複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法
【課題】複合金属材料の接合方法及びそれに類似する複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。
【解決手段】まず、第１の金属材料を提供する。そして、第１の金属材料をスタンピングして、凹面を有する部材を形成する。それから、第２の金属材料320を凹面に設置する。その後、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の凹面に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、接合部材300を形成する。
【解決手段】まず、第１の金属材料を提供する。そして、第１の金属材料をスタンピングして、凹面を有する部材を形成する。それから、第２の金属材料320を凹面に設置する。その後、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の凹面に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、接合部材300を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合金属材料の接合方法に関し、特に、スタンピングした上で鍛造する複合金属材料の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の接合は、現在の半導体素子や機械製品等の装置に広く用いられている。例としては、各電気製品のケースと内部部材との接合や機械軸受の接合等がある。各製品のサイズに求められる精度が益々厳しくなるにつれて、金属材料の接合も、単に複数の材料を接着するものではなくなる。２つの金属材料の接合強度、接合後の外観、サイズの精度、複雑な形の精細度等の何れも、現在、接合力の優劣を評価するための重要な指標となり、このようにして初めて、複数の金属材料の接合が、所望の効果を達成することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾特許１００１４１４９１号明細書
【特許文献２】特開２００２−１０２９８６号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１３５２号公報
【特許文献４】特開２００３−０６２６２７号公報
【特許文献５】特開２００３−１７０２２７号公報
【特許文献６】特開２００４−０２７３２１号公報
【特許文献７】特開２００４−０７４２５５号公報
【特許文献８】特開２００４−２４９３２０号公報
【特許文献９】特開２００６−１４２３６８号公報
【特許文献１０】特開２００７−０３８２５５号公報
【特許文献１１】特開２００７−０９８４７０号公報
【特許文献１２】特開２００７−１３１９１５号公報
【特許文献１３】特開２００７−５３８１４６号公報
【特許文献１４】特開２００８−０６９４２１号公報
【特許文献１５】特開２００８−１２６２４５号公報
【特許文献１６】特開２００８−１２６２４６号公報
【特許文献１７】特開２００８−１６３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、溶接法又は接着剤塗布方法による金属材料の接合は、一般的なものであるが、溶接材料の選別も、接着剤の使用も必ず金属材料と合致しなければならない。また、接合サイズがより精密に、形がより複雑になった場合、溶接法又は接着剤塗布方法では、接合力を均一にすることができないため、接合された金属材料に変形や弛みが起きやすい。
【０００５】
そのため、前記金属材料の接合問題を解決できる複合金属材料の接合方法が、産業上至急に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって組立部材を形成するため、スタンピング及び鍛造の利点を兼備し、且つ両者の欠点を同時に排除可能な、複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。
【０００７】
本発明は、下記ステップを備える複合金属材料の接合方法を提供する。まず、第１の金属材料を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。次に、第１の金属材料が、凹面及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。次いで、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。その後、第２の金属材料を凹面に設置する。それから、第２の金属材料と部材を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の凹面に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する接合部材を形成する。
【０００８】
本発明は、下記ステップを備える複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。まず、第１の金属材料を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。次いで、第１の金属材料が、少なくとも１つの窪み領域及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。次に、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。その後、第２の金属材料を窪み領域に設置する。それから、第２の金属材料と部材を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の窪み領域に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する組立部材を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
前記に基づいて、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって複数の材料を接合する複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提案する。このようにして、本発明は、工程コストを低下させ、サイズの精度、パターンの精細度を向上させ、表面粗度等を改善することで表面を美観化することができる。また、材料それぞれの間の接合力を向上させ、材料の接合を安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図４】本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図５】本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図６】本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図７】本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図８】本発明の第４の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図９】本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。
【図１０】本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の一実施例による複合金属材料の局部的な接合方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
複合金属材料の接合方法又は複合金属材料の局部的な接合方法は、多様な半導体構造、電気製品、機械素子等の装置に広く用いられているが、本発明を明確に開示するために、下記では金属ボタンの成形方法を例として説明するが、本発明の複合金属材料の接合方法又は複合金属材料の局部的な接合方法は、本例に限定されるものではない。
【００１２】
図１〜図３は、本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図１に示すように、まず、殻体用金属材料１１０'を提供する。殻体用金属材料１１０'の材質としては、例えば、ステンレス金属又はチタン合金等である。無論、亜鉛、銅等のような、通常ケース用材質として適用され、必要な硬度及び美しい金属光沢を持つものであってもよい。
【００１３】
そして、スタンピング成形型を提供する（図示せず）。このスタンピング成形型は、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有する。殻体用金属材料１１０'をスタンピングダイキャビティに仕込む。スタンピング工程を行い、殻体用金属材料１１０'に対してスタンピングしてボタン殻体１１０を形成する。好ましい実施態様において、ボタン殻体１１０の外表面Ｓ２を保護するように、殻体用金属材料１１０'の表面Ｓ１に１枚の保護フィルムを貼り付けてよい。
【００１４】
詳しくは、ボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。本実施例において、１回のスタンピングによりボタン殻体１１０を形成するように、殻体用金属材料１１０'の形は、例えば、金属シートであってよいが、本発明はこれに限定されない。なお、殻体用金属材料１１０'は、スタンピングにより異なる形に形成してもよい。例えば、本実施例において、ボタン殻体１１０を形成するが、他の実施例においては、スタンピングにより複数のボタン殻体１１０を一発で形成したり、他の形のボタン殻体１１０を形成したりしてもよい。本発明に示されたボタン殻体１１０は、本発明を明確に開示するためのものだけであるが、本発明を限定するためものではない。
【００１５】
その後、ボタン殻体１１０に穴Ｔを形成するように、薄い殻体１１４に選択的にパターンを施してよい。穴Ｔは、例えば、商標、指示説明等であり、ユーザーによる識別のために、薄い殻体１１４の外表面Ｓ２に表示される。ボタン殻体１１０に穴を形成しやすくするように、薄い殻体１１４にパターンを施す方法としては、例えば、レーザドリリング工程を行ってよいが、本発明はこれに限定されない。一実施例において、穴Ｔは、例えば、パターンとなるように配列されてよい。
【００１６】
鍛造成形型（図示せず）を提供する。この鍛造成形型は、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する。図２に示すように、金属充填用ブランク１２０を収容部１１２に設置する。金属充填用ブランク１２０の材質は、アルミ合金又はプラスチック等を含む。そして、金属充填用ブランク１２０とボタン殻体１１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行う。図３に示すように、鍛造工程を行い、圧力Ｐを金属充填用ブランク１２０に加え、金属充填用ブランク１２０を押してボタン殻体１１０の収容部１１２に充填させ、中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する。金属充填用ブランク１２０の材質は、金属充填用ブランクに適する軟質材料であることが好ましい。好ましい実施例において、殻体用金属材料１１０'は、硬度が金属充填用ブランク１２０より大きい。このようにして、鍛造された金属充填用ブランク１２０は、変形のため薄い殻体１１４と適度に貼り合わせることができるが、ボタン殻体１１０を過大変形させることで、所望の中が詰まっている金属ボタン１３０の構造を達成できないことにはならない。
【００１７】
スタンピング後の形成されたボタン殻体１１０は、形成しようとする完成品の最初の原形であるが、スタンピング後のボタン殻体１１０が、各細部及びサイズにおいて必要な精度要求を達成できないため、本発明において、ボタン殻体１１０をさらに鍛造して中が詰まっている金属ボタン１３０を形成することに本発明の精神はある。例えば、ボタン殻体１１０は、鍛造により局部の厚さが同一でなく、形がより複雑な精細パターンに形成されてよい。例えば、平面を含むボタン殻体１１０は、鍛造により全体又は局部が弧面形を有する中が詰まっている金属ボタン１３０となってよい。一般的に、工程において、殻体用金属材料１１０'に対して全面又は局部スタンピング、１回又は数回のスタンピングをしてよく、それは実際の要求により定まる。例えば、まず、ボタン殻体１１０を得るように、殻体用金属材料１１０'に対して１回限りの全面的なスタンピングをして、更に、必要な精度を有する中が詰まっている金属ボタン１３０を達成するように、ボタン殻体１１０の高精度が要求される部分に対して１回又は数回の局部的な鍛造を行う。このように、生産コストを低下させ、中が詰まっている金属ボタン１３０の構造品質を向上させることができる。
【００１８】
具体的には、図１〜図２に示すようなボタン殻体１１０は、複数の第１の丸い角Ｃ１を有し、図３に示すような中が詰まっている金属ボタン１３０は、複数の第２の丸い角Ｃ２を有す。ただし第２の丸い角Ｃ２は、鍛造されたボタン殻体１１０の第１の丸い角Ｃ１から形成されるものである。本実施例において、第１の丸い角Ｃ１の半径は、鍛造により縮小することができる。つまり、第１の丸い角Ｃ１は、半径が第２の丸い角Ｃ２より大きい。現在の工程技術では、第１の丸い角Ｃ１は、半径が０．５ミリメートル（ｍｍ）より大きく、第２の丸い角Ｃ２は、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さくてよい。
【００１９】
更に言うと、ボタン殻体１１０のスタンピング工程は、常温で行われることが好ましい。ボタン殻体１１０を鍛造することは、常温で行われることが好ましい。このように、成形型コストを低下させることができる。また、ボタン殻体１１０が固体から中が詰まっている金属ボタン１３０となるため、ボタン殻体１１０の材質は、鍛造過程で溶融のため流動してしまうことはない。よって、材料の流動による、形成された中が詰まっている金属ボタン１３０の表面品質の劣化を防ぐことができる。この方法によって形成された中が詰まっている金属ボタン１３０の表面は、より好ましい金属光沢度を達成でき、延いてはその表面に鏡面効果を与えて美観性を向上させることができる。
【００２０】
なお、金属充填用ブランク１２０をボタン殻体１１０とより堅固で緊密に接合させるように、接合強度の実際の要求に応じて、圧力Ｐを増加したり、金属充填用ブランク１２０とボタン殻体１１０との間に接着剤（図示せず）を塗布したりしてよい。
【００２１】
また、中が詰まっている金属ボタン１３０が形成された後、中が詰まっている金属ボタン１３０の薄い殻体１３４（ボタン殻体１１０の薄い殻体１１４が鍛造されてなるものである）に対してさらに表面処理（図示せず）してよい。殻体１３４をより滑らかで美しくするように研磨工程を行ったり、薄い殻体１３４を保護してその耐摩耗性を高めるための、保護層（図示せず）を薄い殻体１３４に形成するように、物理気相成長工程を行ったりする。
【００２２】
以上の通り、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する。（１）従来の単一の鍛造成形方法と比べて、スタンピングによって最初の原形を形成するため、工程コストを低下させることができ、また、殻体用金属材料１１０'が工程過程において溶融のため流動することを防ぐように、常温でスタンピング及び鍛造を行うため、表面の美観性及び工程の歩留まりを向上させることができる。（２）従来の単一のスタンピング成形方法と比べて、更に鍛造することによって、例えば、２つの表面の間の曲げ角の曲げ弧度のような、サイズの精度を向上させることができる。（３）従来の単一の金属射出成形方法と比べて、本発明には、縮小率が過大となる、穴が表面に生じるといった問題は起きない。要するに、スタンピングした上で鍛造して、中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する本発明による方法は、中が詰まっている金属ボタン１３０のサイズの精度及びパターンの精細度を向上させ、その表面粗度等の表面品質を改善することができ、その美観性を向上させ、工程コストを低下させる効果を達成することができる。
【００２３】
また、本発明は、複数の金属充填用ブランクを有する金属ボタンの成形方法に適用可能である。以下、本発明をより明確に開示するために、２つの実施例を提出するが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。
【００２４】
図４〜図５は、本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図４に示すように、スタンピングされたボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂ等の複数の金属充填用ブランクを収容部１１２に設置する。第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、鍛造工程を行う場合、ボタン殻体１１０の収容部１１２に仕込まれる。図示の通り、第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、例えば、水平に並ぶように収容部１１２に置かれてよい。そのため、図５に示すように、圧力Ｐ１を第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂに加えてボタン殻体１１０を鍛造した後、中が詰まっている金属ボタン１３０ａを形成することができる。この場合、第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、並列して薄い殻体１３４ａに緊密に貼り合わせる。
【００２５】
図６〜図７は、本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図６に示すように、スタンピングされたボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄを収容部１１２に設置する。図示の通り、第１の金属充填用ブランク１２０ｃは、第２の金属充填用ブランク１２０ｄと薄い殻体１１４との間にある。そのため、図７に示すように、圧力Ｐ２を第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄに加えてボタン殻体１１０を鍛造した後、中が詰まっている金属ボタン１３０ｂを形成することができる。この場合、第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄは、積み重ねて薄い殻体１３４ｂに緊密に貼り合わせる。一実施例において、第１の金属充填用ブランク１２０ｃとして絶縁材料を選択し、第２の金属充填用ブランク１２０ｄとして導電性材料を選択すれば、第２の金属充填用ブランク１２０ｄと薄い殻体１３４ｂとを局部的に電気的に絶縁させることができる。
【００２６】
また他の実施例において、第２の金属充填用ブランク１２０ｂ、１２０ｄは、鍛造工程を行う場合、薄い殻体１１４と鍛造ダイキャビティとの間に仕込まれることは、実際の要求により定まる。
【００２７】
また、図８は、本発明の第４の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図８に示すように、本実施例による金属充填用ブランク２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄのそれぞれは、スタンピングされたボタン殻体（図示せず）の４つの丸い角（図示せず）にある。このように、ボタン殻体（図示せず）の４つの丸い角（図示せず）を局部的に鍛造することができるようになる。例えば、鍛造された中が詰まっている金属ボタン１３０ｃに、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さい４つの丸い角ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を持たせる。無論、本実施例は、少なくとも１つの金属充填用ブランクをボタン殻体の局部位置に仕込むものであり、図示された形は意図を示すためのものだけであり、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
上記では、本発明の精神を金属ボタンの成形方法によって開示したが、それが金属ボタンの成形にしか用いられないわけでもなく、本発明の応用を総括して言えば、以下の通りである。
【００２９】
図９〜図１０は、本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。複合金属材料の接合方法は、下記ステップを備えてよい。まず、第１の金属材料３１０'を提供する（前記殻体用金属材料１１０'に対応する）。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。（図示せず）そして、第１の金属材料３１０'がスタンピングされて凹面３１２（前記収容部１１２に対応する）を有する部材３１０（前記ボタン殻体１１０に対応する）となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。そして、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。（図示せず）それから、第２の金属材料３２０（前記金属充填用ブランク１２０に対応する）を凹面３１２に設置する。それから、図１０に示すように、第２の金属材料３２０と部材３１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力Ｐ３で第２の金属材料３２０を押して部材３１０の凹面３１２に充填させ、第２の金属材料３２０と部材３１０を接合して、接合部材３００を形成する。
【００３０】
本実施例の複合金属材料の接合方法については、その応用原理を前記金属ボタンの成形方法で説明したため、詳しく説明しない。
【００３１】
例として言えば、第１の金属材料３１０'は、硬度が第２の金属材料３２０より大きいであることが好ましく、このようにすれば、鍛造された部材３１０の過大変形のため、接合部材３００の構造が要求に合わないことを引き起こしてしまうことはない。一実施例において、第１の金属材料３１０'の材質は、ステンレス金属又はチタン合金を含むが、第２の金属材料３２０の材質は、アルミ合金を含む。好ましい実施例において、スタンピング工程は常温で行われ、部材３１０の鍛造も常温で行われる。このように、成形型コストを低下させ、接合部材３００の美観性を向上させることができる。
【００３２】
また、部材３１０は複数の第１の丸い角Ｃ３を有し、接合部材３００は複数の第２の丸い角Ｃ４を有する。ただし、第２の丸い角Ｃ４は、鍛造された部材３１０の第１の丸い角Ｃ３から形成されるものであるため、第１の丸い角Ｃ３は、半径が第２の丸い角Ｃ４より大きい。好ましい実施例において、第１の丸い角Ｃ３は、半径が０．５ミリメートル（ｍｍ）より大きく、第２の丸い角Ｃ４は、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さいことを達成することができる。このようにして、接合部材３００は、より精確なサイズを持つようになり、高精度の機械素子又は半導体構造に組み合わせられることに適する。
【００３３】
また、最低の工程コストで、必要な接合部材３００の品質を達成するように、第１の金属材料３１０'に対して全面又は局部、１回又は数回のスタンピングを行い、部材３１０に対して全面又は局部、１回又は数回の鍛造を行ってよい。
【００３４】
なお、部材３１０と第２の金属材料３２０との接合力を向上させる方法として、例えば、接着剤（図示せず）を凹面３１２と第２の金属材料３２０との間に設置する方法がある。又、異なる熱膨張係数を持つ第１の金属材料３１０'と第２の金属材料３２０を選別し、加熱又は冷却の工程を組み入れて、操作された温度によって、部材３１０と第２の金属材料３２０との所定の接合力を達成させる方法がある。
【００３５】
図１１は、本発明の一実施例による複合金属材料の局部的な接合方法を示す断面模式図である。図１１に示すように、まず、第１の金属材料４１０'を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する（図示せず）。そして、第１の金属材料４１０'がスタンピングされて部材４１０となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。部材４１０は、４つの窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄを有する。その後、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する（図示せず）。そして、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄを、別々に窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄに設置する。その後、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄと部材４１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄを押して部材４１０の窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄに充填させ、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄと部材４１０を別々に局部的に接合して、組立部材４００を形成する。
【００３６】
第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄの材質は、同じでも異なってもよいが、実際の要求により定まる。本実施例は、複数の複合金属材料の局部的な接合方法を示すが、その接合される金属材料の数、位置、形は、図に示されたものに限定されない。また、本実施例の詳細な工程原理及び持つ可能性のある機能は、前の実施例に類似するため、詳しく説明しない。
【００３７】
以上の通り、本発明によって形成された接合部材３００又は組立部材４００は、直接的な加圧のような物理的な接合方式によって接合される。したがって、溶接又は接着剤による従来の方法と比べて、（特に、曲面等の複雑な粘着面へ応用する場合、）より均一の接合力を持ち、より堅固に接合することができる。
【００３８】
以上を纏めて言えば、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方式によって複数の材料を接合する、複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。このようにして、本発明は、工程コストを低下させ、サイズの精度を向上させ、パターン精度を増加し、表面粗度等を改善することで表面を美観化することができる。溶接又は接着剤による従来の方法と比べて、本発明は、材料それぞれの間の接合力を向上させ、材料の接合を安定化することができる。
【００３９】
以上は、本発明の好ましい実施例にすぎなく、本発明の特許請求の範囲に基づいてなされた同等な変化や修正は、全て本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１１０ ボタン殻体、１１０' 殻体用金属材料、１１２ 収容部、１１４ 薄い殻体、１２０、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ 金属充填用ブランク、１２０ａ、１２０ｃ 第１の金属充填用ブランク、１２０ｂ、１２０ｄ 第２の金属充填用ブランク、１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ 中が詰まっている金属ボタン、１３４、１３４ａ、１３４ｂ 薄い殻体、３００ 接合部材、３１０、４１０ 部材、３１０'、４１０' 第１の金属材料、３１２ 凹面、３２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ 第２の金属材料、４００ 組立部材、４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ 窪み領域、Ｃ１、Ｃ３ 第１の丸い角、Ｃ２、Ｃ４ 第２の丸い角、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４ 丸い角、Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 圧力、Ｓ１ 表面、Ｓ２ 外表面、Ｔ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合金属材料の接合方法に関し、特に、スタンピングした上で鍛造する複合金属材料の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の接合は、現在の半導体素子や機械製品等の装置に広く用いられている。例としては、各電気製品のケースと内部部材との接合や機械軸受の接合等がある。各製品のサイズに求められる精度が益々厳しくなるにつれて、金属材料の接合も、単に複数の材料を接着するものではなくなる。２つの金属材料の接合強度、接合後の外観、サイズの精度、複雑な形の精細度等の何れも、現在、接合力の優劣を評価するための重要な指標となり、このようにして初めて、複数の金属材料の接合が、所望の効果を達成することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾特許１００１４１４９１号明細書
【特許文献２】特開２００２−１０２９８６号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１３５２号公報
【特許文献４】特開２００３−０６２６２７号公報
【特許文献５】特開２００３−１７０２２７号公報
【特許文献６】特開２００４−０２７３２１号公報
【特許文献７】特開２００４−０７４２５５号公報
【特許文献８】特開２００４−２４９３２０号公報
【特許文献９】特開２００６−１４２３６８号公報
【特許文献１０】特開２００７−０３８２５５号公報
【特許文献１１】特開２００７−０９８４７０号公報
【特許文献１２】特開２００７−１３１９１５号公報
【特許文献１３】特開２００７−５３８１４６号公報
【特許文献１４】特開２００８−０６９４２１号公報
【特許文献１５】特開２００８−１２６２４５号公報
【特許文献１６】特開２００８−１２６２４６号公報
【特許文献１７】特開２００８−１６３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、溶接法又は接着剤塗布方法による金属材料の接合は、一般的なものであるが、溶接材料の選別も、接着剤の使用も必ず金属材料と合致しなければならない。また、接合サイズがより精密に、形がより複雑になった場合、溶接法又は接着剤塗布方法では、接合力を均一にすることができないため、接合された金属材料に変形や弛みが起きやすい。
【０００５】
そのため、前記金属材料の接合問題を解決できる複合金属材料の接合方法が、産業上至急に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって組立部材を形成するため、スタンピング及び鍛造の利点を兼備し、且つ両者の欠点を同時に排除可能な、複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。
【０００７】
本発明は、下記ステップを備える複合金属材料の接合方法を提供する。まず、第１の金属材料を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。次に、第１の金属材料が、凹面及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。次いで、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。その後、第２の金属材料を凹面に設置する。それから、第２の金属材料と部材を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の凹面に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する接合部材を形成する。
【０００８】
本発明は、下記ステップを備える複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。まず、第１の金属材料を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。次いで、第１の金属材料が、少なくとも１つの窪み領域及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。次に、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。その後、第２の金属材料を窪み領域に設置する。それから、第２の金属材料と部材を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料を押して部材の窪み領域に充填させ、第２の金属材料と部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する組立部材を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
前記に基づいて、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって複数の材料を接合する複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提案する。このようにして、本発明は、工程コストを低下させ、サイズの精度、パターンの精細度を向上させ、表面粗度等を改善することで表面を美観化することができる。また、材料それぞれの間の接合力を向上させ、材料の接合を安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図４】本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図５】本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図６】本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図７】本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図８】本発明の第４の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。
【図９】本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。
【図１０】本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の一実施例による複合金属材料の局部的な接合方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
複合金属材料の接合方法又は複合金属材料の局部的な接合方法は、多様な半導体構造、電気製品、機械素子等の装置に広く用いられているが、本発明を明確に開示するために、下記では金属ボタンの成形方法を例として説明するが、本発明の複合金属材料の接合方法又は複合金属材料の局部的な接合方法は、本例に限定されるものではない。
【００１２】
図１〜図３は、本発明の第１の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図１に示すように、まず、殻体用金属材料１１０'を提供する。殻体用金属材料１１０'の材質としては、例えば、ステンレス金属又はチタン合金等である。無論、亜鉛、銅等のような、通常ケース用材質として適用され、必要な硬度及び美しい金属光沢を持つものであってもよい。
【００１３】
そして、スタンピング成形型を提供する（図示せず）。このスタンピング成形型は、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有する。殻体用金属材料１１０'をスタンピングダイキャビティに仕込む。スタンピング工程を行い、殻体用金属材料１１０'に対してスタンピングしてボタン殻体１１０を形成する。好ましい実施態様において、ボタン殻体１１０の外表面Ｓ２を保護するように、殻体用金属材料１１０'の表面Ｓ１に１枚の保護フィルムを貼り付けてよい。
【００１４】
詳しくは、ボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。本実施例において、１回のスタンピングによりボタン殻体１１０を形成するように、殻体用金属材料１１０'の形は、例えば、金属シートであってよいが、本発明はこれに限定されない。なお、殻体用金属材料１１０'は、スタンピングにより異なる形に形成してもよい。例えば、本実施例において、ボタン殻体１１０を形成するが、他の実施例においては、スタンピングにより複数のボタン殻体１１０を一発で形成したり、他の形のボタン殻体１１０を形成したりしてもよい。本発明に示されたボタン殻体１１０は、本発明を明確に開示するためのものだけであるが、本発明を限定するためものではない。
【００１５】
その後、ボタン殻体１１０に穴Ｔを形成するように、薄い殻体１１４に選択的にパターンを施してよい。穴Ｔは、例えば、商標、指示説明等であり、ユーザーによる識別のために、薄い殻体１１４の外表面Ｓ２に表示される。ボタン殻体１１０に穴を形成しやすくするように、薄い殻体１１４にパターンを施す方法としては、例えば、レーザドリリング工程を行ってよいが、本発明はこれに限定されない。一実施例において、穴Ｔは、例えば、パターンとなるように配列されてよい。
【００１６】
鍛造成形型（図示せず）を提供する。この鍛造成形型は、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する。図２に示すように、金属充填用ブランク１２０を収容部１１２に設置する。金属充填用ブランク１２０の材質は、アルミ合金又はプラスチック等を含む。そして、金属充填用ブランク１２０とボタン殻体１１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行う。図３に示すように、鍛造工程を行い、圧力Ｐを金属充填用ブランク１２０に加え、金属充填用ブランク１２０を押してボタン殻体１１０の収容部１１２に充填させ、中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する。金属充填用ブランク１２０の材質は、金属充填用ブランクに適する軟質材料であることが好ましい。好ましい実施例において、殻体用金属材料１１０'は、硬度が金属充填用ブランク１２０より大きい。このようにして、鍛造された金属充填用ブランク１２０は、変形のため薄い殻体１１４と適度に貼り合わせることができるが、ボタン殻体１１０を過大変形させることで、所望の中が詰まっている金属ボタン１３０の構造を達成できないことにはならない。
【００１７】
スタンピング後の形成されたボタン殻体１１０は、形成しようとする完成品の最初の原形であるが、スタンピング後のボタン殻体１１０が、各細部及びサイズにおいて必要な精度要求を達成できないため、本発明において、ボタン殻体１１０をさらに鍛造して中が詰まっている金属ボタン１３０を形成することに本発明の精神はある。例えば、ボタン殻体１１０は、鍛造により局部の厚さが同一でなく、形がより複雑な精細パターンに形成されてよい。例えば、平面を含むボタン殻体１１０は、鍛造により全体又は局部が弧面形を有する中が詰まっている金属ボタン１３０となってよい。一般的に、工程において、殻体用金属材料１１０'に対して全面又は局部スタンピング、１回又は数回のスタンピングをしてよく、それは実際の要求により定まる。例えば、まず、ボタン殻体１１０を得るように、殻体用金属材料１１０'に対して１回限りの全面的なスタンピングをして、更に、必要な精度を有する中が詰まっている金属ボタン１３０を達成するように、ボタン殻体１１０の高精度が要求される部分に対して１回又は数回の局部的な鍛造を行う。このように、生産コストを低下させ、中が詰まっている金属ボタン１３０の構造品質を向上させることができる。
【００１８】
具体的には、図１〜図２に示すようなボタン殻体１１０は、複数の第１の丸い角Ｃ１を有し、図３に示すような中が詰まっている金属ボタン１３０は、複数の第２の丸い角Ｃ２を有す。ただし第２の丸い角Ｃ２は、鍛造されたボタン殻体１１０の第１の丸い角Ｃ１から形成されるものである。本実施例において、第１の丸い角Ｃ１の半径は、鍛造により縮小することができる。つまり、第１の丸い角Ｃ１は、半径が第２の丸い角Ｃ２より大きい。現在の工程技術では、第１の丸い角Ｃ１は、半径が０．５ミリメートル（ｍｍ）より大きく、第２の丸い角Ｃ２は、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さくてよい。
【００１９】
更に言うと、ボタン殻体１１０のスタンピング工程は、常温で行われることが好ましい。ボタン殻体１１０を鍛造することは、常温で行われることが好ましい。このように、成形型コストを低下させることができる。また、ボタン殻体１１０が固体から中が詰まっている金属ボタン１３０となるため、ボタン殻体１１０の材質は、鍛造過程で溶融のため流動してしまうことはない。よって、材料の流動による、形成された中が詰まっている金属ボタン１３０の表面品質の劣化を防ぐことができる。この方法によって形成された中が詰まっている金属ボタン１３０の表面は、より好ましい金属光沢度を達成でき、延いてはその表面に鏡面効果を与えて美観性を向上させることができる。
【００２０】
なお、金属充填用ブランク１２０をボタン殻体１１０とより堅固で緊密に接合させるように、接合強度の実際の要求に応じて、圧力Ｐを増加したり、金属充填用ブランク１２０とボタン殻体１１０との間に接着剤（図示せず）を塗布したりしてよい。
【００２１】
また、中が詰まっている金属ボタン１３０が形成された後、中が詰まっている金属ボタン１３０の薄い殻体１３４（ボタン殻体１１０の薄い殻体１１４が鍛造されてなるものである）に対してさらに表面処理（図示せず）してよい。殻体１３４をより滑らかで美しくするように研磨工程を行ったり、薄い殻体１３４を保護してその耐摩耗性を高めるための、保護層（図示せず）を薄い殻体１３４に形成するように、物理気相成長工程を行ったりする。
【００２２】
以上の通り、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方法によって中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する。（１）従来の単一の鍛造成形方法と比べて、スタンピングによって最初の原形を形成するため、工程コストを低下させることができ、また、殻体用金属材料１１０'が工程過程において溶融のため流動することを防ぐように、常温でスタンピング及び鍛造を行うため、表面の美観性及び工程の歩留まりを向上させることができる。（２）従来の単一のスタンピング成形方法と比べて、更に鍛造することによって、例えば、２つの表面の間の曲げ角の曲げ弧度のような、サイズの精度を向上させることができる。（３）従来の単一の金属射出成形方法と比べて、本発明には、縮小率が過大となる、穴が表面に生じるといった問題は起きない。要するに、スタンピングした上で鍛造して、中が詰まっている金属ボタン１３０を形成する本発明による方法は、中が詰まっている金属ボタン１３０のサイズの精度及びパターンの精細度を向上させ、その表面粗度等の表面品質を改善することができ、その美観性を向上させ、工程コストを低下させる効果を達成することができる。
【００２３】
また、本発明は、複数の金属充填用ブランクを有する金属ボタンの成形方法に適用可能である。以下、本発明をより明確に開示するために、２つの実施例を提出するが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。
【００２４】
図４〜図５は、本発明の第２の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図４に示すように、スタンピングされたボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂ等の複数の金属充填用ブランクを収容部１１２に設置する。第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、鍛造工程を行う場合、ボタン殻体１１０の収容部１１２に仕込まれる。図示の通り、第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、例えば、水平に並ぶように収容部１１２に置かれてよい。そのため、図５に示すように、圧力Ｐ１を第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂに加えてボタン殻体１１０を鍛造した後、中が詰まっている金属ボタン１３０ａを形成することができる。この場合、第１の金属充填用ブランク１２０ａ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｂは、並列して薄い殻体１３４ａに緊密に貼り合わせる。
【００２５】
図６〜図７は、本発明の第３の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図６に示すように、スタンピングされたボタン殻体１１０は、収容部１１２と、薄い殻体１１４と、を有する。第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄを収容部１１２に設置する。図示の通り、第１の金属充填用ブランク１２０ｃは、第２の金属充填用ブランク１２０ｄと薄い殻体１１４との間にある。そのため、図７に示すように、圧力Ｐ２を第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄに加えてボタン殻体１１０を鍛造した後、中が詰まっている金属ボタン１３０ｂを形成することができる。この場合、第１の金属充填用ブランク１２０ｃ及び第２の金属充填用ブランク１２０ｄは、積み重ねて薄い殻体１３４ｂに緊密に貼り合わせる。一実施例において、第１の金属充填用ブランク１２０ｃとして絶縁材料を選択し、第２の金属充填用ブランク１２０ｄとして導電性材料を選択すれば、第２の金属充填用ブランク１２０ｄと薄い殻体１３４ｂとを局部的に電気的に絶縁させることができる。
【００２６】
また他の実施例において、第２の金属充填用ブランク１２０ｂ、１２０ｄは、鍛造工程を行う場合、薄い殻体１１４と鍛造ダイキャビティとの間に仕込まれることは、実際の要求により定まる。
【００２７】
また、図８は、本発明の第４の実施例による金属ボタンの成形方法を示す断面模式図である。図８に示すように、本実施例による金属充填用ブランク２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄのそれぞれは、スタンピングされたボタン殻体（図示せず）の４つの丸い角（図示せず）にある。このように、ボタン殻体（図示せず）の４つの丸い角（図示せず）を局部的に鍛造することができるようになる。例えば、鍛造された中が詰まっている金属ボタン１３０ｃに、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さい４つの丸い角ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を持たせる。無論、本実施例は、少なくとも１つの金属充填用ブランクをボタン殻体の局部位置に仕込むものであり、図示された形は意図を示すためのものだけであり、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
上記では、本発明の精神を金属ボタンの成形方法によって開示したが、それが金属ボタンの成形にしか用いられないわけでもなく、本発明の応用を総括して言えば、以下の通りである。
【００２９】
図９〜図１０は、本発明の一実施例による複合金属材料の接合方法を示す断面模式図である。複合金属材料の接合方法は、下記ステップを備えてよい。まず、第１の金属材料３１０'を提供する（前記殻体用金属材料１１０'に対応する）。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する。（図示せず）そして、第１の金属材料３１０'がスタンピングされて凹面３１２（前記収容部１１２に対応する）を有する部材３１０（前記ボタン殻体１１０に対応する）となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。そして、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する。（図示せず）それから、第２の金属材料３２０（前記金属充填用ブランク１２０に対応する）を凹面３１２に設置する。それから、図１０に示すように、第２の金属材料３２０と部材３１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力Ｐ３で第２の金属材料３２０を押して部材３１０の凹面３１２に充填させ、第２の金属材料３２０と部材３１０を接合して、接合部材３００を形成する。
【００３０】
本実施例の複合金属材料の接合方法については、その応用原理を前記金属ボタンの成形方法で説明したため、詳しく説明しない。
【００３１】
例として言えば、第１の金属材料３１０'は、硬度が第２の金属材料３２０より大きいであることが好ましく、このようにすれば、鍛造された部材３１０の過大変形のため、接合部材３００の構造が要求に合わないことを引き起こしてしまうことはない。一実施例において、第１の金属材料３１０'の材質は、ステンレス金属又はチタン合金を含むが、第２の金属材料３２０の材質は、アルミ合金を含む。好ましい実施例において、スタンピング工程は常温で行われ、部材３１０の鍛造も常温で行われる。このように、成形型コストを低下させ、接合部材３００の美観性を向上させることができる。
【００３２】
また、部材３１０は複数の第１の丸い角Ｃ３を有し、接合部材３００は複数の第２の丸い角Ｃ４を有する。ただし、第２の丸い角Ｃ４は、鍛造された部材３１０の第１の丸い角Ｃ３から形成されるものであるため、第１の丸い角Ｃ３は、半径が第２の丸い角Ｃ４より大きい。好ましい実施例において、第１の丸い角Ｃ３は、半径が０．５ミリメートル（ｍｍ）より大きく、第２の丸い角Ｃ４は、半径が０．３ミリメートル（ｍｍ）より小さいことを達成することができる。このようにして、接合部材３００は、より精確なサイズを持つようになり、高精度の機械素子又は半導体構造に組み合わせられることに適する。
【００３３】
また、最低の工程コストで、必要な接合部材３００の品質を達成するように、第１の金属材料３１０'に対して全面又は局部、１回又は数回のスタンピングを行い、部材３１０に対して全面又は局部、１回又は数回の鍛造を行ってよい。
【００３４】
なお、部材３１０と第２の金属材料３２０との接合力を向上させる方法として、例えば、接着剤（図示せず）を凹面３１２と第２の金属材料３２０との間に設置する方法がある。又、異なる熱膨張係数を持つ第１の金属材料３１０'と第２の金属材料３２０を選別し、加熱又は冷却の工程を組み入れて、操作された温度によって、部材３１０と第２の金属材料３２０との所定の接合力を達成させる方法がある。
【００３５】
図１１は、本発明の一実施例による複合金属材料の局部的な接合方法を示す断面模式図である。図１１に示すように、まず、第１の金属材料４１０'を提供する。そして、特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供する（図示せず）。そして、第１の金属材料４１０'がスタンピングされて部材４１０となるように、それをスタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行う。部材４１０は、４つの窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄを有する。その後、特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供する（図示せず）。そして、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄを、別々に窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄに設置する。その後、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄと部材４１０を鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄを押して部材４１０の窪み領域４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄに充填させ、第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄと部材４１０を別々に局部的に接合して、組立部材４００を形成する。
【００３６】
第２の金属材料４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄの材質は、同じでも異なってもよいが、実際の要求により定まる。本実施例は、複数の複合金属材料の局部的な接合方法を示すが、その接合される金属材料の数、位置、形は、図に示されたものに限定されない。また、本実施例の詳細な工程原理及び持つ可能性のある機能は、前の実施例に類似するため、詳しく説明しない。
【００３７】
以上の通り、本発明によって形成された接合部材３００又は組立部材４００は、直接的な加圧のような物理的な接合方式によって接合される。したがって、溶接又は接着剤による従来の方法と比べて、（特に、曲面等の複雑な粘着面へ応用する場合、）より均一の接合力を持ち、より堅固に接合することができる。
【００３８】
以上を纏めて言えば、本発明は、スタンピングした上で鍛造する方式によって複数の材料を接合する、複合金属材料の接合方法及び複合金属材料の局部的な接合方法を提供する。このようにして、本発明は、工程コストを低下させ、サイズの精度を向上させ、パターン精度を増加し、表面粗度等を改善することで表面を美観化することができる。溶接又は接着剤による従来の方法と比べて、本発明は、材料それぞれの間の接合力を向上させ、材料の接合を安定化することができる。
【００３９】
以上は、本発明の好ましい実施例にすぎなく、本発明の特許請求の範囲に基づいてなされた同等な変化や修正は、全て本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１１０ ボタン殻体、１１０' 殻体用金属材料、１１２ 収容部、１１４ 薄い殻体、１２０、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ 金属充填用ブランク、１２０ａ、１２０ｃ 第１の金属充填用ブランク、１２０ｂ、１２０ｄ 第２の金属充填用ブランク、１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ 中が詰まっている金属ボタン、１３４、１３４ａ、１３４ｂ 薄い殻体、３００ 接合部材、３１０、４１０ 部材、３１０'、４１０' 第１の金属材料、３１２ 凹面、３２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ 第２の金属材料、４００ 組立部材、４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ 窪み領域、Ｃ１、Ｃ３ 第１の丸い角、Ｃ２、Ｃ４ 第２の丸い角、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４ 丸い角、Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 圧力、Ｓ１ 表面、Ｓ２ 外表面、Ｔ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属材料を提供するステップと、
特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供するステップと、
凹面及び複数の第１の丸い角を有する部材になるように、前記第１の金属材料を前記スタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行うステップと、
特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供するステップと、
第２の金属材料を前記凹面に設置するステップと、
前記凹面に前記第２の金属材料が設置された前記部材を前記鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で前記第２の金属材料を押して前記部材の前記凹面に充填させ、前記第２の金属材料と前記部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する接合部材を形成するステップと
を備える複合金属材料の製造方法。
【請求項２】
前記第２の金属材料を前記凹面に設置するステップは、
接着剤を前記凹面と前記第２の金属材料との間に塗布するステップを更に含む請求項１に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項３】
第１の金属材料を提供するステップと、
特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供するステップと、
少なくとも１つの窪み領域及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、前記第１の金属材料を前記スタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行うステップと、
特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供するステップと、
第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップと、
前記窪み領域に前記第２の金属材料が設置された前記部材を前記鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で前記第２の金属材料を押して前記部材の前記窪み領域に充填させ、前記第２の金属材料と前記部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する組立部材を形成するステップと
を備える複合金属材料の製造方法。
【請求項４】
前記第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップは、
接着剤を前記窪み領域と前記第２の金属材料との間に塗布するステップを更に含む請求項３に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項５】
前記第１の金属材料に対して行ったスタンピング工程は、前記第１の金属材料に対して全面的にスタンピングを行う工程であり、且つ前記部材に対して行った鍛造工程は、前記部材に対して局部的な鍛造を行う工程である請求項３または４に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項６】
前記第１の金属材料に対して行ったスタンピング工程は、前記第１の金属材料に対して局部的にスタンピングを行う工程であり、且つ前記部材に対して行った鍛造工程は、前記部材に対して局部的な鍛造を行う工程である請求項３から５の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項７】
前記第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップは、複数の第２の金属材料を別々に前記窪み領域の各々に設置するステップを含む請求項３から６の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項８】
前記複数の第２の金属材料は、材質が互いに同一ではない請求項７に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項９】
前記第１の金属材料は、硬度が前記第２の金属材料より大きい請求項１から８の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の金属材料の材質は、ステンレス金属又はチタン合金を含む請求項９に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の金属材料の材質は、アルミ合金を含む請求項１から１０の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の丸い角は、半径が前記第２の丸い角より大きい請求項１から１１の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の丸い角は、半径が０．５ミリメートルより大きく、前記第２の丸い角は、半径が０．３ミリメートルより小さい請求項１２に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１４】
前記部材のスタンピング工程は、常温で行われる請求項１から１３の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１５】
前記鍛造工程は、常温で行われる請求項１から１４の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１６】
前記鍛造工程は、複数回行われる請求項１から１５の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の金属材料と前記第２の金属材料は、熱膨張係数が異なっている請求項１から１６の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１】
第１の金属材料を提供するステップと、
特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供するステップと、
凹面及び複数の第１の丸い角を有する部材になるように、前記第１の金属材料を前記スタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行うステップと、
特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供するステップと、
第２の金属材料を前記凹面に設置するステップと、
前記凹面に前記第２の金属材料が設置された前記部材を前記鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で前記第２の金属材料を押して前記部材の前記凹面に充填させ、前記第２の金属材料と前記部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する接合部材を形成するステップと
を備える複合金属材料の製造方法。
【請求項２】
前記第２の金属材料を前記凹面に設置するステップは、
接着剤を前記凹面と前記第２の金属材料との間に塗布するステップを更に含む請求項１に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項３】
第１の金属材料を提供するステップと、
特定の形をしたスタンピングダイキャビティ及びスタンピングダイコアを有するスタンピング成形型を提供するステップと、
少なくとも１つの窪み領域及び複数の第１の丸い角を有する部材となるように、前記第１の金属材料を前記スタンピングダイキャビティに仕込んでスタンピング工程を行うステップと、
特定の形をした鍛造ダイキャビティ及び鍛造ダイコアを有する鍛造成形型を提供するステップと、
第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップと、
前記窪み領域に前記第２の金属材料が設置された前記部材を前記鍛造ダイキャビティに仕込んで鍛造工程を行い、鍛造圧力で前記第２の金属材料を押して前記部材の前記窪み領域に充填させ、前記第２の金属材料と前記部材を接合して、複数の第２の丸い角を有する組立部材を形成するステップと
を備える複合金属材料の製造方法。
【請求項４】
前記第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップは、
接着剤を前記窪み領域と前記第２の金属材料との間に塗布するステップを更に含む請求項３に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項５】
前記第１の金属材料に対して行ったスタンピング工程は、前記第１の金属材料に対して全面的にスタンピングを行う工程であり、且つ前記部材に対して行った鍛造工程は、前記部材に対して局部的な鍛造を行う工程である請求項３または４に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項６】
前記第１の金属材料に対して行ったスタンピング工程は、前記第１の金属材料に対して局部的にスタンピングを行う工程であり、且つ前記部材に対して行った鍛造工程は、前記部材に対して局部的な鍛造を行う工程である請求項３から５の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項７】
前記第２の金属材料を前記窪み領域に設置するステップは、複数の第２の金属材料を別々に前記窪み領域の各々に設置するステップを含む請求項３から６の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項８】
前記複数の第２の金属材料は、材質が互いに同一ではない請求項７に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項９】
前記第１の金属材料は、硬度が前記第２の金属材料より大きい請求項１から８の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の金属材料の材質は、ステンレス金属又はチタン合金を含む請求項９に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の金属材料の材質は、アルミ合金を含む請求項１から１０の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の丸い角は、半径が前記第２の丸い角より大きい請求項１から１１の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の丸い角は、半径が０．５ミリメートルより大きく、前記第２の丸い角は、半径が０．３ミリメートルより小さい請求項１２に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１４】
前記部材のスタンピング工程は、常温で行われる請求項１から１３の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１５】
前記鍛造工程は、常温で行われる請求項１から１４の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１６】
前記鍛造工程は、複数回行われる請求項１から１５の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の金属材料と前記第２の金属材料は、熱膨張係数が異なっている請求項１から１６の何れか１項に記載の複合金属材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０３２７５（Ｐ２０１３−１０３２７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７７２３６（Ｐ２０１１−２７７２３６）
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（５１０２２２４４２）毅嘉科技股▲ふん▼有限公司 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（５１０２２２４４２）毅嘉科技股▲ふん▼有限公司 (16)
【Ｆターム（参考）】
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