CN107923298A - 金属板和使用该金属板的金属制罩 - Google Patents

Abstract

通过将凸状列(2)和凹状列(3)在与其列方向(X方向)正交的方向(Y方向)上交替连续地形成，从而形成为剖面波形状的波纹剖面形状。在凸状列(2)和凹状列(3)之间形成俯视观察为波形状的倾斜壁面(4)。对于凸状列(2)和凹状列(3)，各自将沿X方向的剖面处的形状形成为波形状的波纹剖面形状。将沿着该X方向的波纹剖面形状中的谷部(5)和山部(6)所形成的间距及高度的差，设为比沿着Y方向的波纹剖面形状中的凸状列(2)和凹状列(3)的关系小。这样的形状的波纹金属板具有如下优点，即，容易进行用于将X、Y两个方向上的剖面形状都形成为波形状的加工，X、Y两个方向上的弯曲刚性的差极其小。

Description

金属板和使用该金属板的金属制罩

技术领域

本发明涉及分别沿着特定的一个方向和与其交叉的方向这两个方向的剖面形状都形成为波形状的所谓波纹金属板和使用该波纹金属板的金属制罩，例如，涉及适合用作以对汽车的发热部进行隔热为目的而接近配置的金属板和使用该金属板的金属制罩。

背景技术

作为与汽车的发热部即排气歧管或排气管(消音器)接近配置的隔热罩(也称为绝热材料，包含具有减振功能和吸音功能的隔热罩)

大多使用波纹金属板制的隔热罩，例如，在专利文献1中提出了该波纹金属板的代表性的技术。

对于在专利文献1中公开的波纹金属板，将铝或其它的薄金属板用作平板材料，分别沿着特定的一个方向(X方向)和与其正交的方向(Y方向)这两个方向的剖面形状都由于凸部和凹部的交替配置所实现的反复而形成为波形状。

而且，在专利文献1记载的技术中，作为其特征之一，具有与在特定的剖面中开放侧(入口侧)的宽度尺寸相比内部的底部侧的宽度尺寸形成得宽的所谓袋状的凹部23(参照专利文献1的图5)，由此富有伸缩性。

此外，关于在特定的剖面中与开放侧(入口侧)的宽度尺寸相比内部的底部侧的宽度尺寸形成得宽的凹部，如果从冲压加工性的观点来看，不过是处于如下状态，即，其凹部的形状以相对于承担该凹部的加工的冲压工具(模具)的拔出方向下挖或反向的关系而呈卡挂的关系。

然而，在专利文献1记载的波纹金属板中，由于包含上述凹部在内的凹凸的反复而形成的波纹形状为特殊形状，因此需要在特殊的冲压设备基础上实施多次冲压加工或弯曲加工，由于加工工时的增加不得不提高成本。除此之外，由于存在以与上述凹部的反向形状关联地而板材彼此局部性互相重叠的方式实施了弯曲加工的部位，因此在该部位，例如在受到反复激振力的情况下容易发生应力集中。

另外，关于专利文献1记载的波纹金属板，如上所述两个方向的剖面形状都为波纹形状，因此能够期待提高面刚性的效果，但由于不仅在X方向和Y方向相对于弯曲的刚性的差容易显著地表示为弯曲强度差，在表面侧和背面侧形状也大为不同，因此例如在将作为产品即隔热罩成型为规定的三维立体形状的情况下，波纹金属板为包含表面、背面的关系并具有方向性的形状，其结果作为波纹金属板的易用性不好。

并且，例如将专利文献1记载的波纹金属板用作基板，实施使其成为碟状(浅碟状或者深碟状)或杯状的弯曲加工，例如，在将其成型为规定的三维立体形状(产品形状)而作为与汽车的发热部即排气歧管接近配置的隔热罩的情况下，如上所述，有时与开放侧(入口侧)的宽度尺寸相比内部的底部侧的宽度尺寸形成得宽的凹部会意外地作为液体储存器发挥作用。

专利文献1：日本特开2007-262927号公报

发明内容

本发明是着眼于上述课题而提出的，特别地，提供一种容易进行用于将两个方向上的剖面形状都形成为波形状的波纹加工或压花加工，并且将上述两个方向上的弯曲刚性的差设为极小且无论方向性如何都能够使用的金属板和金属制罩。

在本发明中，作为该主要的金属板，以上表面、侧壁面、下表面及侧壁面的顺序连续地形成凸凹状列，上述侧壁面俯视观察形成为波形状，并且对于上述上表面和下表面，各自将沿着列方向的剖面处的形状形成为波形状。

本发明的金属板不仅可以作为汽车的发热部的隔热罩，还可以如后述那样用作汽车以外的各种工业领域中的构造材料，其用途也可以用作隔热以外的各种隔音材料、吸音材料、挡风材料、遮光材料等。

根据本发明的金属板，由于凸凹状列的沿着各个列方向和与其交叉的方向这两个方向的各个剖面处的形状都为波纹形状，因此不用说剖面二次矩高，面刚性提高，还能够将上述两个方向上的弯曲刚性的差设为极小，例如在将成型为规定的三维产品形状作为隔热罩等的情况下，无论方向性如何，都具有良好的作为波纹金属板的易用性。

附图说明

图1是表示本发明涉及的金属板的第1实施方式的俯视立体图。

图2是图1所示的金属板的俯视图。

图3(A)是沿着图2的a-a线的剖视图，(B)是沿着图2的b-b线的剖视图。

图4(A)是沿着图2的c-c线的剖视图，(B)是沿着图2的d-d线的剖视图。

图5是表示图2中的凸状列及凹状列的平面形状的概念的说明图。

图6是表示使用图1所示的金属板成型的隔热罩的一个例子的说明图。

图7是表示本发明涉及的金属板的第2实施方式的俯视图。

图8是表示本发明涉及的金属板的第3实施方式的俯视图。

图9是表示本发明涉及的金属板的第4实施方式的俯视图。

图10是表示本发明涉及的金属板的第5实施方式的俯视图。

图11是表示本发明涉及的金属板的第6实施方式的俯视图。

图12是表示本发明涉及的金属板的第7实施方式的俯视图。

图13是图1所示的金属板的照片。

图14是图1所示的金属板的照片。

图15是图1所示的金属板的照片。

图16是图1所示的金属板的照片。

图17是图1所示的金属板的照片。

图18是图7所示的金属板的照片。

图19是图7所示的金属板的照片。

图20是图7所示的金属板的照片。

具体实施方式

图1～6表示出用于实施本发明涉及的金属板的更具体的第1方式，特别地，图1表示波纹金属板的俯视立体图，图2表示图1的俯视图。另外，图3的(A)、(B)分别表示沿着图2的a-a线及b-b线的剖视图，图4的(A)、(B)分别表示沿着图2的c-c线及d-d线的剖视图。并且，为了容易理解图1～4所示的波纹金属板，在图13～17表示出该金属板的照片。

此外，为了容易理解在图2中相邻的凸状列2和凹状列3的凹凸的关系，仅对凸状列2实施浓淡法而表示出所谓半色调。另外，图1所示的波纹金属板1，例如，将板厚度为0.6mm左右的铝的平板材料用作基板而成型，但板厚度并不特别限定，用作基板的平板材料的材质也不限定于铝，也可以使用铝以外的以有色金属板、钢板为代表的金属板，除此之外也可以使用将钢板或其它金属板和有色金属复合为2层或3层的复合材料(覆层材料)。

关于图1、2所示的波纹金属板1，在将特定的一个方向设为X方向、将与该X方向正交的方向设为Y方向的情况下，通过分别将在X方向上延伸的压花状的凸状列2和反向压花状或槽状的凹状列3排列并折弯形成为在Y方向交替且多个连续，从而沿着该Y方向的剖面处的形状形成为波形状，如图3所示沿着Y方向的剖面处的形状形成为如矩形波的所谓波纹剖面形状。而且，凸状列2和与其相邻的凹状列3彼此共享作为侧壁面的倾斜壁面4，倾斜壁面4兼为相邻的凸状列2和凹状列3这两者的侧壁面。由此，在两侧具有倾斜壁面4的凹状列3中，形成与底部侧的槽宽度相比开放侧(入口侧)的槽宽度大的倒梯形的槽状空间。

即，如将图3(A)的一部分放大的该图(C)所示，如果仅从凸状列2和凹状列3的关系来看，则在该图(C)的L的范围内，通过将凸状列2的与顶面相当的上表面2a、形成凹状列3的一方的倾斜壁面4、同样形成凹状列3的底面的下表面3a、以及同样形成凹状列3的另一方的倾斜壁面4以该上表面2a、倾斜壁面4、下表面3a及倾斜壁面4的顺序连续，将上述4个面作为一个单位要素重复连续地形成，从而如图3所示，成为凸状列2和凹状列3交替连续地形成。

作为凸状列2的俯视形状，如图2所示，其为将角部进行了倒圆角的扁平状的六边形在X方向上无间隙地连接起来的形状，相邻的六边形彼此之间的最小宽度部为狭窄部2a。如果采用其它观察方式，则如图5所示，凸状列2的俯视形状为如下形状，即，将俯视的四边形(包含菱形)S作为单位要素(单元)而将多个四边形S、S彼此在与X方向的一致的一个对角线上使各个角部以规定量彼此重合(重叠)并连续。而且，使相邻的四边形S的角部彼此重合的部分为狭窄部2a。此外，俯视形状只不过是对俯视观察的形状进行说明，也可以是立体形状。

该凸状列2的俯视形状也和与凸状列2相邻的凹状列3相同，如图2所示，凸状列2和凹状列3的俯视形状都为相同的形状，在长度方向上作为单位要素的六边形(图5的四边形S)以偏移半个间距的量的形式，以沿着各个作为单位要素的六边形的Y方向的角部和狭窄部相互嵌合的方式接近。

另外，在对凸状列2的沿着长度方向(X方向)的剖面形状进行观察的情况下，除了图2之外，如图4所示，以与作为单位要素而由图5示出的四边形的另一个对角线(沿着Y方向的对角线)相当的位置为谷部5，并且与狭窄部2a相当的位置为山部6的方式，折弯形成为沿着X方向的剖面的形状为波形状的所谓波纹剖面形状。沿着该X方向的波纹剖面形状中的谷部5和山部6所形成的间距及谷部5和山部6的高度的差，都比图3所示的沿着Y方向的波纹剖面形状的凸状列2和凹状列3的关系小。

该凸状列2的沿着长度方向(X方向)的剖面形状也与同凸状列2相邻的凹状列3相同，对于凹状列3，除了图2之外，如图4所示，以与作为单位要素而由图5示出的四边形的另一个对角线(沿着Y方向的对角线)相当的位置为山部16，并且与狭窄部2a相当的位置为谷部15的方式，折弯形成为沿着X方向的剖面处的形状为波形状的所谓波纹剖面形状。

而且，从图2可知，在凸状列2和与其相邻的凹状列3之间，凸状列2侧的各个山部6的棱线6a和凹状列3侧的各个山部16的棱线16a在Y方向上位于相同线上，同样地，凸状列2侧的各个谷部5的棱线5a和凹状列3的各个谷部15的棱线15a在Y方向位于相同线上。

因此，在图1、2所示的波纹金属板1中，图2的凹状列3的沿着X方向的c-c线剖面及凸状列2的沿着X方向的d-d线剖面都成为如图4这样的相同的波纹剖面形状。

另一方面，在图1、2所示的波纹金属板1中，从图2的凹状列3及凸状列2中的各个谷部15、5的棱线15a、5a穿过的a-a线剖面成为如图3(A)这样的波纹剖面形状，并且从凹状列3及凸状列2中的各个山部16、6的棱线16a、6a穿过的b-b线剖面如图3(B)所示，与该图(A)的形状稍微不同，但同样成为波纹剖面形状。

根据上述可知，在图1、2所示的金属板1中，从表面侧观察时的相邻的凸状列2和凹状列3的关系成为从背面侧观察时的相邻的凹状列3和凸状列2的关系，表面、背面的凸状列2及凹状列3的形状相互一致。

换言之，在对从凸状列2及凹状列3中的山部6、16的棱线6a、16a穿过且沿着Y方向的剖面处的形状、和使从凹状列3及凸状列2中的谷部15、5的棱线15a穿过且沿着Y方向的剖面处的形状表面、背面反转后的形状进行比较的情况下，在Y方向上凸状列2或凹状列3偏移一列的量，但在形状方面两者一致。

同样地，在将凸状列2的沿着X方向的剖面处的形状、和使凹状列3的沿着X方向的剖面处的形状反转后的形状进行比较的情况下，在X方向上偏移山部16、6或谷部15、5的半个间距的量，但在形状方面两者一致。换言之，本实施方式中的波纹金属板1的表面侧和背面侧实质上为相同的凹凸形状，该波纹金属板1是能够不用区分表面、背面而使用并进行产品设计的所谓可两面用的金属板。而且，位于凸状列2和凹状列3之间的倾斜壁面4如图2所示，俯视观察呈波形状并在X方向上延伸，以追随凸状列2和凹状列3这两者的波形状的剖面形状。

将介于凸状列2和凹状列3之间的壁面作为倾斜壁面4在抑制波纹金属板1的裂纹(龟裂或裂缝)的发生方面是有效的。例如，如果将作为在凸状列2和凹状列3之间作为这两者共享的边界壁而介入的壁面设为直立壁，另一方面将上述凸状列2和凹状列3的间距设为更小而提高两者的密度，则获得如下印象，即，看起来在强度方面有利。另一方面，由于无论是倾斜壁面4还是直立壁面，如果壁面的上升变得陡峭，则由于壁面的上升部的应力集中而容易发生裂纹，因此从该方面考虑，如上所述将介于凸状列2和凹状列3之间的壁面作为俯视观察为波形状的倾斜壁面4。另外，倾斜壁面4的采用是以凸状列2和凹状列3所形成的间距相同为前提，与取代倾斜壁面4而采用直立壁的情况相比，平板状的基板面积较小即可，在材料成本方面也是有利的。

关于这样的形状的波纹金属板1，例如，通过在形成规定图案的凹凸的上模和下模之间将平板状的基板夹入而进行加压约束，从而仅通过一次加工就能够冲压成型。或者，通过将平板状的基板送入至形成了规定图案的凹凸的齿轮状的旋转型彼此的啮合部，与上述同样地仅通过一次加工就能够冲压成型。

如上所述能够通过一次冲压加工成型为规定形状是以下述为基础的，即，如图3、4所示，尽管波纹金属板1的沿着X方向的剖面形状及沿着Y方向的剖面形状都为波纹剖面形状，但不是处于具有相对于冲压工具(模具)的拔出方向下挖或反向的关系而卡挂的关系的形状，即，在凹状列3的表面侧及凸状列2的背面侧形成了槽状空间的倾斜壁面4成为与槽状空间的底面侧的槽宽度相比开放侧的槽宽度大的倾斜面。

因此，根据这样的波纹金属板1，如上所述，由于能够仅通过一次冲压加工成型为规定形状，因此冲压模具是简单的结构即可，并且在工时方面也为最小限度即可，其结果能够实现降低成本。

另外，如图3所示，由于在沿着Y方向的任意的剖面位置，该剖面形状都形成为大致矩形波状的波纹剖面形状，并且如图4所示，在沿着与Y方向正交的X方向的任意剖面位置，该剖面形状都形成为与Y方向剖面形状相比间距及高度小的波纹剖面形状，因此作为波纹金属板1整体的剖面二次矩较高，几乎没有波纹金属板1的X方向上的弯曲刚性和Y方向上的弯曲刚性的差，能够使得面刚性优异。

能够以下述方式说明该情况。在想要使波纹金属板1沿着X方向弯曲的情况下，由于在凸状列2及凹状列3的任意者中各个山部6、16和谷部5、15的棱线都与X方向正交，因此能够充分地对抗其弯曲力。另外，在想要使波纹金属板1沿着Y方向弯曲的情况下，由于在凸状列2及凹状列3的任意者中各个山部6、16和谷部5、15的棱线都与Y方向一致，因此获得如下印象，即，容易以这些棱线为起点发生弯曲，但根据图2可知，在相邻的凸状列2和凹状列3之间，波形状的倾斜壁面4以切断两者的山部6、16和谷部5、15的棱线的连续性的方式在X方向上延伸，由此也能够充分地对抗想要沿着Y方向弯曲的该弯曲力。而且，可以说这些情况在将凸状列2及凹状列3的各个山部6、16和谷部5、15作为凸状部及凹状部的情况下同样。

而且，不仅表面侧的形状和背面侧的形状实质上相同而不需要区分背面侧和表面侧，而且X方向上的弯曲刚性和Y方向上的弯曲刚性近似而能够将两者的差设为极小。该情况指的是在将波纹金属板1作为机械构造物而使用时，不仅不需要区分使用表面侧和背面侧，而且不问X方向和Y方向的方向性，例如，在将波纹金属板1用作基板而进行汽车用发动机的隔热罩等的产品设计的情况下，易用性极其好。

另外，由于材料彼此越互相重叠越不存在极端地折弯的部位，因此例如，即使受到反复激振力也不会有发生由应力集中导致的龟裂、断裂的风险。

并且，如上所述，由于凸状列2和与其相邻的凹状列3在两者之间共享倾斜壁面4，因此即使以任意朝向使用波纹金属板1也不会产生作为液体储存器起作用的部位，能够事先防止发生由于油、雨水等积存而导致的二次不良情况，特别适用于用作与作为汽车发热部的排气歧管接近配置的隔热罩的情况。

图6作为将上述波纹金属板1用作基板的产品的一个例子表示出隔热罩7，该隔热罩7是以将汽车用发动机的排气歧管覆盖的方式接近配置的。该隔热罩7弯曲成型为规定的三维立体形状例如深碟状或变形杯状，以使得能够将排气歧管包围，将周缘部折回并实施了折边加工，并且在多个位置形成有带座的螺栓安装孔8。此外，在用作覆盖***的隔热罩的情况下，成型为大致半圆筒状。

该隔热罩7所使用的波纹金属板1是如上所述将板厚度为0.6mm的平板状的铝板用作基板而实施了加工为压花状的波纹加工的波纹金属板，将图3所示的凸状列2和凹状列3的间距设为10mm左右，将至凸状列2中的山部6的棱线6a为止的最大高度(＝至凹状列3中的谷部5的棱线5a为止的最大深度)设为5mm左右。

对该隔热罩7进行了高温激振试验、高温拉伸试验、隔热性能试验、声振性能试验及电腐蚀试验等，结果能够确认在实用性上满足所需的全部的要求性能。

此处，本实施方式的波纹金属板1并不限定于上述例示的作为排气歧管及其它汽车发热部隔热罩的用途。例如，除了汽车、火车、船舶、飞机等运输设备之外，还能够作为构造材料而在建筑、家电、体育用品等各种产业领域广泛使用，其用途除了作为各种隔热材料、隔音材料、吸音材料、挡风材料、遮光材料等之外，还能够用作热交换材料、加强材料等。

在该情况下，根据用途适当选择适合成为波纹金属板1的平板状的基板的板厚度、材质，作为基板的材质，除了铝(例如，A1050)之外，可以使用铝以外的有色金属板、以钢板为代表的金属板、将钢板及其它金属板和有色金属复合为2层或3层的复合材料(覆层材料)。但是，作为在汽车搭载的隔热罩等所使用的波纹金属板1，从轻量化的观点出发优选铝或铝系的材料，其板厚度也优选为0.15mm～1.0mm左右的范围。

如上所述，根据本实施方式的波纹金属板1，由于是实质上能够通过一个工序实施需要的弯曲加工的形状，因此由于减少冲压加工工时而能够实现降低成本，除此之外，凹状部、谷部不会作为液体储存器起作用，能够事先防止发生由于如现有技术那样一部分作为液体储存器起作用而引起的二次不良情况。

作为本发明涉及的金属板的第2实施方式，图7表示出波纹金属板1的俯视图，对与上述第1实施方式相同的部分标注相同标号。此外，为了容易理解图7所示的波纹金属板，在图18～20表示出该金属板的照片。

在该第2实施方式中，尽管以与图2大致同样的压花图案为前提，但根据图7可知，在凸状列2和与其相邻的凹状列3之间，为了使两者的山部6、16的棱线6a、16a彼此在X方向上偏移，在X方向上以偏移量Of1相互稍微错开，并且使两者的谷部5、15的棱线5a、15a彼此同样地在X方向上以偏移量Of2相互稍微错开。即，在该第2实施方式中，与图2不同，在凸状列2和与其相邻的凹状列3之间，使两者的山部6、16的棱线6a彼此在沿Y方向延伸的相同线上不一致而稍微在X方向上偏移，并且使两者的谷部5、15的棱线5a、15a彼此在沿Y方向延伸的相同线上不一致而稍微在X方向上偏移。

根据该第2实施方式，存在如下优点，即，发挥与上述第1实施方式的同样的功能，但能够期待面刚性的进一步提高，并且特别能够使X方向上的弯曲刚性和Y方向上的弯曲刚性的差更小(X-Y刚性比良好)。

作为本发明涉及的金属板的第3实施方式，图8表示出波纹金属板1的俯视图，对与上述第1实施方式相同的部分标注相同标号。

在该第3实施方式中，以与图2大致同样的压花图案为前提，在此基础上，不使凸状列2和与其相邻的凹状列3的长度方向与X方向一致，设为有意地使凸状列2和凹状列3的长度方向轴线蛇形弯曲或挠曲的形状。此外，也可以以图7的压花图案为前提而如图8所示进行蛇行弯曲。另外，关于蛇行弯曲的方式，可以以在成型为三维产品形状时确保刚性，并且容易成型的方式进行蛇行弯曲。

在该第3实施方式中也可得到与上述第1实施方式同样的效果。

作为本发明涉及的金属板的第4～第7实施方式，图9～图11表示出波纹金属板1的俯视图，对与上述第1实施方式相同的部分标注相同标号。

在图9所示的第4实施方式中，如果与图2进行比较则可知，将凸状列2及凹状列3的俯视的宽度尺寸设为比图2的小，并且将这些凸状列2及凹状列3的两侧处的波形形状的高低差缩小而实现尖锐化。另外，在图10所示的第5实施方式中，将凸状列2及凹状列3的两侧处的波形形状的两侧的高低差缩小，并且相反地设为更光滑的形状。

在图11所示的第6实施方式中，如果与图2进行比较则可知，将凸状列2中的谷部5和山部6所形成的间距、凹状列3中的谷部15和山部16所形成的间距分别设为比图2的大。另外，在图12所示的第7实施方式中，如果与图2进行比较则可知，将凸状列2和凹状列3所形成的间距设为比图2的小，并且将凸状列2及凹状列3的俯视的宽度尺寸设为比图2的小。

在这些图9～图11所示的第4～第7实施方式中，如果与图2进行比较则可知，凸状列2及凹状列3的压花图案分别微妙地不同，但如下方面与图5所示的相同，即，作为沿着Y方向的平面形状，凸状列2及凹状列3都为将俯视的四边形作为单位要素(单元)而使多个四边形彼此在与Y方向一致的一个对角线上使各个角部以规定量彼此重合并且连续的形状。

因此，在图9～图11所示的第4～第7实施方式中，在与上述第1实施方式等同的功能的基础上，发挥同样的效果。

Claims (8)

1.一种金属板，

其以上表面、侧壁面、下表面及侧壁面的顺序连续地形成凸凹状列，

所述侧壁面俯视观察形成为波形状，

并且，作为所述上表面和下表面，各自将沿着列方向的剖面处的形状形成为波形状。

2.根据权利要求1所述的金属板，其中，

所述侧壁面为倾斜面。

3.根据权利要求2所述的金属板，其中，

作为所述上表面和下表面，通过在所述列方向上交替连续地形成与该上表面和下表面所形成的间距及该上表面和下表面的高度的差相比都小的山部和谷部，从而将沿着该列方向的各个剖面处的形状形成为波形状。

4.根据权利要求3所述的金属板，其中，

在夹着所述侧壁面而相邻的上表面和下表面之间，两者的山部的棱线彼此位于相同线上，并且两者的谷部的棱线彼此位于相同线上。

5.根据权利要求4所述的金属板，其中，

所述上表面和下表面的沿着各自的列方向的剖面处的形状为相同形状。

6.根据权利要求5所述的金属板，其中，

从所述上表面和下表面各自的山部的棱线穿过的剖面处的形状，与使从所述上表面和下表面各自的谷部的棱线穿过的剖面处的形状表面、背面反转后的形状一致。

7.根据权利要求3所述的金属板，其中，

在夹着所述侧壁面而相邻的上表面和下表面之间，两者的山部的棱线彼此在所述列方向上相互错开，并且两者的谷部的棱线彼此在所述列方向上相互错开。

8.一种金属制罩，其是将权利要求1～7中任一项所述的金属板用作基板并弯曲成型为三维形状而得到的。