JPS6367142A - 溶接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） 本発明は振動抑制能に優れ、且つ、抵抗溶接性に優れた
再溶接制振鋼板に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車、家電製品等、原動機を利用する商品分野
が拡大してきた。利用範囲が拡大するにつれて、これら
商品の価値は多くの角度から評価され、それに対応して
多くの新技術が附加されてきている。この中で最近、特
に重視されている評価尺度の一つに静粛性、低振動性が
ある。この用途に制振鋼板は従来の鋼板類等に代わって
合目的に且つ有利に適用５れているが、この２枚の鋼板
類の間に薄膜の粘弾性樹脂を挟んだ所謂、拘束型の制振
鋼板は、適用している樹脂が非導電性であるために、従
来の鋼板類を接合していたスポット溶接、シーム溶接、
プロジェクション溶接等の電気抵抗溶接法をそのまま適
用出来難い問題があった。

しかして、鋼板間に樹脂をはさんだ物体の溶接性能付与
については種々の方法が提示されている。例えば特開昭
５８−１９１１５４では少なくとも表裏金属板の一つに
異形板を用い、実質的に表裏金属板を接触せしめて導電
回路を形成する方法、特開昭５８−１４２８４４では２
枚の金属板の間に合成樹脂を介在せしめた積層板におい
て、この樹脂層にらせん状の導電体を体積比で３〜３０
％混合せしめる方法、特開昭５８−１４２８４５では上
記らせん状導電体の代わりに金属繊維を樹脂に対する体
積比で３〜３０％児在せしめる方法等がある。しかし、
何れの手段も工業的に安定した溶接性を確保することが
困難である。

（発明の目的） 本発明はこれらの先行技術と全く別の角度から研究した
結果発明されたもので、従来技術より簡単に且つ低コス
トで溶接性能に優れた制振鋼板を提供するものである。

（問題を解決する手段） 本発明の特徴とするところは、ｌ）拘束型の抵抗溶接可
能な制振鋼板において、３〜６０％重量比、粒度分布８
０ｗ以下で、且つＪＩＳ　Ｚ　２５０２に規定する流動
度が１８〜３０秒１５０ｇである金属粉を添加した樹脂
を用いた溶接性能に優れた制振鋼板、および２）」−記
１）項に於て適用する金属粉を、ステンレス粉、鉄粉、
銅粉、ニッケル粉亜鉛粉、を単独、または混合、或いは
、合金化して適用する事を特徴とする溶接性能に優れた
制振鋼板、に関するものである。

本発明による制振鋼板の樹脂層の厚みは１０〜１５０Ｊ
Ｌで、より好ましくは３０〜７０ｐＬの範囲の樹脂厚が
よい。通常の軽量化を目的としたラミネート鋼板では、
金属板間に挟む樹脂層の厚みは、軽量化が目的である為
に、１５０〜１０００ｇ、より一般的には２００〜６０
０　ＪＬが実用］二最も多いようである。

本発明の対象とする制振鋼板の樹脂厚が１０ｐ以下にな
れば樹脂の制振性能、すなわち、外部からの振動エネル
ギーを熱エネルギーに変換・放散する効果が急激に減衰
し、Ｊ１一つ表裏鋼板を有効に拘束する接着力も急激に
低下するので好ましくない。

樹脂厚が１５０　ｐ−を越えても制振性能自体の低下は
ないが、樹脂を使用する為に比較的軟らかい樹脂となり
、樹脂の強度不足による制振鋼板の加工成型性の劣化、
すなわち、樹脂の低い剪断抵抗力の影響が現れてくる不
利を生じ、更に、樹脂中に優れた導電性フィラーを添加
しても、溶接性能のバラツキが大きくなる不利を生じ易
い。

本発明はこのような拘束型制振鋼板において、当該樹脂
中に分散せしめる金属粉量が樹脂層の中に重量比で３〜
６０％を占め、且つ、金属粉の粒度が８０に以下であり
、更にＪＩＳ　Ｚ　２５０２で規定される流動度が１８
〜３０秒１５０ｇに構成し、その金属粉としてステンレ
ス粉、鉄粉、銅粉、ニッケル粉、亜鉛粉、を単独或いは
混合、または、必要に応じてこれらの金属を合金化した
金属粉を用いるものである。本発明による金属粉は樹脂
層中にあって、溶接時の電気伝導体として有効に作用す
る結果、工業的に広く実用化されているスポット溶接、
シリーズ溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接等の
抵抗溶接に従来の冷延鋼板とほぼ同等の条件で作業でき
るものである。

樹脂自体に抵抗溶接に必要な程度の導電特性を付与出来
れば最も好都合であるが、現状では工業的な規模で、且
つ、安価に、かかる樹脂を手に入れる事は、はぼ不可能
である。かかる観点から樹脂中に導電性の物質を添加、
分散せしめ、導電回路を形成せしめる方法があるが、木
発明者の検討の結果、これら従来の方法では電気溶接で
きる部分と出来ない部分が生じ、甚だしい場合には、溶
接電流が殆ど流れない場合のある事を確認した。

制振鋼板を工業的に実用化するには、溶接作業の安定性
が極めて重要である事は論を待たない。

本発明者は、樹脂中に導電性付与剤として分散せしめた
、金属粒子の導電特性を詳細に研究した結果、この金属
粒子が導電剤として有効に作用するには、次の３つの要
件が必要である事を見出した。

１）樹脂膜厚と金属粒子のサイズの比 ２）金属粒子の量（樹脂中の分散量） ３）金属粒子と表皮材との接触 勿論、樹脂中に分散せしめた金属粒子がほぼ均一に分散
している事が前提になる。金属粒子（粉体）サイズは樹
脂厚が厚くなるに従い、大きくする必要があるが、樹脂
厚／金属粒子サイズ比が２以下、より好ましくは１．０
５以下で有効な導電回路の形成ができる。

金属粒子の添加比率（重量比）を約８０％以上に４二げ
れば、］−記制約はほぼ不要になるが、金属粒子の添加
比率が、このように高くなると、樹脂と表皮鋼板の密着
性が阻害されること、および樹脂の制振性能（制振鋼板
の損失係数として測定）が低下する等の不利益を生じる
ので、金属粒子の添加比率は６０％以下にすべきである
。金属粒子の添加比率の下限は金属粉の粒度分布により
変化する。すなわち、粒度の大きい部分の比率が高いほ
ど、添加比率は小さくてよい。樹脂本来の制振性能、表
皮鋼板との密着性能を発揮せしめるには金属粉の添加比
率は６０（重量）％以下にすべきであり、抵抗溶接適性
を得る為には、最低３（重量）％以」二にすべきである
。

本発明の最も大きな特徴は、金属粒子と表皮鋼板との界
面の接触、及び金属粒子相互の接触を、導電性を確保す
る上で、最も望ましい形にする事である。樹脂中に分散
、懸濁している金属粒子の表面は分散媒である樹脂に覆
われている。抵抗溶接時には表皮鋼板が電極チップ、電
極輪等で加圧される。この電極加圧時に導電性が必要で
、その結果、初期通電により、樹脂層が加熱軟化、或い
は、一部消失して、表皮鋼板相互の接触が可能になり、
本格的な通電を開始することになる。

したがって、本発明における、金属粉の役割は溶接過程
、特に溶接開始３〜４サイクルまでの導電回路を、通常
とられている鋼板類の溶接と、はぼ同等の設備、溶接作
業条件で形成可能ならしめる点にある。樹脂層で表面を
被覆されている金属粉が、溶接初期過程で導電回路を形
成するためには、溶接時の電極の加圧により、この樹脂
被覆層が排除、乃至一部破れて裸の金属粒子表面が露出
する車が必要である。かくすることにより、金属粉と表
皮鋼板類、及び金属粉相互の電気的連結が可能になる。

このように、電極による局部加圧により、導電回路を形
成するには、金属粉表面が平滑であれば不可で、ギザギ
ザ状のミクロ凹凸、あるいはマクロ的に鋭角的な表面形
状を有する事が必要になる。この金属粉の表面プロフィ
ルを示す尺度の一つにＪＩＳで規定される流動度がある
。本発明は金属粉の流動度の範囲を優れた溶接性能を１
■Ｉる為に規定するものであり、粒径８０ｐＬ以下の粒
度で１８〜３０秒１５０ｇである事が必要である。表面
が平滑な、球状の金属粉体の流動度（粒径８０ＪＬ以下
）は１３〜１４秒１５０ｇであり、この金属粉を適用し
た制振鋼板では、電気溶接時の初期抵抗が異常に高く、
殆ど通電せず溶接出来ない。本発明で使用する金属粉は
、例えば、楕円状、立方体、直方体状、棒状、塊状であ
っても何等差支えない。

本発明の中で述べたステンレス粉の化学成分は、特に規
定するものでないが、例えば、３０４Ｌ。

３０８Ｌ、　３０９Ｌ、　４１０Ｌ、　４３０Ｌ、　１
３０ｒ−Ｆｅ、　５　Ｃｒ−Ｆｅ。

などが有利に適用できる。次に実施例により本発明の具
体例を詳述する。

〔実施例−１〕 板厚０．５ｍｍの連鋳アルミギルド鋼板（表裏とも）の
片面にステンレス粉を含む樹脂を塗１ｔｊＩ、、２００
°Ｃの炉温で３分間加熱乾燥し、樹脂塗布面を一方の鋼
板と張り合わせた後、加圧力１０Ｋｇ／　ｃｒｎ’、温
度１８０°Ｃで５分間ホットプレスして試験板を得た。

試験板作成の詳細条件は次の通りである。

ステン【／ス粉：　ＳＵＳ　４＋ＯＬ、　　粒径３２〜
５３ｐ（篩で分級）。流動度２４秒／　５０ｇ。

樹脂に対する添加比率２０％　（重 Ｍ）。

樹　脂：非品性ポリエステル樹脂。

溶　剤：キシレン＋トルエン。乾燥塗膜重隈／片面２５
川。

性能評価結果： 溶接性・・・・スポット溶接を実施。１００枚の試験片
用い、相手板として板厚１．０　ｍｍの冷延鋼板を使用
。溶接条件〜加圧力 ２ＱＱＫｇ。電流？、５ＫＡ。溶接昨間１４サイクル。

溶接スプラッシュ、電極の溶着 等の溶接異常は１００件中１件も生じなかった。

引張剪断力・・・・試験片温度２０℃。引張速度５ｍｍ
／分の条件にて７５〜９０Ｋｇ／　ｃｍ’。

制振性能・・・・加振周波数５００Ｈｚにて損失係数（
η）の０．１以上の温度範囲１５〜Ｃ０Ｃ０ 〔比較例−１〕 （実施例−１）と同一条件でステンレス粉の流動度を変
えたものを使用した。

ステンレス粉：　ＳＵＳ　４１０Ｌ　（ガス噴霧により
得られた球形の表面が平滑な粒子）。

粒径３２〜５３ｋ（篩で分級）。流動 度１４秒１５０ｇ。樹脂に対する添加 比率２ｏｚ（重量）。

性能評価結果：実施例−１と同一条件にて実施。

溶接性・・・・溶接異常数は１００件中８ア件引張剪断
力・・・・６１〜？５Ｋｇ／　ｃｒｎ’。

制振性能・・・・損失係数０．１以」−の温度範囲１５
〜６０°Ｃ 〔実施例−２〕 板厚０．８５ｍｍ、連鋳アルミギルド鋼板をベースに溶
融亜鉛めっき、更にガルバニール処理を施した鉄−亜鉛
合金亜鉛めっき鋼板（合金付着量４５ｇ／ｍ’）を表裏
鋼板に用いた。この鋼板の片側一方の鋼板に鉄粉を含む
粘弾性樹脂を塗布し、１７０℃の炉温で３分間加熱乾燥
後直ちに板温１６０℃に調整しである他の一方の鋼板と
張り合わせた。ついで加圧力５ｋｇ／　ｃｍ’、温度１
？０’Ｃ−Ｃ’５分間ホットプレスして試験板を得た。

試験板作成の詳細条件は次の通りである。

鉄粉：電解鉄。粒径６５〜９８ｋ（篩で分級）。流動度
２０秒１５０ｇ。樹脂に対する添加比率３０（重量）％ 樹脂：非晶質ポリエステル樹脂＋ウレタン樹脂。

溶剤：キシレン＋シクロヘキサノン。乾燥塗膜重量：９
５ＪＬ 性能評価：試験要領は（実施例−１）に同じ。

評価結果：溶接性・・・・１００件中４件のみ溶接スパ
ーク発生（他は全く異常なし） 引張剪断力・・・・１０５〜１１２Ｋｇ／　ｃｒｒｆ制
振性能・・・・損失係数０．１以−１−の温度範囲５〜
６０°Ｃ 〔比較例−２〕 （実施例−２）と同一条件で鉄粉の流動度を変えたもの
を使用した。

鉄粉：溶融電解鉄をガス噴霧により得られた球形の表面
が平滑な粒子。粒径６５〜９８ｐ（篩で分級）流動度１
２秒１５０ｇ。樹脂に対する添加比率３ｏｚ（重量）。

性能評価：試験要領は（実施例−１）に同じ。

評価結果：溶融性・・・・１００件中８？件にスパーク
、電極溶着等の溶接異常が発生。

引張剪断力−・・・８３〜９５Ｋｇ／ｃｍ’制振性能・
・・・損失係数０．１以上の温度範囲１０〜７３℃ （発明の効果） かくすることにより、本発明によれば溶接性を安定して
向上させることができ、工業的に大きな効果を奏するも
のである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）拘束型の抵抗溶接可能な制振鋼板において、３〜
   ６０％重量比、粒度分布８０μ以下で、且つ、ＪＩＳ　
   Ｚ　２５０２に規定する流動度が１８〜３０秒／５０ｇ
   である金属粉を添加した樹脂を用いた、ことを特徴とす
   る溶接性に優れた制振鋼板。
2. （２）金属粉をステンレス粉、鉄粉、銅粉、ニッケル粉
   、亜鉛粉、の単独、または混合、或いは、合金化して適
   用する特許請求の範囲第１項記載の制振鋼板。