JP2019150837A - ヒートインシュレータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の板材から形成する中間素材の加工余裕度を上げ、製品にしわや亀裂が発生する恐れを低減したヒートインシュレータの製造方法を提供する。【解決手段】金属製の板材に、可展面で構成された凸凹を形成して中間素材を得る第１の工程と、前記中間素材をプレス加工にて所定形状に形成する第２の工程を、有することを特徴とするヒートインシュレータの製造方法である。【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートインシュレータの製造方法に関する。

従来、薄い金属板をプレス加工にて三次元形状に成形したヒートインシュレータ（遮熱板）が、自動車等の車両において、その排気ガス等による熱から部品を保護するために、排気系部品側や車両のボディー側に取付けて用いられている。

このヒートインシュレータには、自動車の燃費向上の観点から一層の軽量化が求められていることに加え、放射音の低減のために面剛性を向上することも求められている。

一般的には、ヒートインシュレータの面剛性を向上させるためには、ヒートインシュレータに用いる板材の板厚を厚くすることが考えられるが、板厚を厚くすると重量が増加する。一方、燃費向上の観点から軽量化を図るために用いる板材の板厚を薄くすると、放射音が悪化するとともに、プレス成形時の割れやしわが発生し成形加工性が悪化する問題がある。

上記のような点から、近年では、表面に凸凹を付与するエンボス加工を施した薄板を用い、この薄板にプレス加工を施して、ヒートインシュレータを成形することが提案されている。具体的には、薄板にプレス加工を施して凸凹を有する中間素材を形成し、この中間素材に再度プレス加工を施して所望の三次元形状に形成することが行われている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

この薄板に施したエンボス加工により凸凹を形成した中間素材を利用するものにおいては、この凸凹をリブ（リインフォース）のように使用することで、面剛性を向上させている。特に、特許文献３記載の発明では、凸凹を縦横方向に連続させることで、一層の面剛性の向上を図っている。

特開２０１０−２６１３６０号公報 特開２００８−１８０１２５号公報 ＷＯ２０１７／０２２３０１号公報

しかしながら、薄板に施したエンボス加工により凸凹を形成した中間素素材を利用するものにおいては、板材の表面に凸凹を形成する過程において、プレス成形や転造などによる板材の引き伸ばしや圧縮を伴う絞り加工が不可欠であり、中間素材の板厚が、加工前の板材の板厚よりも薄くなるとともに、加工硬化も伴う問題がある。

また、面剛性を向上させるためには、０．１〜数ｍｍの厚みの金属板に対して、その厚み以上の高さを有する凸凹を形成する必要があり、このような凸凹を形成するためには絞り加工とならざるを得ない。

そのため、中間素材に再度プレス加工（絞り加工）を施して三次元形状にする工程においては、薄板化し加工余裕度の低い板材に対して、更に絞り加工を施すこととなり、しわや亀裂が発生する恐れがある。

また、製品使用時において、振動や熱膨張等により、板厚が減少しているなどの弱部位が起点となり破損に至る恐れもある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決したヒートインシュレータの製造方法を提案することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明は、金属製の板材に、可展面で構成された凸凹を形成して中間素材を得る第１の工程と、
前記中間素材をプレス加工にて所定形状に形成する第２の工程を、有することを特徴とするヒートインシュレータの製造方法である。

本発明は、金属製の板材に、可展面で構成された凸凹を形成した中間素材を用いたことにより、この中間素材は、上記従来技術における中間素材と比較して、板材からの板厚の減少の割合や、加工硬化の程度が低く、加工余裕度が高いものとなる。この加工余裕度の高い中間素材をプレス加工する第２の工程を経て、ヒートインシュレータを得るようにしたことにより、皴や亀裂の発生を抑制するとともに、加工硬化度も低く抑えることができ、成形自由度が高くなる。また、ヒートインシュレータの使用時において、振動や熱膨張等により破損することを抑制できる。

これにより、本発明のヒートインシュレータは、軽量化を図ることができるとともに、放射音の低減のために面剛性を向上させることができる。

本発明の実施例に係るヒートインシュレータの斜視図。 図１の下方から見た斜視図。 本発明の実施例に用いる中間素材の斜視図。 本発明の実施例に用いるヒートインシュレータ素材の斜視図。 図４を別角度から見た斜視図。 図４にトリム工程を施した状態の斜視図。

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１，図２は、本発明の実施例に係るヒートインシュレータ１の斜視図を示す。

ヒートインシュレータ１は、自動車等の車両などにおいて、その排気ガス等による熱から部品を保護するために用いられるものである。

このヒートインシュレータ１の製造方法について説明する。

先ず、任意の厚みを有する金属製の板材を用意し、この板材を、特開２００４−２９９９０６号公報や、特開２００５−９６９８６号公報などに記載の方法により、折り曲げたり、ミウラ折り形状（二重波型可展面）が形成された形成面を有する上型と下型で浅いプレス加工や、二重波型可展面が形成された形成面を有する一方の型とウレタンで形成された他方の型を用いた浅いプレス加工や、上下に設けたローラ挟持による転写加工等などの任意の方法により、ミウラ折りを施した二重波型可展構造からなる図３に示すような中間素材２を得る。この工程を第１の工程という。

この中間素材２は、全面に亘って、可展面で構成される凸凹が連続して形成される。この可展面とは、展開可能曲面ともいい、１枚の金属製の板材に切込みを入れたり、皴を加えたりせずに、曲げるだけで造られる滑らかな曲面をいう。本実施例では、中間素材に形成した可展面として、４つの平行四辺形で構成される頂部３を繰り返して並設して構成される波形状のミウラ折り（二重波型可展面）で構成したが、このような可展面で構成される凸凹模様以外にも任意の可展面で構成してもよく、例えば、ダイヤモンド形の連続した吉村パターンで構成してもよい。

そのため、中間素材２は、１枚の金属製の板材に切込みを入れたり、皴を加えたりせずに、曲げ加工と若干の絞り加工だけで形成することができる。

次に、この中間素材２に、プレス加工を施して、図４，図５に示すような、所定の三次元形状を有するヒートインシュレータ素材４を得る。このプレス加工の際に、中間素材に施した凸凹形状が所定の場所以外は、潰れないようにプレス加工することが好ましい。この工程を第２の工程という。

次に、ヒートインシュレータ素材４を、図６に示すように、プレス型やレーザー等により周辺部などの不要部を削除するトリム加工や、周辺部を折り返すヘミング加工などの工程を経て、図１，図２に示すようなヒートインシュレータ１の製品を得る。なお、トリム加工やヘミング加工は行わなくてもよい。

本発明のヒートインシュレータ１の製造に用いる中間素材２は、金属製の板材に対して、曲げ加工と若干の絞り加工だけで形成でき、上記従来技術におけるエンボス加工により凸凹を形成した中間素材と比較して、中間素材における板材からの板厚の減少の割合や、加工硬化の程度が低く、加工余裕度が高いものとなる。

この加工余裕度の高い中間素材を用いて、ヒートインシュレータ１を製造するため、中間素材に対してプレス加工を行う際に、皴や亀裂の発生を抑制するとともに、加工硬化度も低く抑えることができ、成形自由度が高い。また、ヒートインシュレータ１の使用時において、振動や熱膨張等により破損することを抑制できる。

また、ヒートインシュレータ１は、図１，図２に示すように、略全面に亘って、二重波型可展構面からなる凸凹模様が形成されているので、この凸凹模様が連続するリブの役割を果たし、面剛性を非常に高くすることができ、放射音を抑制できる。

上記のように、本発明のヒートインシュレータ１は、軽量化を図ることができるとともに、放射音の低減のために面剛性を高めることができる。

なお、本発明のヒートインシュレータ１は、車両以外にも熱から部品を保護するためのものであれば任意の部材に取付けて用いることができる。

１ ヒートインシュレータ
２ 中間素材

Claims (1)

1. 金属製の板材に、可展面で構成された凸凹を形成して中間素材を得る第１の工程と、
   前記中間素材をプレス加工にて所定形状に形成する第２の工程を、有することを特徴とするヒートインシュレータの製造方法。