JPH066354B2 - 曲げ加工性に優れた複合型金属板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複合型金属板に係り、特に、自動車，建
材，洗濯機等の家庭電化製品など、所望の形状に合わせ
て曲げ加工する際に、曲げ加工性に優れ併せて塗装後の
鮮映性にも優れた複合型金属板に関する。

〔従来の技術〕 複合型金属板は、金属板間に樹脂層をサンドイッチ（挟
装）してなるものであり、比較的厚い鋼板間に粘弾性樹
脂の薄い層をサンドイッチすることにより制振性を目的
とした制振金属板と、比較的薄い鋼板間に弾性樹脂の厚
い層をサンドイッチすることにより軽量化を目的とした
ラミネート金属板と、が存在する。

ところで、これらの複合型金属板においては、自動車，
建材，洗濯機等の家庭電化製品のように所望の形状に合
わせてこれらの複合型金属板を曲げ加工する必要があ
る。

そこで、従来の複合型金属板においては、金属板（主に
鋼板）を焼鈍した後、調質圧延する際に、ショットブラ
ストにより表面をダル（梨地）仕上げしたワークロール
を用いて金属板を軽圧下することにより金属板表面に適
度の表面粗さを与え、プレス成形における耐焼付き性を
付与している。

複合型金属板において、曲げ加工後、樹脂層にせん断応
力が発生して、該樹脂層にズレが生じ、このズレに基づ
いて曲げ内側（ポンチ側）の金属板と曲げ外側（ダイス
側）の金属板との間で伸び率の差が生じ、この結果寸法
不良が発生することが観察されている。この寸法不良
は、複合型金属板が曲げ外側に向かって湾曲する，第２
図に示すような所謂「カモメ」と称されている。

特に、粘弾性樹脂を使用する制振金属板では、上記ズレ
が大きくなって、「カモメ」が大きく発生し易い。尚、
第２図において、１は曲げ内側金属板、２はサンドイッ
チされた樹脂層、３は曲げ外側金属板、４はポンチ、５
はダイス、を示す。

そこで、このような寸法不良を防止するため、曲げ加工
装置側に種々の工夫がされており、その一つにダイス側
をナイロン等の樹脂で形成し、曲げ加工の際に複合型金
属板のダイス側での摺動抵抗を下げて曲げ外側の伸び率
を大きくすることにより、上記寸法不良の発生を防止し
ようとする従来例が存在する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ダイス側が樹脂製の曲げ加工装置は極め
て高価になることが避けられず、結局この加工装置を用
いて曲げ加工した複合型金属板も高価になると言う問題
がある。それよりも、曲げ加工装置の如何に関係なく、
複合型金属板それ自体で、寸法不良の発生が少ないもの
は未だ存在しないと言うのが現状である。

また、ショトダル加工がされた金属板では、塗装後の金
属板表面の鮮映性（写像性及び光沢性を総合して表現す
る特性）に有害な表面凹凸（ダル）波長成分の抑制が困
難であるため、金属板の塗装後の鮮映性が悪いと言う課
題も生じていた。

そこで、この発明は、上記従来からの各種の課題を解決
するために、それ自身で寸法不良が著しく低減され、か
つ、塗装後の鮮映性も良好な複合型金属板を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、一対の金属板
間に樹脂層をサンドイッチしてなる複合型金属板におい
て、前記金属板の表面にはレーザダル加工溝が形成さ
れ、曲げ加工の際の曲げ内側金属板の前記レーザダル加
工溝は疎パターンで形成され、かつ、曲げ外側の金属板
の前記レーザダル加工溝は密パターンで形成されてなる
こと、を特徴とする曲げ加工性に優れた複合型金属板で
ある。

上記本発明において、金属板表面に形成されたレーザダ
ル加工溝３０の疎，密は、第３図に示すように、ダル溝
の直径Ｄとダル加工溝の中心点間距離（ピッチ）Ｓｍの
比であるSm/Dを用いて定義される。このSm/Dの値が大き
い程レーザダル加工溝が疎のパターンで形成されている
ことを示し、Sm/Dの値が小さい程レーザダル加工溝が密
のパターンで形成されていることを示している。

〔作用〕

上記本発明では、ダル加工溝の直径Ｄ，溝間距離Ｓｍを
制御可能なレーザダル加工方法を用いて金属板表面にダ
ル加工を行っているために、曲げ加工の際の曲げ内側の
金属板と曲げ外側の金属板との間で、ダル加工溝の形成
パターンに差を付けることが可能となる。

曲げ外側金属板のレーザダル加工溝を密に形成すると曲
げ外側金属板とダイス側との間の摺動抵抗（＝摩擦係
数）が小さくなり、曲げ内側金属板のレーザダル加工溝
を疎に形成すると、曲げ内側の金属板とポンチ側との間
の摺動抵抗が大きくなる。従って、曲げ内側金属板と曲
げ外側金属板との間で摺動抵抗における差が生じ、曲げ
外側金属板の曲げ加工の際の伸び率が曲げ内側金属板の
それに比べて大きくなるため、金属板が曲げ加工方向の
外側（ダイス側）に向かって湾曲する，寸法不良を補償
して前記カモメの発生量を大きく低減することができ
る。

曲げ内側金属板と曲げ外側金属板の摺動抵抗の値の差は
0.０１〜0.８０にあることが望ましい。

摺動抵抗の値の差が0.０１未満であると、曲げ外側金属
板の伸び率を曲げ内側鋼板のそれに比べて大きくするこ
とができず、また、摺動抵抗の値が0.８０を越えると、
逆に曲げ外側金属板が曲げ内側に湾曲する形状不良、言
わば「逆カモメ」が発生する可能性もあるために好まし
くない。

また、上記本発明ては、レーザダル加工方法を用いて金
属板にダル目付けを行っているため、塗装後の鮮映性を
阻害する凹凸の波長成分を低減することができる結果、
塗装後の鮮映性も向上する。

〔実施例〕

第１図に本発明に係る複合型金属板の一実施例の斜視図
を示す。

第１図において、いずれの曲げ内側・外側金属板１，２
にもレーザダル加工溝が形成されている。そして、金属
板同士の間には、樹脂層３が金属板と接触した状態で挟
装されている。

曲げ加工の際曲げ内側の金属板１の表面には、密なパタ
ーンでレーザダル加工溝３０が形成されており、曲げ外
側の金属板２の表面には、疎なパターンでレーザダル加
工溝が形成されている。

レーザダル加工溝の形成パターンを変えるのは、調質圧
延に使用されるワークロール表面のレーザダル加工の条
件を変えることにより可能となる。すなわち、レーザの
照射ピッチを短くすることによりダル加工されたワーク
ロールで調質圧延された金属板のダルパターンは密にな
る。一方、レーザの照射ピッチを長くすることによりダ
ル加工されたワークロールで調質圧延された金属板のダ
ルパターンは疎になる。

レーザダル加工溝の疎，密は第３図に示すように、ダル
溝の直径Ｄとダル加工溝の中心点間距離Ｓｍの比である
Sm/Dを用いて定義される。このSm/Dの値が大きい程レー
ザダル加工溝が疎パターンであることを示し、Sm/Dの値
が小さい程レーザダル加工溝が密パターンで形成されて
いることを示している。

曲げ内側金属板のレーザダル加工溝のSm/Dは1.８≦Sm/D
≦2.５、曲げ外側金属板のレーザダル加工溝のSm/Dの値
は、１≦Sm/D≦1.４の範囲にあることが好ましい。

上記第１図に示す複合型金属板を、第２図に示すポンチ
とダイスからなる曲げ加工装置を用いて、曲げ加工を行
った。そして、曲げ外側金属板と曲げ内側金属板とのそ
れぞれについて、ＳＲａ（三次元平均粗さ）と摺動抵抗
との関係を考察したところ第４図に示す特性が得られ
た。

第４図のＡ，Ｂに示すように、レーザダル加工溝が疎の
パターンで形成されている曲げ内側金属板の摺動抵抗
は、レーザダル加工溝が密のパターンで形成されている
曲げ外側金属板の摺動抵抗に比べて大きい値となってい
る。つまり、レーザダル加工溝パターンが密の金属板で
はレーザダル加工溝のパターンが疎なものに比べて、曲
げ加工の際の潤滑油の保持状態が良好であるため、上記
ＳＲａが同じ値であっても両者の間に摺動抵抗値の差Ｔ
が存在する。この結果、曲げ外側金属板の伸び率は曲げ
内側金属板の伸び率に比較して大きい値となるため、曲
げ外側への湾曲を補償することが可能である。従って、
第２図に示すような形状不良（カモメ）の発生を防止す
ることができる。

上記Sm/Dの値において、曲げ内側金属板のSm/Dが2.５を
越えると、ダル溝の形成パターンが疎になりすぎ潤滑油
の保持状態が悪化して金属板の焼付きを生じるおそれが
あるため、プレス成形加工を行うことが困難となる。ま
た、1.８未満であると、レーザダル加工溝のパターンが
密になり、曲げ外側金属板との間でSm/Dの差が少なくな
って摺動抵抗の差の値が小さくなるため、外側金属板の
伸び率を内側金属板の伸び率に比較して相対的に大きく
することができない。従って、形状不良の発生を防止す
ることが困難となる。

一方、曲げ外側金属板のSm/Dが1.４を越えると、曲げ内
側金属板との間でSm/Dの差が少なくなり、上記と同様に
外側金属板の伸び率を相対的に大きくすることが困難と
なる。また、Sm/Dが１未満であると、ダル加工溝同士が
重なりあう状態となるため、好ましくない。

以上の理由により曲げ内側金属板と曲げ外側金属板のSm
/Dを前記範囲内にすることが好ましい。

次ぎに、上記第１図に示す複合型金属板の形状不良の発
生程度を、ショトダル加工がなされた金属板からなる複
合型金属板と比較して調査した。第５図にこの結果を示
す。第５図は、接着強度（樹脂層と金属板間の剥離強
度）と第２図で示すズレ角（θ）との関係を示したもの
である ズレ角（θ）は、カモメが生じない場合の予想ラインに
対するカモメが生じて湾曲している状態のラインの占め
る角度で表現したものである。このズレ角が大きい程形
状不良（カモメ）の程度が大きく、ズレ角が小さい程形
状不良（カモメ）の程度か小さいことを意味する。

樹脂が金属板間にサンドイッチされた複合鋼板では、樹
脂層と金属板との間の接着強度が大きくなると、ズレ角
が小さく（すなわち、カモメが発生しにくく）なるが、
ショトダル加工された金属板を使用した複合型金属板Ａ
では、ズレ角が大きいのに対して、上記第１図で示した
レーザダル加工溝の形成パターンが異なる金属板Ｂを用
いた複合型金属板ではズレ角が小さい値となっている。
このことは、後者の複合型金属板では、カモメの発生量
が低減されていることを示しているものである。

第１図の複合型金属板に使用される金属板としては、冷
延鋼板，クロメート処理鋼板、亜鉛処理鋼板、リン酸処
理鋼板、ステンレス鋼板、有機被膜鋼板等の各種の表面
処理、非処理の鋼板を使用することもできる。また、銅
板，アルミニウム板、チタン板等を使用することも可能
である。

また、樹脂層３を形成する樹脂としては、ポリプロピレ
ン，ポリエステル，熱可塑性ポリエステル、塩化ビニル
等の熱可塑性樹脂がある。または、エポキシ，ポリウレ
タン，アクリル，熱硬化性ポリエステル等の熱硬化性樹
脂を用いることもできる。また、これらの共重合体，変
性体であっても良い。これらの樹脂は単独であるいは熱
可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合して、それぞれの単
独樹脂の場合より広い温度範囲で安定した硬さが得られ
る混合樹脂として用いることができる。混合樹脂とする
場合は、上記熱可塑性樹脂をベースにして、これに添加
される熱硬化性樹脂の混合比を調節することにより、常
温用、中温用、高温用など使用環境によって最適の制振
特性を付与することができる。

上記樹脂内にはスポット溶接を可能にするための導電性
微粒子（フィラー）が含有されている。このフィラーと
しては、鉄，ニッケル，ステンレス鋼等の導電性金属の
他、カーボン等の導電性無機質を用いることができる。

次に、具体的な実施例について説明する。

下記の条件のレーザダル加工を施したワークロールで調
質圧延した冷延鋼板を用い、ポリエステル樹脂（ポリエ
チレンテレフタレート）シートを鋼板間にロール圧着に
よりサンドイッチして1.０mm厚の複合型制振鋼板シート
を作成した。

レーザダル加工条件は次の第１表に示す通りである。

この結果、曲げ内側に来る鋼板のレーザダル加工溝は疎
パターンで形成されるため、第１表に示すようにSm/Dは
約1.７となる。

これに対し、曲げ外側に来る鋼板のレーザダル加工溝は
密パターンで形成されるため、Sm/Dは約1.２となる。

一方、上記レーザダル加工に代えて曲げ内側と外側の鋼
板に同一条件のショトダル加工を施した鋼板を用いて、
その他は上記複合型鋼板と同一の制振鋼板を作成した。
ショトダル加工は、 Ｒａ＝2.０±0.２（μ）の条件で行った。

尚、上記レーザダル加工溝が形成された制振鋼板を実施
例鋼板と称し、ショトダル加工溝が形成された制振鋼板
を比較例鋼板と、以後称する。

上記実施例鋼板及び比較例鋼板について、第２図に示す
ようにＶ型ダイのポンチとダイスによりそれぞれ直角の
曲げ加工を行った。

尚、曲げ加工の条件は、次の通りである。

ダイス底５mmＲ，ポンチ先端５mmＲ，曲げ部長さ５０m
m，ボンチに加えた圧力２００kgfであった。

この曲げ加工後、第２図に示すズレ角θを測定した。

その結果、実施例鋼板のズレ角θは５°であり、比較例
鋼板のズレ角θは１４°であった。従って、レーザダル
加工溝の形成パターンを疎，密でそれぞれ形成した鋼板
を用いた複合型制振鋼板のズレ角θは大幅に低減されて
いる。このことは、係る複合型制振鋼板での形状不良
（前記カモメ）の発生量が著しく低減されていることを
実証しているものである。

次に上記実施例鋼板と比較例鋼板とについて塗装後の鮮
映性の評価を行った。

塗装には、３コート垂直塗装を採用し、鮮映性の評価
は、この鮮映性と相関するＤＯＩ値を用いて行った。

このＤＯＩ(Distinctness of image)は鮮映性評価の一
般的なものであり、米国のハンター・アソシェイツ・ラ
ボラトリー社製のドリゴンメータによる測定値である。

このＤＯＩ値は、試料の表面に対して入射角３０度で光
を入射し、その正反射強度Ｒｓと正反射角に対し、±0.
３度での散乱光強度Ｒ_0.3の値を用いて、次式で表現さ
れる。

ＤＯＩ＝１００×（Ｒｓ−Ｒ_0.3）／Ｒｓ …
…(1) そして、このＤＯＩの値が高い程鮮映性が良好であるこ
とを示す。

ＤＯＩ値の測定結果を第６図に示す。第６図では、実施
例鋼板の両面の鋼板とも上記ＤＯＩ値が高く鮮映性が良
好であることを実証しているが、比較例鋼板では、ＤＯ
Ｉ値が実施例鋼板と比較して低く鮮映性が劣っているこ
とを示している。

以上説明した実施例で挙げた数値はいずれも一例であ
り、これに限定されることなく他の数値を選択すること
もできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係わる複合型金属板によ
れば、曲げ加工の際曲げ内側金属板と曲げ外側金属板と
の間に摺動抵抗の差が生じ、曲げ外側金属板の伸び率が
曲げ内側金属板の伸び率に比較して相対的に大きな値と
なるために、曲げ加工の際に発生する形状不良（カモ
メ）を大幅に低減できる。

また、金属板にレーザダル加工がされているため、塗装
後の鮮映性も大きく向上すると云う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる複合型金属板の斜視図、第２図
は、複合型金属板の曲げ加工の状態を示す断面図、第３
図は金属板表面に形成されたレーザダル加工溝の拡大
図、第４図はＳＲａと摺動抵抗の関係を示す特性図、第
５図は金属板とズレ角θとの関係を示す特性図、第６図
は実施例鋼板と比較例鋼板のＤＯＩ値を表す棒グラフで
ある。 図中、１は曲げ内側金属板、２は曲げ外側金属板、３は
樹脂層、３０はレーザダル加工溝である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の金属板間に樹脂層をサンドイッチし
   てなる複合型金属板において、 前記金属板の表面にはレーザダル加工溝が形成され、曲
   げ加工の際の曲げ内側金属板の前記レーザダル加工溝は
   疎パターンで形成され、かつ、曲げ外側の金属板の前記
   レーザダル加工溝は密パターンで形成されてなること、
   を特徴とする曲げ加工性に優れた複合型金属板。