の凹状部における前記連結側面の基部における前記第２方向の幅と、前記第２方向の幅が最も狭い前記山部の凸状部における前記連結側面の基部における前記第２方向の幅との違いを小さくでき、コルゲート形状を形成することによって板材に作用する前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向の負荷を低減することができる。
したがって、絞り性、及び張出し性の高い成形材を構成することができる。

この発明の態様として、前記第２方向に沿って交互に配置された前記谷部及び前記山部の配置ピッチが、前記第１方向に沿って交互に配置された前記凸状部及び前記凹状部の配置ピッチに対して０．８８乃至０．９６倍に形成されてもよい。

この発明により、前記第２方向の変形性に対しても前記第１方向の変形性が十分に高く、前記第１方向及び前記第２方向において、さらにバランスの良い変形性を有する成形材を構成することができる。

詳述すると、前記第２方向に沿って交互に配置された前記谷部及び前記山部の配置ピッチが、前記第１方向に沿って交互に配置された前記凸状部及び前記凹状部の配置ピッチに対して０．８８倍以下に形成された場合、前記第２方向の変形性に対して前記第１方向の変形性が高くなり過ぎ、０．９６倍に形成された場合、前記第２方向の変形性に対して前記第１方向の変形性が低くなり過ぎ、前記第１方向及び前記第２方向の変形性のバランスが悪くなる。

これに対し、前記第２方向に沿って交互に配置された前記谷部及び前記山部の配置ピッチが、前記第１方向に沿って交互に配置された前記凸状部及び前記凹状部の配置ピッチに対して０．８８乃至０．９６倍に形成されることで、前記第２方向の変形性に対しても前記第１方向の変形性が十分に高く、前記第１方向及び前記第２方向において、さらにバランスの良い変形性を有する成形材を構成することができる。

またこの発明の態様として、少なくとも前記凸状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記連結側面の高さが、前記谷底面及び前記山上面の幅に対して０．２倍乃至０．６倍に形成されてもよい。

この発明により、強度と変形性とがバランスよく両立できる成形材を形成することができる。
詳述すると、少なくとも前記凸状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記連結側面の高さが、前記谷底面及び前記山上面の幅に対して０．２倍以下の場合、コルゲート形状の高さが低くなり、強度は確保できるものの変形性が低下する。逆に、少なくとも前記凸状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記連結側面の高さが、前記谷底面及び前記山上面の幅に対して０．６倍以上の場合、コルゲート形状の高さが高くなり、変形性は確保できるものの強度が低下する。

これに対し、少なくとも前記凸状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記連結側面の高さが、前記谷底面及び前記山上面の幅に対して０．２倍乃至０．６倍に形成することで、強度と変形性とがバランスよく両立できる成形材を形成することができる。

またこの発明の態様として、０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みで構成された金属製の箔材で構成されてもよい。
この発明により、所定の強度を有するとともに、少なくとも前記山部の前記凹状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置される前記連結側面に作用する曲げによる局所的な曲げ負荷を小さくすることができる。なお、上記厚みについては、小数三位以下の誤差を含むものとする。

またこの発明の態様として、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面の高さが、前記箔材の材厚に対して１０倍乃至３０倍に形成されてもよい。
この発明により、強度と変形性とがバランスよく両立できる成形材を形成することができる。

詳述すると、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面の高さが、前記箔材の材厚に対して１０倍以下の場合、コルゲート形状の高さが低くなり、強度は確保できるものの変形性が低下する。逆に、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面の高さが、前記箔材の材厚に対して３０倍以上の場合、コルゲート形状の高さが高くなり、変形性は確保できるものの強度が低下する。

これに対し、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面の高さが、前記箔材の材厚に対して１０倍乃至３０倍に形成することで、強度と変形性とがバランスよく両立できる成形材を形成することができる。

またこの発明の態様として、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面との角部が、前記箔材の材厚の２．５倍乃至８．０倍の曲げ半径で構成されてもよい。
この発明により、十分な変形性を備えるとともに、損傷しにくく、耐久性のある成形材を構成することができる。

詳述すると、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面との角部が、材厚の２．５倍以下の曲げ半径である場合、曲げ内側と曲げ外側との曲率差による負荷が大きくなり損傷するおそれが高まり、８．０倍以上の曲げ半径の場合、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面とにおける角部が占める割合が大きくなって、変形性が低下するおそれがある。

これに対し、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面との角部が、材厚の２．５倍乃至８．０倍の曲げ半径とすることにより、角部における曲げ内側と曲げ外側との曲率差による負荷を小さくできるとともに、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面とにおける角部が占める割合を変形性が損なわない範囲とすることができ、十分な変形性を備えるとともに、損傷しにくく、耐久性のある成形材を構成することができる。

またこの発明の態様として、前記箔材は、３０４ステンレス鋼あるいは４３０ステンレス鋼であってもよい。
この発明により、さらに高耐久性の成形材を構成することができる。

詳述すると、３０４ステンレス鋼は他の一般的な金属製箔材に対して材料強度が高く、伸び性も高いため、コルゲート形状を形成するための凹凸加工において、他の一般的な金属製箔材では損傷するような高負荷が作用する加工であっても、損傷することなく所望のコルゲート形状を形成することができる。

また、他の一般的な金属製箔材に比べて材料強度が高い３０４ステンレス鋼は、凹凸加工によっていわゆるスプリングバックという所望の変形得られないという状態が生じるが、高い伸び性能によって、スプリングバックを考慮した凹凸加工を施すことによって損傷することなく、所望のコルゲート形状を形成することができる。

その反面、３０４ステンレス鋼に大変形加工を施すと部分的に磁化して、耐久性が低下するおそれがあるが、３０４ステンレス鋼に上述の凹凸加工によってコルゲート形状が形成されているため、ステンレス箔材としての変形性能が向上しているため、大変形加工を施しても磁化することなく、さらに高耐久性の成形材を構成することができる。

詳述すると、４３０ステンレス鋼は、フェライト系ステンレスであり、磁性を有するとともに、熱処理により硬化せず、靭性，成形性，溶接性に優れ、加工性が良好である。また、安価であり、高品質のステンレス箔材を安定して供給することができる。なお、脆化温度が４７５℃付近であるが、例えば、後述するようなカバー体を、９００℃前後まで温度上昇するエキゾーストマニホールドのヒートインシュレータに用いる場合であっても、カバー体は脆化温度以下の温度となるため、脆化することもなく、耐久性のよいカバー体を構成することができる。

またこの発明の態様として、前記箔材が、複数枚積層されてもよい。
この発明により、強度を向上するとともに、仮に、間に空気層を介在させることによって、遮熱性を有する成形材を構成することができる。

また、複数枚積層させた前記箔材同士を、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置される、つまり前記谷底面及び前記山上面に対して鋭角状に配置される前記山部の前記凹状部における前記連結側面によって、いわゆるカシメ作用によって連結することができる。

なお、前記谷底面及び前記山上面に対して鋭角状に配置される前記連結側面は、前記山部の前記凹状部であり、前記凸状部における連結側面は前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されており、鋭角状に配置されることによる前記箔材同士の連結作用を得ることができない。つまり、前記山部における前記凹状部で前記箔材同士がカシメ作用で連結されており、その他の部分では連結されていない。したがって、前記凹状部から前記凸状部に亘って全体的に箔材同士が連結されている場合、前記成形材を曲げて立体加工する際の箔材同士の曲率の違いが曲げに対する抵抗となり、曲げ加工性が低下するが、前記山部における前記凹状部で前記箔材同士がカシメ作用で連結されているものの、その他の部分では連結されていないため、前記凹状部におけるカシメ作用により前記箔材同士が分離すること防止するとともに、曲げ加工における上述のような曲げ加工性の低下を抑制することができる。

またこの発明の態様として、前記箔材が、表面が有色である有色箔材であってもよい。
この発明により、放射される熱を遮ることができる遮熱性を有する成形材を構成することができる。

またこの発明の態様として、前記箔材に、複数の貫通孔が所定間隔を隔てて設けられてもよい。
この発明により、制振性、遮音性及び吸音性を発揮できる成形材を構成することができる。

またこの発明は、上記成形材で構成され、対象部材の形状の応じた立体形状に加工されたカバー体であることを特徴とする。
この発明により、高変形性の成形体を対象部材の形状に適した立体形状に形成された軽量のカバー体を構成することができる。

本発明は、方向性のない変形性を有するとともに、所定の向きに沿った引っ張り方向の変形に加え、圧縮方向の負荷に対しても十分な変形性を有する成形材及びその製造方法を提供することができる。

成形材の斜視図。 成形材の平面図。 成形材の断面図による説明図。 成形材の第２方向の拡大断面図による説明図。 成形材の製造方法を説明する説明図。 成形材で構成したヒートインシュレータの斜視図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
なお、図１はコルゲート成形材１の斜視図を示し、図２はコルゲート成形材１の平面図を示し、図３はコルゲート成形材１の断面図による説明図を示し、図４はコルゲート成形材１の第２方向の拡大断面図による説明図を示している。

詳しくは、図３（ａ）は図２におけるＡ−Ａ断面図を示し、図３（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ断面図を示し、図３（ｃ）は図２におけるＣ−Ｃ断面図を示し、図３（ｄ）は図２におけるＤ−Ｄ断面図を示している。また、図４（ａ）は図３（ａ）におけるａ部拡大図を示し、図４（ｂ）は図３（ｂ）におけるｂ部拡大図を示している。

さらに、図５はコルゲート成形材１の製造方法を説明する説明図を示し、図６はコルゲート成形材１で構成したヒートインシュレータ３００の斜視図を示している。

詳述すると、図５（ａ）は加工前のステンレス箔材１００の斜視図を示し、図５（ｂ）はステンレス箔材１００に第１波付け加工を施して波形１１１を形成した一方向波付け材１１０の斜視図を示し、図５（ｃ）は一方向波付け材１１０に第２波付け加工を施して形成したコルゲート成形材１の斜視図を示している。

図１に示すコルゲート成形材１は、ステンレス箔材１００（図５参照）に対して、平面方向に直交する第１方向ｘと第２方向ｙに延びる凹凸の波付け加工が施され、第１方向ｘと第２方向ｙに延びる凹凸によって構成されるコルゲート形状が形成された成形材である。詳しくは、コルゲート成形材１は、厚みｔが０．０８ｍｍである３０４ステンレス鋼製の箔材（以下、３０４ステンレス箔という）に上記コルゲート形状を形成して構成している。

コルゲート成形材１に形成されたコルゲート形状について詳述すると、第１方向ｘに沿って形成される凹状の谷部１０と凸状の山部２０とが第２方向ｙに沿って交互に配置されるとともに、第１方向ｘに沿って形成された谷部１０及び山部２０に、第１方向ｘに沿って交互に凸状部３０と凹状部４０とが交互に配置されてコルゲート形状が構成されている。

なお、凸状部３０は波形の波凸部であり、凹状部４０は波形の波凹部で形成され、山部２０における凸状部３０の第２方向ｙの幅が最も狭く、且つ谷部１０の第２方向ｙの幅が最も広くなる連続形状で形成され、谷部１０における凹状部４０の第２方向ｙの幅が最も狭く、且つ凸状部３０の第２方向ｙの幅が最も広くなる連続形状で形成されている。

また、谷部１０には谷底面１１が形成され、山部２０には山上面２１が形成されるとともに、谷底面１１と山上面２１とを連結する連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）が形成され、換言すると、第２方向ｙの断面において、谷部１０は谷底面１１と第２方向ｙ両側の連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）とで略角型凹状に形成され、山部２０は山上面２１と第２方向ｙ両側の連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）とで略角型逆凹状に形成されている。

さらに詳しくは、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、第２方向ｙの断面において、連結側面５０のうち凸状部３０における連結側面５０ａが山上面２１または谷底面１１となす角６０ａ（６１ａ，６２ａ）の角度Ｒａ（Ｒａ１，Ｒａ２）は９０°乃至１００°の範囲の略９０°で形成されている。

また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、第２方向ｙの断面において、連結側面５０のうち凹状部４０における連結側面５０ｂが山上面２１または谷底面１１となす角６０ｂ（６１ｂ，６２ｂ）の角度Ｒｂ（Ｒｂ１，Ｒｂ２）は９０°未満の略７０°で形成されている。

そして、凸状部３０において山上面２１または谷底面１１に対して略９０°で形成された連結側面５０ａと、凹状部４０において山上面２１または谷底面１１に対して略７０°で形成された連結側面５０ｂとは、山上面２１または谷底面１１となす角６０を滑らかに変化させながら連続的に形成されている。

なお、凸状部３０において山上面２１または谷底面１１と連結側面５０ａとでなす角度Ｒａが略９０°である角６０ａにおける曲げ半径ｒａ（ｒａ１，ｒａ２）は、コルゲート成形材１を構成する３０４ステンレス箔の厚みｔ：０．０８ｍｍの２．５倍乃至７．５倍の範囲となる０．２ｍｍ乃至０．６ｍｍの範囲のうち０．４ｍｍ（５．０倍）で形成している。

また、凹状部４０において山上面２１または谷底面１１と連結側面５０ｂとでなす角度Ｒｂが略９０°である角６０ｂにおける曲げ半径ｒｂ（ｒｂ１，ｒｂ２）は、コルゲート成形材１を構成する３０４ステンレス箔の厚みｔ：０．０８ｍｍの２．５倍乃至８．０倍の範囲となる０．８ｍｍ乃至２．４ｍｍの範囲のうち２．０ｍｍで形成している。

また、凸状部３０における連結側面５０ａは、山上面２１または谷底面１１の幅ｗ：４．０ｍｍの０．２倍乃至０．６倍の範囲となる０．８ｍｍ乃至２．４ｍｍの範囲のうち２．０ｍｍの高さＨであり、３０４ステンレス箔の厚みｔ：０．０８ｍｍの１０倍乃至３０倍の範囲のうち２５．０倍となる。

このような断面形状で形成されたコルゲート形状では、図２に示すように、第２方向ｙに沿って交互に配置された谷部１０及び山部２０の配置ピッチＰｙ：１１．７４ｍｍが、第１方向ｘに沿って交互に配置された凸状部３０及び凹状部４０の配置ピッチＰｘ：１２．７５ｍｍｍに対して０．８８乃至０．９６倍の範囲のうち０．９２倍で形成されている。

このように構成されたコルゲート成形材１は、例えば、図６に示すように、エキゾーストマニホールド（以下においてエキマニという）や触媒などの対象部材の形状の応じた立体形状にプレス加工してヒートインシュレータ３００を構成することができる。

このような構成のコルゲート成形材１は、図５に示すように、一対の波付けローラ（図示省略）を用い、ステンレス箔材を波付けローラ間に通して波形１１１を有する一方向波付け材１１０を構成し、一方向波付け材１１０の向きを平面視方向において９０度回転させてから、波付けローラ間に通してコルゲート成形材１を製造する。

なお、波付けローラはギヤ歯頂角や対向方向の間隔を調整可能しており、１回目の波付加工と２回目の波付け加工とにおいて、これらを調整することで上述のコルゲート形状が形成されたコルゲート成形材１を製造することができる。

また、コルゲート成形材１の製造方法としては、上述の一対の波付けローラを用いた製造方法のみならず、例えば、所定方向の波形が交差方向に複数並列配置した一対のプレス（図示省略）を用い、ステンレス箔材１００に対してプレス加工を施して波形１１１を有する一方向波付け材１１０を形成し、一方向波付け材１１０を交差する方向に向けて２回目のプレス加工を施すことによって上述のコルゲート形状を形成してコルゲート成形材１を製造してもよい。

また、所定方向に移動するステンレス箔材１００の表裏両側から、所定方向に適宜の間隔を隔てて配置した一対の波形部材を押し付けて波形を形成する加工装置を用いて波形１１１を有する一方向波付け材１１０を形成し、一方向波付け材１１０を交差する方向に向けて所定方向に移動させながら２回目の押し付け加工によって上述のコルゲート形状を形成してコルゲート成形材１を製造してもよい。
このように、コルゲート成形材１の製造方法としては、一対の波付けローラを用いた製造方法に限定されず、さまざまな製造方法によって製造することができる。
したがって、絞り性、及び張出し性の高い成形材を構成することができる。

上述のように、交差する第１方向ｘと第２方向ｙとにそれぞれ延びる凹凸によって構成されたコルゲート形状が形成されたコルゲート成形材１は、第１方向ｘに沿って形成される凹状の谷部１０と凸状の山部２０とが第２方向ｙに沿って交互に配置されるとともに、第１方向ｘに沿って形成された谷部１０及び山部２０に、第１方向ｘに沿って交互に凸状部３０と凹状部４０とが交互に配置されてコルゲート形状が構成され、谷部１０と山部２０とのそれぞれに谷底面１１と山上面２１とが形成されるとともに、谷底面１１と山上面２１とを連結する連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）が形成され、谷部１０及び山部２０は、第１方向ｘの波形に形成され、凸状部３０は波形の波凸部で形成され、凹状部４０は波形の波凹部で形成され、山部２０は、山部２０における凸状部３０の第２方向ｙの幅ｗが最も狭く、且つ凹状部４０の第２方向ｙの幅ｗが最も広くなる連続形状で形成され、谷部１０は、谷部１０における凹状部４０の第２方向ｙの幅ｗが最も狭く、且つ凸状部３０の第２方向ｙの幅ｗが最も広くなる連続形状で形成され、第２方向ｙの断面において、凹状部４０における連結側面５０ｂが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置され、凸状部３０における連結側面５０ａが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）は、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置された凹状部４０から、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された凸状部３０にかけて滑らかに変化している。

そのため、第１方向ｘの変形性と第２方向ｙの変形性とのバランスがよく、第２方向ｙに沿った引っ張り方向の変形に加え、圧縮方向の負荷に対しても十分な変形性を有するコルゲート成形材１を構成することができる。

詳述すると、凹状部４０における連結側面５０ｂが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置され、凸状部３０における連結側面５０ａが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）は、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置された凹状部４０から、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された凸状部３０にかけて滑らかに変化しているため、引っ張り方向の負荷に対する変形性のみならず、圧縮方向の負荷に対する変形性も備えているため、第２方向ｙの変形性が高いコルゲート成形材１を構成することができる。したがって、絞り性、及び張出し性の高い成形材を構成することができる。

また、凹状部４０における連結側面５０ｂが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置され、凸状部３０における連結側面５０ａが谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）は、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置された凹状部４０から、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された凸状部３０にかけて滑らかに変化している、つまり、連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）の谷底面１１及び山上面２１に対する角度が鋭角状である山部２０の凹状部４０から、鈍角状である山部２０の凸状部３０にかけて徐々に変化している。

殊に、第２方向ｙの幅ｗが最も広い山部２０の凹状部４０において連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）は谷底面１１及び山上面２１に対して鋭角状となるように配置され、第２方向ｙの幅ｗが最も狭い山部２０の凸状部３０において連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）は谷底面１１及び山上面２１に対して鈍角状となるように配置されているため、第２方向ｙの幅ｗが最も広い山部２０の凹状部４０における連結側面５０ｂの基部における第２方向ｙの幅ｗと、第２方向ｙの幅ｗが最も狭い山部２０の凸状部３０における連結側面５０ａの基部における第２方向ｙの幅ｗとの違いを小さくでき、コルゲート形状を形成することによって板材に作用する第１方向ｘ及び第２方向ｙに交差する方向の負荷を低減することができる。

なお、第２方向ｙに沿って交互に配置された谷部１０及び山部２０の配置ピッチＰｙが、第１方向ｘに沿って交互に配置された凸状部３０及び凹状部４０の配置ピッチＰｘに対して０．８８乃至０．９６倍の範囲の０．９２倍に形成されているため、第２方向ｙの変形性に対しても第１方向ｘの変形性が十分に高く、第１方向ｘ及び第２方向ｙにおいて、さらにバランスの良い変形性を有するコルゲート成形材１を構成することができる。

詳述すると、第２方向ｙに沿って交互に配置された谷部１０及び山部２０の配置ピッチＰｙが、第１方向ｘに沿って交互に配置された凸状部３０及び凹状部４０の配置ピッチＰｘに対して０．８８倍以下に形成された場合、第２方向ｙの変形性に対して第１方向ｘの変形性が高くなり過ぎ、０．９６倍に形成された場合、第２方向ｙの変形性に対して第１方向ｘの変形性が低くなり過ぎ、第１方向ｘ及び第２方向ｙの変形性のバランスが悪くなる。

これに対し、第２方向ｙに沿って交互に配置された谷部１０及び山部２０の配置ピッチＰｙが、第１方向ｘに沿って交互に配置された凸状部３０及び凹状部４０の配置ピッチＰｘに対して０．８８乃至０．９６倍に形成されることで、第２方向ｙの変形性に対しても第１方向ｘの変形性が十分に高く、第１方向ｘ及び第２方向ｙにおいて、さらにバランスの良い変形性を有するコルゲート成形材１を構成することができる。

また、少なくとも凸状部３０において谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された連結側面５０ａの高さＨが、谷底面１１及び山上面２１の幅ｗに対して０．２倍乃至０．６倍に形成されているため、強度と変形性とがバランスよく両立できるコルゲート成形材１を形成することができる。

詳述すると、少なくとも凸状部３０において谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された連結側面５０ａの高さＨが、谷底面１１及び山上面２１の幅ｗに対して０．２倍以下の場合、コルゲート形状の高さが低くなり、強度は確保できるものの変形性が低下する。逆に、少なくとも凸状部３０において谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された連結側面５０ａの高さＨが、谷底面１１及び山上面２１の幅ｗに対して０．６倍以上の場合、コルゲート形状の高さが高くなり、変形性は確保できるものの強度が低下する。

これに対し、少なくとも凸状部３０において谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された連結側面５０ａの高さＨが、谷底面１１及び山上面２１の幅ｗに対して０．２倍乃至０．６倍に形成することで、強度と変形性とがバランスよく両立できるコルゲート成形材１を形成することができる。

また、０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の範囲のうち厚みｔが０．０８ｍｍである金属製のステンレス箔材１００で構成されているため、所定の強度を有するとともに、凹状部４０において谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置される連結側面５０ｂに作用する曲げによる局所的な曲げ負荷を小さくすることができる。

また、凸状部３０における連結側面５０ａの高さＨが、ステンレス箔材１００の厚みｔに対して１０倍乃至３０倍の範囲のうち２．０ｍｍに形成されているため、強度と変形性とがバランスよく両立できるコルゲート成形材１を形成することができる。

詳述すると、凸状部３０における連結側面５０ａの高さＨが、ステンレス箔材１００の厚みｔに対して１０倍以下の場合、コルゲート形状の高さが低くなり、強度は確保できるものの変形性が低下する。逆に、凸状部３０における連結側面５０ａの高さＨが、ステンレス箔材１００の厚みｔに対して３０倍以上の場合、コルゲート形状の高さが高くなり、変形性は確保できるものの強度が低下する。

これに対し、凸状部３０における連結側面５０ａの高さＨが、ステンレス箔材１００の厚みｔに対して１０倍乃至３０倍に形成することで、強度と変形性とがバランスよく両立できるコルゲート成形材１を形成することができる。

また、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０ａとの角６０ａが、ステンレス箔材１００の厚みｔの２．５倍乃至８．０倍の曲げ半径ｒａで構成されているため、十分な変形性を備えるとともに、損傷しにくく、耐久性のあるコルゲート成形材１を構成することができる。

詳述すると、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０ａとの角６０ａが、厚みｔの２．５倍以下の曲げ半径ｒａである場合、曲げ内側と曲げ外側との曲率差による負荷が大きくなり損傷するおそれが高まり、８．０倍以上の曲げ半径ｒａの場合、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０ａとにおける角６０ａが占める割合が大きくなって、変形性が低下するおそれがある。

これに対し、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０ａとの角６０ａが、厚みｔの２．５倍乃至８．０倍の曲げ半径ｒａとすることにより、角６０ａにおける曲げ内側と曲げ外側との曲率差による負荷を小さくできるとともに、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０ａとにおける角６０ａが占める割合を変形性が損なわない範囲とすることができ、十分な変形性を備えるとともに、損傷しにくく、耐久性のあるコルゲート成形材１を構成することができる。

また、ステンレス箔材１００は、３０４ステンレス鋼であるため、さらに高耐久性のコルゲート成形材１を構成することができる。
詳述すると、３０４ステンレス鋼は他の一般的な金属製箔材に対して材料強度が高く、伸び性も高いため、コルゲート形状を形成するための凹凸加工において、他の一般的な金属製箔材では損傷するような高負荷が作用する加工であっても、損傷することなく所望のコルゲート形状を形成することができる。

また、他の一般的な金属製箔材に比べて材料強度が高い３０４ステンレス鋼は、凹凸加工によっていわゆるスプリングバックという所望の変形得られないという状態が生じるが、高い伸び性能によって、スプリングバックを考慮した凹凸加工を施すことによって損傷することなく、所望のコルゲート形状を形成することができる。

その反面、３０４ステンレス鋼に大変形加工を施すと部分的に磁化して、耐久性が低下するおそれがあるが、３０４ステンレス鋼に上述の凹凸加工によってコルゲート形状が形成されているため、ステンレス箔材１００としての変形性能が向上しているため、大変形加工を施しても磁化することなく、さらに高耐久性のコルゲート成形材１を構成することができる。

また上述のように、上記コルゲート成形材１で構成され、対象部材の形状の応じた立体形状に加工されたヒートインシュレータ３００は、高変形性の成形体を対象部材の形状に適した立体形状に形成された軽量化して構成することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の第１方向は第１方向ｘに対応し、以下同様に、
第２方向は第２方向ｙに対応し、
谷部は谷部１０に対応し、
山部は山部２０に対応し、
凸状部は凸状部３０に対応し、
凹状部は凹状部４０に対応し、
連結側面は連結側面５０（５０ａ，５０ｂ）に対応し、
成形材はコルゲート成形材１に対応し、
山部の配置ピッチは配置ピッチＰｙに対応し、
凹状部の配置ピッチは配置ピッチＰｘに対応し、
谷底面は谷底面１１に対応し、
山上面は山上面２１に対応し、
幅は幅ｗに対応し、
箔材はステンレス箔材１００に対応し、
角部は角６０ａに対応し、
曲げ半径は曲げ半径ｒａに対応し、
カバー体はヒートインシュレータ３００に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、金属製のステンレス箔材１００は、厚みｔが０．１０ｍｍ以下であれば、上述の厚みｔ：０．０８ｍｍに限定されない。なお、例えば、厚みｔが０．０８ｍｍのステンレス箔材１００を用いる場合、曲げ半径ｒａ（ｒａ１，ｒａ２）は、コルゲート成形材１を構成する３０４ステンレス箔の厚みｔ：０．０８ｍｍの２．５倍乃至８．０倍の範囲となる０．２０ｍｍ乃至０．６５ｍｍの範囲で形成するが、一例としては上記範囲のうち０．５７ｍｍで形成することとなる。

また、コルゲート形状は、上記形状の見ならず、楕円状、半球状、錐台状などが相互に交差する方向に整列配置された、いわゆるコルゲート形状あるいはエンボス形状としてもよい。

また、ステンレス箔材１００を複数枚積層してもよく、強度を向上するとともに、仮に、間に空気層を介在させることによって、遮熱性を有するコルゲート成形材１を構成することができる。

また、複数枚積層させたステンレス箔材１００同士を、谷底面１１及び山上面２１に対して９０度未満で配置される、つまり谷底面１１及び山上面２１に対して鋭角状に配置される山部２０の凹状部４０における連結側面５０ｂによって、いわゆるカシメ作用によって連結することができる。

なお、谷底面１１及び山上面２１に対して鋭角状に配置される連結側面５０ｂは、山部２０の凹状部４０であり、凸状部３０における連結側面５０ａは谷底面１１及び山上面２１に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されており、鋭角状に配置されることによるステンレス箔材１００同士の連結作用を得ることができない。つまり、山部２０における凹状部４０でステンレス箔材１００同士がカシメ作用で連結されており、その他の部分では連結されていない。したがって、凹状部４０から凸状部３０に亘って全体的にステンレス箔材１００同士が連結されている場合、コルゲート成形材１を曲げて立体加工する際のステンレス箔材１００同士の曲率の違いが曲げに対する抵抗となり、曲げ加工性が低下するが、山部２０における凹状部４０でステンレス箔材１００同士がカシメ作用で連結されているものの、その他の部分では連結されていないため、凹状部４０におけるカシメ作用によりステンレス箔材１００同士が分離すること防止するとともに、曲げ加工における上述のような曲げ加工性の低下を抑制することができる。

なお、ステンレス箔材１００として、表面が有色である有色ステンレス箔材１００であってもよく、これにより、放射される熱を遮ることができる遮熱性を有するコルゲート成形材１を構成することができる。
また、ステンレス箔材１００に、複数の貫通孔が所定間隔を隔てて設けてもよく、制振性、遮音性及び吸音性を発揮できるコルゲート成形材１を構成することができる。

なお、上述の説明では、ステンレス箔材１００として３０４ステンレス鋼を用いたが、４３０ステンレス鋼を用いてもよく、さらに高耐久性のコルゲート成形材１を構成することができる。

詳述すると、４３０ステンレス鋼は、フェライト系ステンレスであり、磁性を有するとともに、熱処理により硬化せず、靭性，成形性，溶接性に優れ、加工性が良好である。また、安価であり、高品質のステンレス箔材１００を安定して供給することができる。なお、脆化温度が４７５℃付近であるが、９００℃前後まで温度上昇するエキゾーストマニホールドに装着するヒートインシュレータ３００は脆化温度以下の温度にまでしか上昇しないため、脆化することもなく、耐久性のよいヒートインシュレータを構成することができる。
また、ステンレス箔材１００でなく、アルミニウム製やアルミニウム合金製などその他の金属製箔材で構成してもよいし、上述のコルゲート形状が構成できる厚みと強度の金属製板材で構成してもよい。

１…コルゲート成形材
１０…谷部
１１…谷底面
２０…山部
２１…山上面
３０…凸状部
４０…凹状部
５０（５０ａ，５０ｂ）…連結側面
６０ａ…角
１００…ステンレス箔材
３００…ヒートインシュレータ
ｒ…曲げ半径
Ｐｙ…配置ピッチ
Ｐｘ…配置ピッチ
ｘ…第１方向
ｙ…第２方向
ｗ…幅

Claims (11)

1. 交差する第１方向と第２方向とにそれぞれ延びる凹凸によって構成されたコルゲート形状が形成された成形材であって、
   前記第１方向に沿って形成される凹状の谷部と凸状の山部とが前記第２方向に沿って交互に配置されるとともに、
   前記第１方向に沿って形成された前記谷部及び前記山部に、前記第１方向に沿って交互に凸状部と凹状部とが交互に配置されて前記コルゲート形状が構成され、
   前記谷部と前記山部とのそれぞれに谷底面と山上面とが形成されるとともに、前記谷底面と前記山上面とを連結する連結側面が形成され、
   前記谷部及び前記山部は、前記第１方向の波形に形成され、
   前記凸状部は前記波形の波凸部で形成され、前記凹状部は前記波形の波凹部で形成され、
   前記山部は、前記山部における前記凸状部の前記第２方向の幅が最も狭く、且つ前記凹状部の前記第２方向の幅が最も広くなる連続形状で形成され、
   前記谷部は、前記谷部における前記凹状部の前記第２方向の幅が最も狭く、且つ前記凸状部の前記第２方向の幅が最も広くなる連続形状で形成され、
   前記第２方向の断面において、
   少なくとも前記山部の前記凹状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置され、少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面が前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置されるとともに、
   前記連結側面は、
   前記谷底面及び前記山上面に対して９０度未満で配置された前記凹状部から、前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記凸状部にかけて滑らかに変化する
   成形材。
2. 前記第２方向に沿って交互に配置された前記谷部及び前記山部の配置ピッチが、
   前記第１方向に沿って交互に配置された前記凸状部及び前記凹状部の配置ピッチに対して０．８８乃至０．９６倍に形成された
   請求項１に記載の成形材。
3. 少なくとも前記凸状部において前記谷底面及び前記山上面に対して９０度以上１００度以下の範囲で配置された前記連結側面の高さが、前記谷底面及び前記山上面の幅に対して０．２倍乃至０．６倍に形成された
   請求項１または２に記載の成形材。
4. ０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みで構成された金属製の箔材で構成された
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載の成形材。
5. 少なくとも前記山部の前記凸状部における前記連結側面の高さが、前記箔材の材厚に対して１０倍乃至３０倍に形成された
   請求項４に記載の成形材。
6. 前記谷底面及び前記山上面のそれぞれと前記連結側面との角部が、前記箔材の材厚の２．５倍乃至８．０倍の曲げ半径で構成された
   請求項４又は５に記載の成形材。
7. 前記箔材は、３０４ステンレス箔あるいは４３０ステンレス鋼である
   請求項４乃至６のうちいずれかに記載の成形材。
8. 前記箔材が、複数枚積層された
   請求項４乃至７のうちいずれかに記載の成形材。
9. 前記箔材が、表面が有色である有色箔材である
   請求項４乃至８のうちいずれかに記載の成形材。
10. 前記箔材に、複数の貫通孔が所定間隔を隔てて設けられた
    請求項４乃至９のうちいずれかに記載の成形材。
11. 請求項１乃至１０のうちいずれかに記載の成形材で構成され、
    対象部材の形状の応じた立体形状に加工された
    カバー体。

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