JPH0542631A - 軽量で剛性に優れた自動車用クラツドアルミニウム薄板およびその製造方法 - Google Patents

軽量で剛性に優れた自動車用クラツドアルミニウム薄板およびその製造方法

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JPH0542631A
JPH0542631A JP3228653A JP22865391A JPH0542631A JP H0542631 A JPH0542631 A JP H0542631A JP 3228653 A JP3228653 A JP 3228653A JP 22865391 A JP22865391 A JP 22865391A JP H0542631 A JPH0542631 A JP H0542631A
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JP
Japan
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thin plate
aluminum
thin
thickness
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Withdrawn
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JP3228653A
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English (en)
Inventor
Yoshio Ishii
良男 石井
Kazuo Koyama
一夫 小山
Toshio Kikuma
敏夫 菊間
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/012Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy

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  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動車車体の軽量化に際し、材料重
量の軽減ができるとともに、剛性に優れた自動車用クラ
ッドアルミニウム薄板を提供する。 【構成】 表皮材が低炭素薄鋼板で芯材をアルミニウム
薄板もしくはアルミニウム合金薄板とし、該表皮材と芯
材との間に樹脂系接着剤を介在せしめたクラッド薄板に
あって、表皮材とクラッド薄板の板厚比(表皮板厚/ク
ラッド板厚)を0.05〜0.44とし、かつ樹脂系接
着剤厚みを0.02〜0.40mmにすることにより、
剪断強度を8N/mm2以上に確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の外板や内板
および足廻り部品等に用いられる軽量で剛性に優れたク
ラッドアルミニウム薄板もしくはアルミニウム合金薄板
およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地球的環境保護の一貫として、自動車の
燃費が大きな問題となっている。例えば米国では、いわ
ゆるCAFE(Corporate Average
Fuel Economy)問題として大きくクローズ
アップされている。そのため自動車車体の大幅な軽量化
が必要とされる。これに対する取り組みとして、軽量化
材料の採用、中でも従来の薄鋼板に替わるアルミニウム
薄板あるいはアルミニウム合金薄板の採用が進もうとし
ている。その一方で自動車の衝突時の安全性確保の点か
ら、軽量化材料でありながら剛性の高い材料が要求され
ている状況である。しかしながらアルミニウムは、軟ら
かい故に取扱い疵が生じ易い、さらにはアルミニウム薄
板もしくはアルミニウム合金薄板自体ではヤング率が従
来の薄鋼板と比べ1/3程度で剛性が劣る等の欠点を有
し、アルミニウムの採用は大幅な経済的な非効率を覚悟
せざるを得ない状況である。なお、本発明と関連の従来
技術としてアルミニウムと鉄の積層物に関する技術は多
い。例えば、芯材を薄鋼板として、アルミニウムを片面
または両面表皮としているものに特開昭56−9385
4号公報、及び特開昭56−165580号公報がある
が、これらは絞り性を高めるために圧延後の焼鈍条件に
より製造するものであるが、自動車用としての用途には
何等言及しておらず、本発明とは異なる。また芯材をア
ルミニウム合金として表皮をステンレス鋼としたものが
特開昭61−206636号公報があるが、これは耐摩
耗性向上に主眼がおかれ、かつ用途もデイスクブレーキ
用デイスクに限定されているため、これも本発明とは異
なるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
アルミニウム薄板あるいはアルミニウム合金薄板では、
自動車車体の軽量化を狙いとした自動車用薄鋼板として
剛性が劣る最大の欠点があり、さらには軟らかいために
取扱い疵が生じ易く鋼板より大幅に劣る等の大きな問題
点がある。本発明は、このような従来の問題点を解消
し、自動車の外板や内板および足廻り部品として使用で
きる剛性に優れた軽量化材料を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下のと
おりである。 (1)表皮材が低炭素薄鋼板で芯材をアルミニウム薄板
もしくはアルミニウム合金薄板とし、該薄鋼板とアルミ
ニウム薄板の間に樹脂系接着剤を介在せしめたクラッド
アルミニウム薄板にあって、片面の薄鋼板と該クラッド
アルミニウム薄板の板厚比(薄鋼板の板厚/アルミクラ
ッド薄板の板厚)を0.05〜0.44とし、かつ該ク
ラッドアルミニウム薄板の剪断強度を8N/mm2以上
とすることを特徴とする軽量で剛性に優れた自動車用ク
ラッドアルミニウム薄板もしくはアルミニウム合金薄
板。 (2)低炭素薄鋼板もしくはアルミニウム薄板もしくは
アルミニウム合金薄板の片面あるいは両面に樹脂系接着
剤を付着したのち積層し、樹脂厚みを0.02〜0.4
0mmに加熱圧着することを特徴とする軽量で剛性に優
れた自動車用クラッドアルミニウム薄板もしくはアルミ
ニウム合金薄板の製造方法。
【0005】
【作用】本発明の詳細を図面により説明する。図1のご
とく、本発明の自動車用クラッドアルミニウム薄板もし
くはアルミニウム合金薄板は、表皮材の低炭素薄鋼板1
および2の間に芯材のアルミニウム薄板もしくはアルミ
ニウム合金薄板3を中間層4および5とする樹脂系接着
剤により圧着させたものである。このクラッド薄板には
自動車用薄鋼板として軽量化率で10〜40%が要求さ
れる状況にあるが、それに対しては現在製造している板
厚で十分に対応できる。例えば現在使用されている自動
車用薄鋼板の0.6mmと同一板厚で軽量化率を換算し
た場合、現在製造可能な薄い板厚を例にとっても、薄鋼
板が0.2mmでアルミニウムを0.2mmとすれば約
21%の軽量化になり、対象板厚が厚くなればさらに軽
量化率は大きく達成される。また表皮材と芯材の間に樹
脂系接着剤を介在させることにより、剪断強度が確保さ
れるため成形時の加工不良が防止できる。この場合に使
用している樹脂系接着剤は特に限定するものではなく、
熱硬化性樹脂接着剤や熱可塑性樹脂接着剤およびこれら
の複合接着剤等のいずれでも良いが、剪断強度が8N/
mm2以上確保できるものが望ましく、それ未満では表
皮材と芯材の間にはくりが生じ剛性が低下するため好ま
しくない。
【0006】次いで樹脂層の厚みを0.02〜0.40
mmとしたのは、0.02mm未満では薄くなることに
より接着強度が低くなり剛性が低下する、また0.40
mm超では樹脂層が厚いことにより表皮材と芯材間にズ
レが生じて剛性が低下するためである。また表皮材がア
ルミニウム薄板もしくはアルミニウム合金薄板による溶
接性および取扱い疵等の不良問題に対しては、本発明で
表皮材を薄鋼板としたことにより、現在の自動車生産設
備をそのまま使用することができるため何等の問題はな
い。次に表皮材の薄鋼板の種類は自動車を対象にした場
合、現在JISに定められている熱間および冷間圧延に
よる軟質鋼板から高張力鋼板がコスト、加工性などの点
から適している。また芯材のアルミニウム薄板もしくは
アルミニウム合金薄板の種類は特に限定するものではな
く、JISに定められている1000系〜7000系で
あればいずれでも良い。さらにこれら薄鋼板およびアル
ミニウム薄板もしくはアルミニウム合金薄板の板厚は限
定しないが、自動車を対象にした場合、0.2〜2.0
mm程度が適当である。また表皮材と芯材を圧着する方
法は特に限定するものではなく、ロールあるいはプレス
で十分に製造が可能である。
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例とともに説明
する。図1は本発明における自動車用アルミニウム薄板
もしくはアルミニウム合金薄板の縦断面を示したもので
ある。また図2はその製造方法を示したものである。即
ち、表皮の薄鋼板1と2は冷間圧延鋼板でJISのSP
CDを用い、芯材3のアルミニウム薄板はJISの10
50を用い、表皮材の鋼板1と2および芯材のアルミニ
ウム薄板3の間に中間層4および5のエポキシ樹脂−ア
クリル樹脂の複合接着剤を挿入し、圧着制御ロール6に
より積層させた状態で加熱部7により200℃に加熱し
たのち、仕上圧着ロール8により仕上げ厚みに圧着させ
て、自動車用クラッドアルミニウム薄板9を製造した。
この製造法において、薄鋼板とアルミニウム板を圧着す
るためにロール圧着法を採用しているが、プレスによる
圧着でも十分に可能である。表1には該製造方法により
製造したクラッドアルミニウム薄板の剛性を求めた結果
を示す。本発明のクラツド鋼板の実施例(供試材1〜
5)は比較例(供試材6〜9)に比べて、いずれも軽量
化率および剛性が優れている。尚、比較例の供試材6は
軽量化率を満足しているが、樹脂厚が小さいことから、
剪断強度が確保できないために剛性を満足していない。
供試材7と8は軽量化率を満足しているが、樹脂厚が大
きいことにより、ズレが生じ易いために剛性を満足して
いない。供試材9は重量軽減の効果が少なく、また樹脂
厚が小さいことから、剪断強度を確保できないため剛性
を満足していない。
【0008】
【表1】
【0009】注1.材料の軽量化率はクラッド板厚と同
板厚の鋼板単体に比較して表わした。 注2.供試材の芯材は純アルミニウムの1050であ
り、薄鋼板は30キロ級のアルミキルド鋼を使用した。 注3.樹脂系接着剤はエポキシ樹脂−アクリル樹脂の複
合接着剤を用いた。 注4.剛性はクラッドアルミ薄板の曲げ剛性(EI1
とアルミニウム単体の曲げ剛性(EI2)の剛性比(E
1/EI2)により評価した。尚、曲げ剛性は以下の式
より求め、剛性比が1.6以上を良好とした。 曲げ剛性(EI)=(L3/48)×(P/δ) ただし、 ・L(単純曲げのスパン):150mm ・P:曲げ時の荷重 ・δ:曲げ時のたわみ量
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、本発明の自動車用クラ
ッドアルミニウム薄板もしくはアルミニウム合金薄板
は、現在の自動車用生産設備に何等の支障を与えること
なく、軽量で剛性を容易に確保できるため、従来使用が
難しかった自動車の外板や内板および足廻り部品などの
重量の軽量化が要求される部品への適用が可能となり、
自動車用鋼板としての用途が拡大でき、工業的に実用価
値が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動車用クラツドアルミニウム薄
板もしくはアルミニウム合金薄板を略示する縦断面図で
あり、
【図2】本発明の製造方法を示す概略的な工程図であ
る。
【符号の説明】
1,2 表皮の低炭素薄鋼板 3 芯材のアルミニウム薄板もしくはアルミニウム合金
薄板 4,5 中間層である樹脂系接着剤 6 圧着制御ロール 7 加熱部 8 仕上圧着ロール 9 本発明の自動車用クラッドアルミニウム薄板もしく
はアルミニウム合金薄板である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 31/20 7141−4F

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表皮材が低炭素薄鋼板で芯材をアルミニ
    ウム薄板もしくはアルミニウム合金薄板とし、該薄鋼板
    とアルミニウム薄板の間に樹脂系接着剤を介在せしめた
    クラッドアルミニウム薄板にあって、片面の薄鋼板と該
    クラッドアルミニウム薄板の板厚比(薄鋼板の板厚/ア
    ルミクラッド薄板の板厚)を0.05〜0.44とし、
    かつ該クラッドアルミニウム薄板の剪断強度を8N/m
    2以上とすることを特徴とする軽量で剛性に優れた自
    動車用クラッドアルミニウム薄板もしくはアルミニウム
    合金薄板。
  2. 【請求項2】 低炭素薄鋼板もしくはアルミニウム薄板
    もしくはアルミニウム合金薄板の片面あるいは両面に樹
    脂系接着剤を付着したのち積層し、樹脂厚みを0.02
    〜0.40mmに加熱圧着することを特徴とする軽量で
    剛性に優れた自動車用クラッドアルミニウム薄板もしく
    はアルミニウム合金薄板の製造方法。
JP3228653A 1991-08-14 1991-08-14 軽量で剛性に優れた自動車用クラツドアルミニウム薄板およびその製造方法 Withdrawn JPH0542631A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2523431A (en) * 2013-11-18 2015-08-26 Gm Global Tech Operations Inc Composite component for a motor vehicle body

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2523431A (en) * 2013-11-18 2015-08-26 Gm Global Tech Operations Inc Composite component for a motor vehicle body

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112