JPS6372536A - 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的１ｆｉま
での２枚の銀板の間に、ｏ、ｏｉ〜０．３０ａｍ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
、小部ほか：第３６回黙性加工連合講演会予槁集、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ｌ　Ｑ９ｄｙｎ　／
　ｃｔＡ以上とすることが開示されている（特開昭５９
−８７１４６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７（例えば、昭和５３年
度胆性加工春季講演会概要集、Ｎ１３１９）。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：に２７，１
９８４゜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適用の妨げとなって
おり、この点の改善が望まれている。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、剪断変形抵抗６に９ｆ／ｍｍ３以下、厚さ０
．００１〜０．１０ｍ　の中心層樹脂の少なくとも片側
に剪断変形抵抗８　呻ｆ／−以上、厚さ帆０１〜０．５
園の中間層樹脂を配置した積層樹脂の両面に板厚０．３
〜０．８簡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。芯材の軟質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６に９
ｆ／ｍｍ３以下であシ、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、本発明を完成させた。

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接着部で得られる変位−荷重
曲線の初期の傾きである。

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、ゼデーしわと言う
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りな座屈現象で
あるものが殆どである。

このように、銅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を相対的に高
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枚の鋼板で軟質な芯材をサンドイッチした構成
をとる割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。常温用の制振銅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、その耐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。このように、芯材が表
皮鋼板に比べ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、割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
のような認識のもとに、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。

常温用制振鋼板に用いられる表皮鋼板の板厚は０．３面
から帆８園であり、総厚は０．６ｍから１．７餌である
。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０．８　ａｍ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、あまシ得策ではな
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０．３ｗ未満でこの低下が著しいため、表
皮鋼板の板厚の下限は０．３ｗ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ｉｔ。

上記あように厚さ帆３顛以上の表皮鋼板を用いることで
破断限界を高いものとすることができる。

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ｐｃ対し座屈限
界を向上させ、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、耐しわ性を向上させる方策
を検討し、種々の構成の割振鋼板について検討をおこな
った。その結果、割振性能を発揮する軟質な芯材（中心
層樹脂と呼ぶ）と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だ。

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ことによって制振鋼板の
総厚を増し、総厚の寄与で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８ｋｆｆ／
−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、割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、中間層樹脂は中心層樹脂の少なくとも片側に配
置すれば、酎しわ性を改善することができ、中間層樹脂
の厚さｉｊ：０．０１ｍ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。牛
た、中心層樹脂の片側に０．０１ｍ以上の中間層樹脂を
配置し、中心層樹脂の他の側に０．０１ｍ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、余り中
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、中間層樹脂の厚さは０．５ｗ以下とする。

中間層樹脂の種顛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、デリエテレン
テレフクレートなどのポリエステル、ゼリカーゼネート
、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の厚さは０．００１〜０．
１Ｎ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
する場合があるか、あまシ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、０．００１ｍｍ以上と
する。一方、中心層樹脂があまり厚くなると、制振銅板
エツジ部の板片精度が劣化する。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シ、エツジ部の板厚がセン
タ一部のそれに比べて著しく薄りなる。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０．ＩＤ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６呻／
ｍｍ３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、ポリインブチレン系、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、カーゼンブラック、鉄粉などの物
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、
例えは冷延鋼板、各種鍍金鋼板、有機被Ｊ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
々組み合ネト使用してもよい。また２枚の表皮鋼板の板
厚は０．３から０．８ｍｍの間で囮−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。

割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２ｋｐｆ／ｃ！Ｉ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′Ｃ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２ｋｐｆ／−であった。

表皮鋼板には各種銅板を用いた。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台成形
で行った。

プレス条件二円錐台成形 ポンチ径＝１００鰭 ポンチ肩半径：１０Ｍ ダイス径：　２０４ｙａ ダイス肩半径＝１０鵡 しわ押さえ力＝５トン 潤　滑　　　：防錆油 ブランク径　：３００＋ｍ 上記条件で高さ５０龍成形し、壁部のしわ高さを評価し
た。しわ高さ０．５ｗ以下は焼土さしつかえないレベル
であｐ、ｏ、ｓｆｉ以下をしわなしとした。

しわ高さが０．５ｍを越える場合をしわ肩りと評価した
。

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閣／ＩＴＩ　ｌ　ｎ試験温度　　：
２０℃ 記録した剪断変位と荷重の曲線の引張１如直後の曲線の
勾配を求めた。そ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ｂ４　ｆｌ？に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測定を行った。その際の
表皮鋼板は板厚０．８ｍ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ＪＩＳＺ２２０１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、本発明によシ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便形抵抗の測定
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６ｋｇｆ／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８ｋｇｆ／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。