KR102351825B1

KR102351825B1 - 차폐체 성형용 블랭크 및 차폐체

Info

Publication number: KR102351825B1
Application number: KR1020207020977A
Authority: KR
Inventors: 사카에 미시나; 코키 에나미; 타다카츠 카토
Original assignee: 니찌아스 카부시키카이샤
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2022-01-14
Also published as: US20200391269A1; CN208502866U; WO2019142376A1; KR20200106905A; JP2019124200A; CN110056409B; JP6775535B2; CN110056409A

Abstract

직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성된 금속판(2, 3) 사이에 공극(4)이 형성된 요철 구조를 갖추고, 원하는 전개 형상으로 잘라 가지런해진, 둘레 가장자리를 되접어 이루어진 차폐체 성형용 블랭크에 의해서, 차열성, 차음성 등의 차폐 특성을 향상시킨 차폐체를 성형할 수 있다.

Description

차폐체 성형용 블랭크 및 차폐체

본 발명은 소정의 기기를 덮는 차폐체를 성형하기 위한 차폐체 성형용 블랭크에 관한 것으로, 특히 엔진에 부설되는 배기 매니폴드, 터보차저 등의 발열·소음 발생 장치를 덮는 차폐체를 성형하기에 적합한 차폐체 성형용 블랭크, 및 이러한 차폐체 성형용 블랭크를 성형 가공하여 이루어지는 차폐체에 관한 것이다.

엔진에 부설되는 배기 매니폴드, 터보차저 등의 발열·소음 발생 장치를 덮는 차폐체가 알려져 있다. 이러한 차폐체는 배기 매니폴드 커버, 열 절연체 등으로 불리우며, 엔진 주위의 다른 부품이나 차량 외부에의 열, 소리의 전달을 차폐하도록 구성되어 있다.

차폐체로는 예를 들면, 대향 배치되는 2매의 금속판과, 이들 사이에 개재(介在)하는 단열재, 흡음재 등으로 이루어진 충전 부재를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이런 종류의 차폐체의 대부분은 표면에 요철 구조를 갖추고, 이로써 차폐체 자체의 강성과 그 자체의 진동을 억제하는 제진성(制振性)을 향상시킬 수 있도록 되어있다.

또한, 2매의 금속판 사이에 충진 부재를 개재시키지 않은 차폐체도 알려져있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특표 2008-531919 호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특표 2001-507282 호 공보

그러나 이러한 종래의 차폐체는 다음과 같은 문제가 있었다.

예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 차폐체에서는 2매의 금속판 사이에 충진 부재를 설치하고 있기 때문에 그만큼의 두께가 증가하여 소형화가 방해됨으로 엔진 룸 내에서의 수납성이 저하되는 문제가 있었다. 또한 충전 부재를 사용함으로써 생산성 저하나 비용 상승이 문제시되고 있었다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 차폐체에서는 2매의 금속판 사이에 충진 부재가 개재되어 있지 않기 때문에 위와 같은 문제가 생길 수 없지만, 2매의 금속판끼리 밀착되어 있기 때문에, 차열성, 차음성 등의 차폐 특성이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 2매의 금속판 사이에 충진 부재 대신 공극을 형성함으로써, 차열성, 차음성 등의 차폐 특성을 향상시킨 차폐체를 성형하기 위한 차폐체 성형용 블랭크, 및 이러한 차폐체 성형용 블랭크를 성형 가공하여 이루어지는 차폐체의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 차폐체 성형용 블랭크는 2매의 금속판이 적층되어 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성(賦形)되고, 상기 금속판 사이에 공극이 형성된 요철 구조를 갖추고 원하는 전개형상으로 잘려 가지런해진 둘레 가장자리를 되접어서 이루어지는 구성으로 되어있다.

또한, 본 발명에 관한 차폐체는 상기한 바와 같은 차폐체 성형용 블랭크를 성형 가공하여 이루어진 구성으로 되어있다.

본 발명에 의하면, 2매의 금속판 사이에 형성된 공극에 채워지는 공기가 저항이 되어 열 및 소리의 전달이 방해되어 차폐 특성을 향상시킨 차폐체를 성형할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 실시예에 관한 차폐체 성형용 블랭크의 개략을 나타내는 설명도이다.
[도 2] 파형 모양이 연속되는 방향에 따른 단면의 개략을 나타내는 설명도이다
[도 3] 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 겹쳐서 형성된 금속판(2,3)의 표면을 촬영한 사진이다.
[도 4] 본 발명의 실시형태에 관한 차폐체 성형용 블랭크를 성형 가공하여 이루어지는 차폐체의 개략을 나타내는 설명도이다.
[도 5] 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성하는 가공 장치를 나타내는 설명도이다.
[도 6] 한 쌍의 기어롤에 의해서 파형 모양이 형성되는 모습을 나타내는 설명도이다.
[도 7] 지그재그 모양의 블랭크 레이아웃의 일례를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명에 관한 차폐체 성형용 블랭크는 예를 들면, 엔진에 부설되는 배기 매니폴드, 터보차저 등의 발열·소음 발생 장치를 덮는 차폐체를 성형하기 위해서 사용하는 블랭크재이다.

본 발명의 실시예로서 도 1에 도시된 블랭크(1)는 2매의 금속판(2,3)이 적층되어 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성되고, 금속판(2, 3) 사이에 공극(4)이 형성된 요철 구조를 갖추고 있다(도 2, 도 3 참조). 그리고, 프레스 성형에 의해서, 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같은 차폐체(S)로 성형되도록 원하는 전개 형상으로 잘라 가지런해지는 동시에 주변 가장자리가 되접혀있다.

블랭크(1)를 구성하는 금속판(2, 3)은 예를 들면, 알루미늄 합금, 스테인리스 등의 금속 소재로 이루어진 판형상 부재이며, 2매의 금속판(2,3)의 각각에 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성되어 있다.

금속판(2, 3)에 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 거듭 성형하려면 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 2 조의 파형 형성 롤(201, 202)을 구비하는 가공 장치(200)가 사용된다. 파형 형성 롤(201, 202)은 축 방향을 따라 평행하게 연장되며, 혹은 축 방향으로 직교하는 단면이 정현파 형상의 파형이 되도록 배치된 다수의 이가 각각의 주위면에 동일한 모듈로 형성되어 서로의 이가 여유있게 맞물리도록 설치된 한 쌍의 기어롤을 갖추고 있다 .

이와 같은 한 쌍의 기어롤 사이에 2매의 금속판(2, 3)이 적층되어 보내 오면, 한쪽 기어롤에 배치된 이에 의해서 다른 쪽의 기어롤에 배치된 인접한 이 사이에 금속판(2, 3)이 밀어 넣어지도록 하여 변형한다. 이에 따라 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양 (정현파 모양의 파형 모양)이 금속판(2, 3)에 형성된다(도 6 참조). 따라서 제1의 파형 형성 롤(201)을 구성하는 한 쌍의 기어롤 사이에, 적층된 2매의 금속판(2, 3)을 이송하여, 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 형성한 후, 제1의 파형 형성롤(201)에 의해서 형성된 요철의 능선이 이송 방향과 평행해지도록 금속판(2, 3)의 방향을 바꾸어, 제2의 파형 형성 롤(202)을 구성하는 한 쌍의 기어롤 사이로 이송함으로써 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 거듭 형성할 수 있다(도 2, 도 3 참조).

또한, 도 2는 파형 모양이 연속되는 방향에 따른 단면의 개략을 나타내는 설명도이다. 도 3은 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속하는 요철로 이루어진 파형 모양을 겹쳐 형성된 금속판(2, 3)의 표면을 촬영한 사진이며, 제1의 파형 성형 롤(201)에 의해서 형성된 파형 모양이 연속되는 방향을 화살표 α로 나타내고, 제2의 파형 형성 롤(202)에 의해서 성형된 파형 모양이 연속하는 방향을 화살표 β로 나타낸다.

금속판(2, 3)의 각각에 형성되는 파형 모양은 기어롤에 배치되는 이의 모양, 피치, 이 끝 원직경, 이 바닥 원직경, 맞물림정도(서로의 이가 맞물렸을 때 한쪽의 기어롤의 이 끝과 다른 쪽 기어롤의 이 바닥과의 거리) 등에 의해서 그 형상을 적절하게 조정할 수 있다. 바꿔 말하면, 제1의 파형 형성 롤(201)과 제2의 파형 형성 롤(202)의 각각을 구성하는 기어롤은 원하는 물결 모양을 금속판(2, 3)에 형성할 수 있도록 적절히 설계된다.

예를 들면, 기어롤에 배치되는 이의 피치는 금속판(2, 3)에 형성하는 물결 모양을 이루는 요철의 반복 단위의 길이 (보통 3 ~ 12 mm 정도) 에 따라 설계되고, 이 맞물림정도는 금속판(2, 3)에 형성하는 물결 모양을 이루는 요철의 정상부와 바닥부의 높이 차이(일반적으로 0.2 ~ 6.0 mm 정도) 에 따라 설계된다.

또한 금속판(2, 3)의 두께는 일반적으로 0.1 ~ 2.0 mm 정도이지만, 금속판(2, 3)의 두께를 달리하는 등으로, 금속판(2, 3)에 물결 형상을 형성할 때 금속판(2, 3)의 각각의 변형의 정도가 다르게 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 보다 확실하게 금속판(2, 3)이 서로 밀착하지 않고, 한쪽의 오목부에 다른 쪽의 볼록부가 들어간 상태에서, 양자 사이에 공극(4)이 형성되도록 할 수 있다.

또한 2 조의 파형 형성 롤(201, 202)에 의해서 파형 모양을 겹쳐서 성형하면, 제1의 파형 형성 롤(201)에 의해서 형성된 파형 모양이 연속되는 방향과 제2의 파형 형성 롤(202)에 의해서 형성된 파형 모양이 연속되는 방향에서 굽힘 강도에 차이가 생겨 버리는 경향이 있다. 이러한 방향에 의한 굽힘 강도의 차이를 억제하기 위해 제1의 파형 형성 롤(201)에 대해서 제2의 파형 형성 롤(202)의 기어롤의 이의 맞물림정도를 작게, 즉 서로의 이가 맞물렸을 때의 한쪽 기어롤의 이 끝과 다른쪽 기어롤의 이 바닥과의 거리가 커지도록 제1의 파형 형성 롤(201)과 제2의 파형 형성 롤(202)의 각각의 기어롤의 이의 맞물림 정도를 적절히 조정하는 것이 바람직하다.

또한 2 조의 파형 형성 롤(201 ,202)의 각각은 쌍을 이루는 기어롤이 동기화되어 동일한 회전 속도로 구동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 형성된 파형 형상을 이루는 요철이 예를 들면, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 그 이송 방향에 따른 정상부에서 이송 방향 하류 측이 인접하는 바닥까지의 거리(d₁)와, 이송 방향 상류 측이 인접한 바닥까지의 거리(d₂)가 동등하게 되도록 하여, 파형 모양을 대칭으로 형성할 수 있다.

이에 대해 쌍을 이루는 기어롤이 한쪽을 구동롤로 하고 다른 쪽을 종동(從動, 종속 구동) 롤로서 구성되어 있으면, 예를 들면, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 그 이송 방향에 따른 정상부에서 이송 방향 하류 측이 인접한 바닥까지의 거리(d₃)보다도 이송 방향 상류 측이 인접하는 바닥부까지의 거리(d₄)가 길어져서 비대칭인 파형 형상으로 되어 버린다.

또한, 도 6은 한 쌍의 기어롤의 사이를 금속판(2, 3)이 통과하여 파형 모양이 형성되는 모습을 나타내는 설명도이지만 금속판(2, 3)을 간략하게 도시하고 있다.

파형 모양이 형성된 금속판(2, 3)은 프레스 펀칭 가공에 의하여 소정의 형상으로 전단된다. 프레스 펀칭 가공에 있어서, 파형모양이 대칭으로 형성되도록 함으로서, 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 지그재그 모양의 블랭크 레이아웃(다열 배열)으로서도 제작된 블랭크(1)가 갖춰진 요철 구조가 배열마다 달라지는 일이 없이, 요철의 정상부 또는 바닥부를 포함하고, 혹은 요철이 주기적으로 연속되는 방향으로 직교하는 면에 대하여 대칭이 되도록 해당 요철 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 금속판(2, 3)에 형성되는 파형형상을 대칭으로 함으로서 주위에 남는 스크랩이 적어지도록, 지그재그 모양의 블랭크 레이아웃으로서 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 블랭크(1)가 원하는 전개형상으로 잘라 가지런하게 되어 있으므로 차폐체(S)를 성형할 때의 트리밍도 불필요함으로 스크랩을 크게 줄일 수 있다.

이렇게 하여 펀칭된 금속판(2, 3)은 처리가 용이해지도록 주변 가장자리를 되돌림으로서 일체가 된다. 이러한 것에 의해서, 블랭크(1)가 완성되지만, 금속판(2, 3)의 두께를 달리한 경우에는 뒷면 측에 적층되는 금속판(3)이 표면 측에 적층되는 금속판(2)에 대해서 얇아지도록 함과 동시에 뒷면 측으로 주변 가장자리가 되접하도록 하는 것이 바람직하다.

이상 같이하여 제조된 블랭크(1)는 발열·소음 발생장치를 피복 가능한 형상으로 성형하는 성형 공정과, 발열·소음 발생 장치에 장착하기 위한 연결구를 장착하기 위한 장착 구멍(H)을 형성하는 숨구멍 뚫기 공정 등의 여러 공정을 거쳐 제품화된다.

성형 공정에서는 블랭크(1)를 암수 한 쌍의 프레스 성형 틀에 세팅하고 블랭크(1)를 틀 내에서 프레스 함으로서 도 4에 나타내는 입체 형상을 갖는 차폐체(S)를 3차원적으로 성형한다. 이 때, 금속판(2, 3) 사이에 형성된 공극(4)이 소실되지 않도록 프레스 성형 틀의 틀 구조를 적절하게 설계 할 수 있다.

이렇게 하여 성형 가공된 차폐체(S)는 2매의 금속판(2, 3)사이에 공극(4)이 형성됨으로써 이 공극(4)을 채우는 공기에 의해서 열이나 소리의 전달이 방해되므로, 차열 특성, 차음 특성이 향상된다. 금속판(2, 3) 중 한쪽을 얇게함으로써, 경량화, 비용 절감에도 효과적으로 기여할 수 있다.

구멍 뚫기 공정에서는 장착할 연결구에 따라, 장착 구멍(H)을 소정의 지름의 구멍으로 뚫는다. 연결구로서는, 예를 들면, 먼저 본 출원인이 출원한 일본 특허 제608748호 공보에 기재된 연결구 등을 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 차폐체용 블랭크(1)에 의하면, 2매의 금속판(2, 3) 사이에 형성된 공극(4)에 채워지는 공기가 저항으로 되어 열 및 소리의 전달이 방해되어 차폐 특성을 향상시킨 차폐체(S)를 성형할 수 있다.

또한 이러한 차폐체용 블랭크(1)를 제조함에 있어서, 쌍을 이루는 기어롤이 동기화하여 같은 회전 속도로 구동하도록 구성된 2 조의 파형 형성 롤(201, 202)에 의해서 파형 모양이 형성된 금속판(2, 3)을 지그재그 모양의 블랭크 레이아웃으로 펀칭함으로서 스크랩을 줄이고 수율좋게 차폐체 성형용 블랭크(1)를 제조할 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 바람직한 실시형태를 나타내어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위에서 다양한 변경 실시가 가능함은 물론이다.

이 명세서에 기재된 문헌 및 본원의 파리 우선의 기초가 되는 일본 출원 명세서의 내용을 모두 여기에 인용한다.

본 발명은 엔진에 부설되는 배기 매니 폴드, 터보 차저 등의 발열·소음 발생장치를 덮는 차폐체를 제조하는 기술로서 널리 이용할 수 있다.

1 블랭크
2, 3 금속판
4 공극
S 차폐체

Claims

2매의 금속판이 적층되어 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 겹쳐서 형성되고, 상기 금속판 사이에 공극이 성형된 요철 구조를 갖춘 차폐체 성형용 블랭크의 제조 방법으로서,
축 방향을 따라 평행하게 연장되며, 혹은 축 방향으로 직교하는 단면이 정현파 형상의 파형이 되도록 배치된 다수의 이가 각각의 주위면에 동일한 모듈로 형성되어, 서로의 이가 여유 있게 맞물리도록 설치된 한 쌍의 기어롤을 갖추는 제 1의 파형 형성 롤과 제 2의 파형 형성 롤에 따라,
상기 제 1의 파형 형성 롤을 구성하는 한 쌍의 기어롤 사이에, 적층된 2매의 금속판을 이송하여, 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 형성한 후, 상기 제 1의 파형 형성 롤에 의해 형성된 요철의 능선이 이송 방향과 평행해지도록 상기 금속판의 방향을 바꾸어, 상기 제 2의 파형 형성 롤을 구성하는 한 쌍의 기어롤 사이로 이송함으로써, 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양을 거듭 형성할 시에,
상기 제 1 및 제 2의 파형 형성 롤 각각에서, 쌍을 이루는 기어롤을 동기화하여 같은 회전 속도로 구동함으로써,
상기 요철의 정상부 또는 바닥부를 포함하고, 혹은 상기 요철이 주기적으로 연속되는 방향으로 직교하는 면에 대하여 상기 요철 구조를 대칭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 차폐체 성형용 블랭크의 제조 방법.
제1항에 있어서, 뒷면 측에 적층되는 상기 금속판이 표면 측에 적층되는 상기 금속판에 비해서 얇으며, 상기 제 1 및 제 2의 파형 형상 롤로 인해, 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 거듭 형성된 상기 금속판을, 원하는 전개형상으로 잘려 가지런해짐과 더불어, 잘려 가지런해진 둘레 가장자리를 뒷면 측에 되접히는 차폐체 성형용 블랭크의 제조방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 파형 형상 롤에 의해 직교하는 두 방향으로 주기적으로 연속되는 요철로 이루어진 파형 모양이 거듭 형성된 상기 금속판을, 지그재그 모양의 블랭크 레이아웃으로 펀칭하는 차폐체 성형용 블랭크의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 차폐체 성형용 블랭크의 제조 방법에 의해 제조된 차폐체 성형용 블랭크를 성형 가공하는 것을 특징으로 하는 차폐체의 제조방법.