JPS63122534A - スポツト溶接性の良好な複合型制振鋼板 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、スポット溶接性の良好な複合型制振鋼板に関
し、特に、スポット溶接時におけるスパーク発生を抑え
るようにするための新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種の複合型制振鋼板としては
、自動車、建材、電気製品等において騒音防止や防振の
ため、２枚の金属板の間に樹脂層を挟んでなる構成が開
発されている。

この複合型制振鋼板は、芯材として有機高分子樹脂を用
いていることから、この樹脂が絶縁層となってスポット
溶接が不可能であると云う重大な問題点があった。

特に、材料の加工工程でスポット溶接を行う場合が多い
自動車用用途等では、スポット溶接が可能であることが
不可欠な条件であり、スポット溶接性を付与した複合型
制振鋼板が切望されている。

前述の要望に沿うためのスポット溶接性を付与する方法
としては、芯材である樹脂層に導電性フィラーを添加分
散する方法が一般的であり、公知文献としては、特開昭
５５−１２８６８７号、特開昭５７−１６３５５９号、
特開昭５７−１６５５６０号、特開昭５８−１６０１４
１号及び特開昭６１−４１５４０号の各公報を挙げるこ
とができる。

まず、特開昭５５−１２８６８７号公報に開示された構
成では、樹脂層中に金属粉末が含有されている。

特開昭５７−１６５５５９号公報に開示された構成では
、樹脂層中に炭素繊維を添加錯綜している。

特開昭５７−１６３５６０号公報に開示された構成では
、樹脂層中にカーボンブラックを分散させている。

特開昭５８−１６０１４１号公報に開示された構成では
、樹脂層を、樹脂とグラファイトの混合物からなる中間
層より構成し、この中間層の厚さが２枚の金属板の厚さ
の和より大きく、グラファイトの中間層における配合比
Ｒが１０〜５０重量％であり、粒径が前記中間層の厚さ
の５〜１倍の範囲内にある前記グラファイトの全グラフ
ァイトに対する体積１００分率Ｖが−ＸＶ〉２４Ｑの関
係を満足するものである。

さらに、特開昭６１−４１５４０号公報に開示された構
成では、樹脂層の厚みが１００μ以下であり、かつ、樹
脂層中に導電物質としてリン化鉄の粉末を添加分散させ
ている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来の複合型制振鋼板は、以上のように構成されている
ため、スポット溶接は可能となったが、このスポット溶
接時におけるスパークが発生すると云う問題が新たに生
じている。

前述のスパークとは、複合型制振鋼板をスポット溶接し
た場合、溶接部以外の外皮鋼板間でショートする現象で
あり、その原因としては、添加した導電性フィラーの１
部が外皮鋼板間の通電路となり、そこに、溶接時の電流
が分流するためで、鋼板の表面が点状に酸化、又は、著
しい場合には穴開き状態となる。

従って、前述した従来構成においては、導電性フィラー
の添加量、粒度分布及び鋼板の表面処理の変更、又、芯
材の樹脂層の厚さと平均粒径あるいはそれらの組合せ等
の検討がなされているが、スパークの防止対策にはなら
なかった。

又、前述の検討段階において、導電性フィラーの添加量
の増大は、外皮の鋼板間のせん断強さを低下させること
になり、又、樹脂厚さを薄くすることは、割振性を低下
させるようになることが判明した。

さらに、前述の粒度分布においても、工業的に入手可能
な範囲では、分布が広くスパーク防止対策の決め手とは
ならず、一方、各鋼板の表面処理が強固過ぎる場合には
、絶縁性が高くなってスポット溶接性が低下すること等
も判明した。

従って、これらの従来方法だけでは、スポット溶接時に
おけるスパークの防止を行うことは、不可能であった。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、スポット溶接時におけるスパーク発生
を抑えるようにした複合型制振鋼板を得ることを目的と
する。

ｄ、　問題点を解決するための手段 本発明によるスポット溶接性の良好な複合型制振鋼板は
、鋼板と鋼板の間に、有機材料からなる芯材を挟持した
複合型制振鋼板において、前記芯材である樹脂層に添加
した導電性フィラーのブリネル硬さが１８５以上であり
、前記導電性フィラーは角状に形成されている構成であ
る。

００作用 本発明によるスポット溶接性の良好な複合型制振鋼板に
おいては、その製造過程において、樹脂層に導電性フィ
ラーを添加する際に、樹脂が導電性フィラーの殆んど全
体を被覆するため、複合型割振鋼板自体の通電性はそれ
ほど良好なものではないが、スポット溶接時における電
極加圧部では、この加圧力によって、導電性フィラーと
各外皮鋼板の間に位置する樹脂か機械的に破壊され、各
外皮鋼板が、導電性フィラーを介して導通し、通電性が
向上してスポット溶接が可能となる。

さらに、前述の樹脂が破壊される時の絶縁破壊性を良く
することが電極加圧部の通電性を一層良好とし、分流を
無くすことができると共に、スパークを完全に防止でき
るものである。従って、前述の導電性フィラーは、硬い
材質であって、絶縁破壊を起し易い部位を有する角状の
形状であることが最も好適であり、この導電性フィラー
の硬さは硬いものほど良く、少なくとも絶縁破壊を起す
部位が外皮鋼板を介したスポット溶接時の電極加圧力に
耐えるもの、すなわち、ブリネル硬さが１８５以上であ
る材質が最も好適な結果が得られる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明によるスポット溶接性の良好な
複合型制振鋼板の好適な実施例について、詳細に説明す
る。

第１図に示す構成は、本発明による複合型制振鋼板１を
製造するための製造工程を概略的に示す工程図である。

前述の製造工程において、導電性フィラー２としては、
リン化鉄粉を用い、樹脂３は、主剤としてポリブタジェ
ンゴム系、硬化剤をインシアネート系のものからなる２
液タイプの素材を用いた。

従って、２枚の外皮鋼板４及び５間に、リン化鉄粉を所
定の割合いで樹脂３と混合したものと所定の硬化剤とを
、各外皮鋼板間で混り合うように塗出機６によって塗布
し、これを、所定の間隔を有する２本の鉄製ロール７及
び８間を通して貼り合わせ、一体化した。

次に、前述の各鉄製ロール７及び８を経て、各外皮鉄板
４及び５間に樹脂３を挟持した構成よりなる硬化処理前
の複合型制振鋼板１ａは、７０℃の雰囲気温度を有する
加熱部９内で、２時間加熱すると樹脂層３の硬化が完了
し、第２図で示す硬化処理後の複合型制振鋼板１が得ら
れる。

前述の製造工程において、前記樹脂層６に導電性フィラ
ー２を添加する際に、樹脂層３が導電性フィラー２の殆
んど全体を破壊するため、複合型制振鋼板１自体の通電
性はそれほど良好ではないが、スポット溶接時における
各スポット電極１０による電極加圧部１ｂは、第２図に
示されるように、その加圧力によって各外皮鋼板４及び
５と導電性フィラー２間の樹脂層３を機械的に破壊する
ため、各外皮鋼板４及び５が導電性フィラー２を介して
直接導通し、通電性が向上してスポット溶接が可能とな
る。

従って、前述のように、前記樹脂層３の絶縁破壊性を良
好にすることが、電極加圧部１ｂの通電性をさらに良好
なものとし、印加電流の分流を無くすことができること
から、電極加圧部１ｂ以外の部分におけるスパークを防
止することができる。

よって、前記導電性フィラー２は、硬くて絶縁破壊を起
し易い部位を持つ角状の形状であることが必要であるこ
とか判明した。

前記導電性フィラー２の硬さは、硬いものほど良好であ
るが、少なくとも樹脂３が絶縁破壊を起す部位が、スポ
ット溶接時における各外皮鋼板４及び５を介した各スポ
ット電極１０の加圧力に耐えるものでなければならない
。

前述の条件を満す導電性フィラー２の材料としては、ス
テンレス粉、リン化鉄粉あるいはその他のフェロアロイ
粉（例えば、フェロシリコン、フェロクロム、フェロマ
ンガン等）ナト力あり、いずれの材料も同様なスポット
溶接性を示すが、価格及び入手の容易さなどの関係から
考えるとリン化鉄粉が最も好適である。尚、このリン化
鉄粉には、ＦｅｘＰ、ＦｅｔＰ、ＦｅＰ及びＦｅＰ２な
どの組成のものがあるが、実験の結果、その中でもＦｅ
ｚＰが最も適していることが判明した。

一方、前記導電性フィラー２の添加量としては、樹脂層
３に対する体積百分率で３〜５５％が好ましい。この添
加量が３％未満の場合では、溶接はできてもスパークが
発生し始め、さらにこの添加量を少なくすると、ついに
は溶接が不可能となり、逆に、この添加量が５５チを越
えると、溶接性やスパーク発生防止には何ら支障はない
が、各外皮鋼板４及び５間のせん断強さが低下してくる
。

前述のように各外皮鋼板４及び５間のせん断強さが低下
すると、プレス成形時における各外皮鋼板４及び５間で
のｈａなどの問題が生じてくる。又、芯材である樹脂層
３の厚みに対する導電性フィラー２の平均粒径の比は、
０．８〜１．２の範囲内にあることが好ましい。

この比が０．８未満であると、溶接性に寄与する粒径の
導電性フィラー２の割合が少なくなり、溶接性が低下し
て、スパークも発生し始め、さらにこの比を小さくする
と、溶接できなくなると共に、逆にこの比が１．２を越
えると、溶接性やスパークの発生防止には何ら支障はな
いが、各外皮鋼板４及び５間のせん断強さが低下してく
る。

この複合型制振鋼板１の各外皮鋼板４及び５間のせん断
強さは、プレス加工の観点から８０ｋｇｆ４２以上が必
要とされている。

前述のように、導電性フィラー２の添加量と芯材である
樹脂層６の厚みに対する導電性フィラー２の平均粒径と
の比は、スポット溶接性、スパーク発生防止及び外皮鋼
板４及び５間のせん断強さに対して適正となる範囲を有
している。

従って、本発明においては、導電性フィラー２の添加量
を芯材である樹脂層３に対する体積百分率で３〜５５％
とし、かつ、芯材としての樹脂層３の厚みに対する導電
性フィラー２の平均粒径の比が０．８〜１．２とするこ
とが最も好適であることが判明した。

次に、前述の各種導電性フィラーとその硬度及び形状が
、溶接性とスパーク防止性にどのような効果があるかを
示したものが第１表である。

この第１表に示された各々の導電性フィラー２は、ふる
い分けによって平均粒径を５０μｍとし、その添加量は
樹脂層３に対する体積百分率で１０％とした。

第１表中に各々示すように、硬度が低いアルミ粉と銅粉
は、スポット溶接については可能であるが、スパークが
発生する。

又、ステンレス粉の場合は、ブリネル硬さで１８５であ
るにも拘わらず、形状が粒状のものはスパークが発生す
る。

これらに対して、ステンレス粉の角状の形状のもの、リ
ン化鉄粉及びフェロシリコン粉の角状の形状のものは、
ブリネル硬さで１８５以上であり、かつ、形状が角状で
あることから、前述したようにスパークの発生しないス
ポット溶接が可能である。

次に、前記導電性フィラー２の添加量について検討した
ものが第２表に示されており、導電性フィラー２として
平均粒径５０μｍのリン化鉄粉を用い、添加量を体積百
分率で１０％とした。

第２表中に示すように、添加量が体積百分率で３チ未満
のものは、外皮鋼板６及び４間のせん断強さが１ｏ　ｏ
　ｋｇｆ／ｍ”以上あるが、スパークが発生する。

従って、添加量が体積百分率で３チ以上の場合には、溶
接性及びスパーク防止性ともに問題はないが、体積百分
率で５５チを越えると外皮鋼板４及び５間の、せん断強
さが８　ｏ　ｋｇｆ／ｃｒＩＬ”以下となり、プレス時
のプレス成形性に支障が発生する。

／′ ７／′ ／″ さらに、樹脂層３の厚みと導電性フィラー２の平均粒径
との比を検討したものが、第３表に示されており、添加
量は体積百分率で１０％−定とし、導電性フィラー２と
してリン化鉄粉を用い、平均粒径５ｏμ扉に対して樹脂
層３の厚みを変化させることによって適正な範囲を求め
た。

第３表中に示すように、リン化鉄粉の平均粒径５０μｍ
に対して、樹脂層３の厚みが比で０．８未満と薄い場合
は、溶接性やスパーク防止性には支障ないが、外皮鋼板
４及び５間のせん断強さが８０　ｋｇｆ／ｃ７！ｆ以下
となり、特性上、十分満足できるものではない。

つまり、この比が０．８以上の場合には、外皮鋼板４及
び５間のせん断強さには問題はないが、この比が１゜２
を越えると、スパークが発生すると共に溶接性も低下す
ることが明らかである。

尚、前述の各表に示された実施において、スポット溶接
は、前述の状態を想定して、各外皮鋼板４及び５として
０．６Ｂ厚の冷延鋼板を用い、樹脂層３の厚さを０．０
５ｍ５とした冷延鋼板の複合型制振鋼板１と、被溶接側
である基板１１としての厚さ０．８１１ｉＩの冷延鋼板
を重ね合わせて、下記の条件で溶接を行ったもので、記
載された評価のマークは下記の通りである。

〔溶接条件〕

加圧カニ　２５０　ｋｇｆ／５ｐｏｔ 通電時間：　１２　ｃ７ｃｌθ 溶接電流：６ＫＡ 電極形状＝３．６顛φ−ＣＦ 〔評価〕 溶接性二〇全て溶接可 △やや未通電あり ×はとんど未通電 スパーク防止性：Ｏスパーク発生なし △ややスパーク発生 ×スパーク発生が著しい 又、各外皮鋼板４及び５間のせん断強さについては、Ｊ
工ＳＫ　６８２９を参考にし、幅２５龍、長さ１２０朋
の切板サンプルを作成し、それぞれの外皮鋼板４及び５
のほぼ中央部に、せん断面積が２．５の２となるように
、板幅方向へ片側の板厚分の切込みを入れたものを用い
た。

ｇ１発明の効果 本発明によるスポット溶接性の良好な複合型制振鋼板は
、以上のように構成されているため、次のような効果を
得ることができる。

（１）スポット溶接時におけるスポット電極の加圧力に
よって、樹脂層内に添加された導電性フィラーに対応す
る樹脂が、絶縁破壊されるため、各外皮鋼板間の導通が
極めて良好となってスポット溶接が極めて容易となる。

（２）又、前述の絶縁破壊により、割振鋼板の電極加圧
部における通電性が極めて良くなるため、分流がなくな
り、スポット溶接時のスパークを完全に除去することが
でき、スパークによる鋼板の損傷もなく、割振鋼板の品
質向上に多大の貢献となる。

（３）スパークを伴わないスポット溶接が可能であるた
め、例えば、家電製品、自動車等の溶接加工を極めて容
易化すると共に、溶接後の鋼板の表面を極めて良好な状
態に保つことができ、製品の美観を保つことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるスポット溶接性の良
好な複合型制振鋼板を示すためのもので、第１図は製造
工程を示す概略的な工程図、第２図はスポット溶接を行
う状態を示す拡大断面図である。 １は制振鋼板、２は導電性フィラー、３は樹脂層、４及
び５は外皮鋼板、６は塗出機、７及び８は鉄製ロール、
９は加熱部、１ｏはスポット電極、１１は基板である。 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、一対の外皮鋼板の間に、有機材料からなる芯材
   を挟持した複合型制振鋼板において、前記芯材である樹
   脂層に添加した導電性フィラーのブリネル硬さが１８５
   以上であり、前記導電性フィラーは角状に形成されてい
   ることを特徴とするスポット溶接性の良好な複合型制振
   鋼板。
2. （２）、前記導電性フィラーの添加量が前記樹脂層に対
   する体積百分率で、３〜５５％であり、前記樹脂層の厚
   みに対する前記導電フィラーの平均粒径の比が０．８〜
   １．２の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のスポット溶接性の良好な複合型制振鋼板。
3. （３）、前記導電性フィラーは、リン化鉄粉からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   スポット溶接性の良好な複合型制振鋼板。