JPS63153127A - プレス成形性に優れた制振鋼板 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はプレス成形性に優れた制振鋼板に関するもので
ある。

（従来の技術） 制振鋼板としては、例えば厚さが等しい板厚約１ｍｍま
での２枚の鋼板の間に、０．０１〜０．３０ｍｍ程度の
有機系粘弾性物質層を介在させたものがあり（たとえば
、小鳩ほか：第３６回塑性加工連合講演会予稿集、３４
９）、Ｃｕ−Ｍｎ合金のような双晶形を利用するもの、
鋳鉄に代表される母金属と第二相との界面での粘性流動
を利用するタイプの制振材料に比べ、高い制振性と良好
なプレス成形性を有する。

このように高いプレス成形性を有する制振鋼板の成形性
をより高め、高度のプレス成形性が要求される自動車等
の用途に合致させる努力がおこなわれている。たとえば
、プレス成形性のうち曲げ加工性を向上させるため、粘
弾性樹脂層のヤング率を少なくとも１０９ｄｙｎ／ｃｒ
ｆ以上とすることが開示されている（特開昭５９−８７
１４８号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この方策も十分なものとは言い難い。制
振鋼板はプレス成形により非常にしわが発生し易く、こ
の問題に関し多くの報告がある（例えば、昭和５ｉ年度
塑性加工春季講演会概要集、Ｎｏ３１９）。耐しわ性は
、剪断変形抵抗の低い粘弾性樹脂を用いている常温用制
振鋼板が特に低く（自動車材料ニュース：　Ｎｏ　２７
．１９８４゜１２／２３）、自動車等高いプレス成形性
が要求される用途への常温用制振鋼板の通用の妨げとな
っており、この点の改善が望まれている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、剪断変形抵抗１．４にｇｆ／ｍ以下、厚さ０
．００１〜０　、１０ｍｍの中心層樹脂の少なくとも片
側に剪断変形抵抗１．６にｇｆ／ｓ１以上、厚さ０．０
１〜０．５ｍｍの中間層樹脂を配置した積層樹脂の両面
に板厚０．３〜０．８ｍ＋ｎの表皮鋼板を配置したこと
を特徴とするプレス成形性に優れた制振鋼板である。

（作　用） 制振鋼板は振動に際し、芯材がずれ変形を生ずることに
よって振動を吸収する。常温用制振鋼板では、このずれ
変形を常温で容易に起こるようにするため、軟質な粘弾
性樹脂を用いている。芯材の軟硬の尺度である芯材の剪
断変形抵抗は、常温用制振鋼板においては一般に１．４
　Ｋｇｆ／ｎｄ以下であり、このような低い剪断変形抵
抗の芯材を用いた常温用制振鋼板のプレス成形での耐し
わ性の向上を図る新規知見を見出し、本発明を完成した
。ここで、芯材の剪断変形抵抗とは、第１図に示すごと
く、制振鋼板を剪断引張して得られる変位−荷重曲線の
初期の傾きを剪断変形を受ける鋼板と樹脂の接着面積で
割った値である。

プレス成形におけるしわは一種の座屈現象である。即ち
、プレス成形中、鋼板の板面内に圧縮応力が加わる際、
その圧縮応力に対し鋼板が板面内で塑性変形し、所定の
形状に成形される場合は良いが、鋼板が座屈し板面外に
変形し、所定の形状のプレス成形品が得られない場合が
ある。このような座屈現象を伴った板面外への変形をし
わと呼ぶ。しわにはフランジしわ、ボデーしわと言うよ
うに、プレス成形品の発生箇所で種々の名称が付けられ
ているが、その発生機構は上記したような座屈現象であ
るものが殆どである。

一方、鋼板の耐しわ性を向上させるためには、鋼板板面
内の塑性変形抵抗に対して座屈限界に相対的に高めるこ
とが重要である。単一鋼板においては、具体的な対策と
して鋼板板厚の増加による座屈限界の向上、鋼板の軟質
化による鋼板の塑性変形抵抗の低減の対策が挙げられる
。このうち、鋼板板厚の増加はプレス成形品の重量増加
を招き、コストアップ、自動車用途等では省エネルギー
の点からも好ましい方策ではない。

一方、２枚の鋼板で軟質な粘弾性樹脂をサンドイッチし
た構成をとる制振鋼板の耐しわ性は総厚が同一の単一鋼
板に比べ著しく劣り、その耐しわ性の考え方も単一鋼板
のそれとは異なる。常温用の制振鋼板は芯材が軟質であ
るため、その変形に際して容易に芯材がずれ変形を生ず
る。このため、その附しわ性は総厚の半分程度の板厚を
持つ表皮鋼板のそれに近い特性を持つ。芯材が表皮鋼板
に比へ著しく軟質であることによって生ずる芯材のずれ
変形が、制振鋼板の耐しわ性を総厚が等しい単一鋼板の
それよりも著しく劣化させている原因である。この認識
のもとに、本発明者らは耐しわ性の改善による制振鋼板
のプレス成形性の改善に取り組み、以下に示す新規知見
を見出し、本発明を完結したのである。

常温用ホ１１振鋼板に用いられる表皮鋼板の板厚はＬ３
＋＋＋ｍから０．８ｍｍであり、総厚は０．６１から１
．７ｍｍである。単一鋼板から常温用制振鋼板に置き換
える場合、通常用いられている単一鋼板の板厚の上限か
ら、その表皮鋼板の板厚は０．８ｍｍ程度に限定される
。これ以上厚い表皮板厚を持つ常温用制振鋼板は著しい
重量増加をまねき、産業上の利用性を考えた場合、あま
り得策ではない。一方、表皮鋼板が薄くなると、伸び、
張出し性、伸びフランジ性といったプレス成形特性が低
下する。表皮鋼板の板厚が０．３ｍｍ未満でこの低下が
著しいため、表皮鋼板の板厚の下限はＯＪｍｍにする。

これ以上の表皮鋼板を用いることでプレス成形時の破断
面限界を高いものとすることができる。

プレス成形の不具合は破断としわに分けられ、上記のよ
うに厚さ０．３ｍｍ以上の表皮鋼板を用いることで破断
限界を高く保つことができる。一方、しわについては、
上記表皮板厚の範囲において、円錐台成形の際のボディ
ーしわについて検討を行った。

単一鋼板と同様、制振鋼板においても、芯材の板厚一定
で総厚を増加させる、即ち表皮鋼板の板厚を増加させる
ことによって鋼板板面内の塑性変形抵抗に比べ、座屈限
界を向上させることができ、耐しわ性を向上させること
ができる。しかしながら、この方策はプレス成形品の重
量増加を招き、好ましい方向ではない。本発明者らは、
重量増加を招かず、座屈限界を向上させ、耐しわ性の向
上を図る方策を検討し、種々の構成の制振鋼板について
実験を行った。その結果、制振性能を発揮する軟質な芯
材（中心層樹脂と呼ぶ）に加え表皮鋼板の間に硬質な樹
脂層（中間層樹脂と呼ぶ）を設け、制振鋼板の総厚を増
加させることによって耐しわ性が改善できることを見出
した。

中間層樹脂は制振鋼板の変形に際し、ずれ変形を起さず
、鋼板と一体となって変形するため、制振鋼板の総厚を
増すことによって座屈限界を向上させる役割を持つ。こ
のため、その剪断変形抵抗は中心層樹脂のそれに比べ十
分高いことが必要である。この点に関し、検討を行った
結果、中間層樹脂の剪断変形抵抗はり、Ｓにｇｆ／ｒＩ
ｄ以上必要であることが明らかとなった。これ未満の剪
断変形抵抗では、制振鋼板の変形に際し、中間層樹脂が
容易に剪断変形を起こし、耐しわ性の向上が殆ど無い。

さらに、中間層樹脂は制振鋼板の総厚を増大させる役目
をもつため、中心層樹脂の少なくとも片側に配置すれば
、耐しわ性を改善することができる。中間層樹脂の厚さ
は０．０１ｍｍ以上必要である。

これ以上の中間層樹脂の厚さがないと明らかな耐しわ性
の改善効果が得られず、実用上殆ど意味を持たない。ま
た、中心層樹脂の片側に０．０１ｍｍ以上の中間層樹脂
を配置し、中心層樹脂の他の側に０．０１ｍｍ未満の中
間層樹脂を配置することもできる。一方、中間層樹脂の
厚さの上限は耐しわ性の点からは特に制約はないが、あ
まり中間層樹脂を厚くするとしわは発生し難くなるが、
中間層樹脂の使用量が増し、コストアップとなる。十分
にしわ発生を抑制し、コストアップを最小限にとどめる
限界として、片側の中間層樹脂の厚さは０．５ｍｍ以下
とする。

中間層樹脂の種類としては上記剪断変形抵抗を満足する
ものであればとくに限定するものではないが、例えばポ
リプロピレン、ポリエチレン、ポリ４−メチルペンテン
１などのポリオレフィン、塩ビ系ポリマー、セルロース
系ポリマー、ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレン
テレフタレートなどのポリエステル、ポリカーボネート
、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン、また
は上記の変成樹脂などがあげられる。

さらに、中心層の粘弾性樹脂層の厚さは０．００１〜０
．１＋＋ｕ＋＋とすることが必要である。中心層樹脂は
、現状ではフィルムで供給される場合と溶媒に溶かした
樹脂を塗布する場合があるが、あまり薄いとフィルムで
はその製造技術、塗布する場合では均一に樹脂を塗る塗
布技術の点で中心層樹脂の厚さは限定され、Ｏ，ＯＯ１
＋ｎｍ以上とする。一方、中心層樹脂があまり厚くなる
と、制振鋼板エツジ部の板厚精度が劣化する。中心層樹
脂は軟質であるため、あまりに厚くなると鋼板エツジ部
の中心層樹脂が製造中に外に流動し易くなり、エツジ部
の板厚がセンタ一部のそれに比べて著しく薄くなる。こ
のような板厚不良をもつ鋼板はプレス成形の際、しわ押
さえ圧が板厚の厚い部分に集中し、その部分が破断し易
くなるため好ましくない。このため、中心層樹脂の厚さ
はＯ，１ｍｍ以下とする。

中心層として用いる粘弾性樹脂は剪断変形抵抗が１．４
にｇｆ／ｎｎｌ以下であれば特に限定するものではない
が、たとえば、アクリル系、ポリイソブチレン系、ポリ
オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ビニル
系等の樹脂類またはこれらの変成樹脂またゴム系の樹脂
等を単独または種々混合してもちいても良い。さらに、
２枚の表皮鋼板間の導通を確保し、制振鋼板に溶接性を
付与する目的でステンレス粉、カーボンブラック、鉄粉
などの導電物質を芯材に添加してもよい。

一方、２枚の表皮鋼板は特に限定するものではないが、
例えば冷延鋼板、各種鍍金鋼板、有機被覆鋼板、化成処
理鋼板、模様付鋼板等を２枚の表皮鋼板同一でもまた種
々組み合わせて使用してもよい。また２枚の表皮鋼板の
板厚は０．３から０．８ｍｍの間で同一でもまた異なっ
ても構わない。

（実施例） つぎに本発明の実施例を比較例と比較して示す。

種々の構成の常温用制振鋼板に対し、プレス成形でのし
わの有無を調べた。

制振鋼板の製造はホットプレス法に依った。製造する表
皮鋼板、中間層樹脂、中心層樹脂を重ね合わせ、ホット
プレスを行った。中心層樹脂ポリエステル系、中間層ポ
リプロピレンでは１９０℃まで加熱し、その後２分間等
温保持し、１００℃まで冷却した。その際の加圧力は常
時２　Ｋｇｆｌｏｆとした。中心層樹脂ポリアミド系、
中間層ナイロン−６では２１０℃まで加熱し、その後２
分間等温保持し、１００℃まで冷却した。その際の加圧
力は常時２　ｋｇｆ／ｃゴであった。

表皮鋼板には各種鋼板を用いた。用いた表皮鋼板の化学
組成ならびにメッキ目付量を第２表に示す。

制振鋼板のプレス成形でのしわの有無は次の円錐合成形
で行った。

プレス条件：円錐台成形 ポンチ径　　：１００ｍｍ ポンチ肩半径：１０＋＋ｏｎ ダイス径　　：２０４ｍｍ ダイス肩半径：１０［１１１１１ しわ押さえカニ　　　５トン 潤　滑　　　：防錆油 ブランク径　：３００ｍｍ 上記条件で高さ５０ｍｍ成形し、壁部のしわ高さを評価
した。しわ高さ０．５ｍｍ以下は実用上さしつかえない
レベルであり、０．５ｍｍ以下をしわなしとした。しわ
高さが０．５ｍｍを越える場合をしわ有りと評価した。

芯材の剪断変形抵抗は剪断引張試験を行って求めた。第
１図に剪断引張試験の概略図を示す。

引張速度：　５０　ｍｍ／ｍｉｎ 試験温度＝２０℃ 記録した剪断変位と荷重の曲線の引張開始直後の曲線の
勾配を求めた。この勾配を接着面の面積で割り、これを
剪断変形抵抗とした。中心層、中間層の樹脂単独で第１
図に示すような試験片を作成し、剪断引張を行った、そ
の際の中心層樹脂と中間層樹脂の厚さは制振鋼板のそれ
ぞれの層厚さと同一で試験を行った。その際の表皮鋼板
は板厚０．８＋＋ｍのものを用いた。ホットプレス条件
は上記と同一で行った。

表皮鋼板の降伏強度の測定はＪＩＳ　２２２０１に準拠
した。

第１表から明らかなごとく、本発明の実施例はいずれも
比較例に対し優れたプレス成形性を示した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明により耐しわ性に優れた高
いプレス成形性を有する制振鋼板が得られる。これは自
動車用用途を中心とした高いプレス成形性を必要とする
制振鋼板の用途に対し、寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は中心層および中間層樹脂の剪断変形抵抗の測定
方法を示す説明図である。 １・・・鋼板、２・・・接着部。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 他１名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）剪断変形抵抗１．４Ｋｇｆ／ｍｍ＾３以下、厚さ
   ０．００１〜０．１０ｍｍの中心層樹脂の少なくとも片
   側に剪断変形抵抗１．６Ｋｇｆ／ｍｍ＾３以上、厚さ０
   ．０１〜０．５ｍｍの中間層樹脂を配置した積層樹脂の
   両面に板厚０．３〜０．８ｍｍの表皮鋼板を配置したこ
   とを特徴とするプレス成形性に優れた制振鋼板。