JP3293491B2 - 高速深絞り成形時の耐加工剥離性に優れた樹脂複合型制振金属板 - Google Patents

高速深絞り成形時の耐加工剥離性に優れた樹脂複合型制振金属板

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JP3293491B2 JP24821896A JP24821896A JP3293491B2 JP 3293491 B2 JP3293491 B2 JP 3293491B2 JP 24821896 A JP24821896 A JP 24821896A JP 24821896 A JP24821896 A JP 24821896A JP 3293491 B2 JP3293491 B2 JP 3293491B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2枚の金属板の間
に粘弾性樹脂を挟み込んだ振動吸収性能を有する複合材
料において、高速深絞りプレス成形などを行った場合の
加工剥離の少ない、高速深絞り成形時の耐加工剥離性に
優れた樹脂複合型制振金属板に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂複合型制振金属板は、2枚の金属板
の間に粘弾性樹脂を介在させて、その粘弾性特性により
金属板に加えられた振動を吸収する材料である。この材
料は、近年の自動車に対する騒音規制の強化から、エン
ジンオイルパンなどの自動車部品への適用が増加してい
る。
【0003】自動車のエンジンオイルパンなどの製造は
成形速度(成形品の高さ変化の速度)10m/min以
上の高速深絞りのプレス成形が行われるのが一般的であ
る。樹脂複合型制振金属板をこの高速深絞りプレス成形
した場合、粘弾性樹脂(ダンパー樹脂)には応力速度1
2 MPa/S以上の衝撃的なせん断力が働く。このよ
うな衝撃力の下では、ダンパー樹脂には脆性的な破壊が
起こる場合があり、静的なプレス成形の場合には加工剥
離が発生しない材料でも、表皮金属板のズレに起因する
加工剥離が発生する。この加工剥離が成形部品の広い領
域で発生した場合には、成形部品の剛性が低下し使用時
の振動が激しくなり、その結果、疲労割れが発生した
り、制振性を悪化させるなどの問題が発生する。
【0004】この加工剥離を低減する手段としては、ダ
ンパー樹脂(粘弾性樹脂)と接する鋼板面にクロメート
処理を施す方法(特開平5-133800号公報)やダンパー樹
脂に接する鋼板の粗さを特定範囲にすること(特開昭63
-72533号公報)などのダンパー樹脂と鋼板の界面接着強
度を向上させる方法が提案されている。しかしこれらの
方法は樹脂層内部の破壊により発生する加工剥離に対し
ては全く効果がない。
【0005】またこのほかに、ダンパー樹脂のせん断変
形抵抗を限定する方法(特開昭63-72535号公報、特開昭
63-72536号公報、特開昭63-153126 号公報、特開昭63-1
53127 号公報、特開昭63-153128 号公報)、ダンパー樹
脂の弾性率を限定する方法(特開昭59-87146号公報)、
ダンパー樹脂のせん断密着強度をある値以上とする方法
(特開昭59-57743号公報、特公平5-75578 号公報)など
が提案されているが、これらは静的な加工に対しては効
果が発揮されるものの、自動車のエンジンオイルパンな
どの高速深絞りプレス成形の場合には十分に剥離を低減
することができなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの課
題を解決すべくなされたもので、高速深絞りプレス成形
時における表皮金属板のズレに起因する加工剥離の少な
い樹脂複合型制振金属板を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高速深絞
りプレス成形において、ダンパー樹脂に与えられる衝撃
的せん断力に着目し、この衝撃せん断力によっても剥離
の発生しないための樹脂複合型制振金属板の構成条件を
鋭意検討した。その結果、2枚の樹脂複合型制振金属板
のうち板厚の厚い方の金属板の板厚と降伏強度、粘弾性
樹脂(ダンパー樹脂)の応力速度102 〜105 MPa
/Sにおけるせん断密着強度の最小値が特定の範囲とな
るように調整することにより加工剥離が低減されること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち本発明は、2枚の金属板間に粘弾
性樹脂層を挟着してなる樹脂複合型制振金属板におい
て、板厚が厚い方の金属板の板厚をt(mm)、降伏強
度をY(MPa)とし、粘弾性樹脂層の応力速度102
〜105 MPa/Sにおける剪断密着強度の最小値をτ
(MPa)とした場合に、 H≦12……(1) ただし、H=Y×t2 /τ の関係を満たす高速深絞り成形時の耐加工剥離性に優れ
た樹脂複合型制振金属板である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明についての詳細を説
明する。本発明の金属板には、冷延鋼板、熱延鋼板、亜
鉛メッキ鋼板、Al系、Cr系、Ni系、Sn系の金属
メッキ鋼板、Al板、ステンレス鋼板、銅板などが挙げ
られ、金属板表面にクロメート処理、リン酸塩処理、有
機樹脂被覆処理などの化成処理を施してもよい。この金
属板の厚みは強度、コスト面を考慮して、0.4〜1.
0mmが好ましい。
【0010】ダンパー材となる粘弾性樹脂層には、エポ
キシ、ポリウレタン、アクリル、熱硬化性ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン系の樹脂を単独で使
用しても、混合して使用してもよく、これらの樹脂にニ
ッケル粉、鉄粉、銅粉、ステンレス粉、その他の合金金
属粉、金属繊維、カーボンブラック、グラファイトなど
の導電性物質を添加し、抵抗溶接性を付与することも可
能である。この樹脂層の厚みは制振性、コスト面を考慮
して、35〜100μmが好ましい。
【0011】H(Y×t2 /τ)≦12 ただし、t:板厚が厚い方の金属板の板厚、Y:降伏強
度(MPa)、τ:粘弾性樹脂層の応力速度102 〜1
5 MPa/Sにおける剪断密着強度の最小値(MP
a) この関係は、発明者の実験により見出だされたので、H
値が12以下の場合は、高速深絞りプレス成形時におけ
る剥離率が低減され、特にH値が7以下の場合、特に顕
著である。これに対し、H値が12超えの場合には剥離
率は極端に増加する。このため、H≦12の範囲に限定
する。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。板厚0.
4〜1.2mmの様々な降伏強度の冷延鋼板に、Ni粉
をダンパー樹脂の重量に対して5wt%混入せしめたゴ
ム変性アクリル樹脂または熱硬化性ポリエステル樹脂を
樹脂厚50μmで塗工し、板厚0.4〜1.2mmの様
々な降伏強度の冷延鋼板を圧着・加熱し、樹脂複合型制
振金属板を作製し、供試材とした。
【0013】ゴム変性アクリル樹脂は、分子中に不飽和
結合を有するゴム成分とアクリル酸金属塩またはメタク
リル酸金属塩、さらに重合性単量体を主成分とする樹脂
であり、熱硬化性ポリエステル樹脂は芳香環を有する共
重合ポリエステルを主成分とする樹脂である。
【0014】実施例及び比較例に用いた冷延鋼板の板厚
構成、降伏強度を表1に示す。このようにして作製され
た樹脂複合型制振金属板を図1に示す形状に加工した。
図示する樹脂複合型制振金属板のサンプルは、幅16m
m、長さ14mmの樹脂複合型制振金属板の上金属板1
にエッジから6mmの位置にスリットを入れ、下金属板
2には反対のエッヂから6mmのスリットを入れる。そ
の後、ラップ代8mmの接着部分を残して、16mm×
6mmの表皮金属板部分を取り除き粘弾性樹脂層3を介
在した樹脂複合型制振金属板を作製した。
【0015】この後、図2に示す引張り試験装置に装着
して、10、102 PMa/Sの応力速度での樹脂のせ
ん断密着強度を測定した。この装置は、第一バー11と
第二バー12との間にサンプル装着治具13を取り付け
たもので、図1のように加工した樹脂複合型制振金属板
の端面2をサンプル装着治具13のカギ部に引っかけ
て、一定の荷重増加速度で第一バー11を引張ることに
より粘弾性樹脂層3(ダンパー樹脂)に一定の応力速度
を加えることができるものである。
【0016】またこのサンプルを、図3に示すホプキン
ソンバー試験装置を応用した試験機に装着して、105
MPa/Sの応力速度でのダンパー樹脂のせん断密着強
度を測定した。この装置は、圧縮ガスを利用して、第一
バー11の後方から衝撃バー21を衝突させ、その衝突
により生じた圧縮の衝撃波が第一バー11を通過し、サ
ンプル装着部も通過する。このとき図1のサンプル端面
1とサンプル装着治具13との間には隙間22ができる
ように、スペーサー23,23を入れてあるため、圧縮
の応力は樹脂複合型制振金属板の粘弾性樹脂層(ダンパ
ー樹脂)に加わらない。サンプル装着部を通過した圧縮
の衝撃波は第二バー12の最終端まで到達し、この部分
で反射され、引張りの衝撃波となる。この引張りの衝撃
波はサンプル装着治具13のカギ部から、サンプルに伝
えられ、ダンパー樹脂にせん断応力が加わる。この間の
伝達応力は第一バー11,第二バー12に埋め込まれた
応力検出器24,25で検出される。
【0017】応力速度102 、105 MPa/Sでのせ
ん断密着強度のうち、どちらか小さい方の値をτとし
て、表皮金属板の板厚の厚い方の板厚をt、降伏強度を
Yとして、上記の式(1)のH値を求めた。各応力速度
でのせん断密着強度、H値を表1に示している。
【0018】さらにこれら樹脂複合型制振金属板の高速
深絞りプレス成形時の耐加工剥離性を調査するため、図
4の金型形状のハット型成形試験機で、成形速度10m
/minで高速成形を行い、その側壁部の剥離率を表皮
金属板を引き剥して調査した。図4の試験機は、平板形
状の樹脂複合型制振金属板を2つのダイス31,32間
に橋渡しし、しわ押さえ板33,34で押さえて、中央
部分をパンチ35で押し込んでいく。剥離率は全側壁部
の面積に対する剥離領域の面積で求めた。この剥離率も
同じく表1に示す。
【0019】表1の実施例1〜5と比較例1、及び実施
例7,8と4、5とを比較すると、同一樹脂を使用して
いても、プレス成形後の剥離率が表皮金属板の板厚、降
伏強度により著しく変化し、実施例では40%以下であ
るのに対し、比較例では剥離率が93%以上と極めて高
い。さらに実施例6のように応力速度が10MPa/S
でのせん断密着強度の小さい樹脂でも、応力速度が10
2 、105 MPa/Sと大きくなるに従い、そのせん断
密着強度は増加し、この効果によりプレス時の剥離率が
低減した。また、実施例7,8と比較例4,5とを比較
すると、実施例によれば、応力速度が105 MPa/S
と高い領域でせん断密着強度が極端に低下する複合型制
振金属板の場合にも、表皮金属板の板厚を小さくする
か、鋼板強度を低下させることにより剥離率を低減する
ことができた。
【0020】H値と剥離率の関係を図5に整理すると、
H値が12以下である場合には剥離率は小さく、H値が
12を超える場合には剥離率が極端に増加することがわ
かった。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、H値(Y×t2
τ)を12以下とすることにより、高速深絞りプレス成
形時における加工剥離が低減されるという顕著な効果を
発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダンパー樹脂のせん断密着強度測定用サンプル
の形状を示す図。
【図2】応力速度10、102 MPa/Sでのダンパー
樹脂のせん断密着強度を測定方法を示す図。
【図3】応力速度105 MPa/Sでのダンパー樹脂の
せん断密着強度を測定する方法を示す図。
【図4】制振鋼板の耐加工剥離性を調査するためのハッ
ト型成形試験方法を示す図。
【図5】H値と剥離率の関係を示す図。
【符号の説明】
1…上金属板、2…下金属板、3…粘弾性樹脂層、11
…第一バー、12…第二バー、13…サンプル装着治
具、21…衝撃バー、22…隙間、23…スペーサー、
24,25…応力検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 康司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−195609(JP,A) 特開 昭60−72724(JP,A) 特開 平2−252549(JP,A) 特開 昭63−153126(JP,A) 特開 昭63−72537(JP,A) 特開 昭55−95563(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/00 - 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の金属板間に粘弾性樹脂層を挟着し
    てなる樹脂複合型制振金属板において、板厚が厚い方の
    金属板の板厚をt(mm)、降伏強度をY(MPa)と
    し、粘弾性樹脂層の応力速度102 〜105 MPa/S
    における剪断密着強度の最小値をτ(MPa)とした場
    合に、 H≦12……(1) ただし、H=Y×t2 /τ の関係を満たす高速深絞り成形時の耐加工剥離性に優れ
    た樹脂複合型制振金属板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7137284B2 (ja) 2018-03-05 2022-09-14 技研金物株式会社 室内用ラッチ錠

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