金屬接頭體以及用於製造該金屬接頭體的設備的製作方法
2023-05-06 18:01:16
專利名稱：金屬接頭體以及用於製造該金屬接頭體的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬接頭體以及用於製造該金屬接頭體的設備，尤其是，本發明 涉及這樣一種金屬接頭體其是通過將兩個或多個金屬薄板相互結合起來而形成的，並涉 及通過將兩個或多個金屬薄板相互結合起來而形成該金屬接頭體的設備。
背景技術：
一般而言，現有技術中存在著利用壓力將金屬薄板夾緊到一起並實現粘連的方 法，該方法被用作將金屬薄板相互結合起來的方法。利用壓力實現粘連而完成的結合取決 於由夾緊操作和接觸作用所產生的殘餘應力，因而使得接頭的電學特性並不令人滿意。在 金屬薄板的接觸區域處，存在著許多間隙，從而出現了如下的問題由於腐蝕的緣故，電學 特性在長期使用過程中無法容易地得到保持。為了保證電學特性，可以考慮利用氣體或等 離子進行焊接以將金屬薄板相互焊接起來。這樣不容易實現自動化生產，也不適於大規模 生產，並帶來了成本的問題。
為了克服上述問題，專利文件1提出了一種用於對金屬薄板進行結合的方法，在 該方法中，通過如下的操作來將金屬薄板110、111如圖10、11那樣結合起來從彎折線Ll 的一端沿切割線L2對兩金屬薄板110、111進行切割；再在離開彎折線Ll的位置處垂直地 延伸；並延伸向彎折線Ll的另一端，且對由兩金屬薄板110、111上切割線Ll和彎折線L2 所圍成的區域進行擠壓，繞著彎折線Ll進行彎折。按照該方法，金屬薄板110上沿著切割線 L2的外側環繞切割表面受到推頂，從而摩擦在金屬薄板111上沿切割線2的內側環繞切割 表面上。利用相互之間的摩擦牴觸作用，可去除表面上的氧化物，從而露出新的表面，使得 外側切割表面與內側切割表面附著起來，由此在兩金屬薄板之間形成了金屬接觸區域。具 有該金屬接觸區域的金屬接頭體101上設置有一對突出的構件113，這兩個構件在擠壓方 向(即箭頭Z的方向)上突伸出去，兩構件是通過對由切割線L2和彎折線Ll圍成的區域 進行擠壓而形成的。在俯視圖中，每個突出構件113都被制為梯形形狀，且兩構件之間設置 有空間，以使得制為梯形形狀的兩個突出構件113的短邊(即彎折線Li)相對著。
用於對兩金屬薄板110、111進行擠壓的模具包括一對頂壓模，其被製成向其頂端 逐漸變窄。所述一對頂壓模設置有一空間，該空間與製成梯形的一對突出構件113相對應。
引用的文件
專利文件1 日本專利公布文化NO. 2009-66616. 發明內容
對於現有技術的金屬接頭體101，在對兩金屬薄板110、111進行擠壓時，為了防止 金屬薄板110、111撕裂(破裂)，在兩彎折線Ll之間設置有一定的空間。因而，在兩彎折線 Ll的隊列方向(箭頭X的方向)上，金屬接頭體101的長度增加。
模具是設置有一對頂壓模，兩頂壓模之間設置有一定空間，由此使得兩頂壓模無 法被製得具有足夠的強度，頂壓模可能易於斷裂。
基於上述問題，本發明的目的是提供一種小型化的金屬接頭體，並提供一種用於 製造該金屬接頭體的設備，該設備在強度方面得以改善。
為了克服上述問題並實現上述目的，本發明將提供一種金屬接頭體，其包括一對 突伸構件，其是通過如下操作形成的沿著第一切割線以及一對第二切割線對兩塊或多塊 疊置的金屬薄板進行切割；對一些區域進行擠壓而使各個區域繞著彎折線進行彎折，並使 這些區域在擠壓方向上突伸出去，其中，所述一對第二切割線的延伸使它們在第一切割線 的兩端處與第一切割線相交，所述區域是由第一切割線、一對第二切割線、以及一對彎折線 圍成的，每一彎折線都將所述一對第二切割線的兩端部連接起來；通過設置突伸構件而形 成的孔洞；以及金屬接觸區域，其位於突伸構件的外側環繞切割表面與孔洞的內側環繞切 割表面之間，其中的突伸構件的外側環繞切割表面位於處於擠壓一側的金屬薄板的第一金 屬薄板上，孔洞的內側環繞切割表面被布置在與外側環繞表面相對的位置處，且位於金屬 薄板的第二金屬薄板上，第二金屬薄板被疊置在第一金屬薄板上，位於離開擠壓一側的較 遠側上。
根據本發明，在朝向第一切割線的方向上，突伸構件以及孔洞沿與第一切割線平 行的方向上的寬度朝向所述第一切割線是增大的。
根據本發明，用於通過將兩塊或多塊金屬薄板相互結合到一起而製造金屬接頭體 的設備包括第一模具，其具有擠壓孔，該擠壓孔被製成與環繞區域相同的形狀，其中的環 繞區域是由一對第二切割線和一對彎折線圍成的，兩第二切割線在第一切割線的兩端處與 第一切割線相交，彎折線將一對第二切割線的端部連接起來，且在從與第一切割線相對應 的底部朝向與彎折線相對應的各個邊緣的方向上，擠壓孔逐漸變淺；以及第二模具，其具有 擠壓突出部，其被制為配合到擠壓孔中，且在朝向與擠壓孔底部相對應的頂部的方向上，擠 壓突出部逐漸變窄。
根據本發明，沿著第一切割線和一對第二切割線對兩塊或多塊疊置的金屬薄板進 行切割，並對由第一切割線、兩第二切割線、以及兩彎折線環繞著的區域進行擠壓，以使得 各個環繞區域繞著彎折線發生彎折，通過這樣的操作，將第一切割線布置到了兩彎折線之 間，從而，所制出的金屬接頭體在兩彎折線的隊列方向上實現了小型化。
根據本發明，由於在朝向第一切割線的方向上，突伸構件以及孔洞沿與第一切割 線平行的方向上的寬度朝向所述第一切割線是增大的，且突伸構件被推頂到孔洞中。因而， 在突伸構件的外側環繞切割表面和孔洞的內側環繞切割表面上，產生了法向載荷。因而，促 進了金屬接觸區域之間的結合，進而改善了電學特性以及可靠性。
對於現有技術中的模具，一對頂壓模被布置成它們之間具有空間，且位於與各個 突伸構件相對應的位置上。按照本發明，在本發明的設備中，設置了一個擠壓突伸模具以形 成一對突伸構件。因而，可將擠壓突伸模具製成足夠的尺寸，從而，用於製造金屬接頭體的 設備中所設置的擠壓突伸模具的強度得以提升。
圖1是根據本發明第一實施方式的金屬接頭體的透視圖2是圖1所示金屬接頭體的俯視圖3是沿圖2中箭頭Pl的方向對金屬接頭體進行觀察所作的視圖4是沿圖2中箭頭P2的方向對金屬接頭體進行觀察所作的視圖5是沿圖2中的V-V線對金屬接頭體所作的剖面圖6是沿圖2中的VI-VI線對金屬接頭體所作的剖面圖7是根據本發明第二實施方式的金屬接頭體的俯視圖8中的透視圖表示了根據本發明一種實施方式的、用於製造金屬接頭體的設 備；
圖9A是沿圖8中的IX-IX線對設備所作的剖面圖，圖中的設備正在對三層疊置的 金屬薄板進行擠壓；
圖9B是沿圖8中的IX-IX線對設備所作的剖面圖，圖中的設備已完成了對三層疊 置金屬薄板的擠壓操作；
圖10中的透視圖表示了現有技術中的金屬接頭體；以及
圖11是圖10所示金屬接頭體的俯視圖。
具體實施方式
下面將參照圖1-6對根據本發明的第一實施方式的金屬接頭體進行描述。
如圖1-6所示，金屬接頭體1包括三層金屬薄板10、11、12，這些金屬薄板例如是 由相同的材料製成的，並具有相同的厚度。如圖1、5、6所示，金屬接頭體1包括突伸構件 13-15、孔洞16-18、以及金屬接觸區域19和20。
在每個金屬薄板10、11、12上都設置有一對突伸構件13、14、15。每個成對的突伸 構件13、14、15都是通過如下的操作形成的沿著第一切割線L2和一對第二切割線L3對三 層疊置的金屬薄板10、11、12進行切割，並對由第一切割線L2、一對第二切割線L3、以及兩 彎折線Ll圍繞著的區域進行擠壓，以使得各個區域繞著彎折線Ll進行彎折，並在擠壓方向 (箭頭Z的方向)上突伸出去，其中，兩第二切割線L3的延伸使得其與第一切割線L2在第 一切割線的兩端處相交，而彎折線Ll將兩第二切割線L3的端部連接起來。箭頭X所示的 方向即為彎折線Ll隊列的方向，也即是金屬薄板10、11、12的長度方向。箭頭Y的方向平 行於第一切割線L2的方向以及金屬薄板10、11、12的寬度方向。箭頭Z所示的方向是金屬 薄板10、11、12的疊置方向，即對金屬薄板10、11、12進行擠壓的方向。
如圖2所示，在朝向第一切割線L2的方向上，突伸構件13、14、15和孔洞16、17、18 的寬度都在逐漸增大，其中，所述寬度位於與突伸構件13、14、15以及孔洞16、17、18的第一 切割線L2平行的方向(箭頭Y方向)上。因而，金屬接頭體1被製成六邊形的形狀，其被 兩彎折線Ll以及第二切割線L3環繞著，其中，在兩彎折線之間設置有第一切割線L2。
通過在金屬薄板10、11、12上形成突伸構件13、14、15而形成了孔洞16、17、18的 形狀。位於第一金屬薄板10上的突伸構件13被頂壓到第二金屬薄板11上的孔洞17中， 其中，在擠壓方向(沿箭頭Z的方向)上，第一金屬薄板10位於擠壓一側，而第二金屬薄板 11所在位置靠近第一金屬薄板10背離側的表面，在擠壓方向(箭頭Z方向)上，背離側遠 離所述擠壓側。位於第二金屬薄板11上的突伸構件14被頂壓到第三金屬薄板12上的孔 洞18中，其中，第二金屬薄板11所在位置靠近第一金屬薄板10擠壓側的背離側表面(箭 頭Z方向)，而第三金屬薄板所在位置靠近第二金屬薄板11就一次的背離側表面。因而，突 伸構件13的外側環繞切割表面被頂推到孔洞17中，從而摩擦在孔洞17的內側環繞切割表5面上。突伸構件13、14外側環繞切割表面、以及孔洞17、18內側環繞切割表面上的氧化表 面將被摩擦作用去除掉，從而露出新鮮的表面，由此可將突伸構件13、14的外側環繞切割 表面與孔洞17、18的內側環繞切割表面粘合到一起，形成了圖6所示的金屬接觸區域19。 通過擠壓作用，使得突伸構件13、14、15變形，從而利用摩擦作用在疊置的突伸構件13與14 之間、以及疊置的突伸構件14與15之間形成圖20所示的金屬接觸區域20。
下面參照圖7對根據本發明第二實施方式的金屬接頭體進行描述。如圖7所示， 金屬接頭體IA的第二切割線L3被設置為弧形。在朝向第一切割線的方向上，突伸構件13、 14、15以及孔洞16、17、18的寬度是逐漸增大的，其中，所述寬度的方向與第一切割線L2(箭 頭Y)的方向平行。因而，由兩彎折線Ll以及第二切割線L3圍成的金屬接頭體IA的形狀 被設置成橢圓形，其中，在兩彎折線Ll之間設置有第一切割線L2。
按照上述的金屬接頭體1、1A，通過沿著第一切割線L2和兩第二切割線L3對三層 疊置的金屬薄板10、11、12進行切割，並對由第一切割線L2、兩第二切割線L3、以及兩彎折 線Ll圍成的區域進行擠壓，以使該區域繞著切割線Ll發生彎折，就將第一切割線布置到了 兩彎折線Ll之間，其中，兩第二切割線L3的延伸使得它們在第一切割線L2的兩端處與第 一切割線L2相交，兩彎折線Ll將兩第二切割線L3的端部連接起來。因而，在兩彎折線Ll 的隊列方向上(箭頭X的方向上)，所制出的金屬接頭體1、1A實現了小型化。
在朝向第一切割線L2的方向上，突伸構件13、14、15和孔洞16、17、18的寬度都在 增大，由此可將突伸構件13、14推頂到孔洞17、18中，其中，所述寬度位於與第一切割線L2 平行的方向(箭頭Y方向)上。因此，在突伸構件13、14的外側環繞切割表面以及孔洞17、 18的內側環繞切割表面上形成了法向載荷。因此，有利於將金屬接合區域19接合起來，從 而進一步改善了電學特性以及可靠性。
下面將參照圖8、9對製造上述金屬接頭體1、1A的設備進行描述。如圖8、9所示， 用於製造金屬接頭體的設備2包括第一模具21、第二模具22、以及引導件23。
第一模具21被設置為矩形的平行六面體形狀，在該模具的上表面上設置了擠壓 孔對。擠壓孔M被製成與由第二切割線L3和彎折線Ll圍成的區域相同(六邊形形狀)。 在橫截面圖中，擠壓孔M被製成V形，在從對應於第一切割線L2的底部2 朝向對應著兩 彎折線Ll的兩邊緣24b的方向上，擠壓孔逐漸地變淺。邊緣24b被製成與頂面等高的平面， 或者其深度不會將金屬薄板10、11、12切斷。
第二模具22被製成杆棒形狀，其形狀與由第二切割線L3和彎折線Ll圍成的區域 相同(六邊形形狀)。第二模具22上設置有擠壓突出部25，其被製成可配合到擠壓孔M 中。擠壓突出部25被製成傾斜的，從而在朝向與擠壓孔M底部2 相對應的頂部25a的 方向上，突出部逐漸地變窄。
引導件23被製成矩形的形狀，其具有與第一模具21上擠壓孔對相對應的引導孔 26。引導孔沈沿著擠壓方向(箭頭Z方向)將引導件23貫通。引導孔沈被製成與由金 屬薄板10、11、12上第二切割線L3和彎折線Ll圍成的區域相同(六邊形形狀)，從而可將 第二模具22引導向第一模具21的擠壓孔M。
下面將對利用上述設備2製造金屬接頭體1、1A的方法進行描述。如圖9A所示， 首先，將三層疊置的金屬薄板10、11、12布置到第一模具21的頂部上。之後，使第二模具22 沿著引導件22的引導孔沈在擠壓方向(箭頭Z方向)上移動，將疊置的金屬薄板10、11、12夾緊在第一模具21與第二模具22之間。
進一步地移動第二模具22，利用擠壓突出部25上沿切割線L2和L3設置的邊緣、 以及擠壓孔M沿切割線L2和L3的邊緣，沿著第一切割線L2和第二切割線L3對三層疊置 的金屬薄板10、11、12施加剪切作用。與此同時，三層疊置金屬薄板10、11、12上由第一切 割線L2和第二切割線L3圍成的各個區域在擠壓方向-即箭頭Z方向上受到擠壓，從而繞 著兩彎折線Ll進行彎折。第一金屬薄板10的兩突伸構件13被推頂到第二金屬薄板11的 孔洞11中，且第二金屬薄板11的兩突伸構件14被推頂到第三金屬薄板12的孔洞18中。 兩突伸構件13、14的外側環繞切割表面與孔洞17、18的內側環繞切割表面被相互粘附到一 起，形成了金屬接觸區域19。因而，制出了具有金屬接觸區域19的金屬接頭體1、1A。
現有技術中的模具包括一對頂壓模，它們被布置成它們之間具有一定空間，以與 兩突伸構件113相對應。與此相反，對於用於製造接頭體的設備而言，製造金屬接頭體1、1A 的設備2隻包括一個擠壓突出部5，其被用來形成一對突伸構件13、14、15。僅一個擠壓突 出部25可被製成足夠大的尺寸，從而，本發明用於製造金屬接頭體的設備在強度方面得以 改善。
在上述實施方式中，金屬接頭體1、1A將三層金屬薄板10、11、13接合起來。但本 發明並不限於此，金屬接頭體1、1A可將兩塊或多塊金屬薄板接合到一起。
在上述的實施方式中，金屬接頭體1、1A將由相同材料製成的金屬薄板10、11、12 接合起來。本發明並不限於上述的情況，可以確認的是如果對兩塊或多塊金屬薄板進行擠 壓並剪切，則可對由不同金屬製成的金屬薄板進行接合，其中的不同金屬例如是Sn、Zn、AU、 以及Ag。簡言之，兩塊或多塊金屬薄板中的至少一個金屬薄板可由不同的材料製成。
兩塊或多塊金屬薄板中的至少一個金屬薄板上可鍍有Sn、Zn、Au、以及Ag。可利用 電鍍使得兩塊或多塊金屬薄板中的至少一個金屬薄板變得較軟，從而可利用超過屈服點的 小作用力容易地剪切金屬薄板。
在上述實施方式中，金屬接頭體1、IA將具有相同厚度的金屬薄板10、11、12接合 到一起。本發明並不限於上述的情況，可以確認的是如果對兩塊或多塊金屬薄板進行擠壓 並剪切，則可對具有不同厚度的金屬薄板進行接合。簡言之，可確定能對包括上述兩塊或多 塊金屬薄板中至少之一的金屬薄板進行接合。
在上述實施方式中，突伸構件13、14、15以及孔洞16、17、18在與第一切割線L2平 行方向(箭頭Y方向)上的寬度被設置成朝向第一切割線L2增大。本發明並不限於上述 情況，寬度也可以是恆定的。
在上述實施方式中，通過對金屬薄板10、11、12進行切割和擠壓而制出金屬接頭 體1、1A。本發明並不限於上述情況，可對疊置的金屬薄板10、11、12進行切割、擠壓，且在切 割和擠壓操作的同時或之後，通過加熱使金屬薄板10、11、12發生相互擴散，以利用擴散來 提高接頭的強度。
儘管在實施方式中對本發明進行了描述，但本發明並不限於此。在本發明的範圍 內可作出多種改型和變化。
權利要求
1.一種金屬接頭體，其是通過將兩塊或多塊金屬薄板相互結合起來而形成的，其包括一對突伸構件，其是通過如下操作形成的沿著第一切割線以及一對第二切割線對兩 塊或多塊疊置的金屬薄板進行切割；對一些區域進行擠壓而使各個區域繞著每個彎折線進 行彎折，並使這些區域沿著擠壓方向突伸出去，其中，所述一對第二切割線的延伸使它們在 第一切割線的各端處與所述第一切割線相交，所述區域是由所述第一切割線、所述一對第 二切割線、以及一對彎折線圍成的，每一彎折線都將所述一對第二切割線的兩端部連接起 來；通過設置突伸構件而形成的孔洞；以及金屬接觸區域，其位於突伸構件的外側環繞切割表面與孔洞的內側環繞切割表面之 間，其中，所述突伸構件的所述外側環繞切割表面位於處於擠壓一側的金屬薄板的第一金 屬薄板上，所述孔洞的所述內側環繞切割表面被布置在與外側環繞表面相對的位置處，且 位於金屬薄板的第二金屬薄板上，第二金屬薄板被疊置在第一金屬薄板上，位於離開擠壓 一側的較遠側上。
2.根據權利要求1所述的金屬接頭體，其特徵在於突伸構件以及孔洞沿與第一切割 線平行的方向上的寬度朝向所述第一切割線是增大的。
3.一種用於通過將兩塊或多塊金屬薄板相互結合到一起而製造金屬接頭體的設備，該 設備包括第一模具，其具有擠壓孔，該擠壓孔被製成與環繞區域相同的形狀，其中的環繞區域是 由一對第二切割線和一對彎折線圍成的，所述一對第二切割線在第一切割線的每端處與第 一切割線相交，所述一對彎折線將所述一對第二切割線的兩端部連接起來，且在從與第一 切割線相對應的底部朝向與彎折線相對應的各個邊緣的方向上，擠壓孔變淺；以及第二模具，其具有擠壓突出部，該擠壓突出部被制為配合到擠壓孔中，且在朝向與擠壓 孔底部相對應的頂部的方向上，擠壓突出部逐漸變窄。
全文摘要
本發明提供了一種小型化的金屬接頭體、以及用於製造該金屬接頭體的設備，該設備在強度方面得以增強。通過如下的操作可製得兩個突伸構件、並使這些構件在箭頭Z的擠壓方向上突伸沿著第一切割線以及一對第二切割線對三層疊置的金屬薄板進行切割；對一些區域進行擠壓，其中，兩第二切割線的延伸使它們在第一切割線的兩端處與第一切割線相交，所述區域是由第一切割線、一對第二切割線、以及一對彎折線圍成的，每一彎折線都將兩第二切割線的端部連接起來。
文檔編號B21D28/14GK102029328SQ20101028708
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月20日 優先權日2009年9月25日
發明者村上和宏, 渡邊嘉彥 申請人:矢崎總業株式會社