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Für
die Anmeldung wird die Priorität der am 12. September 2007
eingereichten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-237008 beansprucht, deren gesamter
Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Verbundmetallblech, ein Verfahren zum Verbinden
von Metallblechen, und eine Vorrichtung zum Verbinden von Metallblechen.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verbundmetallblech, das
durch Verbinden zweier Metallbleche gebildet wird, ein Verfahren
zum Verbinden zweier Metallbleche, und eine Vorrichtung zum Verbinden
zweier Metallbleche.
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Herkömmlich
ist zum Verbinden von Metallblechen miteinander bereits das Stauchen
dieser Metallbleche miteinander bekannt. Jedoch hat eine solche
Stauchtechnologie den Nachteil, dass keine ausreichende elektrische
Eigenschaft erreicht werden kann, da eine solche Technologie nur
von der Restspannung und der Kontaktkraft abhängt, die
in Reaktion auf die Stauchbehandlung auftreten. Ebenso gibt es eine
Mehrzahl von Spalten in dem Kontaktbereich, welche im Allgemeinen
eine Korrosion in dem entsprechenden Bereich verursachen. Infolgedessen
wird kaum eine langfristige elektrische Eigenschaft beibehalten.
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Um
eine solche langfristige elektrische Eigenschaft zu erreichen, werden
Metallbleche durch Löten mittels Plasma miteinander verbunden.
Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass eine Prozessautomatisierung
schwierig einzurichten ist und daher das Verfahren für
eine Massenfertigung nicht geeignet ist. Dementsprechend gibt es
keine kostengünstige Fertigung.
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Mit
der Erfindung werden ein Verbundmetallblech mit erheblich verbesserter
elektrischer Eigenschaft und Zuverlässigkeit, ein kostengünstiges
Verfahren zur Bereitstellung desselben und eine kostengünstige
Vorrichtung zur Herstellung desselben geschaffen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Verbundmetallblech vorgesehen, das
durch Verbinden zweier Metallbleche miteinander erzeugt wird, aufweisend
einen Vorsprung, der durch Schneiden der beiden Metallbleche entlang
einer Schnittlinie und Pressen einer von der Schnittlinie und einer
Bezugslinie umgebenen Fläche in den beiden Metallblechen
gebildet wird, wobei die beiden Metallbleche einander überlappen,
die Bezugslinie ungeschnitten bleibt, die Schnittlinie von beiden
Enden der Bezugslinie verläuft und mit diesen verbunden
ist, während sie zusammen mit der Bezugslinie eine vorbestimmte Form
bildet, und der Vorsprung in dem einen Abschnitt der Fläche
in Reaktion auf den auf die Fläche ausgeübten
Druck geformt wird, eine Öffnung, die durch Formen des
Vorsprungs in den beiden Metallblechen erzeugt wird, und eine Verbindung,
die zwischen einer Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs und einer Innenumfangsschnittfläche der Öffnung
angeordnet ist.
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Vorzugsweise
bildet die Schnittlinie zusammen mit der Bezugslinie im Wesentlichen
eine trapezförmige Gestalt, wobei die Bezugslinie eine
kurze Seite ist.
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Bevorzugt
sind zwei Schnittlinien in Bezug auf die Bezugslinie angeordnet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden zweier
Metallbleche miteinander vorgesehen, umfassend Überlappen
der beiden Metallbleche, und anschließendes Schneiden der
beiden Metallbleche entlang einer Schnittlinie und Pressen einer
Fläche, die von der Schnittlinie und einer Bezugslinie
umgeben und in den beiden Metallblechen angeordnet ist, derart,
dass ein Vorsprung in dem einen Abschnitt der Fläche in
Reaktion auf den auf die Fläche ausgeübten Druck
geformt wird, wobei die Bezugslinie ungeschnitten bleibt, die Schnittlinie
von beiden Enden der Bezugslinie verläuft und mit diesen
verbunden ist, während sie zusammen mit der Bezugslinie
eine vorbestimmte Form bildet, und eine Öffnung durch Formen
des Vorsprungs in den beiden Metallblechen erzeugt wird, wobei die
Fläche derart gepresst wird, dass der Vorsprung eine Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung erreicht.
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Gemäß noch
einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden
von Metallblechen vorgesehen, aufweisend eine erste Pressform mit
einer darin angeordneten Ausnehmung, wobei die Ausnehmung eine Form
hat, die äquivalent oder korrespondierend zu einer Fläche
ist, die von der Schnittlinie und einer Bezugslinie umgeben und
in den Metallblechen angeordnet ist, und eine minimale Tiefe an
der Bezugslinie und eine maximale Tiefe an ihrem der Bezugslinie
gegenüberliegenden Umfangsrand hat, die Bezugslinie ungeschnitten
bleibt, und die Schnittlinie von beiden Endabschnitten der Bezugslinie
verläuft und mit diesen verbunden ist, während
sie zusammen mit der Bezugslinie eine vorbestimmte Form bildet,
und eine zweite Pressform mit einem Vorsprung, wobei der Vorsprung
geeignet ist, in der Ausnehmung aufgenommen zu werden, die in der
ersten Pressform angeordnet ist, und eine minimale Höhe
an der Bezugslinie und eine maximale Höhe an seinem der
Bezugslinie gegenüberliegenden Umfangsrand hat.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Verbundmetallbleches gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
Draufsicht des Verbundmetallbleches aus 1;
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3 eine
Ansicht des Verbundmetallbleches in Richtung des Pfeils P1 in 2 betrachtet;
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4 eine
Ansicht des Verbundmetallbleches in Richtung des Pfeils P2 in 2 betrachtet;
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5 einen
Schnitt entlang der Linie I-I in 2;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 2;
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7 ein
Bild des Verbundmetallbleches aus 6;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer Metallverbindungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung; und
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9A und 9B Schnitte
entlang der Linie III-III in 8.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung
ausführlich beschrieben.
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Wie
in den 1 bis 6 gezeigt, ist ein Verbundmetallblech 1 aus
zwei Metallblechen 10 und 11 zusammengesetzt und
weist Vorsprünge 12 und 13, Öffnungen 14 und 15,
und eine Verbindung 16 auf.
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Der
Vorsprung 12 ist in dem Metallblech 10 ausgebildet,
während der Vorsprung 13 in dem Metallblech 11 ausgebildet
ist. Wie in 2 gezeigt, werden die Vorsprünge 12 und 13 aus
jedem Endabschnitt der Metallbleche durch Schneiden der beiden Metallbleche 10 und 11 entlang
einer Schnittlinie L2 und Pressen einer Fläche gebildet,
die von der Schnittlinie L2 und einer Bezugslinie L1 umgeben und
in den beiden Metallblechen 10 und 11 angeordnet
ist, wobei die beiden Metallbleche 10 und 11 einander überlappen,
die Bezugslinie L1 ungeschnitten bleibt, und die Schnittlinie L2
von beiden Enden der Bezugslinie L1 verläuft und mit diesen
verbunden ist, während sie zusammen mit der Bezugslinie
L1 eine vorbestimmte Form bildet. In diesem Falle sind die Vorsprünge 12 und 13 in
Richtung des Pfeils Y1 geformt, d. h. die Vorsprünge 12 und 13 werden
daher in dem einen Abschnitt der Fläche in Reaktion auf den
Druck erzeugt, der auf die Fläche ausgeübt wird. Zum
Beispiel können die Vorsprünge 12 und 13 etwa an
oder entlang einem der Bezugslinie L1 gegenüberliegenden
Rand in der Fläche erzeugt werden. Vorzugsweise sind zwei
Schnittlinien L2 in Bezug auf die Bezugslinie L1 angeordnet.
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Die Öffnung 14 wird
durch Formen des Vorsprungs 12 in dem Metallblech 10 erzielt,
während die Öffnung 15 durch Formen des
Vorsprungs 13 in dem Metallblech 11 erzielt wird.
Der Vorsprung 12 des Metallbleches 10 ist wenigstens
teilweise in die Öffnung 15 gequetscht, die in
dem Metallblech 11 angeordnet ist, d. h. die Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 ist in der Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 eingefressen. Infolge dieser Reibung
werden Oxidschichten beseitigt, die an beiden Flächen aufgetragen
sind, und die unbeschichtete Außenumfangsschnittfläche
des Vorsprungs 12 und die unbeschichtete Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 gelangen in Kontakt miteinander.
Infolgedessen wird, wie in den 6 und 7 gezeigt, eine
Verbindung 16 zwischen der Außenumfangsschnittfläche
des Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 erzeugt. Ferner verformen sich
die untere Fläche des Vorsprungs 12 und die obere
Fläche des Vorsprungs 13, wenn auf diese ein Druck
ausgeübt wird. Infolge dieser Verformung tritt auch Reibung
in einem Bereich auf, wo die beiden Vorsprünge 12 und 13 einander überlappen, woraus
eine Verbindung 17 resultiert, wie in 5 gezeigt
ist.
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Im
Falle der Verwendung des Verbundmetallbleches 1 tritt,
wenn auf dieses ein Druck in Richtung des Pfeils Y1 ausgeübt
wird, Reibung zwischen der Außenumfangsschnittfläche
des Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 auf. Infolge dieser Reibung ist
das Verbundmetallblech 1 mit der Verbindung 16 versehen,
die eine erheblich verbesserte elektrische Eigenschaft und Zuverlässigkeit
schafft.
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Ferner
ist bei dem oben genannten Verbundmetallblech 1, da die
Metallbleche 10 und 11 mittels eines herkömmlichen
Pressvorgangs leicht miteinander verbunden werden können,
keine spezielle und kostenaufwendige Ausrüstung zum Verbinden
der Metallbleche miteinander erforderlich. Dementsprechend kann
mit der Erfindung eine kostengünstige Fertigung realisiert
werden.
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Mit
Bezug auf 2 hat die Fläche, die
von der Bezugslinie L1 und der Schnittlinie L2 umgeben ist, eine
etwa trapezförmige Form, wobei die Bezugslinie L1 die kurze
Seite bildet. Das heißt, wenn ein Rand der Schnittlinie
L2, welche im Allgemeinen parallel zu der Bezugslinie L1 ist, näher
an der Bezugslinie L1 liegt, wird die Länge des Randes
der Schnittlinie L2 geringer. Spezieller kann mit Bezug auf 2 davon
ausgegangen werden, dass sich der Rand in Richtung des Pfeils Y2
erstreckt.
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Gemäß einer
solchen Konstruktion wird, wenn die Vorsprünge 12 und 13 in
einer vorbestimmten Richtung (zum Beispiel nach unten) gepresst werden,
der Vorsprung 12 zumindest teilweise in die Öffnung 15 gequetscht.
Infolgedessen tritt eine senkrechte Kraft zwischen der Außenumfangsschnittfläche
des Vorsprungs 12 und der Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 auf. Dementsprechend kann die Verbindung
der Metallbleche 10 und 11 erleichtert werden,
und daher kann die Verbindungsfestigkeit zwischen den beiden Metallblechen 10 und 11 erhöht
werden.
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Ebenso
werden im Falle der Verwendung des Verbundmetallbleches 1 zwei
Schnittlinien L2 in Bezug auf die Bezugslinie L1 gebildet. Infolge
dieser Konfiguration ist es möglich, zwei Verbindungen 16 zu
erzielen, die relativ zu der einen Bezugslinie L1 angeordnet sind.
Demzufolge können die elektrische Eigenschaft und Zuverlässigkeit
erheblich verbessert werden.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 8 und 9 eine
Vorrichtung 2 zum Verbinden zweier Metallbleche 10 und 11 miteinander
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
ausführlich beschrieben. Die Metallverbindungsvorrichtung 2 weist
eine erste Pressform 21, eine zweite Pressform 22 und
eine Führung 23 auf.
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Die
erste Pressform 21 ist zum Beispiel in der Form eines rechteckigen
Festkörpers ausgebildet und weist an ihrer oberen Fläche
zwei Ausnehmungen 24 auf. Jede dieser Ausnehmungen 24 hat eine
Form, die äquivalent oder korrespondierend zu der von der
Schnittlinie L2 und der Bezugslinie L1 umgebenen Fläche
in den Metallblechen 10 und 11 ist. Das heißt,
die jeweilige Ausnehmung 24 ist dementsprechend etwa trapezförmig
ausgebildet. Ebenso hat die jeweilige Ausnehmung 24 im
Allgemeinen eine Tiefe von 0 oder ist flach genug, um zu verhindern,
dass die Bezugslinie L1 geschnitten wird.
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Die
zweite Pressform 22 hat im Allgemeinen eine Stangenform.
In der Draufsicht gesehen sind zwei Trapeze über ihre kurzen
Seiten miteinander verbunden, so dass die Gesamtform im Allgemeinen wie
eine Fliege aussieht. Die zweite Pressform 22 ist an ihrem
führenden Endabschnitt in Bezug auf die Pressrichtung des
Pfeils Y1 mit einem Paar Vorsprüngen 25 versehen.
Die beiden Vorsprünge 25 sind dazu vorgesehen,
dass sie in den beiden Ausnehmungen 24 der ersten Pressform 21 aufgenommen
oder in diese eingesetzt werden. Außerdem haben die beiden
Vorsprünge 25 im Wesentlichen eine minimale Höhe
an der Bezugslinie L1 oder um diese herum und eine maximale Höhe
an ihrem der Bezugslinie L1 gegenüberliegenden Umfangsrand.
Das heißt, die Vorsprünge 25 sind im
Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Bezugslinie L1 abgeschrägt.
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Die
Führung 23 ist zum Beispiel als ein rechteckiger
Festkörper ausgebildet und weist durch diesen hindurch
eine Führungsöffnung 26 auf. Die Führungsöffnung 26 ist
dazu vorgesehen, dass durch diese die zweite Pressform 22 hindurchtritt,
und hat daher einen Querschnitt, der äquivalent oder korrespondierend
zu dem Querschnitt der zweiten Pressform 22 ist. Diesbezüglich
hat die zweite Pressform 22 den Querschnitt der beiden über
ihre kurzen Seiten miteinander verbundenen Trapeze, d. h. genau wie
bei der oben erwähnten zweiten Pressform 22 sieht
die Querschnittsform der Führungsöffnung 26 im
Allgemeinen wie eine Fliege aus. Infolge dieser Führungsöffnung 26 wird
die zweite Pressform 22 in der Richtung des Pfeils Y1 geführt.
Bei der Benutzung wird der Druck in Richtung des Pfeils Y1 ausgeübt.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 9A und 9B ein
Verfahren zum Verbinden von Metallblechen mittels der oben genannten
Metallverbindungsvorrichtung 2 ausführlich beschrieben.
Zuerst werden die Metallbleche 10 und 11 auf der
ersten Pressform 21 übereinandergelegt. Anschließend wird
die zweite Pressform 22 entlang der Führungsöffnung 26 der
Führung 23 in Richtung des Pfeils Y1 bewegt. Durch
eine solche Bewegung der zweiten Pressform 22 werden die
beiden Metallbleche 10 und 11 zwischen der ersten
Pressform 21 und der zweiten Pressform 22 gegriffen
oder eingeschoben.
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Wenn
die zweite Pressform 22 weiter in der Richtung des Pfeils
Y1 bewegt wird, werden die Metallbleche 10 und 11 entlang
dem Rand des Vorsprungs 25 und dem Rand der Ausnehmung 24 geschnitten.
Das heißt, die Metallbleche 10 und 11 werden
entlang der Schnittlinie L2 geschnitten. Gleichzeitig wird die Fläche
der von der Schnittlinie L2 und der Bezugslinie L1 umgebenen Fläche
der Metallbleche 10 und 11 in der Richtung des
Pfeils Y1 gepresst, und der Vorsprung 12 des Metallbleches 10 wird
zumindest teilweise in die Öffnung 15 des Metallbleches 11 gequetscht.
Infolgedessen wird die Verbindung 16 erzielt, wo die Außenumfangsschnittfläche des
Vorsprungs 12 und die Innenumfangsschnittfläche
der Öffnung 15 eng in Kontakt miteinander sind.
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Mit
der oben genannten Metallverbindungsvorrichtung 2 wird,
da die Metallbleche 10 und 11 mittels eines herkömmlichen
Pressvorgangs leicht miteinander verbunden werden können,
keine spezielle und kostenaufwendige Ausrüstung zum Zwecke
des Verbindens der Metallbleche miteinander benötigt. Dementsprechend
kann eine kostengünstige Fertigung realisiert werden.
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Obwohl
gemäß der oben genannten Ausführungsform
der Erfindung die Fläche, die von der Bezugslinie L1 und
der Schnittlinie L2 umgeben ist, etwa trapezförmig ausgebildet
ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel
kann die Fläche, die von der Bezugslinie L1 und der Schnittlinie L2
umgeben ist, nicht etwa trapezförmig, sondern etwa rechteckig
ausgebildet sein. In diesem Falle hat der Rand der Schnittlinie
L2, welcher der Bezugslinie L1 etwa gegenüberliegt oder
parallel zu dieser ist, eine Länge, die äquivalent
oder korrespondierend zu der Bezugslinie L1 ist. Die Länge
des Randes kann hierbei als „Y2" bezeichnet werden. Andererseits kann
hier „Y2" als die Richtung bezeichnet werden.
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Obwohl
gemäß der oben genannten Ausführungsform
der Erfindung zwei Schnittlinien L2 vorgesehen sind, ist die Erfindung
nicht darauf beschränkt. Das heißt, zum Beispiel
kann nur eine Schnittlinie L2 in Bezug auf die eine Bezugslinie
L1 vorgesehen sein.
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Ferner
ist, obwohl gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung die Metallbleche 10 und 11 geschnitten
und gepresst werden, die Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das heißt, die Metallbleche 10 und 11 können
ferner gleichzeitig mit dem oben genannten Schneid- und Pressvorgang oder
nach diesem einer Wärmebehandlung zum Zwecke der Durchdringung
der Metallbleche ineinander unterzogen werden. Infolgedessen können
die Metallbleche innerhalb ihrer breiteren Flächen fester miteinander
verbunden werden.
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Mit
dem oben genannten Verbundmetallblech, dem Verfahren zum Verbinden
von Metallblechen, und der Vorrichtung zum Verbinden von Metallblechen
gemäß der Erfindung können die elektrische Eigenschaft
und Zuverlässigkeit des Verbundmetallbleches erheblich
verbessert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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