JP3337222B2 - 複合パネルの成形 - Google Patents

複合パネルの成形

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも２つの重なり合う金属シートを互
いに結合することによって複合パネルを成形することに
関する。さらに本発明はそのような複合パネルに関す
る。
上に言及したタイプの複合パネルの用途は数多くあ
る。例えば、そのようなパネルは構造関係用途において
用いられる。１つの特定適用は、車両エンジンによって
発生される熱から乗客または熱過敏装備を保護するため
の遮熱材としてそのようなパネルが使用されうる自動車
産業において生じる。そのような遮熱材は発生する有無
の比率の熱の通過を阻止すると同時にその形状を保持し
かつその損傷に抗するのに十分なほど剛性でなくてはな
らない。金属、例えばアルミニウムまたはその合金、の
単一シートは赤外線を反射するとともに対流を減じうる
が、ドラムのように動作するからその音響学的特性にお
いて劣る。
もし２つの結合された金属シートから成形された複合
パネルが自動車用遮熱材として使用されるならば、各シ
ートが他方の振動を減衰させるから、より良い音響学的
特性が得られ、かつ、シート間の界面の故に、熱伝導が
相当削減される。シート間に熱絶縁材および／または、
消音材を設置することも可能である。
良好な音響学的特性を得るためには、複合パネルのシ
ートはそれらの面積間に密接する間隔を保って一緒に結
合されることを要する。これは接着剤の使用によって達
成されうる。しかし、接着剤は極限条件下では破壊する
おそれがあり、そしてそれらの存在は、パネルがその寿
命の終わりにおいて容易にリサイクルされることを妨げ
る。また、パネルの面積一面に分散されたリベットまた
はステープルのごとき機械的ファスナを多数使用するこ
とも可能であるが、これは高い費用がかかりかつパネル
を通る熱伝導路を付加させる。シートを相互ロックする
ようにそれらを一緒にエンボシングすることも可能であ
るが、これには高価な成形用具が必要とされる。
本発明の一目的は、少なくとも２つの重なり合う金属
シートをそれらが接着剤または機械的ファスナを用いる
ことなしにまたは高価な成形用具を必要とすることなし
に全面的に互いに結合されるような相互結合によって複
合パネルを成形する一方法を提供することである。
本発明は少なくとも２つの重なり合う金属シートを互
いに結合することによって複合パネルを成形する方法で
あって、この方法は、両シートが同様の波形突起を成形
されるように前記シートのおのおのに対して第１の波形
付け作業を実行することと、各シートの波形突起が共通
の第１の方向に延在しそして各シートの波形突起が他シ
ートのそれらの内部に嵌合されている重なり合い関係に
前記シートを配置することとを含み、さらに該方法が前
記２つの重なり合う波形シートの集成体に対し第２の波
形付け作業を実行することを含み、前記第２の波形付け
作業が前記第１の方向に対して少なくとも10゜の角度で
傾斜している第２の方向に延在する波形突起を生じさせ
るように構成されていることを特徴とする方法を提供す
る。
本発明に基づく一方法は、直立する複数のリッジであ
ってそれらの間に溝が設けられておりこれら溝が内曲し
た側壁を有し、したがって、前記シートがそれらの前記
側壁を形づくっているシート部分の相互ロッキングによ
って結合されるものを有する複合パネルをその結果とし
て生じる。また前記側壁は前記シートを横切って延在す
るアンダーカット囲いと見なされうる。本発明に基づく
一方法は、入り組んだ形状にされた複合パネルが高価な
成形用具を必要とすること無しに簡単に製作されること
を可能にする。必要とされるすべては１または２セット
（同一セットが両波形付け作業のために使用されるか否
かによっ決まる）の波形付けローラである。そのような
波形付けローラは、例えばルーフィング用の金属シート
を波形付けするため、そして板紙を波形付けするために
使用されているからよく知られている。そのようなロー
ラは、それらの表面に沿って延在する複数の正弦波状リ
ッジを有する。１セットのローラは上ローラと下ローラ
から成り、それらのリッジは、シートがローラ間のニッ
プを通過するにつれて、互いに噛み合ってシートをプレ
スして波形にする。
本発明による一方法においては、シートがそれらの全
領域にわたって接合されることまたはシートが完全に互
いに上に重なることを必要としない。実際上、前記方法
は相隣するシートの重なり合う縁部を結合するのに使用
できる。
本発明に基づく方法によって製作される複合パネル
は、良好な音響学的特性を発揮するから、自動車用遮熱
材として用いるのに好適である。多くの場合において、
これら特性及び断熱性は、前記内曲側壁の端部において
前記シート間に形成される小空隙によって改善される。
前記シートは波形付け作業方向間の10゜ほどの小角度
で結合されうるが、本発明に基づく一方法においては、
前記角度は少なくとも30゜、例えば45゜、であることが
好ましく、そして最も好ましくは、前記角度は実質的に
多くの場合にさまざまの方向において融通性と総合され
る最適結合を提供する90゜であることが見いだされてい
る。
本発明に基づく一方向の実施においては、前記シート
は前記第１の波形付け作業の前または後に重なり合い関
係に配置されうる。しかし、好ましくは、前記シートは
初めに重なり合い関係に配置され、そして前記第１の波
形付け作業が、前記シートが前記重なり合い関係に在る
間に、前記シートを波形付けローラ間に通すことによっ
て、両シートに対し同時的に実施される。これによっ
て、共通の第１の方向に延在する両シートに要求される
波形突起が生じそして各シートの波形突起は他シートの
それらの内部に嵌合される。しかし、前記シートを別々
に波形付けしそして次いでそれらを互いに嵌合させるこ
とも可能である。
前記第２の波形付け作業は、前記第１の波形付け作業
において生じた波形突起と同様の波形突起を生じさせる
ように構成された波形付けローラ間に前記シートを通す
ことによって実行されうる。すなわち、前記波形付けロ
ーラにおけるリッジの深さと間隔は、第１と第２の両波
形付け作業のために同じにされうる。実際上、同じロー
ラが両波形付け作業のために使用されうる。しかし、例
えば異なる方向におけるパネルの剛性を変えるためまた
は均一の剛性を生じさせるため、波形の深さおよび／ま
たは第１と第２の波形付け作業の時間間隔を変えること
が可能である。
本発明に基づく一方法において、前記第１の波形付け
作業は、横断面で見たとき、概ね正弦波状である波形突
起を生じさせうる。しかし、他の横断面を有する波形突
起を用いることが可能である。
断熱性または消音性を有するパネルが要求される場
合、前記方法はまた前記第２の波形付け作業前に前記シ
ート間に断熱材または消音材の層を配置することを含み
うる。
本発明に基づく一方法は２つより多い重なり合うシー
トを有するパネルを成形するために使用され得そして該
パネルの厚さを減らすために最終プレス作業またはロー
ル作業を含み得、これによって前記内曲した側壁はその
傾斜を増され得る。
本発明はまた互いに結合される少なくとも２つの重な
り合う金属シートから成形された複合パネルであって、
溝によって分離された複数の概ね平行の直立するリッジ
になるように各シートが成形されることによって前記シ
ートが互いに結合され、各シートの溝が他シートのリッ
ジ内に受容され、該溝が内曲した側壁を有しそして前記
リッジの幅がそれらの長さに沿って変化していることを
特徴とする複合パネルを提供する。
本発明に基づく一パネルにおいては、両シートは一方
のシートのリッジが他方のシートの溝と互いに係合する
ことによってパネルの領域を横切って互いに結合され
る。溝の内曲側壁はシートがパネルの平面に対し垂直の
方向に分離するのを防止する。リッジの、したがって溝
の、幅の変化はシートがリッジの長手方向に延びている
方向に分離するのを防止する。前記パネルもまたリッジ
によって剛化される。本発明に基づくパネルは極めて複
雑な形状を有するが、それは本発明による方法によって
極めて簡単に製作されうる。
前記リッジの幅は規則的に変化することが好ましい。
前記リッジの高さはリッジの長さに沿って変化し、その
最大の高さは前記リッジの最狭点において生じる。この
構造はパネルがその長手方向に延びる線のまわりに曲げ
られるだけではなく、リッジの横断方向に延びる線のま
わりにも曲げられることを可能にする。高さの変化は実
質的に正弦波的である。言うまでもなく、前記溝は前記
リッジの幅と高さの変化に順応しなくてはならない。か
くして、前記溝の深さはそれらの長さに沿って変化し、
最大深さが該溝の最狭点において生ずる。場合によって
は、リッジの最低点は溝の最高点より低いことがありう
るが、そのような最低点と最高点はリッジまたは溝の長
手方向に相互変位されることは言うまでもない。
パネルの全厚を減らすため、リッジはおのおの該リッ
ジの長さを横切る方向に実質的に平坦である頂部を有し
うる。
その特性を向上させるため、さらにパネルは前記シー
ト間にサンドイッチされた断熱材または消音材から成る
層を有しうる。そのような層は布または薄板材料、例え
ば膨張黒鉛、から成りうる。パネルが３枚以上の金属シ
ートを有する場合、２つ以上のそのような層が存在しう
る。
本発明に基づく複合パネルは同じまたは異なる金属、
例えばアルミニウムまたはその合金または鋼、の２つの
シートから成形され得、そして前記２つのシートは同じ
または異なる厚さを有し得る。例えば、これらシートは
少なくとも125ミクロンの厚さを有し得る。0.3〜1mmの
厚さが自動車用遮熱材にとって有効であることが見いだ
された。
続いて次に本発明を例示する複合パネルとその製作方
法について添付図面を参照しつつ検討さるべき詳細な説
明を記述する。
前記図面において： 図１は例示パネルの一部分の拡大平面図であり； 図２は図１の線II−IIに沿って取られた横断面図であ
り； 図３は図１の線III−IIIに沿って取られた横断面図で
あり； 図４は図１の線IV−IVに沿って取られた横断面図であ
り； 図５は例示パネルを組込んでいる遮熱材の一部分の横
断面図であり；そして 図６は例示パネルの一部分のコンピュータスキャン図
である。
例示方法は２つの重なり合っている金属シート12およ
び14を互いに結合することによって例示複合パネル10を
成形する。これらシートはアルミニウム合金から作られ
ており、ともに厚さ0.3mmである。例示方法の当初にお
いて、前記シート12,14は同じ寸法および形状を有しそ
して平坦である。
例示方法は、両シートが同様の波形突起を形成される
ように前記シート12,14のおのおのに対して第１の波形
付け作業を行う過程を含む。これら波形突起は在来形式
であり、その横断面において正弦波状でありそして各シ
ート12,14を横切る第１の方向に互いに平行して延びて
いる。さらに前記例示方法は、各シートの波形突起が共
通の第１の方向に延在しそして各シートの波形突起が他
シートの波形突起内に嵌合する、すなわちシート14の波
形突起の波頂がシート12の波形突起の波頂の直下に位置
する、重なり合い関係になるように前記シート12,14を
配置する段階を含む。例示方法のこれら段階は、シート
12が直接にかつ完全にシート14の上に位置する重なり合
い関係においてシート12,14を最初に配置することによ
って実行さされる。次いで、前記第１の波形突起作業
が、両シートに対して、それらが前記重なり合い関係に
在る間に、それらシートを在来型の波形付けローラ間に
通すことによって、同時的に遂行される。
さらに前記例示方法は前記２つの重なり合った波形シ
ート12,14集成体に対して第２の波形付け作業を遂行す
る段階を含む。これは前記集成体を前記第１の波形付け
作業において使用されたローラと同様の波形付けローラ
間に通すことによって実行される。しかし、第２の波形
付け作業においては、前記ローラに対するシート12,14
の移動方向は、前記第１の波形付け作業における波形付
けローラに対する移動方向に対して90゜の角度を成す。
かようにして、前記第２の波形付け作業は、前記第１の
方向（前記第１の波形付け作業によって成形される波形
突起の方向）に対して90゜の角度で傾斜した第２の方向
に延びる波形突起を生成するように構成される。
前記例示方法によって成形された例示複合パネル10が
諸図面に示されている。パネル10において、シート12は
直にシート14上に横たわっており（したがって図１にお
いてはシート12だけが見えており）、これら２つのシー
ト12,14はそれらが相互ロックされるように成形されて
いることによって互いに結合されている。明確に言え
ば、各シート12,14は溝22によって分離された複数の概
ね平行の直立したリッジ20を成形されている。これらリ
ッジ20と溝22の高さはそれらの長さに変化してており、
リッジ20は頂部20aと凹部20bを有しそして溝22は頂部22
aと凹部22bを有する。リッジ20はその両側における溝22
の直隣部分よりどの点においても高いが、溝22の頂部22
aはリッジ20の凹部20bより事実上高い。
各シート12,14の溝22は他方のシートのリッジ20内に
受容される。シート12と14の相互ロックはそれらが変形
されることなしに分離され得ないことを意味する。リッ
ジ20の長手方向は第１の波形付け作業によって成形され
た波形突起の長手方向を表すが、これら波形突起は第２
の波形付け作業によって変形されている。リッジ20と溝
22の形状は複雑であり、以下において説明される。
図１は複合パネル10の上面の一部分を平面図で示して
いる。この上面はシート12だけによって成形されてお
り、シート14はシート12によって被覆されているから、
図１はシート12のリッジ20と溝22とを示している。複合
パネル10の下面、図示されていない、はシート14だけに
よって成形されておりそして該下面は隣接リッジ20間の
間隔の半分だけ片寄らせて位置されていることを除い
て、前記上面と同様の外観を有する。したがって、シー
ト12のリッジ20と溝22の説明は、シート14のそれらを説
明するのにも役立ちうる。
各リッジ20は比較的広幅の波頂を有する。この波頂は
その全長に沿って高さが異なり、頂部20aと凹部20bを有
する。図２に示されるように、リッジ20の波頂はその頂
部20aにおいては下方へと中低そりにへこまされている
が、図３に示されるように、該波頂はその凹部20bにお
いて実質的に平坦である。図１から図３に示すように、
前記波頂はその幅がリッジ20に沿って規則的に変化して
おり、その最大幅を凹部20bにおいて有しそしてその最
小幅を頂部20aにおいて有する。図４から、前記波頂の
高さがリッジ20の長さに沿って変化していることが認め
られうる。図１もまた隣接するリッジ20の最狭点が、リ
ッジの長手方向に対して垂直に延びる線に沿って互いか
ら離されて位置することを図示する。
図１から図３に示すように、各溝22はリッジ20の波頂
の形状に対応する比較的広幅の底を有ししたがってシー
ト12によって成形された溝底はシート14によって成形さ
れた波頂上に横たわることができ、そしてその逆も可能
である。かくして、各底は溝22の長さに対して横断方向
に事実上平坦である広幅の頂部22a（図２、図３参
照）、および上方向に中低そりにされた狭幅の凹部22b
を有する。図４（そこではシート14の溝の底が図面の下
側に図示されている）からは、該底の高さは、その頂部
22aがシート12のリッジ20の凹部20bに直接対向する、す
なわちシート12の凹部20bがシート14の頂部22a上に直に
横たわる、とともに変化していることが認められる。
図２と図３によって説明されるように、溝22は側壁24
（それはリッジ20の側壁をも成形する）を有する。これ
ら側壁24は内曲しており、従って溝は、それらの底より
もリッジ20の頂間のそれらの口において、より狭くなっ
ている。各側壁24はその全長にわたって溝22の起伏に追
随してそれぞれ90゜よりも小さい角度を似て１つのリッ
ジ20の頂と１つの溝22の底とに連結している。図２と図
３に示すように、シート12によって形成された側壁24と
シート14によって成形された側壁24とは互いに隣接して
いる。図２、図３には示されていないが、小さな空隙
が、シート12,14の曲率が最大である側壁24の上下両端
における点25において、シート12とシート14との間に成
形されている。
溝22の前記内曲した側壁24はシート12,14がパネル10
の平面に対して直角の方向に分離するのを防止する。リ
ッジ20の、したがって溝22の、幅の変化はシート12,14
がリッジ20の長手方向に延びる方向に分離するのを防止
する。
図５は下シート32と上シート34とによって成形される
浅い箱を構成する遮熱材30を示す。箱の側壁は上方へ延
びている下シート32の端縁によって成形されている。上
シート34は下シート34の端縁上に反転されてシート32と
34とを一緒に結合して箱を閉鎖する。前記シート32,34
はアルミニウムから成形される。
遮熱材30はさらに図１から図４に関連して説明されそ
して図６に示されたごとき２つのパネル10を有する。遮
熱材30はさらに前記２つのパネル10の間に配置されてい
る断熱紙36の層を有する。断熱紙36は例えば商用名“フ
ァイバフラックス”を以て市販されている材料から成形
されうる。これらパネル10の１つは下シート32の上面上
に配置され、その上に断熱紙36が配置されそして他の１
つのパネル10は断熱紙36の上面と上シート34の下面との
間に配置される。
遮熱材30は下シート32の下面または上シート34の上面
のどちらかを熱源と対面させて利用し得る。遮熱材30
は、リッジ20がシート32と34とを互いに離れた状態に保
つから、その内部に空気を捕捉する。遮熱材30の修正型
は断熱紙36を省くことができまたは単に１つのパネル10
または２つ以上のパネル10を有し得る。シート32,34は
塵埃がパネル10の折目内に蓄積するのを防ぐ。
図６はコンピュータによってスキャンされた例示パネ
ル10の外観を示す。図面はリッジ20と溝22を示しそして
さらに頂部20a,22aと凹部20b,22bを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブリッジ，デビッド，リチャード イギリス国 オーエル３ ５ディキュー オールダム，デルフ，キング ストリ ート 16 (72)発明者 コール，アンドリュー，ティモシイ イギリス国 シーブイ22 ７ジェイピー ラグビイ，ビルトン，ロウフォード レーン 38 (56)参考文献 特開 昭62−77130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2730（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−60371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−111726（ＪＰ，Ａ) 米国特許4343866（ＵＳ，Ａ) 米国特許3902348（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 39/03

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２つの重なり合う金属シート
    （12,14）を互いに結合することによって複合パネル（1
    0）を成形する方法であって、該方法は、両シートが前
    記シート全体を覆いかつ断面において連続的に曲げられ
    た同様の波形突起を成形されるように前記シートのおの
    おのに対して第１の波形付け作業を実行することと、各
    シートの波形突起が共通の第１の方向に延在しそして各
    シートの波形突起が他シートのそれらの内部に嵌合され
    ている重なり合い関係に前記シートを配置することとを
    含み、さらに該方法が前記２つの重なり合う波形シート
    の集成体に対し第２の波形付け作業を実行することを含
    み、前記第２の波形付け作業が前記第１の波形付け作業
    に類似していてかつ前記第１の方向に対し少なくとも10
    ゜の角度で傾斜している第２の方向に延在する波形突起
    を生じさせるように構成されていることを特徴とする複
    合パネルを成形する方法。
  2. 【請求項２】前記角度が実質的に90゜であることを特徴
    とする請求項１に記載の複合パネルを成形する方法。
  3. 【請求項３】前記シート（12,14）が初めに重なり合い
    関係に配置され、そして前記第１の波形付け作業は、前
    記シートが前記重なり合い関係にある間に、前記シート
    を波形付けローラ間に通すことによって、両シートに対
    し同時的に実行され、それにより共通の第１の方向に延
    在する両シートに波形突起を生じさせ、各シートの波形
    突起が他シートのそれらの内部に嵌合されることを特徴
    とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載の複
    合パネルを成形する方法。
  4. 【請求項４】第１の波形付け作業において生ずる波形突
    起と同様の波形突起を生ずるように配列されている波形
    付けローラ間に前記シートを通すことによって第２の波
    形付け作業が実行されることを特徴とする請求項１から
    請求項３までの何れか１項に記載の複合パネルを成形す
    る方法。
  5. 【請求項５】前記方法がさらに前記第２の波形付け作業
    前に前記シート間に断熱材または消音材の層を配置する
    ことを含むことを特徴とする請求項１から請求項４まで
    の何れか１項に記載の複合パネルを成形する方法。
  6. 【請求項６】互いに結合される少なくとも２つの重なり
    合う金属シート（12,14）から成形された複合パネル（1
    0）であって、溝（20）によって分離された複数の概ね
    平行する直立したリッジ（22）に各シートが成形される
    ことによって前記シートが互いに結合され、各シートの
    溝が他のシートのリッジ内に受容され、該溝が内曲した
    側壁（24）を有しそして前記リッジの幅がそれらの長さ
    に沿って変化することを特徴とする複合パネル。
  7. 【請求項７】前記リッジ（20）の幅が規則的に変化する
    ことを特徴とする請求項６に記載の複合パネル。
  8. 【請求項８】前記リッジ（20）の高さがリッジの長さに
    沿って変化し、その最大の高さが前記リッジの最挟点に
    おいて生ずることを特徴とする請求項７に記載の複合パ
    ネル。
  9. 【請求項９】断熱材または消音材から成る層が前記シー
    ト（12,14）の間にサンドイッチされていることを特徴
    とする請求項６から請求項８までの何れか１項に記載の
    複合パネル。
  10. 【請求項１０】前記パネル（10）が遮熱材（30）に組込
    まれていることを特徴とする請求項６から請求項９まで
    の何れかの１項に記載の複合パネル。
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