KR20070013201A

KR20070013201A - 유지 시일 부재를 제조하기 위한 타발 다이 및 이 타발다이를 이용한 유지 시일 부재의 제조방법

Info

Publication number: KR20070013201A
Application number: KR1020060039016A
Authority: KR
Inventors: 시로 오스미
Original assignee: 이비덴 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-01-30
Also published as: US20070017329A1; EP1747863B1; CN1904196A; EP1747863A1; ATE408055T1; KR100870079B1; KR20080019681A; DE602006002676D1; JP2007031867A; TWI298668B; TW200704490A; CN1904196B

Abstract

본 발명은 배기가스 정화기 본체(21)의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재(15)를 제조하기 위해 한 장의 무기질 섬유 매트(16)를 타발하기 위한 타발 다이(11)에 관한 것이다. 타발 다이는 기판(12)을 포함한다. 기판에 의해 지지된 이중날의 타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재를 절취하도록 무기질 섬유 매트를 타발한다.

유지 시일 부재, 무기질 섬유 매트, 타발 다이, 기판, 타발 블레이드

Description

유지 시일 부재를 제조하기 위한 타발 다이 및 이 타발 다이를 이용한 유지 시일 부재의 제조방법{PUNCHING DIE FOR MANUFACTURING A HOLDING SEAL MEMBER, AND METHOD FOR MANUFACTURING A HOLDING SEAL MEMBER WITH A PUNCHING DIE}

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타발 다이의 저면도,

도 1b는 도 1a의 부분 확대도,

도 2는 도 1a의 선 2-2를 따른 단면도,

도 3a는 대칭의 절단날을 도시하는 확대도,

도 3b는 비대칭의 절단날을 도시하는 확대도,

도 4a 내지 도 4d는 도 1a에 도시된 타발 다이에 의해 무기질 섬유 매트를 타발하는 것을 도시하는 단면도, 및

도 5는 바람직한 실시예의 유지 시일 부재를 갖는 배기가스 정화기 본체의 부분 절개 사시도이다.

본 발명은 배기가스 정화기 본체의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재를 제조 하는 데에 사용되는 타발 다이 및 이러한 타발 다이를 이용하여 유지 시일 부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

차량에 사용되는 배기가스 처리장치는 통상적으로 차량의 배기 통로의 도중에 위치되어 있다. 디젤 미립자 필터(DPF, diesel particulate filter)와 분진으로서 언급되는 흑연 미립자를 제거하는 배기가스 정화 촉매장치는 종래에 배기가스 처리장치의 예로서 알려져 있다. 전형적인 배기가스 처리장치는 배기가스 정화기 본체, 이 배기가스 정화기 본체를 둘러싸는 금속 파이프(셸), 및 이 배기가스 정화기 본체와 이 금속 파이프 사이의 간극을 채우는 유지 시일 부재를 포함한다.

유지 시일 부재는 배기가스 정화기 본체가 차량의 진동으로 인해 금속 파이프에 부딪힐 때 파손되는 것을 방지하는 기능을 해야 한다. 유지 시일 부재는 또한 배기가스의 압력을 받을 때 배기가스 정화기 본체가 금속 파이프로부터 떨어져 나가게 되거나 금속 파이프 내에서 이동하게 되는 것을 방지하여야 한다. 또한, 유지 시일 부재는 금속 파이프와 배기가스 정화기 본체 사이의 간극으로부터 배기가스가 누출되는 것을 방지하여야 한다.

종래의 유지 시일 부재는 균일한 두께를 갖는 섬유 매트를 절단함으로써 생산된다(일본특허공개 제2001-316965호 참조). 가위, 칼 또는 타발 블레이드(톰슨 블레이드(Thomson blade))가 섬유 매트를 절단하는 데에 사용된다.

가위나 칼의 사용은 한 장의 섬유 매트에서 유지 시일 부재를 절취하기 위해서 장시간을 필요로 한다. 종래의 타발 다이는 유지 시일 부재를 연속적으로 타발하기에 충분한 내구성을 가지고 있지 않다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 소정의 두께를 갖는 무기질 섬유 매트로부터 타발하는 방법을 이용하여 유지 시일 부재를 절취하는 경우에, 타발 블레이드의 내구성을 향상시키는 것이 가능한 배기가스 처리장치의 유지 시일 부재용 타발 다이 및 이를 이용한 유지 시일 부재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 배기가스 정화기 본체의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재를 제조하기 위해 한 장의 무기질 섬유 매트를 타발하는 타발 다이이다. 타발 다이는 기판을 포함한다. 기판에 의해 지지되는 이중날의 타발 블레이드는 유지 시일 부재를 절취하기 위해 무기질 섬유 매트를 타발한다.

본 발명의 다른 측면은 한 장의 무기질 섬유 매트로부터 배기가스 정화기 본체의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 이중날의 타발 블레이드를 기판 상에 지지함으로써 타발 다이를 형성하는 공정과, 유지 시일 부재를 형성하기 위해 무기질 섬유 매트를 타발하는 타발 다이를 사용하는 공정을 포함한다.

일 실시예에서, 타발 블레이드는 2개의 측면과, 이 2개의 측면에 대하여 경사진 2개의 경사면과, 이 2개의 경사면 사이에 구획형성된 절단날을 포함한다. 2개의 측면은 동일하거나 상이한 경사각으로 경사져 있다.

일 실시예에서, 2개의 경사면의 경사각은 모두 10 ~ 30°이다.

일 실시예에서, 2개의 경사면의 경사각 차이는 10°이내이다.

일 실시예에서, 타발 블레이드는 탄소강으로 만들어진다.

일 실시예에서, 무기질 섬유 매트는 알루미나 섬유로 만들어진다.

일 실시예에서, 타발 다이는 격자형이어서 단 한 번의 타발로 무기질 섬유 매트로부터 복수의 유지 시일 부재를 절취한다.

일 실시예에서, 타발 블레이드는 평행하고 직선인 복수의 종방향 블레이드와, 이 복수의 종방향 블레이드에 직각으로 교차하고 태브와 이 태브를 각각의 유지 시일 부재 내에 수용하기 위한 소켓을 형성하도록 구부러진 복수의 측방향 블레이드를 포함한다. 종방향 블레이드와 측방향 블레이드는 함께 용접된다.

하나의 실시예에서, 복수의 종방향 블레이드와 복수의 측방향 블레이드는 높이가 동일하다.

본 발명의 다른 측면 및 장점들은 본 발명의 원리를 예로서 예시하는 첨부 도면과 연관하여 다음의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

본 발명의 목적 및 장점들과 함께 본 발명은 다음의 첨부 도면과 함께 본 바람직한 실시예들의 다음 설명을 참조함으로써 잘 이해될 것이다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타발 다이(11)가 첨부 도면을 참조하면서 이제 설명될 것이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 타발 다이(11)는 기판(12)과, 이 기판(12)에 의 해 지지된 복수의 타발 블레이드(13)와, 기판(12)에 부착된 탄성 부재(14)를 포함한다. 탄성 부재(14)는 가압되었을 때 가역적인 방식으로 탄성적으로 변형된다. 타발 다이(11)는 배기가스 정화기 본체로서 기능하는 필터 부재(42)의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재(15)를 절취하기 위하여 한 장의 무기질 섬유 매트(16)를 타발한다.

바람직한 실시예의 타발 다이(11)는 한 장의 무기질 섬유 매트(16)로부터 복수의 유지 시일 부재(15)를 절취한다. 유지 시일 부재(15)는 띠 형상이며, 태브(15b)와 소켓(15a)을 갖는다. 유지 시일 부재(15)는 두께가 균일하다.

무기질 섬유 매트(16)는 균일한 탄성을 갖는 펠트(felt) 또는 부직포로부터 형성되며 두께가 균일하다. 무기질 섬유 매트(16)는 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 실리카와 알루미나가 혼합된 섬유, 유리 섬유 등과 같은 세라믹 섬유로 만들어지는 것이 바람직하다. 무기질 섬유 매트(16)는, 이 매트에 소정의 두께와 반발력을 부여하기 위해, 절단하기 전에 유기 바인더와 함침처리해도 된다. 유기 바인더는 아크릴 수지 또는 폴리 비닐 알콜 등의 수용성 수지나, 아크릴 고무, 니트릴 고무 등의 라텍스일 수도 있다. 유지 시일 부재(15)의 두께는 무기질 섬유 매트(16)의 종류, 촉매 캐리어의 종류, 및 배기가스 정화기 본체의 종류에 따라 결정된다. 무기질 섬유 매트(16)는 부피(두께)를 감소시키기 위해 니들(needle)-타발될 수도 있다.

기판(12)은 목재 또는 베니어 합판으로 만들어진다. 기판(12)은 가공면(12a)을 갖는다. 타발 블레이드(13)는 가공면(12a)으로부터 수직방향으로 돌출되 어 있다. 기판(12)의 가공면(12a)은 타발 동작 중에 무기질 섬유 매트(16)를 지지하는 지지 테이블(17)과 평행하게 배열된다. 기판(12)은 지지 테이블(17)에 접근하거나 이로부터 이격되는 왕복운동을 한다. 타발 블레이드(13)는 타발 영역(S)에 위치된 무기질 섬유 매트(16)로부터, 단 한 번의 타발 동작을 통해, 복수의 유지 시일 부재(15)를 절취한다. 기판(12)의 크기는 타발 영역(S)의 크기에 따라 결정된다. 블레이드 홈(12b)은 타발 블레이드(13)의 기단부(13b)를 수용하기 위해 기판(12)의 가공면(12a) 내에 형성된다. 블레이드 홈(12b)은 예를 들어 레이저 가공을 통해 형성된다.

타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재(15)의 형상에 따라 금속 밴드를 절곡함으로써 만들어진다. 타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재(15)에 따라 형상화된 절단날(13a)과 블레이드 홈(12b) 내로 삽입된 기단부(13b)를 각각 갖는다. 타발 다이(13)는 예를 들어 격자 형상이며, 유지 시일 부재(15)의 소켓(15a)과 태브(15b)를 형성하는 연결 단부 형성 블레이드(측방향 블레이드)(18)와, 유지 시일 부재(15)의 종방향 측면을 형성하는 측면 형성 블레이드(종방향 블레이드)(19)를 포함한다. 각각의 측방향 블레이드(18)는 소켓(15a)과 태브(15b)의 형상에 따라 절곡되는 절단날을 갖는다. 각각의 종방향 블레이드(19)는 선형의, 즉 일직선의 절단날을 갖는다. 측방향 블레이드(18)와 종방향 블레이드(19)는 복수의 접합부(13f)에서 함께 용접된다. 단 한 번의 타발 동작 중에, 각각의 측방향 블레이드(18)는 2개의 인접한 유지 시일 부재(15) 중 하나에 연결 단부, 즉, 소켓(15a)을 형성하고, 2개의 인접한 유지 시일 부재(15) 중 다른 하나에 연결 단부, 즉, 태브(15b)를 형성한다. 각각의 종방향 블레이드(19)는 2개의 인접한 유지 시일 부재(15)의 종방향 측면을 동시에 형성한다. 그래서, 복수의 유지 시일 부재(15)와 외주부는 타발 블레이드(13)에 의해 한 장의 무기질 섬유 매트(16)로부터 절취된다. 도 1에 도시된 타발 다이(11)를 사용하면, 36개의 유지 시일 부재가 동시에 형성될 것이다.

타발 다이(13)의 두께가 어느 특정한 값에 한정되지는 않지만, 이 두께는 0.5 ~ 1.5 ㎜, 바람직하게는 0.8 ~ 1.2 ㎜, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎜이다. 타발 블레이드(13)는 0.5 ㎜ 이상의 두께를 가질 때 높은 내구성과 내파손성을 갖는다. 두께가 1.5 ㎜ 이하이면, 타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재(15)의 형상에 영향을 미치지 않으면서 금속 밴드를 절곡함으로써 용이하게 형성될 수도 있다. 각각의 절취된 유지 시일 부재(15)는 타발 블레이드들(13)이 적절한 두께를 가진다면 각각의 유지 시일 부재(15)를 둘러싸는 타발 블레이드들(13) 사이에 밀접하게 갇히지는 않을 것이다. 따라서, 절취된 유지 시일 부재(15)는 탄성 부재(14)에 의해 타발 다이(1)로부터 용이하게 압출될 수 있다. 기판(12)의 가공면(12a)으로부터 각각의 타발 블레이드(13)의 절단날(13a) 까지의 높이(h)는 유지 시일 부재(15)의 두께와 재질에 따라 결정된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 이중날인 타발 블레이드(13)는 2개의 측면(13e1, 13e2)과, 이 2개의 측면(13e1, 13e2)에 대하여 각각 경사진 2개의 경사면(13c, 13d)과, 2개의 경사면(13c, 13d)에 의해 구획형성된 절단날(13a)을 포함한다. 2개의 경사면들(13c, 13d)은 경사각들(θ1, θ2)로 각각 경사져 있다. 경사각들(θ1, θ2)은 동일하거나 거의 동일하다. 더욱 상세하게는, 경사각들(θ1, θ2) 사이의 차이는 10°이하이고, 바람직하게는 5°이하이고, 더욱 바람직하게는 0°이다. 각도 차이가 10°이하이기만 하면, 타발 블레이드(13)의 절단날(13a)은 무기질 섬유 매트(16)에 대하여 경사각이 더 작은 측면으로 절곡되지 않을 것이다. 그래서, 타발 블레이드(13)는 연속적인 타발을 수행하는 데에 사용되어도 된다. 또한, 복수의 유지 시일 부재(15)는 치수의 오차 없이 절취될 수도 있다. 도 3b는 경사각(θ3)이이 경사각(θ4)보다 더 작은 타발 블레이드(13)를 도시한다. 절단날(13a)은 절단날(13a)의 중심선(T)으로부터 측면(13e1)(경사각이 작은 측면) 쪽으로 편향되어 있다. 이 경우에, 절단날(13a)에 가해진 타발 하중은 경사면(13c)의 측면과 경사면(13d)의 측면 사이에 차이가 난다.

경사각들(θ1, θ2)은 10 ~ 30°이며, 바람직하게는 15 ~ 25°이며, 더욱 바람직하게는 17 ~ 22°이다. 경사각들(θ1, θ2)이 10°이상이기만 하면, 절단날(13a)은 너무 날카롭거나 너무 얇지 않을 것이다. 그래서, 소정의 두께와 반발력을 갖는 무기질 섬유 매트(16)을 타발할 때에 발생되는 하중의 인가는 절단날(13a)을 손상시키지 않을 것이다. 또한, 경사각들(θ1, θ2)이 30°이하이기만 하면, 절단날(13a)은 무기질 섬유 매트(16)를 완전하게 절단하기에 충분하게 날카롭다. 또한, 절단날(13a)은 무기질 섬유 매트(16)를 타발할 때 발생되는 하중을 수용하더라도 손상되지 않을 것이다. 경사각이 전술한 범위 내에 있기만 하면, 경사각들(θ1, θ2)은 동일하거나 차이가 나도 된다.

타발 블레이드(13)에 대한 재질의 예는 탄소강, 스텐인레스강, 몰리브덴강, 특수강(합금강) 등의 강; 코발트 합금(스텔라이트), 티타늄 합금 등의 합금; 및 지르코니아, 알루미나 등의 파인 세라믹스를 포함한다. 경도를 증가시키기 위해 열처리될 수 있는 강이 바람직하다. 특히, 탄소강은 비교적 높은 경도와 내구성을 가지고 용이하게 입수할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 탄소강의 기계적 특성은 그 사용 목적에 따라 탄소의 함유량을 변화시킴으로써 변경될 수도 있다. 탄소강은 철과 탄소의 합금이며, 2% 이하의 탄소(C) 함유량을 갖는다. 또한, 탄소강은 미량의 실리콘, 망간, 인 및 유황을 함유한다. 탄소강은 0.12% 이하의 탄소 함유량을 갖는 극연강과, 0.12% ~ 0.2%의 탄소 함유량을 갖는 저탄소강(연강)과, 0.2% ~ 0.45%의 탄소 함유량을 갖는 중탄소강(반연강, 반경강)과, 0.45% ~ 0.8%의 탄소 함유량을 갖는 고탄소강(경강)과, 0.8% ~ 1.7%의 탄소 함유량을 갖는 최경강으로 분류된다. 탄소 함유량이 높으면 열처리를 통해 얻어지는 경도를 증가시킨다. 탄소 함유량이 낮으면 방청성을 증가시킨다. 탄소강 내의 탄소량은 무기질 섬유 매트(16)의 재질 및 목적에 따라 결정된다. 타발 블레이드(13)는 복수의 금속 재료를 접합하여 얻어지는 적층재로부터 제조될 수도 있다. 예를 들어, 탄소 함유량이 높은 탄소강은 절단날(13a)용으로서 선택적으로 사용될 수도 있다. 이 경우에, 얻어지는 절단날(13a)은 경질이다. 탄소 함유량이 낮은 탄소강의 층들은 2개의 측면(13e1, 13e2) 상에 적층될 수도 있다. 이러한 3층 구조는 타발 블레이드(13)의 방청성을 향상시킬 것이다. 탄소 함유량이 낮은 탄소강은 타발 블레이드(13)의 절곡부에 사용될 수도 있다. 이것은 타발 블레이드(13)의 용이한 절곡을 가능하게 하고 제조를 용이하게 한다. 무기질 섬유 매트(16)가 알루미나 섬유로 만들어진다 면, 탄소 함유량이 높은 탄소강이 타발 블레이드(13)의 재질로서 사용되는 것이 바람직하다.

탄성 부재(14)는 기판(12)의 가공면(12a)에 부착된다. 탄성 부재(14)는 타발 블레이드(13)가 지지 테이블(17)로부터 떨어질 때 타발 블레이드(13)에 의해 둘러 싸여져 유지된 각각의 유지 시일 부재(15)를 지지 테이블(17) 쪽으로 압출한다. 탄성 부재(14)는 균일한 두께(t)를 갖는 탄성 층이다. 이 두께(t)는 타발 블레이드의 높이(h)보다 더 큰 것이 바람직하다. 탄성 부재(14)의 두께(t)가 타발 블레이드(13)의 높이(h)보다 더 작다면, 반복적인 타발 동작으로 인해 탄성 부재(14)에 마모가 발생될 것이다. 이러한 경우에, 유지 시일 부재(15)는 충분하게 압출되지 않을 것이다. 그러나, 탄성 부재(14)의 두께(t)가 타발 블레이드(13)의 높이(h)보다 더 크다면, 이것은 유지 시일 부재(15)의 압축 변형을 야기할 것이다. 따라서, 탄성 부재(14)의 두께는 유지 시일 부재(15)의 두께와 타발 블레이드(13)의 높이에 따라 변경되어야 한다. 바람직하게는, 탄성 부재(14)의 두께는 10 ㎜ 이하로 설정되고, 더욱 바람직하게는 3 ~ 7 ㎜로 설정된다.

탄성 부재(14)의 재질은 가압되었을 때 가역적인 방식으로 탄성적으로 변형되는 탄성 재질이기만 하면 특별히 한정되지 않는다. 탄성 부재(14)의 재질은, 예를 들어, 부직포, 유기질이나 무기질 섬유로 만들어진 펠트, 또는 팽창성 재질로 만들어진 발포체일 수도 있다. 발포체를 사용하면, 섬유는 유지 시일 부재 내에서 뒤얽히지 않는다. 탄성 부재(14)용으로 사용가능한 발포체는 폴리우레탄 발포체, 폴리에스테르 발포체, 멜라민 수지 발포체, 페놀 수지 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 폴리스티렌 발포체, 천연 고무 발포체, 합성 고무 발포체, 및 탄성중합 발포체를 포함한다. 탄성 부재(14)는 단일의 탄성 재료나 2개 이상의 탄성 재료들의 조합으로부터 만들어질 수도 있다. 탄성 부재(14)는 단일 층 또는 동일하거나 상이한 탄성 재료의 적층으로 만들어질 수도 있다.

본 발명자들은 다양한 탄성 재료에 대하여 형상 비회복율을 조사하였다. 각각의 탄성 재료에 대한 형상 비회복율은 탄성 재료가 100회의 압축 및 복원을 반복한 경우에 압축 하중의 감소율을 측정함으로써 계산되었다. 낮은 형상 비회복율은 재료가 그 원래 형상으로 회복가능함을 나타낸다. 이 결과는 합성 고무 발포체가 반복되는 압축을 받았을 때 가장 낮은 형상 비회복율을 나타내었음을 보여준다. 따라서, 탄성 부재(14)는 합성 고무 발포체로 만들어지는 것이 가장 바람직하다. 탄성 부재(14)의 형상 비회복율은 낮은 것이 바람직하다. 합성 고무 발포체의 형상 비회복율은 2% 이하이었다. 형상 비회복율이 높은 탄성 재료는 연속적인 타발 동작을 통해 비가역적인 방식으로 압축될 것이다. 그래서, 유지 시일 부재(15)는 충분하게 압출되지 않을 것이다.

탄성 부재(14)에 대한 25%의 압축 하중은 25 ~ 120 kPa 이고, 바람직하게는 30 ~ 100 kPa 이고, 더욱 바람직하게는 40 ~ 60 kPa 이다. 25%의 압축 하중은 미국재료시험협회(ASTM)의 규격(D1056)에 준하여 측정되었다. 25 ~ 120 kPa의 25%의 압축 하중을 갖는 탄성 부재는 타발 블레이드(13)에 의해 유지된 유지 시일 부재(15)를 압출하기에 충분한 반발력을 발생시킬 것이며, 타발 중에 유지 시일 부재(15)의 특성 또는 형상을 변화시키지 않기에 충분하게 부드러울 것이다.

타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재(15)의 형상을 각각 갖는 복수의 격벽부를 구획형성한다. 탄성 부재(14)는 기판(12)의 가공면(12a) 상에서 격벽부 내에 배열된다. 탄성 부재(14)는 가공면(12a) 상에서 타발 블레이드(13)의 외측면에 또한 배열된다. 격벽부 내에 위치된 탄성 부재(14)는 격벽부 내로 가압된 유지 시일 부재(15)를 타발 다이(11)로부터 압출하는 기능을 한다. 타발 블레이드(13)의 외측에 위치된 탄성 부재(14)는 타발된 무기질 섬유 매트(16)의 주변부를 타발 다이(11)로부터 압출한다.

탄성 부재(14)는 타발 블레이드(13)가 위치된 부분을 제외하고는 실질적으로 전체 가공면(12a)에 양면 접착 테이프 또는 접착제에 의해 부착된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(14)는 타발 블레이드(13)과 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 각각의 탄성 부재(14)는 그 사이에 간극(20)을 형성하기 위해 타발 블레이드(13)의 측면으로부터 0 ~ 10 ㎜의 거리 만큼 떨어져 있다. 간극(20)이 10 ㎜ 이상이면, 유지 시일 부재(15)는 간극(20) 내에 갇히기 쉬우므로 간극(20)으로부터 강제로 압출하기가 어렵게 될 것이다. 이것은 유지 시일 부재(15)의 변형을 초래할 수도 있다. 간극(20)이 0 ㎜ 보다 더 크면, 탄성 부재(14)의 반발력은 탄성 부재(14)의 측면과 타발 블레이드(13)의 측면 사이의 마찰 저항에 의해 감소되지 않을 것이다. 더욱 상세하게는, 간극(20)은 5 ㎜ 이다. 간극(20)이 5 ㎜ 이면, 탄성 부재(14)의 반발력은 탄성 부재(14)와 타발 블레이드(13)의 측면들 사이의 마찰 저항에 의해 감소되지 않을 것이다. 더욱이, 탄성 부재(14)의 반발력은 유지 시일 부재(15)의 실질적으로 전체 면 상에 작용할 것이다.

타발 다이(11)의 동작은 이하에서 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명될 것이다.

소정의 두께와 반발력을 갖는 무기질 섬유 매트(16)는 지지 테이블(17) 상에 설치될 것이다. 무기질 섬유 매트(16)는 타발 다이(11)의 타발 영역(S) 내에 위치된다. 타발 다이(11)는 지지 테이블(17)과 평행하게 유지되면서 하강한다(도 4a). 타발 다이(11)를 하강시키는 중에, 탄성 부재(14)는 무기질 섬유 매트(16)와 먼저 접촉하게 된다. 그래서, 무기질 섬유 매트(16)는 탄성 부재(14)와 지지 테이블(17) 사이에 유지된다. 타발 다이(11)가 더 하강하면, 탄성 부재(14)는 압축되고, 타발 블레이드(13)의 절단날(13a)은 무기질 섬유 매트(16)의 상부면과 접촉하게 된다. 이 상태에서, 타발 다이(11)가 더 하강하면, 타발 다이(13)의 절단날(13a)은 지지 테이블(17)과 접촉하게 되고, 유지 시일 부재(15)는 무기질 섬유 매트(16)로부터 절취된다. 유지 시일 부재(15)는 격벽부 내로 가압되어 타발 블레이드(13)의 두께에 상응하는 양만큼 압축된다. 타발 다이(11)가 상승하면(도 4c), 유지 시일 부재(15)는 탄성 부재(14)의 반발력에 의해 격벽부로부터 압출되게(방출되게) 된다. 이때까지, 타발 블레이드(13)의 절단날(13a)은 무기질 섬유 매트(16)로부터 멀어지게 이동되었다. 그러나, 무기질 섬유 매트(16)는 탄성 부재(14)와 지지 테이블(17) 사이에 여전히 유지된다. 이것은 무기질 섬유 매트(16)를 앞서의 타발과 같이 그 본래 형상으로 유지시킨다. 더욱이, 타발에 의해 얻어진 복수의 유지 시일 부재(15)와 무기질 섬유 매트(16)의 주변부는 정연하게 배열되는 방식으로 유지 되므로 흩뜨려지지 않는다. 타발 다이(11)는 탄성 부재(14)가 무기질 섬유 매트(16)로부터 멀어지게 이동될 때까지 더 올려진다(도 4d). 그리고 나서, 지지 테이블(17)은 다음 공정으로 운반된다. 타발 다이(11)의 하강과 상승은 지지 테이블(17)을 운반하는 벨트 컨베이어의 이동과 협력하여 수행될 수도 있다. 이 경우에, 타발 다이(11)는 무기질 섬유 매트(16)를 연속적으로 타발할 수도 있다.

배기가스 처리장치의 조립은 이하에서 도 5을 참조하면서 설명될 것이다. 제1 공정에서, 유지 시일 부재(15)는 촉매 캐리어(21)와 같은 배기가스 정화기 본체의 주위에 감겨져 있다. 태브(15b)는 유지 시일 부재(15)의 소켓(15a) 내에 끼워맞춰진다. 이 방식에서, 유지 시일 부재(15)는 유지 시일 부재(15)의 단부들이 서로 중첩하지 않고 촉매 캐리어(21)의 전체 원주의 주위를 감싸게 될 수 있다.

유지 시일 부재(15)가 주위에 감기는 촉매 캐리어(21)는 관형의 금속 셸(23) 내로 가압된다. 유지 시일 부재(15)는 관형의 셸(23) 내로 가압될 때 탄성적으로 압축된다. 촉매 캐리어(21)는 유지 시일 부재(15)의 반발력에 의해 관형의 셸(23) 내에 유지된다. 유지 시일 부재(15)는 촉매 캐리어(21)가 외부로부터 전달되는 진동에 의해 관형의 셸(23)에 부딪히는 것을 방지하는 보호 쿠션으로서 또한 기능한다.

바람직한 실시예는 이하에서 설명되는 이점을 갖는다.

(1) 타발 블레이드(13)는 2개의 측면들(13e1, 13e2)에 대하여 각각 경사진 경사면들(13c, 13d) 사이에 구획형성된 절단날(13a)을 갖는 이중날 블레이드이다.

(2) 경사면들(13c, 13d)의 경사각들(θ1, θ2) 사이의 차이는 10°이하이다. 이것은 절단날(13a)에 작용하는 타발 하중이 경사면(13c)의 측면과 경사면(13d)의 측면 사이에서 크게 차이나는 것을 방지한다. 그래서, 타발 블레이드(13)는 유지 시일 부재(15)를 연속적으로 절취하기에 충분한 내구성을 갖는다.

(3) 경사각들(θ1, θ2)이 실질적으로 동일하면, 절단날(13a)은 타발 블레이드(13)의 두께에 대하여 전체적으로 중앙 위치(T)에 위치된다. 이 경우에, 타발 블레이드(13)는 높은 절단 정확도를 가지므로 2개의 인접한 유지 시일 부재(15)를 동일한 크기와 형상으로 절취한다.

(4) 타발 블레이드(13)의 재질이 탄소강이면, 타발 블레이드(13)는 우수한 경도와 내구성을 갖는다. 예를 들어, 부피가 크고 알루미나 섬유로 만들어진 무기질 섬유 매트(16)는 촉매 캐리어를 유지하기에 충분한 반발력을 생기게 한다. 탄소 함유량이 높아서 내구성과 경도가 우수한 탄소강의 사용은 이러한 무기질 섬유 매트(16)의 연속적인 타발에 대하여 특히 효과적이다.

(5) 지지 테이블(17) 상에 설치된 무기질 섬유 매트(16)는 타발 동작의 바로 전에 타발 블레이드(13)에 대면하도록 위치된다. 이것은 결함이 있는 유지 시일 부재의 생산을 방지한다.

(6) 기판(12)이 목재로 만들어지면, 블레이드 홈(12b)은 용이하게 형성될 수도 있다.

(7) 타발 다이(11)에 의해 절취된 유지 시일 부재(15)는 균일한 절단면과 균일한 두께를 갖는다. 그래서, 소켓(15a)과 태브(15b)는 동일하게 형상화된다. 이 것은 유지 시일 부재(15)가 촉매 캐리어(21) 내로 완전하게 끼워 맞춰지도록 유지 시일 부재(15)를 제조한다.

바람직한 실시예는 이하에서 설명되는 바와 같이 변경될 수도 있다.

기판(12)은 금속 재질로 만들어진다.

블레이드 홈(12b)은 타발 블레이드(13)에 대응하는 기판(12)의 가공면(12a) 내에 부분적으로 또는 전체적으로 형성될 수도 있다. 타발 블레이드들(13)은 각각 나사나 볼트 등의 체결구에 의해 기판(12)에 고정될 수도 있다.

관통공은 기판(12) 내에 블레이드 홈(12b)과 연통하도록 형성될 수도 있다. 타발 블레이드(13)의 안정성과 내구성은 타발 블레이드(13)의 일부를 관통공 내로 삽입함으로써 개선될 것이다.

지지 테이블(17)이 타발 다이(11) 대신에 상승 및 하강될 수도 있다.

타발 블레이드(13)의 경사면들(13c, 13d)은 금속 벨트의 날을 연마하기 위해 연마석이나 선반을 사용하는 공지의 연삭법을 수행함으로써 형성될 수도 있다.

타발 블레이드(13)는 예시된 이중날 블레이드에 한정되지 않으며, 2개의 경사각에 대하여 단차가 형성되는 방식으로 경사진 경사면들(13c, 13d)을 갖는 이단날일 수도 있다. 또한, 절단날(13a)은 절단 특성이 영향을 받지 않는 범위 내에서 면취될 수도 있다.

타발 다이(11)는 단 한 장의 무기질 섬유 매트로부터 하나 이상의 유지 시일 부재(15)를 절취할 수도 있다.

지지 테이블(17)의 재질은 한정되지 않는다. 무기질 섬유 매트(16)를 평행하게 지지할 수 있고 절단날(13a)을 손상시키지 않는 한, 어떠한 재질이라도 사용될 수 있다. 지지 테이블의 재질은, 예를 들어, 폴리프로필렌 수지와 같은 수지, 고무, 발포체 또는 섬유의 적층체와, 이러한 수지, 고무, 발포체로 코팅된 적층체일 수도 있다.

유지 시일 부재(15)는 촉매 캐리어(21)에 부가하여 디젤 미립자 필터(DPF)의 주위에 또한 감겨질 수도 있다.

경사각들(θ1, θ2)은 절단날(13a)을 따라 상이한 위치에서 동일하거나 상이하게 될 수도 있다.

바람직한 실시예의 예는 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

표 1에 도시된 경사각들(θ1, θ2)을 갖는 블레이드는 시험예 1 ~ 6의 타발 다이를 준비하기 위해 기판(12)에 고정되어 있다. 블레이드 두께는 1 ㎜ 이다. 시험예 1 ~ 6에서의 타발 다이 블레이드의 내구성은 이하에 설명된 공정을 수행함으로써 측정되었다.

(내구성 시험)

알루미나 섬유 매트(16)는 지지 테이블(17) 상에 설치되어 있으며, 동일한 압력으로 시험예 1 ~ 6의 각각에 의해 타발되었다. 타발은 다음의 불합격 현상들 중 적어도 하나가 발생될 때까지 반복되었다. 불합격 현상들은, 불합격 현상 1 - 블레이드의 이빠짐 또는 블레이드의 변형, 불합격 현상 2 - 유지 시일 부재의 불완전한 절단, 불합격 현상 3 - 타발된 유지 시일 부재의 치수와 최초 치수 사이의 차이가 1 ㎜ 이상인 것(치수 불합격 현상)으로 분류되었다. 불합격 현상이 발생될 때까지의 연속적인 타발 횟수가 집계되었다. 이 결과는 표 1에 도시되어 있다.

시험예	각도 θ1 (°)	각도 θ2 (°)	│θ1-θ2│ (°)	가능한 연속 타발의 횟수	불합격 현상의 분류
1	-	17	-	50	1, 3
2	3	17	14	100	3
3	10	17	7	2500	3
4	12	17	5	>15000	없음
5	17	17	0	>30000	없음
6	30	17	13	8500	2

표 1의 결과로부터, 가능한 연속 타발의 횟수는 경사각들(θ1, θ2) 사이의 차이가 10°를 초과하고, 2개의 측면(13e1, 13e2)의 경사각이 10 ~ 30°의 범위에서 벗어날 때 감소함을 알 수 있을 것이다. 치수 불합격 현상(불합격 현상 3)은 경사각들(θ1, θ2)이 10°미만일 때에 발생되었다. 이러한 결과는 절단날이 절곡되어 그 원래 위치에서 이동됨으로 인한 것으로 사료된다. 불완전한 절단은 경사각들(θ1, θ2)이 30°보다 클 때 발생되었다. 이러한 결과는 얇은 블레이드의 이빠짐이 절단 성능을 상당히 낮춤으로 인한 것으로 사료된다. 가능한 연속 타발의 횟수의 감소는 유지 시일 부재에 대한 생산 효율을 저하시킨다.

일본특허공개 제2001-316965호의 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.

본 발명은 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 한 많은 다른 특정한 형태로 실시될 수도 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 예들과 실시예들은 본 명세서에 기술된 상세한 설명에 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구범위의 범주 및 그 동일성 범위 내에서 변경될 수 있다.

본 발명에 의하면, 소정의 두께를 갖는 무기질 섬유 매트로부터 타발하는 방법을 이용하여 유지 시일 부재를 절취하는 경우에, 타발 블레이드의 내구성을 향상시키는 것이 가능한 배기가스 처리장치의 유지 시일 부재용 타발 다이 및 이를 이용한 유지 시일 부재의 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

배기가스 정화기 본체(21)의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재(15)를 제조하기 위해 한 장의 무기질 섬유 매트(16)를 타발하는 타발 다이(11)에 있어서,

유지 시일 부재를 절취하도록 무기질 섬유 매트를 타발하기 위해 기판(12)에 의해 지지된 이중날의 타발 블레이드(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제1 항에 있어서,

타발 블레이드는,

2개의 측면들(13e1, 13e2)과,

2개의 측면들에 대하여 경사진 2개의 경사면들(13c, 13d)과,

2개의 경사면들 사이에 구획형성된 절단날(13a)을 포함하고,

여기에서, 2개의 경사면들은 동일하거나 상이한 경사각들(θ1, θ2; θ3, θ4)로 경사진 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제2 항에 있어서,

2개의 경사면들의 경사각들은 모두 10 ~ 30°인 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제2 항에 있어서,

2개의 경사면들의 경사각들 사이의 차이는 10°이하인 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제1 항에 있어서,

타발 블레이드는 탄소강으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제1 항에 있어서,

무기질 섬유 매트는 알루미나 섬유로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,

타발 블레이드는 격자형이어서 단 한 번의 타발로 무기질 섬유 매트로부터 복수의 유지 시일 부재를 절취하는 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제7 항에 있어서,

타발 블레이드는,

평행하고 직선인 복수의 종방향 블레이드(19)와,

복수의 종방향 블레이드에 직각으로 교차하고 태브(15b)와 이 태브를 각각의 유지 시일 부재 내에 수용하기 위한 소켓을 형성하도록 구부러진 복수의 측방향 블 레이드(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타발 다이.
제8 항에 있어서,

복수의 종방향 블레이드와 복수의 측방향 블레이드는 높이(h)가 동일한 것을 특징으로 하는 타발 다이.
한 장의 무기질 섬유 매트로부터 배기가스 정화기 본체의 주위를 감기 위한 유지 시일 부재를 제조하는 방법으로서,

이중날의 타발 블레이드를 기판 상에 지지함으로써 청구항 제1 항에 따른 타발 다이를 형성하는 공정과,

유지 시일 부재를 형성하기 위해 무기질 섬유 매트를 타발하는 타발 다이를 사용하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유지 시일 부재 제조방법.