JP2002524304A - 接着された多層複合プレートおよび該多層複合プレートを製造する方法 - Google Patents

接着された多層複合プレートおよび該多層複合プレートを製造する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、多層複合プレートならびに多層複合プレートを製造する方法に関する。多層複合プレートは、カバープレートおよび底部プレートとしての、外側の２つの金属プレートから成っており、両金属プレートは、これらの間に位置する変形可能なウェブ材料に結合されている。この場合、カバープレートと底部プレートとは、発泡接着剤によってウェブ材料に結合されており、前記発泡接着剤は、複合体内に残る中空室を充填している。複合体内に残る中空室は、接着剤の気泡によって完全にまたは部分的に充填されている。多層複合プレートを製造する方法によれば、互いに結合させたい層の間に接着剤が導入され、該接着剤が熱処理にさらされる。熱処理によって接着剤は完全にまたは部分的に硬化させられる。部分的に硬化させられた接着剤の場合には、多層複合プレートの変形工程の後に初めて接着剤が後続の熱処理によって完全に硬化させられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の多層複合プレートおよび請
求項５の上位概念部に記載した形式の、多層複合プレートを製造する方法に関す
る。
【０００２】 多層複合プレートおよび多層複合プレートを製造する方法は、軽量構造におい
て幅広い使用分野を見いだしている。とりわけ交通工学においては、有利には、
たとえばアルミニウムまたは繊維複合プラスチックまたは高強度なボディ鋼のよ
うな特有に軽量の材料が使用される。もっとも、ますます薄くなる薄板厚さを備
えた、一層高強度な材料を使用することによって、確かに強度に課せられる要求
を満たすことはできるが、剛性に課せられる要求は満たすことができない。軽量
構造は特に、減じられた横断面により幾何学的に制限されて、構成部分剛性が要
求を満たさないところで限界に達してしまう。
【０００３】 １つの解決手段として、幾何学的形状を備えた補強材が、僅かな単位面積重量
で、いわゆる高い比剛性（ｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈ． Ｓｔｅｉｆｉｇｋｅｉｔ）
を提供している。このような形式の多層複合プレートは、ウェブ薄板、こぶ形複
合薄板または台形複合薄板としての種々異なる変化形ですでに知られている。こ
れらの変化形では、変形によって製造された種々異なる幾何学的形状が、内側に
位置する、支持性を有する中間層と共に、軽量構造における技術的な解決手段の
基礎を成している。中間層として、ポリマフォームを備えたフォームコア充填材
も、金属フォームも、さらに珪藻土充填材までも適している。
【０００４】 有利な、技術的な使用事例として、今日では特に、２つの鋼カバー薄板と、粘
弾性的な材料から成る１つの中間層とから成る３層の材料複合体が考えられる。
このような形式の複合薄板は、剛性向上にほとんど貢献することもない中間層が
比較的薄く形成されていることに基づき、主として振動減衰特性のために考慮さ
れる。
【０００５】 さらに、ドイツ連邦共和国特許第３９３５１２０号明細書に基づき、多層複合
プレートを製造する方法が公知である。この多層複合プレートは、カバープレー
トと、底部プレートと、両プレートの間に位置する、線材から成るウェブ材料と
から成っている。このウェブ材料は格子節点で溶着されるかまたは接着される。
確かに、方法経過において、場合によっては中間層の格子節点が扁平に圧延され
、この場合、カバープレートおよび底部プレートのための、より大きな当付け面
が形成されるが、それにもかかわらず、特に結合箇所は、中立な平面から離れた
位置で変形時に剪断力によって非常に強く負荷されることがあり、この場合、断
裂してしまうことがあり得る。変形プロセスにおいて、このような形式で破損さ
れた結合箇所がほんの少しでも互いにずらされるやいなや、この結合箇所は、面
状の接着剤で後続のプロセスステップによっても結合されない。この場合、一般
的な原則として、構造体の、いわゆる重量比剛性（ｇｅｗｉｃｈｔｓｓｐｅｚｉ
ｆｉｓｃｈ． Ｓｔｅｉｆｉｇｋｅｉｔ）が高くなればなるほど、扁平な構造体
から、湾曲させられた構成部分を成形するための範囲がますます狭くなるという
ことが変形可能性のために当てはまる。このことは、原則的に、格子複合体およ
びエキスパンドメタル複合体のためにも当てはまる。ここでは、変形時に中間層
を押し潰すことによって、つまり、カバー薄板が開裂するまで中間層構造体をカ
バー薄板に押し付けることによって、変形可能性の程度が制限されている。
【０００６】 製造法によるヨーロッパ特許第０６３６５７１号明細書に記載された比較的複
雑な構造体では、遮断層としての中間層を備えた多層複合プレートにおける個々
の層が接着剤を用いて位置固定され、一緒に変形させられる。ここでは、重点が
特に、車両ボディ部分の適切な変形に置かれている。この車両ボディ部分では、
部分的に配備された溶接結合部または接着結合部によって、所望された変形特性
が獲得され、この場合、第２列で初めて、可能な限り高い剛性の達成が目標とさ
れる。しかし、この場合でも、多層複合プレートは、すでに述べた欠点を有して
いる。
【０００７】 本発明の課題は、変形を受け入れやすい多層複合プレートを提供すると共に多
層複合プレートを製造する方法を提供して、多層複合プレートの材料特性におい
て、最適な剛性が、防食と振動減衰と遮音とに相俟って達成されるようにするこ
とである。
【０００８】 本発明は、請求項１の特徴部に記載の配置形式および請求項５の特徴部に記載
の方法に関連して説明される。その他の請求項には、本発明の有利な構成および
変化形が記載されている。
【０００９】 本発明によれば、多層複合プレートが、カバープレートおよび底部プレートと
しての、外側の２つの金属プレートから成っており、両金属プレートが、これら
の間に位置する変形可能なウェブ材料に結合されている。この場合、カバープレ
ートと底部プレートとが、発泡接着剤によってウェブ材料に結合されており、発
泡接着剤が、複合体内に残る中空室を充填している。
【００１０】 カバープレートと底部プレートとの間に位置するウェブ材料が、エキスパンド
メタル格子、線材格子またはウェブ薄板から成っていると有利である。
【００１１】 しかし、ウェブ材料は、エキスパンドメタル格子、線材格子、接着剤に対して
透過性の中間薄板を備えたウェブ薄板または接着剤に対して非透過性の中間薄板
を備えたウェブ薄板から成る連続する多層構造体から形成されていてもよい。
【００１２】 複合体内に残る中空室は、接着剤の気泡によって完全にまたは部分的に充填さ
れている。
【００１３】 多層複合プレートを製造する方法によれば、互いに結合させたい層の間に接着
剤が導入され、この接着剤が熱処理にさらされる。
【００１４】 接着剤は、フィルム中間層の形でまたは液状の形で各層の間に使用される。
【００１５】 熱処理によって接着剤は完全にまたは部分的に硬化させられる。部分的に硬化
させられた接着剤の場合には、多層複合プレートの変形工程の後に初めて接着剤
が後続の熱処理によって完全に硬化させられる。
【００１６】 本発明の特別な利点は、多層状の複合構造体の、優れた変形可能性にある。ワ
ークの内部では、なだらかな応力移行部が、使用状態において、変形によって形
成された高剛性的な構造体の、付加的な有利な材料特性のために働く。さらに、
内側に位置する金属表面を発泡接着剤によりライニングすることによって、腐食
が効果的に防護される。
【００１７】 さらなる利点は、音および振動の減衰特性における改善および断熱に関する改
善から得られる。
【００１８】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１９】 図１に示した実施例では、エキスパンドメタル格子３２が、カバー薄板１と底
部薄板２との間の中間層として使用される。エキスパンドメタル格子３２は、薄
板が交互に切れ目を入れられるのと同時に引張り応力下で変形させられ、格子状
のマットに拡げられることによって、薄板プレートまたは薄板ストリップから製
造される。すでに大規模に使用されている製造は材料損失なしに１回の作業ステ
ップで行われる。有利な使用によれば、エキスパンドメタル格子３２は、中間層
として使用される別のハニカム構造体、ウェブ構造体または格子構造体に比べて
製造の点で廉価でありかつ容易に入手可能である。さらに、材料（たとえばボデ
ィ鋼、特殊鋼、アルミニウム合金）だけでなく幾何学的な格子形状（メッシュサ
イズ、ウェブ高さ、ウェブ幅）の幅広い選択可能性によって、中間層としての使
用において必要とされる、材料の可変性が保証されている。とりわけ、幾何学的
形状における可変性は、複合構造体の特性と、特にこの複合構造体の変形可能性
とに顕著に影響する。
【００２０】 多層複合プレートの、変形特性を決定的に規定するその他の重要な構成要素は
接着剤である。この構造体では、カバー薄板１と、中間層としてのウェブ材料３
と、底部薄板２との接合が発泡接着剤を用いて実施される。この場合、熱硬化の
間に膨張するペースト接着剤の他に、特にフィルム接着剤が考えられている。こ
のフィルム接着剤は、極めて均一に塗布することができ、これに相応して熱硬化
の間に均一に発泡する。発泡接着剤によって、複合構造体の変形能力が向上させ
られ、これによって、多層複合プレートを硬化に続いてさらに変形プロセスにさ
らすことができる。
【００２１】 図２には、硬化性接着剤を備えた多層複合プレートの変形能力４が、同じ厚さ
を備えた中実薄板の変形能力５と比較して、力−距離線図で例示的に示してある
。この線図から分かるように、横座標に沿った伸び特性においては、複合体の変
形可能性が、同じ厚さを備えた、対応する中実薄板の変形可能性と同一でさえあ
る。この場合、高剛性的な構造体が、変形させられた使用状態で得られる。
【００２２】 接着剤は、発泡して硬化する間に複合構造体の中空室３１を十分に充填し、こ
れによって、付加的な定着層を形成する。この定着層によって、多層複合プレー
トの負荷時に応力移行部Δσがなだらかになり、したがって、負荷耐性が一層高
くなる。図３Ｂに示したような公知先行技術による別の結合技術では獲得され得
ない、前記複合構造体の付加的な有利な材料特性が図３Ａに示してある。図３Ａ
には、ウェブ材料３およびカバー薄板１もしくは底部薄板２からワーク外側への
移行領域におけるなだらかな応力移行部Δσのメカニズムがワーク内の応力経過
で示してある。
【００２３】 さらに、腐食に敏感な材料による接着の代わりに、発泡接着剤が防食機能を引
き受けることによって重要な付加使用が得られる。カバー薄板１と底部薄板２と
を接着剤によって内側でカバーしかつエキスパンドメタル格子３２を全面にわた
って取り囲むことによって、複合構造体の腐食が阻止される。このことは特に重
要である。なぜならば、完成した複合構造体は、たとえば亜鉛めっきまたはラッ
カ塗りのような有効な防食手段によって防護することができない中空室を有して
いるからである。この場合、発泡接着剤が発泡して、中空室が完全に充填される
ことは必ずしも必要ではなく、内側に位置する自由表面が完全にカバーされるだ
けでよい。
【００２４】 別の実施例では、ウェブ材料３として、エキスパンドメタル格子、線材格子、
接着剤に対して透過性の中間薄板を備えたウェブ薄板または接着剤に対して非透
過性の中間薄板を備えたウェブ薄板から成る連続する多層構造体が使用される。
中間層は、固有の変形特性に課せられる要求に従って形成される。この場合、非
透過性の中間薄板と、透過性の中間薄板とは、機能性を拡張するために、接近不
能な中空室の内部に適切に発泡接着剤を導入するという機能を果たしている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 エキスパンドメタルウェブ材料を備えた多層複合プレートの概略的な構成を示
す図である。
【図１Ｂ】 エキスパンドメタルウェブ材料の構成を示す図である。
【図２】 硬化性接着剤を備えた複合薄板を、同じ薄板厚さを備えた中実薄板と比較して
示す力−距離線図である。
【図３Ａ】 発泡接着剤を使用した場合のなだらかな応力移行部を示す図である。
【図３Ｂ】 発泡接着剤なしの応力移行部を示す図である。
【符号の説明】
１ カバー薄板、 ２ 底部薄板、 ３ ウェブ材料、 ４ 多層複合プレー
トの変形能力を示すグラフ、 ５ 中実薄板の変形能力を示すグラフ、 ３１
中空室、 ３２ エキスパンドメタル格子、 Δσ 応力移行部
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年８月１１日（２０００．８．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス レンペナウアー ドイツ連邦共和国 ウルム オクセンシュ タイゲ 67 (72)発明者 ペーター ヴィンクラー ドイツ連邦共和国 オットーブルン テオ ドール−ケルナーシュトラーセ 20 Ｆターム(参考） 2E162 CB01 CB20 4F100 AB01A AB01C BA03 BA06 BA10A BA10C CB00 DC11B DD21B DD25B DJ01G GB31 JK08B

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多層複合プレートであって、当該多層複合プレートが、カバ
    ープレート（１）および底部プレート（２）としての、外側の２つの金属プレー
    トから成っており、両金属プレートが、これらの間に位置する変形可能なウェブ
    材料（３）に結合されている形式のものにおいて、 −カバープレート（１）と底部プレート（２）とが、発泡接着剤によってウェブ
    材料（３）に結合されており、前記発泡接着剤が、複合体内に残る中空室（３１
    ）を充填していることを特徴とする、多層複合プレート。
  2. 【請求項２】 両金属プレートの間に位置するウェブ材料（３）が、エキス
    パンドメタル格子（３２）、線材格子またはウェブ薄板から成っている、請求項
    １記載の多層複合プレート。
  3. 【請求項３】 両金属プレートの間に位置するウェブ材料（３）が、エキス
    パンドメタル格子、線材格子、接着剤に対して透過性の中間薄板を備えたウェブ
    薄板または接着剤に対して非透過性の中間薄板を備えたウェブ薄板から成る連続
    する多層構造体から成っている、請求項１記載の多層複合プレート。
  4. 【請求項４】 複合体内に残る中空室（３１）が、接着剤の気泡によって完
    全にまたは部分的に充填されている、請求項１記載の多層複合プレート。
  5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれか１項記載の多層複合プレート
    を製造する方法において、互いに結合させたい層の間に接着剤を導入し、該接着
    剤を熱処理にさらすことを特徴とする、多層複合プレートを製造する方法。
  6. 【請求項６】 接着剤をフィルム中間層の形でまたは液状の形で各層の間に
    使用する、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 熱処理によって接着剤を完全にまたは部分的に硬化させる、
    請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の、部分的に硬化させた接着剤を備えた多層複
    合プレートを製造する方法において、多層複合プレートの変形工程の後に初めて
    接着剤を後続の熱処理によって完全に硬化させることを特徴とする、多層複合プ
    レートを製造する方法。
JP2000568675A 1998-09-02 1999-08-31 接着された多層複合プレートおよび該多層複合プレートを製造する方法 Pending JP2002524304A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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