JPH04119832A - 剛性および遮音性に優れる加工用軽量複合薄板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、剛性および遮音性に優れる加工用軽量複合薄
板に関し、特に軽量が望まれ、かつ剛性、遮音性および
加工性を兼ね備えることを必要とする部材、例えば自動
車のフロアやルーフに用いて、良好な加工用軽量複合薄
板に関するものである。

〈従来の技術〉 近年の地球環境問題とも関係し、自動車の燃費向上は今
日の重要な課題の一つとなっている。

従来、自動車の燃費向上の方策としては、エンジンの効
率向上がまず第１に考えられる。

しかし、エンジンの構造を維持した上での対策では、そ
の改善効果はさほど大きくはない。

他の燃費向上の対策としては、自動車の車体重量を軽減
することが有効であることが知られている。　自動車の
重量の軽減に直接的に効果があるのは、その構造材自身
を軽量化することである。　そのため、近年、自動車用
材料に対する軽量化が強（要望されている。

現在の自動車の主要な構造材としては、例えば、鋼板が
ある。　鋼板は、成形性に優れ、剛性が良いため、自動
車の設計、製造に大きな役割を果たしている。　この鋼
板を使用する場合の最も一般的な重量軽減対策は、使用
する鋼板を高強度化し、使用する鋼板の板厚を減少する
方法である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上述した鋼板の重量軽減対策は、自動車用の鋼
板に要求される他の特性、例えば構造材の剛性や、防振
性および遮音性等に悪影響を及ぼすため、板厚の減少、
すなわち板重量の軽減には限度がある。　具体的には従
来の自動車のフロアとしては、プレス成形した鋼板に遮
音用にサイレンサーバットやアスファルトシートを貼付
け、さらにフロアカーペットや、絨穂で遮音性を出して
いる。　そのため、鋼板自身を軽量化してもこれら遮音
性材料のために見かけ重量は、当然に重くなる。　例え
ばこれら遮音性材料だけで１台あたり数１０ｋｇ程度の
重量となる。

そのため、剛性等の構造材の特徴をほとんど変化させず
に、構造材の軽量化を達成するには、見かけ比重を軽（
することが本質的な対策となる。

例えば、低比重の樹脂を鋼板の間に挾んで積層した軽量
複合型制振鋼板がある。　かかる制振鋼板は、加工性は
良く、防振性はあるが、遮音性は鋼板とほとんど変わら
ない。　また防振性についても実際に車体フロアに使用
すると、２００〜３００Ｈｚ以下の低周波数の振動を防
振できず、こもり音が車内に伝播することとなる。　し
かも剛性については、−船釣な自動車用鋼板と比べて低
下する。　さらに、剛性を確保しつつ軽量化効果を得る
ためには、樹脂層の厚みを増す必要がある。　しかし、
樹脂層が増すとその制振鋼板の成形性およびスポット溶
接性などに制限が加わる。

他分野においては、例えば発泡樹脂等の断熱材を用いた
建築用材もあるが、使用されているものの全板厚が厚（
、発泡樹脂の発泡率も高（、気泡も大きい。　さらにス
キン材としては木材が主である。　このような材料は、
耐熱性が自動車等に要求されるものほど良くないものが
多く、しかも加工は不可能である。

本発明は、上記構造材としての不利な点を解消して、軽
量化を達成することを主な目的とし、特に軽量化した場
合に、問題となる制振性の確保を材料特性として満足し
、剛性および遮音性に優れる加工用軽量複合薄板を提供
することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明によれば、発泡樹脂よ
りなる中心層と、該中心層の両側の同種または異種の金
属薄板よりなる表層とを有する構造の加工用軽量複合薄
板であって、該加工用軽量複合薄板の全板厚が２０ｍｍ
以下、中心層の厚さは前記全板厚の３０％以上、かつ前
記中心層の発泡樹脂の気泡の最大径が３ｍｍ以下である
ことを特徴とする、剛性および遮音性に優れる加工用軽
量複合薄板を提供する。

好ましくは、上記表層の金属薄板の少なくとも一方の片
面にめっき層を有するのがよい。

さらに、前記金属薄板の少なくとも一方の発泡樹脂層と
接する面に下地処理を施した金属薄板を用いるのがよい
。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明は、鋼板等の構造材の優れた特性を生かした上で
、軽量化を図る方法を提供する。

即ち、まず構造材の見かけの比重を低下する方法として
、まず要求される軽量複合薄板の全板厚を規定し、その
全板厚に対して中心層が占める厚さを規定し、中心層に
発泡樹脂を用い、この発泡樹脂の気泡径を規定するもの
である。

まず、全板厚を規定するのは、その用途が自動車用のフ
ロアやルーフ等であり、その特性として加工可能な複合
薄板である点から、全板厚が２０ｍｍ以下とする。　全
板厚が２０ｍｍを越えると、加工性が劣化するためであ
る。

また、発泡樹脂よりなる中心層は、その厚さが大きいほ
ど遮音性はよくなるが、全板厚に対する中心層の割合が
３０％以上であるとよい。

中心層の割合が全板厚に対して３０％を越えると、板を
透過する振動エネルギーが、比較される軟鋼板の半分に
なるため、軟鋼板に比べて遮音性が充分なものとなるか
らである。

また中心層に用いられる発泡樹脂としては、その成分や
製法については特に限定しないが、自動車用として用い
られる場合、焼付は塗装時の温度、すなわち１７０℃程
度の耐熱性が必要であるため、熱硬化性発泡樹脂である
のが好ましい。

さらに、良好な加工性を得るために発泡樹脂の気泡の最
大径は３ｍｍ以下とする。

また、金属薄板の耐食性向上を目的として、金属薄板の
少なくとも一方の片面にめっきを施しても良い。　めっ
きの種類については特に限定されないが、Ｚｎ系めっき
、Ｃｒ系めっき、Ａρ系めっき等があり、これらを複合
めっきしても良い。

また、発泡樹脂と金属薄板との密着性をより良好にする
ことを目的として、金属薄板の少なくとも発泡樹脂の中
心層に接する板面にめっき層の有無にかかわらず、金属
薄板と発泡樹脂の密着性を増すために下地処理を施して
もよい。　下地処理の種類については、特に限定されな
いが、クロメート処理、ボンデ処理（ボンデライジング
）等がある。

次に、本発明を得るに至った実験結果について説明する
。

単位面積当たりの重量が、はぼ同一である各鋼板の剛性
比を第１表に示す。　鋼板は全て軟鋼板を用いた。　剛
性は、弾性係数と弾性２次モーメントの積によって評価
し、鋼板を基準として剛性比を１とした。　この第１表
から分かるように、本発明では、同一重量の他の鋼板と
比べて大きな剛性が得られ、軽量化に大きな効果がある
ことを確認した。

第　　　　１　　　　表 １）括弧内は鋼板および発泡樹脂の各板厚また、２枚の
同一の板厚の軟鋼板で挟んだ中心層の発泡樹脂の厚さを
種々に変化させた場合に、２枚の軟鋼板の総板厚分に相
当する単一板との音響の透過損失の差（ｄＢ）を調査し
た結果を第１図に示す。

透過損失差は、次式で定義される音響透過損失Ｔ　（ｄ
Ｂ数値） Ｔ　＝　　１　０−ＬｏｇｌＯ（１／テ）τ”　Ｉ　−
／　Ｉ　＋ （工、二人射音の強度Ｗ　／　ｍ　２ ■ｔ　＝透過音の強度Ｗ／ｍ”） を周波数１　ｋＨｚで測定した時の変化である。　測定
法は、ＪＩＳ　Ａ　１４１６に準拠して実験しており、
基準となる軟鋼板の単一板での透過損失と、本発明の範
囲にある軽量複合薄板での透過損失との差を測定した。

第１図において、全板厚に対する発泡樹脂の中心層の割
合が３０％を越えると、透過損失差が３ｄＢ以上となる
ことを確認した。　この透過損失差の３ｄＢの透過損失
の増加とは、振動エネルギーにすると、比較される軟鋼
板の透過損失に比べて約半分に相当し、比較される軟鋼
板に比べて遮音性が充分に効果があることを示す。

これらと同様の効果は、表層の金属薄板が軟鋼板の他に
、例えば高張力鋼板や、アルミ板等においても得られ、
しかも表面処理の有無を問わないことを確認した。　ま
た、表層の２枚の金属薄板は異種であってもその効果を
そこなうことはないことも確認した。　したがって、本
発明における表板としては、鋼板はもとより銅析、アル
ミニウム板等の非鉄金属材料にも適用可能である。

本発明の特徴は、前述したように、２枚の表板の間の中
間層に、主に発泡樹脂よりなる層を所定の厚さで設けて
、軽量化および加工性を達成し、しかも発泡樹脂にて音
響の振動エネルギーを減衰して、遮音性を達成し、した
がって軽量化が望まれている構造材料に、剛性、遮音性
および加工性を兼ね備えた軽量複合薄板にある。　この
軽量複合薄板は、遮音性が良好なので、自動車用として
用いる場合、遮音材等を省略することもできる。

以上、本発明について説明したが、本発明は、上記範囲
に限定されるものではなく、自動車用材料として使用さ
れる全ての材料に関して、本発明において、開示した原
理を適用することができる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を具体的に説明する。

第２表に示す金属薄板Ａ、Ｃと、発泡樹脂とよりなる複
合薄板を作製し、曲げ剛性、透過損失および加工性を評
価した。　曲げ試験は、第２図に示すように測定した。

第２表から明らかなように、本発明１〜６はいずれも良
好な剛性、遮音性および加工性を示すが、条件が発明例
の範囲から外れた比較例７〜９はいずれかの特性が劣っ
ている。

また、本発明の複合鋼板の変形に対して、発泡樹脂の中
間層は、充分な強度を有する。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、軽量複合薄板の中心層
に発泡樹脂を用い、軽量複合薄板の全板厚、中心層が全
板厚に対して占める厚さ、発泡樹脂の気泡の最大径が、
上述したような本発明の限定範囲とすることによって、
構造材を軽量化でき、しかも剛性と遮音性とが優れた加
工用軽量複合薄板を得る二

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における軽量複合薄板の遮音特性を示
すグラフである。 第２図は、本発明における剛性を測定する場合の様子を
示す説明図である。 符号の説明 Ａ、Ｃ・・・金属薄板、 Ｂ・・・発泡樹脂 ＦＩＧ、１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発泡樹脂よりなる中心層と、該中心層の両側の同
   種または異種の金属薄板よりなる表層とを有する構造の
   加工用軽量複合薄板であって、該加工用軽量複合薄板の
   全板厚が２０ｍｍ以下、中心層の厚さは前記全板厚の３
   ０％以上、かつ前記中心層の発泡樹脂の気泡の最大径が
   ３ｍｍ以下であることを特徴とする、剛性および遮音性
   に優れる加工用軽量複合薄板。
2. （２）前記表層の金属薄板の少なくとも一方の片面にめ
   っき層を有する請求項１に記載の、剛性および遮音性に
   優れる加工用軽量複合薄板。
3. （３）前記金属薄板の少なくとも一方の発泡樹脂層と接
   する面に下地処理を施した金属薄板を用いる請求項１ま
   たは２に記載の、剛性および遮音性に優れる加工用軽量
   複合薄板。