JP6291106B1 - 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。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】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、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が形成され、第２方向ｙの断面において、少なくとも凹状部４０における連結側面５０が谷底面１１及び山上面２１に対して８０°〜１００°の範囲で配置した。【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、一方向に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、断面において凹凸形状の一部に鋭角状をなす内曲げ部分が形成されるため、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、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、前記第２方向の断面において、少なくとも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８０°〜１００°の範囲で配置されていることを特徴とする。

またこの発明は、波付け押圧部の断面において正弦波状である一対の波付け押圧部によって箔材に波付け加工して第１方向に沿った波形を形成するとともに、前記波形が形成された前記箔材に、前記波形に交差する方向に波付け押圧部で波付け加工することで交差する第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を形成し、前記コルゲート形状は、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するとともに、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を交互に配置されて構成し、前記谷部と前記山部とのそれぞれに谷底面と山上面とを形成するとともに、前記谷底面と前記山上面とを連結する連結側面を形成し、前記第２方向の断面において、少なくとも前記凹状部における前記連結側面を前記谷底面及び前記山上面に対して８０°〜１００°の範囲で配置する成形材の製造方法であることを特徴とする。

上記一対の波付け押圧部は、一対の波付けローラであってもよいし、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であってもよく、さらには、交差方向に移動する箔材に対して所定方向の一対の波形を押し付けて波形を形成する加工装置であってもよい。
また、０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みは、小数三位以下の誤差を含むものとする。

この発明により、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、少なくとも前記凹状部における前記連結側面を前記谷底面及び前記山上面に対して８０°〜１００°の範囲で配置しているため、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、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いるため、所定の強度を有するとともに、８０°〜１００°の範囲の曲げによって作用する局所的な曲げ負荷を小さくすることができる。

また、前記谷部及び前記山部が、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ているため、前記第２方向における引っ張り方向及び圧縮方向の変形性に加え、前記第１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、前記谷部及び前記山部が、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た成形材は、前記第２方向における引っ張り方向及び圧縮方向の変形性に加え、前記第１方向の負荷に対しても十分な変形性を備えることができる。
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、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５．０倍〜６．５倍の曲げ半径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５．０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、６．５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５．０倍〜６．５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。
なお、前記第１方向の波形の高さが４．５ｍｍであってもよい。

またこの発明の態様として、波付け押圧部の断面において押圧部頂角が５９°〜６１°の正弦波状である一対の波付け押圧部に通して前記コルゲート形状が形成されてもよい。
この発明により、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して８０°〜１００°となる前記連結側面を精度よく形成することができる。

詳述すると、波付け押圧部の断面において押圧部頂角が５９°以下の場合、第１回目の第１波付け加工によって形成される波形の高さが高く、第２回目の第２波付け加工によって前記谷底面、前記山上面並びに前記連結側面が形成されるものの、形成される前記連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して８０°以下に大きく鋭角状に内曲がりする可能性が増大する。逆に、押圧部頂角が６１°以上の場合、第１波付け加工によって形成される波形の高さが低く、第２波付け加工によって形成される前記連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して１００°以上の鈍角になる可能性が増大する。これらに対し、押圧部頂角を５９°〜６１°の正弦波状とすることで、第１波付け加工によって形成された波形に第２波付け加工を施すことによって、第２波付け加工によって形成される連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して精度よく８０°〜１００°となるように形成することができる。

またこの発明の態様として、前記波形が形成された前記箔材に対して波付け加工する際の一対の波付け押圧部の押圧部間クリアランスを、前記波形の高さに対して１／２倍〜１／１．２５倍の間隔に設定してもよい。
この発明により、前記第２方向の断面において、前記谷底面及び前記山上面に対して前記連結側面を精度よく８０°〜１００°の範囲で配置することができる。

詳述すると、第１波付け加工された箔材は、形成された波形によって見かけの厚みが厚くなる。このように、見かけの厚みが厚くなった箔材に形成された前記波形の高さに対して１／２倍以下に押圧部間クリアランスを設定すると、第２波付け加工によって、あたかも押しつぶされるように、形成される前記連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して８０°以下の鋭角状に大きく内曲がりする可能性が増大する。

逆に、見かけの厚みが厚くなった箔材に形成された前記波形の高さに対して１／１．２５倍以上に押圧部間クリアランスを設定した場合、第１波付け加工によって形成される波形の高さが低く、第２波付け加工によって形成される前記連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して１００°以上の鈍角になる可能性が増大する。

前記波形が形成された前記箔材に対して波付け加工する際の一対の波付け押圧部の押圧部間クリアランス、つまり第２波付け加工における押圧部間クリアランスを、前記波形の高さに対して１／２倍〜１／１．２５倍の間隔に設定することで、第２波付け加工によって形成される連結側面が、前記谷底面及び前記山上面のそれぞれに対して精度よく８０°〜１００°となるように形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。

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、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。 成形材を製造するためのクリアランスを説明する説明図。 成形材で構成したヒートインシュレータの斜視図。 ギヤ間ギャップによる成形性確認した結果を示す表。

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を製造するためのギヤのギャップを説明する説明図を示している。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。また、図６（ａ）は第１波付け加工時のギヤ間ギャップｇ１を説明するための拡大断面図を示し、図６（ｂ）は第２波付け加工時のギヤ間ギャップｇ２を説明するための拡大断面図を示している。

また、図７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、図８はギヤ間ギャップｇによって形成されるコルゲート形状について確認した確認試験の結果を示す表である。なお、図８における左欄のＡ−Ａ部断面形状とは、図２におけるＡ−Ａ部の断面形状を示し、右欄のＢ−Ｂ部断面形状とは、図２におけるＢ−Ｂ部の断面形状を示している。

図１に示すコルゲート成形材１は、図５に示すステンレス箔材１００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とで略角型逆凹状に形成されている。また、第２方向ｙの断面において、連結側面５０が山上面２１または谷底面１１となす角６０（６１，６２）の角度Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）は８０°〜１００°の範囲の略９０°で形成されている。

なお、山上面２１または谷底面１１と連結側面５０とでなす角度Ｒが略９０°である角６０における曲げ半径ｒ（ｒ１，ｒ２）は、コルゲート成形材１を構成する３０４ステンレス鋼箔の厚みｔ：０．０８ｍｍの５．０倍〜６．５倍の範囲となる０．４０ｍｍ〜０．５２ｍｍの範囲のうち０．４９ｍｍで形成している。

このように構成されたコルゲート成形材１は、例えば、図７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の製造方法について以下で説明する。
まずは、コルゲート成形材１の製造方法として、一対の波付けローラ２００（２００ａ，２００ｂ）を用いた製造方法について説明する。

コルゲート成形材１を製造する波付けローラ２００は、正弦波状のギヤ歯２０１が周方向に複数配置されたギヤで構成され、一対構成されている。
詳しくは、ギヤ歯２０１は、波付けローラ２００の断面においてギヤ歯頂角θが５９°〜６１°の正弦波状であり、波付け加工するステンレス箔材１００の厚みｔの約５５倍の波高５．６５ｍｍに構成されており、このように構成されたギヤ歯２０１が周方向に等間隔に複数配置されて波付けローラ２００を構成している。

なお、一対の波付けローラ２００（２００ａ，２００ｂ）は、対向方向の間隔を調整可能に構成されており、これにより、図６に示すように、ギヤ間ギャップｇを調整することができる。また、一対の波付けローラ２００（２００ａ，２００ｂ）のうち一方が図示省略する駆動機構によって回転駆動する駆動ギヤであり、他方が従動ギヤで構成しているが、両方を同期させた駆動ギヤで構成してもよい。

このように構成された波付けローラ２００を用いたコルゲート成形材１の製造方法について詳述すると、まずは、図６（ａ）で示すように、ステンレス箔材１００を一対の波付けローラ２００間を通して、波形１１１を形成して一方向波付け材１１０を構成する（第１波付け加工）。この第１波付け加工におけるギヤ間ギャップｇ１はステンレス箔材１００の厚みｔとほぼ同じ間隔に設定する。

このようにして、波形１１１が形成された一方向波付け材１１０は、厚みｔはほぼ変化しないものの、波形１１１によって一方向波付け材１１０の見かけの厚みＴとなる。なお、見かけの厚みＴは、波形１１１の波高に相当することとなるが、ギヤ歯２０１のギヤ歯頂角θが５９°〜６１°かつ波高が５．６５ｍｍの正弦波状である波付けローラ２００によって、波高が４．５ｍｍの波形１１１の一方向波付け材１１０が形成される。これは、ステンレス箔材１００の材料強度に起因するスプリングバックによるものと考えられる。

波形１１１が形成された一方向波付け材１１０の向きを平面視方向において９０度回転させ、図６（ｂ）に示すように、回転させた一方向波付け材１１０を一対の波付けローラ２００間を通して、上述のコルゲート形状を形成してコルゲート成形材１を構成する（第２波付け加工）。この第２波付け加工におけるギヤ間ギャップｇ２は、スプリングバックを考慮し、一方向波付け材１１０の見かけの厚みＴ、つまり波形１１１の波高に対して１／２倍〜１／１．２５倍の範囲における１／１．５倍に設定している。

なお、見かけの厚みＴに対するギヤ間ギャップｇ２の間隔によって形成されるコルゲート形状が変わるため、第２波付け加工におけるギヤ間ギャップｇ２によるコルゲート形状を確認した確認試験の結果を図８の表に示す。

当該確認試験では、見かけの厚みＴが４．５ｍｍである一方向波付け材１１０に対して、約０．３３倍である１．５ｍｍ、約０．５５倍である２．５ｍｍ、約０．６７倍である３．０ｍｍ、約０．７８倍である３．５ｍｍ、及び約０．８９倍である４．０ｍｍにギヤ間ギャップｇ２を設定して第２波付け加工を施した。

その結果、ギヤ間ギャップｇ２が約０．３３倍である１．５ｍｍの場合、Ａ−Ａ部断面及びＢ−Ｂ部断面において、連結側面５０が山上面２１または谷底面１１となす角６０の角度Ｒが８０°以下の鋭角となることが確認された。

また、ギヤ間ギャップｇ２が約０．８９倍である４．０ｍｍの場合、Ａ−Ａ部断面においては、山上面２１や連結側面５０は形成され、角６０の角度Ｒ１は８０°以上１００°以下の略９０°を構成するものの、連結側面５０と谷底面１１とが連続する略波形のように形成され、角６２の曲げ半径ｒが大きくなる。Ｂ−Ｂ断面においては、谷底面１１、山上面２１及び連結側面５０が区別できない波形に形成され、上述のコルゲート形状を形成することができない。

これに対し、見かけの厚みＴが４．５ｍｍである一方向波付け材１１０に対して、約０．５５倍である２．５ｍｍ、約０．６７倍である３．０ｍｍ、及び約０．７８倍である３．５ｍｍにギヤ間ギャップｇ２を設定して第２波付け加工を施すことにより、Ａ−Ａ部断面及びＢ−Ｂ部断面において、連結側面５０が山上面２１または谷底面１１となす角６０の角度Ｒが８０°以上１００°以下の範囲の角度で形成できることが確認された。

この結果より、ギヤ間ギャップｇ２を一方向波付け材１１０の見かけの厚みＴ、つまり波形１１１の波高に対して１／２倍〜１／１．２５倍の範囲に設定することで角６０の角度Ｒが８０°以上１００°以下の範囲となる上述のコルゲート形状を形成できることが確認できた。

なお、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２００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一方向波付け材１１０を形成し、波形１１１が形成された一方向波付け材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一方向波付け材１１０を形成し、波形１１１が形成された一方向波付け材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２００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。

上述したように、所定強度を有する金属製のステンレス箔材１００で構成され、相互に交差する方向に延びるコルゲート形状が形成されたコルゲート成形材１や上述の製造方法は、薄板材で構成された成形材に比べて軽量化された成形材を構成することができる。

詳述すると、金属製のステンレス箔材１００で構成することで薄板材に比べて軽量である成形材を構成することができるものの、ステンレス箔材１００にコルゲート形状を形成することで座屈したり割れが生じたりするおそれがある。これに対し、所定強度を有する金属製のステンレス箔材１００で構成することにより、相互に交差する方向に延びる所定形状のコルゲート形状を有する軽量化された成形材を構成することができる。

また、厚みｔが０．１０ｍｍ以下の金属製のステンレス箔材１００であっても、相互に交差する方向に延びるコルゲート形状によって、見かけの強度が増大した成形材を構成することができる。

また、相互に直交する第１方向ｘ及び第２方向ｙに延びるコルゲート形状によって、主面に沿った方向において略均等な変形性を得ることができる。
また、０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みｔで構成された金属製のステンレス箔材１００で構成しているため、所定の強度を有するとともに、８０°〜１００°の範囲の曲げによって作用する局所的な曲げ負荷を低減し、強度のある成形材を構成することができる。

また、ステンレス箔材１００はステンレス鋼製であるため、厚みｔが薄く、所定強度があり、軽量且つ高耐久性の成形材を構成することができる。
さらにまた、金属製であるステンレス箔材１００が３０４ステンレス鋼であるため、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、上述の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。

続いて、コルゲート成形材１についてさらに詳述すると、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、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が形成され、第２方向ｙの断面において、少なくとも凹状部４０における連結側面５０が谷底面１１及び山上面２１に対して８０°〜１００°の範囲で配置されているため、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成形材を構成することができる。

詳述すると、連結側面５０を谷底面１１及び山上面２１に対して８０°〜１００°の範囲で配置しているため、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おり、第２方向ｙの変形性が高い成形材を構成することができる。

なお、谷部１０及び山部２０が、第１方向ｘの波形に形成され、凸状部３０及び凹状部４０は波形に形成され、山部２０は凸状部３０の第２方向ｙの幅が最も狭く、且つ凹状部４０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は凹状部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あるため、第２方向ｙにおける引っ張り方向及び圧縮方向の変形性に加え、第１方向ｘ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。
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、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０とでなす角６０が、厚みｔの５．０倍〜６．５倍の曲げ半径ｒ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、耐久性のある成形材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５０とでなす角６０が、厚みｔの５．０倍以下の曲げ半径ｒ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、６．５倍以上の曲げ半径ｒの場合、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれと連結側面５０とにおける角６０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５０との角６０が、厚みｔの５．０倍〜６．５倍の曲げ半径ｒとすることにより、角６０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５０とにおける角６０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、ギヤ歯２０１の断面においてギヤ歯頂角θが５９°〜６１°の正弦波状である一対の波付けローラ２００のギヤ歯２０１の間に通してコルゲート形状を形成するため、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して８０°〜１００°となる連結側面５０を精度よく形成することができる。

詳述すると、ギヤ歯２０１の断面においてギヤ歯頂角θが５９°以下の場合、第１回目の第１波付け加工によって形成される波形１１１による見かけの厚みＴが高く、第２回目の第２波付け加工によって谷底面１１、山上面２１並びに連結側面５０が形成されるものの、形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して８０°以下の鋭角状に大きく内曲がりする可能性が増大する。

逆に、ギヤ歯頂角θが６１°以上の場合、第１波付け加工によって形成される波形１１１による見かけの厚みＴが低く、第２波付け加工によって形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して１００°以上の鈍角になる可能性が増大する。

これらに対し、ギヤ歯頂角θを５９°〜６１°の正弦波状とすることで、第１波付け加工によって形成された波形に第２波付け加工を施すことによって、第２波付け加工によって形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して精度よく８０°〜１００°となるように形成することができる。

また、波形１１１が形成された一方向波付け材１１０に対して第２波付け加工する際の一対の波付けローラ２００のギヤ歯２０１のギヤ間ギャップｇ２を、見かけの厚みＴ（波形１１１の波高）に対して１／２倍〜１／１．２５倍の間隔に設定することにより、第２方向ｙの断面において、谷底面１１及び山上面２１に対して連結側面５０を精度よく８０°〜１００°の範囲で配置することができる。

詳述すると、第１波付け加工された一方向波付け材１１０は、形成された波形１１１によって見かけの厚みＴが厚くなる。このように、見かけの厚みＴが厚くなった一方向波付け材１１０に形成された見かけの厚みＴ（波形１１１の波高）に対して１／２倍以下にギヤ間ギャップｇ２を設定すると、第２波付け加工によって、あたかも押しつぶされるように、形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して８０°以下の鋭角状に大きく内曲がりする可能性が増大する。

逆に、波形１１１によって見かけの厚みＴが厚くなった一方向波付け材１１０に対して１／１．２５倍以上にギヤ間ギャップｇ２を設定した場合、第１波付け加工によって形成される波形１１１の高さが低く、第２波付け加工によって形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して１００°以上の鈍角になる可能性が増大する。

波形１１１が形成された一方向波付け材１１０に対して波付け加工する際の一対の波付けローラ２００のギヤ歯２０１のギヤ間ギャップｇ２、つまり第２波付け加工におけるギヤ間ギャップｇ２を、厚みＴ（波形１１１の波高）に対して１／２倍〜１／１．２５倍の間隔に設定することで、スプリングバックを考慮した第２波付け加工によって形成される連結側面５０が、谷底面１１及び山上面２１のそれぞれに対して精度よく８０°〜１００°となるように形成することができる。

また、上記コルゲート成形材１で構成され、エキマニや触媒等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エキマニや触媒等の形状に適した立体形状に形成された軽量のヒートインシュレータ３００を構成することができる。

また、ステンレス箔材１００を複数枚積層してコルゲート成形材１を構成してもよく、これにより、厚みｔが薄いステンレス箔材１００であっても、強度をさらに向上することができる。また、コルゲート成形材１を構成する複数枚のステンレス箔材１００同士の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。このようなコルゲート成形材１でヒートインシュレータ３００を構成することで強度を有するカバーを構成することができる。

また、表面が有色である有色のステンレス箔材１００でコルゲート成形材１を構成してもよく、この場合、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。このようなコルゲート成形材１でヒートインシュレータ３００を構成することで遮熱性を有するカバーを構成することができる。

また、複数の貫通孔が所定間隔を隔てて設けられたステンレス箔材１００でコルゲート成形材１を構成してもよく、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。このようなコルゲート成形材１でヒートインシュレータ３００を構成することで制振性、遮音性及び吸音性を有するカバーを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、
この発明の箔材は、ステンレス箔材１００に対応し、以下同様に、
成形材は、コルゲート成形材１に対応し、
対象部材は、エキマニや触媒等に対応し、
カバー体は、ヒートインシュレータ３００に対応し、
第１方向は、第１方向ｘに対応し、
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、
凸状部及び波凸部は、凸状部３０に対応し、
凹状部及び波凹部は、凹状部４０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、
連結側面は、連結側面５０に対応し、
角部は、角６０，６１，６２に対応し、
材厚及び厚みは、厚みｔに対応し、
曲げ半径は、曲げ半径ｒに対応し、
波付け押圧部は、ギヤ歯２０１に対応し、
押圧部頂角は、ギヤ歯頂角θに対応し、
波形の高さは、見かけの厚みＴに対応し、
押圧部間クリアランスは、ギヤ間ギャップｇ２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に限定されない。なお、例えば、厚みｔが０．１０ｍｍのステンレス箔材１００を用いる場合、曲げ半径ｒ（ｒ１，ｒ２）は、コルゲート成形材１を構成する３０４ステンレス鋼箔の厚みｔ：０．１０ｍｍの５．０倍〜６．５倍の範囲となる０．５０ｍｍ〜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。

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…連結側面
６０，６１，６２…角
１００…ステンレス箔材
２０１…ギヤ歯
３００…ヒートインシュレータ
θ…ギヤ歯頂角
ｇ２…ギヤ間ギャップ
Ｔ…見かけの厚み
ｔ…厚み
ｒ…曲げ半径
ｘ…第１方向
ｙ…第２方向

Claims (10)

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、
   ０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みで構成された箔材で構成され、
   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８０°〜１００°の範囲で配置されるとともに、
   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の角部が、材厚の５．０倍〜６．５倍の曲げ半径で構成された
   成形材。
2. 前記箔材は、３０４ステンレス鋼である
   請求項１に記載の成形材。
3. 前記箔材が、複数枚積層された
   請求項１または２に記載の成形材。
4. 前記箔材が、表面が有色である有色箔材である
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載の成形材。
5. 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１乃至４のうちいずれかに記載の成形材。
6. 請求項１乃至５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。
7. 波付け押圧部の断面において正弦波状である一対の波付け押圧部によって、０．０６ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下の厚みで構成された箔材に波付け加工して第１方向に沿った波形を形成するとともに、
   前記波形が形成された前記箔材に、前記波形に交差する方向に波付け押圧部で波付け加工することで交差する第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を形成し、
   前記コルゲート形状は、
   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するとともに、
   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を交互に配置されて構成し、
   前記谷部と前記山部とのそれぞれに谷底面と山上面とを形成するとともに、前記谷底面と前記山上面とを連結する連結側面を形成するとともに、
   前記谷部及び前記山部を、前記第１方向の波形に形成し、
   前記凸状部を、前記波形の波凸部で形成するとともに、前記凹状部は前記波形の波凹部で形成し、
   前記山部を、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し、
   前記谷部を、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し、
   前記第２方向の断面において、少なくとも前記凹状部における前記連結側面を前記谷底面及び前記山上面に対して８０°〜１００°の範囲で配置するとともに、
   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の角部を、材厚の５．０倍〜６．５倍の曲げ半径で形成する
   成形材の製造方法。
8. 波付け押圧部の断面において押圧部頂角が５９°〜６１°の正弦波状である
   請求項７に記載の成形材の製造方法。
9. 前記波形が形成された前記箔材に対して波付け加工する際の一対の波付け押圧部の押圧部間クリアランスを、前記波形の高さに対して１／２倍〜１／１．２５倍の間隔に設定する
   請求項７または８に記載の成形材の製造方法。
10. 前記箔材は、３０４ステンレス鋼である
    請求項７乃至９のうちいずれかに記載の成形材の製造方法。

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