(57)【要約】【課題】本発明は、小型化を図った金属接合体、及び、この金属接合体を製造し、かつ、強度の向上を図った金属接合装置を提供することを課題とする。【解決手段】突出部１３、１４、１５が、前記２つ以上の金属板１０、１１、１２を重ねた状態で、第１切断線Ｌ２及び該第１切断線Ｌ２の両端部を通り、かつ、前記第１切断線Ｌ２に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線Ｌ３に沿って前記２つ以上の金属板１０、１１、１２を切断して、前記第１切断線Ｌ２及び前記一対の第２切断線Ｌ３に囲まれた部分を前記一対の第２切断線Ｌ３の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げるように押圧することにより押圧方向Ｚに突出して設けられる。【選択図】図１
2011067834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の金属板同士が接合された金属接合体において、
前記２つ以上の金属板を重ねた状態で、第１切断線及び該第１切断線の両端部を通り、かつ、前記第１切断線に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線に沿って前記２つ以上の金属板を切断して、前記第１切断線及び前記一対の第２切断線に囲まれた部分を前記一対の第２切断線の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線に沿って折り曲げるように押圧することにより押圧方向に突出して設けられた一対の突出部と、
前記２つ以上の金属板に前記突出部を設けることにより形成された穴と、
前記押圧方向の手前側に位置する前記金属板に設けられた前記突出部の切断外周面と、前記押圧方向の奥側に重ねられた前記金属板に設けられ、かつ、前記切断外周面に対向する位置に設けられた穴の切断内周面と、の間に設けられた金属接合部と、
を有することを特徴とする金属接合体。
【請求項２】
前記第１切断線と平行な前記突出部及び前記穴の幅が、前記第１切断線に近付くにしたがって長くなることを特徴とする請求項１に記載の金属接合体。
【請求項３】
２つ以上の金属板同士を接合させる金属接合装置において、
第１切断線の両端部を通り、かつ、前記第１切断線に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線及び前記一対の第２切断線の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線に囲まれた部分と同形状に形成されていて、前記第１切断線を重ねる底部から前記一対の折り曲げ線を重ねる縁部に向かうにしたがって徐々に深さが浅くなるプレス穴が設けられた第１の型と、
前記プレス穴に嵌合する形状に設けられ、かつ、前記底部が重ねられる先端部に向かうにしたがって徐々に先細に形成されたプレス突起が設けられた第２の型と、
を有することを特徴とする金属接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属接合体、及び、金属接合装置に係り、特に、２つ以上の金属板同士が接合された金属接合体、及び、２つ以上の金属板同士を接合させる金属接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属板同士を接合する方法としては、前記金属板同士を加締めて圧着させる方法が知られている。しかしながら、前記圧着による接合は、加締めによる残留応力及び接触にたよっているため電気的特性が十分ではない。また、前記金属板同士の接触部には、隙間が多く、腐食などの観点から長期的な電気的特性の確保が難しい、という問題があった。また、電気的特性を確保するために、例えば、ガス、プラズマなどで金属板を溶かして当該金属板同士を溶接することも考えられるが、自動化することが難しく、大量生産に向いておらず、コスト的に問題があった。
【０００３】
そこで、前述した問題を解決するために、特許文献１には、金属板同士を接合する方法として、図１０、図１１に示すように、２つの金属板１１０、１１１を重ねた状態で、折り曲げ線Ｌ１の端部から該折り曲げ線Ｌ１から離れた側を通って該折り曲げ線Ｌ１の他端まで延在する切断線Ｌ２に沿って２つの金属板１１０、１１１を切断して、該２つの金属板１１０、１１１の切断線Ｌ２及び折り曲げ線Ｌ１に囲まれた部分を、前記折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げるようにプレス（押圧）することにより、前記金属板１１０、１１１同士を接合する方法が提案されている。この方法によって、前記金属板１１０の切断線Ｌ２の切断外周面は、該切断外周面に対向する位置に設けられた前記金属板１１１の切断内周面に擦られながら押し込まれる。このため摩擦により、酸化被膜が除去され新生面が露出して前記切断外周面と、前記切断内周面とが凝着することにより、金属接合部が得られる。この金属接合部を有した金属接合体１０１には、切断線Ｌ２及び折り曲げ線Ｌ１に囲まれた部分をプレス（押圧）することにより押圧方向（即ち、矢印Ｚ）に突出した突出部１１３が一対設けられている。前記突出部１１３は、上面視が台形状に形成されており、この台形状に形成された一対の突出部１１３の短辺（即ち、折り曲げ線Ｌ１）同士が互いに相対する位置に互いに間隔をあけて配置されている。
【０００４】
また、２つの金属板１１０、１１１をプレス（押圧）する際に用いられる金型には、先端部に向かうにしたがって徐々に先細に形成されたプレス治具が、一対設けられている。これら一対のプレス治具は、台形状に形成された一対の前記突出部１１３それぞれを形成する位置に互いに間隔をあけて設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６６６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の金属接合体１０１においては、２つの金属板１１０、１１１をプレス（押圧）する際に、前記金属板１１０、１１１が裂けてしまう（破れてしまう）ことを防止するために、２つの折り曲げ線Ｌ１は、互いに間隔をあけて設けられている。よって、この２つの折り曲げ線Ｌ１が並ぶ方向（即ち、矢印Ｘ）に、前記金属接合体１０１が大型化する傾向にあった。
【０００７】
また、前記金型においては、プレス治具が、互いに間隔をあけて一対設けられているので、これらプレス治具を十分な太さで形成することができず、該プレス治具が折れ易いという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、小型化を図った金属接合体、及び、この金属接合体を製造し、かつ、強度の向上を図った金属接合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上説明したように請求項１に記載の本発明によれば、２つ以上の金属板同士が接合された金属接合体において、前記２つ以上の金属板を重ねた状態で、第１切断線及び該第１切断線の両端部を通り、かつ、前記第１切断線に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線に沿って前記２つ以上の金属板を切断して、前記第１切断線及び前記一対の第２切断線に囲まれた部分を前記一対の第２切断線の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線に沿って折り曲げるように押圧することにより押圧方向に突出して設けられた一対の突出部と、前記２つ以上の金属板に前記突出部を設けることにより形成された穴と、前記押圧方向の手前側に位置する前記金属板に設けられた前記突出部の切断外周面と、前記押圧方向の奥側に重ねられた前記金属板に設けられ、かつ、前記切断外周面に対向する位置に設けられた穴の切断内周面と、の間に設けられた金属接合部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１切断線と平行な前記突出部及び前記穴の幅が、前記第１切断線に近付くにしたがって長くなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、２つ以上の金属板同士を接合させる金属接合装置において、第１切断線の両端部を通り、かつ、前記第１切断線に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線及び前記一対の第２切断線の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線に囲まれた部分と同形状に形成されていて、前記第１切断線を重ねる底部から前記折り曲げ線を重ねる縁部に向かうにしたがって徐々に深さが浅くなるプレス穴が設けられた第１の型と、前記プレス穴に嵌合する形状に設けられ、かつ、前記底部が重ねられる先端部に向かうにしたがって徐々に先細に形成されたプレス突起が設けられた第２の型と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、前記２つ以上の金属板を重ねた状態で、第１切断線及び該第１切断線の両端部を通り、かつ、前記第１切断線に対して交差する方向に延びた一対の第２切断線に沿って前記２つ以上の金属板を切断して、前記第１切断線及び前記一対の第２切断線に囲まれた部分を前記一対の第２切断線の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線に沿って折り曲げるように押圧することにより、一対の折り曲げ線間に前記第１切断線を挟むこととなり、よって、これら一対の折り曲げ線が並ぶ方向に、小型化した金属接合体を製造することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、前記第１切断線と平行な前記突出部及び前記穴の幅が、前記第１切断線に近付くにしたがって長くなるので、前記突出部が前記穴に向かって押し込まれることとなり、よって、前記突出部の切断外周面及び、前記穴の切断内周面に法線荷重が生じる。そのために、前記金属接合部の接合が促進されるため、より一層、電気的特性、信頼性の向上をはかることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、従来の金型には、一対の突出部それぞれに対応する位置に互いに間隔をあけて配置されたプレス治具が一対設けられているが、本発明の金属接合装置は、一対の突出部を形成するプレス突起を１つ設けているので、該プレス突起を十分な太さで形成することとなり、よって、強度の向上を図ったプレス突起、即ち、金属接合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる金属接合体の斜視図である。
【図２】図１に示す金属接合体の上面図である。
【図３】図２に示す金属接合体のＰ１矢視図である。
【図４】図２に示す金属接合体のＰ２矢視図である。
【図５】図２に示す金属接合体のＩ−Ｉの線断面図である。
【図６】図２に示す金属接合体のＩＩ−ＩＩの線断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる金属接合体の上面図である。
【図８】本発明の金属接合装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、（Ａ）は、互いに重ねられた３つの金属板をプレスする様子を示す図であり、（Ｂ）は、互いに重ねられた３つの金属板同士を接合させた状態を示す図である。
【図１０】本発明の金属接合体の斜視図である。
【図１１】図１０に示す金属接合体の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施形態にかかる金属接合体を、図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１７】
同図に示すように上記金属接合体１は、例えば互いに同じ金属によって構成され、かつ、互いに同じ板厚に形成された３つの金属板１０、１１、１２を備えている。また、図５、図６に示すように、金属接合体１は、突出部１３、１４、１５と、穴１６、１７、１８と、金属接合部１９、２０と、を備えている。
【００１８】
上記突出部１３、１４、１５は、金属板１０、１１、１２それぞれに各一対設けられている。前記一対の突出部１３、１４、１５は、それぞれが、図２に示すように、３つの金属板１０、１１、１２を重ねた状態で第１切断線Ｌ２及び該第１切断線Ｌ２の両端部を通り、かつ、前記第１切断線Ｌ２に対して交差する方向に延びた第２切断線Ｌ３に沿って前記３つの金属板１０、１１、１２を切断すると同時に前記３つの金属板１０、１１、１２の第１切断線Ｌ２及び第２切断線Ｌ３に囲まれた部分を、前記一対の第２切断線Ｌ３の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げるようにプレス（押圧）することにより押圧方向（即ち矢印Ｚ）に突出して設けられたものである。また、図１に示す矢印Ｘは、折り曲げ線Ｌ１の並ぶ方向、及び、金属板１０、１１、１２の長手方向を示し、矢印Ｙは、第１切断線Ｌ２と平行な方向、及び、金属板１０、１１、１２の幅方向を示し、矢印Ｚは、３つの金属板１０、１１、１２を重ねる方向、及び、金属板１０、１１、１２を押圧する「押圧方向」を示している。
【００１９】
また、図２に示すように、突出部１３、１４、１５及び穴１６、１７、１８の前記第１切断線Ｌ２と平行（即ち矢印Ｙ）な前記突出部１３、１４、１５及び前記穴１６、１７、１８の幅が、当該第１切断線Ｌ２に近付くにしたがって長くなるように設けられている。このように、金属接合体１は、第１切断線Ｌ２を互いの間に挟む一対の折り曲げ線Ｌ１及び第２切断線Ｌ３で囲まれた部分が、六角形に形成されている。
【００２０】
穴１６、１７、１８は、金属板１０、１１、１２それぞれに突出部１３、１４、１５を設けることにより形成されるものである。また、押圧方向（即ち矢印Ｚ）のもっとも手前側に位置する金属板１０に設けられた突出部１３は、前記押圧方向（即ち矢印Ｚ）の奥側に隣接して重ねられた金属板１１の穴１７まで押し込まれている。また、前記金属板１０の押圧方向（即ち矢印Ｚ）の奥側に位置する金属板１１に設けられた突出部１４は、前記押圧方向（即ち矢印Ｚ）のさらに奥側に隣接して重ねられた金属板１２の穴１８まで押し込まれている。これにより、突出部１３の切断外周面が穴１７の切断内周面に擦りながら押し込まれ、突出部１４の切断外周面が、穴１８の切断内周面に擦られながら押し込まれる。よって、摩擦により酸化皮膜が除去され新生面が露出して突出部１３、１４の切断外周面と穴１７、１８の切断内周面とが凝着して、図６に示すような金属接合部１９が得られる。また、前記金属接合部１９は、特許請求項の範囲に示された「金属接合部」に相当する。また、プレス（押圧）されることによって、突出部１３、１４、１５の形状が変形することとなり、突出部１３、１４が重なり合っている面、及び、突出部１４、１５が重なり合っている面、にもそれぞれ摩擦が生じて図５に示すような金属接合部２０が得られる。
【００２１】
続いて、本発明の第２の実施形態にかかる金属接合体を、図７に基づいて説明する。同図に示すように、上記金属接合体１Ａの第２切断線Ｌ３は、円弧状に設けられている。また、前記第１切断線Ｌ２と平行（即ち矢印Ｙ）な前記突出部１３、１４、１５及び前記穴１６、１７、１８の幅が、前記第１切断線Ｌ２に近付くにしたがって長くなるように設けられている。このように、金属接合体１Ａは、第１切断線Ｌ２を互いの間に挟む一対の折り曲げ線Ｌ１及び第２切断線Ｌ３で囲まれた部分が、略楕円形に形成されている。
【００２２】
上述した金属接合体１、１Ａによれば、３つの金属板１０、１１、１２を重ねた状態で、第１切断線Ｌ２及び該第１切断線Ｌ２の両端部を通り、かつ、前記第１切断線Ｌ２に対して交差する方向に延びた第２切断線Ｌ３に沿って金属板１０、１１、１２を切断して、前記第１切断線Ｌ２及び前記一対の第２切断線Ｌ３に囲まれた部分を前記一対の第２切断線Ｌ３の端部同士を結ぶ一対の折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げるように押圧することにより、一対の折り曲げ線Ｌ１間に前記第１切断線Ｌ２を挟むこととなり、よって、これら一対の折り曲げ線Ｌ１が並ぶ方向（即ち矢印Ｘ）に、小型化した金属接合体１、１Ａを製造することができる。
【００２３】
また、前記第１切断線Ｌ２と平行（即ち矢印Ｙ）な前記突出部１３、１４、１５及び前記穴１６、１７、１８の幅が、前記第１切断線Ｌ２に近付くにしたがって長く設けられているので、前記突出部１３、１４が前記穴１７、１８に向かって押し込まれることとなり、よって、前記突出部１３、１４の切断外周面及び、前記穴１７、１８の切断内周面に法線荷重が生じる。そのために、前記金属接合部１９の接合が促進されるため、より一層、電気的特性、信頼性の向上をはかることができる。
【００２４】
次に、上述した金属接合体１、１Ａを製造する金属接合装置について、図８、図９を参照して説明する。同図に示すように、上記金属接合装置２は、第１の型２１と、第２の型２２と、ガイド２３と、から構成されている。
【００２５】
上記第１の型２１は、例えば直方体形状に設けられていて、その上面にプレス穴２４が設けられている。このプレス穴２４は、前記第２切断線Ｌ３及び折り曲げ線Ｌ１に囲まれた部分と同形状（即ち、六角形）に形成されている。また、前記プレス穴２４は、第１切断線Ｌ２を重ねる底部２４ａから一対の折り曲げ線Ｌ１を重ねる縁部２４ｂに向かうにしたがって徐々に深さが浅くなるように、断面Ｖ字状に設けられている。また、前記縁部２４ｂは、前記上面と面一に設けているか、または、前記金属板１０、１１、１２が切断されない程度の深さに形成されている。
【００２６】
上記第２の型２２は、棒状に設けられている。前記第２の型２２は、前記第２切断線Ｌ３及び折り曲げ線Ｌ１に囲まれた部分と同形状（即ち、六角形）に形成されている。また、前記第２の型２２は、前記プレス穴２４に嵌合するプレス突起２５を設けている。また、前記プレス突起２５は、前記プレス穴２４の前記底部２４ａを重ねる先端部２５ａに向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。
【００２７】
前記ガイド２３は、例えば直方体形状に設けられていて、前記第１の型２１のプレス穴２４に重ねられるガイド孔２６を設けている。また、前記ガイド孔２６は、ガイド２３を押圧方向（即ち矢印Ｚ）に沿って貫通している。また、前記ガイド孔２６は、金属板１０、１１、１２の第２切断線Ｌ３及び折り曲げ線Ｌ１に囲まれた部分と同形状（即ち、六角形）に形成されており、前記第２の型２２を前記第１の型２１のプレス穴２４にガイドする。
【００２８】
次に、前記金属接合体１、１Ａの製造方法を上述した金属接合装置２を用いて説明する。まず、図９（Ａ）に示すように、最初に、互いに重ねられた３つの金属板１０、１１、１２を第１の型２１の前記上面に重ねる。その後、第２の型２２を、ガイド２３のガイド孔２６に沿って押圧方向（即ち矢印Ｚ）に沿って移動させて、これら第１の型２１と第２の型２２との間に互いに重ねられた３つの金属板１０、１１、１２を挟み込む。
【００２９】
さらに、第２の型２２を押圧方向（即ち矢印Ｚ）に移動させると、切断線Ｌ２、Ｌ３に沿ったプレス突起２５のエッジ及び、切断線Ｌ２、Ｌ３に沿ったプレス穴２４のエッジによって、互いに重ねられた３つの金属板１０、１１、１２の第１切断線Ｌ２及び第２切断線Ｌ３に沿って切断される。同時に、互いに重ねられた３つの金属板１０、１１、１２の第１切断線Ｌ２及び第２切断線Ｌ３に囲まれた部分が一対の折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げるように押圧方向、即ち矢印Ｚに押圧（プレス）されて、金属板１０の一対の突出部１３が、金属板１１の穴１７まで押し込まれ、金属板１１の一対の突出部１４が金属板１２の穴１８まで押し込まれて、これら一対の突出部１３、１４の切断外周面と、穴１７、１８の切断内周面とが互いに凝着し、金属接合部１９が得られる。こうして、前記金属接合部１９を有する金属接合体１、１Ａが完成する。
【００３０】
上述した金属接合装置２によれば、従来の金型には、一対の突出部１１３それぞれに対応する位置に互いに間隔をあけて配置されたプレス治具が一対設けられているが、本発明の金属接合体１、１Ａを製造する金属接合装置２は、一対の突出部１３、１４、１５を形成するプレス突起２５を１つ設けているので、該プレス突起２５を十分な太さで形成することとなり、よって、強度の向上を図った金属接合装置２を提供することができる。
【００３１】
なお、上述した実施形態によれば、前記金属接合体１、１Ａは、３つの金属板１０、１１、１２が接合されているが、本発明はこれに限ったものではなく、金属接合体１、１Ａとしては、２つ以上の金属板を接合していれば良い。
【００３２】
また、上述した実施形態によれば、金属接合体１、１Ａは同じ金属で構成された金属板１０、１１、１２同士を接合していたが、本発明はこれに限ったものではなく、２つ以上の金属板をプレスして切断することができれば、すず、亜鉛、金、銀などの異種金属同士でも金属接合することが確認された。即ち、２つ以上の金属板のうち少なくとも１つが種類の異なる異種金属で構成されていても良い。
【００３３】
また、２つ以上の金属板のうちすくなくとも１つが、すず、亜鉛、金、銀などでメッキされていても良い。このように、２つ以上の金属板のうち、少なくとも１つをメッキすることにより金属板をやわらかくすることができるため、容易に金属板の降伏応力を上回る力を加えて当該金属板を切断することができる。
【００３４】
また、金属接合体１、１Ａは互いに同じ板厚で構成された金属板１０、１１、１２同士を接合していたが、本発明はこれに限ったものではない。２つ以上の金属をプレスして切断することができれば、互いに板厚が異なる金属板同士であっても金属接合されることが確認された。即ち、２つ以上の金属板のうち、少なくとも１つの板厚が異なる金属板同士であっても金属接合されることが確認された。
【００３５】
また、上述した実施形態によれば、前記第１切断線Ｌ２と平行（即ち矢印Ｙ）な前記突出部１３、１４、１５及び前記穴１６、１７、１８の幅が、前記第１切断線Ｌ２に近付くにしたがって長くなるように設けられているが、本発明はこれに限ったものではなく、前記幅が、一定に設けられていても良い。
【００３６】
また、上述した実施形態によれば、金属板１０、１１、１２を切断してプレスすることにより前記金属接合体１、１Ａを製造していたが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば互いに重ねられた金属板１０、１１、１２の切断、プレスと同時に、または、切断、プレス後に熱を加えて金属板１０、１１、１２の相互拡散を狙っても良い。これにより、金属接合の範囲が拡大した強固な接合を達成することができる。
【００３７】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１、１Ａ  金属接合体
２  金属接合装置
１０、１１、１２  金属板
１３、１４、１５  突出部
１６、１７、１８  穴
１９  金属接合部
２１  第１の型
２２  第２の型
２４  プレス穴
２４ａ  底部
２４ｂ  縁部
２５  プレス突起
２５ａ  先端部
Ｌ１  折り曲げ線
Ｌ２  第１切断線
Ｌ３  第２切断線
矢印Ｚ  押圧方向
【図１】
2011067834.tif 000003
【図２】
2011067834.tif 000004
【図３】
2011067834.tif 000005
【図４】
2011067834.tif 000006
【図５】
2011067834.tif 000007
【図６】
2011067834.tif 000008
【図７】
2011067834.tif 000009
【図８】
2011067834.tif 000010
【図９】
2011067834.tif 000011
【図１０】
2011067834.tif 000012
【図１１】
2011067834.tif 000013