KR100958733B1

KR100958733B1 - 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100958733B1
Application number: KR1020090107849A
Authority: KR
Inventors: 김성대; 장수달
Original assignee: 주식회사 모팜
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2010-05-18
Also published as: CN102596443A; WO2011059165A1; CN102596443B

Abstract

본 발명은 두 장 이상의 금속 시트를 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상단부가 양측 외부로 확장되어 좌우대칭 구조의 제1돌기가 형성되고, 상기 제1돌기의 양측에, 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 돌출된 제2,3돌기가 형성됨으로써, 각 금속 시트가 서로 중첩되어 제조된 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법을 제공하며, 박판으로 이루어져 경량이고, 독특한 형상의 돌기가 형성됨으로써 각 금속 시트의 상하좌우 이탈을 막아 분리를 방지하여 성형가공시 견고한 형상 유지가 가능하며, 대각선 방향으로 포밍된 형상이 유연하게 작용함으로써 다양한 프레스 성형이 가능하여 후가공시 성형성이 매우 우수하고, 다수의 공간부를 확보하여 다중으로 열 및 소음을 차단함으로써 차열 및 차음 효율이 대폭 향상되는 우수한 효과를 제공한다.

롤포밍시트, 히트프로텍터, 차량, 엔진, 배기관, 차열, 소음

Description

차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법{MULTILAYER ROLL FORMING SHEET FOR A HEAT PROTECTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 두 장 이상의 금속 시트를 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진, 배기관을 비롯한 차열 성능이 요구되는 제품에 히트 프로텍터(heat protector)로 사용됨으로써 고착성, 성형성, 차열 및 차음 효율을 대폭 향상시킨 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진, 배기관을 비롯한 차열 성능이 요구되는 제품에는 금속으로 제조된 박판 시트가 차열용 히트 프로텍터(heat protector)로 사용되고 있다.

특히, 자동차의 엔진은 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 장치로서 연소실에서 배출되는 연소가스는 약 800~900℃에 이르는 고온이다. 이와같이 연소실에서 배출되는 연소가스는 배기 매니폴드를 통해 한 곳으로 모인 다음 배기 파이프를 따라 대기중으로 배출되며, 연소가스의 배출 전에 컨버터 및 소음기에 의해 연소가스중에 포함된 오염물질을 정화하고, 소음을 줄인 후에 대기중으로 배기가스로 방출 하게 되는데, 배기 매니폴드와 배기 파이프를 통과하는 배기가스의 고열이 엔진룸과 차체 및 실내바닥에 전달되는 것을 방지하기 위해서 주로 스틸이나 알루미늄 재질로 이루어진 여러겹의 박판으로 된 차열용 시트로 엔진, 배기 매니폴드, 배기 파이프 등을 감싸 보호하게 된다.

그러나, 이러한 차량의 엔진, 배기관 등을 비롯한 차열 성능이 요구되는 제품에 사용되어 온 종래의 차열용 시트는 각각의 구성 시트를 따로 성형하여 가공한 후 중간에 접착제, 볼트 등의 결합부품을 사용하여 결합하는 방식이기 때문에 단방향의 이탈 방지만 고려되어 후가공을 위해 사용시 상하판이 미끄러지거나 이탈되어 서로 어긋난 판을 원위치로 맞춰 고정한 후 가공해야 하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 도 1(a)의 배기파이프의 차열용 시트의 외관도에 도시된 바와 같이, 여러겹의 금속 시트(1)을 롤포밍을 이용하여 중첩시켜 엔진이나 배기 파이프의 형상으로 성형하여 열을 차단하고, 도 1(b)의 AA방향에 대한 단면도에 도시된 바와 같이, 금속 시트(1)에 엠보싱(embossing) 처리하여 파형돌기(2)를 형성함으로써, 고착성과 열차단성을 다소 향상시킨 기술이 개발되었으나, 단순한 파형돌기(2)의 형성만으로는 상하판이 미끄러져 이탈되는 현상을 방지하기 어렵고, 차열 및 차음 성능 또한 크게 향상되지 못하였으며, 성형성이 떨어져 제품 종류의 변화 및 복잡한 내부구조에 따른 가공이 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 경량이면서도, 독특한 형상의 돌기 형성에 의해 성형가공시 견고한 형상 유지가 가능하고, 다양한 프레스 성형이 가능하여 후가공시 성형성이 매우 우수하고, 다중으로 열 및 소음을 차단함으로써 차열 및 차음 효율이 대폭 향상된 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 금속 시트를 두장 이상으로 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트에 있어서, 상단부가 양측 외부로 확장되어 상기 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 일정한 공간이 형성되도록 좌우대칭 구조의 제1돌기(41)가 형성되고, 상기 제1돌기(41)의 양측에, 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 돌출된 제2,3돌기(42,43)가 형성됨으로써, 상기 제1돌기(41) 및 제2,3돌기(42,43)가 연속하여 반복되면서 각 금속 시트가 서로 중첩되되, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상향 대각선 방향으로 돌출된 각도(α)는 5 ~ 30˚이고, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 공간부(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트를 제공한다.

이때, 상기 공간부(50)에 원추형 돌기가 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.

삭제

또한, 본 발명은 두 장 이상의 금속 시트를 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법에 있어서, 각 금속 시트를 서로 겹치게 배치하는 단계와; 상기 배치된 각 금속 시트를 포밍롤(100) 사이로 통과시켜 '

'형 돌기(20)와, 상기 '

'형 돌기(20)의 좌우에 형상이 대칭되도록 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계와; 상기 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 종단롤(200)로 눌러주어, 상단부가 양측 외부로 확장되어 상기 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 일정한 공간이 형성된 좌우대칭 구조의 제1돌기(41)와, 상기 제1돌기(41)의 양측에 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 5 ~ 30°의 각도(α)로 돌출된 제2,3돌기(42,43)와, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이의 공간부(50)를 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계는, 연속 반복되는 다수의 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 롤의 단수를 증가시킴에 의해 여러 단계를 거쳐 순차적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 각 금속 시트를 겹치게 배치하는 단계는 각 금속 시트 사이에 단열재 또는 소음재의 층을 배치시키는 것에도 그 특징이 있다.

삭제

나아가, 상기 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계는 상기 삼각형 돌기(30a,30b) 사이의 공간부(50)에 원추형 돌기(35)도 함께 형성하는 것에도 그 특징이 있다.

여기서, 상기 제1,2,3돌기 및 공간부를 형성하는 단계에서, 상기 원추형 돌기(35)도 상기 종단롤(200)로 눌러주어 각 금속 시트를 서로 중첩시켜 제조하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트 및 그 제조방법을 제공함으로써, 중첩된 각 금속 시트가 박판으로 이루어져 경량이고, 특이 형상의 돌기가 형성됨으 로써 각 금속 시트의 상하좌우 이탈을 막아 분리를 방지하여 성형가공시 견고한 형상 유지가 가능하며, 대각선 방향으로 포밍된 형상이 유연하게 작용함으로써 다양한 프레스 성형이 가능하여 후가공시 성형성이 매우 우수하고, 다수의 공간부를 확보하여 다중으로 열 및 소음을 차단함으로써 차열 및 차음 효율이 대폭 향상되는 우수한 효과를 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2(a)는 본 발명에 따른 '

'형 돌기와 삼각형 돌기가 형성된 모습을 나타낸 정면도, 도 2(b)는 본 발명에 따른 제1돌기와 그 양측에 형성된 제2,3돌기의 형태를 나타낸 정면도, 도 2(c)는 본 발명에 따른 원추형 돌기가 형성된 모습을 나타낸 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 제1돌기와 그 양측에 형성된 제2,3돌기의 형태를 나타낸 평면도, 도 4는 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트를 제조하는 롤포밍 장치의 개락도, 도 5는 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트의 롤 배치구조를 나타낸 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 실시예의 제조방법의 순서를 도시한 도면, 도 7은 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명의 차열용 다층 롤포밍 시트는 두 장 이상의 금속 시트를 포밍롤(forming roll)을 이용하여 여러 단계를 거쳐 세로 방향으로 돌기를 형성함으로써 서로 밀착 성형시켜 중첩물로 제조하고, 최종적으로 상기 중첩물을 종단롤에 의해 가로 방향으로 우그러뜨려 다층 롤포밍 시트를 완성하게 된다.

최종적으로 완성된 본 발명의 다층 롤포밍 시트의 구성은 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 포밍롤(100)과 종단롤(200)에 의해 성형된 좌우 대칭구조의 제1돌기(41)와 상기 제1돌기(41)의 좌우측에 대각선 방향으로 돌출 형성된 제2,3돌기(42,43)가 연속하여 반복되는 구조이다.

즉, 상기 제1돌기(41)는 포밍롤(100)에 의해 상부로 돌출되어 '

'형 돌기(20)를 형성한 후, 종단롤(200)에 의해 상기 '

'형 돌기(20)의 상단부가 양측 외부로 확장됨으로써 좌우로 우그러진(corrogate) 형태로 성형되어 열과 접촉되는 표면적을 증가시켜 우수한 차열효과를 발휘하게 된다. 이때, 상기 제1돌기(41)는 상단부가 좌우로 확장된 대칭구조이기 때문에 제1돌기 형성 과정에서 제1돌기(41)와 시트의 바닥면 사이에 일정한 공간을 형성하게 된다.

그리고, 상기 제1돌기(41)의 좌측에는 제2돌기(42), 우측에는 제3돌기(43)가 형성되는데, 상기 제2돌기(42)와 제3돌기(43)는 그 사이에 위치한 제1돌기(41)를 중심으로 그 형상이 대칭되는 구조이다. 또한, 상기 제2,3돌기(42,43)는 포밍롤(100)에 의해 상부로 돌출되어 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성한 후, 종단롤(200)에 의해 아래로 눌려 상기 삼각형 돌기(30a,30b)의 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 돌출되게 형성됨으로써 외측으로 우그러진 형태로 형성되게 된다. 이때, 종단롤에 의해 아래로 눌려져 대각선 방향으로 연장 형성된 제2,3돌기(42,43)의 상단부 부분과 시트의 바닥면 사이에는 공간부(50)가 형성된다. 이와같이 대각선으로 포밍된 제2,3돌기(42,43)의 표면적이 증가된 형상과 그 사이에 형성된 공간부(50)로 인하여 차열 및 차음을 위한 공간을 많이 확보할 수 있어서 차열 및 차음 성능 이 향상될 뿐만 아니라, 롤포밍 시트를 프레스로 성형할 경우에 대각선으로 포밍된 제2,3돌기(42,43)의 형상이 유연하게 작용함으로써 작업목적에 따라 다양한 성형 가공을 할 수 있으며, 각 금속 시트가 견고하게 고착되어 상하좌우 이탈을 방지할 수 있게 된다.

이때, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상향 대각선 방향으로 돌출된 각도(α)는 5°~ 30°인 것이 바람직하다. 상기 각도(α)가 5°미만인 경우에는 상기 제2,3돌기(42,43)와 시트의 바닥면 사이에 형성된 공간부(50)가 작아져 차열 및 차음 효과가 감소하게 되고, 각도(α)가 30°초과인 경우에는 제2,3돌기(42,43) 상단부의 연장 돌출된 부분의 과다 형성된 각도로 인하여 상기 공간부(50)의 형성이 어려울 뿐만 아니라, 각 금속시트의 이탈 방지 효과가 감소하게 되기 때문이다.

또한, 도 2(c)에 도시된 바와 같이 상기 제2,3돌기(42,43) 사이에 형성된 공간부(50)에는 원추형 돌기(35)가 더 형성될 수 있는데, 상기 원추형 돌기(35)는 포밍롤(100)을 이용하여 성형된다. 상기 원추형 돌기(35)는 가로 방향으로의 각 금속 시트의 이탈 방지 효과를 상승시켜 준다.

이때, 상기 각 금속 시트는 두께가 0.5mm 이하의 박판으로 이루어지는 것이 바람직한데, 금속 시트의 두께가 0.5mm를 초과하는 경우에는 그 중량이 증가하고, 성형성 및 가공 정밀도가 떨어지기 때문이다. 그리고, 각 금속 시트는 알루미늄 박판으로 이루어지는 것이 가공, 성형성 및 제품 경량화를 위하여 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 제조방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

기본적으로 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트는 여러 단계의 롤포밍 과정을 거쳐서 제조되고, 제품 경량화를 위해 각 금속 시트는 알루미늄 재질을 사용하는 것이 바람직하지만, 알루미늄 시트가 아닌 다른 금속 시트를 사용하더라도 무방하다.

본 발명에 따른 두 장 이상의 금속 시트를 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 각 금속 시트를 서로 겹치게 배치하는 단계(S10)를 거친다. 보통 2장의 금속 시트를 상·하판(10B,10A)으로 겹치게 하여 롤포밍 작업을 하게 되고, 사용 목적에 따라 금속 시트의 수량을 달리하여 성형할 수 있다. 이때, 상기 각 금속 시트 사이에 단열재 또는 소음재의 층을 배치시켜 차열 및 차음 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 S10단계의 겹쳐진 금속 시트들은 도 4에 도시된 포밍롤(100)들 사이를 통과시켜 상부로 돌출된 '

'형 돌기(20) 및 삼각형 돌기(30a,30b) 형상을 만든다(S20단계). 이때, 박판의 금속 시트 상에서 연속 반복되는 '

'형 돌기(20) 및 삼각형 돌기(30a,30b)를 한번에 형성하는 경우 금속 시트가 파단될 가능성이 커져 안정성이 저해되므로, 본 발명에서는 도 5의 롤 배치구조에 도시된 바와 같이, 일괄적으로 복수의 돌기를 동시에 포밍하는 것이 아니라, 롤의 단수를 증가시킴에 의해 여러 단계를 거쳐 다수의 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성함으로써 금속 시트를 안정적으로 롤포밍할 수 있는 효과를 갖는다.

여기서, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 삼각형 돌기(30a,30b) 사이의 공 간부에 원추형 돌기(35)도 함께 형성될 수 있다.(S25단계). 상기 원추형 돌기(35)도 금속시트를 포밍롤(100) 사이에 통과시켜 만들어지게 되며, 중첩 형성된 금속 시트의 가로 방향으로의 이탈방지 효과를 보다 상승시켜 준다.

그리고, 상기 S20단계에서 형성된 '

'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 종단롤(200)로 눌러주어 우그러뜨려, 상단부가 좌우측으로 확장 형성된 좌우대칭 구조의 제1돌기(41)와, 상기 제1돌기(41)를 중심으로 양측에 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 돌출된 제2,3돌기(42,43)와, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이의 공간부(50)를 형성한다.(S30단계)

이때, 상기 원추형 돌기(35)도 종단롤(200)로 눌러주어 각 금속 시트가 서로 중첩된 차열용 다층 롤포밍 시트를 제조할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 생산된 차열용 다층 롤포밍 시트를 위에서 바라본 구조를 나타낸 것인데, 포밍롤에 의해 중첩 성형된 다층 롤포밍시트를 종단롤로 눌러줌에 의해 '

'형 돌기(20)는 항아리 모양으로 우그러지며, 삼각형 돌기(30a,30b)는 상기 '

'형 돌기(20)를 중심으로 좌우로 우그러지게 된다.

지금까지 상술한 제1,2,3돌기(41,42,43)와 원추형 돌기(35)는 사용 목적에 다라 그 크기를 달리하여 성형하고, 상하 시트는 서로 완전히 같은 모양을 이루며 서로 중첩되도록 성형한다.

도 1(a)는 차량의 배기파이프에 적용된 종래의 차열용 시트의 외관도, 도 1(b)는 도1의 AA 방향에 대한 단면도.

도 2(a)는 본 발명에 따른 '

'형 돌기와 삼각형 돌기가 형성된 모습을 나타낸 정면도, 도 2(b)는 본 발명에 따른 제1돌기와 그 양측에 형성된 제2,3돌기의 형태를 나타낸 정면도, 도 2(c)는 본 발명에 따른 원추형 돌기가 형성된 모습을 나타낸 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 제1돌기와 그 양측에 형성된 제2,3돌기의 형태를 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트를 제조하는 롤포밍 장치의 개락도.

도 5는 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트의 롤 배치구조를 나타낸 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 실시예의 제조방법의 순서를 도시한 것으로서, 도 6(a)는 원추형 돌기가 없는 경우의 도면, 도 6(b)는 원추형 돌기가 형성된 경우의 도면.

도 7은 본 발명에 따른 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법을 나타낸 플로우 차트.

*도면의 주요 부호에 관한 설명*

1. 금속 시트 2. 파형돌기

10. 다층 롤포밍 시트 10A. 금속 시트A

10B. 금속 시트B 20. '

'형 돌기

30a,30b. 삼각형 돌기 35. 원추형 돌기

41. 제1돌기 42. 제2돌기

43. 제3돌기 50. 공간부

60. 종단롤에 의해 눌려진 부분 100. 포밍롤

200. 종단롤 300. 페이오프롤

α. 돌출된 각도

Claims

금속 시트를 두장 이상으로 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트에 있어서,

상단부가 양측 외부로 확장되어 상기 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 일정한 공간이 형성되도록 좌우대칭 구조의 제1돌기(41)가 형성되고,

상기 제1돌기(41)의 양측에, 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 돌출된 제2,3돌기(42,43)가 형성됨으로써,

상기 제1돌기(41) 및 제2,3돌기(42,43)가 연속하여 반복되면서 각 금속 시트가 서로 중첩되되,

상기 제2,3돌기(42,43)의 상향 대각선 방향으로 돌출된 각도(α)는 5 ~ 30˚이고, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 공간부(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트.
제1항에 있어서,

상기 공간부(50)에 원추형 돌기(35)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트.
삭제
삭제
두 장 이상의 금속 시트를 서로 밀착시켜 성형하여 중첩물로 제조되는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법에 있어서,

각 금속 시트를 서로 겹치게 배치하는 단계와;

상기 배치된 각 금속 시트를 포밍롤(100) 사이로 통과시켜 '
'형 돌기(20)와, 상기 '
'형 돌기(20)의 좌우에 형상이 대칭되도록 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계와;

상기 '
'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 종단롤(200)로 눌러주어, 상단부가 양측 외부로 확장되어 상기 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이에 일정한 공간이 형성된 좌우대칭 구조의 제1돌기(41)와, 상기 제1돌기(41)의 양측에 상단부가 상향 대각선 방향으로 연장되어 외측으로 5 ~ 30°의 각도(α)로 돌출된 제2,3돌기(42,43)와, 상기 제2,3돌기(42,43)의 상단부와 금속 시트의 바닥면 사이의 공간부(50)를 형성하는 단계;를 포함하되,

상기 '
'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계는, 연속 반복되는 다수의 '
'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 롤의 단수를 증가시킴에 의해 여러 단계를 거쳐 순차적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 각 금속 시트를 겹치게 배치하는 단계는 각 금속 시트 사이에 단열재 또는 소음재의 층을 배치시키는 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법.
삭제
제5항에 있어서,

상기 '
'형 돌기(20)와 삼각형 돌기(30a,30b)를 형성하는 단계는 상기 삼각형 돌기(30a,30b) 사이의 공간부(50)에 원추형 돌기(35)도 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법
제8항에 있어서,

상기 제1,2,3돌기 및 공간부를 형성하는 단계에서, 상기 원추형 돌기(35)도 상기 종단롤(200)로 눌러주어 각 금속 시트를 서로 중첩시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 차열용 다층 롤포밍 시트의 제조방법.