JP2007261076A - レーザー溶着方法、レーザー溶着装置、及び送風機用羽根車の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザー溶着方法は、透過樹脂部材11と、透過樹脂部材11よりも光透過率が低い吸収樹脂部材12とを重ね合わせることによって重ね合わせ部13を形成し、重ね合わせ部13に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材11側からレーザー照射を行うとともに、照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、透過樹脂部材11側から不燃性ガスを吹き付ける。
【選択図】図2
Description
このレーザー溶着方法では、照射位置の移動方向に交差する方向から不燃性ガスを吹き付けるようにしているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。
この送風機用羽根車の製造方法では、第1又は第2の発明にかかるレーザー溶着方法によって、ブレード支持回転体にブレードを溶着するようにしているため、レーザー照射によりブレード支持回転体とブレードとの重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部におけるブレード支持回転体とブレードとの間の良好な溶着を可能にすることができる。
このレーザー溶着装置では、レーザー照射用レンズユニットに吹出ノズルが装着されており、レーザー光の照射位置の移動とともに不燃性ガスの吹き付け位置が移動するようになっているため、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。
このレーザー溶着装置では、吹出ノズルが、照射位置の移動方向に交差する方向から不燃性ガスを吹き付けるように開口しているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。
このレーザー溶着装置では、不燃性ガスの吹き付けによって樹脂部材の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにしつつ、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去する必要があることから、比較的低圧の又は少量の不燃性ガスを吹き付けることが望ましい。そこで、このレーザー溶着装置では、不燃性ガスとして、比較的低圧でかつ少量の空気を供給することに適した計装用空気を使用するようにしている。これにより、このレーザー溶着装置では、不燃性ガスの吹き付けによって樹脂部材の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにしつつ、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去することができる。
第1の発明では、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。
第3の発明では、レーザー照射によりブレード支持部材とブレードとの重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、ゴミや金属粉等が発火した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部におけるブレード支持部材とブレードとの間の良好な溶着を可能にすることができる。
第6の発明では、不燃性ガスの吹き付けによって樹脂部材の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにしつつ、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去することができる。
(1)レーザー溶着装置の基本構成及びレーザー溶着時の基本動作
図1に本発明の一実施形態にかかるレーザー溶着方法を実施するためのレーザー溶着装置1の概略構成図を示す。
レーザー光源ユニット2は、半導体レーザー等のレーザー光を発生する発振器等から構成されている。
吹出ノズル5は、レーザー照射用レンズユニット3に装着されており、レーザー光の照射位置に向けて不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付けることが可能である。本実施形態において、吹出ノズル5は、レーザー照射用レンズユニット3に装着され、レーザー光の照射位置(ここでは、透過樹脂部材11のレーザー照射用レンズユニット3側の面であって、重ね合わせ部13の照射経路Eに対応する部分)に向けて不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付けることができるように開口する管部材であり、直接又はレーザー光源ユニット2内を通じて、工場内等において使用される計装用空気が流れる計装空気用配管に接続されている。ここで、不燃性ガスとは、例えば、メタンガスやプロパンガス等のような可燃性ガスではないものをいい、計装用空気の他に、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いることが可能である。
また、吹出ノズル5は、重ね合わせ部13の透過樹脂部材11側の面に沿って計装用空気を吹き付けるように開口している。ここで、吹出ノズル5の先端部が重ね合わせ部13の透過樹脂部材11側の面に対してなす角度を角度αとすると、角度αは、本実施形態において、60度以下に設定され、好ましくは、30度以下になるように設定されている。
(1)送風機用羽根車の構成
図3〜図5に本実施例にかかる送風機用羽根車42を示す。送風機用羽根車42は、ターボファン用の羽根車であり、主として、ブレード支持回転体としての円板状のエンドプレート43と、エンドプレート43に環状に配置された複数(本実施例では、7枚)のブレード44と、複数のブレード44をエンドプレート43との間に挟むように配置されたブレード支持回転体としての環状のエンドリング45とを有している。ここで、送風機用羽根車42の回転中心をOとし、送風機用羽根車42の回転方向をRとする。また、図3は、送風機用羽根車42の外観斜視図である。図4は、送風機用羽根車42をエンドリング45側から見た図である。図5は、図4のF−F断面図である。
次に、羽根車42の製造方法について説明する。
まず、ブレード本体51、ブレード蓋61、エンドプレート43及びエンドリング45を樹脂成形し、準備する。
次に、ブレード蓋61をブレード本体51に嵌め込みにより装着することによってブレード44を組み立てる。
次に、上述の樹脂部材11、12間をレーザー溶着する際に用いたレーザー溶着装置1を用いて、ブレード44を、ブレード支持回転体としてのエンドプレート43及びエンドリング45に溶着固定する。
2 レーザー照射用レンズユニット
5 吹出ノズル
11 透過樹脂部材
12 吸収樹脂部材
13 重ね合わせ部
43 エンドプレート(ブレード支持回転体)
44 ブレード
45 エンドリング(ブレード支持回転体)
Claims (6)
- 樹脂部材のレーザー溶着方法であって、
透過樹脂部材(11)と、前記透過樹脂部材よりも光透過率が低い吸収樹脂部材(12)とを重ね合わせることによって重ね合わせ部(13)を形成し、
前記重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材側からレーザー照射を行うとともに、前記照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、透過樹脂部材側から不燃性ガスを吹き付ける、
レーザー溶着方法。 - 前記照射位置の移動方向に交差する方向から前記不燃性ガスを吹き付ける、請求項1に記載のレーザー溶着方法。
- 樹脂製の送風機用羽根車の製造方法であって、
請求項1又は2に記載のレーザー溶着方法によって、透過樹脂部材としての樹脂製のブレード支持回転体(43、45)に、吸収樹脂部材としての複数の樹脂製のブレード(44)を溶着する、
送風機用羽根車の製造方法。 - 樹脂部材のレーザー溶着装置であって、
照射位置を移動させながら、前記樹脂部材(11、12、43、44、45)にレーザー光を照射することが可能なレーザー照射用レンズユニット(3)と、
前記レーザー照射用レンズユニットに装着され、前記照射位置に向けて不燃性ガスを吹き付けることが可能な吹出ノズル(5)と、
を備えたレーザー溶着装置(1)。 - 前記吹出ノズル(5)は、前記照射位置の移動方向に交差する方向から前記不燃性ガスを吹き付けるように開口している、請求項4に記載のレーザー溶着装置(1)。
- 前記吹出ノズル(5)には、前記不燃性ガスとして計装用空気が供給される、請求項4又は5に記載のレーザー溶着装置(1)。
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