[发明专利]超声波连接夹具、连接结构和连接方法

说明书

本发明提供超声波连接夹具、连接结构和连接方法。所述超声波连接夹具包括：基部；以及突起部，具有与所述基部大体平行的突起部端面和从所述突起部端面的相对的边以相对于所述基部大体垂直的方式竖直设置的一对第一壁部。所述连接结构具备金属板与基材的连接部，所述连接部在所述金属板的表面具备带底状的凹部，所述凹部具备相对于所述金属板的所述表面大体垂直的一对壁部。

技术领域

本发明涉及超声波连接夹具、连接结构和连接方法。

背景技术

以往，通过使被按压在具有多个突起的薄片和砧座之间的电极层压件振动，进行超声波连接。多个突起中的配置在最外周的突起例如是以轮廓线上具有其一个方向的外尺寸为A时满足R≧A/6的半径R的圆弧的方式进行倒角的倒角突起。这样，抑制了超声波焊接对电极层压件的破坏(例如参照国际公开第2013/105361号手册(第6页))。

此外，采用扭转式超声波发生器的超声波熔敷连接方法已被公众所知(例如，参照日本专利公开公报特表2013-538128号(第3页，图1-图3))。在超声波熔敷处理流程中，扭转式超声波发生器接触面具备相对于扭转轴实质上在垂直方向延伸的平坦的停止面。从所述停止面突出的突起部被压入部件时，使接触面与部件结合。而且，平坦的停止面决定突起部相对于部件的进入深度。因此，超声波熔敷具有一定的强度。

在国际公开第2013/105361号的技术中，层压件与超声波连接。按照所述技术，难以充分抑制在层压件以外的被连接部物中的龟裂的产生。此外，形成在薄片的加工面上的突起，有时会陷入被连接体。此时，由于这种陷入，被连接体的一部分的成分(因突起的陷入而被挤出的被连接体的成分：余肉)在突起周边隆起。在这种情况下，阻碍突起陷入至规定的深度。另外，形成在与超声波振动的振动方向垂直的方向上的面(薄片侧面)上，有时存在倾斜。这种情况下，连接时，被施加了负荷的状态的薄片发生振动。因此，薄片侧面与和薄片侧面接触的被连接体之间，产生负荷和摩擦。因此，存在薄片侧面与被连接体熔敷而引起被连接体损伤的可能性。而且，将薄片和被连接体分开时，导致被连接体彼此的连接被剥落。

特表2013-538128号日本专利公开公报的技术涉及采用扭转式超声波发生器的超声波熔敷处理。将所述技术应用到扭曲性较弱的被连接部物时，难以充分防止龟裂的产生。

发明内容

本公开中的一个目的是提供能通过抑制被连接部中的龟裂的产生来实现良好的连接的超声波连接夹具、超声波连接方法和连接结构。

本公开的一个方式的超声波连接夹具(本连接夹具)，包括：基部；以及突起部，具有与所述基部大体平行的突起部端面和从所述突起部端面的相对的边以相对于所述基部大体垂直的方式竖直设置的一对第一壁部。

本连接夹具例如用于金属板与基材的连接。此时，本连接夹具使突起部端面整体对金属板施加按压力，而不会使金属板上产生高面压。因此，垂直于突起部端面的第一壁部，发挥振动带来的推压效果。因此，通过较小的力，使突起陷入金属板。其结果，由于对金属板的负荷降低，因此可以抑制金属板上产生龟裂。

按照本连接夹具，所述突起部还具备从所述突起部端面的另外的相对的边以相对于所述基部大体垂直的方式竖直设置的一对第二壁部。这样，与突起部端面大体垂直的第一壁部和第二壁部，发挥振动带来的推压效果。因此，通过较小的力，使突起陷入金属板。其结果，由于对金属板的负荷降低，因而可以抑制金属板产生龟裂。

所述突起部还具备从所述突起部端面的所述另外的相对的边以相对于所述基部逐渐扩展的方式倾斜的一对第二壁部。这样，以相对于基部逐渐扩展的方式倾斜的一对第二壁部，发挥楔子效果和推压效果。因此，能够实现高效的超声波连接。此外，由于第二壁部以逐渐扩展的方式倾斜，所以突起部具有纤细前端和粗壮基端。其结果，可以抑制因振动的力而使突起部折断。此外，突起部容易陷入金属板。