金屬材料的表面處理方法及使用該方法的力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使金屬材料的表面粗糙化以可靠地粘合樹脂部件等的金屬材料的處理方法及使用該方法的力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在金屬部件的表面形成粗糙面來提高金屬部件與樹脂部件的密合性的現(xiàn)有技術(shù)，公知有噴砂(使細砂碰撞于金屬面來使表面粗糙化的技術(shù))。
[0003]在進行噴砂時，首先，在金屬面粘貼遮蔽膠帶(Masking tape)，并且通過噴砂使上述金屬面的所期望的部分活化(粗糙化)。接下來，除去噴砂所使用的磨料、金屬廢料，剝掉遮蔽膠帶。最后，清洗包括金屬面在內(nèi)的整體。此時，磨料、金屬廢料的一部分殘留于金屬面，從而在將樹脂部件等粘合于金屬部件的情況下，容易產(chǎn)生如下不良情況:上述磨料、金屬廢料的一部分被判斷為粘合層的異物而成為工序內(nèi)的成品率原因，妨礙粘合而使粘合強度降低最差的情況下使兩者剝離。
[0004]另一方面，作為不使用這種噴砂的金屬材料的表面處理方法，公知有例如專利文獻1及專利文獻2所記載的使用激光的技術(shù)。
[0005]根據(jù)使用激光的技術(shù)，能夠以激光照射的精度僅瞄準欲活化的部位，從而將噴砂置換為激光加工，由此不需要遮蔽膠帶，能夠省略遮蔽工序、進行噴砂后的金屬面的清洗工序。此外，由于無需清洗工序，從而不會產(chǎn)生噴砂的磨料、金屬廢料的一部分所引起的樹脂部件與金屬部件的粘合力降低等的不良模式。
[0006]專利文獻1:日本特開2013-111881號公報
[0007]專利文獻2:日本專利第4020957號公報
[0008]對于專利文獻1所記載的發(fā)明而言，照射連續(xù)的激光形成為線狀，該形成的激光照射痕跡的間隔為250 μπι以下。該發(fā)明是利用激光在金屬部件的表面形成粗糙面來提高金屬部件與樹脂部件的密合性的技術(shù)。具體而言，是將鄰接的粗糙面的間隔(影線(hatching)寬度)調(diào)整為250 μπι以下并將形成粗糙面的凹凸的深度調(diào)整為50 μπι以下的方法。而且，針對更加優(yōu)選的影線寬度的范圍，如該文獻的段落(0025)所記載的那樣，為100 μπι以上且250 μπι以下。此外，針對上述的專利文獻1所記載的發(fā)明的激光的照射范圍，如該文獻的段落(0030)所記載的那樣，優(yōu)選圓的直徑為200 μ m以下，最優(yōu)選為60?130 μπι。也就是說，在本發(fā)明中，各個激光的照射范圍相當寬。
[0009]在金屬部件的表面形成這種激光的照射范圍較寬且影線寬度也較大的狀態(tài)的粗糙面部，通常適用于使用將樹脂以高壓填充于金屬模具的注射成型技術(shù)來將樹脂部件固定在金屬部件的粗糙面部的情況。因此，在代替使用注射成型技術(shù)而在該金屬部件經(jīng)由粘合劑等粘合層粘貼有樹脂部件的情況下，金屬部件表面的未經(jīng)激光加工的基體區(qū)域殘留較寬，因此導致產(chǎn)生粘合層從該未加工區(qū)域的剝離，從而無法充分地保持粘合力強度。
[0010]此外，專利文獻2所記載的發(fā)明是利用激光加工技術(shù)來接合金屬部件與異種部件的技術(shù)，在具有與異種部件接合的接合部的金屬部件中，在沿某掃描方向進行了激光掃描加工后，沿與掃描方向交差的其他掃描方向進行激光掃描加工，從而形成上述接合部。
[0011]而且，專利文獻2所記載的發(fā)明以使用于注射成型為前提。在這種前提條件下，有目的地使通過激光而破壞了的金屬表面隆起，使鄰接者彼此架橋，由此樹脂基于注射成型時的壓力而進入該橋梁的下方凝固，由此，具有銷固效應(anchor effect)的作用。但是，在經(jīng)由粘合劑等粘合層將樹脂部件粘貼于金屬部件的情況下，無法利用注射成型時的壓力，從而如圖8所示那樣粘合劑等無法進入至橋梁的下方，所以導致在本應發(fā)揮錨固效應的橋梁的下方及其附近形成空氣層。其結(jié)果是，即使在該金屬部件經(jīng)由粘合劑等粘合層粘貼有樹脂部件，粘合層緊密貼合于金屬部件的表面的面積也相當小，從而無法充分地確保粘合強度，而導致樹脂部件容易從金屬部件剝離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供當經(jīng)由粘合層在金屬材料粘貼有樹脂材料等不同的材料的情況下該不同的材料難以從金屬材料剝離的金屬材料的表面處理方法及使用該方法的力傳感器。
[0013]為了解決上述的課題，本發(fā)明的技術(shù)方案1所記載的金屬材料的表面處理方法如下，在利用激光使金屬材料的表面粗糙化的表面處理方法中，通過各個激光照射而形成為圓狀的各粗糙化區(qū)域中的鄰接的粗糙化區(qū)域的各自的外圈接近，
[0014]上述金屬材料的表面處理方法的特征在于，
[0015]當將基于各個激光照射而形成的各粗糙化區(qū)域的外圈的直徑設(shè)為a，將基于各個激光照射而形成的粗糙化區(qū)域的鄰接的中心間距設(shè)為d時，以成為0.5a < d < 1.5a的方式在上述金屬材料的表面的所期望的部位形成粗糙面粘合部。
[0016]此外，在技術(shù)方案1所記載的金屬材料的表面處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案2所涉及的金屬材料的表面處理方法的特征在于，
[0017]以上述各粗糙化區(qū)域的外圈的直徑a與上述粗糙化區(qū)域的鄰接的中心間距d的關(guān)系成為a = d的方式，在上述金屬材料的表面的所期望的部位形成粗糙面粘合部。
[0018]此外，在技術(shù)方案1或2所記載的金屬材料的表面處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案3所涉及的金屬材料的表面處理方法的特征在于，
[0019]以上述一個粗糙化區(qū)域的外圈的周圍與四個粗糙化區(qū)域的外圈分別接近的方式，在上述金屬材料的表面的所期望的部位形成上述粗糙面粘合部。
[0020]此外，在技術(shù)方案1或2所記載的金屬材料的表面處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案4所涉及的金屬材料的表面處理方法的特征在于，
[0021]以上述一個粗糙化區(qū)域的外圈的周圍與六個粗糙化區(qū)域的外圈分別接近的方式，在上述金屬材料的表面的所期望的部位形成粗糙面粘合部。
[0022]此外，技術(shù)方案5所記載的力傳感器的特征在于，
[0023]在由金屬材料構(gòu)成的應變體的、通過技術(shù)方案1?4的金屬材料的表面處理方法而加工成的上述粗糙面粘合部，經(jīng)由粘合材料粘貼固定有應變片。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供當經(jīng)由粘合層在金屬材料粘貼有樹脂材料等不同的材料的情況下該不同的材料難以從金屬材料剝離的金屬材料的表面處理方法及使用該方法的力傳感器。
【附圖說明】
[0025]圖1是使用本發(fā)明的一實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法的力傳感器的簡要立體圖。
[0026]圖2是以將圖1所示的力傳感器的金屬部分與樹脂部分分離的方式表示的側(cè)視圖。
[0027]圖3是表示通過激光照射而被粗糙化的鄰接的粗糙化區(qū)域的尺寸關(guān)系的說明圖。
[0028]圖4是以放大的方式表示本發(fā)明的實施方式所涉及的粗糙面粘合部的一部分的俯視圖。
[0029]圖5是對本發(fā)明的實施例進行說明的說明圖。
[0030]圖6是對本發(fā)明的實施例的評價試驗結(jié)果進行說明的說明圖。
[0031]圖7是以放大的方式表示與圖4不同的粗糙面粘合部的一部分的俯視圖。
[0032]圖8是對現(xiàn)有的基于激光照射金屬部件與樹脂部件經(jīng)由粘合層粘合時的不良情況進行說明的說明圖。
[0033]符號說明
[0034]1…力傳感器;10…應變體;10a…上表面;21、22 (20)…應變片；21a、22a…粘合層；21c、22c…電線;100-1…試驗片;100-2…試驗片;100_3…試驗片;101、102 (100)…粗糙面粘合部；100’…粗糙面粘合部；110…粗糙化區(qū)域；150、160…非粗糙化區(qū)域;A1?A3…實質(zhì)的粘合部分;S1?S5…空間。
【具體實施方式】
[0035]以下，對本發(fā)明的一實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法及使用該方法的力傳感器進行說明。首先，對本實施方式所涉及的力傳感器的簡要結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是使用本發(fā)明的一實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法的力傳感器的簡要立體圖。此夕卜，圖2是以將圖1所示的力傳感器的金屬部分與樹脂部分分離的方式表示的側(cè)視圖。
[0036]本實施方式所涉及的力傳感器1例如由應變體10與應變片21、22 (20)等構(gòu)成，其中，上述應變體10具有長方體形狀且兩側(cè)面被貫通并具有沿上表面的長度方向分別隔開間隔地形成的粗糙面粘合部101、102 (100)(參照圖2)，上述應變片21、22(20)粘合于應變體10的粗糙面粘合部100。
[0037]應變體10由金屬形成，能夠根據(jù)所測量的負載，適當?shù)剡x擇鋁合金、鐵、不銹鋼等金屬材料。兩應變片20分別由聚酰亞胺等樹脂形成，在內(nèi)部具備電阻值與對應變體10施加負載的情況相應地變化的應變片元件(未圖示)。從各應變片21、22導出電線21c、22c，上述電線21c、22c用于獲取與作用于應變體10的負載對應的信號。此外，在兩應變片21、22的底面形成有由粘合劑等形成的粘合層21a、22a，上述粘合層21a、22a用于將應變片21、22分別粘貼于應變體10的上表面10a的規(guī)定部位(參照圖2)。
[0038]在應變體10的上表面10a的與供上述粘合層21a、22a粘貼的區(qū)域?qū)牟课?，形成有粗糙面粘合?01、102(100)。另外，在本實施方式中，粗糙面粘合部100取代現(xiàn)有的噴砂法而通過本實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法來形成。
[0039]接著，對用于形成上述的粗糙面粘合部100的本實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法進行說明。本實施方式所涉及的金屬材料的表面處理方法為通過激光使鋁合金、鐵、不銹鋼等金屬材料的表面粗糙化的表面處理方法，該金屬材料的表面處理方法的特征在于，通過各個激光照射而形成的鄰接的圓狀粗糙化區(qū)域(表面加工區(qū)域)的外周(外圈)分別相互接近。
[0040]S卩，本實施方式所涉及的粗糙面粘合部101、102通過在金屬材料(金屬部件)即應變體10的上表面10a的預定的部位相互以極小的間隔密接地形成多個具有極小的直徑的圓狀的粗糙化區(qū)域110，而被構(gòu)成。
[0041]圖3是表示通過激光照射而被粗糙化的鄰接的粗糙化區(qū)域110的尺寸關(guān)系的說明圖。另外，圖3中上側(cè)的兩個圓是俯視表示鄰接的粗糙化區(qū)域110的