JP2014114327A - Method for bonding to metal member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接着方法、特に、金属部材の表面に被接着部材を接着するための接着方法に関する。 The present invention relates to a bonding method, and more particularly to a bonding method for bonding a member to be bonded to the surface of a metal member.
例えば、トルクコンバータのロックアップクラッチ装置には、ペーパー等の摩擦部材が接着されたピストンが設けられている。ピストンの摩擦部材の貼付け面には、摩擦部材の接着強度が増すように、下地処理が実行される。このような下地処理は、例えば特許文献1及び特許文献2に示されている。
For example, a lock-up clutch device of a torque converter is provided with a piston to which a friction member such as paper is bonded. The ground surface treatment is performed on the sticking surface of the friction member of the piston so that the adhesive strength of the friction member is increased. Such a ground treatment is shown in Patent Document 1 and
特許文献1では、金属部材の表面に砂粒状の研磨物を吹きつけるショットブラスト加工が行われる。また、特許文献2では、金属部材の表面に一次ブラスト処理が実行され、その後研磨によってブラストの打痕の一部が残るように削り落とされる。そしてさらに、二次ブラスト処理として、一次ブラスト処理に使用した投射材より細かい投射材でブラスト処理がなされる。
In Patent Document 1, shot blasting is performed in which a sand-like abrasive is sprayed on the surface of a metal member. Moreover, in
従来の下地処理において行われるブラスト処理では、粒状の投射材を金属部材に衝突させることによって、金属部材の表面に凹凸が形成される。 In the blasting process performed in the conventional ground treatment, irregularities are formed on the surface of the metal member by colliding the granular projection material with the metal member.
しかし、投射材は、加工時間とともに粉砕され、粉状になる。この粉状の投射材は、加工設備周辺に飛散し、設備の摺動面や電気接点への浸入によって設備の故障を引き起こすとともに、職場環境の悪化につながる。また、これらの粉状の投射材が製品に混入すると、摩擦部においては摩擦性能の悪化を招き、また油路に詰まってしまう場合がある。さらには、製品の軸受部分に浸入すると、軸受の焼き付きを起こす場合がある。 However, the projection material is pulverized with the processing time and becomes powdery. This powdery blasting material scatters around the processing equipment, causes the equipment to break down by entering the sliding surface of the equipment and electrical contacts, and leads to deterioration of the work environment. In addition, when these powdery projection materials are mixed into the product, the friction performance is deteriorated in the friction portion, and the oil passage may be clogged. Furthermore, if the product enters the bearing portion of the product, the bearing may be seized.
なお、下地処理としてエッチング等の化成処理が行われる場合もあるが、化成処理では、工程の工数が長く、また設備が複雑で大掛かりになり、さらには廃液の管理が困難である。また、処理後の部材には粉状の投射材が付着するので、後工程として洗浄工程が必要になる。 Although chemical conversion treatment such as etching may be performed as a base treatment, the chemical conversion treatment requires a long number of steps, complicated and large equipment, and management of waste liquid is difficult. Moreover, since a powdery projection material adheres to the member after a process, a washing | cleaning process is needed as a post process.
本発明の課題は、以上のような従来の下地処理における種々の不具合を軽減することにある。 An object of the present invention is to alleviate various problems in the conventional background processing as described above.
第1発明に係る金属部材への接着方法は、金属部材の表面に被接着部材を接着するための方法であって、下地処理工程と接着工程とを含んでいる。下地処理工程は、金属部材の表面にパルスレーザ光を照射し、金属部材の表面に凹凸を形成する。接着工程は、下地処理された金属部材の表面に接着剤を塗布し、被接着部材を接着する。 The method for adhering to a metal member according to the first invention is a method for adhering a member to be bonded to the surface of the metal member, and includes a base treatment step and an adhesion step. In the ground treatment step, the surface of the metal member is irradiated with pulsed laser light to form irregularities on the surface of the metal member. In the bonding step, an adhesive is applied to the surface of the metal member that has been subjected to the base treatment, and the member to be bonded is bonded.
ここでは、下地処理工程において、金属部材の表面にパルスレーザ光が照射され、金属部材の表面に凹凸が形成される。このため、従来のブラスト処理のような粉塵の発生が抑えられ、粉塵の飛散による周辺設備への悪影響や、製品の性能劣化が抑えられる。 Here, in the ground treatment step, the surface of the metal member is irradiated with pulsed laser light, and irregularities are formed on the surface of the metal member. For this reason, generation | occurrence | production of the dust like the conventional blasting process is suppressed, and the bad influence to peripheral facilities by the scattering of dust and the performance degradation of a product are suppressed.
第2発明に係る金属部材への接着方法は、第1発明の方法において、金属部材は、下地処理工程の前工程として表面硬化処理が実行されている。 The method for adhering to a metal member according to the second invention is the method according to the first invention, wherein the metal member is subjected to surface hardening treatment as a pre-process of the base treatment process.
第3発明に係る金属部材への接着方法は、第1又は第2発明の方法において、下地処理工程では、金属部材表面への加工深さを15μm以上40μm以下とする。 In the method for adhering to a metal member according to the third aspect of the present invention, in the method of the first or second aspect, the processing depth to the surface of the metal member is set to 15 μm or more and 40 μm or less in the base treatment step.
第4発明に係る金属部材への接着方法は、第1から第3発明のいずれかの方法において、下地処理工程では、凹凸を形成する加工面積が接着面積に対して10%以上となるように加工する。 The method for adhering to a metal member according to a fourth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to third aspects, wherein the processing area for forming irregularities is 10% or more with respect to the adhesion area in the base treatment step. Process.
第5発明に係る金属部材への接着方法は、第1から第4発明のいずれかの方法において、下地処理工程では、レーザとしてYAGレーザを用い、レーザ照射条件は、出力が100w以上、繰り返し周波数が6.5kHz以上である。 The method for adhering to a metal member according to a fifth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a YAG laser is used as the laser in the base treatment step, and the laser irradiation condition is an output of 100 w or more and a repetition frequency. Is 6.5 kHz or more.
以上のような本発明では、下地処理工程において、従来のブラスト処理に比較して粉塵の飛散を抑えることができ、したがって周辺設備への悪影響や製品の性能劣化を抑えることができる。また、職場環境を改善することができる。 In the present invention as described above, dust scattering can be suppressed in the ground treatment process as compared with the conventional blasting process, and therefore adverse effects on peripheral equipment and product performance deterioration can be suppressed. In addition, the work environment can be improved.
[第1実施形態]
<接着対象>
ここでは、トルクコンバータのロックアップ装置に用いられるピストンに、紙製の摩擦フェーシングを接着する場合を例にとって説明する。
[First Embodiment]
<Adhesion target>
Here, a case where a paper friction facing is bonded to a piston used in a lockup device of a torque converter will be described as an example.
図1は、ロックアップ装置を有するトルクコンバータの全体構成を示している。このトルクコンバータの概略について説明する。図1において、トルクコンバータ1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、トルクコンバータ1の右側にトランスミッション(図示せず)が配置されている。図1に示す線O−Oは、トルクコンバータ1の回転軸である。 FIG. 1 shows the overall configuration of a torque converter having a lockup device. An outline of this torque converter will be described. In FIG. 1, an engine (not shown) is arranged on the left side of the torque converter 1, and a transmission (not shown) is arranged on the right side of the torque converter 1. A line OO shown in FIG. 1 is a rotating shaft of the torque converter 1.
トルクコンバータ1は、エンジンで発生した動力をトランスミッションへ流体を介して伝達するための装置であり、フロントカバー2とインペラ3とタービン4とステータ5とロックアップ装置6とを備えている。
The torque converter 1 is a device for transmitting power generated in the engine to a transmission via a fluid, and includes a
フロントカバー2にはエンジンから動力が入力され、この動力はフロントカバー2に固定されたインペラ3に入力される。そして、動力は、流体を介してインペラ3からタービン4に伝達され、その後タービン4に連結されるトランスミッションの入力シャフトに伝達される。なお、タービン4に流入した流体は、ステータ5を介してインペラ3に戻される。
Power is input from the engine to the
ロックアップ装置6は、フロントカバー2とタービン4とを機械的に連結するための装置であり、ピストン10と、ドライブプレート11と、ダンパー機構12と、を有している。
The
ピストン10は円板状に形成されており、内周部に筒状部10aを有するとともに、外周部に摩擦フェーシング14が接着された摩擦係合部10bを有している。筒状部10aはタービンハブ4aの外周面に軸方向に摺動自在に支持されている。このように、ピストン10は摺動部を有しているので、表面硬化処理として、窒化処理がなされている。なお、ピストン10は窒化処理されていない場合もある。
The
<接着方法>
以上のようなピストン10の摩擦係合部10bに摩擦フェーシング14を接着する場合は、まず、ピストン10の摩擦係合部10bの表面に下地処理を行う。
<Adhesion method>
When the friction facing 14 is bonded to the
下地処理では、摩擦係合部10bの表面にレーザ光を照射することにより、表面に凹凸を形成する。
In the ground treatment, the surface of the
次に、下地処理が施された摩擦係合部10bに摩擦フェーシングを接着する。
Next, a friction facing is bonded to the
<実験例>
以上の方法を実施した場合のパルスレーザ光の照射条件と剥離評価とを以下の表1に示す。なお、ここでは、レーザ光としてYAGレーザを用い、窒化処理が施されたピストンに対して実験を行った。
<Experimental example>
Table 1 below shows the irradiation conditions of the pulse laser beam and the peeling evaluation when the above method is performed. In this case, a YAG laser was used as the laser beam, and an experiment was conducted on a nitriding piston.
耐久試験項目
・溶液中に一定時間浸漬し、剥離の有無を確認する試験:90℃±3℃に保持したNaOHの1%水溶液中に試料を浸漬し、目視にて剥離の有無を確認した。そして、380分以上の浸漬で剥離がない場合を問題なしとする。
・被着材に切り目を入れ、一定の雰囲気中に一定時間保持し、剥離具合を判断する試験:被着材に約2mm角の小判状の切れ目を入れた試料を85℃以上95%RH(相対湿度)以上の恒温、恒湿槽内に6時間保持した後、10分以内に接着テープ等で被着材を剥離させ、剥離がなければ問題なしとする。
・引張試験:450N以上で引っ張り、剥離率が0%であれば問題なしとする。
また、下地処理によって凹凸が形成された摩擦係合部10bの加工深さと加工面積と耐久試験結果との関係を以下の表2に示す。
Durability test items: A test for immersing in a solution for a certain period of time and confirming the presence or absence of peeling: The sample was immersed in a 1% aqueous solution of NaOH maintained at 90 ° C. ± 3 ° C., and the presence or absence of peeling was visually confirmed. And the case where there is no peeling after immersion for 380 minutes or more is regarded as no problem.
・ A test to make a cut in the adherend, hold it in a constant atmosphere for a certain period of time, and judge the degree of peeling: A sample with an oblong cut of about 2 mm square on the adherend is 85 ° C. or higher and 95% RH ( (Relative humidity) After holding for 6 hours in a constant temperature and humidity chamber, the adherend is peeled off with an adhesive tape or the like within 10 minutes.
-Tensile test: If it is pulled at 450 N or more and the peel rate is 0%, there is no problem.
Table 2 below shows the relationship between the processing depth, the processing area, and the durability test result of the
<第1実施形態のまとめ>
以上の実験例から、以下のことがわかる。
<Summary of First Embodiment>
From the above experimental examples, the following can be understood.
(1)下地処理工程では、レーザとしてYAGレーザを用い、レーザ照射条件は、以下のように設定するのが好ましい。 (1) In the ground treatment process, it is preferable to use a YAG laser as the laser and set the laser irradiation conditions as follows.
レーザ光の走査速度:193m/min
出力:100w以上
繰り返し周波数:6.5kHz以上
加工深さ:15μm以上40μm以下
加工面積(凹凸を形成する面積):接着面積に対して10%以上
なお、「耐久試験」及びその結果については、表1と同様である。
Laser beam scanning speed: 193 m / min
Output: 100 w or more Repetition frequency: 6.5 kHz or more Processing depth: 15 μm or more and 40 μm or less Processing area (area for forming irregularities): 10% or more with respect to the bonding area. Same as 1.
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 ピストン
10b 摩擦係合部
14 摩擦フェーシング
10
Claims (5)
前記金属部材の表面にパルスレーザ光を照射し、前記金属部材の表面に凹凸を形成する下地処理工程と、
前記下地処理された金属部材の表面に接着剤を塗布し、前記被接着部材を接着する接着工程と、
を含む金属部材への接着方法。 A method for bonding a member to be bonded to the surface of a metal member,
Irradiating the surface of the metal member with pulsed laser light, and forming an unevenness on the surface of the metal member;
An adhesion step of applying an adhesive to the surface of the metal member subjected to the base treatment and bonding the adherend;
A method of bonding to a metal member including
請求項1から4のいずれかに記載の金属部材への接着方法。 In the ground treatment step, a YAG laser is used as a laser, and laser irradiation conditions are an output of 100 w or more and a repetition frequency of 6.5 kHz or more.
The method for bonding to a metal member according to claim 1.
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