本發(fā)明涉及壓入到軸承的外圈中、覆蓋磁性編碼器的具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法,所述傳感器支架部保持與所述磁性編碼器相向的磁性傳感器。
背景技術(shù):
在汽車中廣泛普及的、不需要車輪鎖即可高效且安全地進行制動的防抱死制動系統(tǒng)例如是利用轉(zhuǎn)速檢測裝置(車輪速傳感器)檢測各車輪的轉(zhuǎn)速、利用控制裝置演算加速度及減速度,同時推測車體速度和滑移率,根據(jù)其結(jié)果驅(qū)動執(zhí)行器進行液壓制動的控制的系統(tǒng)。
汽車的車輪支撐用滾動軸承(半軸承)中具備這種轉(zhuǎn)速檢測裝置的軸承裝置也被廣泛使用,有下述軸承裝置:將以一定間隔在圓周方向上交替排列有N極和S極的磁性編碼器安裝在軸承的內(nèi)圈上、將用于檢測所述磁性編碼器的旋轉(zhuǎn)的磁性傳感器與所述磁性編碼器相向地安裝在軸承的外圈上,同時將為了保護所述磁性編碼器而從內(nèi)側(cè)覆蓋所述磁性編碼器的保護蓋壓入到所述外圈的內(nèi)側(cè)端部(例如參照專利文獻1)。
通過所述保護蓋,由于小石子或泥水等不會接觸所述磁性編碼器,因此可以防止所述磁性編碼器的破損,同時由于所述磁性編碼器外側(cè)的密封構(gòu)件變得不需要,因此可通過滑動阻力的減少來降低所述軸承裝置的旋轉(zhuǎn)力矩。
另外,為了消除所述磁性編碼器與所述磁性傳感器的空氣間隙調(diào)整作業(yè)的繁瑣性,作為具有保持所述磁性傳感器的傳感器支架部的所述保護蓋,還有下述保護蓋:在利用壓接加工將非磁性鋼板形成為杯狀的螺帽底部的一部分上一體接合由合成樹脂構(gòu)成的頭部,在該頭部一體接合有用于固定所述磁性傳感器的螺母的保護蓋(例如參照專利文獻2)。
此外,作為具有所述傳感器支架部的所述保護蓋,還有下述保護蓋:通過利用粘接劑將金屬制筒構(gòu)件與合成樹脂構(gòu)件接合,從而形成為杯狀的保護蓋(例如參照專利文獻3)。
具有如專利文獻2及3那樣的傳感器支架部的保護蓋由金屬構(gòu)件和塑料構(gòu)件構(gòu)成,它們的接合一般是通過粘接進行的。
這里,通過嵌件成型制造具有專利文獻2及3的傳感器支架部的保護蓋的步驟如下所述(例如參照專利文獻3)。
(1)在作為金屬構(gòu)件的專利文獻2的金屬制螺帽或?qū)@墨I3的金屬制筒構(gòu)件的表面(包含與頭部或合成樹脂構(gòu)件的接合面的表面部分)上涂布熱硬化性樹脂粘接劑。
(2)對所述粘接材料進行燒接直至達到半硬化狀態(tài)。
(3)將所述金屬構(gòu)件作為插入物安裝在注塑成型用模具內(nèi),將熔融塑料材料注入到模具內(nèi)進行注塑成型。
(4)利用熱硬化處理(二次加熱)使所述粘接劑完全硬化。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2011-084265號公報
專利文獻2:日本特開2013-117455號公報
專利文獻3:日本特開2013-177928號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
當使涂布在作為插入物的所述金屬構(gòu)件表面上的熱硬化性樹脂粘接劑變成半硬化狀態(tài)時,在與熔融塑料材料接觸之前,由交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生的硬化進行,因此用于與熔融塑料材料結(jié)合的粘接劑側(cè)的反應(yīng)基團減少,因而粘接劑與塑料的結(jié)合力減弱、粘合強度降低。另外,在由于干燥溫度或干燥時間的不一致、發(fā)生因過度的交聯(lián)反應(yīng)而導致的硬化時,因殘留的反應(yīng)基團的大部分減少,因而有發(fā)生突發(fā)的接合不良的危險。
因此,本發(fā)明鑒于上述狀況期望進行解決,其目的在于提供金屬構(gòu)件與塑料構(gòu)件的粘合強度高、可長期維持高的可靠性的具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法。
用于解決課題的方法
本發(fā)明的具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法為了解決所述課題,為在軸承裝置中具有壓入到下述外圈的金屬構(gòu)件和形成保持下述磁性傳感器的傳感器支架部的塑料構(gòu)件的保護蓋的制造方法,所述軸承裝置具備:具有在外周面上形成有內(nèi)圈軌道面的內(nèi)圈、在內(nèi)周面上形成有外圈軌道面的外圈和在所述內(nèi)圈軌道面及所述外圈軌道面間轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動體的軸承,位于所述軸承軸方向的一個端部且固定在所述內(nèi)圈上并以一定間隔在圓周方向上交替排列有N極和S極而成的磁性編碼器,以及與所述磁性編碼器的磁極相向的用于檢測所述磁性編碼器的旋轉(zhuǎn)的磁性傳感器;其特征在于,其包含以下工序:在包含所述金屬構(gòu)件的與所述塑料構(gòu)件的接合面在內(nèi)的表面上涂布熱硬化性樹脂粘接劑的粘接劑涂布工序;通過自然干燥使所述粘接劑中含有的溶劑揮發(fā)的自然干燥工序,或在低于所述粘接劑引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下,使所述粘接劑中含有的溶劑揮發(fā),使所述粘接劑干燥固化的干燥固化工序;在將經(jīng)過所述自然干燥工序或所述干燥固化工序的所述金屬構(gòu)件作為插入物配置在注塑成型用模具內(nèi)的狀態(tài)下,將已經(jīng)熔融的所述塑料構(gòu)件的材料從澆口注入到所述模具的腔室內(nèi)的注塑成型工序;和,在所述粘接劑引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上進行熱硬化處理的熱硬化處理工序。
通過這種制造方法,由于是在加熱溫度及時間的控制困難、不會變成不穩(wěn)定的半硬化狀態(tài)的情況下對熱硬化性樹脂粘接劑進行注塑成型工序,因此可以減小具有傳感器支架部的保護蓋的金屬構(gòu)件與塑料構(gòu)件的粘合強度的不一致。
而且,注塑成型工序中,在所述粘接劑與已經(jīng)熔融的塑料構(gòu)件的材料接觸之前、由交聯(lián)反應(yīng)引起的硬化不會進行,因此所述粘接劑與塑料構(gòu)件的結(jié)合力不會減弱,因而可以提高金屬構(gòu)件與塑料構(gòu)件的粘合強度。
發(fā)明效果
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法,在利用嵌件成型制造的具有傳感器支架部的保護蓋中,發(fā)揮金屬構(gòu)件與塑料構(gòu)件的粘合強度高、可長期維持高的可靠性的顯著效果。
附圖說明
圖1為具備具有傳感器支架部的保護蓋的軸承裝置的部分縱截面圖。
圖2為表示在具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的縱截面立體圖。
圖3為表示熱硬化性樹脂粘接劑在螺帽部的涂布范圍的縱截面圖,從易于觀察圖面的觀點出發(fā),夸張地示出了熱硬化性樹脂粘接劑的厚度。
圖4為表示注塑成型用模具之一例的縱截面圖。
圖5為表示在另一方式的具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的部分縱截面圖。
圖6為表示在另一方式的具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的縱截面立體圖。
圖7為表示在另一方式的具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的縱截面立體圖。
圖8為表示在另一方式的具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的縱截面立體圖。
圖9為表示在另一方式的具有傳感器支架部的保護蓋上安裝了磁性傳感器的狀態(tài)的縱截面立體圖。
圖10為表示粘合強度評價用啞鈴試驗片的概略立體圖。
圖11為表示使用圖10的粘合強度評價用啞鈴試驗片進行的干燥溫度與其剝離強度的關(guān)系的試驗結(jié)果、為表示利用在交聯(lián)反應(yīng)引發(fā)溫度以上(150℃)進行熱硬化處理并使熱硬化性樹脂粘接劑層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而進行了硬化反應(yīng)的所述啞鈴試驗片獲得的剝離強度試驗結(jié)果的曲線。
符號說明
1 保護蓋
1A 螺帽部(金屬構(gòu)件)
lB 筒部(金屬構(gòu)件)
2 第1圓筒部
3 第2圓筒部
4 圓環(huán)部
5 第3圓筒部
6 圓盤部
6A 通孔
7 密封件(彈性構(gòu)件)
8 傳感器支架部(塑料構(gòu)件)
8A 基部
8B 臺階部覆蓋部
8C 回繞部
9 凹部
10 螺母
10A 周槽
11 軸承裝置
12 內(nèi)圈
12A 內(nèi)圈軌道面
13 外圈
13A 外圈軌道面
14 轉(zhuǎn)動體
15 密封構(gòu)件
16 磁性編碼器
17 支撐構(gòu)件
18 固定模具
19 可動模具
20 澆口
21 支撐軸
22 粘合強度評價用啞鈴試驗片
23 金屬構(gòu)件板
24 塑料構(gòu)件板
25 精密萬能試驗機
26 熱硬化性樹脂粘接劑層
A 熱硬化性樹脂粘接劑
B 安裝螺栓
C 磁性傳感器
D 臺階部
E 密封件
F 長度方向
具體實施方式
接著,參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式,但本發(fā)明并不限定于附圖所示的方式,還包含滿足權(quán)利要求范圍所記載的特征的全部實施方式。
<軸承裝置>
圖1的部分縱截面圖所示的軸承裝置11除了內(nèi)圈12相對于外圈13進行旋轉(zhuǎn)的軸承之外,具備配置在所述軸承的軸方向一個端部的磁性編碼器16、保護蓋1及磁性傳感器C以及配置在所述軸承的軸方向另一個端部的密封構(gòu)件15等。
所述軸承具有在外周面上形成有內(nèi)圈軌道面12A的內(nèi)圈12、在內(nèi)周面上形成有外圈軌道面13A的外圈13以及在內(nèi)圈軌道面12A及外圈軌道面13A間轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動體14、14、……等。
磁性編碼器16以一定間隔在圓周方向上交替排列有N極和S極,利用位于所述軸承的軸方向一個端部的支撐構(gòu)件17使其固定在內(nèi)圈12上。
保護蓋1具有按照將所述軸承的軸方向一個端部密封的方式安裝在外圈13上、保持磁性傳感器C的傳感器支架部8。
傳感器支架部8具有保持螺母10的基部8A及覆蓋臺階部D的臺階部覆蓋部8B。
安裝在保護蓋1的傳感器支架部8上的磁性傳感器C與磁性編碼器16相向、檢測磁性編碼器16的旋轉(zhuǎn)。
在圖1所示的軸承裝置11中,通過將保護蓋1壓入到在內(nèi)圈12上固定有磁性編碼器16的軸承的外圈13上,在確定保護蓋1相對于磁性編碼器16在軸方向上的位置的同時,在利用保護蓋1的傳感器支架部8確定磁性傳感器C相對于保護蓋1在軸方向上的位置的狀態(tài)下進行保持,因此磁性傳感器C相對于磁性編碼器16的空氣間隙調(diào)整結(jié)束。
因此,可以消除磁性編碼器16與磁性傳感器C的空氣間隙調(diào)整作業(yè)的繁瑣性。
<保護蓋>
如圖1的部分縱截面圖、圖2的縱截面立體圖所示,保護蓋1具有作為金屬構(gòu)件的螺帽部1A及螺母10、作為彈性構(gòu)件的密封件7以及作為塑料構(gòu)件的傳感器支架部8,在螺帽部1A與傳感器支架部8之間存在粘接劑。
另外,保護蓋1是作為插入物成形了螺帽部1A及螺母10的嵌件成型品。
因此,傳感器支架部8通過嵌件成型與螺帽部1A及螺母10一體化。
螺帽部1A是利用壓接加工將非磁性鋼板成形為杯狀的金屬構(gòu)件,其位于所述軸承的軸方向一個端部并被壓入到外圈13中。
另外,螺帽部1A由壓入到外圈13中的第1圓筒部2;與第1圓筒部2相比為縮徑、連接于第1圓筒部2的邊緣且在外周面上硫化粘接有密封件7的第2圓筒部3;連接于第2圓筒部3的邊緣并向直徑方向內(nèi)側(cè)延伸的圓環(huán)部4;連接于圓環(huán)部4的內(nèi)徑側(cè)邊緣并向軸方向延伸的第3圓筒部5;以及連接于第3圓筒部5邊緣的圓盤部6構(gòu)成。
這里,圓盤部6是螺帽部1A的最底部,由圓盤部6及從圓盤部6的外周邊向軸方向延伸的第3圓筒部5形成臺階部D。
密封件7是由合成橡膠等形成的彈性構(gòu)件,形成密封件7的合成橡膠可以從丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、丙烯酸橡膠(ACM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、氟橡膠(FKM、FPM)、有機硅橡膠(VQM)等橡膠中適當?shù)鼗旌?種或2種以上的橡膠后使用。
傳感器支架部8是保持用于安裝磁性傳感器C的安裝螺栓B所螺合的螺母10的塑料構(gòu)件。
形成傳感器支架部8的塑料優(yōu)選聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610及聚酰胺612等脂肪族聚酰胺樹脂或者聚酰胺9T、聚酰胺6T及聚酰胺MXD6等芳香族聚酰胺樹脂等聚酰胺系樹脂。
存在于螺帽部1A與傳感器支架部8之間的粘接劑是熱硬化性樹脂粘接劑,作為本發(fā)明中使用的熱硬化性樹脂粘接劑,例如可舉出酚醛樹脂系粘接劑或環(huán)氧樹脂系粘接劑等。
酚醛樹脂系粘接劑例如可以使用將酚醛清漆型酚醛樹脂或甲酚型酚醛樹脂和六亞甲基四胺等硬化劑溶解在甲醇或甲乙酮等溶劑中而成的粘接劑。另外,為了提高粘接性,還可以使用在這些中混合了酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的粘接劑。
作為環(huán)氧樹脂系粘接劑,可舉出原液為單組分型環(huán)氧系粘接劑、能夠稀釋于溶劑的粘接劑。作為單組分型環(huán)氧系粘接劑,由環(huán)氧樹脂及硬化劑構(gòu)成,還可根據(jù)需要進一步添加作為反應(yīng)性稀釋劑使用的其他環(huán)氧化合物、提高熱硬化速度的硬化促進劑、具有提高耐熱性或耐硬化變形性的效果的無機填充材料、提高在施加應(yīng)力時發(fā)生變形的撓性的交聯(lián)橡膠微粒等。
作為所述環(huán)氧樹脂,例如可舉出雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚AD型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂、雙酚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、聚酯改性環(huán)氧樹脂、硅改性環(huán)氧樹脂等,但并無特別限定。
作為所述硬化劑,例如可舉出脂肪族胺、脂環(huán)族胺、芳香族胺等胺系硬化劑;聚酰胺系硬化劑;鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等酸酐物系硬化劑;仲胺或叔胺;咪唑類;1,3-雙(氨基氨基甲酰乙基(英文:hydrazino carbonylethyl))-5-異丙基乙內(nèi)酰脲、二十烷二酸二酐、己二酸二酐、二氰二胺、7,11-十八碳二烯-1,18-二酸酐等硬化劑等,但并無特別限定。
作為所述反應(yīng)性稀釋劑,例如可舉出烷基單縮水甘油基醚、烷基二縮水甘油基二醚、烷基苯酚單縮水甘油基醚等,具體而言可舉出2-乙基己基縮水甘油基醚、烯丙基縮水甘油基醚、苯基縮水甘油基醚、叔丁基苯基縮水甘油基醚等,但并無特別限定。
所述硬化促進劑在使用酸酐物系、二氰二胺等硬化劑時是為了提高硬化反應(yīng)的速度。例如可舉出1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑化合物;己二酸等羧酸類;二甲基芐基胺、三(二甲基氨基甲基)苯酚等叔胺及叔胺鹽;三苯基膦、四苯基鏻鹽·四苯基硼酸鹽等膦或鏻鹽;四丁基溴化銨等季銨鹽;3-(3',4'-二氯苯基)-1,1-二甲基尿素等烷基尿素等,但并不限定于此。
作為所述無機填充材料,例如可舉出熔融二氧化硅粉末、結(jié)晶二氧化硅、石英玻璃粉末、結(jié)晶玻璃粉末、玻璃纖維、氧化鋁粉末、滑石、云母、鋁粉末、氧化鈦、硅鈦、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氧化鎂、硅酸鎂等,這些物質(zhì)可以單獨使用也可組合使用2種以上。
作為所述交聯(lián)橡膠微粒,例如可舉出分子鏈中具有羧基的經(jīng)硫化的丙烯腈丁二烯橡膠、丙烯酸系橡膠、有機硅橡膠、氨基甲酸酯橡膠等。作為所述交聯(lián)橡膠微粒的粒徑,例如可舉出平均粒徑為lμm以下、優(yōu)選為30~200nm左右的超微粒,但并無特別限定。
作為所述環(huán)氧樹脂粘接劑中所含的溶劑,例如可舉出甲苯、二甲苯等芳香族烴或它們與酮類-醇類的混合物、環(huán)己烷等環(huán)烷烴等,但并無特別限定。
<具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法>
本發(fā)明實施方式的具有傳感器支架部的保護蓋的制造方法是在圖1所示的軸承裝置11中具有作為壓入到外圈13中的金屬構(gòu)件的螺帽部1A和形成保持磁性傳感器C的傳感器支架部8的塑料構(gòu)件的保護蓋1的制造方法,其包括以下工序:
在包含所述金屬構(gòu)件(螺帽部1A)的與所述塑料構(gòu)件(傳感器支架部8)的接合面的表面上涂布所述熱硬化性樹脂粘接劑的粘接劑涂布工序;
通過自然干燥使所述粘接劑中含有的溶劑揮發(fā)的自然干燥工序;或在低于所述粘接劑引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下,使所述粘接劑中含有的溶劑揮發(fā),使所述粘接劑干燥固化的干燥固化工序;
在將經(jīng)過所述自然干燥工序或所述干燥固化工序的所述金屬構(gòu)件作為插入物配置在注塑成型用模具內(nèi)的狀態(tài)下,將已經(jīng)熔融的所述塑料構(gòu)件的材料從澆口注入到所述模具的腔室內(nèi)的注塑成型工序;和
在所述粘接劑引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上進行熱硬化處理的熱硬化處理工序。
(粘接劑涂布工序)
本工序中,如圖3的縱截面圖所示,針對在第2圓筒部3的外周面硫化粘接有密封件7的螺帽部1A,在包含與圖2所示的傳感器支架部8的接合面在內(nèi)的表面上涂布熱硬化性樹脂粘接劑A。
作為粘接劑A在包含螺帽部1A的與傳感器支架部8的接合面在內(nèi)的表面上的涂布方法,有使用刷毛、軋輥、噴霧器等,在螺帽部1A的表面的一部分(也可包含所述接合面)上涂布粘接劑A的方法。
另外,還可以使用在液態(tài)的粘接劑A中浸漬螺帽部1A的表面的涂布方法,但考慮到模具污染時,優(yōu)選是在螺帽部1A的表面的一部分(也可包含所述接合面)上盡量在不從與傳感器支架部8的接合面溢出的范圍內(nèi)涂布粘接劑A的涂布方法。
作為在螺帽部1A上涂布粘接劑A時的溫度條件,只要是粘接劑A固化、不發(fā)生交聯(lián)硬化反應(yīng)的溫度即可,例如可以是室溫,并無特別限定。
作為涂布在螺帽部1A上的粘接劑A的厚度或樹脂量,只要是粘接傳感器支架部8進行固定所需要的厚度或樹脂量即可,并無特別限定。
在涂布粘接劑A的螺帽部1A的表面上,從提高對粘接劑A的錨定效果的觀點出發(fā),優(yōu)選實施粗面化處理或底涂處理。
作為粗面化處理,可舉出噴丸處理、化學刻蝕處理、鈍化處理、發(fā)紋處理等。
作為實施粗面化處理時的螺帽部1A的涂布面面粗糙度,優(yōu)選Ra為0.5~2μm的范圍。
另外,涂布面面粗糙度可根據(jù)JIS B0601-1994進行測定。
另外,作為底涂劑,可舉出硅烷系底涂劑、酚醛系底涂劑、環(huán)氧系底涂劑等。
(自然干燥工序)
本工序中,使在所述粘接劑涂布工序中涂布在螺帽部1A表面上的粘接劑A在室溫下自然干燥,使粘接劑A所含的溶劑揮發(fā)。
(干燥固化工序)
本工序中,使在所述粘接劑涂布工序中涂布在螺帽部1A表面上的粘接劑A在低于引發(fā)其交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下使粘接劑A所含的溶劑揮發(fā),使其干燥固化在螺帽部1A的表面上。
粘接劑A由于具有加熱至規(guī)定溫度時引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)、開始硬化的性質(zhì),因此本發(fā)明中,將粘接劑A引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)、開始硬化的溫度稱作“熱硬化性樹脂粘接劑引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度”。
粘接劑A的“干燥固化”是指通過加熱交聯(lián)反應(yīng)引發(fā)之前的狀態(tài)、即使涂布時的粘接劑A中預(yù)先含有的溶劑揮發(fā)、成為粘接劑A的成分固化的狀態(tài)。
作為干燥固化中的溶劑的蒸發(fā)程度,在用手指直接接觸所涂布的粘接劑A的表面時,可以是粘接劑A不附著在手指上的程度,也可以是使溶劑揮發(fā)至幾乎不殘留的程度,并無特別限定。特別是,從易于將塑料粘接的觀點出發(fā),優(yōu)選進行干燥固化直至溶劑幾乎不殘留的程度。所涂布的粘接劑A隨著干燥,顏色會稍有變化,因此通過目視觀察其情況,可以確認干燥固化的程度。
干燥固化時的溫度只要是在低于粘接劑A引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度下進行即可,具體而言可以根據(jù)所使用的粘接劑A適當決定。例如,若為酚醛性樹脂粘接劑時,從在短時間內(nèi)進行干燥固化的觀點出發(fā),期望調(diào)整至小于110℃、優(yōu)選25~105℃。
另外,從效率良好地進行粘接劑A的干燥固化的觀點出發(fā),可以從規(guī)定溫度多個階段地提高溫度、進行干燥固化。
此時,對于第一段的溫度與第二段的溫度差等并無特別限定。
另外,對于干燥固化的時間而言,只要是使粘接劑A中的溶劑蒸發(fā)而成為熱硬化性樹脂的固體成分固化的狀態(tài)的時間即可,可以根據(jù)干燥固化的溫度適當?shù)貨Q定,例如從能夠以工業(yè)水平穩(wěn)定地進行的觀點出發(fā),優(yōu)選調(diào)整至30~60分鐘以上。
作為干燥固化的手段,例如可舉出將調(diào)整至規(guī)定溫度的氣體送風至涂布于螺帽部1A的粘接劑A的表面上的方法;在減壓環(huán)境下、以規(guī)定溫度進行靜置的方法;將涂布有粘接劑A的螺帽部1A靜置在調(diào)整至規(guī)定溫度的室內(nèi)的方法等。另外,這些方法也可組合。
本發(fā)明中,如上所述在低于粘接劑A引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度下使粘接劑A干燥固化時,不需要進行加熱溫度或時間難以控制的半硬化。而且,通過抑制用于與塑料材料結(jié)合的粘接劑A中的反應(yīng)基團的減少,可以提高熱硬化性樹脂粘接劑A與塑料構(gòu)件的結(jié)合力。
(注塑成型工序)
使用經(jīng)過所述粘接劑涂布工序及所述自然干燥工序或所述干燥固化工序的插入物的螺帽部1A。
本工序中,如圖4的縱截面圖所示,在固定模具18的支撐軸21上安裝作為插入物的螺母10,同時將作為插入物的螺帽部1A安裝在可動模具19中。
接著,在將安裝于注塑成型機的固定模具18及可動模具19鎖緊的狀態(tài)下,將形成傳感器支架部8的熔融塑料材料從澆道注入、從澆口20填充到固定模具18及可動模具19間的腔室內(nèi)。
接著,將熔融塑料材料冷卻、使其固化后,打開可動模具19取出保護蓋1。
如此進行了嵌件成型的保護蓋1(參照圖1及圖2)由于合成樹脂進入到螺母10的周槽10A中,因此防止了螺母10脫出。
(熱硬化處理工序)
本工序中,對于所述注塑成型工序中獲得的保護蓋1在熱硬化性樹脂粘接劑A引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上進行熱硬化處理。
引發(fā)所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上的溫度例如為110~180℃的范圍。
所述熱硬化處理可以通過階段地提高溫度來進行。例如,可舉出將第一段的溫度調(diào)整為110~140℃、將第二段的溫度調(diào)整為140~180℃的范圍。其中,引發(fā)所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上的溫度的上限從縮短處理時間的觀點出發(fā),可以為超過180℃的溫度。
通過經(jīng)過以上工序,獲得保護蓋1的成品。
在如上述說明中的圖1的部分縱截面圖、圖2的縱截面立體圖等的保護蓋1中,如圖5的部分縱截面圖所示,可以在螺帽部1A的第3圓筒部5的外周面上形成凹部9、9、……。
通過使螺帽部1A為這種形狀,由于傳感器支架部8的臺階部覆蓋部8B的塑料進入到凹部9、9、……內(nèi),螺帽部1A與傳感器支架部8機械地結(jié)合,因此作為金屬構(gòu)件的螺帽部1A與作為塑料構(gòu)件的傳感器支架部8的結(jié)合強度提高。
另外,也可以是沒有圖2的縱截面立體圖中的螺帽部1A的臺階部D及傳感器支架部8的臺階部覆蓋部8B的圖6的縱截面立體圖所示的保護蓋1,還可以是使金屬構(gòu)件不為螺帽部1A、而是為筒部lB的圖7縱截面立體圖所示的保護蓋1。
此外,還可以是在圖2的縱截面立體圖的圓盤部6上如圖8的縱截面立體圖所示那樣形成通孔6A、或在圖6的縱截面立體圖的圓盤部6上如圖9的縱截面立體圖那樣形成通孔6A,通過圓盤部6的通孔6A在杯狀主體部1A的內(nèi)面?zhèn)?、將沿著直徑方向外?cè)延伸的回繞部8C形成在傳感器支架部8上而成的保護蓋1。
這里,圖8及圖9的保護蓋1上,在通孔6A周圍雖然在杯狀主體部1A及傳感器支架部8之間存在環(huán)狀的密封件E,但也可以沒有密封件E。
但是,在任一種保護蓋1中,在作為金屬構(gòu)件的螺帽部1A或作為金屬構(gòu)件的筒部lB與作為塑料構(gòu)件的傳感器支架部8之間均存在熱硬化性樹脂粘接劑。
<剝離強度的比較試驗>
以下示出制作啞鈴試驗片進行評價粘合強度的試驗的結(jié)果。
首先,對金屬構(gòu)件用的SUS430制板進行加工,制作圖10的概略立體圖所示的金屬構(gòu)件板23(寬為25mm、長為80mm、厚為2mm)。
接著,在金屬構(gòu)件板23端部一側(cè)的表面上,相對于其長度方向F以約10mm的寬度涂布酚醛系熱硬化性樹脂粘接劑,在溫度改變?yōu)?5℃、60℃、90℃、105℃、120℃、150℃的反應(yīng)容器內(nèi)靜置30分鐘或60分鐘,進行干燥直至將所述熱硬化性樹脂粘接劑中的有機溶劑(甲乙酮、甲基異丁基酮、甲醇)完全地除去,形成熱硬化性樹脂粘接劑層26。
接著,在規(guī)定的嵌件成型用模具中安裝金屬構(gòu)件板23,對在270℃下熔融的塑料材料(原料:PA12等)進行注塑,形成與圖10所示的金屬構(gòu)件板23幾乎相同形狀的塑料構(gòu)件板24。
接著,在交聯(lián)反應(yīng)引發(fā)溫度以上的150℃下進行熱硬化處理,通過使熱硬化性樹脂粘接劑層26發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)、進行硬化反應(yīng),由此獲得圖10所示的粘合強度評價用啞鈴試驗片22。
使用精密萬能試驗機25、根據(jù)JSK6 850的試驗條件,將所得粘合強度評價用啞鈴試驗片22向其兩端方向拉伸,進行拉伸剪切試驗,以研究至熱硬化性樹脂粘接劑層26發(fā)生斷裂時的力,將測定其剝離強度所得的結(jié)果示于圖11。圖11中的剝離強度以干燥溫度為120℃、干燥時間為30分鐘時的剝離強度為100進行表示。另外,圖11用2點虛線示出表示由干燥時間差造成的剝離強度不均的偏差。
這里,制作粘合強度評價用啞鈴試驗片22的工序由于是根據(jù)具有本發(fā)明的傳感器支架部的保護蓋的制造方法,因此認為所得剝離強度相當于同樣制作的本發(fā)明的保護蓋的剝離強度。
由圖11的結(jié)果確認,當干燥溫度超過約105℃附近時,剝離強度開始降低,在120℃附近下顯著地降低。
對于這種粘合強度的降低而言,本申請發(fā)明者們對于其原因進行了進一步探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于150℃下降低至不粘接的狀態(tài),因此有當干燥溫度提高時,所使用的粘接劑發(fā)生硬化反應(yīng),因而反應(yīng)基團減少,無法良好地進行與塑料的結(jié)合的可能性。
這里,作為使涂布于金屬構(gòu)件表面的酚醛系熱硬化性樹脂粘接劑干燥的溫度條件,進行1)室溫下的風干、2)90℃下10分鐘的干燥、或3)150℃下10分鐘的燒接,分別對其研究能否可以用甲乙酮(MEK)溶劑將所述粘接劑去除。所述粘接劑溶解在MEK溶劑中,但所述粘接劑發(fā)生因熱硬化導致的交聯(lián)反應(yīng)而改性時不會溶解于MEK溶劑,因而可以通過觀察是否可以用MEK溶劑進行去除來確認所述粘接劑是否發(fā)生熱硬化。
其結(jié)果考慮,風干處理品和90℃干燥處理品均可利用MEK溶劑將所述粘接劑去除,而150℃處理品不會去除、已經(jīng)發(fā)生了硬化。另外考慮,150℃處理品由于處理時間短、因此并非完全的硬化而是所謂的半硬化。
由上可知,推測以所述105℃附近為臨界、剝離強度降低的現(xiàn)象的原因在于,涂布于金屬構(gòu)件表面的熱硬化性樹脂粘接劑在干燥時發(fā)生了熱硬化。
事實上,通過25~105℃的干燥獲得的保護蓋的剝離強度從圖11的結(jié)果可知,與處理時間無關(guān),與通過120℃的干燥獲得者相比,由于具有約1.7~1.9倍高的剝離強度,因而粘接劑的結(jié)合強度顯著提高。
另外,進行25℃~105℃的干燥時,與調(diào)整至120℃等高溫的情況相比,溫度環(huán)境降低,即便是進行大量處理、也具有易于穩(wěn)定地操作的優(yōu)點。
此外,由圖11的結(jié)果可知,隨著干燥溫度變得比105℃還高,剝離強度偏差增大,因此干燥溫度導致的強度變化的影響增大。
具體而言,120℃處理與60℃處理相比,顯示所述偏差的值上升了約5倍。由此可知,隨著溫度提高,交聯(lián)硬化反應(yīng)變得活躍、相對于干燥時間、硬化反應(yīng)狀態(tài)大幅地變化。
即啟示,在高達120℃的高溫下進行干燥時,雖然有助于處理時間縮短等生產(chǎn)率提高,但干燥溫度或干燥時間的控制難,由于大量處理時的干燥裝置內(nèi)的溫度不均及向干燥裝置內(nèi)的投入、取出時間差所導致的制品的粘合強度不均的增大是無法避免的。
對此,通過使干燥溫度為25℃~105℃、在低于熱硬化性樹脂粘接劑的交聯(lián)反應(yīng)引發(fā)溫度下進行,在進行大量處理時的處理批次內(nèi)及每個處理批次中,可以顯著抑制制品的粘合強度的不均。
另外,干燥溫度為25~105℃的所述粘合強度評價用啞鈴試驗片的拉伸剪切粘合強度為8~11N/mm2。
另一方面,120℃、30分鐘的所述粘合強度評價用啞鈴試驗片的拉伸剪切粘合強度由于小于約5N/mm2,因此通過本發(fā)明方法獲得的保護蓋的粘合強度較現(xiàn)有品提高。