(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を挟んで相対向する一対の半体（２1，２2）よりなり、その両半体（２1，２2）にそれぞれ設けられて相互に重合する被接合部（４）相互を抵抗溶接してなる金属製構造部材本体（２）と、前記被接合部（４）間に配置された、高分子材料（７0 ）よりなる振動吸収体（７）とより構成された自動車用構造部材の製造方法であって、
乾燥状態で、ｌｏｇ（ｔａｎδ）≧（０．２４）ｌｏｇＧ−０．６７（ただし、ｔａｎδは振動吸収体の粘弾性率、またＧは振動吸収体の弾性率）といった特性を有する、未乾燥状態のフィルム状高分子材料（７0 ）を、空間を挟んで相対向させた前記一対の半体（２1，２2）の前記被接合部（４）間に挟み、次いで両被接合部（４）間を相互に抵抗溶接し、その後、前記フィルム状高分子材料（７0 ）を乾燥させて、その材料（７0 ）よりなる振動吸収体（７）を得ることを特徴とする、振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法。
【請求項２】
前記振動吸収体（７）の弾性率ＧがＧ≦１ＭＰａである、請求項１記載の振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車体構成部材として用いられる、振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車用構造部材としては、自動車のサスペンション用コイルスプリングの上端を支持するブラケットと、スプリングハウスとの組立体であって、それらの間に、それらを接合すべく、高接着力を有すると共に振動吸収能を備えたゴム変性エポキシ樹脂接着剤を配置したものが知られている（特許第２７００２９５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
材料自体の振動吸収能は、その粘弾性率ｔａｎδで表わされ、これは粘性項Ａ（ダッシュポット）と弾性項Ｂ（ばね）との比Ａ／Ｂである。この場合、粘弾性率ｔａｎδが大きい程振動吸収能は高く、したがってＡ≫Ｂであることが望ましい。
【０００４】
ところが、従来のゴム変性エポキシ樹脂接着剤は高接着力を有することから高弾性であり、したがって弾性項Ｂが大きい。そこで、粘弾性率ｔａｎδを大にするためには粘性項Ａを一層大にしなければならないが、これには、前記接着剤に高接着力を維持させなければならないこととのバランス上、限界がある。その結果、従来の自動車用構造部材には未だ十分な振動吸収能を期待し得ない、という問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、空間を挟んで相対向する一対の半体よりなる金属製構造部材本体の、両半体にそれぞれ設けられて相互に重合する被接合部間の接合強度を、抵抗溶接によって得ると共に、両被接合部間の振動吸収を、或る特性を備えた高分子材料よりなる振動吸収体に担わせ、これにより高強度で、且つ優れた振動吸収能を備えた前記自動車用構造部材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため本発明によれば、空間を挟んで相対向する一対の半体よりなり、その両半体にそれぞれ設けられて相互に重合する被接合部相互を抵抗溶接してなる金属製構造部材本体と、前記被接合部間に配置された、高分子材料よりなる振動吸収体とより構成された自動車用構造部材の製造方法であって、
乾燥状態で、ｌｏｇ（ｔａｎδ）≧（０．２４）ｌｏｇＧ−０．６７（ただし、ｔａｎδは振動吸収体の粘弾性率、またＧは振動吸収体の弾性率）といった特性を有する、未乾燥状態のフィルム状高分子材料を、空間を挟んで相対向させた前記一対の半体の前記被接合部間に挟み、次いで両被接合部間を相互に抵抗溶接し、その後、前記フィルム状高分子材料を乾燥させて、その材料よりなる振動吸収体を得る、振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法が提供される。
【０００７】
前記のように構成すると、重ね合わされた両被接合部間の接合強度は抵抗溶接によって得られるので、振動吸収体には、それら被接合部の接合への寄与は要求されない。そこで、振動吸収体として、粘弾性率ｔａｎδが一定の下で弾性項Ｂ、したがって弾性率Ｇを低下させて相対的に粘弾性率ｔａｎδを大にしたものを用いることによって、高い振動吸収能を備えた構造部材を構成することが可能である。この構造部材によれば、振動低減効果が顕著となる６ｄＢ以上の振動減衰を現出させることができる。この場合、振動吸収体の粘弾性率ｔａｎδを、絶対的に向上させるよりも弾性率Ｇを低下させることの方が容易である。
【０００８】
しかも、本発明の製造方法を用いることによって前記自動車用構造部材を量産することが可能であるとともに、高分子材料をフィルム状にすることによって、両被接合部間からの高分子材料の食出しを抑制し、これにより抵抗溶接用電極の汚れを極力少なくすることができる。さらに自動車製造ラインにおいて、未乾燥状態の未発泡フィルム状高分子材料を用い、この材料を車体の電着過程で、その焼付乾燥熱により発泡させると共に乾燥させて、発泡体よりなる振動吸収体により構造部材における両被接合部間の隙間を埋める、といったことも可能である。これにより、特別な乾燥工程を不要にして省エネルギを図ると共に振動吸収効果を一層向上させることができる。
【０００９】
さらに本発明によれば、前記振動吸収体の弾性率ＧがＧ≦１ＭＰａである、振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法が提供される。
【００１０】
このように構成すると、構造部材の剛性が全く変化しないので、共振周波数が変化する場合の振動増大という不具合を回避することができる。（なぜなら、振動吸収体の弾性率が増加すると、構造部材の一定入力に対する振動値Ｖ／Ｆのピークが高周波数側にシフトするため、路面振動入力Ｆの周波数と一致した場合、前記Ｖ／ＦとＦとが乗算され、実際の振動は増幅されるからである。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１，２において、自動車用構造部材としてのフレーム部材１は自動車用車体フレームの一部を構成し、また鋼板製第１，第２半体２1 ，２2 よりなる構造部材本体２を有する。空間を挟んで相対向する一対の半体２1 ，２2 は樋状主体部３と、その開口部全周に形成された被接合部としてのフランジ部４とを有し、重ね合わされた両フランジ部４間は相互に抵抗溶接、実施例ではスポット溶接され、これにより構造部材本体２が構成される。図１，２において、５は電極チップによる凹部、６はナゲットである。両フランジ部４間には、高分子材料よりなる振動吸収体７が配置されている。その振動吸収体７は、ｌｏｇ（ｔａｎδ）≧（０．２４）ｌｏｇＧ−０．６７〔ただし、ｔａｎδは振動吸収体の粘弾性率、Ｇは振動吸収体の弾性率（ＭＰａ）〕、といった特性を有する。振動吸収体７は、この実施例においては充実体である。
【００１２】
前記のように構成すると、重ね合わされた両フランジ部４間の接合強度はスポット溶接によって得られるので、振動吸収体７にはそれらフランジ部４の接合への寄与は要求されない。そこで、振動吸収体７として、粘弾性率ｔａｎδが一定の下で弾性率Ｇを低下させて相対的に粘弾性率ｔａｎδを大にしたものを用いることによって、高い振動吸収能を備えたフレーム部材１を構成することが可能である。このフレーム部材１によれば、振動低減効果が顕著となる６ｄＢ以上の振動減衰を現出させることができる。この場合、振動吸収体７の粘弾性率ｔａｎδを、絶対的に向上させるよりも弾性率Ｇを低下させることの方が容易である。
【００１３】
振動吸収体７において、その弾性率ＧはＧ≦１ＭＰａであることが望ましい。このような設定を行うと、フレーム部材１の剛性が全く変化しないので、共振周波数が変化する場合の振動増大という不具合を回避することができる。
【００１４】
フレーム部材１の製造に当っては、図３に示すように、乾燥状態で、ｌｏｇ（ｔａｎδ）≧（０．２４）ｌｏｇＧ−０．６７（ただし、ｔａｎδは振動吸収体の粘弾性率、またＧは振動吸収体の弾性率）といった特性を有する、未乾燥状態のフィルム状高分子材料７0 を構造部材本体２の両フランジ部４間に挟み、次いで、図４に示すように、両フランジ部４間を一対の電極チップ８により加圧して相互に抵抗溶接し、その後、フィルム状高分子材料７0 を乾燥させて、その材料７0よりなる振動吸収体７を得る、といった手段が用いられる。
【００１５】
前記のような手段を用いることによって前記フレーム部材１を量産することが可能である。また高分子材料７0 をフィルム状にすることによって、両フランジ部４間からの高分子材料７0 の食出しを抑制して電極チップ８の汚れを極力少なくすることができる。
【００１６】
前記粘弾性率ｔａｎδと弾性率Ｇとの関係式は次のような方法で求められた。
【００１７】
（１）動的粘弾性の測定
多種の振動吸収体７より縦１mm、横１mm、長さ５０mmの試験片を製作し、それら試験片について、バイブロン（レオメトリック社製、商品名）を用い、また周波数：１ｋＨｚ；温度範囲：−５０〜１５０℃の条件で動的粘弾性を測定して、粘弾性率ｔａｎδおよび弾性率Ｇを求めた。
【００１８】
（２）損失係数の測定
振動吸収体７の材質が異なる多数のフレーム部材１を、前記の方法で製造した。損失係数ηは、フレーム部材１を、その長手方向略二等分位置をハンマで叩くことにより加振して、その振動応答を求めると共に共振周波数における対数減衰率を求め、それらに基づいて算出された。また、他のフレーム部材、つまりスポット溶接は行われているが、振動吸収体７を備えていないものについて、前記と同様の方法で損失係数η0 を算出した。
【００１９】
（３）両損失係数η，η0 の比η／η0 と、粘弾性率ｔａｎδおよび弾性率Ｇとの相関を求めるため重回帰分析を行ったところ、
log(η／η0 ）＝（０．３６）log(tan δ）−（０．１４）log G ＋０．８５といった関係式を得た。
【００２０】
振動吸収体７を用いたフレーム部材１において、明確な振動低減効果が現われるのは、その損失係数ηが、スポット溶接を行っただけのフレーム部材１の損失係数η0 の４倍以上、つまりη／η0 ≧４のときであるから、前記関係式よりη／η0 ≧４のときの粘弾性率ｔａｎδと弾性率Ｇとの関係を求めたところ、
ｌｏｇ（ｔａｎδ）≧（０．２４）ｌｏｇＧ−０．６７
が得られた。なお、η／η0 ≧４において、６ｄＢ以上の振動減衰が現出する。
【００２１】
表１は、振動吸収体７の例１〜６に関する材質、２５℃での粘弾性率ｔａｎδおよび弾性率Ｇならびにフレーム部材１における損失係数η，η0 の比η／η0を示す。
【００２２】
【表１】
0004057723.tif 000002
【００２３】
図５は、振動吸収体７の例１〜６に関する粘弾性率ｔａｎδと弾性率Ｇとの関係を示す。直線は、粘弾性率ｔａｎδと粘性率Ｇとの関係式を表わしており、したがってその直線上を含み、且つその直線よりも上の領域が振動吸収効果の高い領域であって、例１，２が振動吸収体７として優れていることが判る。
【００２４】
図６は、振動吸収体７の例１〜６に関する弾性率Ｇと、フレーム部材１における損失係数η，η0 の比η／η0 との関係を示す。図６より例１，２がη／η0≧４の領域に属することが判る。
【００２５】
図７において、線Ａは振動吸収体７の例１を用いたフレーム部材１、線Ｂはスポット溶接は行われているが振動吸収体７を備えていないフレーム部材および線Ｃは振動吸収体７の例６を用いたフレーム部材１に関する周波数と振動レベルとの関係を示す。図７より、振動吸収体７の例１を用いたフレーム部材１によれば、周波数１０００Ｈｚ以下において振動レベルを低減することが可能である。なお、周波数４００Ｈｚ付近からそれ以上の領域における線Ｃのピークのずれは、振動吸収体７の弾性率Ｇが高いためピークが高周波側にシフトしていることに因る。
【００２６】
なお、自動車製造ラインにおいて、未乾燥状態の未発泡フィルム状高分子材料７0 を用い、この材料７0 を車体の電着過程で、その焼付乾燥熱により発泡させると共に乾燥させて、発泡体よりなる振動吸収体７によりフレーム部材１における両フランジ部４間の隙間を埋める、といったことも可能である。これにより、特別な乾燥工程を不要にして省エネルギを図ると共に振動吸収効果を一層向上させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、高強度で、且つ優れた振動吸収能を備えた自動車用構造部材の製造方法を提供することができ、前記自動車用構造部材を量産することが可能である。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、前記効果をさらに向上させた自動車用構造部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  フレーム部材の斜視図である。
【図２】  図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】  フレーム部材の製造における第１工程を示す断面図である。
【図４】  フレーム部材の製造における第２工程を示す断面図である。
【図５】  弾性率Ｇと粘弾性率ｔａｎδとの関係を示すグラフである。
【図６】  弾性率Ｇと損失係数η，η0 の比η／η0 との関係を示すグラフである。
【図７】  周波数と振動レベルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…………フレーム部材（構造部材）
２…………部材本体
４…………フレンジ部（被接合部）
７…………振動吸収体
７0 ………フィルム状高分子材料
【図１】
0004057723.tif 000003
【図２】
0004057723.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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