JPH0491877A - 制振性能の優れた積層金属板とその製造方法 - 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） ４発明は積層金属板に係り、更に詳しくは、自助型、家
屯及び産業機械などに用いらｆ］７る２枚以１：、の金
、翼板を積層した構造からなる制振性支び耐熱性等に優
れた積層金属板及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、各種の分野において静音ｈ７、静粛性の請求が高
まってきている。特に、自動車、家庭電気製品等を中心
に振動・騒音を抑制する必要性の庇い用途で、制振鋼板
の適用が積極的に進られでいる。

一般に、制振鋼板は、２枚の金属板の間に粘弾性高分子
・樹脂を挾んだ積層金属板で振動エネルギーを樹脂内で
熱エネルギーに変換して振動を吸収するものである。

しかし、挾み込まれた高分子樹脂の粘弾性特性は湿度に
よって変化するため、制振性が温度依存性を示し、適用
できる用途が限定される。また、高分子樹脂は一般に電
気絶縁体であるため、スポット溶接等の抵抗溶接が難し
、い。加えるに、高分子樹脂であるため、耐熱性が劣る
難点を有している。

（発明が解決しようとする！ｌｌ！題）そこで、高分子
樹脂を挾み込んだ制振金属板の欠点を解消する技術とし
て、制振合金、拡散接合型積層板、機械接合型積層板な
ど多くの技術が知られている。

このうち、制振合金（Ｍｎ−ＣＩＪ合金、黒鉛鋳鉄など
）は、制振性に温度依存性がなく、一般的には耐熱性に
優れている。しかし、各種部品に加工すると、制振性が
損なわれるため、熱処理による組織調整が必要であり、
適用できる用途が非常に制約される。

拡散接合型積層板としては、特開昭６３−１４０００４
号、特開昭６３−２４２６３５号、特開昭６４−４４２
８８号、特開平１−２５８９４５号などにおいて、半溶
融圧延、粉末による拡散接合、溶射肉盛接合などが提案
されており、介在物又は気泡が存在することによって制
振性能を確保するもので、プロセスとし、て熱間圧延が
必要なため、金属材利用及び板厚が制約されると同時に
。

板厚を薄くするために、冷間圧延を行うと特性が大きく
変化する可能性がある。

なお、Ｃ，ＡＭＰ−Ｉ　Ｓ　Ｉ　Ｊ　　Ｖｏｌ、　１　
（１９８８）ｐ、４３９及びＣＡＭＰ−ＩＳｌ、丁　Ｖ
ｏｉ、　２　（１−９８９）　ｐ　、　１３２８で提案
されているものは、制振性、耐熱性に優れ、かつ抵抗溶
接が可能であるが、積層鋼板を製造する過程、すなわち
、拡散接合する工程におイテ高圧（１００ｋｇｆ／ｃｔ
ａ２）、高ｍ（９００℃）、長時間（１０ｈｒ）が必要
であり、連続製造が不可能である。

機械接合型積層板としては、特開昭６４−５８３０号、
特開昭６４−５８３１号、特開昭６４−４９６３４号、
特開平１−１．７８３３８号などがあり、リベットやか
しめで接合し、金Ｒ板間の振動による摩擦エネルギーを
利用するものであるが。

板厚が薄くなると（例えば、金属板の板厚が１．０ｍｍ
以下）、リベット加工時、かしめ時の歪みによって金属
板間の摩擦効果が得られる面積が低下し、安定した特性
が得られない。また、製造プロセス上から、多工程にな
ると共に連続化が難しい。

スポット溶接接合積層板として、特開昭６・１−５８３
２号が提案されているか、スポット４接時の加圧力及び
発熱による熱歪みによって金属板間に隙間が生し、充分
な摩擦効果が得られないため、制振性能が低下する。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、広範囲な板厚
で連続製造が容易で、しかも割振性は勿論のこと、耐熱
性、加工性、溶接性等の優れた広範囲の用途に適用可能
な積層金属板を提供することを目的とし、また該積層金
属板を容易に連続製造し得る方法を提供することを目的
とするものである。

（課題を解決すための手段） 本発明者らは、前述の種々の問題点を解決するため鋭意
研究を重ねた結果、金属板と金属板を溶接によって部分
接合するに際して、金属板間の隙間寸法とその接触面積
率を規制し、かつ、金属板間の接合面積率を規制するこ
とにより、始めて高い制振性が得られると共に各種用途
に耐え得る高い接合強度と耐熱性が得られることを見い
出し、ここに本発明をなしたものである、 すなわち、本発明は、２枚の金属板を溶接により部分接
合した積層金属板において、金属間の隙間が５０μｍ以
下、その隙間の面積率が７０％以」二であると共に、金
属板間の接合面積率が０．２〜２０％であることを特徴
とする制振性及び耐熱性の優れた積層金属板を要旨とす
るものである。

また、その製造方法は、２枚の金属板同士をシーム抵抗
溶接又はレーザー溶接により、金属板間の接合面積率が
０．２〜２０％となるように接合して、金属間の隙間が
５０μｍ以下、その隙間の面積率が７０％以上の状態を
得ることを特徴するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用） 重ね合わされた金属板と金属板との間の接合法は、金属
板間の隙間が５０μｍ以下で、その面積率が７０％以上
にし得る接合手段である必要があり、しかも、接合面積
率を０．２〜２０％にする必要がある。

接合面積率が０．２°熟未満では、充分な接合強度が得
られないため、剛性の著し、い低トと共（：　７１ノス
成形なと′の塑性加１−二によ−）で局部外、１４や刺
通不良が生りる。一方、接合面積率が二し）°屹を超え
ると一制振性が低下するど挟に、溶接に長時間を要する
ため、生産性か大・−１−低さする。

本発明の積層板は、空気層を利用した積層板や介在物な
どを介在させ拡散接合した積層板に比へ接合間隔が長い
ため、金属板間の摩擦によるエネルギー吸収量が大きく
なり、高い制振性が得られる。、シかし７、金属板間の
隙間が５０μｍを超えると金属板間の摩擦が小さくなり
、制振性が低トする。また、金属板間の隙間が５０μｍ
以ｒであっても、その面積率が７０％未満では制振性を
高める金属板間の摩擦面積が少なくなり、制振性が低下
するので、好ましくない。

か＼る接合手段としては、狭い接合面積で安定した高い
接合強度が得られ、しかも金属板の特性を損なうことな
く連続積層が可能であ１ｊ、低−ス［・で製造でさる溶
接法が適ＩＪＪである、そのような（溶接法とし２では
、シーム抵抗溶接やレーザー溶接がｉｉ７能て・あ１．
１．これ２．こより５０μｍ以トの隙間を何才る接触面
積率を″７０％以ト、■、することができる。これらの
溶接法が適しでし）る理由は以ドのとおりである、。

鋼板間を短時間で強固に接合する力広としでは、一般に
抵抗溶接やレーザー溶接が用いｒｈ、ている。

レーザー溶接は鋼板表面から照ルｔし、て溶接し、た場
合、鋼板の表面が溶融又は酸化するために塗装性が低下
するなどの問題があるので、塗装鋼板には適当でない。

一方、抵抗溶接は、鋼板間の接触抵抗を利用すので、鋼
板の表面の酸化を防止できるため、塗装鋼板用途などに
適した接合法である。よく用いられる抵抗溶接法には、
自動車車体の組ケに用いられるスポット抵抗溶接や、ガ
ソリンタンク類に用いられるシーム抵抗溶接があるが、
前各は通′酊時間が長く、ナゲツトを形成した場合１ｗ
４板間の隙間が１００μｍ以−１−になる（第２図参照
）ので適当てない。アーク溶接でも同様の結束ピなるの
で適１−１１でない。また７　スポット１容接では、」
ぞル喪品の製造な、ビの連続ラインにおいて連続的に溶
接した場合には、１点毎に電極のトド動が入るため。

生産性が著しく低下するという間迫もある。

シーム抵抗溶接は、１〜３サイクルと通電時間が短かい
ので、鋼板の接合面力みで発熱するた５め、鋼板間の隙
間を５０μｍ計に保持できると共に、鋼板表面の酸化を
防止でき、かつコイル製品の製造ラインでの連続生産に
適している。

シーム抵抗溶接における溶接条件、例えば、通電、休止
又は電極輪の幅、加圧力なとの条件は特に制限されるも
のではない。しかし、過大な＠流を流した場合は鋼板の
表面が酸化して塗装性が低下するので、電流の最大値を
鋼板間で散りが発４Ｅする電流よりも２ｋＡ程度にする
のが好ましい。

この場合、電流の下限値も特に制限されないが、所定の
接合強度を確保するたぬに圧接できる電流値は必要であ
る、 また、レーザー溶接条件も特に制限されるものではない
４ なＥ、本発明においては、金属［反は２枚にｌＩＩ☆定
されるものではなく、多層にすることも可能Ｃあり、枚
数か増えるほどより効果が望める。また、金属＋Ｐｉヒ
しては、鋼板は勿論のこと、あらゆる金属板がｉｉｆ能
であり、異種の金属板の接合も可能である。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

害−寒−＠−１− 金属板として０．８１厚の冷延鋼板を使用し、レーザー
溶接により、第１図に示す要領にて部分接合した積層鋼
板を製作した。その際、レーザー溶接は鋼板間の隙間が
様々な値となるように実施し、主な溶接条件は、溶接機
：ＣＯ，レーザー溶接機、レーザー出カニ、１．５ｋＷ
、溶接速度＝２ｍ／ｍｊｎである。

積層鋼板の隙間、接合面積率及び損失係数を第１表に示
す。

同表より、本発明材はすぐれた制振性が得られている二
とがわかる。

なお、第３図は制振性と金属板間の隙間との関係を整理
して示した図であり、これより、隙間が５０μｍ以上に
なると制振性が著し・−低下することがわかる。

また、第４図は制振性と金属板間の接合面積率との関係
を整理して示した図であり、これより、接合面積率が０
．２％よりも小さい場合並びに２０％よりも大きい場合
には制振性が低下することがわかる。

災に輿１ 板厚が０．８ｍｍ、０．５ｍ＋＋＋、０．８ｍｍの３枚
の冷延鋼板を使用し、同様にレーザー溶接により、部分
接合した３層の積層鋼板を製作した。この積層鋼板の制
振性は損失係数が０．１３と高く、優れた性能を示した
。第５図に積層鋼板の断面を示す。

【以下余白） 去Ｊ１謹止 金属板ヒして０．８１厚の冷延ｍ板を使用し。

シーム抵抗溶接により、第６図に示す要領にて部分接合
した積層鋼板を製作した１、その際、シーム抵抗溶接は
鋼板間の隙間が様々な値となるように実施し、主な溶接
条件は、電極幅：６ｍｍ、加圧力＝２５０ｋｇｆ、通電
時間：３サイクル、休止時間＝３サイクル、電流：１５
ｋＶＡである。

積層鋼板の隙間、接合面積率及び損失係数を第１表に示
す。

同表より、本発明材はすぐれた制振性が得られているこ
とがわかる。

なお、第７図は制振性と金属板間の隙間との関係を整理
して示した図であり、これより、隙間が５０μｍ以上に
なると制振性が著しく低下することがわかる。

また、第８図は制振性と金属板間の接合面積率との関係
を整理して示した図であり、これより、接合面積率が０
．２％よりも小さい場合並びに２０％よりも大きい場合
には制振性が低下することがわかる２ 実施例４ 板厚が０．８ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍの３枚の冷
延鋼板を使用し、シーム抵抗溶接ｆＩ接により、部分接
合した３層の積層鋼板を′Ｍ作した。この積層鋼板の制
振性は損失係数が０．１２〜０．１３と高く、優れた性
能を示した。

【以下余白） （発明力効果） 以ト詳述ｌ、たＥ″１１．５、本発明【、−より５ば２
制撮性が優１１．るど其じ２町解性、加工性、溶接性等
も優れた積層金属板を堤供でき、（２かも広範囲な板厚
で連続製造か容易であイ］力で　広範囲σ）用途；二適
用ｉｊＪ能て゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は積層鋼板をし・−サー溶接し、−よ−）部分接
合する要領を丞す説明図、 第２図は積層金属板を抵抗スポット溶接Ｃ接合し、たと
きの鋼板断面の金属相ｍを示１顕微鏡′グ真、第３図及
び第・・１図はローぜ一溶接（５−より部分接合し、た
積層鋼板の制振性ど鋼板間の隙間又は接合面積率との関
係をそれぞれ斤くす図、 第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれレーザー溶接（、：よ
り部分接合【、また３層からなる積層鋼板の断面の金属
組織を示す顕微鏡写真。 第６図は積層鋼板をシーｔ１抵抗溶接１ニー、より部分
接合する要領を丞ず説明図、 第７図及び第８Ｄ４はシーム抵抗溶接１ｍ　Ｊ：、り部
勺接合Ｉした積層ｉ１１阪の制振性ど！！ｌｌ板間の隙
間又は接合面積率との関係をぞれぞｔｔ、Ｔ（す図ごあ
・−１第 図 特性ｔ（１願人　　株式会社神戸製鋼所代理人弁理１．
　中　　村　　　尚 第 図 第 図 第 図 を為Ｖ１関１叶間 （／Ｊ匍 第 図 第 図 麿鳥抜Ｆ５４畔間 （〕ｉ４にン 鵠１０に＋ｌＬ　　／）？ 剥揉性π

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚の金属板を溶接により部分接合した積層金属
   板において、金属間の隙間が５０μｍ以下、その隙間の
   面積率が７０％以上であると共に、金属板間の接合面積
   率が０．２〜２０％であることを特徴とする制振性及び
   耐熱性の優れた積層金属板。
2. （２）溶接法がシーム抵抗溶接又はレーザー溶接である
   請求項１に記載の積層金属板。
3. （３）２枚の金属板同士をシーム抵抗溶接又はレーザー
   溶接により、金属板間の接合面積率が０．２〜２０％と
   なるように接合して、金属間の隙間が５０μｍ以下、そ
   の隙間の面積率が７０％以上の状態を得ることを特徴す
   る制振性及び耐熱性の優れた積層金属板の製造方法。