專利名稱：具有保持結(jié)構(gòu)的多層組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及多層組件，更具體地涉及包括一個或多個的剛性層和粘合層(例如消音疊層板和其它結(jié)構(gòu)中使用的層)的多層組件。
背景技術(shù)：
使用消音疊層板時的潛在挑戰(zhàn)可能涉及連接問題，無論是疊層板連接至一些支撐結(jié)構(gòu)還是一些裝置連接至疊層板。大多數(shù)消音疊層板包括一對剛性層，在這對剛性層之間夾有消音粘合層。粘合層可隨時間經(jīng)受應(yīng)力松弛或壓縮形變。如果例如用螺母與螺栓將消音疊層板連接至支撐結(jié)構(gòu)，則連接的扭矩量、壓力、應(yīng)力和/或緊固力可能隨時間的推移而減小。這種現(xiàn)象可能是通過螺母/螺栓組合施加在消音疊層板上的壓縮引起的，這種壓縮會致使粘合層隨時間被緩慢地擠出周邊區(qū)域。該區(qū)域中一些粘合層的損失(除了其它因素例如所涉及的各個層和部件中的壓縮形變、應(yīng)力松弛、回彈等之外)會導(dǎo)致螺母/螺栓組合變松。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，提供了多層組件，其包括第一剛性層；第二剛性層；粘合層，與第一和第二剛性層接觸使得所述粘合層將所述第一剛性層和第二剛性層粘結(jié)在一起；保持結(jié)構(gòu)，形成于第一和第二剛性層中的至少一層中并包括側(cè)壁。側(cè)壁遠(yuǎn)離粘合層延伸使得在第一和第二剛性層之間形成空間，空間中沒有來自粘合層的粘合劑。根據(jù)另一方面，提供了多層組件，其包括第一剛性層，由金屬制成并具有內(nèi)表面； 第二剛性層，由金屬制成并具有內(nèi)表面；粘合層，與第一剛性層的內(nèi)表面和第二剛性層的內(nèi)表面相接觸，使得粘合層將第一剛性層和第二剛性層粘結(jié)在一起；以及保持結(jié)構(gòu)，形成于第一和第二剛性層中的至少一層中。緊固裝置與多層組件的連接導(dǎo)致保持結(jié)構(gòu)的變形，使得第一和第二剛性層的內(nèi)表面彼此接觸并形成金屬對金屬界面，該界面沒有來自粘合層的粘合劑。根據(jù)另一方面，提供了用于形成多層組件的方法。該方法包括以下步驟(a)提供第一和第二剛性層；(b)在第一和第二剛性層中的至少一層中形成保持結(jié)構(gòu)；(C)將粘合層應(yīng)用于第一和第二剛性層中形成有保持結(jié)構(gòu)的至少一層，其中來自粘合層的粘合劑沒有被應(yīng)用于保持結(jié)構(gòu)的下側(cè)；以及(d)使第一和第二剛性層集合一起并固化所述粘合層以形成所述多層組件。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施方式進(jìn)行描述，其中相似的標(biāo)號表示相似的元件，在附圖中圖1是沒有保持結(jié)構(gòu)的示例性多層組件的截面圖；圖2是具有保持結(jié)構(gòu)的示例性多層組件的頂視圖；圖3是圖2所示的多層組件的截面圖，其中緊固裝置未連接至多層組件；圖4是圖2所示的多層組件的截面圖，其中緊固裝置已連接至多層組件；圖5是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的頂視圖，該圖所示的保持結(jié)構(gòu)被設(shè)計為容納若干緊固裝置；圖6是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的頂視圖，該圖所示的保持結(jié)構(gòu)包括額外的內(nèi)側(cè)壁；圖7是圖6所示的多層組件的截面圖，其中緊固裝置未連接至多層組件；圖8是圖6所示的多層組件的截面圖，其中緊固裝置已連接至多層組件；圖9是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的頂視圖，其中該圖所示的保持結(jié)構(gòu)被設(shè)計為容納若干緊固裝置；圖10-12是具有保持結(jié)構(gòu)的其它示例性多層組件的頂視圖，其中每個保持結(jié)構(gòu)被設(shè)計為容納單個緊固裝置；圖13是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的截面圖，其中保持結(jié)構(gòu)形成于第一和第二剛性層中；圖14是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的立體圖，其中保持結(jié)構(gòu)沿剛性層的邊緣形成；圖15是圖14所示的多層組件的截面圖；圖16是具有保持結(jié)構(gòu)的另一示例性多層組件的立體圖，其中保持結(jié)構(gòu)再次沿剛性層的邊緣形成并包括額外的凸緣；以及圖17是圖16所示的多層組件的截面圖。
具體實施例方式考慮多層組件的示例，多層組件以疊層形式提供，其中兩個外金屬層中間夾有粘合層；這種組件常被用作消音結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺母/螺栓組合或其它緊固裝置穿過多層組件中的孔并將不同的層夾在一起時，孔周圍的被壓縮區(qū)域可能受到壓縮力。壓縮力作用在粘合層上，并且在一段時間之后致使粘合層從螺母/螺栓組合的下方被擠出或壓出并發(fā)生永久的壓縮形變。由于粘合層被擠出或推出周圍區(qū)域或遭受永久的壓縮，多層組件的總厚度減少， 并且螺母/螺栓組合上的扭矩量可隨時間減小。因此，可將在下面描述的保持結(jié)構(gòu)添加至多層組件(諸如消音結(jié)構(gòu))，以阻止或減少可能發(fā)生在緊固裝置附近的扭矩?fù)p失。多層組件諸如為可在多種應(yīng)用中使用的那些組件，其中多種應(yīng)用包括但當(dāng)然不限于如洗衣機(jī)、烘干機(jī)、烤箱、洗碗機(jī)和微波爐的家用電器；如儀表板或防火墻、機(jī)罩、車頂、行李箱蓋、車門、備胎桶、行李箱底板、駕駛室、淺盤形底板以及油盤的車輛部件；農(nóng)業(yè)設(shè)備；草坪及園藝設(shè)備； 以及如磁盤驅(qū)動器的電子設(shè)備，這里僅列舉幾項。通常，多層組件用于改進(jìn)的減振或消音目的、熱絕緣、增加的結(jié)構(gòu)完整性等。參照圖1，示出了上述擠壓和所導(dǎo)致的扭矩減少問題的示例性圖示，該問題可發(fā)生在沒有保持結(jié)構(gòu)的多層組件10中。多層組件10設(shè)有第一剛性層12、粘合層14以及第二剛性層16。當(dāng)最初在多層組件10上向下擰緊固裝置18 (諸如具有螺栓20和螺母22的螺母 /螺栓組合)時，螺栓在其縱向方向稍伸長并必須保持伸長狀態(tài)以維持想要的扭矩。由螺母 /螺栓組合施加的壓縮力有時可將粘合層14的一些擠出或推出圍繞緊固孔觀的區(qū)域24、 26 ；這使得螺栓20略向其原始長度收縮。因此，隨著時間的推移，區(qū)域MJ6處多層組件10 的總厚度可變得比組件的其它未壓縮區(qū)域略薄，這進(jìn)而導(dǎo)致緊固裝置18的扭矩減少。扭矩的損失或減少可能是不可取的并且可能導(dǎo)致緊固裝置變松或不太有效。應(yīng)理解，包括圖1 的附圖僅用于說明的目的而多層組件經(jīng)受的實際的變形和材料響應(yīng)可能與圖中所示不同。根據(jù)在此示出的示例性實施方式，多層組件10為疊層或夾層構(gòu)造并包括第一剛性層12、粘合層14和第二剛性層16。當(dāng)然，下文描述的保持結(jié)構(gòu)可與具有其它構(gòu)造、層、層組合等的其它多層組件一同使用，并不限制于在此示出的示例性多層組件。一般地，粘合層 14將第一剛性層12和第二剛性層16粘結(jié)在一起，并可根據(jù)其構(gòu)成和所用的特定應(yīng)用執(zhí)行其它功能，諸如減振和/或降噪。根據(jù)一個示例性實施方式，粘合層14為粘彈性粘合層，其由丙烯酸脂基熱固性樹脂組成并具有約0. 005mm-0. 05mm的厚度；然而，也可以使用其它的粘合劑組合物和厚度。由于在下文中將變得更清晰的原因，粘合層14可以是與包含會隨時間從粘合劑蒸發(fā)的載體或溶劑組分的基于溶劑的材料相反的基于非溶劑的材料或100%可反應(yīng)的材料。第一剛性層12和第二剛性層16可由任意數(shù)量的不同材料制成，包括硬塑料和金屬諸如不銹鋼、鍍鋅鋼、冷軋鋼(未涂層的、涂層的、漆層的等)、鋁以及它們的合金。此外，根據(jù)所使用的材料，第一剛性層12和第二剛性層16可來自盤繞的庫存材料卷或來自已被沖裁、剪切、沖壓或金屬加工成單獨(dú)片的平坦坯料，這些不同的可能性將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)示例性實施方式，第一剛性層12和第二剛性層16中的每層為金屬層并具有約 0. IOmm至1. OOmm的厚度；當(dāng)然，其它材料和其它厚度也是可能的。在不同的實施方式中，多層組件10可以補(bǔ)丁形式或疊層形式提供。在示例性的補(bǔ)丁形式中，第一剛性層12為待加強(qiáng)和/或阻尼的部分或部件，第二剛性層16為較小的補(bǔ)塊 (patch)，第二剛性層可粘附至較大第一剛性層的需要硬化和/或減振的特定區(qū)域。此外， 多個分離且不同的第二剛性層補(bǔ)塊或片可在不同位置處粘附至第一剛性層。另一方面，在示例性的疊層形式中，第二剛性層16為覆蓋整個第一剛性層12的單個片。除了本文所述的示例性補(bǔ)丁形式和疊層形式之外，其它實施方式也可采用本文所述的保持結(jié)構(gòu)。例如，多層組件能夠具有不同數(shù)量和/或組合的層，包括層數(shù)少于或多于這里示出的示例性實施方式的組合。緊固裝置18 (諸如在此示出的螺母/螺栓組合)可與多層組件10 —同使用以加固組件的各個層之間的粘結(jié)或接合，從而將其它部件緊固至多層組件(例如制動助力器可被緊固至多層車輛防火墻，在這種情況下可能需要一個或多個緊固裝置)，和/或?qū)⒍鄬咏M件連接或安裝至一些其它結(jié)構(gòu)(例如多層車輛防火墻可被安裝至一個或多個車輛橫向構(gòu)件或其它車輛框架構(gòu)件)以列舉一些可能性。本文所使用的“緊固裝置”寬泛地包括與多層組件接合且形成如上所述的一些類型的機(jī)械鎖定的各種類型的裝置、部件等。緊固裝置的一些非限制性示例包括螺母/螺栓、螺釘、釘子、鉚釘、夾具、點(diǎn)焊等?，F(xiàn)在參照圖2至圖4，針對上述扭矩減少問題的一個潛在的解決方案包括示例性保持結(jié)構(gòu)40，其形成于多層組件10的一個或多個層中并位于緊固孔觀附近。保持結(jié)構(gòu)40 可為圍繞緊固孔28的區(qū)域提供剛度和改進(jìn)的硬度，還可避免將粘合層14應(yīng)用至圍繞緊固孔的區(qū)域并因此避免了當(dāng)向下擰緊固裝置18時粘合劑被擠出或推出的問題。保持結(jié)構(gòu)40 可形成于第一剛性層12和/或第二剛性層16中，并可形成許多不同的形式。在第一示例性實施方式中，保持結(jié)構(gòu)40為凸起、凹陷、突起或一些其它類型的輪廓結(jié)構(gòu)，并僅形成于第二剛性層16中使得保持結(jié)構(gòu)圍繞緊固孔觀(參見圖3)。從自上至下的角度看，保持結(jié)構(gòu) 40可具有為圓形(如圖2所示)、橢圓形、方形、矩形或任何其它合適的形狀的配置。在該特定的實施方式中，保持結(jié)構(gòu)40為圍繞緊固孔觀的大體圓形的、上升的凸起并包括側(cè)壁42 和頂壁44。保持結(jié)構(gòu)40有助于在第一剛性層12與第二剛性層16之間形成空間46，空間 46中沒有來自粘合層14的粘合劑。側(cè)壁42構(gòu)成保持結(jié)構(gòu)40的外圍，并使頂壁44在側(cè)壁之外的第二剛性層16的未上升部分上方升起。當(dāng)向下擰螺母/螺栓組合時，側(cè)壁42可對保持結(jié)構(gòu)40可因螺栓20和螺母22施加的壓縮力而發(fā)生的變形提供一些阻力。根據(jù)在此示出的實施方式，側(cè)壁42的一端(側(cè)壁的外徑向端)連接至第二剛性層16的未上升部分并且其另一端(側(cè)壁的內(nèi)徑向端)連接至頂壁44?？稍趥?cè)壁42與第二剛性層16的未上升部分的水平軸線H之間形成角度α。角度α可具有不同的值，包括如圖所示的45°角或圖中未示出的90°角(例如，角度α可在20°至90°的范圍內(nèi))。應(yīng)理解，雖然在此示出了側(cè)壁42從第二剛性層 16的未上升部分以大體線性的方式上升，但側(cè)壁還可替換地設(shè)有凸形、半球形、肋狀或其它類型的配置。頂壁44從側(cè)壁42延伸并可構(gòu)成保持結(jié)構(gòu)40的內(nèi)部部分，即一般最接近且圍繞緊固孔觀的部分。當(dāng)向下擰螺母/螺栓組合時，頂壁44與螺栓20的頭部下側(cè)或墊圈等(未示出)直接接觸。根據(jù)在此示出的實施方式，頂壁44為大體環(huán)形表面，其一端(頂壁的外徑向端)連接至側(cè)壁42，其另一端(頂壁的內(nèi)徑向端)與緊固孔相鄰。頂壁44可與水平軸線H平行并因此與第一剛性層12和第二剛性層16中至少一層平行。空間46位于側(cè)壁42 和/或頂壁44之下，并且可沒有來自粘合層14的粘合材料，下面將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。換言之，空間46可形成于第二剛性層16的內(nèi)表面50與相對的第一剛性層12的內(nèi)表面52之間并根據(jù)該具體實施方式
圍繞緊固孔28 (參見圖幻。省略頂壁44的全部或部分使得側(cè)壁 42的內(nèi)徑向端終止于緊固孔觀或通向緊固孔觀是可能的。一般情況下，保持結(jié)構(gòu)40的精確形狀和尺寸可顯著變化并且尤其取決于相應(yīng)的緊固裝置18和/或緊固孔觀的形狀和尺寸。例如，保持結(jié)構(gòu)40可被配置為完全或較大程度地圍繞緊固孔觀以在連接或擰緊螺母/螺栓組合時允許第一剛性層12和/或第二剛性層16的壓縮，從而在內(nèi)表面50、52 (參見圖4)處建立金屬對金屬界面48，金屬對金屬界面 48沒有來自粘合層14的粘合劑。由于保持結(jié)構(gòu)40，在圍繞緊固孔觀的區(qū)域(即空間46) 中僅有很少或沒有來自粘合層14的粘合材料。因此，向下擰緊緊固裝置18并不會像其它沒有這種保持結(jié)構(gòu)的多層組件那樣(參見圖1)導(dǎo)致粘合材料隨時間被擠出或推出金屬對金屬界面48。因此，由多層組件10施加的克服緊固裝置18壓縮力的回彈力或反作用力不會隨時間因材料的損失和組件厚度的相應(yīng)減少而減小太多。從圖4的示例性圖解應(yīng)理解， 在向下擰緊緊固裝置18之后側(cè)壁42可能會或可能不會顯著變形。這也可能對保持結(jié)構(gòu)40 部分上的回彈有所貢獻(xiàn)。因此，保持結(jié)構(gòu)40能夠通過減少因逐漸擠出粘合材料(壓縮形變)引起的扭矩?fù)p失以及通過增加多層組件的回彈力(與壓縮墊圈類似)而隨時間改進(jìn)緊固裝置18的性能。盡管圖4示出一種示例性的保持結(jié)構(gòu)，該保持結(jié)構(gòu)發(fā)生變形從而在第一剛性層與第二剛性層之間建立金屬對金屬界面48，但由于兩個剛性層不一定要彼此接觸所以這是非必要的?，F(xiàn)在參照圖5，示出了保持結(jié)構(gòu)140的第二示例性實施方式，其與第一示例性實施方式的保持結(jié)構(gòu)40在某些方面相類似。其中一個區(qū)別在于，保持結(jié)構(gòu)140被設(shè)計為容納多于一個的緊固孔128，這意味著保持結(jié)構(gòu)在尺寸上實際大于和/或緊固孔在尺寸上實際小于上述實施方式中所述的保持結(jié)構(gòu)。在該實施方式中，保持結(jié)構(gòu)140為凸起、凹陷、突起或一些其它類型的輪廓結(jié)構(gòu)并形成于第二剛性層116中，使得保持結(jié)構(gòu)140圍繞多個緊固孔 128。從圖5的自上而下的角度觀察，保持結(jié)構(gòu)140具有圓形配置，但其可替代地為橢圓形、 方形、矩形或其它合適的形狀。與保持結(jié)構(gòu)40類似，保持結(jié)構(gòu)140可以是具有側(cè)壁142和頂壁144的上升的凸起，側(cè)壁142和頂壁144在第一與第二剛性層之間形成了空間(未示出)。這些部件與第一示例性實施方式中所示出的部件類似，因此這里不再贅述。在保持結(jié)構(gòu)140具有大表面積的頂壁144的情況下，由于在相當(dāng)大的頂壁下方?jīng)]有支撐，所以一旦形成了保持結(jié)構(gòu)就難以打出緊固孔128。解決這個問題的一種方式為，在打出緊固孔1 之前在頂壁144處將第一與第二剛性層的內(nèi)表面電阻焊接或點(diǎn)焊在一起。 例如，可使用以下示例性過程首先，在第一剛性層和/或第二剛性層中形成保持結(jié)構(gòu)140 ； 其次，對包括保持結(jié)構(gòu)140的剛性層的內(nèi)表面或下側(cè)應(yīng)用粘合層(這導(dǎo)致了當(dāng)輥子或其它工具簡單地經(jīng)過由保持結(jié)構(gòu)形成的凹陷時保持結(jié)構(gòu)中一般沒有粘合劑；將在下面對此進(jìn)行詳細(xì)描述)；然后，將第一和第二剛性層集合到一起，使得可設(shè)置或固化粘合層；接下來，在頂壁144上的一個或多個點(diǎn)焊處將保持結(jié)構(gòu)140電阻焊接至相對的剛性層，使得第一和第二剛性層之間存在一個或多個金屬對金屬界面；最后，將不同的螺母/螺栓組合或其它緊固裝置插入緊固孔1 并安裝在多層組件上。當(dāng)然，上述過程僅為一種可能性，也可替代地使用其它過程和步驟順序。現(xiàn)在參照圖6至圖8，示出保持結(jié)構(gòu)MO的第三示例性實施方式，其與第一示例性實施方式的保持結(jié)構(gòu)40相類似。其中一個區(qū)別在于，保持結(jié)構(gòu)240具有外側(cè)壁M2、頂壁 244和另外的內(nèi)側(cè)壁M8，并形成空間M6，第一剛性層212位于空間246下方。外側(cè)壁242 和頂壁244分別與第一示例性實施方式的側(cè)壁42和頂壁44類似，因此這里不再贅述。內(nèi)側(cè)壁M8的一端(內(nèi)側(cè)壁的外徑向端)連接至頂壁244并且內(nèi)側(cè)壁248朝向第二剛性層212 向下延伸。內(nèi)側(cè)壁248可類似于外側(cè)壁對2(如關(guān)于側(cè)壁42已描述的那樣)形成角度，雖然內(nèi)側(cè)壁248也可以不同的方式形成角度。在該實施方式中，在保持結(jié)構(gòu)MO的內(nèi)部僅提供單個緊固孔228，空間246位于外側(cè)壁M2、頂壁244和內(nèi)側(cè)壁248下方，并且一般沒有粘合層214。從圖6的自上而下的角度觀察，保持結(jié)構(gòu)240具有環(huán)形配置，但其也可以是卵形、 矩形、方形、橢圓形或其它合適的形狀?，F(xiàn)在參照圖9，示出保持結(jié)構(gòu)340的第四示例性實施方式，其與第三示例性實施方式的保持結(jié)構(gòu)240在某些方面類似。其中一個區(qū)別在于，保持結(jié)構(gòu)340被設(shè)計成容納多個緊固孔328，其中與緊固孔形成于中心處且具有圍繞孔的頂壁的配置相反，每個緊固孔實際上形成于保持結(jié)構(gòu)的頂壁中。在這個特定的實施方式中，在保持結(jié)構(gòu)340的中心沒有緊固孔，因為平坦中心部分350為第二剛性層的未上升部分。保持結(jié)構(gòu)340可以是具有外側(cè)壁 342、頂壁344和內(nèi)側(cè)壁348的上升環(huán)形凸起并形成空間，第一剛性層位于空間下方。緊固孔328實際上形成于環(huán)形頂壁344中。如前所述，能夠在平坦中心部分350上設(shè)置一個或多個電阻焊接或其它類型的焊接，從而在這些焊點(diǎn)處將第一剛性層與第二剛性層焊接在一起。在該示例中緊固裝置可包括螺母/螺栓和焊接。從圖9的自上而下的角度觀察，保持結(jié)構(gòu)340具有環(huán)形配置，但其也可以是矩形、橢圓形或其它合適的形狀。在其它示例性實施方式中，保持結(jié)構(gòu)不需要具有如上述實施方式中所述的完整或連續(xù)的形狀，而可以是間斷的并且具有多個分離且不同的上升部件。例如，在圖10中保持結(jié)構(gòu)440具有多個弧形結(jié)構(gòu)460，弧形結(jié)構(gòu)460形成于第二剛性層416中，未上升的部分462 位于各個上升的弧形部分之間?；⌒谓Y(jié)構(gòu)460被示出繞單個緊固孔4 彼此間隔，但是多個緊固孔可位于弧形結(jié)構(gòu)中或其周圍，例如圖5至圖9所示的那樣。在圖11中，保持結(jié)構(gòu) 540具有多個酒窩形的上升部分或突起570，突起570形成于第二剛性層516中，未上升的部分562位于各個上升部分之間。在圖12中示出的另一實施方式中，保持結(jié)構(gòu)640具有多個長方形的上升部分680，上升部分680形成于第二剛性層616中，未上升的部分662位于上升部分680之間。在上述各個間斷的實施方式中，在多個上升結(jié)構(gòu)或部分460、570、680 與對應(yīng)的緊固孔之間可能存在少量的粘合劑；這可能導(dǎo)致如上所述的壓縮形變的情況。然而，由于緊固裝置(無論是螺母/螺栓組合還是焊接)施加的壓縮力將集中在上升部分上， 所以與上述安裝之后隨時間緩慢地擠出的情況相反，在緊固裝置的安裝過程中可能會有更多的位于這種結(jié)構(gòu)與緊固孔之間的粘合劑被擠出。這進(jìn)而可減輕壓縮形變效應(yīng)和任何因此產(chǎn)生的扭矩減少。其它實施方式、配置、布置、形狀等也是可能的。上述保持結(jié)構(gòu)的實施方式被設(shè)計為避免或至少減少了在多層組件的制造過程中對保持結(jié)構(gòu)中和/或保持結(jié)構(gòu)周圍某些區(qū)域應(yīng)用粘合劑，這降低了圍繞緊固孔的區(qū)域處潛在的扭矩?fù)p失。精確的制造過程能夠發(fā)生變化并尤其部分地取決于多層組件是以補(bǔ)丁形式還是以疊層形式提供。在示例性的補(bǔ)丁形式制造過程中，第一和/或第二剛性層可通過沖裁過程、沖壓過程或任何其它合適的過程形成為大小適合的片或補(bǔ)塊。特定的保持結(jié)構(gòu)可在沖裁過程之前、之中或之后通過沖壓過程(諸如模壓、壓印或其它合適的過程)形成于第一和/或第二剛性層中。在形成保持結(jié)構(gòu)之后，可通過輥式涂布過程或類似過程將粘合層應(yīng)用至剛性層。 在示例性的輥式涂布過程中，粘合層通過輥子應(yīng)用至剛性層的內(nèi)表面，輥子滾過內(nèi)表面并與其未因保持結(jié)構(gòu)而凹陷的位置(即剛性層的未上升部分)處的表面接觸。在剛性層凹陷的位置處例如保持結(jié)構(gòu)處，當(dāng)輥子滾過保持結(jié)構(gòu)時剛性層的內(nèi)表面與輥子分離，軋輥上的粘合材料沒有被涂至或應(yīng)用至凹陷下側(cè)。例如，這對待通過使用下拉條或其它材料應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用、或者待被制備且切割為薄帶的粘合層也是可行的，從而可將膜狀帶應(yīng)用至第一和/或第二剛性層。可能希望粘合層是與包括會隨時間從粘合劑蒸發(fā)的載體或溶劑組分的基于溶劑的材料相反的基于非溶劑的材料或100%可反應(yīng)的材料。100%可反應(yīng)的材料通常比相應(yīng)的基于溶劑的層薄，因為該材料沒有可占粘合層總厚度的約一半的溶劑或載體組分。因此，保持結(jié)構(gòu)沒有必要凹陷太多(即其可以為較淺凹陷)并在應(yīng)用過程中仍然避開了粘合劑。如果粘合層被設(shè)置為膜層，則能夠在將粘合層應(yīng)用至剛性層之一的之前或之后以沖切、激光切割或其它形式在薄粘合層中形成孔，孔具體地位于緊固孔的位置處。這樣的技術(shù)通常需要相當(dāng)高的精準(zhǔn)度。以這種方式，在圍繞緊固孔的區(qū)域中沒有或僅有很少的粘合劑，因此避免了一些上述阻礙。
一旦應(yīng)用了粘合層，就使相結(jié)合的剛性/粘合層與另一剛性層的內(nèi)表面相接觸， 從而使粘合劑可硬化、固化和/或?qū)⑦@些層粘結(jié)在一起。熱處理、紫外(UV)線輻射、壓力施加、厭氧技術(shù)和其它已知方法可用于固化粘合層。此時，粘合層14存在于第一剛性層12與第二剛性層16之間，但一般不存在于保持結(jié)構(gòu)的區(qū)域中。然后，可選的沖壓或其它金屬加工過程可被用于進(jìn)一步形成和/或成形多層組件本身；例如，將多層組件成形為完成部分或部件。也可以用沖壓或其它金屬加工過程使保持結(jié)構(gòu)變平(當(dāng)前粘合層已被應(yīng)用、固化， 且在圍繞緊固孔的區(qū)域沒有粘合層)，從而使保持結(jié)構(gòu)回到其初始形狀。實際上，根據(jù)應(yīng)用的需要，保持結(jié)構(gòu)可變平回去或被平滑使其不明顯。穿孔過程或其它合適的過程可被執(zhí)行以將一個或多個緊固孔布置在第一和第二剛性層中。穿孔過程可例如在對層進(jìn)行沖裁時單獨(dú)對每個層執(zhí)行，或在可選的沖壓過程中層粘附在一起之后同時對所有層執(zhí)行，或可在另外的時間以另外的方式執(zhí)行。在示例性的疊層形式制造過程中，最初第一和第二剛性層可以分離的盤繞的卷提供。當(dāng)各個卷被展開并放在一起時，可通過沖壓過程(諸如模壓、壓印或其它合適的過程) 在第一和/或第二剛性層中形成具體的保持結(jié)構(gòu)。在保持結(jié)構(gòu)形成步驟的下游，可通過示例性的輥式涂布過程(如上所述)將粘合層應(yīng)用至剛性層的內(nèi)表面，其中，輥子滾過內(nèi)表面但沒有將粘合材料涂在凹陷結(jié)構(gòu)上。然后，使相結(jié)合的剛性/粘合層與另一剛性層的內(nèi)表面相接觸，使得粘合劑可硬化、固化和/或?qū)诱辰Y(jié)在一起。如上所述，熱處理、UV輻射、壓力施加、厭氧技術(shù)和其它已知方法可用于固化粘合層。當(dāng)前結(jié)合的多層組件可被沖裁成單獨(dú)的片或可被再次盤繞以用于運(yùn)輸和隨后的加工。如上所述，可執(zhí)行穿孔過程或其它合適的過程以將一個或多個緊固孔布置在第一和第二剛性層中。穿孔過程可例如在層被放在一起時對每個層單獨(dú)執(zhí)行，或可在層粘附在一起之后對所有層同時執(zhí)行，或可在另外的時間以另外的方式執(zhí)行。應(yīng)理解，多層組件的制造過程能夠以補(bǔ)丁形式和疊層形式在不同實施方式中變化。例如，上述步驟和過程可相對于彼此在不同時間執(zhí)行，不一定需要執(zhí)行所有步驟和過程，也可執(zhí)行本文中沒有描述的另外的步驟和/或過程。此外，雖然對在第二剛性層上所使用的步驟和過程進(jìn)行了描述，但任一或所有步驟和過程也可在第一剛性層上使用。參照圖4，螺栓20可插入緊固孔28，使得螺母22可穿在螺栓的軸上，而螺栓的頭部放置在空間46上的第二剛性層16上。當(dāng)螺母/螺栓組合被擰緊時，第一剛性層12和/ 或第二剛性層16被壓縮在一起并在空間46上塌陷，導(dǎo)致第一和第二剛性層的內(nèi)表面50與 52之間的金屬對金屬接觸或界面48。側(cè)壁42與保持結(jié)構(gòu)40的內(nèi)部區(qū)域相比可提供更大的變形阻力，從而使側(cè)壁42不會塌陷或僅部分塌陷，因此如圖所示在擰緊之后側(cè)壁42附近可仍保留空間46。由于金屬對金屬界面以及沒有粘合劑，螺栓20不會發(fā)生太大的收縮，并且通過螺母/螺栓組合阻止了扭矩的減少。類似的金屬對金屬界面可形成于所述的其它示例性實施方式中，并在圖8的第三示例性實施方式中具體示出。在圖13所示的另一示例性實施方式中，在制造過程中保持結(jié)構(gòu)740不可避免地應(yīng)用粘合層714(如上所述)，但向第一剛性層712和第二剛性層716提供了足夠的剛度和改進(jìn)的硬度以阻止粘合層被顯著地擠出并因此減少了相關(guān)的扭矩?fù)p失。在示出的示例中，保持結(jié)構(gòu)740為環(huán)形肋狀突起，該環(huán)形肋狀突起形成于第一剛性層712和第二剛性層716上， 并提供了剛性層外側(cè)壁790、792和內(nèi)側(cè)壁794、796。當(dāng)然，執(zhí)行與該示例中執(zhí)行的功能類似的功能的其它形狀和構(gòu)造也是可行的，其包括圖2、圖10、圖11和圖12中示出的那些。多層組件710的制造過程可與上述過程類似。在此，可通過包括噴涂的其它過程應(yīng)用粘合層 714，一旦粘合層714固化就可通過沖壓過程(諸如模壓、壓印或其它合適的過程)在多層組件710中的第一剛性層712和第二剛性層716中形成保持結(jié)構(gòu)740。在使用過程中，螺栓 720的頭部在內(nèi)和外側(cè)壁790、792、794、796上橫向延伸并直接在側(cè)壁上施加擰緊力。側(cè)壁抵抗可能響應(yīng)于螺母/螺栓組合的擰緊力而發(fā)生的變形，因此避免或至少減少了組合中的扭矩?fù)p失。應(yīng)理解，前述實施方式中的任何一個可以被修改，使得保持結(jié)構(gòu)被設(shè)計為接納替代緊固裝置如螺母/螺栓組合的焊接。例如，圖3中示出的保持結(jié)構(gòu)40可通過省略緊固孔 28進(jìn)行修改，替換地具有沒有形成任何孔或開口的平坦頂壁44。在這樣的情況下，平坦頂壁44可用作焊接表面，并可包括小凹口或用于放置焊接電極的其它結(jié)構(gòu)。在形成多層組件 10之后，可在保持結(jié)構(gòu)處形成電阻焊接、點(diǎn)焊或其它類型的焊接，使得頂壁44內(nèi)凹且被壓到第一剛性層12，由此形成用于焊接的金屬對金屬界面48。點(diǎn)焊機(jī)上的電極可用于同時形成該內(nèi)凹并產(chǎn)生焊接。也可使用其它技術(shù)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14和圖15，示出了一些實施方式，其中保持結(jié)構(gòu)沿剛性層的邊緣形成。多層組件810包括第一剛性層812、第二剛性層816、以及位于第一剛性層812與第二剛性層816之間的粘合層814。取代與坯料或材料的其余部分一致齊平的傳統(tǒng)邊緣，第二剛性層816包括保持結(jié)構(gòu)820，在這種情況下保持結(jié)構(gòu)820為沿剛性層的邊緣延伸的上翹凸緣。保持結(jié)構(gòu)820被折彎并遠(yuǎn)離剛性層的其余部分向上延伸，使得在粘合劑應(yīng)用過程中，粘合劑不會沿組件的邊緣沉積(如圖14中以截面圖所示)。在粘合劑固化之后，保持結(jié)構(gòu)或上翹凸緣820可以被折彎或被壓回成與坯料的其余部分對齊，使得邊緣可被緊固在一起。 在一個實施方式中，第一剛性坯料812和第二剛性坯料816的邊緣通過激光焊接、滾壓焊接或其它方式焊接在一起，由于焊接區(qū)域沒有介入的粘合材料，因此焊接不受粘合劑污染； 在激光焊接過程中當(dāng)激光融化粘合材料時可能發(fā)生狀況，從而副產(chǎn)物不利地使焊接出現(xiàn)氣孔。應(yīng)理解，保持結(jié)構(gòu)820僅為示例性的，可使用具有不同形狀和配置的保持結(jié)構(gòu)來替代。 例如，保持結(jié)構(gòu)可以用圓形或彎曲的凸緣來替代平坦凸緣，遠(yuǎn)離凸緣延伸比在此示出的距離更長或更短的距離；包括復(fù)合彎曲使得平坦架狀延伸部920形成于邊緣處(參見圖15)； 僅沿剛性層的邊緣的整個長度的一部分延伸來替代沿整個長度延伸(例如，保持結(jié)構(gòu)可僅在希望進(jìn)行焊接的邊緣區(qū)域中延伸)；可以形成于第一剛性層和第二剛性層中來替代僅形成于一個剛性層中；或者與僅沿邊緣延伸相反，可在剛性層的內(nèi)部延伸。這些僅為一些可能性，其它保持結(jié)構(gòu)當(dāng)然也是可能的?？梢岳斫猓陨厦枋霾⒉皇菍Ρ景l(fā)明本身的限定，而是對本發(fā)明的一個或多個優(yōu)選示例性實施方式的描述。本發(fā)明并不局限于本文公開的具體實施方式
。此外，以上描述中所包含的說明與特定實施方式相關(guān)并不解釋為對本發(fā)明范圍的限制或權(quán)利要求中使用的詞語的限定，除非詞語或用語在上文進(jìn)行了明確地限定。多個其它實施方式和對所公開實施方式的多種改變和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。所有這些其它實施方式、改變和修改旨在落入所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在本說明書和權(quán)利要求中使用的詞語“例如，，、“如，，、“比如，，、“像，，和“諸如，，以及動詞“包括”、“具有”、“包含”及它們的其它動詞形式在與一個或多個部件列表或其它物體一同使用時，這些用語均被解釋為開放式的，意味著列表不被認(rèn)為是排除其它、另外的部件或物體。其它詞語被解釋為使用其最廣泛的合理意義，除非它們被用于需要不同解釋的上下文語境中。
權(quán)利要求
1.一種多層組件，包括第一剛性層；第二剛性層；粘合層，與所述第一剛性層和所述第二剛性層接觸使得所述粘合層將所述第一剛性層和所述第二剛性層粘結(jié)在一起；以及保持結(jié)構(gòu)，形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并包括側(cè)壁，所述側(cè)壁遠(yuǎn)離所述粘合層延伸使得在所述第一剛性層和所述第二剛性層之間形成空間，所述空間中沒有來自所述粘合層的粘合劑。
2.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述第一剛性層和所述第二剛性層中的每層均為金屬層并具有約0. IOmm至1.00mm范圍內(nèi)的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述粘合層為粘彈性粘合層并具有約0.005mm 至0. 05mm范圍內(nèi)的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞緊固孔，所述緊固孔延伸通過整個多層組件。
5.如權(quán)利要求4所述的多層組件，其中，當(dāng)以自上而下的角度觀察所述保持結(jié)構(gòu)時，所述保持結(jié)構(gòu)具有以下配置中的至少一種圓形、橢圓形、方形或矩形。
6.如權(quán)利要求4所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁和頂壁，所述側(cè)壁的外徑向端與所述第一剛性層和所述第二剛性層之一連接并所述側(cè)壁的內(nèi)徑向端與所述頂壁連接，所述頂壁的外徑向端與所述側(cè)壁連接并所述頂壁的內(nèi)徑向端與所述緊固孔相鄰。
7.如權(quán)利要求6所述的多層組件，其中，所述側(cè)壁根據(jù)約20°至90°范圍內(nèi)的角度α 遠(yuǎn)離所述第一剛性層和所述第二剛性層之一并朝向所述頂壁延伸。
8.如權(quán)利要求6所述的多層組件，其中，所述頂壁遠(yuǎn)離所述側(cè)壁延伸，使得所述頂壁與所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層大體平行。
9.如權(quán)利要求6所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)還包括內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁的外徑向端與所述頂壁連接并且所述內(nèi)側(cè)壁朝向所述第一剛性層和所述第二剛性層之一延伸。
10.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞多個緊固孔，其中每個緊固孔延伸通過整個多層組件。
11.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞焊接表面，在所述焊接表面處所述第一剛性層和所述第二剛性層被焊接在一起。
12.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的環(huán)形凸起，該環(huán)形凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞平坦中心部分，多個緊固孔延伸通過所述上升的環(huán)形凸起。
13.如權(quán)利要求1所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的間斷凸起，該間斷凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞緊固孔，所述緊固孔延伸通過整個多層組件。
14.一種多層組件，包括第一剛性層，由金屬制成并具有內(nèi)表面；第二剛性層，由金屬制成并具有內(nèi)表面；粘合層，與所述第一剛性層的內(nèi)表面和所述第二剛性層的內(nèi)表面接觸，使得所述粘合層將所述第一剛性層和所述第二剛性層粘結(jié)在一起；以及保持結(jié)構(gòu)，形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中，其中，緊固裝置與所述多層組件的連接導(dǎo)致所述保持結(jié)構(gòu)的變形，使得所述第一剛性層的內(nèi)表面和所述第二剛性層的內(nèi)表面彼此接觸并形成金屬對金屬界面，所述金屬對金屬界面沒有來自所述粘合層的粘合劑。
15.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞緊固孔，所述緊固孔延伸通過整個多層組件并容納所述緊固裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁和頂壁，所述側(cè)壁的外徑向端與所述第一剛性層和所述第二剛性層之一連接并且所述側(cè)壁的內(nèi)徑向端與所述頂壁連接，所述頂壁的外徑向端與所述側(cè)壁連接并且所述頂壁的內(nèi)徑向端與所述緊固孔相鄰。
17.如權(quán)利要求16所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)還包括內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁的外徑向端與所述頂壁連接并且所述內(nèi)側(cè)壁朝向所述第一剛性層和所述第二剛性層之一延伸。
18.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁，所述側(cè)壁遠(yuǎn)離所述粘合層延伸使得在所述第一剛性層與所述第二剛性層之間形成空間，所述空間中沒有來自所述粘合層的粘合劑。
19.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞多個緊固孔，其中各個緊固孔延伸通過整個多層組件并容納分離的緊固裝置。
20.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的凸起，該凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞焊接表面，在所述焊接表面處所述第一剛性層和所述第二剛性層能被焊接在一起。
21.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的環(huán)形凸起，該環(huán)形凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并包括圍繞平坦中心部分的多個緊固孔。
22.如權(quán)利要求14所述的多層組件，其中，所述保持結(jié)構(gòu)為上升的間斷凸起，該間斷凸起形成于所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中并圍繞緊固孔，所述緊固孔延伸通過整個多層組件。
23.一種用于形成多層組件的方法，包括(a)提供第一剛性層和第二剛性層；(b)在所述第一剛性層和所述第二剛性層中的至少一層中形成保持結(jié)構(gòu)；(c)將粘合層應(yīng)用于所述第一剛性層和所述第二剛性層中形成有所述保持結(jié)構(gòu)的至少一層，其中，來自所述粘合層的粘合劑沒有被應(yīng)用于所述保持結(jié)構(gòu)的下側(cè)；以及(d)使所述第一剛性層和所述第二剛性層集合在一起并固化所述粘合層以形成所述多層組件。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N多層組件，例如汽車工業(yè)中使用的消音金屬疊層板，其具有第一和第二剛性層以及位于它們之間的粘合層。上升的凸起形式的保持結(jié)構(gòu)可形成于一個或多個剛性層中并可位于緊固孔附近，緊固孔容納螺母與螺栓、或一些其它類型的緊固裝置。保持結(jié)構(gòu)可在圍繞緊固孔的區(qū)域向多層組件提供剛度和改進(jìn)的硬度，還可在一般沒有來自粘合層的粘合劑的剛性層之間形成空間。這通過解決諸如壓縮形變、回彈和/或應(yīng)力松弛的問題進(jìn)而改進(jìn)了多層組件的長期性能。還提供了制造方法和其它實施方式，包括容納多個緊固孔、形成間斷的保持結(jié)構(gòu)以及使用焊接來替代螺母和螺栓，在此僅列舉幾項。
文檔編號G10K11/16GK102576525SQ201080042913
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者丹尼爾·J·得利斯科爾, 喬納森·W·菲斯克, 詹姆士·F·基斯 申請人:夏伊洛工業(yè)公司