CN101409115A - 复合金属薄板、接合金属薄板的方法及接合金属薄板的设备 - Google Patents

复合金属薄板、接合金属薄板的方法及接合金属薄板的设备 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种电性能和可靠性显著增强的复合金属薄板，一种制造这种复合金属薄板的方法，以及制作这种复合金属薄板的设备。具体地，本发明提供一种通过将两块金属薄板接合在一起而形成的复合金属薄板，其包括：在两块金属薄板彼此叠合的状态下，通过沿切割线切割两块金属薄板并按压由两块金属薄板中的切割线和参考线所包围的区域而形成的突出部，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状，对应于施加压力的区域在该区域的一部分上形成突出部；通过在两块金属薄板中形成突出部而产生的孔；以及位于突出部的外周切割面和孔的内周切割面之间的接合部。

Description

复合金属薄板、接合金属薄板的方法及接合金属薄板的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求日本专利申请号2007-237008的优先权，其是在2007年9月12日提交的，其公开的内容全部作为参考在此明确地被结合。
技术领域
本发明涉及一种复合金属薄板，接合金属薄板的方法，以及接合金属薄板的设备。本发明尤其涉及一种通过接合两块金属薄板而形成的复合金属薄板，接合两块金属薄板的方法，以及接合两块金属薄板的设备。
背景技术
在现有技术中，常规地通过将金属薄板锻模在一起来将金属薄板接合在一起是众所周知的。然而，锻模工艺有一个缺点，就是不能获得满意的电性能。这是因为这种工艺只取决于锻模处理过程中发生的残留应力和接触力。而且，在接触区域中有许多缝隙，这些缝隙总是导致相应区域产生腐蚀。结果使得电性能很难长期保持。
另外，有建议通过等离子焊接将金属薄板接合在一起来获得长期的电性能。这种方法也有一个缺点，就是自动化工艺很难建立起来，并因此而不适于大规模生产。于是，这种方法不是经济划算的方法。
为了解决上述问题，本发明人研究出了一种能够显著提高电性能及可靠性的复合金属薄板，制作该复合金属薄板的廉价的方法，以及一种生产该复合金属薄板的廉价的设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种通过将两块金属薄板接合在一起而形成的复合金属薄板，其包括：在两块金属薄板彼此叠合的状态下，通过沿切割线切割两块金属薄板并按压由两块金属薄板中的切割线和参考线所包围的区域而形成的突出部，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状，对应于施加压力的区域在该区域的一部分上形成突出部；通过在两块金属薄板中形成突出部而产生的孔；以及位于突出部的外周切割面和孔的内周切割面之间的接合部。
优选的，切割线与参考线一起基本上形成梯形，并以参考线为短边。
优选的，相应于参考线布设有两条切割线。
根据本发明的另一个方面，提供了一种将两块金属薄板接合在一起的方法，包括：叠合两块金属薄板；随后，沿切割线切割两块金属薄板并按压设置在两金属板上的由切割线和参考线所包围的区域，以便对应于施加压力的区域在该区域的一部分上形成突出部，同时参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状，并且通过在两块金属薄板中形成突出部而产生孔，其中，对区域施压以使得突出部接触孔的内周切割面。
根据本发明的再一个方面，提供了一种接合金属薄板的设备，包括：其中具有凹部的第一按压模具，该凹部的形状与设置在金属薄板上的由切割线和参考线包围的区域相等或相应，而且在参考线处深度最小而在与参考线相对的周缘处的深度最大，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端部延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状；以及具有突出部的第二按压模具，突出部适合于容纳在第一按压模具内的凹部中，而且在参考线处的高度最小而在与参考线相对的周缘处的高度最大。
附图说明
图1是示出了按照本发明的复合金属薄板的实施例的局部透视图；
图2是示出了图1中的复合金属薄板的俯视图；
图3是示出了沿图2中的箭头P1的方向观察复合金属薄板的视图；
图4是示出了沿图2中的箭头P2的方向观察复合金属薄板的视图；
图5是示出了沿图2中的剖线I-I的截面图；
图6是示出了沿图2中的剖线II-II的截面图；
图7为图6中的复合金属薄板的照片；
图8为按照本发明的金属接合设备的实施例的透视图；
图9A和9B为沿图8中的剖线III-III的截面图。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述本发明的几个实施例。图1是按照本发明的复合金属薄板1的局部透视图。图2是图1中的复合金属薄板1的俯视图。图3是沿图2中的箭头P1的方向观察复合金属薄板的视图。图4是沿图2中的箭头P2的方向观察复合金属薄板的视图。图5是沿图2中的剖线I-I的截面图。图6是沿图2中的剖线II-II的截面图。
如附图所示，复合金属薄板1包括两块金属薄板10、11。如图5所示，复合金属薄板1包括突出部12、13、孔14、15、以及接合部16(参见图6)。
金属薄板10中形成突出部12。金属薄板11中形成突出部13。如图2所示，在两块金属薄板彼此叠置的状态下，突出部12、13分别通过沿切割线L2切割两块金属薄板10、11并按压由切割线和参考线L1包围的区域而从每一金属薄板的端部产生，并且设置在两块金属薄板中，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通并与参考线一起形成预定形状。在这一情形中，沿箭头Y1的方向形成突出部12、13。换而言之，突出部12、13因此在相应于施压区域的一个部分处产生。例如，突出部12、13大概在与参考线L1相对的区域或沿着边缘产生。优选地，相应于参考线L1设置有两条切割线L2。
孔14是由在金属薄板10中形成突出部12而获得的。同样地，孔15是由在金属薄板11中形成突出部13而获得的。金属薄板10的突出部12至少部分被压入设在金属薄板11中的孔15中。详而言之，突出部12的外周切割面摩擦孔15的内周切割面。由于该摩擦作用，涂在两表面上的氧化层会被清除，于是突出部12的无涂层外周切割面和孔15的无涂层内周切割面会彼此接触。结果如图6和7所示，在突出部的外周切割面和孔的内周切割面之间产生接合部16。而且，当压力作用在其上时，突出部12的下表面和突出部13的上表面发生变形。由于上述变形，在两突出部12、13彼此叠置的区域也发生摩擦，如图5所示，形成接合部17。
在使用复合金属薄板1的情形中，当压力沿箭头Y1的方向作用其上时，在突出部12的外周切割面和孔15的内周切割面之间发生摩擦。由于该摩擦，复合金属薄板1具有接合部16，因此表现出电性能和可靠性显著增强。
而且，根据上述复合金属薄板1，因为金属薄板10、11能够通过常规的按压工艺容易地接合在一起，而不需要将金属薄板接合在一起的专门的和昂贵的设备。因此，本发明可以达到使该工作经济。
参见图2，由参考线L1和切割线L2包围的区域大致呈梯形形状，且参考线为梯形短边。换而言之，随着基本平行于参考线L1的切割线L2的一边缘离参考线L1越近，该边缘的长度会越短。更具体地，参见图2，该边缘可以认为沿箭头Y2的方向延伸。
根据这样的构造，当沿预定的方向(例如，向下)按压突出部12、13时，突出部12至少部分被压入孔15中。结果，在突出部12的外周切割面和孔15的内周切割面之间产生法向荷载。因此，将金属薄板10、11接合起来会很容易，并且能够提高两块金属薄板之间的接合强度。
还是在使用复合金属薄板1的情形中，依照参考线L1形成有两条切割线L2。由于这种构造，有可能获得两条相对于上述一条参考线L1设置的接合部16。于是，电性能和可靠性显著增强。
参见图8和9，将两金属薄板10、11接合在一起的设备2会在下文中详细描述。图8为按照本发明的接合金属薄板的设备的实施例的透视图。图9为沿图8中的剖线III-III的截面图。如图8和9所示，金属接合设备2包括第一按压模具21、第二按压模具22和导件23。
第一按压模具21例如可为长方体形，并在其顶面布设有两凹部24。每一凹部24的形状与金属薄板10、11中的由参考线L1和切割线L2包围的区域相等或相应。换而言之，各凹部分别为相应的大致梯形形状。而且，凹部24的深度通常为0或足够浅，以防止参考线L1被切割掉。
第二按压模具22基本为杆状。在俯视图中，两个梯形通过其短边彼此连接在一起。模具的整体形状看起来大致为蝴蝶结形。第二按压模具22沿箭头Y1的按压方向在其前端部具有一对突出部25。这对突出部25适合于容纳在或插入于前述的两凹部24中。而且，这对突出部25基本上在参考线处或其附近的高度最小，而在与参考线相对的周缘的高度最大。换而言之，突出部25相对于参考线L1基本上对称倾斜。
导件23例如可为长方体形，并具有贯穿的导孔26。导孔26用于使第二按压模具22穿过其中，因此具有与设置在第一按压模具中的凹部相等或相应的截面。相对照地，第二按压模具22的截面的两个梯形通过其短边彼此连接。换而言之，正如前面提到的第二按压模具22，导孔26也看起来大致为蝴蝶结形。由于该导孔26，第二按压模具22在箭头Y1的方向被引导。在此应用时，沿箭头Y1的方向施加压力。
通过使用上述金属接合设备2来接合金属薄板的方法会在下文中详细描述。参见图9(A)，两块金属薄板10、11叠置在第一按压模具21上。随后，第二按压模具22在箭头Y1的方向沿导件23的导孔26移动。通过第二按压模具22的这一移动，两块金属薄板10、11在第一按压模具21和第二按压模具22之间被固定或夹持。
当第二按压模具22沿箭头Y1的方向继续移动时，金属薄板10、11沿着突出部25的边缘和凹部24的边缘被切割。概而言之，金属薄板10、11沿切割线L2被切割。同时，金属薄板10、11被切割线L2和参考线L1包围的区域沿箭头Y1的方向受到按压，金属薄板10的突出部12至少部分被压入金属薄板11的孔15中。结果，在突出部12的外周切割面和孔15的内周切割面彼此紧密接触处形成了接合部16。
根据上述的金属接合设备2，由于金属薄板10、11能够通过常规的按压工艺容易地接合在一起，而不需要将金属薄板接合在一起的专门的和昂贵的设备。因此，可以达到使该工作经济。
尽管本发明的上述实施例公开了被参考线L1和切割线L2包围的区域大致为梯形形状，但是本发明并非限定于上述实施例。例如，被参考线L1和切割线L2包围的区域可能并不接近为梯形形状，而是接近矩形形状。在这种情形下，切割线L2的边缘几乎与参考线L1相对或平行，且长度与参考线L1相等或相应。此处边缘的长度可以表示为“Y2”。除此之外，文中的“Y2”可以指方向。
尽管本发明的上述实施例中具有两条切割线L2，但是本发明并非限定于上述实施例。换而言之，例如，相对于一条参考线L1可以只有一条切割线。
再有，尽管本发明的上述实施例只公开了金属薄板10、11被切割和按压，但是本发明并非限定于上述实施例。换而言之，金属薄板10、11还可以同时或在上述切割和按压工艺之后接受热处理，以进行金属薄板的相互扩散。由此，金属薄板能够在其更大区域内更牢固地接合在一起。
通过应用根据本发明的上述复合金属薄板、接合金属薄板的方法以及接合金属薄板的设备，能够显著地增强复合金属薄板的电性能和可靠性。
尽管已经详细地表示和描述了本发明的优选实施例，还是应该认识到，本领域技术人员根据本发明的启示对其进行各种变化和改进。本发明还意图包括所有这样的落入后附的权利要求的保护范围和精神内的变化和改进。

Claims (6)

1、一种通过将两块金属薄板接合在一起而形成的复合金属薄板，其包括：
在两块金属薄板彼此叠合的状态下，通过沿切割线切割两块金属薄板并按压由两块金属薄板中的切割线和参考线所包围的区域而形成的突出部，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状，对应于施加压力的区域在该区域的一部分上形成突出部；
通过在两块金属薄板中形成突出部而产生的孔；以及
位于突出部的外周切割面和孔的内周切割面之间的接合部。
2、如权利要求1所述的复合金属薄板，其特征在于，切割线与参考线一起基本上形成梯形，并将参考线作为梯形的短边。
3、如权利要求1所述的复合金属薄板，其特征在于，相应于参考线布设有两条切割线。
4、如权利要求2所述的复合金属薄板，其特征在于，相应于参考线布设有两条切割线。
5、一种将两块金属薄板接合在一起的方法，包括：
叠合两块金属薄板；并且
随后，沿切割线切割两块金属薄板，并按压由两块金属薄板中的切割线和参考线所包围的区域，以对应于施加压力的区域在该区域的一部分上形成突出部，同时参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状，并且通过在两块金属薄板中形成突出部而产生孔，其中，对区域施压以使得突出部接触孔的内周切割面。
6、一种接合金属薄板的设备，包括：
第一按压模具，其中具有凹部，该凹部的形状与两块金属薄板中的由切割线和参考线包围的区域相等或相应，而且在参考线处深度最小而在与参考线相对的周缘处的深度最大，参考线保持不被切割，切割线从参考线的两端部延伸并与其连通，并与参考线一起形成预定的形状；以及
具有突出部的第二按压模具，该突出部适合于容纳在第一按压模具内的凹部中，而且在参考线处的高度最小而在与参考线相对的周缘处的高度最大。
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